DK159089B - Sugende hoestmaskiner til vandplanter og -dyr - Google Patents

Description

Opfindelsen angår en sugende høstmaskine af den art, som omfatter et bærefartøj, et fra dette fartøj fremadragende højderegulerbart mundstykke og en hovedpumpe, som er beregnet til at suge vand og medfølgende vandplanter og dyr 5 op gennem mundstykket og lede det opsugede materiale ud i et ønsket udledningsområde.

I tidens løb har der været anvendt forskellige typer vandhøstmaskiner eller grødeskærere, som virker ud fra ΊΟ det princip, at vandplanterne afskæres mekanisk ved enden af et løbende transportbånd, som dernæst fører planterne om bord på høstmaskinen. Sådanne høstmaskiner har den ulempe, at der ikke selektivt ved høstningen fjernes alt materiale ovenover skærebladene. Maskineri af denne art 15 har også en betragtelig vægt, som kræver et fartøj med forholdsvis stor dybgang for at kunne rumme maskineriet i et fartøj, som har sådanne proportioner, at det kan manøvreres. Dette er en ulempe ved vandhøstmaskiner, som jævnligt må arbejde på lavt vand, da vandplanter forekom-20 mer i størst mængde på lavt vand på grund af lysgennem-trængeligheden.

Nogle kendte vandhøstmaskiner kører på hjul eller bælter, som løber på havbunden (eller søbunden, osv), i stedet 25 for at blive båret af et flydende fartøj. Et sådant landbaseret maskineri har den ulempe, at det ofte kan forårsage økologisk skade på havbunden på grund af den forstyrrelse som hjulene eller bælterne medfører.

30 Det er yderligere karakteristisk for de kendte typer flydende høstmaskiner, at de normalt er trukket af indretninger såsom skovlhjul, som har et ineffektivt energiforbrug, og som, hvad der er af endnu større betydning, ikke har nogen reference til vandløbets bund. Afdrift på grund 35 af vind og strøm medfører, at det er vanskeligt, om end ikke umuligt, at afhøste et areal med tilstrækkelig nøjagtighed. Høstmaskinens hjul eller bælter skaber god 2

DK 159089B

bundreference, men forårsager betydelig forstyrrelse af næringssubstratet og skader på vandmiljøets økologi.

Det er derfor formålet med opfindelsen at anvise en su-5 gende høstmaskine til vandplanter af den indledningsvis nævnte art, hvormed de kendte høstmaskiners ovenfor nævnte ulemper kan undgås eller minimeres på en enkel og effektiv måde, eller som i hvert fald udgør et brugbart valg for brugerne.

10

Dette opnås, idet høstmaskinen ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at mundstykket udgør yderenden af en hul mundstykkearm, som strækker sig radialt udefter og kan svinge omkring et på bærefartøjet monteret leje, og-15 at der findes aktiveringsorganer til. at bringe mundstykkearmen til at udføre oscillerende bevægelser omkring lejet således, at mundstykket kommer til at feje frem og tilbage over en forudbestemt buelængde.

20 Høstmaskinen kan ifølge opfindelsen være således indrettet, at hovedpumpens volumenstrøm kan varieres ved at blive styret af en operatør.

Desuden kan fartøjet ifølge opfindelsen have et antal 25 hjul, som ved hjælp af drivorganer kan bringes til styrbart at rotere omkring i hovedsagen horisontale aksler, og hvert af disse hjul kan have et antal radialt udefter ragende spiger og være monteret på fartøjet på en sådan måde, at hjulene kan løftes eller sænkes for at bringe 30 enderne af de nederste spiger til indgreb med bunden i det vandløb, som fartøjet flyder i.

Slutteligt kan hver af hjulene ifølge opfindelsen være monteret på enden af en arm, som er fastgjort på fartøjet 35 ved hjælp af et i hovedsagen horisontalt svingleje, og hjulet kan løftes eller sænkes ved at svinge denne arm i forhold til fartøjet.

