DE2104411A1

DE2104411A1 - Durch Auftrieb betätigte Hebe und/ oder Senkvorrichtung

Info

Publication number: DE2104411A1
Application number: DE19712104411
Authority: DE
Inventors: Jan Barry Rock Ferry Cheshire McDonald (Großbntanmen)
Original assignee: Cammell Laird and Co Shipbudilders & Engineers Ltd , Birkenhead, Cheshire (Großbntanmen)
Priority date: 1970-01-31
Filing date: 1971-01-30
Publication date: 1971-09-30
Also published as: NL7101298A; US3710746A; FR2077633B1; GB1338560A; DE2104411B2; FR2077633A1

Description

Patentanwalt Dipl.-lng. WiIh. Langewiesdie

(13a) REGENSBURG · ZOLLERSTRASSE 13 ■ TELEFON 7522

Aktenzeichen: Regensburg, den 29· Jan. 1971

Name d. Anm.: Caramell Laird & Company Ltd., a British. Company, Birkenhead, Cheshire, England

Mein Zeichen: C 87
L/Ka

Durch Auftrieb betätigte Hebe- und/oder Senkvorrichtung

Me Erfindung betrifft Verbesserungen in bezug auf durch Auftrieb betätigte Hebe- und/oder Senkvorrichtungen.

Das Anheben von schweren Gegenständen vom Meeresboden kann in ruhigem Wasser durch Verwendung eines Floßkranes oder eines Schiffsladebaume3, ähnlich wie an Land, bewirkt werden. Wenn jedoch die Seeverhältnisse nicht gut sind und Schlingern und Bollen des Schiffes eine Bewegung des Kranhakens bewirken,

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bestehen Schwierigkeiten und Gefahren bei der Befestigung der Last. Weitere Schwierigkeiten entstehen dadurch, daß die Last nicht im Blickfeld des Kranwärters liegt und eine Verständigung zwischen Tauchern auf dem Meeresboden und dem Kranwärter gewöhnlich mangelhaft ist. Andere Schwierigkeiten bestehen in einer Gezeitenbahn, wo das Schiff leicht in seiner Verankerung bewegt wird, besonders in tiefem Wasser.

Viele dieser Schwierigkeiten in der anfänglichen Hebephase vom Meeresboden ab bis dicht unter die Oberfläche werden gelöst durch die Verwendung einer oder mehrerer Auftriebsvorrielitungen, die nicht durch die Schiffsbewegung beeinflußt werden und von dem Kranwärter gesteuert werden können.

Auftriebsvorrichtungen bisheriger Ausführung leiden jedoch an dem Nachteil, daß beim Aufblasen am Meeresgrund, wie üblich bis zu einem Maße, daß die Last gerade angehoben wird, dann, wenn die Vorrichtung angehoben wird, der äußere hydrostatische Druck herabgesetzt wird und der Auftrieb der Vorrichtung dadurch unerwartet anwächst. Dadurch wird die Last in einer unbeherrschbaren Weise angehoben.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer Auftriebshebevorrichtung, welche diesen Nachteil vermeldet.

Erfindungsgemäß ist eine durch Bojen betätigte Hebe.- und/oder Senkvorrichtung vorgesehen, welche einen Hohlkörper oder Kessel

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Mittel zum JPluten des Hohlkörpers oder Kessels sowie eine Gasdruck entlastungseinrichtung enthält, welche sich abwärts von einem oberen bzw. Gas enthaltenden Teil des Hohlkörpers oder Kessels erstreckt.

Kach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine durch Bojen betätigte Hebe- und/oder Senkvorrichtung vorgesehen, mit einem Hohlkörper oder Kessel, sowie Mitteln zum Fluten desselben und Ausleeren des Wassers aus ihm und mit einem Gaseinlaß und einer Gasdruckentlastungsvorrichtung für den Hohlkörper oder Kessel, wobei der Wasserpegel in dem Hohlköprer von dem Gasdruck darin und von dem Entlastungsdruck der erwähnten Gasdruckentlastungsvorrichtung in den Hohlkörper abhängt, wenn der letztere aufsteigt und der Umgebungsdruck, dem der Hohlkörper ausgesetzt ist, abnimmt, wodurch die Auftriebswirkung der Hebevorrichtung während des Aufstiegs genau konstant gehalten wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Gaseinlaß des Hohlkörpers abhängig vom Umgebungsdruck, dem der Hohlkörper ausgesetzt ist, so daß die Bojen- bzw. Auftriebswirkung der Hebevorrichtung sowohl während des Abstiegs als auch während des Aufstiegs derselben konstant gehalten wird.

