DE2937406C2 - Spülrohr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spülrohr als Einspülgerät zum Einbetten von Kabeln oder Rohren in einem Gewässergrund, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben und beispielsweise aus der DE-OS 32 395 bekannt ist.

Dabei sind die Spüldüsen an Hochdruck-Düsenrohren in eine Schneide eingebaut. Diese Schneide hat eine vordere öffnung zum Austritt unter Hochdruck stehenden Wassers nach vorn. Die Schneide hat darüber hinaus sich keilförmig entgegen der Bewegungsrichtung des Spülrohrs erweiternde Außenseiten, so daß eine Verdrängung des Gewässergrundes erfolgt.

Diese bekannte Ausführung ist im Ausführungsbeispiel der DE-OS, Fig. 2, dahingehend erläutert, daß als Seitenschutz für die Hochdruckrohre Leisten vorgesehen sind, die nach vorn keilförmig zur Mitte eingezogen sind. Sowohl bei dieser Ausführung als auch bei einer geschlossenen, im ganzen angesprochenen Schneide besteht die Gefahr einer Verkeilung des Spü'rohrs im Gewässergrund.

In der bekannten Ausführung soll das unter Hochdruck stehende Wasser, gegebenenfalls durch Bewegung der Hochdruck-Düsenrohre, unter Auf- und Abwanderung gegebenenfalls auch unter seitlicher Verschwenkung mit einem sägeartigen Effekt ausgegeben werden. Zu diesem Zweck sind die Düsen innerhalb des schneidenartigen Gehäuses nach vorn zur öffnung dieses Gehäuses im Bereich des Grats gerichtet.

Bei dieser bekannten Ausführung wird ein hinterer Raum im schneidenartigen Gehäuse durch Einleitung von Druckluft gegen eindringendes Wasser während der Arbeit abgedichtet, damit Schmutzteile des Gewässergrundes nicht in den Drehbereich des wenigstens einen Hochdruck-Düsenrohrs gelangen. Hierbei handelt es sich um Dichtungsluft, die jedoch auch nach vorn austreten kann und beim Aufsteigen den zerstörten Gewässergrund aufwühlt und mit nach oben transportiert. Dies findet vor dem Spülrohr statt. Der Transport nach oben ist dabei fragwürdig, insbesondere im Hinblick auf die schneidenartige Gestalt des äußeren Gehäuses, weil der Raum im Bereich des geöffneten Schneidengrats gering ist und dabei auch der Innenraum des so gebildeten Gehäuses keine erhebliche Breite haben kann.

Bekannt ist auch ein Lufthebeverfahren in Form einer Heberpumpe, vielfach auch als Mammutpumpe bezeichnet, die aber lediglich zum Heben von Partikeln an einem Gewässergrund vorgesehen ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spülrohr, das durch den Gewässergrund bewegt wird, wobei es bisher entsprechend der bekannten Ausführung bekannt ist, durch Druckwasser den Boden des Gewässergrundes zu zerstören und aufzulockern, indem Druckwasserstrahlen beweglich ausgegeben werden — was einen beträchtlichen Aufwand voraussetzt —, und dann durch die Steuerteile für die Bewegung der Hochdruck-Düsenrohre vorgesehene Dichtungsdruckluft, die nach vorn austritt, zerstörten und gelockerten Boden nach oben mitzunehmen. Diese Mitnahme ir,t aber Undefiniert, gerade aufgrund des schneidenartigen Gehäuses, weil eine mechanische Verdrängung des Gewässergrundes zur Grabenbildung ohne Belassung eines Freiraums zur Aufstiegsbewegung erfolgt. Ein in der Schneide ausgebildeter senkrechter Raum ist dabei von den Hochdruckdüsen durchsetzt, die einen Aufstieg zerstörten Bodens verhindern.

Bei der bekannten Ausführung ist ein bogenförmiger Kanal an der Rückseite des Spülrohres vorgesehen. Durch diesen bogenförmigen Kanal werden Kabel oder Rohre zugeführt. Der Kanal ist im Bereich seiner Längserstreckung nach außen abgedeckt und lediglich oben und unten offen.