DK 159089 B

3

Opfindelsen forklares nedenfor ved beskrivelse af en fo-retrukken udførelsesform for høstmaskinen, uden at beskyttelsen dog er begrænset hertil, og under henvisning til tegningen, hvor 5 fig. 1 viser skematisk set fra siden en udførelsesform for en sugende høstmaskine ifølge opfindelsen, fig. 2 samme set ovenfra, 10 fig. 3 samme set forfra, fig. 4 set fra siden i større målestok en mundstykkeaktiverings- og styremekanisme til den i fig. 1 viste 15 høstmaskine og fig. 5 set fra oven den i fig. 4 viste mekanisme til oscillerende aktivering af mundstykket.

20 Ved en foretrukken udførelsesform for en sugende høstmaskine til vandplanter og/eller -dyr omfatter høstmaskinen et fartøj af i og for sig kendt art, men dog fortrinsvis i form af en pram, som består af to lukkede pontoner 1, som er anbragt på hver sin side af og fastgjort til en 25 midterpram 2, som er åben foroven, og som fortrinsvis har en kortere længde en pontonerne 1, således at der efterlades et areal med åbent vand mellem pontonerne fortil i skibet. Midterprammen 2 anvendes til at bære og rumme en motor 3 (fortrinsvis en dieselmotor), som er koblet til 30 hydrauliske pumper 4 og 5. 1 midterprammen 2 er der desuden anbragt en centrifugalpumpe 6, som via en kobling 7 drives af en hydraulisk motor 8, som er forbundet med og drives af en hydraulisk pumpe 4 via hydrauliske ledninger 9.

Den hydrauliske motor 8 er fortrinsvis en hydraulisk motor med variabel hastighed, der styres af passende hy- 35 4

DK 159089 B

drauliske ventiler, som betjenes af en operatør fra dennes plads i en styrekabine 10. Styrekabinen er fortrinsvis placeret fortil i fartøjet, således at operatøren har et godt overblik over sugemundstykket (som beskrevet 5 nedenfor).

Centrifugalpumpen 6 er fortrinsvis en højvolumen centrifugalpumpe, som er i stand til at arbejde med faste materialer og typisk er af den art, hvori der induceres en 10 hvirvel. Ved visse af de materialer, som kan forekomme i vandet, er det nødvendigt at anvende et sønderdelingshjul i pumpen til at skære materialet op til en sådan størrelse, at det ikke sidder fast i pumpen.

15 Pumpen 6's indløb 11 er ved hjælp af en bøjelig slange 12 forbundet med en hul mundstykkearm 13, som fortil ender i et mundstykke 14, som rager frem fortil fra fartøjet.

Pumpen 6's udløb 15 er desuden forbundet med en bøjelig slange 16 til udledning af materialet fra pumpen i et 20 ønsket udledningsområde.

- · CD

En centrifugalpumpe 17, som drives af motoren 3, tjener til at pumpe vand fra et udløb, som er neddykket i en sugekurv (ikke vist) bag fartøjet til hovedpumpen 6's le-25 jer.

Hovedpumpen 6 spædes af en hjælpecentrifugalspædepumpe 18, som drives af en hydraulisk motor 19, der forsynes med hydraulikvæske under tryk fra den hydrauliske pumpe 30 5, som drives af motoren 3, og som også tjener til at forsyne forskellige hydrauliske cylinderaggregater på fartøjet med hydraulikvæske under tryk, således som det nærmere beskrives nedenfor. Hjælpespædepumpen 18 suger vand fra et indløb, som er neddykket under fartøjet, og 35 pumper dette vand under tryk gennem en ledning 20 ved hjælp af en tilbageslagsventil 21 ind i hovedpumpen 6's indløbskammer. Hjælpespædepumpen kan således anvendes til

DK 159089 B

5 at fylde hovedpumpen 6's Indløb med vand for at spæde hovedpumpen, før den sættes i drift.

Beholdninger af hydraulikvæske og af brændsel til motoren 5 3 kan hensigtsmæssigt opbevares i tanke 22 og 23, som er anbragt i pontonerne 1. Mund s tykkearmen 13 er placeret på og manøvreres ved hjælp af et apparat, som nærmere beskrives nedenfor under henvisning til fig. 4 og 5.

10 Mundstykkearmen 13 bæres af en vertikal aksel 24, som normalt ved svejsning er fastgjort til mundstykkearmen ved området 25. Som en yderligere fordelagtig egenskab kan mundstykkearmen, som på tegningen er vist i en horisontalt monteret position, være fastgjort til den ver-15 tikale aksel 24 ved hjælp af et horisontalt svingleje, som tillader mundstykkearmen at blive vippet nedefter i en forud bestemt hældning.