Eine geeignete Gasquelle für den Hohlkörper besteht in einer oder mehreren Druckluft- oder Gasspeicherflaschen, die an ihm befestigt sind.

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Der Ausgleich, des Gasdrucks in dem Hohlkörper wird zweckmäßig dadurch bewirkt, daß eine oder mehrere Gasdruckentlastungsrohre vorgesehen sind, welche sich von dem oberen, Gas enthaltenden Teil des Hohlkörpers oder Kessels bis zu einer darunter liegenden Stelle erstrecken. Der Gaseinlaß des Hohlkörpers wird zweckmäßig durch ein Durchflußsteuerventil (z.B. ein federbelastetes Membranventil) überwacht, das einstellbar bzw. geeignet ist, Gas bei einem bestimmten Druck oberhalb des Umgebungsdruckes durch ein Einwegventil zu liefern. Das dem Durchflußsteuerventil gelieferte Gas wird von Hochdruckspeicherflaschen über ein Meerwasser-Heduzierventil, z.B. ein Reduzierventil, das auf den Umgebungswasserdruck anspricht oder diesem entsprechend eingestellt werden kann, entnommen. Das Durchflußsteuerventil kann selbst auf umgebenden Meerwasserdruck ansprechen.

Mn besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben werden. In diesen zeigeni

Pig. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung, Fig. 2 die Vorrichtung beim Aufstieg, Fig. 3 die Vorrichtung beim Abstieg.

Die durch Auftrieb betätigte Hebevorrichtung, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, enthält eine Trommel 1O_f vorzugsweise von Leichtbauweise, und mit Abmessungen, beispielsweise

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von 22 Zoll (56 cm) 0* und 35 Zoll (90 cm) Höhe. Ein Abschlußventil 11 von verhältnismäßig großem Durchmesser ist am Kopf der Trommel bzw. des Hohlkörpers 10 vorgesehen. Ein ähnliches Abschlußventil 11a befindet sich am Boden der Trommel.

über ein federbelastetes Membranventil 12 wird Luft in den Kopf der Trommel 10 eingelassen. Das Ventil ist so eingestellt, daß es Luft, z.B. von 1 Pfund je Quadratzoll (0,07 kg/cm ) oberhalb des Außendruckes über ein Einwegeventil liefert. Die Luftzufuhrvdes Membranventils 12 erfolgt von Hochdruckspeicherflaschen 13 über ein Meerwasser-abhängiges Reduzierventil 14, z.B. ein Druckreduzierventil, welches in Abhängigkeit von dem umgebenden Meerwasserdruck eingestellt wird.

Das "Ventil 12 kann ein übliches Differential-empfindliches Durchflußsteuerventil sein, das so einstellbar ist, daß es einen gewünschten Differentialdruck in der Trommel 10 aufrechterhält, lim sich derfl erforderlichen Auftrieb der Vorrichtung anzupassen, insbesondere während einem überwachten Abstieg. Die Membran des Ventils 12 kann z.B. auf einer Seite dem umgebenden Seewasserdruck ausgesetzt sein.

Die Speicherflaschen 13 sind lösbar vertäut oder in anderer Weise an der Trommel 10 befestigt, so daß sie mit ihr auf- und absteigen.

Luftdruckentlastungsrohre 15, die an ihrem unteren Ende offen fiind, verbinden den Kopf der Trommel 10 mit einem Punkt einige

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Zoll (20 bis 25 cm) unterhalb des Boden-Abflußventils 11a der erwähnten Trommel.

Um die Vorrichtung, auf den Meeresboden zu senken, wird sie vollständig geflutet durch Öffnung der Kopf- und Bodenventile 11 und 11a bei abgeschalteter Luftzufuhr. Die Vorrichtung hat dann im Wasser ein ungefähres Gewicht von z.B. 30 Pfund (13,5 kg).

