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English to Portuguese: DRAG HEAD AND TRAILING SUCTION HOPPER DREDGER General field: Law/Patents Detailed field: Mechanics / Mech Engineering
Source text - English (57) ABSTRACT
A drag head (100) for dredging material (2) from the bed (3)
of a body of water and transporting the material (2) to a
suction tube (120). The drag head (100) is arranged to be
dragged over the bed (3) in a dragging direction (D). The drag head (100) includes a suction section (110) in Which an underpressure can be created to suck up the material (2) from the bed (3) through a suction opening (113) into a suction chamber (112). A heel section (111) guides the drag head (100) along the bed (3). The suction section (110) is preferably rotatably connected to the heel section (111). The suction section (110) also includes an outlet (114) for transporting the material (2) towards the suction tube (120).
DRAG HEAD AND TRAILING SUCTION HOPPER DREDGER
TECHNICAL FIELD
[0001] The invention relates to a drag head for dredging
purposes and to a trailing suction hopper dredger comprising
such a head. The invention further relates to methods of
dredging.
BACKGROUND
[0002] Dredging at sea or in open water may be carried out
by dredging vessels, such as a trailing suction hopper dredger
(TSHD). The dredging vessels comprise a suction tube one
end of which can be lowered to the seabed and used to suck up
solids such as sand, sludge or sediment, mixed with water.
This lower end of the suction tube can be provided with a
suction head. The solid material mixed with water is pumped
through the suction tube into a hopper of the dredging vessel.
[0003] Once the hopper is full, the pumping may continue
causing an overflow. The overflow will mainly be formed by
water, as the solids tend to sink to the bottom of the hopper.
The pumping may be stopped when it is no longer efficient to
continue, as may be the case when the overflow is becoming
too dense.
[0004] The higher the density of the mixture of solids and
water that is pumped through the suction tube, the more
efficient the dredging is performed. Dredging with relatively
high densities has many advantages. In the first place, dredging can be performed in a more time and cost efficient way.
Secondly, more solid material can be pumped into the hopper.
Also, overflow losses will be reduced or will even disappear
which is advantageous from an energetic point of view. Furthermore, reducing overflow losses will reduce turbidity.
[0005] One element of the dredging installation that may
limit the maximum density is the trailing suction head provided at the lower end of the suction tube.
[0006] DE214643C discloses a suction tube and a trailing
suction head. The suction tube has a bend near the trailing
suction head such that the suction opening faces the direction
of motion. In the suction opening an adjustable sled member
is provided to control the dredging depth. Also, an adjustable
plate member may be provided in the suction opening to
control the amount of water entering the suction opening. A
dragging force is applied directly to the suction head by the
suction tube.
[0007] Other trailing suction heads are known which comprise a body which is arranged to be dragged along the seabed. The body comprises connection means for connecting to a
suction tube which may also serve to impart the drag force on
the body. A visor having a cutting edge is hingeably con
nected at a rear side of the body. The angle of orientation
and/ or the depth of the cutting edge of the visor can be
adjusted with respect to the body by means of hydraulic
piston/cylinder devices. Jet nozzles are provided in the body
to facilitate the dredging process by breaking up the material
of the sea bed and fluidizing it for removal via the suction
tube. In order to lift the dredged material from the cutting
edge towards the inlet to the suction tube, a significant amount
of mixing with water is required leading to a reduction in
density of the mixture. At present for sand and silt dredging,
mixture densities of on average 1350 kg/m3 are achievable. A
drag head of this type is known from EP1653009A1. Similar
drag heads are known from EP1108819A1 and AU2005200784A1, the contents of each of which are herein
incorporated by reference in their entirety.
[0008] It would be desirable to provide an alternative to the
above discussed drag heads, in particular one which is
capable of sucking up mixtures of water and material with a
relatively high density in a relatively efficient way whereby
excess water transport is minimised.
SUMMARY
[0009] According to the invention, there is provided a drag
head for dredging material from a bed of a body of water and
transporting the material to a suction tube, the drag head
being arranged to be dragged over the bed in a dragging
direction by a drag member, wherein the drag head comprises
a heel section being connectable to the drag member and
having a bed engaging surface arranged to follow the bed and
a suction section comprising a suction opening; a suction
chamber; and an outlet for connection to the suction tube such
that an underpressure can be created in the suction chamber to
suck up the material from the bed through the suction opening
into the suction chamber, wherein the suction section is
adjustably mounted to the heel section such that an orientation of the suction opening can be adjusted relative to the heel section. By providing the suction section separately adjust
able from the heel section, the orientation of the suction
opening can be set independently of the position of the heel
which is being towed along the bottom of the seabed. Such an
arrangement is believed to be considerably more versatile in
optimizing the direction and/or height of the suction opening.
Since the outlet also forms part of the suction section, its
orientation may also be adjusted together with the suction
opening. In the present context, reference to material is
intended to refer to solid or semi solid material including silt,
sand, sediment, mud, gravel and fractured rock as may generally be encountered during suction dredging operations.
Furthermore, although reference may be made to sea bed, this
is equally intended to cover and include beds of rivers, lakes,
canals, estuaries and the like.
[0010] According to the invention the heel section is
arranged to be connected to a drag member. The drag member
may be a dragging pole, bar, pipe, cable, chain or the like or
the suction tube itself, which is connected with the vessel to
drag the drag head over the seabed. In the present context,
reference to the fact that the heel section is connected to the
drag member is understood to mean direct or indirect connection therewith. The dragging force is subsequently applied to
the suction section via the heel section. Preferably, the suction
section is not connected to the drag member except via the
heel section.
[0011] The suction section may be adjustable in various
ways using appropriate mechanical means as will be known
to the skilled person. According to a preferred embodiment of
the invention, the suction section is rotatable with respect to
the heel section about an axis of rotation which is in use
substantially horizontal and perpendicular to the dragging
direction. Most preferably, this axis lies generally behind the
heel section and ahead of the suction section with respect to
the direction of movement of the drag head. Preferably too,
the axis is positioned relatively low with respect to the bed
engaging surface in order to maximize the mass of the suction
section that acts downwards.
[0012] According to a further aspect of the invention, the
suction section may comprise a lower edge, e.g. a cutting
edge, forming a trailing edge of the suction opening, wherein the lower edge or cutting edge is in use lower than the bed
engaging surface of the heel section in order to dig into the
material forming the bed. The lower edge or cutting edge is
preferably substantially horizontal and substantially perpendicular with respect to the dragging direction and points at
least partially in the dragging direction. By providing the
lower edge or cutting edge below the bed engaging surface of
the heel section, the suction opening will be directed in the
dragging direction. By rotating the suction section with
respect to the heel section the relative depth of the lower edge
or cutting edge with respect to the bed engaging surface of the
heel section can be adjusted and thereby the depth of channel
dredged by the drag head.
