DE1933650B2

DE1933650B2 - Saugbaggervorrichtung

Info

Publication number: DE1933650B2
Application number: DE1933650A
Authority: DE
Inventors: Romke Van Der Dipl.-Ing. Dr. Jutphaas Veen (Niederlande)
Original assignee: Nv Ingenieursbureau Voor Systemen En Octrooien Spanstaal Rotterdam (niederlande)
Current assignee: Nv Ingenieursbureau Voor Systemen En Octrooien Spanstaal Rotterdam (niederlande)
Priority date: 1968-07-15
Filing date: 1969-07-02
Publication date: 1975-05-15
Also published as: NL6809986A; DE1933650A1; DE1933650C3; GB1266775A; US3628263A; BE736037A; FR2012967A1

Description

zweiten Spülleitung und dem Strömungswiderstand in der gesamten zweiten Spülleitung ist.

Indem erfindungsgemäß die Tastpunkte in erheblichen Abständen über den Meßpunkten angeordnet sind, wo der Druck erheblich höher ist als im Bereich der Meßpunkte, wird ein Absinken des Drucks in den Tastpunkten unter den Dompfdruck des Wassers vermieden und so eine einwandfreie, zuverlässige und genaue Druckmessung auch bei Anordnung des DifTerenzdruckmessers an Bord des Schiffes gewährleistet, die aus den obengenannten G runden wegen höhere" Störsicherheit bzw. einfacher, leichter Behebbarkeit von Störungen ohne längere Betriebsunterbrechungen dringend erwünscht ist. Indem auch erfindungsßemäß die Abstände zwischen den Meßpunkten und den Tastpunkten so gewühlt sind, daß für die verschiedenen paarweise zugeordneten Tast- und Spülleitungen jeweils der Quotient aus dem Strömungswiderstand im oberen Teil der betreffenden Spülleitung bis zum Tastpunkt und dem Gesamtströmungswiderstand über die ganze Länge der betreffenden Spülleitung denselben Wert besitzt, wurden die Messungen unabhängig von dem Pumpendruck und der Pumpenleistung.

Im folgenden werden Ausführungsbeispicle einer Saugbaggervorrichtung nach der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 die Saugbaggervorrichtung gemäß einer Ausführungsform und

Fig. 2 eine abge-vandeltc Ausführungsform der Saugbaggervorrichtung.

Die Saugbaggervorrichtung der Fig. I umfaßt ein Schiff 10 und ein am Schilt 10 um eine Achse II gelenkig aufgehängtes Saugrohr 12, in dem eine unter Wasser getauchte Sandförderpumpe 13 angeordnet is;. Das Saugrohr 12 schließt sich an eine Sand- !"örderpumpe 14 an, die die aufgesaugte Suspension von Baggergut mit Wasser durch eine Druckleitung IS fördert. "

Zum Messen des Druckes P_M . im Saugrohr 12 im Bereich eines Meßpunktes M₁ ist eine Meßvorrichtung vorgesehen. Die Meßvorrichtung weist eine Spülpumpe 16 auf, die Außenbordwasser als Spülwasser einer Hauptleitung 17 zuführt, die in einer Abzweigung 18 in zwei gesonderte, enge Spülleitungen 19 und 20 aufgezweigt ist; diese Spiilleitungen 19, 20 münden im Bereich des Meßpunktes Λ/, im Saugrohr 12 bzw. im Bereich eines Meßpunktes M₂ im Wasser 21 über dem Niveau 46 des in der Bresche 22 vorhandenen fluidisiertcn Sandes. In den Spiilleitungen 19 und 20 werden erste und zweite Tastpunkte T, bzw. 7'., so gewählt, daß

Kammern 26 und 27 eines Differenzdruckmessers 28 angeschlossen.

Die Spülleitungen 19 und 20 besitzen außer bei den Tastpunkten T₁ und T., über ihre ganze Länge konstanten Querschnitt und weisen keine scharfen Krümmungen auf, so daß die Widerstände der Spülleitungen 19 und 20 sich wie ihre Längen verhalten. Ein Stellungsanzeiger 29, der einen am Saugrohr 12 befestigten Zeiger 30 und eine Anzeigeskala 31

ίο aufweist, zeigt die Stellung des Saugrohres 12 und damit die Tiefe des Meßpunktes M₁ unter dem Wasserspiegel 32 an.

