DE1815996C2

DE1815996C2 - Mineralöl-Speicherbehälter

Info

Publication number: DE1815996C2
Application number: DE1815996A
Authority: DE
Inventors: Ray Stephen Beaumont Tex. Lacy
Original assignee: Bethlehem Steel Corp
Current assignee: Bethlehem Steel Corp
Priority date: 1967-12-28
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1983-10-27
Also published as: US3488969A; NO129248B; NL161413C; SE349538B; NL6817775A; FR96543E; DE1815996A1; GB1239438A; DK123613B; NL161413B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mineralöl-Speicherbehälter, der Mineralöl unterhalb der Meeresoberfläche speichert, bei dem Mineralöl oder Wasser abwechselnd verdrängt werden und eine Trennflüssigkeit auf dem Wasser aufgebracht wird, die in Mineralöl und V/asser unlöslich ist und ein spezifisches Gewicht aufweist, das zwischen dem spezifischen Gewicht von Mineralöl und Wasser liegt, mit einem unter Wasser angeordneten Speicherbehälter und einem über die Wasseroberfläche hinausragenden Bauteil, wobei der Behälter mit einer Einrichtung versehen ist, um Mineralöl und Wasser in den Speicherbehälter einzuführen oder aus diesem abzuziehen, und eine weitere Einrichtung aufweist, um im Speicherbehälter eine Schicht aus einer Trennflüssigkeit zwischen Mineralöl und Wasser und in Berührung mit ihnen zu bilden, die auf dem Wasser schwimmt und Mineralöl und Wasser vollständig trennt, wobei diese weitere Einrichtung eine Leitung aufweist, die die Verbindung zwischen einer Trennflüssigkeitsquelle und dem Innenraum des Speicherbehälters in dessen oberem Teil herstellt, nach Patent 12 75 955.

Ein Mineralöl-Speicherbehälter ist aus der US-PS 31 45 539 bekannt. Das Hauptpatent 12 75 955 behandelt im einzelnen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Speichern von Mineralöl unter Wasser, wobei hydraulische Verdrängungsprinzipien angewendet und eine zwangsläufige Trennung des Mineralöls und des Verdrängungswassers in dem Speicherbehälter vorgesehen werden.
Im Hauptpatent ist weiter eine Mineralöl-Speichervorrichtung mit hydraulischer Verdrängung beschrieben, die einen Speicherbehälter mit einer Einrichtung zum Ein- und Herausleiten von Mineralöl und Wasser in bzw. aus dem Speicherbehälter und eine weitere Einrichtung aufweist, um in dem Speicherbehälter eine Trennflüssigkeitsschicht zwischen und in Berührung mit dem Mineralöl und Wasser auszubilden, die auf dem Wasser schwimmt und das Mineralöl und Wasser vollständig physikalisch trennt. Die Trennflüssigkeit besitzt ein spezifisches Gewicht, das zwischen dem des Mineralöls und Wasser liegt, und sie ist in dem Mineralöl und Wasser praktisch unlöslich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mineralöl-Speicherbehälter der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß die Abführung von Trennflüssigkeit beim Abgeben von Mineralöl oder Wasser verhindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Mineralöl-Speicherbehälter der eingangs bezeichneten Art vorgeschlagen, bei dem gemäß der Erfindung vorgesehen ist, daß die Vorrichtung eine obere und eine untere Kammer, die oberhalb des Speicherbehälters angeordnet sind, eine Zuführeinrichtung, die in Kommunikation mit dem oberen Teil der oberen Kammer steht, um

Trennflüssigkeit in die obere Kammer einzuführen sowie Mineralöl in die obere Kammer einzuführen und aus dieser abzuziehen, eine Rohrleitung, die zwischen dem unteren Teil dar oberen Kammer und dem oberen Teil des Speicherbehälters eingeschaltet ist, eine Einrichtung, die mit dem unteren Teil der unteren Kammer kommuniziert, um Wasser in die untere Kammer einzuführen und aus dieser abzuziehen, sowie Rohrleitungen aufweist, die zwischen dem oberen Teil der unteren Kammer und dem unteren Teil des Speicherbehälters eingeschaltet sind, wobei das Volumen der oberen und unteren Kammern jeweils wenigstens gleich ist dem Volumen der Trennflüssigkeit, die in den Speicherbehälter eingeführt ist

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung verbessert den Mineralöl-Speicherbehälter nach dem Hauptpatent dadurch weiter, daß dieser eine Kammer mit ausreichender Größe vorsaht, die die gesamte Trennflüssigkeit an beiden Enden des Arbeitszyklus aufnimmt, und daß sie weiter ein tauchfähiges Floß oder einen Schwimmkörper schafft, das zur Verbergung in Abhängigkeit von Unterwassersignalen unter die Oberfläche der umgebenden Wassermenge getaucht und in Abhängigkeit von Unterwassersignalen wieder an die Wasseroberfläche gehoben werden kann, wobei über dieses Floß Füll- oder Entleerungsvorgänge in Verbindung mit einem getauchten Speicherbehälter ausgeführt werden können.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren beispielsweise beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 schematisch einen vertikalen Schnitt eines Mineralöl-Speicherbehälters, der mit Wasser und einer Trennflüssigkeit gefüllt ist und auf dem Meeresboden ruht,

F i g. 2 schematisch einen vertikalen Schnitt des Mineralöl-Speicherbehälters nach Fig. 1, während Mineralöl zur Lagerung in diesen eingeführt wird,

F i g. 3 schembtisch einen vertikalen Schnitt des weiter ausgebildeten Mineralöl-Speicherbehälters der Fig. 1, nachdem er mit Mineralöl gefüllt ist,

F i g. 4 schematisch eine Seitenansicht eines weiteren abgeänderten Mineralöl-Speicherbehälters, teilweise im Schnitt, gemäß der der Behälter stabil auf dem Meeresboden aufgesetzt ist und sich das Floß an der Wasseroberfläche befindet, wobei der Behälter teilweise mit Mineralöl gefüllt ist.