[0013] The cutting edge may comprise a row of cutting
members, which may be formed as (replaceable) teeth being
placed in corresponding teeth holders. In general, the width of
the cutting edge transverse to the dragging direction may be
any appropriate width according to the operation being per
formed. Nevertheless, in general, the width of the cutting
edge will not be more than the width of the bed engaging
surface of the heel section. In a most preferred embodiment,
both of these sections may have similar widths. It will also be
understood that although in general the heel section will lie
ahead of the suction section in the direction of movement, this
position is not necessarily essential. The heel section may in
certain configurations be located to one or both sides or
around the suction section.
[0014] According to one embodiment of the invention, the
width of the suction section decreases from the suction opening towards the outlet, most preferably in a gradual way. This
smooth transition assists the transport of the dredged material
towards the outlet and helps avoid significant energy losses.
Preferably, the suction chamber may have a tapered or trumpet like shape to provide a smooth transition between the
relatively large suction opening and the smaller outlet
towards the suction tube. The term width is used here to
indicate the dimension substantially perpendicular to the
dragging direction and, in use, substantially horizontal. As an
additional or alternative measure, the suction section may
have a bottom plate which is at least partially inclined in an
upward direction from the lower edge or cutting edge towards
the outlet. The bottom plate ensures a smooth flow path for the
material that is sucked up, thereby reducing the resistance.
The bottom plate may be straight or curved.
[0015] According to an embodiment the suction section
may be connected to the suction tube via a flexible connection. Providing a flexible connection has the advantage that
the suction section can be moved with respect to the heel
section and the suction tube. The suction tube may be provided on and move with the heel section or may be independent therefrom. The flexible connection may be provided by
a flexible reinforced tube or concertina section. Alternatively
it may be achieved by telescoping sections of rigid pipe.
Preferably, the flexible section is of low-loss design in order
to further reduce flow resistance to the dredged mixture,
whereby transport of higher mixture densities may be
achieved. In a further alternative, the suction tube itself may
be flexible.
[0016] In one embodiment, the suction opening is at least
partially bounded by the heel section. In such a configuration,
the suction section and heel section may engage together to
form the suction chamber. The engagement between the two
sections should be sufficiently tight that suction losses and
water inflow from between the two sections may be minimal. In a particularly preferred embodiment, the heel section and
the suction section comprise two half shells that engage or
telescope together to form the suction chamber. The heel
section provides the bed engaging surface while the suction
section carries the lower edge or cutting edge and forms the
suction outlet.
[0017] The drag head may be provided with means to form
a desired mixture density of the dredged material, optimized
to achieve transport to the surface with minimal liquid con
tent. The skilled person will be aware of various manners in
which this may be achieved using swirl vanes, cutting blades
and the like. According to a preferred embodiment the drag
head may comprise a plurality of conduits having outlet openings or nozzles for delivering water jets into the suction chamber at or near the outlet. These nozzles may preferably be
located on the suction section and most preferably around the
outlet. Such water jets may be provided to fluidize the mate
rial to make transport of the material easier.
[0018] According to a further embodiment, the drag head
may be provided with means for breaking up or loosening the
material of the sea bed at or ahead of the lower edge or cutting
edge. In this case too, the choice of measure provided will
depend on the particular material being dredged and the
skilled person will be aware of the alternatives that may be
used. In a preferred embodiment, a plurality of conduits having outlet openings for forming water jets beneath the bed
engaging surface of the heel may be provided. Not only do
such jets make it easier to remove the material from the
bottom but they may also assist in fluidizing it to the desired
degree for further transport.
[0019] According to an embodiment the outlet from the
suction chamber is at least partially directed in a direction
opposite to the dragging direction. By orientating the outlet
from the suction section in this way, the material is initially
sucked in a direction at least partially opposite to the dragging
direction. This may assist in providing a natural and undisturbed flow path for the material, allowing for an energy
efficient suction operation.
[0020] According to a still further aspect of the invention,
the drag head may be provided with an actuator arrangement
for displacing the suction section with respect to the heel
section. This actuator may be a hydraulic, pneumatic or
mechanical actuator and can be automatically operated to set
a desired orientation or depth of the suction section or the
cutting edge.
[0021] In an alternative arrangement, the desired orientation may be achieved without actuator by using the natural
mass of the suction section. This may be weighted or biased
with respect to the heel section to achieve the desired orientation. In one embodiment, the position of the hinge may be
adjustable to achieve the desired weighting. In this manner
the depth of the lower edge or cutting edge may be adjusted
depending e. g. on the dragging speed, seabed consistency and
other related factors.
[0022] According to a further aspect of the invention, the
heel section may be provided with a pump to provide suction
to the suction chamber via the suction tube. Preferably the
pump is a high performance submerged dredge pump for
operating with high mixture densities such as a centrifugal
pump. The pump may be carried directly on the heel section
and may carry the suction tube. Alternatively, the pump and/
or the suction tube may be provided at a remote position or
may be mounted to the drag member. Preferably the pump is
located at a suitable distance above the seabed to avoid damage and for most purposes will be located at about half the
water depth in order to most efficiently assist in transport of
the mixture.
[0023] The invention also relates to a vessel, such as a
trailing suction hopper dredger, comprising a drag head as
generally described above. In its working configuration, the
heel section is attached to a drag member trailing from the
vessel whereby the drag head may be dragged or towed along
the seabed.
[0024] The invention further relates to a method of suction
dredging a mixture of solids and water from the bed of a body
of water using a drag head comprising a heel section and a
suction section, the method comprising dragging the heel
section across the bed in a first direction, positioning the
suction section at a desired depth and angle with respect to the
heel section such that the suction section at least partially
engages and enters the bed, applying suction to the suction
section to cause the bed material to be sucked up in a direction
at least partially opposed to the first direction and be mixed
with water and transporting the mixture to the surface.
[0025] Most preferably, the method is carried out for a
mixture comprising sand and water having a density of more
than 1650 kg/m3 . As a result of the desirable drag head configuration, such densities may be efficiently dredged.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0026] Embodiments will now be described, by way of
example only, with reference to the accompanying schematic
drawings in which corresponding reference symbols indicate
corresponding parts, and in which:
[0027] FIG. 1 schematically shows a side view of a first
embodiment of the invention;
[0028] FIG. 2 schematically shows a side view of a second
embodiment of the invention;
[0029] FIG. 3 schematically shows a top view of the
embodiment of FIG. 2; and
[0030] FIG. 4 schematically shows a cross-sectional view
taken at line 4-4 in FIG. 3.
[0031] The figures are meant for illustrative purposes only,
and shall not serve as restriction of the scope or the protection
as laid down by the claims.
DETAILED DESCRIPTION
[0032] With reference to the figures, embodiments will
now be described in more detail. According to FIG. 1, there is
shown a schematic side view of a drag head 1 according to a
first embodiment of the invention being used to dredge sand 2
or other similar material from the seabed 3 and transport it to
a vessel 4.
[0033] Drag head 1 comprises a heel section 11 in the form
of a sled and a suction section 10 having the form of a bucket,
articulated together at a generally horizontal hinge 8. The heel
section 11 is attached to a cable 16 via a pair of mounts 18 of
which only one is shown. The cable 16 extends to the vessel
4 where it is held fast by a suitable derrick or boom 19 as is
conventional in the art.
