FI125993B - Milling unit with pump - Google Patents

Description

PUMPULLA VARUSTETTU JYRSINYKSIKKÖPUMPING MILLING UNIT

Keksintö kohdistuu pumpulla varustettuun jyrsinyksikköön, johon kuuluu pyöritettävä jyrsinlaite, jonka avulla on jyrsittävissä vedenalaista maaperää, jolloin jyrsinnän aikana syntyvä massa, kuten maaperästä sekä vedestä muodostuva massa siirtyy jyrsinlaitteen sisään ja edelleen pumpulle, jolla mainittu juoksevassa muodossa oleva massa pumpataan tarkoituksenmukaiseen paikkaan, jossa jyrsinlaitteen ja pumpun väliin on sovitettu leikkaus/murskauslaite, johon kuuluu vastaterät ja näiden etupuolelle massan virtaussuunnassa katsottuna asennettu pyörivä kaksipäinen veitsiterä, joka on asennettu epäkeskeisesti pyörimisakseliinsa nähden.The invention relates to a pump-mounted milling unit comprising a rotatable milling device for milling underwater soil, whereby a pulp formed during milling, such as soil and water, is transferred to the milling device and further to a pump a cutting / crushing device is provided between the pump and the counter blades and a rotatable double-ended knife blade mounted eccentrically with respect to its axis of rotation mounted in front of them.

Ennestään tunnetaan vedenalaisessa maansiirtotyössä, kuten ruoppauksessa pyöriviä jyrsinpäitä, joita liikutetaan pohjassa jyrsinpäiden irrottaessa maaperää pohjasta. Edelleen tunnetaan jyrsinpään yhteyteen sovitettuja pumppuja, joilla pumpataan irronnutta massaa ja vettä edelleen rannalle tai proomuun erityisiä putkistoja, kuten taipuisia putkistoja pitkin. Pyörivä jyrsin irrottaa pohjasta mutaa, kiviä kasvien osia ja rannikkotyöskentelyssä usein myös veteen heitettyjä esineitäkin. Jyrsinpää on rakenteeltaan jo itse jossain määrin isompia esineitä, kuten kiviä seulova niin, että liian isot kivet eivät pääse pumpulle asti. Käytännössä on esiintynyt haittana, että vesialueiden pohjassa olevat kuitumaiset osat, kuten vesikasvien juuret tai paksut varret eivät murskaannu jyrsinpään toimesta vaan ne siirtyvät massan mukana pitkänä pumpulle ja jäävät pyörimään jyrsimen terien eteen tai pumpun siivistöön. Edelleen vaikka tällaiset vesikasvien juuret ja muut varret pääsisivät-kin pumpun läpi, niin ne huonontavat huomattavasti pumppaustulosta. Pumppujen avulla siirretään pohjasta irrotettua massaa jopa yli kilometrin matkoja. Kaikki pumppausta haittaava nostaa pumppauksen energiankulutusta sekä huonontaa tuottoa.Known rotary heads for underwater excavation work, such as dredging, which are moved to the bottom when the heads are loosened from the ground, are known in the art. Pumps fitted to the milling head are also known for pumping loose material and water further to the shore or to the barge through special pipelines such as flexible pipelines. A rotary cutter removes mud, rocks, plant parts, and often objects thrown into the water when working on the bottom. The cutterhead itself is by definition somewhat larger objects, such as rocks, so that too large rocks cannot reach the pump. In practice, it has been a disadvantage that the fibrous parts at the bottom of the water areas, such as the roots or thick stems of aquatic plants, are not crushed by the milling head; Further, even if such aquatic plant roots and other stems get through the pump, they will significantly degrade the pumping result. Pumps can be used to move mass removed from the bottom for distances of more than 1 km. Anything that hinders pumping will increase pumping energy consumption and reduce productivity.

Julkaisussa GB 233271 on esitetty pumpulla varustettu jyrsinyksikkö, johon kuuluu pyöritettävä jyrsinlaite, jonka avulla voidaan jyrsiä vedenalaista maaperää. Jyrsinyksikköön kuuluu myös kasvinosien leikkaamiseen tarkoitettu pyörivä kaksipäinen veitsiterä. Julkaisussa US 637831 on esitetty pumputon jyrsinyksikkö, johon kuuluu pyörivä kaksipäinen veitsiterä.GB 233271 discloses a milling unit with a pump which includes a rotatable milling device for milling underwater soil. The milling unit also includes a rotating double-headed knife blade for cutting plant parts. US 637831 discloses a pumpless milling unit comprising a rotating double-headed knife blade.