Vor dem Absenken der Vorrichtung auf den Meeresboden wird sie z.B. an den Fallseilen eines Schiffskranes befestigt, um unter Steuerung derselben heruntergelassen zu werden, wobei die FaIlseile gelockert werden können, sobald die Vorrichtung auf dem Meeresboden angekommen ist. Ein Taucher kann dann ein Ende einer langen Leine an der Hebevorrichtung befestigen und das andere Ende der Leine mit einem geeigneten Gegenstand verbinden, der als Poller oder Schiffshalter dienen kann. Der Taucher befestigt dann die Last z.B. mit Hilfe von Seilschlingen an der Hebevorrichtung.

Um der Vorrichtung geeigneten Auftrieb zu geben, wird das Ventil 11 geschlossen und die Luftspeisung eingeschaltet. Luft fließt dann über das .Reduzierventil 14 und das Membranventil in den Kopf der Trommel 10 und drängt das Wasser durch das Bodenventil 11a hinaus. '7enn der erforderliche Auftrieb erreicht ist, wird das Bodenventil I la geschlossen. Luft fließt aber weiterhin in die Trommel 10, bis der Wasserpegel in den Jüntlastungsrohren 15 sich unterhalb (z.B. drei Fuß bzw. 92 cm) des Membranventils 12 befindet, wenn der Luftdruck z.B. sich auf

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1.3 Pfund _tie Quadratzoll (θ,Ο9 kg/cm ), oberhalb des Seewasserdruckes am Membranventil befindet. Der luftstrom hört dann auf und die Vorrichtung, zusammen mit der Last, fängt an aufzusteigen. Das Aufsteigen der Last kann durch den Taucher gesteuert werden durch Auszählen der Leine, bis die Vorrichtung die Oberfläche erreicht, während der Schiffskranwärter inzwischen die Lose in den Fallseilen aufnimmt. Beim Erreichen der Oberfläche löst der Taucher seine Leine und der Kranwärter hebt die Last bis auf das Schiff.

Während des Abstieges der Vorrichtung (Fig. 2) und der Last dehnt sich die Luft in dem Teil A, oberhalb des Wassers im Teil B der Trommel 10, aus und fließt über die Ausgleichsrohre 15 ab, ohne den Wasserpegel L in der Trommel zu ändern und daher auch ohne Änderung des Auftriebs der Vorrichtung. Es besteht daher keine Möglichkeit, daß die Vorrichtung während des Aufstiegs infolge zunehmendem Auftriebs außer Kontrolle gerät.

Während des Abstiegs der Vorrichtung (i'ig. 3) ist das Gas im Teil A oberhalb des Wassers W der Trommel 10 bestrebt, sein Volumen zu verringern mit dem Ergebnis, daß Wasser in den Entlastungsrohren aufzusteigen beginnt. Wenn dies eintritt, wird das Gleichgewicht des Membranventils 12 geändert und der resultierende Gasfluß stellt das innere Druckgleichgewicht wieder her. Demgemäß wird der Auftrieb der Vorrichtung während des Abstiegs nicht geändert.

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Wenn ein Anstieg des Auftriebs zu irgendeiner Zeit erforderlich ist, gestattet ein Öffnen des B_odenventils 11a dem Gasdruck Wasser auszustoßen, um den Auftrieb zu erhöhen.

Zur Aufrechterhaltung der Stabilität der Vorrichtung sollte der Gasdruckausgleich mit geringster Zeitverzögerung vor sich gehen« Aus diesem Grunde sind drei Entlastungsrohre 15 und drei Gasspeiseleitungen und Membranventile 12 (von denen in Fig. 1 nur eines sichtbar ist) in der oben im einzelnen beschriebenen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen.

Die Gasflaschenkapazität ist vorzugsweise ausreichend, um die Auftriebsvorrichtung zweimal bei 600 Fuß (184 m) zu füllen. Die Vorrichtung kann ihre Gasspeisung über ein Nabelrohr erhalten, das an einen größeren Gasspeicher angeschlossen ist. Eine Schnellauslösekupplung kann auf dem Nabelrohr vorgesehen sein, so daß die Auftriebsvorrichtung sich bei Bedarf selbst nachfüllt .