[0034] The heel section 11 has a bed engaging surface 22 on
its underside. The bed engaging surface 22 is sufficiently long
to ensure that the heel section assumes a substantially stable
towing position. On its upper surface, heel section 11 carries
a suction pump 50 which has a pump outlet 52 connected to a
transport tube 54 leading to the surface and into a hopper 5
onboard the vessel 4.
[0035] The suction section 10 has a suction chamber 12
within its interior with a suction opening 13 at its lower side.
A trailing edge or lower edge of the suction opening 13 forms
a cutting edge 15. The cutting edge 15 may be provided with
serrations (not shown). From the cutting edge 15 a bottom
plate 17 leads up to an outlet 14 provided at an upper, rear side
of the suction section 10. The outlet 14 connects the interior
of the suction chamber 12 to a flexible suction tube 20. The
suction tube 20 is connected to a pump inlet 51 on pump 50.
[0036] In use, the drag head 1 is dragged along the seabed
3 by the cable 16 in a direction of motion D. The heel section
11 follows the seabed 3 and the blades 24 on the bed engaging
surface 22 cut into the sand 2 and loosen it. The suction
section 10 pivots about the hinge 8 due to its mass and causes
the cutting edge 15 to dig into the sea bed 3. The loosened
sand 2 is scooped up by the cutting edge and rides up the
bottom plate 17 towards the outlet 14. The pump 50 is oper
ated to generate suction in the suction tube 20 causing water
to also be sucked up through the suction opening 113. As the
water and cut sand 2 approach the outlet 14, the narrowing of
the suction chamber 13 causes their velocity to increase
whereby the sand 2 becomes entrained with the water. The
resulting mixture is pumped via the pump 50 and transport
tube 54 to the surface and into the hopper 5. Due to the
advantageous orientation of the suction opening 13 and the
upward slope of the bottom plate 17 towards the outlet 14, the
cut sand can be carried away with relatively little entrainment
of water and a relatively high density of the mixture.
[0037] A second embodiment of a drag head 100 according
to the invention is shown in FIG. 2 in which like elements are
provided with similar reference numerals preceded by 100.
FIG. 2 shows a heel section 111 and a suction section 110
which are hinged together at a hinge 108 forming a suction
chamber 112 therebetween. The suction section 110 is
slightly narrower than the heel section 111, whereby both
sections can partially telescope into each other by rotation
about the hinge 108. A lowermost or trailing edge of the
suction section 110 is provided with a cutting edge 115. The
heel section 111 has a lowermost bed engaging surface 122.
Between the cutting edge 115 and the rear edge of the bed
engaging surface 122 there is formed a suction opening 113
providing access to the suction chamber 112.
[0038] In the embodiment of FIG. 2, the heel section 111
further comprises a tubular body 140 rigidly attached to a
front surface thereof. The tubular body 140 is in turn connected to a drag member 141 which is towed from the vessel
4 as in FIG. 1. The drag member 141 and the tubular body 140
form a relatively rigid arm extending to the surface (although
it will be understood that powered joints may be foreseen)
which ensures that the angle of the heel section 111 with
respect to the seabed remains substantially constant (for a
given depth of water).
[0039] On an upper surface of the tubular body 140 there
are provided a pair of actuators 130 (of which one is shown in
this view) having piston arms 132 attached to an upper portion of the suction section 110 at a mount 134. By operating
the actuators 130, the suction section 110 can be pivoted with
respect to the heel section 111 to cause the cutting edge 115 to
dig deeper into the sea bed.
[0040] As in the first embodiment, the suction section has a
bottom plate 117 which leads upwards to an outlet 114 at an
upper rear part of the suction section. Unlike the first embodiment, the outlet 114 is connected to a flexible connection 121 which in turn connects to the suction tube 120. In this case, the pump 150 is carried by the drag member 141 and has a pump inlet 151 connected to the suction tube 120 and a pump outlet 152 connected to transport tube 154.
[0041] FIG. 3 shows a plan view of the embodiment of FIG.
2 showing heel section 111 and suction section 110 engaging
each other with actuators 130 determining the degree of rotation of the sections about hinge 108. According to FIG. 3, it can be seen that the heel section 111 and the suction section 110 have a maximum width W1 at the position of the cutting
edge. From this position, the width of the suction section 110
decreases to a width W2 at the outlet 114.
[0042] FIG. 4 is a sectional view taken on line 4-4 in FIG. 3
showing an interior of the suction chamber 112. In this view,
nozzles 160 can be seen located around outlet 114. The
nozzles 160 are connected to a suitable source of pressure (not
shown) and are operated to generate pressurized jets of water
within the outlet 114 directed towards the flexible connection
121. Also visible in FIG. 4 are further nozzles 162 provided in
the bed engaging surface 122 of the heel section 111. The
further nozzles 162 are in communication with a pressure
manifold 164 within the heel section 111 into which pressurized water may be supplied from the source of pressure mentioned above.
[0043] In use, the drag head 100 is dragged along by the
dredging vessel in the direction D with the heel section 111
engaging the seabed 3. Pressurised water is provided to the
manifold 164 which causes the formation of jets of water
from further nozzles 162 beneath the bed engaging surface
122. The jets of water loosen and partially break up the sand
or silt 2. The loosened sand 2 is cut and lifted by cutting edge
115 and enters suction chamber 112 through suction opening
113. The reducing width of the suction chamber 112 and the
bottom plate 117 funnel the sand 2 upwards towards the outlet
114. At this stage, the sand contains a quantity of entrained
water due to the further nozzles 162. Nevertheless, the density
is too high for it to be easily transported. As the sand and water
mixture enters the outlet 114 additional water jets are injected
through nozzles 160. These jets further loosen the sand 2 and
fluidise it to a desired final density of around 1650 kg/m3 for
transport via the pump 150 and transport tube 154 to the
surface. Due to the increased density, the vessel 4 can be filled
without overflow or further discharge back into the water
which is highly advantageous for sensitive environments
where such discharge during dredging is prohibited.
[0044] Thus, the invention has been described by reference
to certain embodiments discussed above. It will be recognized that these embodiments are susceptible to various
modifications and alternative forms well known to those of
skill in the art. In particular, the arrangement of flexible connection of FIG. 2 may be replaced by a telescoping arrangement. Furthermore, the actual design may be distinct from the
schematically illustrated designs.
[0045] Many modifications in addition to those described
above may be made to the structures and techniques described
herein without departing from the spirit and scope of the
invention. Accordingly, although specific embodiments have
been described, these are examples only and are not limiting
upon the scope of the invention.
1-21. (canceled)
22. Drag head (100) for dredging material (2) from a bed
(3) of a body of water and transporting the material (2) to a
suction tube (120), the drag head (100) being arranged to be
dragged over the bed (3) in a dragging direction (D) by a drag
member, wherein the drag head (100) comprises: a heel section being (111) connectable to the drag member
and having a bed engaging surface (122) arranged to
follow the bed (3); and
a suction section (110) comprising: a suction opening
(113); a suction chamber (112); and an outlet (114) for
connection to the suction tube (120) such that an under
pressure can be created in the suction chamber (112) to
suck up the material from the bed through the suction
opening (113) and the suction chamber (112) to the
outlet (114), wherein the suction section (110) is adjust
ably mounted to the heel section (111) such that an
orientation of the suction opening (113) can be adjusted
relative to the heel section (111), wherein the suction
section (113) comprises a lower edge (115) forming a
trailing edge of the suction opening, wherein the lower
edge is lower than the bed engaging surface of the heel
section (111).
