DE2014422A1 - Ventil für eine Vorrichtung zum Heben von gesunkenen Wasserfahrzeugen - Google Patents

Description

Jim Douglas HELBIG, Brighton, Colorado, V.St.A. und CYCLO MANUFACTURING COMPANY, Denver, Colorado, V*St.A,

Ventil für eine Vorrichtung zum Heben von gesunkenen Wasserfahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Heben von gesunkenen Wasserfahrzeugen und bezieht sich Insbesondere auf eine Ventileinrichtung für Auftriebselemente, die Teil einer derartigen Vorrichtung sind*

In der in der US-Patentschrift 3 303 808 beschriebenen Vorrichtung zum Heben von gesunkenen Wasserfahrzeugen werden ventillose Auftriebselemente für den angegebenen Zweck verwendet. Die in dieser Patentschrift beschriebene Vorrichtung besteht aus einer Vielzahl von hohlen Auftriebselementen in Form von Kugeln, welche Wände besitzen, die gegenüber Luft und Wasser undurchlässig sind. Jede Kugel ist mit einer sehr kleinen öffnung versehen, durch welche Luft automatisch in das Element gelangt, wenn der Luftdruck außen größer 1st als im Inneren der Elemente. Desgleichen entweicht die Luft automatisch aus den Elementen, wenn der Druck innen größer als außerhalb der

00 9847/1012

BAD ORIGINAL *

Elemente ist. Jedoch kann durch diese Öffnungen kein Wasser eindringen, wenn die Drucke innerhalb und außerhalb der Elemente im wesentlichen gleich sind. Die in der erwähnten US-Patentschrift beschriebene Vorrichtung besitzt ferner eine Druckkammer, welche die Hohlelemente enthält und mit Luft bis zu einem vorherbestimmten Druck unter Druck gesetzt ist, wobei der Druck wenigstens gleich dem Wasserdruck an der Stelle des zu hebenden gesunkenen Wasserfahrzeugs ist, um automatisch die unter Druck stehende Luft in die Auftriebselemente durch die öffnungen solange einströmen zu lassen, bis die Innen- und Außendrucke ungefähr gleich sind.

Diese Behandlung des Hohlelements geht ihrer Einbringung in das zu hebende Wasserfahrzeug voraus und verhindert eine Zerstörung der Hohlelemente infolge des erhöhten Außendrucks, der dann auftritt, wenn die Elemente zu einem gesunkenen Wasserfahrzeug abgelassen werden·

Obwohl die bisher verwendeten ventillosen Kugeln oder Bälle hinsichtlich ihrer Größe keinerlei Beschränkungen unterworfen waren, so waren sie dennoch relativ klein und besaßen etwa die Größe von Tischtennisbällen. Sie bestanden aus hohlen Gehäusen aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material und waren mit einer oder mehreren sehr kleinen öffnungen versehen, welche die Funktion erfüllen sollten, Luft in die Bälle hinein- und aus den Bällen herauszulassen. Außerdem verhinderten die öffnungen ein Eintreten von Wasser, wie der erwähnten US-Patentschrift zu entnehmen ist.

Unter einigen Bedingungen ist es zweckmäßig, größere Kugeln als die bisher für diesen Zweck verwendeten einzusetzen und Ventileinrichtungen vorzusehen, welche auf die wechselnden Druckbedingungen ausgelegt sind, denen die Vorrichtung unterzogen werden kann. Derartige Bedingungen hängen von der Tiefe

009847/1012 BAOORiQINAl.

des gesunkenen Wasserfahrzeugs ab. Außerdem spielen wechselnde Wassertiefen und -drucke eine Rolle, welche auf die Gezeiten sowie andere variable Faktoren zurückzuführen sind.

Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung einer Ventileinrichtung, die in der Weise konstruiert ist, daß sie innerhalb und außerhalb der Auftriebselemente ein vorherbestimmtes Druckgefälle erfordert, damit entweder Luft oder Wasser in die Elemente hinein- oder aus den Elementen herausgelangen kann, wobei diese Ventileinrichtung ferner in der Weise ausgelegt ist, daß weder " Luft noch Wasser in, irgendeiner Richtung strömen kann, bis " ein vorherbestimmtes Druckgefälle erreicht worden ist. Erfindungsgemäß konstruierte Ventile, die dahingehend wirken, daß sie ein Eintreten von Luft oder Wasser in Auftriebselemente oder ein Austreten von Luft oder Wasser aus Auftriebselement.en nur dann gestatten, wenn das vorstehend erwähnte vorherbestimmte Druckgefälle existiert, überwinden die Nachteile, welche dann auftreten, wenn Gezeiten oder Wellen zeitweilig die Drucke verändern, denen die Auftriebselemente ausgesetzt sind (wobei mit einer Druckänderung auch ein Ein- bzw. Ausdringen von Luft oder Wasser verbunden ist), nachdem sie in das zu hebende gesunkene Wasserfahrzeug eingebracht worden sind. Beispielsweise können die Auftriebselemente in einer Druckkammer i oder -leitung in der Weise vorbehandelt worden sein, daß sie einen Innendruck von 45,4 kg (100 pounds) besitzen, wobei dieser Druck dem Luftdruck in der Kammer oder Leitung entspricht und außerdem dem Druck entspricht, der vermutlich auf die Elemente In der Wassertiefe einwirkt, auf welche sie zu einem gesunkenen Wasserfahrzeug herabgelassen werden. Gezeiten oder Wellen können zeitweilig diesen äußeren Druck verändern, beispielsweise durch Erhöhung auf 47,6 kg (105 pounds)« Dieser Unterschied von 2,2 kg (5 pounds) zwischen dem Innen- und dem Außendruck, der die Auftriebselemente beeinflußt, reicht nicht dazu aus» die Elemente zu zerstören. Er reichte bisher vielmehr dazu. Luft oder Wasser durch die Öffnungen zu schicken, welche in den Kugeln vorgesehen wären, die zum Heben von ge-