Erityisesti kasvillisuudeltaan runsasta vesialuetta ruopattaessa jyrsinpään ja siihen liitetyn pumpun avulla, on todettu kasvistojen murskauksen olevan edullista irrotetun massan pumppaamalla tapahtuvan edelleen kuljetuksen onnistumiselle.Particularly when dredging a high vegetation area by means of a milling head and a pump attached thereto, it has been found that crushing vegetation is advantageous for the success of transportation by pumping off the pulp.

Keksinnön mukaisella jyrsinyksiköllä saavutetaan yllättävä parannus nykyiseen tunnettuun imuruoppaustekniikkaan, jossa pohjasta jyrsimällä irrotettu maa-aines pumpataan putkistoa pitkin muualle. Keksinnön mukaiselle jyrsinyksikölle on tunnusomaista, että veitsiterän leikkaavat päät ovat kaarevat niin, että terän kärjet kulkevat terän pyöriessä muuhun terärunkoon nähden edellä.The milling unit according to the invention achieves a surprising improvement on the current known suction dredging technique, in which soil removed from the bottom by milling is pumped elsewhere in the pipeline. The milling unit according to the invention is characterized in that the cutting ends of the knife blade are curved so that the blade tips extend forward with respect to the rest of the blade body.

Keksinnön mukaisen jyrsinyksikön etuna on, että sen avulla etenkin kasviperäiset pohjasta irronneet sitkeät ja pitkänomaiset kasviosat tulevat luotettavasti murskatuksi riittävän pieniksi palasiksi, jotta ne liikkuvat massan mukana sekä pumpun läpi että myöhemmin putkistoissa. Keksinnön mukainen leikkaus/murskauslaite aiheuttaa epäkeskisen veitsiterän asennuksen johdosta sykäyksellistä liikettä sekä kahdenlaista leikkausvaiku-tusta vastateriä vasten tapahtuvassa leikkauksessa/murskauksessa. Nämä vaikutukset varmistavat sitkeiden kasvinosien murskautumisen ja etenemisen välittömästi leikkaus/ murskauslaitteen läpi. Keksinnössä veitsiterä pitää pumpun imuaukon puhtaana leikkaamalla siihen kertyneet kasvit ja myös sitkeät savimassat, jotka muuten juuttuisivat imu-aukon suulle.An advantage of the milling unit according to the invention is that it reliably crushes the hard and elongated parts of the plant from the bottom into sufficiently small pieces so that they move with the pulp both through the pump and later in the piping. The cutting / crushing device according to the invention causes a pulsating movement due to the installation of the eccentric knife blade and two types of shearing effect in cutting / crushing against the counter blade. These effects ensure that tough plant parts are crushed and immediately passed through the shear / shredder. In the invention, the knife blade keeps the pump inlet clean by cutting off the accumulated plants and also the tough clay masses that would otherwise get stuck in the mouth of the inlet.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista jyrsinyksikköä pääosat erillään.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows one of the milling units according to the invention separately from the main parts.

Kuviot 2 a -f esittävät leikkaus/murskauslaitetta veitsiterän eri asemissa massan virtaussuunnassa nähtynä.Figures 2a-f show a cutting / crushing device at various positions of the knife blade as seen in the direction of mass flow.

Kuviossa 1 on esitetty erään jyrsinyksikön osat, jolloin maaperää työstävänä osana on pyöritettävä jyrsinlaite 1 käsittäen puolipallomaisen työstävän osuudet, jossa on kärkiteriä 5 sekä kaarevia kylkiteriä 7. Terien 5 ja 7 välisistä aukoista irrotettu maa-aines sekä vesi pääsevät jyrsinlaitteen 1 sisään. Yksikössä jäljempänä seuraavan pumpun 4 imuvai-kutuksella maa-aines ja vesi vielä imetään jyrsinlaitteen 1 sisään.Fig. 1 shows parts of a milling unit, wherein the soil-working part is a rotatable milling device 1 comprising a hemispherical working portion having tip blades 5 and curved flanks 7. Soil and water removed from the openings between blades 5 and 7 enter the milling device 1. In the unit below, with the suction action of the following pump 4, soil and water are still sucked into the milling device 1.