Zur Ermittlung des Absolutdrucks P_{M t} im Meßpunkt M₁ mißt man den Differenzdruck P¹ zwischen dem Druck P_Ml und dem Druck P_M _;j, der außerhalb des Saugrohres 12 in einem auf dem gleichen Niveau wie M_x befindlichen Punkt M₃ herrschen würde, falls zwischen A/_;| und dem Wasserspiegel 32 nur Wasser vorhanden wäre.

Im folgenden wird erläutert, daß der Differenzdruckniesser 28 den Wert

mißt.
Dann ist

P_Ml -= B + 0,1 A-cosc I

a_x + b_x

■P<

35 Darin bedeutet

B den Barometerdruck,

k den Abstand zwischen dem Meßpunkt /Vf₁ und der auf dem Niveau des Wasserspiegels

32 liegenden Achse 11 und
c den Winkel, den das Saugrohr 12 mit dem Wasserspiegel 32 einschließt.

Die Bezeichnungen der Wassersäulen sind in Fig. ! dargestellt.

Der Druck P_Mi im Meßpunkt A/, beträgt

Pm₃-P¹ = B+ A₃-P₁

45 entsprechend P_M2 — B + h„.

Der Gesamtdruckabfall in der Spülleitung 19:

da /;, = A₁.

(P₁, ist der Überdruck in den Spülleitungen 19 und 20 im Bereich der Abzweigung 18).

Der Gesamtdr jckabfall in der Spülleitung 20:

ft.

a.,

Darin bedeuten

O₁ und«., die Länge der Spülleitungen 19 bzw. 20 zwischen der Abzweigung 18 einerseits

und den Tastpunkten 7" I bzw. 7'2 ande-

...

rerseits und

/), und/)., die Länge der Spülleitungeii 19 bzw. zwischen den Tastpunkten T₁ bzw. T,, einerseits und den Meßpunkten A/, und

M., andererseits.

Die Tastpunkte T_x und T., sind mittels Tastleitungcn 23 und 24 in Anschlußpunkten D₁ und D₂ an die zu beiden Seiten einer Membran 25 liegenden P₇ , - (P_n + B + W_x + A₀) - "' (Pp +/»» +

«ι -Ι" 'Ι

P₇., = (P, + B + W₂ + A₀) - ^a-^J (P,, + A₀)

Pt) ι - ^PT , ^ /',_; - W₁

Aus den letzten vier Gleichungen folgt, daß der

von dem DifTerenzdruckmesser 28 gemessene Wert P_n-Pn₂-Po₁= *',- P¹

Das heißt, daß P_l} unabhängig von dem Niveau st, auf dem sich die Meßpunkte M₁ und M₂, die fastpunkte T₁ und T₂, der Differenzdruckmesser 28 jnd die Abzweigung 18 befinden. Ferner ist Pj, unabhängig von dem Pumpendruck P_n, dem Spülwasserdurchsatz und der Spülwassergeschwindigkeit,

Daher kann man die Hauptleitung 17 ohne weiteres an jede beliebige Wasserpumpe, beispielsweise eine schon an Bord vorhandene Abdichtungskastenpumpe, anschließen.

Der Pumpendruck P₁, muß so groß sein, daß über die ganze Länge der Spüllcitungen ein Druck herrscht, der größer ist als die Dampfspannung des Spülwassers. Um den Spülwasserdurchsatz zu begrenzen und doch einen großen Druckfall in den Spülleitungen 19 und 20 zu erhalten, besitzen diese einen Strömungsquerschnilt von beispielsweise nur 20 mm"-.