009847/1012 BADOftiGINAL

sunkenen Wasserfahrzeugen verwendet wurden. Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Ventileinrichtung, die ein Ein- bzvr. Austreten von Luft oder Wasser in die Antriebselemente bzw. aus den Auftriebselementen heraus verhindert, bis ein vorherbestimmter Druckunterschied vorliegt.

Die erfindungsgemäße Ventileinrichtung läßt sich in abnehmbarer Weise an den Auftriebselementen befestigen, so daß eine erneute Verwendung möglich ist. Außerdem sind die einzelnen erfindungsgemäßen Ventileinrichtungen in austauschbarer Weise an Elementen mit verschiedener Größe sowie unter wechselnden Bedingungen verwendbar, beispielsweise in Vorrichtungen zum Heben von gesunkenen Wasserfahrzeugen, die in verschiedenen Wassertiefen liegen oder der Einwirkung von wechselnden Drucken infolge von Gezeiten oder anderen Paktoren unterzogen sind.

Die Erfindung wird an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 ist eine Querschnittsansicht eines Teils einer Hohlkugel, die mit einem erfindungsgemäßen Ventil versehen ist.

Figur 2 1st eine Querschnittsansicht ähnlich Figur 1 und zeigt einen anderen Typ der Ventileinrichtung.

Figur 3 ist eine fragmentarische Ansicht, welche das Ventil von Figur 1 zeigt, und zwar dann, wenn der Außendruck größer 1st als der Druck in dem Auftriebßölement.

In der in Figur 1 gezeigten AusfUhrungsform der Erfindung gibt die Bezugßzahl 10 eine Hohlkugel aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material vrleder. Dieses Material ist leicht genug, um in Wasser einen Auftrieb zu erleiden, und ist ferner dazu in der Lage, den Drucken zu widerstehen, welche auf die Auftriebskugeln durch physikalischen Kontakt

0098A7/ 1012
BAD ORIGINAL.

mit anderen Kugeln und mit den Wänden des gesunkenen Wasserfahrzeugs einwirken. Außerdem vermag das Material begrenzten Druckunterschieden innerhalb und außerhalb der Auftriebselemente infolge wechselnder Druckbedingungen zu widerstehen, dio auf Gezeiten und Wellen zurückzuführen sein können. Die Kugel 10 ist mit einer Öffnung versehen, welche durch den Rand Ϊ1 begrenzt ist. Die Öffnung kann kreisförmig sein oder jede andere Form besitzen. Die Ventileinrichtung 12 besteht aus einem Diaphragma aus einem biegsamen und federnden Material mit einem relativ flachen zentralen Teil 13 und einem Außenteil, das dicker als der zentrale Teil ist und in sich seitlich erstreckenden Flanschen endet. Der äußere Flansch 14 liegt über der äußeren Oberfläche der Kugel 10 in üfachbarstellung zu der Öffnung, während der innere Flansch 15 an die innere Oberfläche der Kugel 10 In Nachbarstellung zu der Öffnung anstößt,; welche durch den Rand 11 definiert wird. Der Rand 11 der Kugel rund um die Öffnung paßt in die ringförmige Aussparung, welche zwi-_t sehen den Flanschen 14 und 15 des Diaphragmas 12 ausgebildet ist. , ·

Der zentrale Teil 13 des federnden Diaphragmas ist mit einer Öffnung oder einem Schlitz 16 versehen, die bzw. der sich durch das Diaphragma erstreckt, Jedoch kein Wasser oder keine Luft durchläßt, wenn der Innen- und der Außendruck, die auf das Element 10 einwirken, gleich sind. 1st der Außendruck größer als der Innendruck, so wie dies dann der Fall ist, wenn die Auftriebselemente der Einwirkung von Druckluft in der Druckkammer unterzogen v/erden, welche in der US-Patentschrift 3 303 808 beschrieben wird, und zwar vor der Einbringung in ein gesunkenes Wasserfahrzeug, dann wird der relativ dünne federnde und flexible zentrale Teil 13 nach innen gezwungen, so wie dies aus der Figur 3 hervorgeht. Der Schlitz 16 wird dabei in einem Maße geöffnet, das dazu ausreicht, ein Eindringen von unter Druck stehender Luft in die Kugel 10 zu gestatten. Ist der Innendruck in der Kugel größer als der Außendruck, so wie dies dann der Fall ist, wenn ein gesunkenes Wasserfahrzeug gehoben wird und die Wasseroberfläche er-