Der in den Fi g. 1 bis 3 gezeigte Mineralöl-Speicherbehälter weist einen flüssigkeitsdichten Speicherbehälter 23, der unter die Oberfläche der umgebenden Wassermenge 8 getaucht und z. B. durch Aufsetzen auf dem Meeresboden 19 stabil abgestützt werden kann, und eine Kammer 24 auf, die wiederum auf oder über der Oberfläche der umgebenden Wassermenge 8 abgestützt sein kann. Eine Einrichtung zum Abstützen der Kammer 24 ist in den F i g. 1 — 3 schematisch gezeigt und weist Bauteile 25 auf, die sich zwischen der Kammer 24 und dem Speicherbehälter 23 erstrecken.

Die Kammer 24 ist durch eine Trennwand 26 in eine obere Kammer 27 und eine untere Kammer 28 aufgeteilt. In der Wand 26 sind ein Sumpf 29 und eine Glocke 30 vorgesehen. Eine Rohrleitung 31 stellt über den Sumpf 29 eine Verbindung zwischen der oberen Kammer 27 und dem oberen Teil des Speicherbehälters 23 her. Eine Rohrleitung 32 schafft über die Glocke 30 eine Verbindung zwischen dem oberen Teil der unteren Kammer 28 und dem unteren Teil des Speicherbehälters 23. Eine Entlüftungsrohrleitung 33 stellt über die Glocke 30 eine Verbindung zwischen der unteren Kammer 28 und der Atmosphäre her.

Eine Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 34 mit einem

Überlauf 35 ist durch eine Salzwasser-Rohrleitung 36 mit dem unteren Teil der unteren Kammer 28 verbunden. Eine Hochleistungspumpe 37 ist an ihrem Einlaßende mit einem Tauchrohr 38 verbunden, das mit dem umgebenden Wasser 8 in Verbindung steht, und sie speist über eine Salzwasser-Speiseleitung 39 die

ίο Salz wasser-Aufnahmevorrichtung 34.

Eine Mineralöl-Aufnahmevorrichtung 40, die durch nicht gezeigte Einrichtungen über der Kammer 24 auf passende Weise abgestützt ist ist über eine Mineralölzuführleitung 41 mit dem oberen Teil der oberen Kammer 27 verbunden. Ein Ventil 42 in der Leitung 41 wird vermittels eines Gestänges 43 geöffnet oder geschlossen, das in den F i g. 1 —3 schematisch angedeutet ist. Das erwähnte Gestänge 43 wird durch einen Schwimmer 44 auf eine Art und Weise betätigt die noch beschrieben wird. Eine Mineralöl-Entleerungsleitung 45 mit einem eingebauten Ventil 46 stellt eine Verbindung zwischen dem oberen Tei! der oberen Kammer 27 und einem Tanker (nicht gezeigt) her.

Die Abänderung bzw. weitere Ausbildung gemäß den Fig. 1—3 besteht darin, ein ausreichendes Volumen in der oberen Kammer 27 in der richtigen Höhe relativ zum Überlauf 35 zu schaffen, um die zufällige Abführung der Trennflüssigkeit 15 zusammen mit dem Mineralöl 20 durch die Mineralölentleerungsleitung 45 während des Entleerungsvorgangs des Mineralöls 20 in einen Tanker zu verhindern und um weiter ein ausreichendes Volumen in der unteren Kammer 28 vorzusehen, um die zufällige Abführung der Trennflüssigkeit 15 zusammen mit dem Wasser 18 durch den Überlauf 35 während des Füllens des Mineralöl-Speicherbehälters mit Mineralöl auszuschließen.

Die Höhe des Überlaufs 35 sollte keinen so großen Druck erzeugen, daß dieser Druck des Wassers 18 und der Trennflüssigkeit 15 überschreitet, der in der oberen Kammer 27 beim Abschluß der Entleerung des Mineralöls 20 aus dem Mineralöl-Speicherbehälter vorhanden ist. Wenn nämlich der durch den Überlauf 35 erzeugte Druck diesen Wert überschreitet, dann wird beim oder vor dem Abschluß dieses Vorgangs die Trennflüssigkeit 15 nach oben und in die Mineralölentleerungsleitung 45 gedruckt, und wenn man annimmt, daß das Volumen der Mineralölentleerungsleitung 45 vernachlässigbar ist, schließlich in den Tanker. Die obere Kammer 27 sollte insbesondere so groß sein, daß sie beim Abschluß der Entleerung des Mineralöls 20 aus dem Mineralöl-Speicherbehälter die gesamte Trennflüssigkeit 15 aufnehmen kann, wenn der durch den Überlauf 35 erzeugte Druck den Druck der Trennflüssigkeit 15 und des Wassers 18 in der oberen Kammer 27 ausgleicht.

Das Volumen desjenigen Teils der unteren Kammer 28, das über der Oberseite der Öffnung liegt, welche mit der Leitung 36 verbunden ist, sollte größer als das Volumen der Trennflüssigkeit sein.

