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Leitungssystem in Gewässer zum Eisfreihalten der Wasserfläche
Gegenstand der Erfindung ist ein Leitungssystem in Gewässer zum Eisfreihalten der Wasserflächen durch aus der Leitung ausgeblasene Druckluft.
Bei der Eisbildung hat die Wasseroberfläche eine Temperatur von 00 C, während die tieferen Schich- ten Temperaturen über 00 C aufweisen, da bekanntlich Wasser bei 40 C die grösste Dichte aufweist. Durch aus den tieferen Schichten aufsteigende Luftblasen wird Wasser aus diesen Schichten zufolge Reibung nach oben gebracht, so dass durch Einblasen von Druckluft in die unteren wärmeren Schichten von Ge- wässern demnach eine Durchmischung des Wassers erzielt wird und die Wasseroberfläche stets eine Tem- peratur von. mehr. als 00 C aufweist, wodurch eine Eisbildung verhindert bzw. eine vorhandene Eisdecke geschmolzen wird.
Dieses Prinzip ist seit mehr als 30 Jahren bekannt.
Die bisher bekannten Anlagen, die nach diesem Prinzip gebaut wurden und bestehen, weisen die nachstehenden Nachteile auf, u. zw. bei starr eingebauten Leitungen, dass diese nur in den seltensten Fällen - u. zw. bei Neuerrichtung von Kunstbauten - anwendbar sind. Weiters macht bei den starren Leitungen die Behebung von Verstopfungen und Störungen die grössten Schwierigkeiten. Da auch keine Möglichkeit der Entfernung der Leitungen aus dem Wasser gegeben ist, ist um Störungen zu vermeiden eine Überdimensionierung der Anlage erforderlich, welche diese unwirtschaftlich macht. Bei Anlagen mit eingebauten flexiblen Leitungen wird diese am Grund nur durch Gewichte verankert.
Diese Verankerungsmethode weist wieder den Nachteil auf, dass bei Auftreten von Störungen die gesamte Leitung von einem Schiff aus gehoben und aufgehaspelt werden muss, um die Störung beheben zu können.
Die angeführten Mängel werden beim. Erfindungsgegenstand vermieden. Erfindungsgemäss sind jeweils zwei Rohre, Schläuche od. dgl. als Düsen- und Ankerleitung kombiniert oder ein System dieser Kombination in das Gewässer eingebracht, wobei sowohl die die Luftausströmdüsen aufweisende Düsenleitung als auch die Ankerleitung wahlweise mit Wasser oder mit Luft zum selbsttätigen Senken und Heben des Leitungssystems füll-und entleerbar ist. Die kombinierten Leitungen sind durch flexible Verbindungsorgane, wie Seile, Litzen, Ketten od. dgl. verbunden, wobei an den Verbindungsorganen Schwimmer zum Tragen der Düsenleitung ober den Ankerleitungen und an der Ankerleitung gegebenenfalls Sinkanker vorgesehen sind.
Um das geforderte Absinken und Heben des erfindungsgemässen''Zwei-Rohr-Systems''durch Wechsel des Mediums in den Leitungen zu erreichen, ist die Dusenleitung samt Schwimmer und die mit Luft gefüllte Ankerleitung, gegebenenfalls mit Sinkanker, leichter, hingegen die luftgefüllte Düsenleitung samt Schwimmer und wassergefüllte Ankerleitung, gegebenenfalls mit Sinkanker, schwerer als die vom Leitungssystem verdrängte Wassermenge.
