DE102007003018A1 - Swimming ship lifting plant with circular supply path e.g. for raising and lowering of vessels, has ship lifting plant in which lockable ship dock is provided and are attached to lowering or raising of dock for ship - Google Patents

Abstract

The device has a ship lifting plant (1), in which a lockable ship dock (2) is provided and are attached to the lowering or raising of the dock for a ship (4) with its longitudinal axis rotated. The lifting plant has fixtures which are provided to lift and transport a ship. An independent claim is included for a guide, a drive, a lock and a floating dock.

Description

1. Technical area

The artificial Shipping routes (shipping channels) are as far as possible existing terrain customized. At the same time, the water level of the artificial shipping lanes becomes held horizontally. To overcome of height differences, not by dams or cuts in the existing terrain can be compensated or descent structures in the horizontal route be turned on.

To Locks or boat lifts are used.

2. State of the art

• • die Schiffe in stehende Kammern zu führen und den Wasserstand in den Kammern zu verändern

oder mittels Schiffshebewerken

• • die Schiffe in senkrechter beziehungsweise geneigter oder rotierender Form zu bewegen.

So far it is common, by means of locks

• • to guide the ships into standing chambers and to change the water level in the chambers

or by ship lifts

• • move the ships in a vertical, inclined or rotating form.

The executed so far Shapes of the ship lifts are:

Vertical boat lifts

• • über Seile und Gegengewichte bewegt (Aufzugs Hebewerk)
• • oder über Schwimmer in gefluteten oder gelenzen Tauchschächten bewegt (Taucherkörper Hebewerk)
• • oder bei zwei Trögen mit einem ausgeglichenen Gewicht durch das Umpumpen von Wasser in den Auftriebskammern. (Hydraulisches Hebewerk)

The ships are in mobile troughs. These will either

• • Moved over ropes and counterweights (Elevator lift)
• • or moved over floats in flooded or divergent diving shafts (Taucherkörper Hebewerk)
• • or two troughs with a balanced weight by pumping water in the buoyancy chambers. (Hydraulic lift)

Skew boat lifts

• • beweglichen Trögen. Diese werden auf Schienen mithilfe von Gegengewichte über eine geneigte Ebene nach oben und unten bewegt. (Schräg-Aufzug)
• • oder auf Transportwagen, die auf Schienen über eine geeignete Ebene nach oben und unten bewegt werden (Schiffs Eisenbahn, Marine Railway)
• • oder schwimmend auf einem Wasserkeil der auf einer geneigte Ebene durch das Verschieben eines Abdichtungstores wandernd nach oben oder unten bewegt wird. (Wasserkeil)

The ships are in either

• • movable troughs. These are moved up and down rails by means of counterweights on an inclined plane. (Oblique-lift)
• • or on trolleys moved on rails above a suitable level (Schiffs Eisenbahn, Marine Railway)
• • or floating on a water wedge moving upwards or downwards on an inclined plane by moving a sealing gate. (Water wedge)

Rotation ship lifts

there The ships are in conveyor troughs, the As gondolas are rotatably mounted in a Ferris wheel so that the horizontal position of the troughs a rotation of the wheel is maintained.

By half a turn of the wheel swap the conveyor troughs their position and so can quickly over size Heights raised and lowered.

The Troughs are mechanically stored. The loads of the structure and the troughs together the ships have to be absorbed by the ground.

Summary

• • die beweglichen Lasten im in jeder Phase der Bewegung vor dem Absturz zu sichern,
• • den Gleichlauf der Hub- und Senkeinrichtungen zu sichern,
• • eine Überlastung einzelner Teile der Hub- und Senkeinrichtungen zu vermeiden,
• • die Kräfte aufzunehmen, die durch die Wasserfüllung samt der Schiffe auf das Bauwerk und von diesen auf den Boden ausgeübt werden.

So far, very heavy and expensive construction structures, drive units, belay devices and control equipment are needed for ship lifts, which are able

• • to secure the moving loads in every phase of the movement from falling,
• • to ensure the synchronization of the lifting and lowering devices,
• • to avoid overloading individual parts of the lifting and lowering devices,
• • absorb the forces exerted on the structure by the water filling, including the ships, and from there to the ground.

For all known Ship lifts is the big one technical effort and, compared to the benefits, relatively high Cost characteristic.

