NO335885B1 - Undervanns anordning for fjerning av sedimenter - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en undervanns anordning for fjerning av sedimenter som angitt i ingressen til patentkrav 1.

Bakgrunn

Det er ofte behov for å grave ut masser på havbunn, for eksempel for å planere områder før installasjon av strukturer, graving av grøfter før legging av rør, avdekking av nedgravde rør. Massene som skal graves kan variere fra leire og silt til stein.

Det er kjent en rekke anordninger for mudring av sedimenter ved sjøbunnen, herunder anordninger som gjør bruk av konvensjonelle sentrifugalpumper så vel som ejektorer for å etablere sugekraft.

Kjent teknologi omfatter også blåsere, som retter en kraftig vannstrøm ned mot havbunnen for a desintegrere sedimenter og blåse disse bort. Et eksempel på den kjente teknikk på området er WO 2008/065360 (Rotech Holdings Ltd.).

Fra US 2010/139130 Al er det kjent en undervannsanordning med vertikal akse for fjerning av sedimenter bestående av en pumpeenhet som forsyner en dyseenhet med vann under trykk. En senterdyse er innrettet til å blåse vann i en hovedsakelig nedadgående vannstrøm. Spyletrykket besørges av en eller flere propeller eller trustere og anordningen kan være utstyrt med sonar og/ eller gyrokompass.

Fra NL 9500228 A er det kjent en undervanns anordning for fjerning av sedimenter omfattende en pumpeenhet som forsyner en dyseenhet med vann under trykk, hvilken dyseenhet omfatter en senterdyse. Anordningen er innrettet til å bli betjent ved hjelp av en kran. Lignende anordning er kjent fra US 6125560 A.

US 4123858 A omhandler en anordning som kan utføre flere typer undervannsfunksjoner, så som eksempel mudring på dypt eller grunt vann, mudring på harde eller myke sjøbunner. Ved den nedre del av skrogets sidevegger er det plassert dyser med lik avstand rundt skroget og som er rettet lateralt utad fra skroget ved valgte vinkler. Disse dysene er beregnet for manøvrering av anordningen. Det finnes også dyser ved bunnen av skroget som kan benyttes til å løsne komponenter på havbunnen.

DE 319469 C beskriver en spyleanordning for å vannfortynne materialer som i neste omgang kan suges opp med en sugeslange. Et spylerør har et munnstykke med en senterdyse samt tre dyser som er rettet skrått nedover i forhold til senterdysen.

US 1661672 A omhandler et hydraulisk graveredskap for å grave pelehull i bakken, omfattende blant annet et munnstykke med en senterdyse og flere dyser som er rettet skrått nedover i forhold til senterdysen.

Ulempen med kjent teknologi er at massene blåses opp en sky som raskt innhyller blåseren og fjerner enhver sikt og mulighet til å overvåke arbeidet visuelt. Videre er det en utfordring at utgravde masser raser tilbake i grøften / hullet og danner sjikt med ustabile sedimenter.

Formål

Det er et formål med oppfinnelsen at massene blåses lengre bort og ut av for eksempel en grøftetrase. Det er et formål at gjenværende bunn er mest mulig intakt og det er et formål å beholde sikten slik at en kan ha kontroll med gravingen rundt sårbare objekter. Det er videre et formål at blåseren er mindre, lettere og mer effektiv enn kjent teknologi. Det er et formål at den kan lages av mest mulig standard komponenter.

Om oppfinnelsen

Formålene angitt ovenfor er ivaretatt gjennom en anordning ifølge oppfinnelsen som definert i patentkrav 1. Foretrukne utførelsesformer fremgår av uselvstendige patentkrav.

Oppfinnelsen gjør det mulig å blåse bort sedimenter fra havbunnen. Oppfinnelsen gjør det mulig å fjerne sedimenter lengre bort enn det som er mulig med konvensjonelle blåsere, sedimentene kan fjernes i valgt og ønsket retning og med større kapasitet enn det som tidligere har vært mulig. Samtidig gjør oppfinnelsen det mulig å beholde sikten i langt større grad enn med konvensjonelle blåsere.

Anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter et hus som inneholder en pumpeanordning innrettet til å blåse vann i en hovedsakelig nedadgående vannstrøm, vanninntak for å slippe vann inn til pumpeanordningen, et dysearrangement for å slippe vann retningsbestemt ut av huset, samt en særskilt innretning for å holde anordningen i en gitt, ønsket orientering under arbeidsoperasjoner. Anordningen kan også betegnes en «blåser».

Det særskilt nye ved anordningen er dysearrangementet som overraskende har vist seg å plassere anordningen i en «lomme» tom for sand og sedimenter selv under krevende arbeidsoperasjoner. Videre er det av betydning at anordningen kan holdes i ønsket posisjon til enhver tid og uavhengig av varierende belastninger.