Bei der bekannten Ausführung wird das als Spülrohr bezeichnete Einspülgerät durch ein Drahtseil von einem Wasserfahrzeug als Pflugkörper geschleppt. Das wird für die vorliegende Erfindung einbezogen.

Durch die Auf- und Abhebung des Hochdruck-Düsenrohres für die Wasserzuführung soll eine Art Sägewirkung erreicht werden. Diese Sägewirkung vor der eigentlichen Schneide des Spülrohres ist aber gering,

weil einerseits erhebliche Reibungswiderstände der Wirkung der Wasserstrahlen im Wasser entgegenstehen und andererseits bei der bekannten Ausführung die Druckluftzuführung nicht auf die Spülwasserzuführung abgestimmt ist, sondern lediglich die Hockdruck-Düsenrohre zur Wasserzuführung gegen Verschmutzung schützen sollen.

Aus der DE-AS 22 23 942 ist es auch bekannt, an einem Einspülgerät die unter Druck austretenden Wasserstrahlen durch Luftzuführung zu verstärken, wobei die Luft in fein verteilter Form zur Umhüllung der Wasserstrahlen dienen soll. Da bei der bekannten Ausführung die Luft jeweils mit Abstand unter einer Wasserdüse austritt und unter einem Winkel zum Wasserstrahl zugeführt wird, ergibt sich keine Umhüllung des Wasserstrahles, sondern vor dem Spülrohr ein Hochperlen der Luft, so daß diese praktisch wirkungslos aufsteigt. Die Verwendung von Luft ist bei der Erfindung insbesondere vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spülrohr der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß nicht nur die Wirkung für ein Aufbrechen eines Rohr- oder Kabelkanals im Grund eines Gewässers, sondern auch die Abführung der zur Herstellung des Kanalraumes gelösten Grundteile verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch ist das Spülrohr auch für geringe Wassertiefen geeignet. Das Gehäuse des Spülrohres bildet durch den Verbindungskanal einen wirkungsvollen Kreislauf mit dem senkrechten Aufstiegskanal für eine Heberpunpe, wobei die seitenwandparallel als Schneidkanten ausgeführten Leisten keine Verdrängung des Gewässergrundes nach außen herbeiführen, sondern entsprechend der Breite des herzustellenden Grabens das Material aufnehmen. Die Funktion der Heberpumpe wird dabei durch den Verbindungskanal mit der Druckwasserpumpe wesentlich gefördert, weil nicht nur der Auftrieb verbessert, sondern eine Durchspülung der Vorrichtung gegen Zusetzen erreicht wird. Dazu trägt wenigstens ein in seinem Querschnitt freier, im wesentlichen senkrechter Raum vor den Spüldüsen zwischen sich nach vorn erstreckenden Schneidkanten bei. Die nach oben aufsteigende Luft nimmt in dem senkrechten Raum gelöstes Grundmaterial mit und der Verbindungskanal sorgt dafür, daß die am unteren Ende des senkrechten Raumes entsprechende Kavitation durch den Verbindungskanal ausgefüllt wird, wodurch einerseits ein Wasserkreislauf entsteht und andererseits auch der Kanal zur Fühlung der Kabel oder Rohre ständig gespült wird.

Durch das Merkmal des Anspruchs 2 wird eine günstige Beeinflussung der Strömungsgeschwindigkeit im Verbindungskanal erreicht. Das Merkmal des Anspruchs 3 sorgt für eine Bodenführung des Spülrohres und gute Bodenausbildung eines erzeugten Grabens.

Für eine unbeeinträchtigte Querschnittsfläche des Verbindungskanales ist die Anordnung nach Anspruch 4 vorgesehen. Das Merkmal des Anspruchs 5 schirmt den Verbindungskanal gegen Zusetzung ab. Einbezogen wird auch bei Zuführung von Wasser durch Spüldüsen, daß nach Anspruch 6 eine besonders günstige Auftriebswirkung im senkrechten Raum nach Art einer Heberpumpe erreicht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Spulrohres,

Fig. la einen Ausschnitt aus Fig. 1 zur Erläuterung einer abgewandelten Ausführung,

Fig.2 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Spülrohres im Schnitt längs der Linien H-Ii in Fig. 3,

F i g. 3 eine Draufsicht auf F i g. 2,

Fig.4 einen Schnitt längs der Linien IV-IV durch Fig. 2.