3. Objects of the invention

• • der bautechnische Aufwand der Herstellung (vergleichsweise) gering ist,
• • der Baugrund möglichst gering, oder überhaupt nicht, belastet wird,
• • die Absturzsicherung im Falle einer Havarie entfällt
• • der Hub- und Senkvorgang in möglichst kurzer Zeit und gleichzeitig erfolgen und
• • der Betrieb mit möglichst geringem Aufwand an Energie, Wartung, Instandhaltung und Finanzierung erfolgen kann.

The invention is based on the object to design a ship lift so that

• The constructional outlay of production is (comparatively) low,
• • the ground is loaded as little as possible, or not at all,
• • the fall protection in the event of an accident is eliminated
• • The lifting and lowering process in the shortest possible time and simultaneously and
• • the operation can be carried out with the least possible expenditure of energy, maintenance, servicing and financing.

• • die Baukosten zu reduzieren,
• • die Betriebskosten zu senken,
• • den Wasserverbrauch zu senken,
• • die Antriebs- und Maschinentechnik sowie die Elektro- und Steuerungstechnik zu vereinfachen,
• • die Kapazität des Schiffshebewerkes zu erhöhen,
• • die Einbindung in die Landschaft zu verbessern,
• • das Unfall- und Störungspotenzial zu vermindern,
• • die Schleusungszeiten zu verkürzen,
• • den Aufwand für Reparatur und Instandsetzung zu vermindern,
• • die Auswirkungen von Baugrundrisiken zu mindern,
• • die Betriebsrisiken zu senken,
• • den Eingriff in das Landschaftsbild zu mindern,
• • den Energieaufwand für Bau und Betrieb zu senken,
• • eine Vorrichtung zu schaffen die unabhängig von dem Einfluss wechselnder Schiffsgrößen, Witterungseinflüsse, Windlasten oder Temperaturverformung zuverlässig und weitgehend zwängungsfrei betrieben werden kann,
• • die Akzeptanz des Schiffshebewerkes bei den Schiffern und bei den Anwohnern zu heben,
• • dauerhaft eine Attraktion für Besucher zu bieten.

In particular, the objectives are pursued compared to the known ship lifts,

• • to reduce construction costs
• • reduce operating costs,
• • reduce water consumption,
• • to simplify the drive and machine technology as well as the electrical and control technology,
• • increase the capacity of the ship lift hen,
• • to improve the integration into the landscape,
• • to reduce the accident and disruption potential,
• • to shorten the lock-up times,
• • reduce the expense of repair and maintenance,
• • to mitigate the effects of subsoil risks,
• • reduce operating risks,
• • to reduce the interference with the landscape,
• • reduce energy consumption for construction and operation,
• • to provide a device that can be operated reliably and largely without constraint, regardless of the influence of changing ship sizes, weather conditions, wind loads or temperature deformation,
• • raise the acceptance of the ship lift among the boatmen and local residents,
• • to permanently provide an attraction for visitors.

4th solution

• • einen einfach strukturierten Baukörper auszubilden,
• • der seine Lasten schwimmend abträgt und
• • die Hub- und Senkarbeit ohne großen Energieaufwand ermöglicht.

The solution to the problem is

• • to form a simply structured structure,
• • which removes its loads floating and
• • allows lifting and lowering work without much energy.

The The task is explained in detail by the measures indicated in the labeling of the claims and features solved.

• • die zu bewegenden Schiffe schwimmend in geschlossene Räume mit zylinderförmigen Abmessungen zu verbringen (Schiffstunnel),
• • die Schiffstunnel starr in einem schwimmfähigen Körper anzuordnen, der um eine horizontale Achse gedreht werden kann. (Schiffshebewerktrommel).

At least

• • to float the ships to be moved in closed spaces with cylindrical dimensions (ship tunnels),
• • To place the ship's tunnels rigidly in a buoyant body that can be turned around a horizontal axis. (Ship hoist drum).