Med «vinkelsymmetrisk» om en akse forstås at de respektive dyser er plassert med samme vinkelavstand rundt aksen slik at summen av de horisontale kreftene fra dysene er null. Er det kun to skråstilte dyser, er de plassert med en innbyrdes vinkelavstand på 180 grader. Er det flere enn to dyser, kan de være anordnet i par, fortsatt med en vinkelavstand på 180 grader mellom hver dyse i hvert par. Også andre konfigurasjoner kan være aktuelle hvis det benyttes flere enn to skråstilte dyser, men slik balansert at dysene kraftkomponenter i horisontal retning nuller hverandre ut.

Når det gjelder selve pumpeenheten, kan denne være av i og for seg kjent type.

Innretningen for å holde anordningen i en gitt, ønsket posisjon kan typisk omfatte to motstående, horisontale trustere som sørger for å holde retningen på blåseren. Dette gjøres fortrinnsvis automatisk basert på signaler fra innebygd gyro. Innretningen for å holde anordningen i en gitt, ønsket posisjon kan også være en eksentrisk forankring eller oppheng som hindret oppfinnelsen å rotere. Alternativt kan en også bruke regulerbare «flaps» eller ror på vannstrømmen ut fra hoved-dysene. I det tilfelle hvor blåseren bare har en enkelt dyse vil den retningsgivende enheten typisk være en wire opphengt i en båt, lekter eller i et annet fast eller bevegelig objekt.

Pumpeanordning egnet til å skape den nedadgående vannstrømmen som vil erodere sedimentene kan typisk omfatte en eller flere trustere (propeller) som skaper en vannstrøm nedover og ut gjennom dysene.

Dysearrangementet omfatter to eller flere dyser som er rettet skrått nedover og i det tilfelle hvor det ikke er noen ekstern nedre forankring, til motstående sider. Typisk vil en dyse være rettet nedover samt to dyser skrått nedover til hver side, men det kan også tenkes at det er flere dyser som peker i varierende retninger.

Om oppfinnelsen

Figur IA viser et sidesnitt av en blåser i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen.

Figur IB viser et toppriss av blåseren vist i figur IA.

Figur 2A og B viser et sidesnitt av en blåser i henhold til en annen utførelsesform av oppfinnelsen.

Figur 3 viser skjematisk anvendelse av blåseren vist i figur IA og IB.

Det vises nå til figur IA. Anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse kan generelt sett sies å være delt inn i tre seksjoner eller etasjer, hvor øverste seksjon er betegnet 20, midtre seksjon 30 og nedre seksjon 40.

Øvre seksjon 20 kan betegnes som en retningsgivende enhet som styrer og begrenser rotasjonen rundt den vertikale aksen 11. Denne enheten vil typisk omfatte to trustere 21, en på hver side, men det kan også være en eksentrisk påkoblet wire som holder igjen eventuell rotasjon.

Den midtre seksjon 30 kan også betegnes som en pumpeenhet og omfatter vanninntak 31, minst én truster eller propell 32 (på figur IA vist to) som drives av motor 33. Pumpeenheten 30 er innrettet til å trekke vann inn gjennom vanninntakene 31 og sette det i bevegelse vertikalt nedover til nedre seksjon som er dyseenheten 40 av blåseren 10.

Nedre seksjon eller dyseenheten 40 av blåseren vist i figur IA, omfatter en sentral dyse 41 innrettet til å lede vann i hovedsak vertikalt nedover med en kraft tilstrekkelig til å løse opp/ erodere mer eller mindre faste masser på bunnen. I tillegg omfatter blåseren skråstilte dyser 42 anordnet symmetrisk om den vertikale akse 11 gjennom blåseren 10. Når kun to dyser 42 er anordnet innbyrdes symmetrisk om en felles, vertikal akse, betyr det at deres horisontale komponenter er motsatt rettet i forhold til hverandre og at deres vinkel i forhold til den vertikale akse er den samme. For eksempel kan begge skråstilte dyser stå med en vinkel som avviker 20 grader fra aksen, 25 grader fra aksen, 30 grader fra aksen, eller en annen valgt, vinkel felles for de to dyser 42.