Die Ausgangsgröße des Differenzdruckmesscrs 28 kann über nicht dargestellte Mittel mit dem Faktor

-- -' multipliziert und mit einer drehbaren

Skalenteilung einer Anzeigevorrichtung gekuppelt werden, während ein über diese Skala schwenkender Zeiger mit dem Ausgang des Stellungsanzeigers 29 gekuppelt ist, derart, daß der Druck P_{M v} bestehend aus dem Term B und den variablen Termen /i, und P', an dieser Anzeigevorrichtung abzulesen ist. Die Saugbaggervon rhlung ermöglicht die Messung mit Hilfe des an Bord angeordneten Differenzdruckmessers 28 und der mit Wasser gefüllten Tastleitungcn 23 und 24 selbst dann, wenn

P_MS 0,1 ή, -0,Wi,,

kleiner ist als der Dampfdruck des Spülwassers.

Insbesondere für den Druck P^₄ ^an der Saugseite der unter Wasser angeordneten Sandförderpumpe 13 (s. Fig. 2), für den mit Sicherheit gilt, daß während des Betriebs der Druck

niedriger ist als die Wasserdampfspannung, ist die Messung nach dem im vorstehenden für die Meßpunkte M., und M, beschriebenen Verfahren von großer Wichtigkeit.

Zum Messen des Differenzdrucks zwischen den an beiden Seiten der Sandförderpumpe 13 herrschenden Drücken sind Spüllcitungen 33 und 34 (F i g. 2) zusätzlich an die Abzweigung 18 bei der Saugbaggervorrichtung der F i g. 1 angeschlossen. Auf diesen Spülleitungep 33 und 34 sind Tastpunkte T₄ und T. so gewühlt, beispielsweise in der Mitte, daß

a₄ -]- b_t a₅ + 6₅
wobei α und b wiederum die Längen der Spülleitungen oberhalb bzw. unterhalb der Tastpunkte T₄ bzw. T₅ bedeuten. Tastleitungen 35 und 36 verbinden die Tastpunktc T₄ und T₅ mit den beiden Kammern 37 und 38 zu beiden Seiten einer längs ihrem Umfang in einem Differenzdruckmesser 39 eingespannten Membran 40. Der Differenzdruckmesser 39 mißt den Druckunterschied P_7n — P₇₄ und ist gleichzeitig als Regclorgan ausgebildet, das mittels an der Membran 40 befestigter, dichtschließend durch das Gehäuse des Differenzdruckmessers 39 hindurchgeführter Gestänge 43 und 44 einen elektrischen Schalter 41 und einen elektrischen Schalter 42 betätigt. Beim Über- und Unterschreiten eines bestimmten eingestellten Wertes von P₇-₅ — P₇-₄ betätigt der Differenzdruckmesser 39 den Schalter 41 bzw. 42, die nicht näher angedeutete Stellglieder bzw. Stellantriebe der Saugbaggervorrichtung steuern, welche beispielsweise das Saugrohr 12 anheben oder fieren, die Brennstoffzufuhr der Pumpcnmotoren ändern oder ein anderes den Saugprozeß beeinflussendes Organ der Saugbaggervorrichtung verstellen.

Außer den genannten reellen Meßpunkten M₁, M₂, M₄ und M₅ und einem imaginären Meßpunkt M₃

können noch reelle Meßpunkte M₆ im Saugmund 45 und übereinander angeordnete, reelle Meßpunkte M₇, M_H, M₉ in der Bresche 22 in der Nähe des Saugrohres 12 vorhanden sein, die je mit einer nicht dargestellten Spülleitung und einer nicht dargestellten Tastleitung versehen sind, wobei die Tastleitungen an einen nicht dargestellten Differenzdruckmesser angeschlossen sind. Aus dem Druckunterschied Pm 4 Pm η ^unc' dem Druckunterschied P_M _H — P_M „ läßt sich die Sandkonzentration in der Bresche bei diesen Meßpunkten herleiten, während der Druckunterschied P_A)9 — P_Ml eine Anzeige über das Niveau 46 des üuidisierten Sandes über dem Saugmund 45 gibt.

Alle verwendeten Differenzdruckmesser können räumlich zusammengefaßt in ein und derselben Kammer an Bord des Schiffes 10 angeordnet werden. Ein und dieselbe Tastleitung kann dabei an mehrere Differenzdruckmesser angeschlossen sein, so daß beispielsweise der Differenzdruckmesser 28 den Druckunterschied P_M ., — P_M , und ein anderer Differenzdruckmesser den Druckunterschied Pm<,~ Pw mißt.