Jyrsinlaitteen 1 läpäissyt maa-aines ja vesi tulevat leikkaus/murskauslaitteelle, johon kuuluu tässä tapauksessa noin puoliympyrän kokoinen sektoriosuus, joka on varustettu kolmella vastaterällä 8. Vastaterät 8 ovat pitkänomaisia ja asennettu säteen suuntaisesti akseliin 6 nähden. Akseli 6 on jyrsinlaitteelle 1 pyörimisen välittävä akseli ja ulottuu jyrsinlaitteen 1 kärkeen terille 5 asti ja on kiinnitetty terien 5 runkoon välittämään pyörityksen koko jyrsinlaitteelle 1.The soil and water passing through the milling device 1 enter the cutting / crushing device, which in this case includes a sector portion of about half a circle, provided with three counter blades 8. The counter blades 8 are elongated and mounted radially to the axis 6. The shaft 6 is the axis for rotation of the milling device 1 and extends to the tip of the milling device 1 up to the blades 5 and is attached to the body of the blades 5 to transmit rotation to the entire milling device 1.

Vastaterien 8 etupuolelle on jyrsinlaitteen 1 mukana pyöriväksi sovitettu veitsiterä 2, joka pyörii hyvin lähellä vastateriä 8. Veitsiterä 2 on kaksipäinen ja sen ainakin kaarevat osuudet on teroitettu. Veitsiterä 2 on rungoltaan sovitettu epäkeskeisesti omaan pyörimis-keskiöönsä nähden. Pyörimiskeskiö on sama kuin akselin 6 keskiö. Veitsiterän 2 runko on akselin 6 vieressä ja ohittaa akselin 6. Veitsiterä 2 kiinnitetään päistään jyrsinlaitteen 1 kehään 12, jossa on vastaavasti epäsymmetrisesti kiinnityksen vastaosat. Pumppua 4 pyöritetään hydraulimoottorin avulla, joka moottori voi olla sijoitettu pumppukotelon sisään. Pumpun siivet 11 on esitetty, samoin pumpun 4 akselin napa 10. Jyrsinlaitteella on oma moottorinsa esim. kotelon 3 sisällä, jolta tulee voimansiirtoakseli 6 jyrsinlaitteelle 1.In front of the counter blades 8 there is a knife blade 2 rotatable with the milling device 1, which rotates very close to the counter blade 8. The blade blade 2 is double-ended and at least curved portions thereof are sharpened. The knife blade 2 is disposed eccentrically with respect to its own center of rotation. The center of rotation is the same as the center of the shaft 6. The body of the knife blade 2 is adjacent to the shaft 6 and passes the shaft 6. The knife blade 2 is fastened at its ends to the periphery 12 of the milling device 1, which has correspondingly asymmetrical fastening parts. The pump 4 is rotated by a hydraulic motor which may be located inside the pump housing. The pump blades 11 are shown, as well as the shaft 10 of the pump 4 shaft. The milling device has its own motor e.g. inside the housing 3, which becomes a transmission shaft 6 for the milling device 1.

Kuviossa 2a näytetään veitsiterän 2 sijainti eräässä pyörimisasemassa. Veitsiterällä 2 on kärkiosat 9, jotka ovat terän pyörimissuuntaan nähden etummaisena. Kärjistä 9 lähtee kaarevat teroitetut osuudet, jotka leikkaavat tai murskaavat kasvien osia viimeistään silloin kun ne joutuvat vastaterän 8 ja veitsiterän 2 kaarevan teroitetun osuuden väliin. Massa jatkaa edelleen pumpulle 4 vastaterien 8 ja murskauslaitteen rungon 13 välisistä aukoista.Fig. 2a shows the position of the knife blade 2 in a rotational position. The knife blade 2 has tip portions 9 which are anterior to the direction of rotation of the blade. The tips 9 emit curved sharpened portions which cut or crush parts of the plants at the latest when they are caught between the counter blade 8 and the curved sharpened portion of the knife blade 2. The mass continues to flow to the pump 4 from the openings between the counter blades 8 and the crusher body 13.