Unter den vorstehenden Bedingungen kann die Trennflüssigkeit 15 weder mit dem Mineralöl 20 noch mit dem Wasser 18 beim Abschluß eines der beiden Arbeitszyklen (d. h. Entleeren oder Speichern von Minei alöl 20) abgeführt werden.

Ein Schwimmer 44 spricht auf die Zwischenfläche zwischen dem Wasser 18 und der Trennflüssigkeit 15 an, indem dieser Schwimmer 44 auf dem Wasser 18 schwimmt und in die Trennflüssigkeit 15 einsinkt und

sich daher stets vertikal in Abhängigkeit von vertikalen Schwankungen der Trennflüssigkeit-Wasser-Zwischenfläche bewegt.

Der Schwimmer 44 ist in der unteren Kammer 28 in einer solchen Höhe angeordnet, daß er über das Gestänge 43 das Ventil 42 schließt, wenn eine vorbestimmte Menge der Trennflüssigkeit 15 in die untere Kammer 28 eingetreten ist (d. h., wenn die Trennflüssigkeit-Wasser-Zwischenfläche sich auf einen vorbestimmten Punkt gesenkt hat, der geringfügig über der öffnung liegt, die die Verbindung zwischen der unteren Kammer 28 und der Leitung 36 herstellt). Wenn dieser Punkt im Arbeitszyklus erreicht ist, kann angenommen werden, daß der Mineralöl-Speicherbehälter bis zu seiner Kapazität mit Mineralöl 20 gefüllt ist.

Es sei bemerkt, daß die relativen Höhen des Überlaufs 35, der Mineralölaufnahmevorrichtung 40 und der Mineralöl-Entleerungsleitung 45 so festgelegt sind, daß die Vorrichtung nach den hydraulischen Verdrängungsprinzipien betätigt werden kann. Kurz gesagt, beim Füllen des Mineralöl-Speicherbehälters mit Mineralöl 20 ist die Höhe der Mineralölaufnahmevorrichtung 40 genügend groß, damit das Mineralöl 20 das Wasser 18 durch den Überlauf 35 aus dem Mineralöl-Speicherbehälter verdrängen kann, und beim Entleeren von Mineralöl 20 aus dem Mineralöl-Speicherbehälter reicht die Höhe des Überlaufs 35 ebenfalls aus, damit das Wasser 18 das Mineralöl 20 über die Mineralöl-Entleerungsleitung 45 verdrängen kann. Es versteht sich, daß das Mineralöl 20 und das Wasser 18 sich niemals berühren, sondern vielmehr stets durch die Trennflüssigkeit 15 getrennt sind.

Anschließend wird die Arbeitsweise des Mineralöl-Speicherbehälters beschrieben, der in den F i g. 1 bis 3 gezeigt ist. Es sei darauf hingewiesen, daß diese Arbeitsweise im allgemeinen derjenigen folgt, die im Zusammenhang mit dem Mineralöl-Speicherbehälter der F i g. 1 bis 6 des Hauptpatents beschrieben ist.

Der Mineralöl-Speicherbehälter wird mit Wasser 18 gefüllt und stabil auf dem Meeresboden 19 aufgesetzt. Anschließend wird die Trennflüssigkeil 15, falls erwünscht, über die Mineralölaufnahmevorrichtung 40 oder über eine andere geeignete Rohrleitung in der richtigen Menge in die obere Kammer 27 eingeführt. Der Mineralöl-Speicherbehälter befindet sich nun im allgemeinen in dem in F i g. 1 gezeigten Zustand, mit der Ausnahme, daß zu diesem Zeitpunkt kein Mineralöl 20 in der Mineralölaufnahmevorrichtung 40 vorhanden ist.

Der Mineralöl-Speicherbehälter ist zur Aufnahme von Mineralöl 20 bereit, das in die Mineralölauf'.ahmevorrichtung 40 eingeführt wird, wobei das Ventil 42 geöffnet ist. Das Mineralöl 20 verdrängt die Trennflüssigkeit 15 aus der oberen Kammer 27 in den Speicherbehälter 23 und das Wasser 18 durch den Überlauf 35 nach außen. Im mittleren Abschnitt dieses Arbeitsvorganges befindet sich der Mineralöl-Speicherbehälter in dem in F i g. 2 gezeigten Zustand. Dieser Arbeitsgang wird so lange fortgesetzt, bis die Trennflüssigkeit 15 in die untere Kammer 28 verdrängt worden ist und der Schwimmer 44 abgesunken ist, wodurch das Gestänge 43 betätigt und dadurch das Ventil 42 geschlossen wird. Es versteht sich, daß die Entlüftungsleitung 33 eine ausreichende Höhe hat, um zu verhindern, daß Trennflüssigkeit 15 aus dem Oberteil der Entlüftungsleitung 33 heraus verdrängt wird. Der Mineralöl-Speicherbehälter nimmt nun den in Fig.3 gezeigten Zustand ein.

Wenn es erwünscht ist, das Mineralöl 20 aus dem Mineralöl-Speicherbehälter abzuführen, werden das Ventil 46 geöffnet und die Pumpe 37 betätigt, um Wasser in die Salzwasser-Aufnahmevorrichtung 34 einzuführen. Das Wasser 18 verdrängt die Trennflüssigkeit 15 aus der unteren Kammer 28 in den Speicherbehälter 23 und das Mineralöl 20 in die obere Kammer 27 und von da aus in die Mineralölentleerungsleitung 45.
Im mittleren Abschnitt dieses Arbeitsganges befindet sich der Mineralöl-Speicherbehälter in dem in Fig.2 gezeigten Zustand. Dieser Arbeitsgang wird solange fortgesetzt, bis die Trennflüssigkeit 15 in die obere Kammer 27 verdrängt worden ist und der Druck des Wassers 18 und der Trennflüssigkeit 15 in der oberen

Kammer 27 den durch den Überlauf 35 erzeugten Druck ausgleicht. Der Mineralöl-Speicherbehälter, der sich nun in dem in F i g. 1 gezeigten Zustand befindet, ist von dem Mineralöl 20 entleert.

