RS55896B1 - Uređaj za sakupljanje i odstranjivanje plastičnih, muljevitih materijala nakupljenih na dnu voda - Google Patents

Description

[0001]Pronalazak se odnosi na uređaj za sakupljanje i odstranjivanje plastičnih, muljevitih materijala nakupljenih na dnu voda (reke, jezera, mora), pri čemu materijali treba da budu sistematski i ekološki usisani.

[0002]Poznato je da se za čišćenje voda, odstranjivanje otrova sa dna mora, reka i jezera i reaktivaciju flore i faune dna pumpaju odnosno usisavaju zagađujući materijali sa dna voda. To se može, primera radi, izvesti cevastom zglobnom polugom sa pripadajućom usisnom opremom za šta je u svakom slučaju potrebna relativno komplikovana oprema na palubi nosećeg broda (DE 3630032 C2).

[0003]Jedan uređaj te vrste se opisuje u DE 199 60 361 Al kod koga je opisana noseća glava skladišnog bagera za transport smeša sa dna vode. Konstrukcija noseće glave je u prvoj liniji zavisna od vrste zemljanog materijala koji treba transportovati. Noseća glava pri tome po pravilu obuhvata mlaznice sa vodom pod pritiskom koje dovode do vrtloženja na dnu vode i time treba da poboljšaju usisavanje.

[0004]Sličan uređaj je opisan u DD 201 617 BI, pri čemu je tu povezan plovcći ponton sa pokretnim uređajem za usisavanje i ispiranje koji se na saonicama pomoću čekrka vuče po dnu vode. Na usisnoj površini je pri tome postavljeno sito da bi se izbeglo usisavanje krupnijih sastojaka.

[0005]Iz DE 39 23 113 Al je poznat sledeći uređaj za čišćenje dna vode sa koga se može ispumpavati, pri čemu je tu izveden podvodni uređaj u obliku zvona sa sistemom mlaznica koji obuhvata potapajuću pumpu okruženu usisnim levkom. Pumpa je preko savitljivog creva i savitljivih napajajućih i upravljačkih vodova povezana sa podvodnim plovkom.

[0006]Sličan uređaj se opisuje u DE 10 2004 017201 B4. Usisni uređaj je lebđeći i vuče se savitljivim crevom kroz vodu.

[0007]Iz DE 22 36 448 C3 je poznato vodeno vozilo koje je zahvaljujući zadnjem pogonu samostalno pokretljivo i ima usisnu surlu koja na svom ulazu obuhvata obrtnu četku.

[0008]Svi na ovaj način poznati uređaji za dno voda imaju iste nedostatke.

- Nije moguće efikasno, sistematsko usisavanje dna koje ne oštećuje dno.

- Nije moguće usisavanje u slojevima.

- Ne postoji nezavisan mehanizam za kretanje. Svi uređaji ove vrste moraju da budu vučeni usisnom dizalicom/vozilom i ne funkcionišu samostalno. - Nije moguće nadziranje usisnog uređaja kojim upravljač može da preduzme upravljačke mere.

[0009]DE 24 11 140 A1 opisuje uređaj za polaganje cevi koje leže na dnu vode i koji ima gusenicu i uređaj za usisavanje rova. Iz toga razloga se ne može dno vode sistematski skidati i čistiti . Pored toga gusenica nije izvedene da bude upravIjiva nego se pravac zadaje položenim cevima.

[0010]DE 31 29 228 Al opisuje uređaj za podvodno grabljenje materijala kako na unutrašnjim vodama tako i na morima. Samohodni uređaj za podvodnu rudarsku eksploataciju uvlačenjem materijala u osnovi se sastoji od mehanizma gusenice, rudarske ploče, usisnog levka i oklopljcnc pumpe. Transport se izvodi hidraulički preko savitljivog creva do pratećeg broda sa koga se podvodna usisna gusenica snabdeva energijom i sa koga se njome upravlja. Podvodna usisna gusenica ima uzgonsko telo kojim se vozilo može izneti na površinu.

[0011]Iz WO 2012/158028 Al je takođe poznat podvodni usisni uređaj povezan sa brodom, koji je takođe opremljen gusenicom. Usisni uređaj obuhvata poznatu usisnu surlu.