Den vertikale aksel 24 er placeret i et rør 25 og aksialt 20 understøttet i dette rør ved hjælp af en krave 26, således at akslen rager ud af røret 25’s top og bund. Røret 25 bæres selv af en platform 27 og afstivninger 28.

Platformen 27 er igen positioneret ved hjælp af ruller 25 28, som indgriber med en vertikal søjle 29, som rager op fra en platform 30, der er placeret på pontonerne 1. Platformen 27's højde kan indstilles i forhold til bæreplatformen 30 ved at føre rullerne 28 op og ned i søjlerne 29's kanaler, idet rullerne 28 drives af et dobbelt-30 virkende hydraulisk cylinderaggregat 31, hvis nedre ende 32 er fastgjort til platformen 30 og øvre ende er forbundet med bærestivere 34, som indgriber med og bærer platformen 27 og det vertikale rør 25. På denne måde kan hele platformen 27, røret 25, akslen 24 og mundstykkearmen 13 35 forskydes vertikalt ved drift af det hydrauliske cylinderaggregat 31, som forsynes med hydraulisk tryk fra pumpen 5, som styres af en ventil, der betjenes af en opera- 6

DK 159089 B

tør i kabinen 10.

Mundstykkearmen 13 sættes i oscillerende svingninger omkring svinglejet, som dannes af en vertikal aksel 24, ved 5 hjælp af en aktiveringsmekanisme, som omfatter radiale arme 35 (fig. 5), der strækker sig udefter fra akslen 24, og ved deres yderste ender er forbundet med gafler 36, som igen er forbundet med aktiveringsstænger 37 på det hydrauliske cylinderaggregat 38, som ved deres 10 modsatte ender er fastgjort på en konsol 39 på platformen 27. Det hydrauliske cylinderaggregat 38 drives af hydraulikvæske, som tilføres fra en pumpe 5 gennem en trykdrevet hydraulisk styreventil, som automatisk aktiveres ved afslutningen af hver af mundstykkearmen 13 * s 15 fejebevægelser, hvorved strømmen af hydraulikolie gennem cylinderaggregaterne 38 og hermed mundstykkearmen 13' s svingningsretning bliver vendt. Hastigheden af fejebevægelsen styres af en ventil i operatørens kabine 10, og længden af fejebevægelsen kan reguleres ved at ændre 20 afstanden på de radiale arme 35 til det punkt, hvor gaflerne 36 er anbragt.

På denne måde kan mundstykkearmen 13 bringes til at udføre svingningsbevægelser omkring svingakslen 24 over et 25 forudbestemt buestykke og med en hastighed som styres af operatøren, medens højden af mundstykkearmen og hermed af mundstykket 14 ligeledes kan indreguleres af operatøren ved hjælp af det hydrauliske cylinderagggregat 31.

30 På dybt vand kan fartøjet drives frem ved hjælp af i og for sig kendte fremdriftsmidler, såsom en påhængsmotor eller en drivstage, som direkte eller indirekte trækkes af motoren 3, eller fartøjet kan alternativt slæbes ind til indsats på en ønsket lav vanddybde. Når fartøjet er 35 nået ind på det lave vandområde positioneres og manøvreres det ved hjælp af hjul 40, som har horinsontale aksler og er monteret på enderne af arme 41, som er svingbart

7 DK 159089 B

monteret på siderne af potonerne 1 ved hjælp af horisontale svingtappe 42, og som kan svinge omkring disse drevet af hydrauliske cylinderaggregater 43, som virker mellem svinglejer 44 på armene 41 og støtteplader 45, som 5 er fastgjort på pontonerne. Ved aktivering af de hydrauliske cylinderaggregater 43 bringes armene 41 til at dreje sig og hermed til at løfte eller sænke hjulene 40 i forhold til fartøjet. Ved en foretrukken udførelsesform for høstmaskinen har denne to sådanne sæt hjul og arme 10 anbragt på hver sin side af fartøjet og ragende ud fortil fra dette som vist i fig. 1 og 2.

