PT1609916E - Cabeça de arrasto para uma draga reboque de sucção e processo para dragagem por meio desta cabeça de arrasto - Google Patents

Description

ΡΕ1609916 1 DESCRIÇÃO "CABEÇA DE ARRASTO PARA UMA DRAGA REBOQUE DE SUCÇÃO E PROCESSO PARA DRAGAGEM POR MEIO DESTA CABEÇA DE ARRASTO"

Esta invenção relaciona-se com uma cabeça de arrasto para uma draga reboque de sucção que consiste essencialmente numa estrutura ligada a um tubo de sucção, com uma viseira rodando em redor de um eixo horizontal, no qual uma série de dentes são aplicados para revolver a areia, que são ajustados numa trave dentada estendendo-se perpendicularmente com referência à direcção do movimento da cabeça de arrasto, e uma série de tubos injectores para injectar água sob alta pressão, estendendo-se paralelamente à dita trave dentada e em frente destes dentes, sempre quando considerando a direcção do movimento da cabeça de arrasto.

Uma tal cabeça de arrasto de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 é conhecida a partir de GB-A-1.312.032. Em GB-A-1.312.032 é descrita uma draga de sucção que resolve o problema de fornecer os meios que permitem transportar uma maior parte do solo consistente raspado pelo raspador da draga de sucção na corrente de sucção. Isto é conseguido aumentando a pressão de sucção disponível para levantar a mistura de água/solo por meio de uma draga de sucção compreendendo uma boca de sucção com uma parede 2 ΡΕ1609916 definindo uma câmara com uma abertura para ligação a um tubo de sucção. A boca de sucção compreende uma aba em forma de viseira articulada à qual é presa uma lâmina raspadora jazendo exteriormente à câmara. No interior da boca de sucção pelo menos um bocal é preparado para dirigir pelo menos um jacto de água no material adjacente a uma segunda porção da lâmina raspadora no interior da câmara, a direcção do fluxo do jacto sendo substancialmente paralela à direcção da sucção. Dessa forma o solo raspado é fraccionado pelos jactos de água e sugado para dentro da boca de sucção.

Uma draga de reboque de sucção consiste numa estrutura ligada a um tubo de sucção, que é aberta na parte inferior e é arrastada sobre o solo durante a dragagem. A própria cabeça de arrasto consiste em duas partes: uma cobertura que é directamente ligada ao tubo de sucção do navio, e uma viseira que é ligada de forma articulada à cobertura por meio de um eixo horizontal. Na viseira uma série de dentes 4 são aplicados numa trave horizontal no sentido de revolver o solo. Uma tal trave é conhecida como uma trave dentada.

Na parte inferior da cobertura, à altura da ligação com a viseira, são aplicadas uma série de cunhas de desgaste. Estas formam a placa de cunhas. Nestas cunhas de desgaste são providenciados alguns bocais. 3 ΡΕ1609916

Durante a dragagem, a cabeça é movida sobre o solo. Desta forma, a cobertura está em repouso junto à placa de cunhas em contacto com o solo. Porque a viseira se pode movimentar independentemente da cobertura, a última está em repouso com a parede lateral e/ou a parede traseira na parte inferior. Dependendo da dureza da parte inferior, estas paredes irão mais ou menos penetrar a parte inferior. Através da acção de sucção da bomba de dragagem na extremidade do tubo de sucção, uma subpressão será finalmente criada na cabeça de arrasto, a qual entre outros depende da extensão da selagem desta cabeça. Através disto, juntamente com a água proveniente do exterior que terá de ser processada inevitavelmente, será sugada uma quantidade de areia. Desta forma, a areia é dragada por meio da acção erosiva da água. A produção de areia é até agora aumentada por dois elementos adicionais: a) Dentes: graças aos dentes presentes na viseira, uma camada é retirada da parte inferior na passagem da cabeça. Desta forma, a terra revolvida pode então ser sugada. b) Jactos: nas cunhas de desgaste deverão ser encontrados um ou mais bocais. Através deles, no presente, a água é bombeada com uma pressão de aproximadamente 10 bar. Estes permitem sugar areia adicional uma vez que: 4 ΡΕ1609916 A areia a ser dragada consiste em grãos empilhados. Pelo seu próprio peso, são pressionados uns contra os outros. Esta pressão é transferida entre os grãos pelos pontos mútuos de suporte, estando os pontos de contacto entre os grãos. É esta pressão que assegura que os grãos permanecem em repouso de uma certa forma: os grãos permanecem compactados num certo estado de equilíbrio.