Der in Fig.4 gezeigte Mineralöl-Speicherbehälter weist einen flüssigkeitsdichten Speicherbehälter 47, der unter die Oberfläche der umgebenden Wassermenge 8 getaucht und z. B. durch Aufsetzen auf dem Meeresboden 19 stabil abgestützt werden kann, und ferner ein tauchfähiges Floß 48 auf, das an die Oberfläche des Wassers 8 gehoben oder wahlweise unter die Oberfläche des Wassers 8 getaucht werden kann. Es wird darauf hingewiesen, daß die Abmessungen des Speicherbehälters 47 ein Vielfaches der Abmessungen des Floßes 48 betragen können.

Das Floß 48 weist eine permanente Auftriebskammer 49 neben dem oberen Teil des Floßes 48, einen oberen Flüssigkeitstank 50 unterhalb der Auftriebskammer 49 und einen unteren Flüssigkeitstank 51 unterhalb des oberen Flüssigkeitstankes 50 auf. Der untere Flüssig-

keitstank 51 ist an seinem Boden mit öffnungen 52 versehen, die mit der Wassermenge 8 in Verbindung stehen. Veränderliche Auftriebskammern 53 sind an den Enden oder Stirnseiten des Floßes 48 angeordnet. Die veränderlichen Auftriebskammern 53 sind so bemessen,

■»ο daß, wenn sie mit Ballast oder Wasser gefüllt sind, das Floß 48 unter die Oberfläche des Wassers 8 absinkt, und wenn diese veränderlichen Auftriebskammern 53 vom Ballast oder Wasser befreit werden, steigt das Floß 48 zur Oberfläche des Wassers 8 hoch, wobei sich der Boden des oberen Flüssigkeitstankes 50 an oder dicht neben der Oberfläche des Wassers 8 befindet. Das Volumen des oberen Flüssigkeitstanks 50 ist größer als das Volumen der Trennflüssigkeit 15 und kann speziell das gesamte Volumen der Trennflüssigkeit 15 zuzüglich

so irgendeiner Wassermenge 18 aufnehmen, die in den oberen Flüssigkeitstank 50 eintreten kann, wenn sich das Floß 48 an der Oberfläche des Wassers 8 befindet. In ähnlicher Weise ist das Volumen des unteren Flüssigkeitstanks 51 größer als das Volumen der Trennflüssigkeit 15. Ein Sumpf 54 ist in der Trennwand zwischen dem oberen und unteren Flüssigkeitstank 50 und 51 vorgesehen, und eine Rohrleitung 55 erstreckt sich vom Sumpf 54 über den Boden des Floßes 48 hinaus, wobei das Ende der Rohrleitung 55 mit einem Anschlußflansch 56 versehen ist.

Ein Anschlußflansch 57 ist an der Oberseite des Speicherbehälters 47 vorgesehen und steht in Verbindung mit dem oberen Teil derselben. Eine biegsame Rohrleitung 58, die an ihren beiden Enden mit Anschlußflanschen 59 versehen ist, ist zwischen den Anschlußflanschen 56 und 57 eingebaut, wodurch der untere Teil des oberen Flüssigkeitstanks 50 in Verbindung mit dem oberen Teil des Speicherbehälters

47 gebracht wird.

Eine Rohrleitung 60, deren oberes Ende mit einem Trichter 61 versehen ist, stellt eine Verbindung zwischen dem oberen Teil des unteren Flüssigkeitstanks 51 und einem Punkt her, der unterhalb des Bodens des Floßes

48 liegt, wobei die Rohrleitung 60 hier in einem Anschlußflansch 62 endet. Eine Rohrleitung 63 schafft eine Verbindung zwischen dem unteren Teil des Speicherbehälters 47 und einem Anschlußflansch 64 an der Oberseite des Speicherbehälters 47. Eine biegsame Rohrleitung 65, die an ihren beiden Enden mit Anschlußflanschen 66 versehen ist, ist zwischen den Anschlußflanschen 62 und 64 eingebaut, wodurch der obere Teil des unteren Flüssigkeitstanks 51 in Verbindung mit dem unteren Teil des Speicherbehälters 47 gebracht wird.

Ein Kabel 67 ist zwischen Vorsprüngen 68 befestigt, die am Floß 48 und am Speicherbehälter 47 befestigt sind. Die Länge des Kabels 67 ist kürzer als die Längen der biegsamen Rohrleitungen 58 und 65, wodurch verhindert ist, daß die biegsamen Rohrleitungen 58 und 65 einer Zugspannung unterworfen werden.

Jede veränderliche Auftriebskammer 53 ist an ihrem Boden mit einer Öffnung 69 versehen, die mit dem Wasser 8 in Verbindung steht. Jede veränderliche Auftriebskammer 53 ist ferner mit einem Magnetventil 70 in einem Entlüftungsrohr 71 ausgerüstet, das eine Verbindung zwischen dem oberen Teil der Kammern 53 und dem Wasser 8 herstellt.