23. Drag head (100) according to claim 22, wherein the
suction section (110) is rotatable with respect to the heel
section (111) about an axis of rotation which is in use substantially horizontal and perpendicular to the dragging direction.
24. Drag head (100) according to claim 23, wherein the
axis lies behind the heel section (111) and ahead of the suction
section (110) with respect to the direction of movement of the
drag head (100).
25. Drag head according to claim 22, wherein the suction
section (110) comprises a cutting edge (115) forming a trail
ing edge of the suction opening (1 13), and wherein the cutting
edge (1 15) is in use lower than the bed engaging surface (122)
of the heel section (111).
26. Drag head (100) according to claim 25, wherein a width
of the bed engaging surface (122) of the heel section (111)
corresponds substantially to a width of the cutting edge (115).
27. Drag head (100) according to claim 25, wherein the
suction section (110) has a bottom plate (117) which is at least
partially inclined in an upward direction from the cutting edge
(115) to the outlet (114).
28. Drag head (100) according to claim 22 further com
prising a flexible connection between the outlet (114) and the
suction tube (120).
29. Drag head (100) according to claim 22 wherein the
suction opening (113) is at least partially bounded by the heel
section (111).
30. Drag head (100) according to claim 22, wherein the
suction section (110) and heel section (111) engage together
to form the suction chamber (112).
31. Drag head (100) according to claim 22 further comprising a plurality of conduits having outlet openings for
forming water jets in the suction chamber (112) in or near the
outlet (114) and/ or beneath the bed engaging surface (122) of
the heel section (111).
32. Drag head (100) according to claim 22, wherein the
outlet (114) from the suction chamber (112) is at least partially directed in a direction opposite the dragging direction.
33. Drag head (100) according to claim 22, further comprising an actuator arrangement for displacing the suction
section (110) with respect to the heel section (111).
34. Drag head (100) according to claim 22, wherein the
suction section (110) is weighted or biased with respect to the
heel section (111) to achieve a desired orientation.
35. Drag head (100) according to claim 22, further comprising a suction pump (150) mounted on or adjacent to the
heel section (111).
36. Vessel (4), such as a trailing suction hopper dredger,
comprising a drag member and a drag head according to claim
22 wherein the heel section (111) is operatively connected to
be dragged along the bed by the drag member.
37. A method of suction dredging a mixture of solids and
water from the bed of a
body of water using a drag head comprising a heel section
(111) and a suction section (110), the suction section
(110) comprising: a suction opening (113); a suction
chamber (112); and an outlet (114) for connection to the suction tube (120),
wherein the suction section (110) is adjustably mounted
to the heel section (111), wherein the suction section
(110) comprises a lower edge forming a trailing edge
(115) of the suction opening (113), wherein the lower
edge is lower than the bed engaging surface (122) of the heel section (111), the method comprising:
dragging the heel section (111) across the bed (3) in a first
direction;
positioning the suction section (110) at a desired depth and
angle with respect to the heel section (111) such that the
suction section (110) at least partially engages and
enters the bed;
applying suction to the suction section (110) to cause the
bed material to be sucked up in a direction at least
partially opposed to the first direction and be mixed with
water; and
transporting the mixture to a surface of the body of water.
38. The method according to claim 37 wherein the mixture
comprises sand and water having a density of more than 1650
kg/m3 .
39. Drag head (100) according to claim 26, wherein the
suction section (110) has a bottom plate (117) which is at least
partially inclined in an upward direction from the cutting edge
(115) to the outlet (114).
Translation - Portuguese (57) RESUMO
Uma ponteira de draga (100) para dragar material (2) do solo (3) ou de um corpo d'água e transportar o material (2) para um tubo de sucção (120). A ponteira de draga (100) é projetada para ser arrastada sobre o solo (3) em uma direção de dragagem (D). A ponteira de draga (100) inclui uma seção de sucção (110) na qual uma pressão inferior pode ser criada para sugar o material (2) do solo (3) através de uma abertura de sucção (113) e para dentro de uma câmara de sucção (112). Uma seção traseira (111) guia a ponteira de draga (100) através do solo (3). A seção de sucção (110) é preferencialmente conectada de forma rotacional à seção traseira (111). A seção de sucção (110) também inclui uma saída (114) para transportar o material (2) em direção ao tubo de sucção (120).
PONTEIRA DE DRAGA PARA DRAGA DE SUCÇÃO E DRENAGEM POR FUNIL
CAMPO TÉCNICO
[0001] A invenção diz respeito a uma ponteira de draga para propósitos de dragagem e a uma draga de sucção e drenagem por funil contendo tal ponteira. A invenção diz respeito ainda a métodos de dragagem.
[0002] Dragagem no oceano ou em mar aberto pode ser efetuada por navios de dragagem, como uma draga de sucção e drenagem por funil (TSHD). Os navios de dragagem contém um tubo de sucção, do qual uma extremidade pode ser baixada ao fundo do mar e usada para drenar sólidos como areia, lodo ou sedimento, misturados com água. Essa extremidade inferior do tubo de sucção pode ser provida de uma ponteira de sucção. O material sólido misturado à água é bombeado através do tubo de sucção para dentro de um funil do navio de dragagem
[0003] Uma vez que o funil esteja cheio, o bombeamento pode continuar, causando transbordamento. Tal transbordamento é constituído primariamente de água, uma vez que os sólidos tendem a se precipitar ao fundo do funil. O bombeamento pode ser interrompido quando não for mais eficiente continuar, como quando o transbordamento está se tornando muito denso.
[0004] Quanto maior a densidade da mistura de sólidos e água que é bombeada através do tubo de sucção, mais eficiente será a dragagem. Dragar com densidades relativamente altas possui muitas vantagens. Em primeiro lugar, a dragagem pode ser efetuada com maior eficiência de tempo e custo. Em segundo, mais material sólido será bombeado para dentro do funil.
Igualmente, perdas devido ao transbordamento serão reduzidas ou irão desaparecer, o que é vantajoso do ponto de vista energético. Adicionalmente, a redução perdas por transbordamento irá reduzir a turvação.
[0005] Um elemento do aparato de dragagem que pode limitar a densidade máxima é a ponteira móvel de sucção situada na extremidade inferior do tubo de sucção.
[0006] A patente alemã número DE214643C mostra um tubo de sucção e uma ponteira móvel de sucção. O tubo de sucção tem uma curva perto da ponteira móvel de sucção de modo que a abertura de sucção fique na direção do movimento. Na abertura de sucção, encontra-se um trilho móvel ajustável para controlar a profundidade de dragagem. Igualmente, uma placa articulada ajustável pode ser colocada na abertura de sucção para controlar a quantidade de água entrando na abertura. Uma força de dragagem é aplicada diretamente à ponteira de sucção devido ao tubo de sucção.