Se for desejado sugar esta areia, este equilíbrio tem de ser perturbado. Isto pode ser conseguido através da utilização dos jactos: alimentando água sob alta pressão, a pressão mútua entre os grãos pode ser removida. Devido a isto, a força que mantém os grãos uns sobre os outros é removida, fazendo com que os grãos comecem a mexer-se.

Estes grãos tentam atingir outro estado de equilíbrio, e a isto é chamada a fluidificação da areia. Nesta altura, apenas esta areia necessita de ser sugada, o que pode ser conseguido pela subpressão criada na cabeça de arrasto.

Em geral poderá deste modo ser dito que os jactos servem para soltar a areia e que a força de sucção da bomba de dragagem serve para o transporte da areia solta. São conhecidas dragas de reboque que correspondem à descrição dada acima. É o objectivo da invenção desenhar uma cabeça de 5 ΡΕ1609916 arrasto que, graças a um número de modificações e melhoramentos apresenta uma eficiência acrescida, devido entre outros a uma concentração acrescida de areia na mistura bombeada, à qual são providenciados meios para ajustar o espaço para água independentemente da espessura do corte.

No sentido de permitir isto é providenciada uma cabeça de arrasto de acordo com a reivindicação 1, na qual, por detrás dos supracitados dentes, sempre com referência à direcção do movimento da cabeça de arrasto, é providenciada pelo menos uma segunda série de tubos injectores.

Tal como mencionado acima, a areia a ser dragada consiste de grãos empilhados que são pressionados uns contra os outros devido ao seu próprio peso. A passagem da primeira série de tubos injectores faz com que os grãos a uma primeira profundidade se soltem uns dos outros e fluidifica o solo até a esta primeira profundidade. A passagem dos dentes mexe o solo até à primeira profundidade, fazendo com que seja sugado. Para além disso, a passagem dos dentes revolve a areia, isto é, faz com que os grãos até uma segunda, maior profundidade se soltem uns dos outros, criando cavidades e provocando uma subpressão no solo até a esta segunda profundidade Através do fornecimento da segunda série de tubos injectores, as cavidades que são criadas entre os grãos de areia são imediatamente preenchidas com água e a subpressão é minimizada, o que pode assegurar que os grãos até à segunda 6 ΡΕ1609916 profundidade permaneçam soltos uns dos outros e sejam sugados com a corrente de sucção.

Deverá ser mencionado que a partir de JP60055133 é conhecido um dispositivo de escavação de valas, que emprega uma pluralidade de bocais de jactos de água montados numa pluralidade de lâminas de arado. 0 arado de JP60055133 é utilizado para fazer uma vala subaquática para receber cabos, condutas, e similares, e portanto simplesmente empurra material de solo subaquático para os lados, isto é, para longe das lâminas. JP60055133 não se relaciona com uma cabeça de arrasto para dragagem, pelo contrário, procura recolher e sugar material de solo subaquático através do tubo de sucção. JP60055133 apenas ensina que a eficiência da escavação pode ser melhorada através do emprego de jactos de água, porém não ensina que o uso de uma pluralidade de jactos de água melhore de facto a eficiência da sucção de material de solo.

Sempre de acordo com a invenção, a supracitada segunda série de tubos injectores é preferivelmente subdividida em tubos injectores dirigidos ao interior da viseira, mais particularmente nos supracitados dentes, e em tubos injectores que são dirigidos verticalmente ou de forma substancialmente vertical para baixo.

Outros detalhes e vantagens da invenção irão transparecer a partir da descrição seguinte de uma cabeça de arrasto de acordo com a invenção. Esta descrição é dada 7 ΡΕ1609916 exclusivamente como um exemplo e não limita a invenção. Os números de referência referem-se às figuras em anexo. A Figura 1 é uma vista esquemática lateral da cabeça da draga de acordo com a invenção. A Figura 2 é, a uma maior escala, uma representação em perspectiva da cabeça da draga de acordo com a invenção. A Figura 3 ilustra esquematicamente a profundidade operacional de uma cabeça de arrasto do tipo conhecido. A Figura 4 ilustra da mesma forma a profundidade operacional possível de uma cabeça de arrasto de acordo com a invenção. A cabeça de arrasto para uma draga reboque de sucção de acordo com a invenção é movida sobre a parte inferior na direcção da seta P que é mostrada na Figura 1. A cabeça de arrasto de acordo com a invenção encontra-se na extremidade de um tubo de sucção 1 o qual está equipado com uma viseira 2 consistindo de paredes laterais 3, uma parede traseira 3', uma placa de topo 4 com uma secção em forma de arco 5, que após rotação da viseira 2 em redor do seu eixo 6 permanece em contacto próximo com a faixa de selagem 7 pertencendo às partes fixas que são ajustadas ao tubo de sucção. Durante a dragagem, de facto é mantida uma subpressão na viseira, e é realmente um objectivo claro da invenção aumentar a fracção de areia do lodo dragado. Através da placa de cunhas 8 passam um número de tubos ΡΕ1609916 injectores 9, que injectam água sob alta pressão. A placa de cunhas 8 com os tubos injectores 9 aplicados na parte frontal é habitualmente utilizada até agora. Durante o arrastamento da cabeça de arrasto sobre a parte inferior, os jactos injectados irão primeiramente soltar a areia, a qual irá subsequentemente ser sugada de forma imediata. Simultaneamente, os dentes 10, que se podem encontrar por detrás dos tubos injectores 9, irão revolver a areia (neste texto, os termos "em frente de" e "por detrás" deverão ser compreendidos com referência à direcção do movimento da cabeça de arrasto). Mais, estes dentes são encontrados nas cabeças de arrasto existentes até agora.