Die Schwimmer sind vorteilhaft auf ihren zugeordneten flexiblen Verbindungsorganen längsbeweglich aufgefädelt, die über Schellen mit den Leitungen verbunden sind. Die Schellen der unteren Ankerleitung können mit Sinkanker verbunden sein. Ist beispielsweise die Düsenleitung aus einem Plastikrohr oder-schlauch gebildet, und die Ankerleitung aus einem Metallrohr gebildet, so kann, wenn die im vorherigen Absatz angeführte Bedingung erfüllt ist, das Anhängen von Sinkankern an die Ankerleitung unterbleiben. Sowohl jede Düsen- als auch Ankerleitung ist an ihrem freien Ende mit einem Absperrorgan versehen, um den Wechsel der Medien in den Leitungen vornehmen zu können.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Einbringen des Leitungssystems in Gewässer besteht im wesentlichen darin, dass sowohl die Düsenleitung als auch die Ankerleitung unter Zwischenschaltung je eines
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Absperrorganes an eine Druckluftleitung bzw. den Windkessel eines Kompressors angeschlossen wird, wo- bei zwischen Absperrorgan und Ankerleitung eine absperrbare Wasserzuflussleitung zwischengeschaltet wird, worauf zum Einbringen bzw.
Verlegen des Rohrsystems am Gewässer das Druckluftventil zur Düsen- leitung geschlossen und jenes zur Ankerleitung geöffnet sowie das Ende der Ankerleitung verschlossen und dasjenige der Düsenleitung zum Füllen derselben mit Wasser geöffnet wird, so dass das Leitungssystem durch die von den Schwimmern gehaltene wassergefüllte Düsenleitung und die luftgefüllte Ankerleitung schwimmt und in diesem Zustand auf der Wasseroberfläche ausgelegt wird, worauf weiters die Absperr- organe der Druckluftleitung wechselweise betätigt werden und Wasser aus der Wasserzuflussleitung oder von den Absperrorganen her in die Ankerleitung eingelassen wird, wodurch das Leitungssystem im Gewäs- ser absinkt und wobei die Düsenleitung ober der Ankerleitung schwimmt.
Das Heben des abgesenkten Leitungssystem erfolgt nach dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch, dass bei geschlossenem Druckluftventil zur Düsenleitung sowie geschlossener Wasserzufuhrleitung das Druck- luftventil zur Ankerleitung und am Ende derselben das Absperrorgan geöffnet und Druckluft für den Auf- trieb des Leitungssystems in die Ankerleitung eingelassen wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, u. zw. stellt die Fig. 1 das Leitungssystem im
Querschnitt und Fig. 2 in einer Teilansicht dar. In Fig. 3 ist der Anschluss des Leitungssystems an die not- wendigen Einrichtungen schematisch veranschaulicht und Fig. 4 zeigt den Eintritt eines Rohres in das Was- ser.
Nach Fig. 1 sind mit 1 und 2 je ein Rohr z. B. aus Kunststoff im Querschnitt dargestellt. Das Rohr 1 bildet die Düsenleitung und weist die Luftaustrittsdüsen 9 auf, während das Rohr 2 als Ankerleitung dient.
In Abständen sind auf beiden Rohren 1, 2 Schellen 3, 4 mit den Flügelschrauben 5 fest angezogen. Durch die Schellen 3 und 4 muss eine feste Verklammerung und Fixierung der Leitungen erreicht werden. Insbesondere muss die Schelle 3 die Dasenleitung l so umfassen, dass die Düsen 9 ständig in einem Winkel von zirka 300 zur Lotrechten nach abwärts zeigen, um ein Verlegen der Düsen 9 durch eindringende
Schlammteilchen zu verhindern. Je eine obere und untere Schelle 3 bzw. 4 sind durch ein Seil 6 verbunden, auf dem längsverschiebbar ein Schwimmer 7 vorgesehen ist. Alle Schwimmer 7 erteilen der Leitung 1 einen Auftrieb, so dass die Leitung 1 ober der Leitung 2 im Wasser schwimmt.
An die Schellen 4 sind Sinkanker 8 befestigt. Diese Sinkanker können gegebenenfalls in Wegfall kommen, wenn das Ankerrohr 2 gegenüber dem Düsenrohr 1 entsprechend schwer ausgebildet ist.