Ein Druckgastank 72 für komprimiertes Gas ist, wie in den Zeichnungen dargestellt ist, in einer der veränderlichen Auftriebskrmmern 53 eingebaut. Eine mit einem Magnetventil 74 versehene Rohrleitung 73 verbindet den Druckgastank 72 mit der Rohrleitung 75, und die letztere steht über schwimmergesteuerte Ventile 76 in Verbindung mit den beiden veränderlichen Auftriebskammern 53. Die Schwimmer 77 sind so ausgeführt, daß sie im Wasser schwimmen und die Ventile 76 öffnen und daß sie in einer gasförmigen Atmosphäre absinken und die Ventile 76 schließen, wobei sie der Wasser-Gas-Zwischenfläche folgen, wie nachstehend beschrieben wird.

Ein Empfänger 78, der verschlüsselte Unterwassersignale aufnehmen kann, ist in einer Außenwand der veränderlichen Auftriebskammer 53 eingebaut und über eine elektrische Leitung 79 mit einer Verstärkervorrichtung 80 oder einem Relais 80 verbunden, die ebenfalls innerhalb der veränderlichen Auftriebskammer 53 befestigt ist. Die Verstärkervorrichtung 80 kann in Abhängigkeit von den verschlüsselten Unterwassersignalen, die der Empfänger 78 aufnimmt, elektrische Signale erzeugen. Die auf diese Weise erzeugten elektrischen Signale werden über Leiter 81 und 82 zu den Magnetventilen 70 und 74 geführt, wodurch diese Magnetventile 70 und 74 in einer Art und Weise betätigt werden, wie dies anschließend beschrieben wird. Der Empfänger 78 und die Verstärkervorrichtung 80, welche durch eine Batterie (nicht gezeigt) gespeist werden, sind üblicherweise im Handel erhältlich, was dem Fachmann bekannt ist, und sie brauchen daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

Eine Rohrleitung 83 steht mit der Rohrleitung 73 zwischen dem Magnetventil 74 und dem Druckgastank 72 in Verbindung, erstreckt sich über die Oberseite des Floßes 48 hinaus und endet in einem Ventil 84. Die Rohrleitung 83 wird bei Bedarf zum Nachfüllen des Druckgastanks 72 mit Gas verwendet

Die Gewichtsverteilung, Lageanordnung und das Volumen der zahlreichen Auftriebskammern im Floß 48 sind so ausgewählt, daß der Auftriebsmittelpunkt des Floßes 48 stets über dem Schwerpunkt des Floßes 48 liegt. Das Floß 48 behält daher stets eine aufrechte Lage bei, gleich ob es schwimmt oder getaucht ist.
Eine Rohrleitung 85 schafft eine Verbindung zwischen dem oberen Teil des oberen Flüssigkeitstanks 50 und einem Punkt über der Oberseite des Floßes 48 und endet in einem Anschlußflansch 86. In der Rohrleitung 85 sind Ventile 87 und 88 eingebaut, wobei das Ventil 88 über ein Gestänge 89 geöffnet oder geschlossen wird, das seinerseits durch einen Schwimmer 90 im unteren Flüssigkeitstank 51 betätigt wird, wie dies in Fig.4 schematisch angedeutet ist. Der Schwimmer 90 ist so ausgeführt, daß er in der Trennflüssigkeit 15 absinkt und im vVasser 18 schwimmt, wobei er das Ventil 88 schließt, wenn die Wasser-Trennflüssigkeit-Zwischenfläche auf eine vorbestimmte Höhe abfällt. Der Schwimmer 90 ist im unteren Flüssigkeitstank 51 in einer solchen Höhe angeordnet, daß er das Ventil 88 schließt, wenn die gesamte Trennflüssigkeit 15 in den unteren Flüssigkeitstank 51 verdrängt worden ist, und es kann angenommen werden, daß an diesem Punkt im Arbeitszyklus die Vorrichtung mit Mineralöl 20 gefüllt ist. Eine Rohrleitung 91 überbrückt das Ventil 88 und ist mit einem Rückschlagventil 92 versehen, das eine Strömung um das Ventil 88 herum in einer Richtung ermöglicht, die vom oberen Flüssigkeitstank 50 zum Anschlußflansch 86 führt, und ferner eine Strömung in umgekehrter Richtung blockiert.

Ein Entlüftungsrohr 93 erstreckt sich vom oberen Teil des oberen Flüssigkeitstanks 50 zu einem Punkt über dem Floß 48 und ist an seinem oberen Ende mit einem Ventil 94 ausgerüstet. In ähnlicher Weise verläuft ein Entlüftungsrohr 95 vom oberen Teil des unteren Flüssigkeitstanks 51 zu einem Punkt über dem Floß 48 und ist an seinem oberen Ende mit einem Ventil 96 versehen.

Anschließend wird die Arbeitsweise des in Fig.4 gezeigten Mineralöl-Speicherbehälters beschrieben.