Por detrás destes dentes 10, à altura da válvula da água 11 fechando a viseira na parte traseira, é agora fornecida uma segunda série de tubos injectores. Estes tubos injectores são subdivididos numa primeira série de tubos injectores 12 que são dirigidos em direcção aos dentes 10, e uma segunda série de tubos injectores 12' que são dirigidos verticalmente ou de forma substancialmente vertical para baixo. . Os jactos injectados através dos tubos injectores 12 são dirigidos em direcção ao interior da viseira. Os tubos injectores 12' são posicionados para fluidificar melhor a parte inferior, i.e. com mais profundidade à altura da parede traseira 3'. A presença dos tubos injectores 12 e 12' tem as seguintes vantagens: 9 ΡΕ1609916 a) A areia solta pelos dentes 10 e pelos tubos injectores 9 que ainda não foi sugada é ainda mais fluidificada e pode assim ser sugada mais facilmente; b) Revolvendo em vários estágios através dos tubos injectores 9 por um lado, e pelos tubos injectores 12 e 12' por outro lado, aumenta a profundidade à qual a areia é agitada e sugada. Isto pode ser claramente descortinado comparando a profundidade operacional de acordo com a Figura 3 com a profundidade operacional de acordo com a Figura 4. c) Um aumento da eficiência através do espaço para água. Uma vez que antes, uma mistura de areia/água apenas passava através do espaço para água por erosão, agora a concentração da mistura é aumentada por erosão e pela presença de areia fluidificada como resultado da acção dos tubos injectores imediatamente em frente do espaço para água.

As vantagens aqui explicadas são o resultado imediato da ligação dos tubos injectores 12, 12', imediatamente por detrás dos dentes 10.

Os diferentes tubos injectores 12, 12' conectam-se imediatamente com uma válvula de água 11 que pode ser movida, e isto de acordo com uma translação que ocorre num plano que corre paralelamente à parede traseira 3' da viseira. Esta válvula de água 11 é desenhada na forma de uma câmara de água 13. No caso de uma operação hidráulica, isto é levado a cabo a partir da ponte da draga reboque de 10 ΡΕ1609916 sucção. A colocação da válvula de água que é ajustável na direcção da altura, aumenta ainda mais a eficiência da nova cabeça de arrasto, porque o espaço para água pode ser ajustado optimamente em função das condições do solo e de forma totalmente independente da penetração da parte inferior pela viseira. A eficiência da draga reboque de sucção aumenta ainda mais através da aplicação na parte inferior das paredes laterais 3 da viseira, uma ou uma série de várias faixas de desgaste 14 em forma de faca. Estas faixas de desgaste são suficientemente finas para penetrarem na areia no sentido de realizarem a selagem necessária, de modo a que o rácio areia/água da mistura sugada seja optimizado ainda mais.

No sentido de evitar que a água a utilizar seja processada nos lados relativamente improdutivos da viseira, a cabeça de arrasto tem de estar bem selada nestes locais. As paredes laterais da viseira devem penetrar bem na parte inferior.