Auch ist es möglich, ein und denselben Differenzdruckmesser mit Hilfe nicht dargestellter Wählventile wechselweise an verschiedene Tastleitungspaare anzuschließen, so daß man zur Messung mehrerer Druckunterschiede mit einem DifferenzdHackmesser auskommen kann.

Die Spülleitungen 19, 20, 33, 34 und die Tastleitungen 23, 24, 35, 36 bestehen hier aus Kunststoffschläuchen. Die sich unter Wasser erstreckender Teile dieser Schläuche sind an dem Saugrohr 12 be festigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

. dernde Spülpumpe, einen Differenzdruckmesser, eine Patentansprüche: jn den ersten Meßpunkt mündende, an die Spül-

1. Saugbaggervorrichtung mit einem an einem pumpe angeschlossene erste Spülleitung, eine in den Schiff aufgehängten, an eine Sandförderpumpe zweiten Meßpunkt mündende, an die Spülpumpe anangeschlossenen Saugrohr und einer Meßvor- 5 geschlossene zweite Spülleitung, eine im Bereich richtung zur Messung des Druckunterschiedes eines ersun Tastpunktes in die erste Spülleitung zwischen einem ersten Meßpunkt im Saugrohr mündende, an die eine Seite des Differenzdruck- oder in dessen Nähe und einem zweiten Meß- messers angeschlossene, mit Wasser gefüllte erste punkt, wobei die Meßvorrichtung eine Wasser Tast- oder Meßleitung und eine im Bereich eines fördernde Spülpumpe, einen Differenzdruckmes- io zweiten Tastpunktes in die zweite Spülleitung münser, eine in den ersten Meßpunkt mündende, an dends, an die andere Seite des Differenzdruckmessers die Spülpumpe angeschlossene erste Spülleitung, angeschlossene, mit Wasser gefüllte zweite Tasteine in den zweiten Meßpunkt mündende, an die oder Meßleitung aufweist.

Spülpumpe angeschlossene zweite Spülleitung, Eine Vorrichtung dieser Art ist in der deutschen eine im Bereich eines ersten Tastpunktes in die 15 Auslegeschrift 17 59 588 vorgeschlagen. Bei dieser erste Spülleitung mündende, an die eine Seite Vorrichtung nach dem älteren Vorschlag ist ein des Differenzdruckmessers angeschlossene, mit unter Wasser angeordneter Differenzdruckmesser Wassei gefüllte erste Tast- oder Meßleitung und vorgesehen. Dies hat sich als nicht vollkommen zueine im Bereich eines zweiter. Tastpunktes in die friedenstellend erwiesen, da der unter Wasser angezweite Spülleitung mündende, an die andere 20 ordnete Differenzdruckmesser verhältnismäßig stör-Seite des Differenzdruckmessers angeschlossene, anfällig ist und die Aufspürung und etwaige Bemit Wasser gefüllte zweite Tast- oder Meßleitung hebung eines Defektes an dem Differenzdruckmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß schwierig und zeitaufwendig ist und jedenfalls eine der Differenzdruckmesser (28, 39) an Bord des unterbrechung des Betriebes bedingt. Bei der üb-Schiffes(lO) angeordnet ist und die Tastpunkte 25 liehen Verwendung eines elektrischen Differenz-(T₁, T.„ Fig. f; T₄, T-, Fig. 2) in den Spül- druckmesser bedingt die Anordnung unter Wasser leitungen (19, 20, Fig. Ϊ; 33,34, Fig. 2) in er- eine erhöhte Störanfälligkeit durch Kurzschlußheblichen Abständen aber den den Spüllcitungen gefahr in den Speiseleitungen zu dem Differenzdruckzugeordneten Meßpunkten (M₁, M.„ Λ/,, M₅)"so messer, am Differenzdruckmesser selbst und an den angeordnet sind, daß der Quotient aus dem Strö- 30 vom Ausgang des Differenzdruckmessers zu einer an mungswiderstand in dem oberhalb des ersten Bord des Schiffes angeordneten Anzeigestelle füh-Taslpunkts (T₁, T₄) liegenden Teil der ersten rendcn Ausgangsleitungen. Da die Überwachung des Spülleitung (19, 33) und dem Strömungswider- Saugprozesses durch Druckmessungen eine wesentstand in der gesamten ersten Spülleitung (19, liehe Voraussetzung für eine wirtschaftliche Gestal-33) gleich dem entsprechenden Quotienten aus 35 tung des Saugprozesses ist, kommt der Erhöhung der dem Strömungswiderstand in dem oberhalb des Störsicherheit der Druckmeßvoirichtung bzw. der zweiten Tastpunkts (T.,, T,) liegenden Teil der leichten und schnellen Behebbarkeit von Defekten zweiten Spülleitung (20", 34) und dem Strömungs- in diestr eine erhebliche Bedeutung für die Wirtwiderstand in der gesamten zweiten SpülVitung Schädlichkeit des Saugbaggerbetriebes insgesamt zu. (20, 34) ist. 40 Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaf-