[0007] São conhecidas outras ponteiras moveis de sucção que incluem um corpo projetado para ser arrastado através do fundo do mar. O corpo contém meios de conexão para conectar-se a um tubo de sucção que também pode servir para transmitir força de dragagem ao corpo. Um visor contendo uma extremidade cortante é articuladamente conectado à traseira do corpo. O ângulo de orientação e/ou a profundidade da extremidade cortante do visor podem ser ajustados em relação ao corpo através de pistões/cilindros hidráulicos. O corpo é provido de bicos de esguicho, para facilitar a dragagem através da quebra do material do solo oceânico e sua fluidificação para remoção pelo tubo de sucção. Para que o material dragado possa ser alçado da extremidade cortante rumo à entrada do tubo de sucção, é necessária uma quantia significativa de mistura com água, levando a uma redução da densidade da mistura. No momento, para dragagem de areia e lodo, densidades de em media 1350 kg/m3 podem ser obtidas. Ponteiras de draga similares são descritas na patente europeia número EP1108819A1 e na patente australiana número AU2005200784A1, cujos conteúdos são aqui incorporados em referências integrais.
[0008] Seria desejável providenciar uma alternativa às ponteiras de draga discutidas acima, em particular uma que é capaz de drenar misturas de água e material com uma densidade relativamente alta e de um modo relativamente eficiente, de forma que o transporte excessivo de água seja minimizado.
SUMÁRIO
[0009] De acordo com a invenção, é fornecida uma ponteira de draga para dragar material do solo de um corpo d'água e transportá-lo para o tubo de sucção, sendo a ponteira de draga projetada para ser arrastada sobre o solo em uma direção de dragagem por um membro de dragagem, onde a ponteira de draga inclui uma seção traseira conectável ao membro de dragagem, contendo uma superfície de engate com o solo projetada para seguir o solo e uma seção de sucção contendo uma abertura de sucção; uma câmara de sucção; e uma saída para conexão com o tubo de sucção de modo que uma pressão inferior possa ser criada na câmara de sucção para sugar o material do solo através da abertura de sucção e para dentro da câmara de sucção, no que a seção de sucção é ajustavelmente montada na seção traseira de maneira que a orientação da abertura de sucção possa ser ajustada relativamente à seção traseira. Ao providenciar a seção de sucção separadamente ajustável da seção traseira, a orientação da abertura de sucção pode ser configurada independentemente da posição da traseira que está sendo rebocada ao longo do fundo do mar. Acredita-se que tal arranjo seja consideravelmente mais versátil em otimizar a direção e/ou altura da abertura de sucção.
Já que a saída também faz parte da seção de sucção, sua orientação também pode ser ajustada conjuntamente com a abertura de sucção. No contexto atual, referências a materiais dizem respeito a materiais sólidos ou semi-sólidos tais como lodo, areia, sedimento, lama, cascalho e rochas quebradas, como geralmente se pode encontrar durante operações de sucção e dragagem.
Ademais, embora referências sejam feitas ao fundo do mar, a invenção também se relaciona a fundos de rios, lagos, canais, estuários e afins.
[0010] De acordo com a invenção, a seção traseira, é projetada para ser conectada ao membro de dragagem. O membro de dragagem pode ser um mastro, barra, cano, cabo, corrente ou similar ou o próprio tubo de sucção, que é conectado ao navio para arrastar a ponteira de draga através do fundo do mar. No contexto atual, referências ao fato da seção traseira estar conectada ao membro de dragagem são compreendidas como significando conexão direta ou indireta. A força de dragagem é subsequentemente aplicada à seção de sucção através da seção traseira. Preferencialmente, a seção de sucção não esta conectada ao membro de dragagem exceto através da seção traseira.
[0011] A seção de sucção pode ser ajustável de varias maneiras utilizando-se de meios mecânicos apropriados conforme sejam conhecidos por um trabalhador especializado. De acordo com um arranjo desejável da invenção, a seção de sucção é capaz de girar em relação à seção traseira ao redor de um eixo de rotação que é utilizado em posição consideravelmente horizontal e perpendicular à direção de dragagem. Preferencialmente, o eixo encontra-se atrás da seção traseira e à frente da seção de sucção em relação à direção do movimento da ponteira de draga. Também preferencialmente, o eixo está posicionado relativamente baixo em relação à superfície de engate com o solo de modo a maximizar a massa da seção de sucção que atua para baixo.
[0012] De acordo com mais um aspecto da invenção, a seção de sucção pode conter uma extremidade inferior, como, por exemplo, uma extremidade cortante, formando uma extremidade móvel da abertura de sucção, no que a extremidade inferior ou cortante estaria em uso abaixo da superfície de engate com o solo da seção traseira, de modo a cavar dentro do material que forma o solo. A extremidade inferior ou cortante é preferencialmente consideravelmente horizontal e consideravelmente perpendicular em relação à direção de dragagem e aponta ao menos parcialmente para à direção de dragagem. Ao providenciar uma extremidade inferior ou cortante abaixo da superfície de engate com o solo da seção traseira, a seção de sucção será dirigida para a direção de dragagem. Ao rodar a seção de sucção em relação à seção traseira, a profundidade relativa da extremidade inferior ou cortante em relação à superfície de engate com o solo da seção traseira pode ser ajustada e consequentemente a profundidade do canal dragado pela ponteira de draga.
[0013] A extremidade cortante pode conter uma fileira de membros cortantes, que podem ser formados como dentes (substituíveis) colocados em suportes correspondentes. No geral, a amplitude da extremidade cortante transversa à direção de dragagem pode ser qualquer largura apropriada de acordo com a operação a ser efetuada. No entanto, no geral, a largura da extremidade cortante não será maior que a largura da superfície de engate com o solo da seção traseira. Em seu arranjo mais desejável, ambas as seções terão larguras similares. Será também compreendido que embora em geral a seção traseira esteja a frente da seção de sucção na direção do movimento, essa posição não é necessariamente essencial. A seção traseira pode em certas configurações ser realocada para um ou ambos os lados ou ao redor da seção de sucção.
[0014] De acordo com um arranjo da invenção, a largura da seção de sucção diminui da abertura de sucção em direção à saída, preferencialmente de um modo gradual. Essa transição suave auxilia o transporte do material dragado em direção à saída e ajuda a evitar uma perda significativa de energia.
Preferencialmente, a câmara de sucção pode ter um formato cônico ou como de um trompete, para providenciar uma transição suave entre a abertura de sucção relativamente larga e a saída menor em direção ao tubo de sucção. O termo “largura” é utilizado aqui para indicar a dimensão consideravelmente perpendicular à direção de dragagem e, quando em uso, consideravelmente horizontal. Como uma medida adicional ou alternativa, a seção de sucção pode conter uma placa de fundo que é ao menos parcialmente inclinada para cima da extremidade inferior ou cortante para a saída. A placa de fundo garante um suave caminho de escoamento para o material que esta sendo sugado, reduzindo desse modo a resistência. A placa de fundo pode ser reta ou curva.