• • die Schiffshebewerktrommel vollständig schwimmend gelagert werden,
• • Ballastkammern zum Trimmen und zum Steuern der Eintauchtiefe eingebaut werden,
• • Antriebskammern für die die Beschleunigung und das Abbremsen der Drehbewegung eingebaut werden,
• • zur Lagesicherung in Querrichtung über dem Unterwasser eine flexibel gelagerte Führungseinrichtung verwendet werden, die vertikale Bewegungen ermöglicht und einer Überbeanspruchung durch das Gewicht des Schiffshebewerkes ausweicht,
• • zur Lagesicherung in Längsrichtung über dem Unterwasser eine Anpressseinrichtung verwendet werden, die vertikale Bewegungen ermöglicht und eine Andichtung der Schiffshebewerktrommel an das Anschlussbauwerk im Oberwasser ermöglicht,
• • in der Schiffshebewerktrommel Kammern zum Trimmen angeordnet werden, mit denen auch die Eintauchtiefe gesteuert werden kann,
• • die Ein- und Ausfahrtstore der Schiffstunnel innerhalb der Schiffstunnel baugleich in Tornischen angeordnet werden, (überstaute Stemmtore mit identischem Gewicht)
• • die Festmacheeinrichtung der Schiffe in dem Schiffstunnel aus schwimmenden Stegen mit Pollern bestehen, die den Raum zwischen dem Schifffahrtsprofil und der Innenwand der Schiffstunnels in Ruhe- und im Bewegungszustand gleichermaßen ausfüllen und eine durchgehende ebene Oberfläche entsprechend der Planie einer Schleuse haben, (Flucht- und Rettungswege)
• • auf ein Tor zum Abschluss des Unterwassers verzichtet werden und die Schiffshebewerktrommel in einer Verbreiterung des unteren Schifffahrtskanals gelagert (Unterwassersee) werden,
• • auf den Schwimmstegen eine Energieversorgung innerhalb des Schiffstunnels unabhängig von einer äußeren Stromversorgung geschaffen werden, (Batterien)
• • auf den Schwimmstegen eine Druckluftversorgung innerhalb des Schiffstunnels geschaffen werden, (Kompressoren) zum Betrieb einer Rettungseinrichtung für gesunkene Schiffe
• • an den Schwimmstegen und über dem Schifffahrtsquerschnitt eine Innenverkleidung des Tunnels angeordnet sein, die das von den Tunnelwanderungen abtropfende Wasser abführt, (Spritzschutz)
• • an den Schwimmstegen und unter dem Schifffahrtsquerschnitt eine Rettungseinrichtung mit aufblasbaren Schläuchen für gesunkene Schiffe angeordnet sein, (Rettungsschutz)
• • eine Belüftungseinrichtung innerhalb der Schiffstunnel auf den Schwimmstegen installiert wird, die für einen raschen Luftaustausch sorgt, so dass die Schiffer beim Heben und beim Senken in ihren Schiffen innerhalb des abgeschlossenen Tunnels bleiben können, (Luttenlüfter und Ventilatoren)
• • eine gezielte Beleuchtung auf den Schwimmstegen so installiert wird, dass beim Drehen der Schiffstunnel um die Schiffe herum optisch der Eindruck vermittelt werden kann, dass das Schiff und die Schwimmstege in Ruhe bleiben,
• • die Schwimmstege durch eine ringförmige Konstruktion entlang der Tunnelwände in ihrer Lage gehalten werden,
• • zwischen den Schwimmstegen am Boden des Schiffstunnels unterwasser eine Vorrichtung aus aufblasbaren Schläuchen vorgehalten werden, die unter einem sinkenden Schiff bei Kontakt automatisch soweit aufgeblasen wird, dass einen Niveauausgleich des inneren und äußeren Wasserstände vor dem Öffnen des Ausfahrtstores erreicht wird und dass das havarierte Schiff aus dem Schiffstunnel herausgezogen werden kann