Der Speicherbehälter 47 wird entweder schwimmend oder mittels eines weiteren Schiffes zum Einsatzort gebracht. Der Speicherbehälter 47 wird dann über den Anschlußflansch 64 und die Rohrleitung 63 mit Wasser gefüllt, wobei die Luft innerhalb des Speicherbehälters 47 über den Anschlußflansch 57 abgelassen wird. Der erwähnte Speicherbehälter 47 sinkt dann ab, bis er auf dem Meeresboden 19 stabil abgestützt ist bzw. aufliegt Hierauf wird das Floß 48 über den untergetauchten

Speicherbehälter 47 geschleppt wobei sämtliche Venti-Ie des Floßes geschlossen sind. Das Kabel 67 wird zwischen den Vorsprängen 58 befestigt, wodurch das Floß 48 über den getauchten Speicherbehälter 47 verankert wird. Das Floß 48 kann somit als eine Ankerboje arbeiten. Die Anschlußflansche 59 der biegsamen Rohrleitung 58 werden an den Anschlußflanschen 56 und 57 am Floß 48 bzw. dem Speicherbehälter 47 befestigt. In gleicher Weise werden die Anschlußflansche 66 der biegsamen Rohrleitung 65 an den Anschlußflanschen 62 und 64 am Floß 48 bzw. am Speicherbehälter 47 fest angebracht

Das Ventil 96 im Entlüftungsrohr 95 kann nunmehr geöffnet werden, so daß Wasser 18 durch die Öffnungen 52 in das Floß 48 eintreten und den unteren Flüssigkeitstank 51 fluten kann, woraufhin das Ventil 96

<>5 geschlossen wird. Es wird an dieser Stelle bemerkt, daß der Schwimmer 90 aufgrund der Einleitung des Wassers 18 in den unteren Flüssigkeitstank 51 nach oben gestiegen ist und über das Gestänge 89 das Ventil 88

geöffnet hat.

Eine Rohrleitung (nicht gezeigt), die mit einer Quelle oder einem Vorrat einer Trennflüssigkeit 15 in Verbindung steht (z. B. auf einem nicht gezeigten Tanker), wird am Anschlußflansch 86 der Rohrleitung 85 angeschlossen. Das Ventil 87 in der Rohrleitung 85 und das Ventil 94 im Entlüftungsrohr 93 werden geöffnet. Nun wird die erforderliche Menge Trennflüssigkeit 15 über die Rohrleitung 85 in den oberen Flüssigkeitstank 50 eingeführt, wobei die evtl. vorhandene Luft im oberen Flüssigkeitstank 50 durch das Entlüftungsrohr 93 entweicht. Das Ventil 94 wird dann geschlossen und die zuvor erwähnte Rohrleitung (nicht gezeigt), die mit der Trennflüssigkeitsquelle in Verbindung steht, wird vom Anschlußflansch 86 getrennt.

Eine Rohrleitung (nicht gezeigt), die mit dem Mineralöl 20 (z. B. auf einem nicht gezeigten Tanker) verbunden ist, wird jetzt am Anschlußflansch 86 der Rohrleitung 85 befestigt, und Mineralöl 20 wird in den oberen Flüssigkeitstank 50 eingeführt, welches die Trennflüssigkeit 15 durch die Rohrleitung 55 in den Speicherbehälter 47 verdrängt. Das Wasser 18 wird von der Trennflüssigkeit 15 durch die Leitungen 63 und 65 nach oben in den unteren Flüssigkeitstank 51 und durch die öffnungen 52 nach außen verdrängt. Die Einführung des Mineralöls 20 durch die Leitung 85 wird solange fortgesetzt, bis die gesamte Trennflüssigkeit 15 in den unteren Flüssigkeitstank 51 eingetreten ist, und es kann dann angenommen werden, daß der Mineralöl-Speicherbehälter mit Mineralöl 20 gefüllt ist. Es wird besonders darauf hingewiesen, daß in dieser Arbeitsphase infolge der Kapazität des unteren Flüssigkeitstanks 51 nichts von der Trennflüssigkeit 15 in die umgebende Wassermenge verdrängt wird. Der Schwimmer 90 im unteren Flüssigkeitstank 51 ist so eingestellt, daß er auf das Absinken der Wasser-Trennflüssigkeit-Zwischenfläche auf eine Höhe anspricht, die anzeigt, daß sich die gesamte Trennflüssigkeit 15 im unteren Flüssigkeitstank 51 befindet An diesem Punkt schließt der Schwimmer 90 über das Gestänge 89 das Ventil 88 und signalisiert dadurch den Abschluß des Einfüllvorgangs. Das Ventil 87 wird geschlossen und die zuvor erwähnte Rohrleitung (nicht gezeigt), die mit dem Mineralöl 20 in Verbindung steht, wird vom Anschlußflansch 86 getrennt

Das Floß 48 ist nun bereit, unter die Oberfläche der Wassermenge 8 getaucht zu werden. Nun wird ein verschlüsseltes Unterwassersignal von einem Sender erzeugt, der zum Beispiel auf dem Tanker angeordnet ist, und durch den Empfänger 78 aufgenommen, der die Verstärkervorrichtung 80 betätigt, um die Elektromagnete der Magnetventile 70 zwecks Öffnung dieser Magnetventile 70 in Funktion zu setzen, wodurch die veränderlichen Auftriebskammern 53 entlüftet werden und zugelassen wird, daß Wasser von der umgebenden Wassermenge 8 durch öffnungen 69 in die veränderlichen Auftriebskammern 53 eintreten kann. Die veränderlichen Auftriebskammern 53 sind so bemessen, daß sie die Auftriebskraft des Floßes 48 auf eine negative Auftriebskraft verringern können, wenn sie mit genügend Ballast versehen sind. Wenn das Wasser in die Auftriebskammern 53 eintritt, wird die Schwimmfähigkeit des Floßes 48 verringert, und schließlich sinkt das Floß unter die Oberfläche der Wassermenge 8 ab. Die Lage des Auftriebsmittelpunktes über dem Schwerpunkt im Floß 48 gewährleistet, daß das Floß, auch wenn es untergetaucht ist eine seitenrichtige oder aufrechte Lage beibehält Nun wird ein verschlüsseltes Unterwassersignal ausgesandt, um über den Empfänger 78 und die Verstärkervorrichtung 80 die Magnetventile 70 zu schließen.