Durch eine entsprechende Dimensionierung der Schwimmer 7 und der Sinkanker 8 muss ein derartiger Gleichgewichtszustand im Leitungssystem erreicht werden, dass erstens die Düsenleitung 1 in jeder Betriebsphase oben schwimmt und die Ankerleitung 2 darunter vorgesehen ist, zweitens bei'der Verlegung der Leitung durch Einblasen von Luft in die Ankerleitung 2 das ganze System an der Oberfläche schwimmt, drittens das gesamte Leitungssystem durch Einlassen von Wasser in die Ankerleitung 2 derart auf Grund gebracht werden kann, dass die Ankerleitung 2 gegebenenfalls mit dem Anker unmittelbar auf Grund zu liegen kommt und die Düsenleitung 1 in erforderlichem Abstand von der Ankerleitung 2 - und somit vom Untergrund - schwimmt und viertens zum Heben der Anlage nur mehr die Füllung der Ankerleitung 2 mit Luft nötig ist,
wodurch das System wieder an die Oberfläche steigt.
Bei Frost besteht die Gefahr, dass nach Abschaltung des Kompressors das sich auf die Höhe der Wasseroberfläche einspiegelnde Wasser im Rohr an dieser Übergangsstelle einfriert und damit durch den Eispfropfen eine Wiederinbetriebnahme unmöglich gemacht wird. Um dies zu vermeiden, wird das Rohr 1 bzw. 2 in diesem Übergangsbereich gemäss Fig. 4 mit einem Isoliermantel 10 derart gegen Kälte isoliert, dass das Wasser im Rohr auch bei längerer Betriebspause nicht einfrieren kann. Der Isoliermantel 10 umfasst den Bereich von minimalen zum maximalen Wasserspiegel plus der zu erwartenden Dicke der Eisschichte.
Für das erfindungsgemässe Verlegen und Versenken des Leitungssystems wird in einem Kompressor 11 Druckluft erzeugt und diese dem Windkessel 12 zugeführt, an dem in erforderlicher Anzahl die Düsenleitungen 1 und die Ankerleitungen 2 angeschlossen sind. Das Verfahren ist nur an Hand eines einzigen Leitungsstranges erläutert. Nach dem Windkessel 12 sind in jede Leitung 1, 2 ein Absperrorgan 13 bzw. 14 zwischengeschaltet. Nach dem Absperrorgan 14 ist ein T-Stück 15 in die Leitung eingeschaltet, mittels dem die Ankerleitung 2 mit Wasser füllbar ist. Im Bereich a dient die Leitung 1, 2 als Zuleitung, wogegen im Bereich b die eigentliche Düsenleitung vorgesehen ist. Der Bereich c der Leitungen 1, 2 dient als Ableitung. Am Ende der Leitungen 1, 2 sind die Absperrorgane 16 bzw. 17 vorgesehen.
Das Verlegen des Leitungssystems erfolgt nach dem Anschluss der Düsenleitung und Ankerleitung an den Windkessel in der Weise, dass das Ventil 13 geschlossen und das Ventil 14 geöffnet wird, wobei die Wasserzuleitung aus 15 gleichfalls abgesperrt ist. Weiters ist abgesperrt das Ventil 16, während das Ven-
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til 17 geöffnet ist. Bei Inbetriebsetzung des Kompressors füllt sich die Düsenleitung 1 durch die Düsen 9 mit Wasser und die Ankerleitung mit Luft. Da die mit Wasser gefüllte Düsenleitung von den Schwimmern 7 schwimmend erhalten wird, bleibt das ganze Leitungssystem auf der Wasseroberfläche und kann genau für das Absinken in den entsprechenden Abständen ausgerichtet werden.
Selbstverständlich ist der erforderliche Auftrieb zum Schwimmen des Leitungssystems nicht nur durch Füllung der Ankerleitung mit Luft bei mit Wasser gefüllter Dasenleitung, sondern auch mit Hilfe der vorgesehenen Absperrorgane bei Füllung sowohl der Düsen als auch der Ankerleitung mit Druckluft möglich.