[0015] De acordo com um arranjo, a seção de sucção pode ser conectada ao tubo de sucção através de uma conexão flexível. Fornecer uma conexão flexível confere a vantagem de que a seção de sucção pode ser movida em relação à seção traseira e o tubo de sucção. O tubo de sucção pode ser fornecido na, e mover-se com a seção traseira ou pode ser independente desta. A conexão flexível pode ser fornecida por um tubo flexível reforçado ou uma seção em forma de sanfona. Alternativamente, pode ser conseguida através de seções de cano rígido em forma de telescópio. Preferencialmente, a seção flexível é de um projeto de alta eficiência de modo a reduzir ainda mais a resistência ao fluxo de mistura dragada, de modo que transportes de misturas de maior densidade possam ser obtidos. Em um outro arranjo alternativo, o próprio tubo de sucção pode ser flexível.
[0016] Em um arranjo, a abertura de sucção é ao menos parcialmente delimitada pela seção traseira. Nessa configuração, a seção de sucção e a seção traseira podem unir-se para formar a câmara de sucção. Essa união deve ser suficientemente apertada para que perdas de sucção e fluxo de água entre as duas seções seja mínima. Em um arranjo particularmente desejável, a seção traseira e a seção de sucção incluem duas metades de casco que se unem ou criam juntos um formato de telescópio para produzir a câmara de sucção. A seção traseira fornece a superfície de engate com o solo enquanto a seção de sucção carrega a extremidade inferior ou cortante e forma a saída de sucção.
[0017] Pode-se equipar a ponteira de draga com meios para formar uma densidade de mistura desejada do material dragado, otimizada para efetuar transportes para a superfície com conteúdo liquido mínimo. O trabalhador especializado estará ciente de varias maneiras pelas quais isso pode ser obtido através da utilização de chapas de turbulência, lâminas cortantes e afins. De acordo com um arranjo desejável, a ponteira de draga pode conter uma pluralidade de tubos tendo aberturas ou bicos de saída para lançar jatos d'água para dentro da câmara de sucção na ou perto da saída. Essas aberturas devem estar localizadas preferencialmente na seção de sucção e idealmente perto da saída. Os jatos d'água podem ser fornecidos para fluidificar o material e facilitar o seu transporte.
[0018] De acordo com outro arranjo, pode-se equipar a ponteira de draga com meios para quebrar ou amaciar o material do fundo do mar localizados no ou a frente da extremidade inferior ou cortante. Também nesse caso, a escolha da medida fornecida dependera do material sendo dragado e o trabalhador especializado estará ciente das alternativas a serem usadas. Em um arranjo desejável, uma pluralidade de tubos contendo aberturas de saída para produção de jatos d'água abaixo da superfície de engate com o solo da seção traseira pode ser fornecida. Esses jatos não apenas tornam mais fácil a remoção do material do fundo como também ajudam em sua fluidificação, facilitando o transporte mais adiante.
[0019] De acordo com um arranjo, a saída da câmara de sucção é ao menos parcialmente direcionada em uma direção oposta à direção de dragagem. Ao orientar a saída da seção de sucção dessa maneira, o material é inicialmente sugado em uma direção ao menos parcialmente oposta a da direção de dragagem. Isso pode ajudar a fornecer um fluxo natural e imperturbado para o material, possibilitando uma operação de sucção energeticamente eficiente.
[0020] De acordo com ainda mais um aspecto da invenção, pode-se equipar a ponteira de draga com uma disposição de atuador para deslocar a seção de sucção em relação à seção traseira. Esse atuador pode ser hidráulico, pneumático ou mecânico e pode ser operado automaticamente para providenciar uma orientação ou profundidade desejada da seção de sucção ou da extremidade cortante.
[0021] Em uma disposição alternativa, a orientação desejada pode ser obtida sem um atuador através da utilização da massa natural da seção de sucção. Isso pode estar pesando ou tendendo em relação à seção traseira para alcançar a orientação desejada. Em um arranjo, a posição da dobradiça pode ser ajustável para alcançar o peso desejado. Dessa maneira, a profundidade da extremidade inferior ou cortante pode ser ajustada dependendo, por exemplo; da velocidade de dragagem, consistência do solo e outros fatores relacionados.
[0022] De acordo com outro aspecto da invenção, pode-se equipar a seção traseira com uma bomba que proporcione sucção à câmara de sucção através do tubo de sucção. Preferencialmente a bomba é uma bomba submersa de dragagem de alta performance para operar com densidades de alta mistura como por exemplo uma bomba centrifuga. A bomba pode ser transportada diretamente na seção traseira e pode carregar o tubo de sucção. Alternativamente, a bomba e/ou o tubo de sucção podem ser fornecidos em uma posição afastada ou podem ser montadas ao membro de dragagem. Preferencialmente, a bomba fica localizada a uma distância adequada acima do fundo do mar para evitar dano e para a maioria dos propósitos será localizada a aproximadamente metade da profundeza d'água para mais eficientemente ajudar no transporte da mistura.
[0023] A invenção também diz respeito a um navio, tal como uma draga de sucção e drenagem por funil, incluindo uma ponteira de draga conforme descrito acima. Em sua configuração de funcionamento, a seção traseira é conectada ao membro de dragagem puxado pelo navio, de forma que a ponteira de draga possa ser arrastada ou rebocada através do solo oceânico.
[0024] A invenção diz respeito ainda a um método de dragagem por sucção de mistura de sólidos e água do fundo do mar utilizando-se de uma ponteira de draga contendo uma seção traseira e uma seção de sucção, o método consiste em arrastar a seção traseira através do solo em uma primeira direção, posicionando a seção de sucção a uma profundidade e angulo desejados de acordo com a seção traseira, de modo que a seção de sucção engate e entre ao menos parcialmente no solo, aplicando sucção à seção de sucção fazendo com que o material do solo seja sugado em uma direção ao menos parcialmente oposta à primeira direção e seja mesclado com água e transportado para a superfície.
[0025] Idealmente, o método seria efetuado para uma mistura composta de água e areia e contendo uma densidade maior que 1650 kg/m3. Como resultado da configuração desejável da ponteira de draga, tal densidade pode ser eficientemente dragada.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0026] Arranjos serão agora descritos com base apenas em exemplos, com referências ao desenho técnico anexo, nos quais símbolos de referência correspondentes indicam partes correspondentes, e nos quais:
[0027] FIG. 1 mostra esquematicamente uma vista lateral de um primeiro arranjo da invenção;
[0028] FIG. 2 mostra esquematicamente uma vista lateral de um segundo arranjo da invenção;
[0029] FIG. 3 mostra esquematicamente uma vista de cima do arranjo da FIG. 2; e
[0030] FIG. 4 mostra esquematicamente uma vista transversal tomada na linha 4-4 da FIG.3.