To take advantage of the invention should also possible

• • the ship lifting drum is completely floating,
• • ballast chambers are installed to trim and control the depth of immersion,
• • drive chambers for which the acceleration and deceleration of the rotary movement are installed,
• • To secure the position in the transverse direction above the underwater, a flexibly mounted guide device is used, which allows vertical movements and evades overstressing the weight of the ship's elevator,
• • To secure the position in the longitudinal direction above the underwater, a contact pressure device is used, which allows vertical movements and allows a sealing of the ship lifting drum to the connection structure in the upper water,
• • in the ship hoist drum chambers are arranged for trimming, with which the immersion depth can be controlled,
• • the entrance and exit gates of the ship tunnels within the ship's tunnels are arranged identically in Tornish, (stowage gates with identical weight)
• • the mooring equipment of the ships in the ship's tunnel consists of floating pontoons with bollards that equally fill the space between the nautical profile and the inner wall of the ship's tunnels, both resting and moving, and have a continuous flat surface according to the plan of a sluice Escape routes)
• • a gate to the completion of the underwater is dispensed with and the ship lifting drum are stored in a widening of the lower navigation channel (underwater lake),
• • to create a power supply within the ship's tunnel independent of an external power supply on the floating bridges (batteries)
• • creating a compressed air supply within the ship's tunnel on the floating piers (compressors) to operate a rescue facility for sunken ships
• • an inner lining of the tunnel is arranged at the floating bars and above the shipping cross-section, which dissipates the water dripping from the tunnel hikes (splash guard)
• • a rescue facility with inflatable tubes for sunken ships will be arranged at the pontoons and under the shipping cross section, (Rescue protection)
• • a ventilation device is installed inside the ship's tunnels on the floating jetties, which ensures a rapid exchange of air, so that the boatmen can remain inside the closed tunnel when lifting and lowering their ships (air ventilators and fans)
• • targeted lighting is installed on the pontoons in such a way that, when the tunnels are rotated around the ships, the visual impression can be conveyed that the ship and the pontoons remain at rest,
• • the floating bars are held in position by an annular structure along the tunnel walls,
• • a device of inflatable tubes is kept between the floating bars at the bottom of the ship's tunnel underwater, which is automatically inflated under contact with a sinking ship on contact so far that a leveling of the inner and outer water levels before opening the exit gate is achieved and that the damaged ship can be pulled out of the ship's tunnel

5. Explanation of the operation

• • Ein- und Abfahrphase Die Schiffshebewerktrommel ist in Ruhe. Die beiden Schiffstunnel stehen übereinander. Die Einfahrtstore beider Schiffstunnel sind geöffnet. Die Ausfahrtstore sind geschlossen. – Aus dem unten liegenden Schifffahrtskanal (Unterwasser) fahren die Schiffe in den unten liegende Schiffstunnel ein, werden an den seitlich angeordneten schwimmenden Stegen festgemacht und die Einfahrtsöffnung geschlossen. – Aus dem oben liegenden Schifffahrtskanal fahren die Schiffe in den oben liegenden Schiffstunnel ein und werden an den seitlich angeordneten Schwimmpollern festgemacht und die Einfahrtsöffnung geschlossen. – Das Tor am Abschlussbauwerk wird geschlossen und der Zwischenraum zwischen der Schiffshebewerkestrommel und dem Abschlussbauwerk entwässert.
• • Wendephase Die Einfahrtstore und die Ausfahrtstore sind geschlossen. Die Schiffshebewerktrommel wird in eine rotierende Bewegung versetzt.
• • Die Schiffshebewerktrommel wird z. B. dadurch in Bewegung gesetzt, dass Niederdruckreifen mit geringen Anpressdruck und einem hydrostatischen Antrieb in eine gleichmäßige Bewegung versetzt werden. Alternativ I Die Bewegung kann auch dadurch erzeugt werden, dass Wasser zwischen Steuerungstanks von einer zur anderen Seite und nachfolgend aus dem zu Berg gehenden Schiffstunnel in den zu Tal gehenden Schiffstunnel umgepumpt wird. Alternativ II Die Bewegung kann auch dadurch erzeugt werden, dass Wasser auf einer Seite in seitlich angeordnete Behälter gepumpt wird.
• • Ankunfts- und Ausfahrphase Die beiden Schifffahrtstunnel stehen übereinander. Ihre Position ist unter einander vertauscht. Die Ein- und Ausfahrttore sind geschlossen. – Die Schiffshebewerktrommel wird im Bereich des oben liegenden Schiffstunnels druckwasserdicht mit dem Abschlussbauwerk des oberen Schifffahrtskanals verbunden. – Der Zwischenraum zwischen dem Tor des oberen Schiffstunnels und dem Abschlusstor des oberen Schifffahrtsweges wird geflutet. – Das Abschlusstor des oberen Schifffahrtsweges wird geöffnet. – Die Ausfahrtore beider Schiffstunnels werden geöffnet. – Die Schiffe fahren aus und setzen ihre Fahrt nach Überwindung des Höhenunterschiedes fort.