[0012]WO 2011/134 733 Al se odnosi na usisni bager sa sečenjem koji obuhvata usisnu cev sa glavom za sečenje i

- kontinualnu stazu za kretanje glave za sečenje po dnu vode,

- najmanje jednu lasersku glavu za usmeravanje laserskog zraka na putanju na dnu površine vode koje se obrađuje.

[0013]U US 6,922,922 B2 je opisano amfibijsko vozilo za rad iznad i ispod vode pri čemu ovo vozilo ima gusenicu, valjak za vrtloženje i usisni uređaj za delove dna vode.

[0014]Nedostatak opisanih podvodnih, guseničarskih vozila je što ona nemaju sopstveno upravljanje i slobodno zakretne uređaje za vrtloženje koji se prilagođavaju dnu.

[0015]U oblasti čišćenja bazena su poznate samohodne usisne glave za čišćenje dna kod kojih se takođe koristi gusenica. DE 33 33 633 C2 opisuje jednu usisnu glavu te vrste.

[0016]Iz US 3,551,930 je poznat jedan takav uređaj.

[0017]Svi čistači za bazen ipak imaju sledeće nedostatke: - Oni su potpuno nepogodni za korišćenje na slobodnim vodama jer po pravilu ne postoji direktna veza sa obalom ili površinom vode gde bi se odstranio mulj (u vreće).

- Mehanizmi za kretanje su pogodni za relativno ravne površine.

- Ne dolazi do sistematskog čišćenja dna, nego se čisti po principu slučajnog kretanja.

- Nije moguće skidanje mulja sa dna voda u slojevima.

- Ne može se upravljati od strane osoblja za opsluživanje.

- Čak i kada su izrađeni sa velikim gabaritima oni ostaju zaglavljeni u mulju odnosno dolazi do blokiranja pumpe.

[0018]Pronalazak se zasniva na zadatku da se razvije uređaj koji sistematski obrađuje dno vode, čuvajući ga usisava slojeve i samostalno se kreće takođe i kada ima većih prepreka.

[0019]Ovo je prema pronalasku postignuto uređajem prema patentnim zahtevima od 1 do 20.

[0020]Rešenje prema pronalasku se pri tome odnosi na kombinaciju koja obuhvata: generisanje slike (sonar za opšti pregled, GPS, stacionarne kamere za neposrednu okolinu) za plansko skidanje mulja, upravljivu usisnu jedinicu optimizovanu manuelno pomoću uzgonskih tela i guseničarskog pogona na muljevite podloge različite debljine, koja rastresa mulj i naslage pomoću valjkaste četke, zatim usmerenim strujanjem fluidizuje sa okolnom vodom i zahvata posebno koncipiranim usisnim zvonom, pri čemu se prvo odvajaju veći komadi grabuljastom napravom, dok se zakretno uležištena valjkasta četka vodi preko većih prepreka, pri čemu su manji komadi i delovi biljaka, kao i biljna vlakna i strana tela, nakon sakupljanja u zvonu u različitim količinama pomoću rednog uređaja za sečenje i usitnjavanje smanjeni na 3 cm da bi se sprečilo zaglavljivanje/blokiranje priključenih pumpi.

[0021] Pumpe se uz hidraulički agregat i agregat za vazduh pod pritiskom nalaze na upravljivom plovnom telu, npr. katamaranu, gde se usisna creva koja dolaze od usisnog modula povezuju sa pumpama, i gde se nalazi jedna prirubnica koja je radi pogona zalepljena ili na drugi način povezana sa drugim crevom napunjenim vazduhom pod pritiskom pri čemu se creva vode po površini vode bez prepreke.

[0022] Pumpa/pumpe se u svakom slučaju mogu postaviti uz ili u usisno zvono. Ukoliko su postavljene uz ili u usisno zvono mogu biti povezane preko ccvnog voda sa plovnim telom ili mogu biti direktno povezane sa terenom za izlivanje ili bazenom za sakupljanje ili prenosivim sudom.