In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Das Spülrohr 1 hat parallele Seitenwände 2,3, die an der Vorderseite in Betriebsstellung des Spülrohres senkrechte Enden und an der Rückseite des Spülrohres entsprechend der Kante 4 einen bogenförmigen Verlauf haben. Die Abschnitte neben der Kante 4 begrenzen einen Kanal 5 zur Führung von Kabeln oder Rohren. Dieser Kanal 5 ist im Bereich der Kante 4 durch eine querlaufende Abdekkung 6 geschlossen und oben und unten bei 7 und 8 offen. In F i g. 3 ist beispielsweise strichpunktiert ein Rohr 8 eingezeichnet. An den senkrecht verlaufenden Enden 9 und 10 der Seitenwände sind außen parallel zu den Seitenwänden 2, 3 nach vorn ragende Schneidkanten 11, 12 angeordnet, die beim Übergang zu den Seitenwänden 2, 3 Hinterschneidungen 13, 14 bilden. Zwischen den Enden 9, 10 der Seitenwände bzw. den Schneidkanten 11, 12 befindet sich ein senkrechter freier Raum 15, dessen senkrechter Boden — wie in Fig. 3 gezeigt ist — als Winkelboden 16 oder als gekrümmter Boden 17 ausgeführt ist. Wesentlich ist, daß dieser Raum nicht durch Anordnungen besetzt ist, sondern einen von vorn nach oben durchgehenden Aufstiegsraum bildet. Am Boden 16 oder 17 befinden sich nach vorn gerichtete Spüldüsenöffnungen, wie sei schemalisch in den F i g. 3 und 4 in der Zeichnungsebene mit 18 bis 21 angegeben sind, wobei — wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht — solche Düsenanordnungen entsprechend den eingezeichneten Düsen 22, 23, 24 ... 25 über die Höhe verteilt sind. Dabei können diese Düsen Luftdüsen oder abwechselnd Wasser- und Luftdüsen sein.

Einbezogen wird vor allem, daß im unteren Bereich des senkrechten Raumes eine besonders stark wirkende Düsenanordnung 26 zum Eintrag von Luft angeordnet ist.

Hinter dem Boden 16 bzw. 17 des freien Raumes 15 befinden sich schematisch dargestellte Kanäle 27,28 zur Zuführung von wenigstens Luft oder Luft und Wasser. Die Verbindungen zu den Düsen sind nur schematisch eingezeichnet. Es versteht sich, daß bei mehreren Düsen nebeneinander auch abwechselnd Wasser- und Luftspüldüsen angeordnet sein können. Die Kanäle 27, 28 sind oben mit Anschlußarmaturen 29 versehen, durch die ein Anschluß zu Aggregaten auf einem Schleppschiff herstellbar ist.

Ferner befindet sich am Spülrohr eine Anlenkungsvorrichtung 30 für ein Drahtseil 31, mit dem das Spülrohr durch den Grund gezogen werden kann.

Wie aus den F i g. 1 und 2 hervorgeht, ist der bogenförmige Kanal 5 an seinem unteren Ende durch einen Verbindungskanal 32 mit dem unteren Ende des senkrechten freien Raums 15 verbunden. Dabei bildet das vordere Ende 33 der unteren Wand 34 des Verbindungskanals einen zum bogenförmigen Kanal 5 hin ansteigenden scharartigen Wandteil, der zur Führung des Spülrohrs beiträgt. Der Verbindungskanal 32 weist zweckmäßig zu dem freien senkrechten Raum 15 eine Verjüngung 35 auf, wodurch an dieser Stelle

hohe Strömungsgeschwindigkeiten für ein durchströmendes Medium, und zwar Wasser, erreicht werden. Die Mündung 36 des Verbindungskanals 32 in den bogenförmigen Kanal 5 ist durch einen Gitterrost 37 abgeschirmt, damit keine Verunreinigungen eintreten können.