Ist das Leitungssystem in der vorbeschriebenen Weise vorbereitet, wird der Kompressor abgestellt, das Ventil 13 geöffnet und das Ventil 14 geschlossen. Beim T-Stück 15 wird Wasser in die Ankerleitung eingelassen. Nach dem Füllen der Ankerleitung mit Wasser wird das Absperrorgan 17 geschlossen.
Als Folge dieser Verfahrensschritte sinkt die mit Wasser gefüllte Anker-und Düsenleitung auf den Grund, wobei die Düsenleitung 1 zufolge der entsprechend dimensionierten Schwimmer 7 in dem durch das Ankerseil 6 vorbestimmten Abstand schwebt.
Nun wird das Ventil 14 und der Verschluss 17 geschlossen und das Ventil 13 geöffnet sowie der Kompressor in Betrieb genommen. Durch den Luftdruck wird vorerst das in der Düsenleitung 1 befindliche Wasser verdrängt, wonach durch die Düsen 9 die Luft in der gewünschten, vom Druck und Düsenquerschnitt abhängigen Menge entweicht. Das Leitungssystem bleibt auf dem Grund liegen, da der Auftrieb der
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wird.
In einer Betriebspause verharrt das Leitungssystem in der vorher beschriebenen Betriebsphase, wobei nur das Ventil 13, also die Druckluftzufuhr, geschlossen wird. Das Leitungssystem 1, 2 bleibt weiters auf
Grund liegen.
Das Heben der Leitung erfolgt nach dem erfindungsgemassen Verfahren in einfacher Weise, indem das Ventil 13 und das Absperrorgan 16 geschlossen bleiben und das Ventil 14 bei abgesperrtem Wasserzufluss aus dem T-Stück 15 geöffnet wird. Das Verschlussorgan 17 wird gleichfalls geöffnet. Nach der Inbetriebnahme des Kompressors füllt sich die Ankerleitung mit Luft, wodurch der Gesamtauftrieb des Leitungssystems grösser als dessen Gewicht wird, so dass das Leitungssystem an die Oberfläche steigt, von der es entweder eingezogen oder gründlich gereinigt werden kann. zum Reinigen des Leitungssystems wird das Ventil 13 und das Verschlussorgan IS geöffnet, hingegen das Ventil 14 geschlossen.
Nach Inbetriebnahme des Kompressors wird die Düsenleitung von Luft, insbesondere vermischt mit dem durch die Düsen eingedrungenen Wasser kräftig durchspült und gereinigt.
Mi : Hilfe des erfindungsgemässen Leitungssystems ist es nun möglicn, auf einfachste Art in Gewässern Rohre, Schläuche od. dgl. einzubringen und sicher zu verankern. Weiters kann durch das geschilderte Verfahren die Leitung auf einfache Weise zur Behebung von Störungen oder zur Freimachung des Untergrundes (z. B. für Baggerarbeiten) wieder gehoben werden. Einer Verschlammung der Leitung wird durch die Möglichkeit des Durchspülen wengel1eüdst vorgebeugt.
Mit dem erfindungsgemässen Leitungssystem wird ein Eisfreihalten mit Druckluft in einer äusserst wirtschaftlichen Weise bei allen wasserbaulichen Anlagen wie : Hafenbecken, Stauseen im Bereiche der Staumauern (Verhinderung des Eisdruckes), Stauseen und Gewässer aller Art, welche für die Schiffahrt freizuhalten sind, Flussaufstauungen im Bereiche von Wehren und Schützen u. dgl. erreicht. Mit dem Verfahren nach dem "Zwei -Rohr-System" ist vor allen Dingen ein leichter Einbau in alle Gewässer mit und ohne Kunstbauten möglich.
Die Erfindung ist auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt. Es ist ganz gleichgültig, aus welchem Material die Leitungsstrange gebildet sind. Statt der Rohre können selbstverständlich auch Tauchkörper, durch Schläuche verbundene kleine Gefässe od. dgl. verwendet werden.
Bei einer vorhandenen Druckluftleitung kann selbstverständlich das ganze Leitungssystem an die Druckluftleitung angeschlossen werden.
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