[0023] Kod dosadašnjih postupaka kao što je na primer usisni bager pozicioniranje usisne jedinice se izvodi indirektno preko plovne jedinice. Dakle, prvo se ona mora dovesti u odgovarajući položaj odakle se zatim može prema indicijama upravljati usisnom jedinicom. Ovo predstavlja veoma nepreciznu mogućnost upravljanja. Kod rešenja prema pronalasku upravljačka jedinica je pasivni deo. Usisni modul se pomoću monitoringa sonarom dovodi tačno do mesta sa koga treba usisavati i pri tome povlači upravljačku jedinicu za sobom. Po potrebi ona se može i samostalno pozicionirati. Drugi sistemi (čistači za bazene) kao roboti koriste sisteme upravljanja zasnovane na slučajnosti što je za dimenzije bara ili jezera vrlo nepraktično pošto se creva moraju stalno premeštati, a sistem upravljanja zasnovan na slučajnom kretanju ne dolazi u obzir zbog eventualnih određenih oblasti koje treba poštedeti npr. zaštićene oblasti sa lokvanjima. Ostali usisni uređaji se moraju neefikasno ručno pozicionirati.

[0024] Na primeru usisivača za bazene jasno se može videti da se gusenice i cela usisna jedinica moraju koristiti na neprohodnim muljevitim oblastima. Usisivač za bazen ne bi mogao da se kreće na takvim terenima za rad. Gusenica rešenja prema pronalasku ima prema svom obliku sa prednje i zadnje strane kosinu kao i veliku površinu naleganja tako da je potonuće ili zaglavljivanje usisne jedinice isključeno. Pogon se odvija preko zupčaste letve pričvršćene sa unutrašnje strane lanca gusenice sa kojom se spreže zupčanik pogonske jedinice.

[0025] Monitoringom pomoću primene sonara i/ili GPS sistema i/ili sistema kamera moguće je, kao što je opisano, skidanje mulja sa potpunim pokrivanjem površine. Moguća je kombinacija sva tri sistema. Prema želji klijenta mulj se može odstraniti u đefinisanoj debljini, pošto se on skida u slojevima od približno 30 cm. Ovakvim postupkom se ne ostavlja površina prekrivena kraterima. Skidanje definisanog sloja može biti neophodno kada npr. postoji velika količina mulja debljine više metara i kada se on iz razloga troškova, vremena ili odlaganja ne može skinuti u celini i kada skidanje gornjeg sloja obećava ublažavanje problema koji su izazvani mulj em.

[0026] Primenom zakretno uležištene valjkaste četke isključeno je spuštanje izvornog profila zemljišta. Školjke veće od jednog centimetra se skidaju grabuljama i nisu oštećene savitljivim čekinjama. Nasuprot usisnim bagerima koji su teški po nekoliko tona u periodima postavljanja opreme ne očekuje se nikakav uticaj na ekologiju obale pošto je težina usisivača za mulj ograničena na manje od 200 kg i ona je gusenicama raspodeljena na tlo.

[0027] Kod rešenja prema pronalasku pumpa je konstruisana za ekstremno prljavu vodu.

[0028] Predložen sklop za sečenje usitnjava velika strana tela i strana tela sa dugačkim vlaknima. Grabuljasti strugač pridružen sklopu za sečenje na samom početku odvaja prevelika strana tela.

[0029]Ispred sklopa gusenice mogu biti dodatno postavljeni jedan ili više mehanizama za košenje. To može da bude neophodno kada dno vode veoma obiluje biljkama ili ostacima biljaka ili drugim nečistoćama ili kada je košenje biljaka deo ugovorenog posla.

[0030]Nasuprot poznatim usisivačima za bazen valjkasta četka kod rešenja prema pronalasku je zakretno uležištena usled čega se može prilagoditi nepravilno formiranom profilu dna. Time je isključeno oštećenje usisnog modula. Usled toga usisni modul se ne zaglavlju]"e/zadržava u kosom položaju.

[0031]Položajem grabuljastog skidača koji je delimično oko valjkaste četke, a delimično ulazi u nju osigurava se da on (skidač) u toku rada ne bude zaglavljen.