Die oben beschriebene Auftriebsvorrichtung kann einen steuerbaren konstanten Hebevorgang über den ganzen Tiefenbereich liefern.

Die Trommel 10 kann ersetzt werden durch einen faserverstärkten Gummibalg oder -Hülle, vorzugsweise eingeschlossen in einen Käfig oder ein Gitterwerk, da eine solche Hülle oder Sack nur einem Innendruck von wenigen kg je Quadratsentimeter zu widerstehen braucht. Die Leitungen 15 können aus|biegsamem Gewebe be-

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st eh en.

In jeder Leitung 15 kann ein wenig belastetes (z.B. federbelastetes) Entlastungsventil vorgesehen sein, insbesondere wenn die Vorrichtung nur für das Heben von Lasten bestimmt ist.

Selbstverständlich kann die Vorrichtung wegen ihrer Fähigkeit zu gesteuertem Heben und Senken von Lasten auch benutzt werden als Unterwasserkran für die Bewegung von Lasten von einer Stelle w zu einer anderen auf dem Meeresboden.

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Claims

- 10 '/"N\ Pat entan sprüche

1. . Durch Auftrieb betätigte Hebe- und/oder Senkvorrichtung,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Hohlkörper oder Kessel enthält, ferner Mittel zum Fluten des Hohlkörpers oder Kessels sowie einer Gasdruckentlastungseinrichtung, die sich von einem oberen oder Gas enthaltenden Teil des Hohlkörpers oder Kessels abwärts erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Fluten des Hohlkörpers oder Kessels und zum Entleeren des Wassers aus ihm sowie eine Gaseinlaß- und Gasdruckentlastungsvorrichtung für den Hohlkörper oder Kessel vorgesehen sind, wobei der Wasserpegel in dem Hohlkörper oder Kessel von dem Gasdruck darin abhängt und die Gasdruckentlastungsvorrichtung den Gasdruck im Hohlkörper oder Kessel vermindert, wenn der letztere aufsteigt und der Umgebungsdruck dem der Hohlkörper ausgesetzt ist, sinkt, wodurch der Auftrieb der Vorrichtung während des Aufstiegs der Vorrichtung konstant gehalten wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,£ daß der Gaseinlaß des Hohlkörpers oder Kessels vom Umgebungsdruck abhängt, dem der Hohlkörper oder Kessel ausgesetzt ist, so daß der Auftrieb der Vorrichtung auch während des Abstiegs derselben konstant gehalten wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Druckgasflaschen zur Gasspeisung des Hohlkörpers oder Kessels an ihm befestigt sind.

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5· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlastung des Gasdruckes im Hohlkörper oder Kessel über ein oder mehrere Gasdruckentlastungsrohre stattfindet, welche sich von dem oberen Gas enthaltenden Teil des Hohlkörpers oder Kessels bis zu einer Stelle, z.B. 20 bis 25 cm, unterhalb desselben erstrecken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet.*, daß der Gaseinlaß des Hohlkörpers oder Kessels durch ein einstellbares Steuerventil überwacht wird, welches Gas bei einem bestimmten Druck oberhalb des Umgebungsdruckes abgibt.

7· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil ein federbelastetes Membranventil ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Gas dem Hohlkörper oder Kessel über ein Einwegventil zugeführt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis β, dadurch gekennζeichnet, daß Gas dem Hohlkörper oder Kessel über ein, auf den Umgebungsdruck (z.B. des Meereswassers) ansprechendes Reduzierventil zugeführt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen 'feil und am Boden des Hohlkörpers ein Schließventil für das Fluten und Entleeren des Wassers aus ihm vorgesehen sind.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,, daß im oberen Teil des Hohlkörpers ein Gaseinlaß vorgesehen, ist.

12o Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Grassteuerventil ein Differenz-empfindliches Strö- : mungsventil ist, welches so eingestellt werden kann, daß ein gewünschter Differentialdruck im Hohlkörper aufrechterhalten wird, um einen bestimmten Auftrieb der Vorrichtung zu sichern.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil eine Membran besitzt, die auf einer Seite dem Umgebungswasserdruck ausgesetzt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entlastungsventil in der Gasdruckentlgcstungsvor— richtung vorgesehen ist.

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