Disse dysene bidrar til å blåse løst materiale mye lengre vekk fra blåseren enn hva senterdysen 41 alene er i stand til. I tillegg, og ikke mindre viktig, bidrar disse dysene 42 til at rommet rundt blåseren holdes rent for sedimenter, slik at operatøren har god sikt og slikt at vann som trekkes inn i blåseren ikke er kraftig forurenset. Ved at sidedysene finnes i par, opprettholder blåseren en nøytral stilling i vannet, siden de horisontale kreftene nuller hverandre ut. Figur IB viser blåseren sett ovenfra, hvor der er to horisontale trustere 21 (en på hver side) som styrer eller begrenser blåserens rotasjon rundt den vertikale aksen, eller samtidig eller separat, brukes til å bevege trusteren langs en linje parallell med trusterens akse. Som regel er det ønsket at disse sørger for å holde blåseren i en fast orientering, uten rotasjon. Med stiplede linjer vises dysene 41 og 42 (to stk), i alt tre dyser, Figur 2A viser en litt annen utførelsesform av oppfinnelsen enn den som er vist i figurene IA, IB. Den eneste forskjellen er at det er et ekstra sett med sidedyser 43 som har en retning litt nærmere horisontallinjen enn sidedysene 42. Denne varianten kan derved skape enda større horisontal bevegelse av sedimenter, men er ellers likeverdig med utførelsesformen vist i figur IA, IB. Også andre dysekonfigurasjoner kan forekomme hvor det er én hovedsakelig vertikal senterdyse og et antall skråstilte dyser som er anordnet parvis eller rotasjonssymmetrisk om blåserens vertikale akse. Figur 2B viser et toppriss av blåseren fra figur 2A på prinsipielt samme måte som figur IB gjør for varianten i figur IA. De stiplede linjer viser dyseenheten omfattende dysene 41,42 (to stk.) og 43 (to stk.), i alt fem dyser. Figur 3 viser blåseren 11 opphengt i en wire 51 eller lignende fra en kran 52 plassert på en lekter eller båt 53. Det skal imidlertid presiseres at oppheng, kraner etc. ikke er del av oppfinnelsen og kan ha helt andre former enn de som er vist. I enkelte tilfeller kan det benyttes et fast, leddet oppheng slik at behovet for stabiliserende trustere ikke er til stede.

Anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse kan med fordel være utstyr med sonar, ekkolodd eller liknende (ikke vist) for å overvåke avstanden til bunn og til undervanns installasjoner.

Den kan videre være utstyrt med gyro (ikke vist) som i samvirke med trusterne 21 automatisk kan kontrollere og begrense eventuell rotasjon om den vertikale aksen.

Claims (12)

1. Undervanns anordning (10) med vertikal akse (11) for fjerning av sedimenter bestående av en pumpeenhet (30) som forsyner en dyseenhet (40) med vann under trykk og en dyseenhet (40) omfattende en senterdyse (41),karakterisert vedat anordningen omfatter et hus og at dyseenheten (40) også omfatter minst to dyser (42) som er rettet skrått nedover i forhold til senterdysen (41) og anordnet vinkelsymmetrisk i forhold til anordningens vertikale akse (11).

2. Anordning (10) i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat en retningsgivende enhet (20) kontrollerer eventuell rotasjon rundt den vertikale aksen (11).

3. Anordning i samsvar med patentkrav 2,karakterisert vedat den retningsgivende enhet (20) omfatter to horisontal trustere (21).

4. Anordning (10) i samsvar med patentkrav 3,karakterisert vedat de to horisontale trustere (21) kan opereres parallelt for å bevege anordningen langs en linje parallell med trusterens akse.

5. Anordning (10) i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 1 til 4,karakterisert vedat dyseenheten (40) består av tre dyser hvorav en dyse (41) er rettet rett nedover og de to andre dysene (42) er rettet skrått nedover og til hver sin motstående side.

6. Anordning (10) i samsvar med et hvilket som helst av patentkravene 1 til 4,karakterisert vedat dyseenheten (40) omfatter ytterligere dyser (43) som er rettet skrått nedover, vinkelsymmetrisk anordnet om anordningens vertikale akse (11).

7. Anordning (10) i samsvar med patentkrav 6,karakterisert vedat dyseenheten (40) omfatter to gjensidig motstående dyser (42) og to gjensidig motstående ytterligere dyser (43) som har en annen skråstilling i forhold til den vertikale akse (11) enn dysene (42).

8. Anordning (10) i samsvar med patentkrav 7,karakterisert vedat hver av de ytterligere skråstilte dyser (43) er anordnet rett over en respektiv skråstilt dyse (42).

9. Anordning (10) i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat ved at anordningen (10) er innrettet til å bli operert fra en kran (52).

10. Anordning (10) i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat anordningen er utstyrt med sonar, ekkolodd eller liknende for å overvåke avstanden til bunn og til undervanns installasjoner.

11. Anordning (10) i samsvar med patentkrav 2,karakterisert vedat anordningen er utstyrt med gyro som i samvirke med trusterne (21) er innrettet til automatisk å styre eventuell rotasjon om den vertikale aksen (11).

12. Anordning (10) i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat spyletrykket frembringes ved bruk av en eller flere propeller eller trustere (32).