[0031] As figuras tem propósito meramente ilustrativo, e não servirão como restrição ao escopo ou proteção conforme especificado pelas reivindicações.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0032] Fazendo referência às figuras, arranjos serão descritos agora em maior detalhe. De acordo com a FIG. 1, é mostrada uma vista esquemática lateral da ponteira de draga 1 de acordo com um primeiro arranjo da invenção usada para dragar areia 2 ou outro material similar do solo oceânico 3 e transportá-lo para o navio 4.
[0033] Ponteira de draga 1 inclui uma seção traseira 11 na forma de um trenó e uma seção de sucção 10 tendo a forma de um balde, articuladas conjuntamente em uma dobradiça geralmente horizontal 8. A seção traseira 11 é conectada a um cabo 16 através de um par de montagens 18 dos quais apenas um é mostrado. O cabo 16 se extende ao navio 4 onde é mantido por uma grua ou guindaste adequado 19 conforme mostrado na figura.
[0034] A seção traseira 11 tem uma superfície de engate com o solo 22 em sua parte inferior. A superfície de engate com o solo 22 é suficientemente longa para assegurar que a seção traseira assuma uma posição de reboque consideravelmente estável. Em sua superfície superior, a seção traseira 11 carrega a bomba de sucção 50 que tem a saída de bomba 52 conectada a um tubo de transporte 54 levando à superfície e para dentro do funil 5 a bordo do navio 4
[0035] A seção de sucção 10 tem uma câmara de sucção 12 dentro de seu interior, com uma abertura de sucção 13 em seu lado inferior. Uma extremidade móvel ou inferior da abertura de sucção 13 forma uma extremidade cortante 15. A extremidade cortante 15 pode ser fornecida com serrilhas (não consta na figura). A partir da extremidade cortante 15, uma placa de fundo 17 leva a uma saída 14 fornecida em um lado superior traseiro da seção de sucção 10. A saída 14 conecta o inferior da seção de sucção 12 a um tubo flexível de sucção 20. O tubo de sucção 20 é conectado à entrada da bomba 51 na bomba 50.
[0036] Durante o uso, a ponteira de draga 1 é arrastada através do fundo do mar 3 pelo cabo 16 em uma direção de movimento D. A seção traseira 11 segue o fundo do mar 3 e as laminas 24 na superfície de engate com o solo 22 perfuram a areia 2 e a amacia. A seção de sucção 10 gira em torno da dobradiça 8 devido a sua massa e faz com que a extremidade cortante 15 perfure o fundo do mar 3. A areia amaciada 2 é varrida pela extremidade cortante e sobe através da placa de fundo 17 rumo à saída 14. A bomba 50 é operada para gerar sucção no tubo de sucção 20 fazendo com que também água seja sugada através da abertura de sucção 113. Conforme a água e a areia cortada 2 se aproximam da saída 14, o estreitamento da câmara de sucção 13 faz com que a sua velocidade aumente, de modo que a areia 2 seja arrastada com a água. A mistura resultante é bombeada através da bomba 50 e tubo de transporte 54 para a superfície e para dentro do funil 5. Devido à orientação vantajosa da abertura de sucção 13 e da inclinação para cima da placa de fundo 17 rumo à saída 14, a areia cortada pode ser carregada com arrasto relativamente pequeno de água e densidade de mistura relativamente alta.
[0037] Um segundo arranjo de uma ponteira de draga 100 de acordo com a invenção é mostrada na FIG. 2 na qual elementos afins são fornecidos com numerais de referência similares precedidos por 100. FIG. 2 mostra uma seção traseira 111 e uma seção de sucção 110 que estão articulados conjuntamente em uma dobradiça 108 formando a seção de sucção 112 entre elas. A seção de sucção 110 é relativamente mais estreita que a seção traseira 111, de modo que ambas as seções podem adentrar parcialmente uma na outra como um telescópio através de uma rotação na dobradiça 108. Uma extremidade mais baixa ou pendente da seção de sucção 110 é fornecida com uma extremidade cortante 115. A seção traseira 111 tem uma superfície mais baixa de engate com o solo 122. Entre a extremidade cortante 115 e a extremidade traseira da superfície de engate com o solo 122 há uma abertura de sucção 113 fornecendo acesso à câmara de sucção 112.
[0038] Em um arranjo da FIG. 2, a seção traseira 111 inclui ainda um corpo tubular 140 rigidamente ligado à uma superfície frontal. O corpo tubular 140 esta por sua vez conectado a um membro de dragagem 141 que é rebocado pelo navio 4 conforme mostrado na FIG. 1. O membro de dragagem 141 e o corpo tubular 140 formam um braço relativamente rígido que se extende à superfície (embora seja compreendido que articulações motorizadas possam ser previstas), o que assegura que o angulo entre a seção traseira 111 e o fundo do mar permaneça essencialmente constante. (para uma dada profundidade d'água).
[0039] Em uma superfície superior do corpo tubular 140 são fornecidos um par de atuadores 130 (dos quais um é mostrado na figura) contendo braços de pistão 132 ligados a uma porção superior da seção de sucção 110 em uma montagem 134. Ao operar os atuadores 130, a seção de sucção 110 pode girar em relação à seção traseira 111 fazendo com o que a extremidade cortante 115 perfure mais fundo dentro do solo marítimo.
[0040] Como no primeiro arranjo, a seção de sucção tem uma placa de fundo 117 que leva para cima a uma saída 114 localizada em uma parte superior traseira da seção de sucção. Diferentemente do primeiro arranjo, a saída 114 é conectada a uma conexão flexível 121 que por sua vez se conecta ao tubo de sucção 120. Nesse caso, a bomba 150 é carregada pelo membro de dragagem 141 e tem uma entrada de bomba 151 conectada ao tubo de sucção 120 e uma saída de bomba 152 conectada ao tubo de transporte 154.
[0041] FIG. 3 mostra uma vista de plano do arranjo da FIG. 2 mostrando a seção traseira 111 e a seção de sucção 110 acoplando-se com atuadores 130 determinando o grau de rotação das seções em torno da dobradiça 108. De acordo com a FIG. 3, pode ser visto que a seção traseira 111 e a seção de sucção 110 tem uma largura máxima W1 na posição da extremidade cortante. A partir desta posição, a largura da seção de sucção 110 diminui a uma largura W2 na saída 114.
[0042] FIG. 4 é uma vista em corte tomada na linha 4-4 na FIG. 3 mostrando um interior de uma câmara de sucção 112. Nessa vista, bicos 160 podem ser localizados ao redor da saída 114. Os bicos 160 são conectados a uma fonte de pressão adequada (não consta na figura) e são operados para gerar jatos de água pressurizada na saída 114 em direção à conexão flexível 121. Também visíveis na FIG. 4 são outros bicos 162 fornecidas na superfície de engate com solo 122 da seção traseira 111. Os outros bicos 162 se comunicam com um acumulador de pressão 164 dentro da seção traseira na qual água pressurizada pode ser fornecida pela fonte de pressão mencionada acima.