Es sei angenommen, daß nun das Mineralöl 20 aus dem Mineralöl-Speicherbehälter abgezogen und auf ein Schiff geladen werden soll. Hierzu ist es notwendig, das Floß 48 wieder zu heben, bevor das Mineralöl 20 aus dem Speicherbehälter 47 abgezogen werden kann. Wenn die veränderlichen Auftriebskammern 53 mit

ίο Wasser geflutet sind, sind die Schwimmer 77 in ihre oberen Stellungen gehoben, und ihre entsprechenden Ventile 76 sind geöffnet. Durch einen auf dem Schiff (nicht gezeigt) angeordneten Sender wird ein verschlüsseltes Unterwassersignal erzeugt und von dem Empfänger 78 aufgenommen, der die Verstärkervorrichtung 80 betätigt, um den Elektromagneten des Magnetventils 74 zwecks öffnung des Magnetventils 74 in Funktion zu setzen.

Gas aus dem Druckgastank 72 tritt in die veränderlichen Auftriebskammern über Leitungen 73 und 75 unter Druck ein und verdrängt das Wasser aus den veränderlichen Auftriebskammern durch öffnungen 69 nach außen in die umgebende Wassermenge 8. Während dieser Vorgang fortgesetzt wird, und die veränderlichen Auftriebskammern 53 vom Ballast befreit werden, erfährt das Floß 48 eine positive Auftriebskraft steigt zur Oberfläche der Wassermenge 8 hoch und nimmt eine Schwimmstellung ein. Wenn die veränderlichen Auftriebskammern 53 um das gewünschte Maß vom Ballast befreit worden sind, so daß die Gas-(oder Luft-)Wasser-Zwischenflächen in diesen Kammern 53 auf einen vorbestimmten Stand abgesunken sind, schließen die Schwimmer 77, die diesen Zwischenflächen nach unten gefolgt sind, bei dem vorbestimmten Stand die Ventile 76, wodurch die Gasströmung aus dem Druckgastank 72 abgestellt wird. Im Interesse einer Einsparung von Gas können die Schwimmer 77 so eingestellt werden, daß sich die Ventile 76 schließen, bevor die Gas-Wasser-Zwischenfläche auf die gewünschte Höhe abgesunken ist (d. h., bevor die veränderlichen Auftriebskammern 53 vollständig vom Ballast befreit sind), wobei der Gasdruck in den veränderlichen Auftriebskammern 53 genügend hoch sein muß, um das Wasser 18 durch die öffnungen 69 auszutreiben, wenn das Floß 48 steigt und der hydrostatische Druck auf das Floß abnimmt Nun wird ein verschlüsseltes Unterwassersignal von dem Sender auf dem Schiff (nicht gezeigt) erzeugt und durch den Empfänger 78 aufgenommen, der die Verstärkervorrichtung 80 betätigt, um den Elektromagnet des Magnetventils 74 zwecks Schließung dieses Magnetventils 74 in Funktion zu setzen. Eine Rohrleitung (nicht gezeigt), die mit dem Tanker in Verbindung steht, wird mit dem Anschlußflansch 86 an der Rohrleitung 85 verbunden. Es wird in Erinnerung gebracht, daß der Schwimmer 90 das Ventil 88 geschlossen hat Das Ventil 87 ist geöffnet und der hydrostatische Druck der Wassermenge 8, der durch die Öffnung 52 hindurch ausgeübt wird, ist genügend groß, um die Trennflüssigkeit 15 aus dem unteren Flüssigkeitstank 51 durch die Rohrleitung 65 nach unten in den Speicherbehälter 47 zu verdrängen und weiter das Mineralöl 20 vor der Trennflüssigkeit 15 aus dem Speicherbehälter 47 durch die Leitung 58 nach oben in den oberen Flüssigkeitstank 50 und von da aus durch die Leitung 85 und das Rückschlagventil 92 zum Tanker zu drücken. Das heißt, das Verhältnis der Wassertiefe zur Höhe des höchsten Punktes im Mineralölladesystem über dem Meeresbo-

den 19 ist größer als das Verhältnis der Mineralöldichte zur Wasserdichte. Während dieser Arbeitsvorgang weiterläuft, steigt die Trennflüssigkeit-Wasser-Zwischenfläche im unteren Flüssigkeitstank 51, wodurch der Schwimmer 90 nach oben geführt und hierbei das Ventil 88 geöffnet wird, so daß hierauf etwas von der Strömung des Mineralöls 20 vom Floß 48 weg nach außen über das Ventil 88 verläuft.

Wie schon erwähnt, sind die veränderlichen Auftriebskammern 53 so bemessen, daß, wenn sie vom Bal'ast befreit sind, das Floß 48 soweit aus dem Wasser herausragt, daß der Boden des oberen Flüssigkeitstanks 50 an oder dicht neben der Wasseroberfläche gehalten wird. Ferner kann das Volumen des oberen Flüssigkeitstanks 50 das gesamte Volumen der Trennflüssigkeit 15 sowie evtl. vorhandenes Wasser 18 aufnehmen, das möglicherweise in den oberen Flüssigkeitstank 50 eindringt. Es ist somit erkennbar, daß die hydraulische Verdrängung des Mineralöls 20 aus dem Mineralöl-Speicherbehälter selbsttätig aufhört, wenn die gesamte Trennflüssigkeit 15 in den oberen Flüssigkeitstank 50 verdrängt worden ist und der Druck der umgebenden Wassermenge 8 sich im Gleichgewichtszustand mit dem Druck des Wassers 18 und der Trennflüssigkeit 15 im Mineralöl-Speicherbehälter befindet. Es wird besonders darauf hingewiesen, daß nicht die geringste Menge von der Trennflüssigkeit 15 in dieser Arbeitsphase der Erfindung in den Tanker verdrängt oder gedrückt werden kann, und zwar aufgrund der ICapazität und der angehobenen Lage des oberer Flüssigkeitstankes 50. Beim Abschluß dieses Schrittes wird die zuvor erwähnte Rohrleitung (nicht gezeigt), die die Verbindung zum

