Cabezal de corte para dragado de suelo, que puede ser montado en la escala (2) de una draga de succión (1) para el dragado de suelo y que puede ser conectado a una tubería de succión (4) para retirar el suelo disgregado,

comprendiendo dicho cabezal de corte (10) una construcción de soporte en forma de jaula (11) que puede ser montada en un eje de rotación (14) susceptible de ser accionado, que se extiende principalmente a lo largo de la escala (2) y que tiene una superficie circunferencial dotada de una serie de herramientas de corte (20) para el corte y/o disgregación del suelo (9), caracterizado porque las herramientas de corte (20) comprenden una serie de cuerpos de penetración (21) en forma de disco, en los que los planos de los discos se extienden sensiblemente de forma perpendicular al eje de rotación (14), de manera que pueden transferir fuerzas al suelo (9) a través de sus bordes periféricos (22)

Sector técnico

La invención se refiere a un cabezal de corte para una draga de succión con cabezal de corte de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Más particularmente, la invención se refiere a un cabezal de corte que se puede montar en la llamada escala de una draga de succión para el dragado de suelos y que es conectable en un conducto de

puede impulsar en rotación, que se extiende principalmente en prolongación de la escala y que tiene una superficie circunferencial dotada de una serie de herramientas de corte para efectuar el corte y/o disgregación del suelo.

Antecedentes técnicos

Un cabezal de corte de este tipo (llamado también cortador) es conocido, por ejemplo, por el documento NL-A9200368. En dicho documento NL-A-9200368 se describe un cabezal de corte con una serie de herramientas de corte o barrenas que están montadas alrededor del eje de rotación y que tienen, por lo menos, sus extremos conectados por medio de una construcción de soporte. La construcción de soporte del cabezal de corte forma un cuerpo de revolución cónico en el que el primer plano extremo (que corresponde al plano del

suelo) está formado por un anillo circular de soporte y en el que el segundo plano de soporte (que corresponde al plano superior) está formado por un cubo para conexión al eje de rotación. Una serie de nervios en forma espiral se extienden entre el anillo de soporte y el cubo, estando dotados de las herramientas de corte o barrenas. Considerado en la dirección de rotación del eje, dichas herramientas de corte están montadas en manera tal con respecto a los nervios que están orientadas más o menos tangencialmente con respecto a la dirección de rotación. Considerado desde el lado, las herramientas de corte se extienden sensiblemente de forma paralela al plano del suelo o forman un pequeño ángulo con el mismo.

Para dragar suelo con una draga de succión, el cabezal de corte está montado en la draga de succión por medio de la llamada escala. Esta draga de succión comprende un recipiente anclado al suelo por medio de los llamados pilotes, mediante los cuales se crea un medio para resistir las importantes fuerzas de reacción que tienen lugar durante el dragado, transfiriéndolas al suelo. En la draga de succión de tipo conocido, la escala forma una conexión más o menos rígida entre el cabezal de corte y la draga de succión. Después de dragar suelo por debajo del agua, el cabezal de corte con la escala y la tubería de succión son descendidos debajo del agua en dirección usualmente inclinada hasta tocar el fondo. Para tener la posibilidad de arrastrar el cabezal de corte sobre el fondo, la escala es levantada por medio de polipastos de manera alternada desde

babor a estribor, de manera que se trabaja sobre una

trayectoria más o menos circular sobre el suelo. El cabezal de corte es obligado a girar de manera relativamente lenta (velocidades habituales de rotación de 20 a 40 rpm), como resultado de lo cual los trozos de suelo son objeto de percusiones por las herramientas de corte con una gran fuerza. Cada vez que se desplaza la draga de succión en una distancia determinada y se repite el movimiento indicado de la escala, se puede dragar una zona completa del suelo.

Con el cabezal de corte de tipo conocido, la operación de cavado del suelo se consigue haciéndolo girar alrededor del eje de rotación, de manera que las barrenas orientadas de manera más o menos tangencial con respecto a la dirección de rotación percuten en el suelo por sus puntas. A causa de las repetidas percusiones de tipo martillo de las sucesivas barrenas, el suelo es por lo menos disgregado en trozos

El cabezal de corte de tipo conocido tiene la desventaja de que la eficacia de la operación de dragado, más particularmente con suelos de elevado UCS (Unconfined Compressive Strength (“Resistencia a la Compresión No Limitada”)), es insuficiente. Se requiere una considerable potencia para conseguir que las barrenas percutan en el suelo con suficiente fuerza para generar trozos que puedan ser succionados hacia arriba. Tal como se utiliza en esta descripción, por el término rendimiento se indica el volumen

dragado por unidad de tiempo y de potencia.

En la actualidad existe también un límite superior de resistencia de la roca que puede ser dragada. Más allá de este límite el dragado ya no es posible y se deben llevar a cabo otros costosos métodos de excavación, tales como taladrado y utilización de explosivos.

Por el documento US-A-4320925 se conoce un cabezal de taladrado que comprende herramientas de corte en forma de disco. Este documento se refiere al taladrado en seco y no indica la aplicabilidad de herramientas de corte en forma de disco para el dragado de suelos subacuáticos. Esto es reflejado en el hecho de que el cabezal de taladrado está adaptado para su impulsión hacia adentro del suelo, mientras que los cabezales de corte para el dragado de suelo subacuático son levantados por encima del suelo al final de una escala.

Por el documento US 1 226 386 A se conoce un cabezal de corte para el dragado de suelos que puede ser montado en la escala de una draga de succión, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación independiente 1.