Durch den Lufteintrag in den freien senkrechten Raum 15 ergibt sich in ihm eine Aufwärtsströmung, die zwischen den Schneidkanten geschürftes Grundmaterial mitnimmt, so daß im unteren Bereich Kavitationserscheinungen auftreten, durch die, unterstützt durch die Vorwärtsbewegung des Spülrohrs 1, Wasser aus dem bogenförmigen Kanal 5 nachströmt, der dadurch einer Selbstreinigung unterworfen wird.

Um diese Wasserzirkulation zu verbessern, ist gemäß einer besonderen Ausgestaltung im Verbindungskanal eine Druckwasserpumpe 38 angeordnet, deren Förderrichtung vom bogenförmigen Kanal 5 zum senkrechten freien Raum 15 verläuft.

Bevorzugt wird dabei jedoch die Anordnung nach F i g. 1 a mit einem Nebenkanal 62, in dem die Pumpe 38' angeordnet ist und der bei 63 mit dem Verbindungskanal 32 verbunden ist. Letzterer ist zwischen dem Anschluß 63 und seiner Mündung zu dem bogenförmigen Kanal 5 durch einen Schieber 64 absperrbar, wenn die Pumpe 38' eingesetzt wird.

Auch dadurch wird eine Aufwärtsströmung im freien Raum 15 gefördert, der nicht durch die Düsen 19-25 bzw. 26 beeinträchtigt wird. Diese haben vor ihren Mündungen einen Abstand von etwa 300 mm oder mehr zu der Ebene, die durch die vorderen Ränder der Schneidkanten bestimmt ist.

Insofern wird eine robuste und wirkungsvolle Ausführung geschaffen, weiche, da der durch den Grund gezogene Teil des Spülrohrs nach vorn durch das Grundmaterial angeschlossen ist, im freien Raum eine Heberpumpenwirkung erzielt, die das gelöste Grundmaterial nach oben abführt. Die Wirkung ist gegenüber bekannten Ausführungen verbessert.

Eine weitere Verbesserung ist aus den Fig. 2-4 erkennbar. Dabei befindet sich im Bereich der vorderen Ränder der Schneidkanten 11, 12 vor dem freien Raum eine im ganzen mit 39 bezeichnete, zum freien Raum hin durchlässige Fräse. Diese Fräse ist in den bevorzugten Ausführungsbeispielen als Lamellenfräse gezeigt, obgleich auch andere Fräsen in der Ausführung als Kettenfräse beispielsweise möglich sind. Die gezeigte Fräse 39 hat vier Lamellen 40 — 43, welche eine sägezahnartige Profilierung 44 aufweist, und zwar derart, daß die steilere Flanke 45 jedes Zahnes nach oben gerichtet ist.

An ihrem oberen Ende sind die Lamellen 40 — 43 an Exzenterscheiben befestigt, jedoch mit wechselseitigem Versatz in der Exzentrizität der Exzenterscheiben. Die Exzenterscheiben sind auf einer Welle 50 exzentrisch angeordnet, wie anhand der Exzenterscheibe 49 in F i g. 2 gezeigt ist. Die Welle 50 erstreckt sich zwischen den Seitenwänden bzw. oberen Abschnitten der Schneidkanten 11,12, und sie trägt — wie beispielsweise in F i g. 3 gezeigt ist — an der Außenseite einen Flüssigkeitsmotor 51, der an eine nicht näher gezeigte, aber nach oben geführte Energiequelle zur Flüssigkeitszuführung angeschlossen ist.

Im gezeigten Beispiel sind die Lamellen 40 — 43 unten in Kulissenführung geführt, indem beispielsweise Schlitze 52 in den Lamellen auf einer Querstange 53 zwischen den Schneidkanten i i, 12 bewegbar sind.

Durch eine solche Ausführung ergibt sich eine oszillierende Bewegung der Lamellen 40 — 43, wobei die Exzentrizität wenigstens in einer oberen Anlenkung so gewählt ist, daß bei der Aufwärtsbewegung auch eine Vorwärtsbewegung im Sinne eines Eingriffs in das Grundmaterial erfolgt. Einbezogen wird, daß auch die unteren Enden aer Lamellen an Exzentern geführt sind.