ίο Tanker herstellt, vom Anschlußflansch 86 gelöst, und das Ventil 87 wird geschlossen.

Die Magnetventile 70 werden mittels des verschlüsselten Unterwassersignals, wie zuvor beschrieben, geöffnet, und zwar über den Empfänger 78 und die Verstärkervorrichtung 80, und das Floß 48 wird in eine verborgene Stellung unter der Oberfläche der Wassermenge 8 versenkt, woraufhin die Magnetventile 70 mittels eines anderen verschlüsselten Unterwassersignals in der gleichen Weise geschlossen werden.

Wenn es erwünscht ist, den Mineralöl-Speicherbehälter wieder mit Mineralöl 20 aufzufüllen, wird das Floß 48, wie oben beschrieben, durch ein verschlüsseltes Unterwassersignal gehoben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mineralöl-Speicherbehälter, der Mineralöl unterhalb der Meeresoberfläche speichert, bei dem Mineralöl oder Wasser abwechselnd verdrängt werden und eine Trennflüssigkeit auf dem Wasser aufgebracht wird, die in Mineralöl und Wasser unlöslich ist und ein spezifisches Gewicht aufweist, das zwischen dem spezifischen Gewicht von Mineralöl und Wasser liegt, mit einem unter Wasser angeordneten Speicherbehälter und einem über die Wasseroberfläche hinausragenden Bauteil, wobei der Behälter mit einer Einrichtung versehen ist, um Mineralöl und Wasser in den Speicherbehälter einzuführen oder aus diesem abzuziehen und eine weitere Einrichtung aufweist, um im Speicherbehälter eine Schicht aus einer Trennflüssigkeit zwischen Mineralöl und Wasser und in Berührung mit ihnen zu bilden, die auf dem Wasser schwimmt und Mineralöl und Wasser vollständig trennt, wobei diese weitere Einrichtung eine Leitung aufweist, die die Verbindung zwischen einer Trennflüssigkeitsquelle und dem Innenraum des Speicherbehälters in dessen oberen Teil herstellt, nach Patent 12 75 955, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine obere Kammer (27, 50) und eine untere Kammer (28,51), die oberhalb des Speicherbehälters (23, 47) angeordnet sind, eine Zuführeinrichtung (40—46, 85—96), die in Kommunikation mit dem oberen Teil der oberen Kammer (27, 50) steht, um Trennflüssigkeit (15) in die obere Kammer (27, 50) einzuführen sowie Mineralöl (20) in die obere Kammer (27, 50) einzuführen und aus dieser abzuziehen, eine Rohrleitung (31, 55 bis 59), die zwischen dem unteren Teil der oberen Kammer (27,

50) und dem oberen Teil des Speicherbehälters (23, 47) eingeschaltet ist, eine Einrichtung (34—36, 52) die mit dem unteren Teil der unteren Kammer (28,

51) kommuniziert, um Wasser (18) in die untere Kammer (28, 51) einzuführen und aus dieser abzuziehen, sowie Rohrleitungen (32, 60—66) aufweist, die zwischen dem oberen Teil der unteren Kammer (28, 51) und dem unteren Teil des Speicherbehälters (23, 47) eingeschaltet sind, wobei das Volumen der oberen und unteren Kammern (27, 50; 28, 51) jeweils wenigstens gleich ist mit dem Volumen der Trennflüssigkeit (15), die in den Speicherbehälter eingeführt ist.

2. Mineralöl-Speicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und untere Kammer (27, 28) in einer Kammer (24) enthalten sind, daß Einrichtungen (25) zum Abstützen der Kammer oberhalb des Speicherbehälters vorgesehen sind, daß die Kammer (24) eine horizontale Trennwand (26) aufweist, die die obere und untere Kammer trennt, daß ein Sumpf (29) in der Trennwand vorgesehen ist, der mit der oberen Kammer kommuniziert, daß die Rohrleitung (31) über den Sumpf eine Verbindung zwischen der oberen Kammer und dem oberen Teil des Speicherbehälters herstellt, daß eine Glocke (30) in der Trennwand vorgesehen ist, die mit der unteren Kammer kommuniziert und daß eine Rohrleitung (32) vom oberen Teil der unteren Kammer durch die Glocke und den unteren Teil des Speicherbehälters geführt ist.

3. Mineralöl-Speicherbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Kammer (50, 51) innerhalb eines Floßes (48) angeordnet sind, das mit dem Speicherbehälter (47) in Verbindung steht, wobei sich das Floß (48) in bezug auf den Speicherbehälter (47) nach oben und unten bewegen kann, und daß Einrichtungen (70,71; 72—76) vorgesehen sind, die das Floß (48) an der Oberfläche des umgebenden Wassers zum Schwimmen bringen oder wahlweise das Floß (48) unter die Oberfläche des umgebenden Wassers tauchen.