Hvert hjul 40 er forsynet med radialt udadragende spiger 46, som kan indgribe med havbunden (eller bunden af et 15 hvilket som helst vandløb, hvori der løber vand) ved at sænke armen til ønsket dybde. Hvert af hjulene er udstyret med en hydraulisk drivmotor 47, som kan bringe hjulet til at rotere, når det forsynes med hydraulisk væske, som tilføres under tryk fra pumpen 5 ved hjælp af styreven-20 tiler i operatørens kabine 10. Ved at betjene disse styreventiler kan operatøren bringe hver af drivmotorerne 47 til at løbe med en ønsket hastighed uafhængigt af hinanden, og herved bringe hver af spigerhjulene, til at bevæge sig frem eller tilbage, således at fartøjet drives 25 frem eller manøvreres frem til en ønsket position. De to drivmotorer 47 kan naturligvis betjenes uafhængigt af hinanden, f. eks. den ene fremad og den anden tilbage, således at fartøjet bringes til at dreje på en ønsket måde.

30 Såfremt, det er nødvendigt for yderligere at kunne positionere fartøjet, kan dette desuden bagtil være forsynet med et par ekstra arme 48, som er monteret på pontonerne ved hjælp af svinglejer 49A, og som drives af hydrauliske 35 cylinderaggregater 50 på samme måde, som de hydrauliske cylinderaggregater 43 bringer armene 41 til at svinge om svinglejerne 42. Armene 48 er ligeledes forsynet med spi-

DK 159089 B

8 gerhjul 49, som kan løbe i friløb for enderne af armene 48 og ikke er udstyret med hydrauliske drivmotorer.

Når høstmaskinen skal sættes ind bliver den bragt i posi-5 tion i et område, hvor vandplanter og -dyr skal høstes, hvorefter fartøjet manøvreres ind i den ønskede position og holdes i denne ved at lade spigerhjulene 40 og 49 indgribe med havbunden og tilsvarende at aktivere de hydrauliske motorer 47. Pumpen 6 bringes dernæst til at løbe 10 med en ønsket hastighed af en hydraulisk motor 8, hvorved vand suges ind i pumpen gennem mundstykket 14 og udledes gennem udledningsslangen 16. Mundstykket 14 positioneres vertikalt af"operatøren ved hjælp af det hydrauliske cylinderaggregat 31, således at mundstykket bliver placeret 15 i den Ønskede dybde, og mundstykket svinges dernæst frem og tilbage i en forud bestemt fejebevægelse ved aktivering af de hydrauliske cylinderaggregater 38. Operatøren i kabinen 10 kan regulere omfanget af mundstykkets fejebevægelse og af pumpen 6's opsugning således, at der op-20 nås den tilsigtede høstvirkning,, som kan variere i afhængighed af det pågældende lokalområde og de planter og dyr, som ønskes høstet. Princippet med direkte sugning tillader, at kraften, som det materiale, der skal høstes, bliver udsat for, kan ændres ved regulering af pumpehas-25 tigheden og mundstykkets operationsdybde i vandet. Dette muliggør en række forskellige høstfunktioner. F. eks. kan forvaltningens planer stille krav om en total oprensning af et område til rekreative formål, eller fjernelse af flydende algedækker for at forbedre områdets udseende, 30 eller fjernelse af sammenfiltrede alger og dødt plantemateriale fra en bund med havgræs for at forbedre lys-gennemtrængeligheden. Denne høstmaskines evne til selektivt at fjerne materiale er af stor betydning især i økologisk følsomme områder.

Da maskineriet, som anvendes af høstmaskinen ifølge opfindelsen, har en forholdsvis lille vægt, er det muligt 35

DK 159089 B

9 at montere høstmaskineriet i en pram med lille dybgang, dannet af pontonerne 1 og 2, således at den kan arbejde på lavt vand. Da lysgennemtrængeligheden er en af de hovedfaktorer, der begrænser den vanddybde, hvori vandplan-5 ter kan gro, er høstmaskinens evne til at arbejde på meget lavt vand af stor betydning. Når skroget er opbygget af de to pontoner 1 og den lille midterpram 2 stikker den viste sugende høstmaskine ca. 175 mm fuldt lastet, og dens bevægelige mundstykke 14 er i stand til at høste på 10 mindre end 300 mm vand uden at suge væsentlige mængder luft med fra overfladen. Operationsdybden kan nedsættes yderligere ved at anbringe et skjold over mundstykket 14 for at forhindre en hvirvelvirkning. Den lille dybgang af høstmaskinen ifølge opfindelsen øger i væsentlig grad om-15 fanget af de lavvandsområder, som høstmaskinen kan arbejde i, hvorved behovet for og de økologiske følgevirkninger af landbaseret maskineri til indsats i vandområder bliver reduceret.