[0032]Izbegavanje zaglavljivanja kao i regulisanje strujanja postiže se specijalnim postavljanjem ploče odnosno vodećeg lima u usisno zvono, pri čemu je na završetku ploče odnosno vodećeg lima pričvršćen grabuljasti skidač koji, kao što je već opisano, delimično ulazi u čekinje valjkaste četke.

Lista korišćenih pozivnih oznaka

[0033]

1 ležaj

2 zakretna poluga

3 zaptivna ploča

4 usisno zvono

5 sklop za sečenje

6 valjkasta četka

7 grabulje/skidač

8 motor/pogon

9 usisni ulaz/prirubnica

10 gusenica

11 usisni modul

12 upravljačka jedinica

13 pumpa

14 usisno crevo

15 hidraulički vod

16 hidraulički agregat

17 hidrauličko uprav lj anj e

18 plovno telo

19 kompresor

20 agregat za struju

21 sabirnik prljave vode

22 sabirno crevo pod pritiskom

23 koturača

24 crevo kao plovak

25 površina vode

26 sonar

27 odašiljački konus

28 mulj

29 usisani mulj

30 kabl/ribarska struna na izvlačenje

Primer izvođenja

[0034]Pronalazak će u nastavku biti bliže objašnjen pomoću jednog primera izvođenja. Slike prikazuju slcdcćc.

[0035]

Slika 1 prikazuje odozgo ceo uređaj u slučaju korišćenja.

Slika 2 prikazuje sa strane ceo uređaj u slučaju korišćenja.

Slika 3 prikazuje u preseku ceo uređaj u slučaju korišćenja.

Slika 4 prikazuje odozgo usisni modul sa gusenicom, zakretnim polugama i valjkastom četkom za čišćenje.

Slika 5 prikazuje u preseku/ pogledu sa strane usisni modul.

Slika 6 prikazuje gusenicu u poprečnom preseku.

Slika 7 prikazuje usisni modul sa sonarom na dnu vode.

Slika 8 prikazuje u poprečnom preseku uređaj za fluidizaciju sa zakretnim polugama, valjkastom četkom, usisnim zvonom, čistačem u obliku grabulja, sitom i sklopom za sečenje.

Slika 9 prikazuje u poprečnom preseku sabirno crevo pod pritiskom koje može da pliva. Slika 10 prikazuje odozdo uređaj za fluidizaciju.

Slika 11 prikazuje sa zadnje strane uređaj za fluidizaciju.

[0036] Usisni modul 11 je preko usisnog creva 14 i hidrauličkog voda 15 povezan sa upravljačkom jedinicom 12 (slike 1, 2 i 3).

[0037] Upravljačka jedinica 12 koja je prvenstveno izvedena kao katamaran obuhvata plovno telo 18. Na plovno telo 18 su postavljeni pumpa 13, hidraulički agregat 16, hidrauličko upravljanje 17, kompresor 19, agregat 20 za struju i sabirnik 21 prljave vode. Sabirnik 21 prljave vode je preko sabirnog creva 22 pod pritiskom povezan sa neprikazanim terenom za izlivanje, bazenom za odlaganje ili mobilnom prihvatnom stanicom za isprani materijal. Sabirno crevo 22 pod pritiskom je u pravcu svoje dužine povezano sa crevom 24 za vođenje vazduha koji služi kao uzgonsko telo (plovak).

[0038] Hidrauličko upravljanje 17 je preko hidrauličkih vodova 15 povezano sa usisnim modulom 11. Pumpa/ pumpe 13 koje su takođe postavljene na upravljačku jedinicu 12 su preko usisnih creva 14 povezane sa usisnim ulazima 9 usisnog modula 12. Usisni ulazi 9 su izvedeni na usisnom zvonu 4. Na usisno zvono 4 je pozicioniran pogon 8 sklopa 5 za sečenje, koji se nalazi u usisnom zvonu 4 i koji je namenjen za usitnjavanje krupnijih sastojaka ispranog materijala (slika 4). Sklop 5 za sečenje obuhvata najmanje dva noža koja se obrću u suprotnim smerovima, pri čemu najmanje jedan nož ima oblik približan slovu Z (slika 10).