The operation of the ship lift takes place in the following phases:

• • Start-up and shut-down phase The boat lifting drum is at rest. The two ship tunnels are on top of each other. The entrance gates of both ship tunnels are open. The exit gates are closed. - From the bottom of the navigation channel (underwater), the ships enter the tunnel below, are fastened to the laterally arranged floating bars and closed the entrance. - From the overhead navigation channel, the ships enter the overhead tunnel and are moored to the laterally arranged floating bollards and closed the entrance. - The gate at the final structure is closed and the space between the hoist drum and the final structure drained.
• • Turning phase The entrance gates and the exit gates are closed. The boat lifting drum is set in a rotating motion.
• • The ship lifting drum is z. B. set in motion that low-pressure tires are offset with low contact pressure and a hydrostatic drive in a uniform motion. Alternatively I The movement can also be created by pumping water between control tanks from one side to the other and then out of the mountain ship's tunnel into the drowning ship's tunnel. Alternative II The movement can also be created by pumping water on one side into laterally arranged containers.
• • Arrival and extension phases The two shipping tunnels are stacked on top of each other. Their position is interchanged. The entrance and exit gates are closed. - The ship lifting drum is connected in a watertight manner to the upper shipping channel in the area of the overhead ship tunnel. - The space between the gate of the upper ship tunnel and the final gate of the upper shipping lane is flooded. - The final gate of the upper shipping lane opens. - The exit doors of both ship tunnels are opened. - The ships leave and continue their journey after overcoming the difference in altitude.

Claims (13)

Device for lifting and lowering ships, consisting of a ship lifting drum ( 1 ), in which one or more lockable at their ends ship tunnel ( 2 ) and for raising or lowering the ships ( 4 ) is rotated about its longitudinal axis, characterized in that the elevator drum floats, whereby the total weight of the elevator drum including its internals and the water therein and the transported ships is supported by the buoyancy. Ship lift according to claim 1, characterized that the leverage of all components, fixtures and ships in equilibrium with respect to the axis of rotation. A ship lift according to claim 1, characterized in that within the ship lifting drum ( 1 ) Drive chambers ( 17 ), which are selectively filled with water and emptied, so that with respect to the axis of rotation creates a leverage, which is suitable for the start, the maintenance and the deceleration of the rotational movement of the boat hoist ( 1 ) is used. A ship lift according to claim 1, characterized in that in the ship lifting drum ( 1 ) Ballast chambers ( 18 ), which can be deliberately flooded and directed to influence the depth of immersion of the device so that the ship lifting drum ( 1 ) remains at a desired altitude and inclination. A ship lift according to claim 1, characterized in that outside the ship lifting drum ( 1 ) Management facilities ( 9 ) arranged on the surrounding terrain ( 19 ) and which are used for aligning the ship lifting drum in the longitudinal and transverse directions. A ship lift according to claim 1 (and 5), characterized in that outside the ship lifting drum ( 1 ) Drives ( 20 ) arranged on the surrounding terrain ( 19 ) and which are used for starting, for the maintenance and for braking the rotational movement. Leadership Institutions ( 9 ) and drives ( 20 ) according to claim 5 and 6, characterized in that outside the ship lifting drum ( 1 ) the drive ( 20 ) in the management facility ( 9 ) is integrated, so that the guide device and the drive represent a common unit. Leadership Institutions ( 9 ) and drives ( 20 ) according to claim 5 and 6, characterized in that the guide means ( 9 ) and drives ( 20 ) Drives are mounted so movable that the contact with the ship lifting drum ( 1 ) without overloading the management facilities ( 9 ) Drives ( 20 ) and the boat lifting drum ( 1 ) is guaranteed. Leadership Institutions ( 9 ) and drives ( 20 ) Drives according to claim 5 to 8, characterized in that their position is controlled by lever with counterweight in such that the ship lifting drum itself remains in the desired position. Leadership Institutions ( 9 ) and drives ( 20 ) characterized in that they are controlled electronically pneumatically or hydraulically depending on deformation so that the support force with an outwardly increasing deviation of the ship hoist drum ( 1 ) increases from its desired position. Drives according to claims 6 to 10, characterized that the drives self-regulating with the help of electronic or electrical controls (ABS) are controlled so that a Synchronization of the drives in a balanced torque (hydrostatic Drive) is ensured in. A ship lift according to claim 1, characterized in that within the ship lifting drum ( 1 ) Floating ridges are arranged to secure the position of the ships ( 4 ) within the ship tunnel ( 2 ) and the mooring of the ships ( 4 ) serve. Floating bars according to claim 12, characterized in that that they carry other equipment, such. B. a protective device with a covering to protect the ships and their cargo Dripping water that during of the lifting and lowering process from the wet interior walls of the ship's tunnel drips, a lighting device, an operating device with batteries for one self-sufficient power supply, a facility with Lutten and Fans for ventilation of ship tunnels, a rescue facility for sunken ones Ships and a plant with compressors for production of compressed air for the operation of the rescue facility.