Características de la invención

Es un objetivo de la presente invención dar a conocer un cabezal de corte para una draga de succión que, aparte de otras ventajas, requiere menos potencia para el dragado de suelos, y que además hace técnicamente posible dragar tipos de suelo más duros con mayor rendimiento. Un segundo objetivo consiste en tener la capacidad de dragar rocas que en la actualidad no se pueden dragar.

Para este objetivo se propone un cabezal de corte de acuerdo con las características técnicas de la

reivindicación 1 de forma combinada. Al dotar al cabezal de corte con herramientas de corte según la invención, la carga promedio sobre el cabezal de corte y, como consecuencia, el par de rotación promedio requerido se reducen considerablemente. Esto es producido por el hecho de que el cabezal de corte de la invención funciona de acuerdo con un principio de disgregación del suelo completamente distinto con respecto a los cabezales de corte conocidos. El funcionamiento de un cabezal de corte de tipo conocido se

penetración dividen el peso propio del cabezal de corte como si “rodara” sobre el plano del suelo bajo la acción de la fuerza de elevación del polipasto, y el suelo es disgregado sensiblemente de forma simultánea sin necesidad de impacto.

Es evidente que el peso propio corresponde al peso por debajo del agua de las piezas situadas debajo del agua (es decir, el peso de las piezas situadas debajo del agua, menos el peso del agua desplazada).

Dado que los cuerpos de penetración en forma de disco son montados con sus planos de disco sensiblemente perpendiculares al eje de rotación sobre la construcción del soporte del cabezal de corte (o en otras palabras con sus planos de disco sensiblemente paralelos a la dirección de rotación del cabezal de corte) establecen contacto con el suelo con sus bordes periféricos. Lo resultante del peso propio de la construcción mencionada y la fuerza ejercida

por el polipasto de la draga de succión se reparte sobre el

área de contacto entre el cuerpo de penetración y el suelo. Aparentemente esto crea suficiente presión local para disgregar el suelo (duro).

Otra ventaja del cabezal de corte según la presente invención es que los trozos de suelo que se crean de esta manera tienen principalmente dimensiones más reducidas que los trozos que se separan por rotura con los cabezales de corte conocidos, de manera que se pueden succionar fácilmente hacia arriba por la tubería de succión y se pueden bombear por el tubo de presión. Esto aumenta adicionalmente el rendimiento de la succión.

Si bien el cabezal de corte tendrá...

1. Cabezal de corte para dragado de suelo, que puede ser montado en la escala (2) de una draga de succión (1) para el dragado de suelo y que puede ser conectado a una tubería de succión (4) para retirar el suelo disgregado, comprendiendo dicho cabezal de corte (10) una construcción de soporte en forma de jaula (11) que puede ser montada en un eje de rotación (14) susceptible de ser accionado, que se extiende principalmente a lo largo de la escala (2) y que tiene una superficie circunferencial dotada de una serie de herramientas de corte (20) para el corte y/o disgregación del suelo (9), caracterizado porque las herramientas de corte (20) comprenden una serie de cuerpos de penetración

(21) en forma de disco, en los que los planos de los discos se extienden sensiblemente de forma perpendicular al eje de rotación (14), de manera que pueden transferir fuerzas al suelo (9) a través de sus bordes periféricos (22).

2. Cabezal de corte, según la reivindicación 1, caracterizado porque la construcción de soporte (11) comprende principalmente una serie de nervios longitudinales

(12) que se extienden entre un cubo (13) para conexión al eje de rotación (14) situado en un primer plano extremo y un anillo de soporte (15) situado en un segundo plano extremo, así como una serie de nervios transversales de forma anular

(16) que se extienden sensiblemente de forma perpendicular al eje de rotación (14), estando dotados los nervios longitudinales y/o transversales de una serie de cuerpos de penetración en forma de disco (21).

3. Cabezal de corte, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el cuerpo de penetración en forma de disco (21) está dispuesto de forma pivotante alrededor de su eje de disco (24) en un cuerpo receptor (23).

4. Cabezal de corte, según la reivindicación 3, caracterizado porque el cuerpo receptor (23) es desmontable con respecto a la construcción de soporte (11).

5. Cabezal de corte, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los cuerpos de penetración (21) están distribuidos regularmente en dirección circunferencial sobre la construcción de soporte (11).

6. Cabezal de corte, según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque los cuerpos de penetración (21) están distribuidos de manera regular en dirección longitudinal sobre la construcción de soporte (11).

7. Cabezal de corte, según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizado porque la construcción de soporte (11) está conectada al eje de rotación (14) por medio de una conexión flexible (18).

8. Cabezal de corte, según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque el cabezal de corte (10) comprende por lo menos un conjunto de tuberías para chorros, para inyectar agua a alta presión.

9. Procedimiento para la disgregación y/o dragado por lo menos de suelos submarinos por lo menos parcialmente duros, con una draga de succión (1), dotada de un cabezal de corte (10), según cualquiera de las reivindicaciones 1-8,

descendiendo el cabezal de corte (10) por medio de la escala

(2) sobre el suelo (9) y siendo levantado del suelo por medio de, por lo menos, un polipasto (5), estableciendo contacto los cuerpos de penetración (21) en forma de disco 5 por lo menos parcialmente con el suelo (9) y penetrando por lo menos parcialmente en el suelo (9) bajo el peso de la escala (2) y del cabezal de corte (10) y la fuerza de tracción ejercida por el polipasto, de manera que los trozos de suelo disgregados de este modo son succionados por el

10 conducto de succión (4) por lo menos parcialmente.

10. Procedimiento, según la reivindicación 9, caracterizado porque el cabezal de corte (10) comprende por lo menos un conjunto de conductos para chorros que inyectan agua a alta presión en el suelo.