[0039] Usisno zvono 4 je oslonjeno na obe zakretne poluge 2 kao i na zaptivnu ploču 3 i grabulje 7 (slika 8). Zakretne ručice 2 imaju dva ležaja 1 koja su postavljena u tački obrtanja sklopa za kretanje usisnog modula 11 (slika 5). Zahvaljujući tome zakretne poluge 2 i zajedno sa njima između njih postavljeni obrtne valjkaste četke 6 da se kreću u vertikalnom pravcu i da se vode preko prepreka na dnu vode. Valjkaste četke 6 mogu da se obrtno kreću u oba smera. Čekinje na valjkastim četkama 6 je moguće izvesti zamenjivo od različitih materijala i različite dužine u skladu sa osobinama dna vode

(slika 11). Grabulje 7, koje se delimično vode oko valjkaste četke 6 i delimično ulaze u valjkastu četku 6, služe za njihovo čišćenje i sprečavaju uvođenje krupnih delova u unutrašnjost usisnog zvona 9.

[0040] Uređaj za kretanje usisnog modula 11 je postavljen bočno izvan zakretnih poluga 2. On obuhvata dve gusenice 10 koje se vode preko više koturača 23. Pri tome su koturače tako postavljene da u svakom pravcu kretanja usisnog modula 11 postoji koso vođenje gusenica 10 što dovodi do sigurnog kretanja napred bez opasnosti zaglavljivanja na dnu vode (slika 6). Svaka gusenica 10 na svojoj unutrašnjoj stranici ima zupčastu letvu koja se spreže sa zupčanikom pogona.

[0041] Na površini 25 vode direktno iznad usisnog modula 11 je postavljen plivajući sonar 26 (odašiljač zvuka). Sonar 26 služi za monitoring usisnog modula 11. pri tome je sonar 26 prvenstveno preko ribarske strune 30 na izvlačenje povezan sa usisnim modulom 11. Pomoću sonara 26 je formiran odašiljački konus 27 koji zahvata usisni modul 11, već usisane oblasti sa muljem 29 i još neusisan mulj 28. Time je omogućeno egzaktno upravljanje usisnim modulom 11 i upravljačkom jedinicom 12 i time je ostvareno neophodno razlikovanje površina dna koje treba da se čiste od površina koje su već očišćene. Naravno umesto ribarske stnine 30 na izvlačenje mogu se primeniti slična sredstva za pričvršćivanje između sonara 26 i usisnog modula 11. Alternativno, umesto sonara 26 ili pridodato njemu može se na upravljačku jedinicu 12 postaviti GPS sistem i/ili sistem sa kamerama da bi se moglo optimalno upravljati usisnim modulom 11.

Claims (20)

1. Uređaj za sakupljanje i odstranjivanje plastičnih, muljevitih materijala nakupljenih na dnu voda, pri čemu je upravljivo plovno telo preko creva povezano sa usisnim modulom,naznačen time,što je upravljivo plovno telo (12; 18) opremljeno najmanje jednom pumpom/kompresorom (13) i najmanje jednim hidrauličkim agregatom (16) kao i najmanje jednim generatorom (20) struje i što je preko cevnih vodova (22; 14) sa jedne strane povezano sa terenom za izlivanje ili bazenom za odlaganje ili prenosnim sudom na kopnu, a sa druge strane sa usisnim modulom (11): > koji se na dnu vode samostalno kreće pomoću specijalne gusenice (10), > koji je povezan kablom (30) sa sonarom (26) i/ili GPS prijemnikom koji pliva na površini vode i postavljenje iznad usisnog modula (11), > koji obuhvata između i/ili ispred i/ili iza lanca gusenice (10) jednostruku ili dvostruku ili višestruku zakretnu polugu (2) koja se samostalno prilagođava dnu vode i slobodno zakreće, kao i > zaptivnu ploču (3) postavljenu između zakretne(ih) poluge(a) (2) i valjkastu četku (6), > pri čemu se valjkasta četka (6) vodi unutar usisnog zvona (4), > u koje je postavljen sklop (5) za sečenje, a > usisno zvono (4) obuhvata najmanje jednu prirubnicu/ulaz (9) za najmanje jedno usisno crevo (14).