Kuvio 2b esittää leikkaus/murskauslaitteen puoliympyrärakenteen, missä osuus 14 on ummessa eikä sillä osuudella ole vastateriäkään. Veitsiterä 2 toimii tehokkaasti, kun vastateriä 8 on vain tietyllä sektorilla ja nimenomaan pumpulle 4 johtavan aukon edessä.Fig. 2b shows a semicircular structure of a cutting / crushing device, wherein the portion 14 is closed and the portion has no counter blade. The knife blade 2 operates efficiently when the counter blades 8 are located only in a particular sector and specifically in front of the opening leading to the pump 4.

Kuvio 2c esittää veitsiterän 2 aseman, jossa pitkänomainen esine, kuten kasvin varsi 15 on läpäissyt vastaterien 8 välisen aukon. Veitsiterän 2 kaareva teroitettu osuus kohtaa kasvin varren 15 ja jos varsi ei heti leikkaannu, se siirtyy kohti vastaterää 8 ja kaarevan teroitetun osuuden työntämä siirtyy jopa pyörimiskeskiötä kohti, kuten kuvio 2d osoittaa.Fig. 2c shows the position of a knife blade 2 in which an elongated object such as a plant stem 15 has passed through an opening between the counter blades 8. The curved sharpened portion of the knife blade 2 meets the plant stem 15 and, if not immediately cut, moves to the counter blade 8 and the push of the curved sharpened portion even moves towards the center of rotation as shown in Figure 2d.

Kun kasvin varsi 15 liikkuu teroitetulla osuudella, sen leikkautuminen varmistuu ja siirtyminen keskiötä kohti tarkoittaa vielä, että veitsiterällä 2 on suurempi leikkausvoima, kun leikkauskohta siirtyy pienemmälle säteelle.As the stem 15 of the plant moves along the sharpened portion, its shear is confirmed and the shift towards the center means that the knife blade 2 has a greater shear force as the shear moves to a smaller radius.

Kuvioissa 2e ja 2f on veitsiterän toinen pää, jossa on jyrkemmällä kaarevuudella varustettu teroitettu osuus vastaterien 8 kohdalla. Tämän teroitetun osuuden leikkausvaikutus on erilainen verrattuna ensimmäiseen päähän. Leikkauskohta vastateriä 8 vasten on isommalla säteellä. Tällainen leikkauskohtien syklinen vaihtelu tehostaa leikkausta/ murskausta ja varmistaa sitkeidenkin leikattavien kasvinosien nopean läpäisyn vasta-terien 8 välistä ja jatkamisen pumpulle 4.Figures 2e and 2f show the other end of a knife blade having a sharpened portion with a steeper curvature at the counter blades 8. The cutting effect of this sharpened portion is different compared to the first end. The point of intersection with the counter blade 8 is a larger radius. Such cyclic variation of the cut points enhances cutting / crushing and ensures rapid passage of even tough cut parts of the plant between the lugs 8 and the extension to the pump 4.

Kuviossa 2f esitetään veitsiterän 2 sijainti kokonaisuudessaan niin epäkeskeisesti, että kulma (X on noin 180° tai jopa yli sen. Veitsiterän 2 kaarevien teroitettujen osuuksien iskeytymiset vastateriin 8 eivät tapahdu tasavälein vaan vuoron perään on pidempi ja lyhempi iskuväli. Tällä ominaisuudella on muuten niin hankalasti käyttäytyville sitkeille kasviosille selvästi niiden kulkeutumista parantava vaikutus. Luonnollisesti kasvinosien kulkeutumista parantaa myös muu juoksevasta ja pumpattavasta massasta muodostuva varsin voimakas virtaus vastaterien 8 läpi pumpulle 4.Figure 2f illustrates the entire position of the knife blade 2 so eccentrically that the angle (X is about 180 ° or even greater. The impact of the curved sharpened portions of the knife blade 2 on the blades 8 does not occur uniformly, but is longer and shorter. Naturally, the movement of the plant parts is also improved by the rather strong flow of flowable and pumpable mass through the counter blades 8 to the pump 4.