Die Fräse 39, auch die durch die Lamellen 40-43 gebildete Fräse, ist nach hinten durchlässig, so daß zugleich eine Mahl- oder Zerkleinerungswirkung auf das ausgebrochene bzw. abgeschürfte, insbesondere durch die Spülstrahlen, gelöste Grundmaterial ausgeübt wird.

Besonders bevorzugt wird, daß die Lamellen 40'—43' nach Fig.4 dreieckförmigen Querschnitt haben und sich nach hinten, d. h. zum freien senkrechten Raum 15 hin, verjüngen. Dadurch wird der Eintrag des gelösten Grundmaterials in den freien Raum noch unterstützt.

Um eine wirkungsvolle Arbeit der Fräse 39 zu gewährleisten, ist die Welle 50 zweckmäßig in oberen seitlichen Vorsprüngen 54, 55 der Schneidkanten 11, 12 angeordnet.

Wenn auch die Spüldüsen entweder lediglich zum Lufteintrag oder wechselweise zum Luft- oder Wassereintrag vorgesehen sind, so besteht eine besonders vorteilhafte Ausführungsform in einer kombinierten Spüldüse, bei der ein Spüldüsenstück der Wasserdüse von einer Ringdüse für Luft umgeben ist. Zweckmäßig verjüngt sich ein Luftzuführungskanal zum Austriebsende der Spüldüse. In diesem Austriebsende formt sich der durch das Spüldüsenstück austretende Wasserstrahl mit einer Luftummantelung. Es können mehrere, im wesentlichen senkrechte freie Räume mit jeweils benachbarten Schneidkanten nebeneinander angeordnet sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Spülrohr als Einspülgerät zum Einbetten von Kabeln oder Rohren in einem Gewässergrund mit einem an der Vorderseite offenen Raum in einem schneidenartigen Gehäuse mit Seitenbegrenzung, in dem Spüldüsen zur Ausgabe wenigstens mit Luft als strömungsfähiges Medium angeordnet sind, und mit einem an der Rückseite verlaufenden, oben und unten offenen, bogenförmigen Kanal zur Führung der Kabel oder Rohre, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem unteren Ende des bogenförmigen Kanals (5) und dem unteren Ende des senkrechten Raumes (15), der in seinem Querschnitt im wesentlichen vor den Spüldüsen (18—26) zwischen im wesentlichen seitenwandparal-IeI nach vorn gerichteten, als Schneidkanten (11,12) ausgeführten Leisten frei und als Element einer an sich bekannten Heberpumpe für das gelöste Grundmaterial ausgeführt ist, ein Verbindungskanal (32) angeordnet ist und daß dem Verbindungskanal (32) eine Druckwasserpumpe (38, 38') mit Förderrichtung in den senkrechten Raum (15) zugeordnet ist.

2. Spülrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Verbindungskanal (32) zum unteren Ende des senkrechten Raumes (15) hin verjüngt.

3. Spülrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mündung des Verbindungskanals im Bereich der Rückwand (16, 17) des senkrechten Raumes (15) ein von der Unterseite des Spülrohres zum bogenförmigen Kanal (5) hin ansteigender, scharartiger Wandteil (33) angeordnet ist.

4. Spülrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwasserpumpe (38') in einem Nebenkanal (62) angeordnet und der Verbindungskanal (32) zu der Mündung in den bogenförmigen Kanal (5) absperrbar ist.

5. Spülrohr nach einem der Ansprüche 1—4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (36) des Verbindungskanals (32) in den bogenförmigen Kanal (5) durch einen Gitterrost (37) abgeschirmt ist.

6. Spülrohr nach Anspruch 1, unter Zuführung von Wasser durch Spüldüsen und mit einem Lufteintrag, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich des senkrechten Raumes (15) eine Düsenanordnung (26) für den Lufteintrag vorgesehen ist und über dieser Düsenanordnung bis oben hin verteilt Wasserspüldüsen (18-25) angeordnet sind.