2. Saugbaggervorrichtung nach Anspruch 1, fung einer Saugbaggervorrichtung der eingangs gedadurch gekennzeichnet, daß sich der zweite nannten Art zugrunde, bei welcher das Differenz-Meßpunkt (M.,) an einer Stelle außerhalb des drucknießorgan der Druckmeßvorrichtung über Saugrohrs (12) in großer Tiefe unter dem Wasser am Baggerschiff angeordnet sein kann. Hier-Wasserspiegel (32), jedoch noch in dem über der 45 bei besteht die Schwierigkeit, daß bei Anordnung Bresche (22) stehenden Wasser (21) befindet. des Differenzdruckmessers an Bord des Schiffes der

3. Saugbaggervorrichtung nach Anspruch 1 Druck in den im Saugrohr bzw. um das Saugrohr oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei unter- herum mündenden Tastleitungcn angesichts der halb des Wasserspiegels (32) angeordneter Sand- niedrigen Drücke, wie sie in dem Saugrohr und um förderpumpe (13, Fig. 2) der erste Meßpunkt 50 das Saugrohr herum infolge der Saugwirkung der (M₁, M₁., AZ₄) sich im Saugrohr (12) unterhalb Sandförderpumpe auftreten können, unter den der Sand'förderpumpe (13) befindet. Dampfdruck des Wassers absinken kann, wodurch

4. Saugbaggervorrichtung nach einem der An- eine zuverlässige Messung unmöglich gemacht Sprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß würde.

mehl als zwei Meßpunkte vorgesehen sind, die 55 Um trotz dieser Schwierigkeiten die vorstehend jeweils mit einer Spülleitung (19, 20, 33, 34) und genannte Aufgabe zu lösen, ist bei einer Saugbaggeriviit einer Tastlcitung (23, 24. 35, 36) versehen vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der und wahlweise an wenigstens einen Differenz- Erfindung vorgesehen, daß der Differenzdruckmesser druckmesser (28, 39) anschlicßbar sind. an Bord des Schiffes angeordnet ist und die Tast-60 punkte in den Spülleitungen in erheblichen Abständen über den den Spüllcitungen zugeordneten Meß-

Die Erfindung betrifft eine Saugbaggervorrichtung punkten so angeordnet sind, daß der Quotient aus mit einem an einem Schiff aufgehängten, an eine dem Strömungswiderstand in dem oberhalb des Sandförderpumpe angeschlossenen Saugrohr und ersten Tastpunkts liegenden Teil der ersten Spüleiner Meßvorrichtung zur Messung des Druckuntcr- 65 leitung und dem Stromungswiderstand in der geschiedes zwischen einem ersten Meßpunkt im Saug- samten ersten Spülleitung gleich dem entsprechenden rohr oder in dessen Nähe und einem zweiten Meß- Quotienten aus dem Strömungswiderstand in dem punkt, wobei die Mcßvorrichtung eine Wasser for- oberhalb des zweiten Tastpunkts liegenden Teil der