[0043] Durante o uso, a ponteira de draga 100 é arrastada pelo navio de dragagem na direção D com a seção traseira 111 engatando com o fundo do mar 3. Água pressurizada é fornecida ao acumulador 164 o que causa a formação de jatos d'água pelos outros bicos 162 em baixo da superfície de engate com o solo 122. Os jatos d'água amaciam e decompõe parcialmente a areia ou lodo 2. A areia amaciada 2 é cortada e alçada pela extremidade cortante 115 e entra na câmara de sucção 112 pela abertura de sucção 113. A diminuição de largura da câmara de sucção 112 e a placa de fundo 117 afunilam a areia 2 para cima em direção à saída 114. Nesse ponto, a areia contem uma quantidade de água arrastada devido aos bicos adicionais 162. No entanto, a densidade é alta demais para ser facilmente transportada. Enquanto a mistura de água e areia entra na saída 114, jatos d'água adicionais são injetados pelos bicos 160. Esses jatos afrouxam ainda mais a areia 2 e a fluidificam ate chegar a uma densidade final desejada de cerca de 1650 kg/m3 para transporte através da bomba 150 e tubo de transporte 154 para a superfície. Devido a densidade maior, o navio 4 pode ser preenchido sem transbordamento ou descarga adicional de volta para a água, o que é altamente vantajoso para ambientes sensíveis onde tal descarga durante a dragagem é proibida.
[0044] Assim, a invenção foi descrita com referência a certos arranjos discutidos acima. Será reconhecido que esses arranjos são suscetíveis a varias modificações e formas alternativas bem conhecidas para aqueles com habilidade na arte. Em particular, o arranjo de conexão flexível da FIG. 2 pode ser substituído por um arranjo de integração por deslize. Indo adiante, o projeto real pode ser distinto dos projetos esquematicamente ilustrados.
[0045] Muitas modificações além das descritas acima podem ser feitas para as estruturas e técnicas descritas aqui sem que se distancie do espírito ou escopo da invenção. Adequadamente, embora arranjos específicos tenham sido descritos, se tratam apenas de exemplos e não devem limitar o escopo da invenção.
REIVINDICAÇÕES:
1-21. (cancelado)
22. Ponteira de draga (100) para dragagem de material (2) de um solo (3) marítimo e transporte do material (2) para um tubo de sucção (120), CARACTERIZADA pelo fato da ponteira de draga (100) ser desenhada para ser arrastada sobre o solo (3) em uma direção de dragagem (D) por um membro de dragagem, onde a ponteira de draga (100) inclui: uma seção traseira (111) conectável ao membro de dragagem e contendo uma superfície de engate com o solo (122) desenhada para seguir o solo (3); e uma seção de sucção (110) incluindo: uma abertura de sucção (113); uma câmara de sucção (112) e uma saída (114) para conexão com o tubo de sucção (120) de modo que uma pressão inferior possa ser criada na câmara de sucção (112) para sugar o material do solo através da abertura de sucção (113) e da câmara de sucção (112) para a saída (114), onde a seção de sucção (110) é ajustavelmente montada na seção traseira (111) de modo que uma orientação da abertura de sucção (113) pode ser ajustada relativa à seção traseira (111), onde a seção de sucção (113) inclui uma extremidade inferior (115) formando uma extremidade móvel da abertura de sucção, onde a extremidade inferior é mais baixa que a superfície de engate com o solo da seção traseira (111).
23. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que a seção de sucção (110) é capaz de girar em relação à seção traseira (111) sobre um eixo de rotação que é utilizado consideravelmente horizontal e perpendicular à direção de dragagem.
24. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADA pelo fato de que o eixo se situa atrás da seção traseira (111) e à frente da seção de sucção (110), em relação à direção do movimento da ponteira de draga (110)
25. Ponteira de draga, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que a seção de sucção (110) inclui uma extremidade cortante (115) formando uma extremidade móvel da abertura de sucção (113), e onde a extremidade cortante (115) é utilizada mais abaixo que a superfície de engate com o solo (122) da seção traseira (111).
26. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADA pelo fato de que a largura da superfície de engate com o solo (122) da seção traseira (111) corresponde essencialmente à largura da extremidade cortante (115).
27. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADA pelo fato de que a seção de sucção (110) tem uma placa de fundo (117) que é ao menos parcialmente inclinada em uma direção para cima a partir da extremidade cortante (115) para a saída (114).
28. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de possuir uma conexão flexível entre a saída (114) e o tubo de sucção (120).
29. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que a abertura de sucção (113) é ao menos parcialmente limitada pela seção traseira (111).
30. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que a seção de sucção (110) e a seção traseira (111) se acoplam para formar uma câmara de sucção (112).
31. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de incluir uma pluralidade de tubos tendo aberturas de saída para formar jatos d'água na câmara de sucção (112) dentro ou perto da saída (114) e/ou sob a superfície de engate com o solo (122) da seção traseira (111)
32. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que a saída (114) da seção de sucção (112) é ao menos parcialmente dirigida em uma direção oposta da direção de dragagem.
33. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de incluir um arranjo de atuador para deslocar a seção de sucção (110) em relação a seção traseira (111).
34. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que a seção de sucção (110) pesa ou tende para um lado em relação à seção traseira (111) para alcançar a orientação desejada.
35. Ponteira de draga (100), de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADA pelo fato de que uma bomba de sucção (150) montada ou adjacente à seção traseira (111)
36. Navio (4), como por exemplo, uma draga de sucção e drenagem por funil, CARACTERIZADO pelo fato de conter um membro de dragagem e uma ponteira de draga de acordo com a reivindicação 22 onde a seção traseira (111) é conectada operativamente para ser arrastada através do solo pelo membro de dragagem.
37. Um método para dragar por sucção uma mistura de sólidos e água do solo de um corpo d'água CARACTERIZADO pelo fato de utilizar uma ponteira de draga contendo uma seção traseira (111) e uma seção de sucção (110), a seção de sucção (110) contendo: uma abertura de sucção (113); uma câmara de sucção (112); e uma saída (114) para conexão com o tubo de sucção (120), onde a seção de sucção (110) é ajustavelmente montada na seção traseira (111), onde a seção de sucção (110) inclui uma extremidade inferior formando uma extremidade móvel (115) da abertura de sucção (113) onde a extremidade inferior se situa mais abaixo que a superfície de engate com o solo (122) da seção traseira (111), o método incluindo: arrastar a seção traseira (111) através do solo (3) em uma primeira direção, posicionando a seção de sucção (110) a um angulo e profundidade desejados em relação à seção traseira (111) de modo que a seção de sucção (110) engata e entra no solo ao menos parcialmente; aplicando sucção à seção de sucção (110) fazendo com o que o material do solo seja sugado em uma direção ao menos parcialmente oposta à primeira direção e seja mesclado com água; e transportando a mistura para a superfície do corpo d'água.
38. O método de acordo com a reivindicação 37 CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura é composta de areia e água com uma densidade superior a 1650 kg/m3.
39. Ponteira de draga (100) de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADA pelo fato de que a seção de sucção (100) tem uma placa de fundo (117) que é ao menos parcialmente inclinada em uma direção para cima a partir da extremidade cortante (115) para a saída (114).
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