Através da presença de faixas de desgaste 14 com paredes finas, a viseira está perfeitamente selada lateralmente, de modo a que a água de transporte requerida seja integralmente sugada na parte traseira através do espaço para água e do solo revolvido. Esta nova disposição forma uma segunda importante funcionalidade da invenção. 11 ΡΕ1609916

Um melhoramento adicional da cabeça de arrasto deverá ser visto na presença na parte traseira da cabeça de arrasto dos pés 15 articulando-se com respeito à viseira, a superfície útil dos quais, isto é, a base 15', é suficientemente grande para garantir um suporte fixo na parte inferior. Através da regulação da profundidade dos pés 15, que são mutuamente conectados por uma placa 17 (Figura 2), a penetração da viseira e portanto dos dentes no solo é regulada. Isto permite regular a espessura do corte dos dentes e isto independentemente do espaço para água. Numa possível forma de realização, os pés 15, com as suas bases alargadas 15', são ajustados rotativamente em redor do ponto de articulação 18. A rotação é efectuada pela acção do cilindro hidráulico 16, com o ponto de articulação 18 com respeito aos pés 15 e o ponto de articulação 19 com respeito à viseira. A própria viseira é levantada ou baixada pela acção do cilindro hidráulico 20. O cilindro 20 é apertado rigidamente com respeito ao tubo de sucção 1 e está em 21 conectado de forma articulada a partes fixas pertencendo à estrutura da viseira, no sentido de levantar ou baixar a sua parede traseira 3'.

Na Figura 2 é mostrado um dos cilindros hidráulicos, 22, que controla a válvula da água 11.

Através do aumento da pressão operacional dos jactos de água de 10 bar para 20 bar, pode ser esperada claramente uma melhor penetração destes jactos de água. Isto forma uma funcionalidade adicional da invenção. 12 ΡΕ16 0 9 916

Através da combinação dos diferentes melhoramentos numa cabeça de arrasto do tipo conhecido, tal como explicado acima, pode ser esperado um aumento surpreendente da eficiência da nova cabeça de arrasto.

Lisboa, 25 de Fevereiro de 2009

Claims (8)

1. ΡΕ16 0 9 916 1 REIVINDICAÇÕES 1. Uma cabeça de arrasto para uma draga reboque de sucção que essencialmente consiste numa estrutura conectada a um tubo de sucção, com uma viseira (2) rodando em redor de um eixo horizontal (6), no qual uma série de dentes (10) são aplicados para revolver a areia, que são dispostos ao longo de uma linha que se estende perpendicularmente com respeito à direcção do movimento da cabeça de arrasto, e uma primeira série de tubos injectores (9) para injectar água sob alta pressão, que são dispostos ao longo de uma linha paralela e em frente à linha dos ditos dentes, caracterizada por pelo menos uma segunda série de tubos injectores (12, 12') ser fornecida por detrás da linha dos ditos dentes, os tubos injectores (12, 12') de cada segunda série sendo dirigidos para em uso fluidificarem a parte inferior a ser dragada.
2. 2. Uma cabeça de arrasto tal como reivindicado na reivindicação 1 caracterizada por a dita segunda série de tubos injectores ser colocada numa válvula de água (11) na forma de uma câmara de água (13), que é amovível hidraulicamente num plano que se estende de forma tangente ou de forma substancialmente tangente à parede traseira (3') da viseira.
3. 3. Uma cabeça de arrasto tal como reivindicado na reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizada por a 2 ΡΕ1609916 segunda série de tubos injectores (12) ser subdividida em tubos injectores (12) dirigidos ao interior da viseira e tubos injectores (12') que são dirigidos verticalmente ou de forma substancialmente vertical para baixo.
4. 4. Uma cabeça de arrasto tal como reivindicado na reivindicação 3, caracterizada por os tubos injectores (12) dirigidos ao interior da viseira serem dirigidos para acima dos dentes (10).
5. 5. Uma cabeça de arrasto tal como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1-4, caracterizada por a supracitada viseira (2), juntamente com o supracitado tubo de sucção (1) serem equipados com pés ajustáveis (15), a superfície útil (15') dos quais é suficientemente grande para obter suporte na parte inferior, onde a viseira, na parte inferior das paredes laterais 3' está equipada com faixas de desgaste (14) em forma de faca, que são suficientemente finas de modo a penetrarem na parte inferior e garantirem a desejada selagem lateral.
6. 6. Uma cabeça de arrasto tal como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1-5, caracterizada por a segunda série de tubos injectores (12, 12') ser montada à altura da parede traseira (3') da viseira.
7. 7. Uma cabeça de arrasto tal como reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1-6, caracterizada por da segunda série de tubos injectores (12, 12') ser montada 3 ΡΕ16 0 9 916 imediatamente por detrás dos dentes (10).
8. 8. Um processo para dragagem com uma draga de reboque de sucção equipada com uma cabeça de arrasto de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-7, caracterizada por a pressão nos tubos injectores ser aumentada para 20 bar. Lisboa, 25 de Fevereiro de 2009