Vastateriä 8 käsittävä sektoriosuus on edullisesti alle 360°, mutta sopivimmin noin puoliympyrä. Veitsiterä 2 on sijoitettu siten (kuvio 2f) että sen peittämä sektorikulma a on sopivimmin 180° tai sen yli esim. kulma-arvo a 200°.The sector portion comprising the counter blades 8 is preferably less than 360 °, but most preferably about half a circle. The knife blade 2 is disposed (Fig. 2f) so that the sector angle α covered by it is preferably 180 ° or more, for example an angle value α 200 °.

Claims (8)

1. Pumpulla (4) varustettu jyrsinyksikkö, johon kuuluu pyöritettävä jyrsinlaite (1), jonka avulla on jyrsittävissä vedenalaista maaperää, jolloin jyrsinnän aikana syntyvä massa, kuten maaperästä sekä vedestä muodostuva massa siirtyy jyrsinlaitteen (1) sisään ja edelleen pumpulle (4), jolla mainittu juoksevassa muodossa oleva massa pumpataan tarkoituksenmukaiseen paikkaan, jossa jyrsinlaitteen (1) ja pumpun (4) väliin on sovitettu leikkaus/murskauslaite (2, 8), johon kuuluu vastaterät (8) ja näiden etupuolelle massan virtaussuunnassa katsottuna asennettu pyörivä kaksipäinen veitsiterä (2), joka on asennettu epäkeskeisesti pyörimisakseliinsa (6) nähden, tunnettu siitä, että veitsiterän (2) leikkaavat päät ovat kaarevat niin, että terän kärjet (9) kulkevat terän pyöriessä muuhun terärunkoon nähden edellä.A milling unit with a pump (4) comprising a rotatable milling device (1) for milling underwater soil, whereby a mass formed during milling, such as soil and water, is transferred to the milling device (1) and further to the pump (4) pumping said fluid mass into a suitable location where a cutting / shredding device (2, 8) is provided between the milling device (1) and the pump (4) having counter-blades (8) and a rotatable double-ended knife blade (2) mounted , which is eccentrically mounted with respect to its axis of rotation (6), characterized in that the cutting ends of the knife blade (2) are curved so that the blade tips (9) extend forward with respect to the rest of the blade body. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jyrsinyksikkö, tunnettu siitä, että kiinteästi asennetut pitkänomaiset vastaterät (8) on sijoitettu säteen suuntaisesti samaan tasoon.A milling unit according to claim 1, characterized in that the fixedly mounted elongated counter blades (8) are disposed radially in the same plane. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jyrsinyksikkö, tunnettu siitä, että veitsiterän (2) pyöriessä terän ensimmäinen kärki (9) on kaarevuudeltaan loivempi kuin toinen kaareva kärki (9).A milling unit according to claim 1, characterized in that, when the knife blade (2) rotates, the first point (9) of the blade has a more gentle curvature than the second curved point (9). 4. Patenttivaatimuksen 1 tai 3 mukainen jyrsinyksikkö, tunnettu siitä, että ainakin veitsiterän (2) toisen kärkiosan kaarevuuden suunta vastaterän (8) suuntaan nähden on sellainen, että terän kaarevuus pyrkii siirtämään leikattavaa/murskattavaa kappaletta (15) laitteen pyörimiskeskiötä kohti.Milling unit according to Claim 1 or 3, characterized in that the curvature of at least one end of the knife blade (2) with respect to the counter blade (8) is such that the curvature of the blade tends to move the cutting / crushing body (15) 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jyrsinyksikkö, tunnettu siitä, että sektorikulma, johon vastateriä (8) on sijoitettu on alle 360°.A milling unit according to claim 1, characterized in that the sector angle in which the counter blades (8) are disposed is less than 360 °. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jyrsinyksikkö, tunnettu siitä, että sektorikulma, johon vastateriä (8) on sijoitettu, on alle 200°.The milling unit according to claim 1, characterized in that the sector angle in which the counter blades (8) are located is less than 200 °. 7.7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jyrsinyksikkö, tunnettu siitä, että vastaterät (8) on asennettu siihen sektorikulmaan, jonka läpi massa kulkee pumpulle (4).A milling unit according to claim 1, characterized in that the counter blades (8) are mounted at the sector angle through which the mass passes to the pump (4).