2. Uređaj prema zahtevu 1,naznačen time,što usisni modul (11) unutar prvenstveno poluloptastog usisnog zvona (4) ispred i/ili iza valjkaste četke (6) u smeru dna vode, a uglavnom u smeru sklopa (5) za sečenje obuhvata najmanje jedan skidač (7) u obliku grabulja koji je najmanje delimično vođen oko valjkaste četke (6) i najmanje delimično ulazi u njene čekinje.

3. Uređaj prema zahtevima 1 i 2,naznačen time,što je iznad valjkaste četke (6) između obe zakretne poluge (2) postavljena zaptivna ploča (3) i/ili vodeći lim koji obrazuje zazor u odnosu na valjkastu četku (6), pri čemu se njegovim oblikom upravlja brzinom strujanja po dužini valjkaste četke (6).

4. Uređaj prema bilo kom ođ zahteva 1 do 3,naznačen time,što je iznad valjkaste četke (6) i iznad zaptivne ploče (3) i/ili vodećeg lima postavljeno sito i/ili rešetka.

5. Uređaj prema zahtevu 4,naznačen time,što je ispod sita i7ili rešetke postavljen najmanje jedan nož kao obrtni sklop (5) za sečenje.

6. Uređaj prema zahtevu 5,naznačen time,što je ispod obrtnog noža postavljen nepokretan nož u obliku dvostrukog srpa.

7. Uređaj prema zahtevima 5 i 6,naznačen time,što je nož izveden u obliku makaza.

8. Uređaj prema bilo kom od zahteva 5 do 7,naznačen time,što je sklop (5) za sečenje pogonjen motorom/pogonom (8) postavljenim na spoljašnji obim usisnog zvona (4).

9. Uređaj prema bilo kom od zahteva 1 do 4,naznačen time,što je ispred gusenice (10) postavljen jedan ili više mehanizama za košenje.

10. Uređaj prema bilo kom od zahteva 5 do 9,naznačen time,što je pumpa (13) postavljena na ili u ili uz usisno zvono.

11. Uređaj prema zahtevu 10,naznačen time,što je pumpa (13) preko cevnih vodova (22; 14) i preko plovnog tela (12; 18) ili direktno povezana sa terenom za izlivanje ili bazenom za odlaganje ili prenosnim sudom.

12. Uređaj prema bilo kom od zahteva 1 do 4,naznačen time,što valjkasta četka (6) ima sopstveni pogon.

13. Uređaj prema bilo kom od zahteva 1 do 4 i 12,naznačen time,što valjkasta četka (6) ima kretanje u desnom i levom smeru.

14. Uređaj prema zahtevu 1,naznačen time,što gusenica (10) na oba završetka ima usponsku kosinu.

15. Uređaj prema zahtevima 1 i 14, naznačen time, što gusenica (10) na svojoj unutrašnjoj stranici, prvenstveno u sredini, ima zupčastu letvu sa kojom se spreže zupčanik pogona.

16. Uređaj prema bilo kom od zahteva 1 do 15, naznačen time, stoje sonar (26) i/ili GPS sistem i/ili sistem kamera postavljen na upravljivo plovno telo i što je povezan sa pogonom gusenice (10) i njenim upravljanjem.

17. Uređaj prema zahtevu 16, naznačen time, što upravljanje generiše sistematsku sliku čišćenja dna vode i osigurava da usisni modul (11) najmanje jednom čisti neophodna mesta na dnu vode.

18. Uređaj prema zahtevu 1, naznačen time, što je plovno telo (18) katamaran ili ponton koji ima sopstveni pogon.

19. Uređaj prema zahtevu 1, naznačen time, što su cevni vodovi (14) i/ili creva (22) pod pritiskom izvedeni kao creva sa prirubnicom na koja je radi pogona zalepljeno ili vulkanizovano ili pričvršćeno na drugi način još jedno crevo (24) napunjeno vazduhom pod pritiskom.

20. Uređaj prema bilo kom od zahteva 1 do 19, naznačen time, što usisni modul (11) obuhvata jedno plovno telo.