20" Et yderligere karakteristisk træk for høstmaskinen ifølge opfindelsen er, at vand og materialer i dette passerer gennem hovedpumpen 6 og ledes ud gennem den bøjelige slange 16 til et hvilket som helst ønsket område. Sådanne områder kunne typisk være: 25 a. En filterkurv, som er anbragt på høstmaskinen; b. En filterkurv, som er anbragt på en transportponton; 30 c. Direkte over fartøjets side, hvis sønderdeling af algeaflejringerne er hovedformålet; eller d. En flydende forsyningsslange, hvorigennem materialerne pumpes ind til kysten.

Et yderligere karakteristisk træk for høstmaskinen ifølge opfindelsen er, at fremdrifts- og manøvreringssystemet er 35 10

DK 159089 B

forsynet me spigerhjul 40 og 49, som skaber god forbindelse med bunden, således at det er muligt at udføre en præcis afhøstning. Der kræves kun lidt energi til fremdrift af fartøjet ved hjælp af denne fremgangsmåde, og 5 forstyrrelsen af substrater og økologi holdes indenfor et minimum. Det er ligeledes muligt, at styre fartøjets position nøjagtigt mod afdrift som følge af vind og strøm.

10 Det er endeligt et yderligere karakteristisk træk for høstmaskinen ifølge opfindelsen, at den har en hjælpespæ-depumpe 18, som under arbejdet kan anvendes til at rense mundstykket 14 for tilstopninger, der måtte have sat sig fast i dette. Såfremt, der skulle opstå sådanne tilstop-15 ninger, kan operatøren blot standse pumpen 6 ved at betjene styreventilen til hydraulikmotoren 8 og dernæst aktivere spædepumpen 18 ved hjælp af hydraulikmotoren 19, således at overskydende spædevand ledes tilbage gennem mundstykket 14 og driver en tilstopning ud af mundstyk-20 kets ende.

25 30 35

Claims (4)

1. Sugende høstmaskine, og af den art, som omfatter et bærefartøj, et fra dette fartøj fremadragende, højderegulerbart mundstykke og en hovedpumpe (6), som er beregnet til at suge vand og medfølgende vandplanter og -dyr op gennem mundstykket og lede det opsugede maeriale ud i et ønsket udledningsområde, kendetegnet ved, at mundstykket (14) udgør yderenden af en hul mundstykkearm (13), som strækker sig radialt udefter og kan svinge omkring et på bærefartøjet monteret leje (25), og at der findes aktiveringsorganer (35, 36, 38) til at bringe mundstykkearmen (13) til at udføre oscillerende bevægelser omkring lejet (25) således, at mundstykket kommer til at feje frem og tilbage over en forudbestemt buelængde,.

2. Høstmaskine ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den er således indrettet, at hovedpumpens (6) volumenstrøm kan varieres ved at blive styret af en operatør.

3. Høstmaskine ifølge krav 1-2, kendetegnet ved, at fartøjet har et antal hjul (40), som ved hjælp af drivorganer (47) kan bringes til styrbart at rotere omkring i hovedsagen horisontale aksler, og at hvert af disse hjul har et antal radialt udefter ragende spigre (46) og er monteret på fartøjet på en sådan måde, at hjulene kan løftes eller sænkes således, at enderne af de nederste spigre bringes i indgreb med bunden af det vandløb, som fartøjet flyder i.

4. Høstmaskine ifølge krav 3, kendetegnet ved, at hvert af hjulene (48) er monteret på enden af en arm (40), som er fastgjort på fartøjet ved hjælp af et i hovedsagen horisontalt svingleje, og at hjulet kan løftes eller sænkes ved, at armen svinges i forhold til fartøjet.