009847/1012

reicht, dann wird der zentrale Teil 13 des Diaphragmas 12 nach außen gezwungen, wodurch sich der Schlitz 16 in einem Maße öffnet, das dazu ausreicht, daß Innenluft und gegebenenfalls Wasser aus der Kugel 10 solange austreten» bis der Außen- und der Innendruck Im wesentlichen gleich sind.

Die Konstruktion ist derart, daß das Ventilelement 12 zum Verschließen der Öffnung in die Kugel 10 ohne eigene Befestigungseinrichtungen eingesetzt werden kann. Desgleichen kann es entfernt und durch eine andere ähnliche Ventileinrichtung ersetzt werden, in welcher die Größe des Schlitzes 16 oder die Dicke des Diaphragmas verschieden sind, um die Ventileinrichtung anderen Drucken anzupassen.

In Fig. 2 wird eine Auftriebskugel 20 gezeigt, die der Kugel ähnlich ist. Diese Kugel ist mit zwei Öffnungen versehen, wobei eine durch die Ventileinrichtung 21 zum Einleiten von Luft in die Kugel und die andere durch die Ventileinrichtung 22 zum Außleiten von Luft aus der Kugel versehen ist, um den Innen- und den Außendruck auf den gleichen Wert einzustellen. Die am Ende mit einer Öffnung versehenen becherförmigen Gehäuse 23, die jeden der Ventilmechanismen 21 und 22 umgeben, können ein Ganzes mit der Kugel 20 bilden oder können in die Öffnungen in der Kugel eingesetzt sein. Die Ventileinrichtungen 21 und können von den Gehäusen 23 entfernt sein. Ferner können die Gehäuse 23 und ihre Inhalte von der Kugel entfernbar sein, und zwar für einen Ersatz durch ähnliche Teile, die für eine Verwendung unter wechselnden Druckbedingungen geeignet sind.

Jedes der Ventile 21 und 22 weist eine Stirnwand 24 auf, die mit einer Öffnung 25 versehen ist. In Fig. 2 zeigt das Ventil 22 die Stellung der Kugel 26 und der Feder 27, wenn der Innendruck in der Kugel 20 größer ist als der Außendruck. Das Ventil 21 zeigt die Stellung der Kugel 26 und der Feder 27»

009847/1012

■-. τ -

wenn der Außendruck größer 1st als der Innendruck in der Kugel 20. Es ist darauf hinzuweisen, daß natürlich nur eines der zwei Ventile auf einmal in Wirkung treten kann» und zwar je nach den Druckbedingungen, welche die Kugel 20 "beeinflussen.

009847/1012

Claims (1)

1. «· 8 «Μ

   Patentansprüche

   ( 1. J Ventileinrichtung für Auftriebselemente, die in einer Vor- ^rtchtung zum Heben von gesunkenen Wasserfahrzeugen verwendet werden, gekennzeichnet durch ein hohles Auftriebselement (10) mit einer Öffnung (11), die sich durch die Wand des Elements erstreckt, und eine Ventileinrichtung (12), welche die Öffnung in dem Element bedeckt, wobei die Ventileinrichtung ein Fließen von Wasser oder Luft solange in Jeder Richtung verhindert, bis ein vorherbestimmtes Druckgefälle zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Elements vorliegt, und wobei diese Einrichtung ein Fließen von Luft oder Wasser nur dann erlaubt, wenn ein vorherbestimmter Druckunterschied zwischen dem Innendruck und dem Außendruck des Elements erreicht worden 1st.

   2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung Ö-2)in der Weise arbeitet, daß sie ein Durchfließen von Wasser oder Luft nur dann erlaubt, wenn der Druckunterschied zwischen dem Außendruck und dem Innendruck des Elements (10) die maximale Grenze erreicht hat, welche durch Wellen- und Gezeiten-Bedingungen, welche den Druck des Wassers beeinflussen, in weichem das Wasserfahrzeug gesunken ist, vorherbestimmt ist.

   3· Ventileinrichtung für eine Vorrichtung zum Heben von gesunkenen Wasserfahrzeugen, gekennzeichnet durch ein hohles Auftriebselement O-O) mit einer Öffnung (11), die sich durch die Wand des Elements erstreckt, ein Diaphragma (12), welches die Öffnung (11) in dem Element (10) bedeckt und einen flexiblen und federnden Teil (13) mit einer Öffnung (16) aufweist, die kein Durchfließen von Luft zuläßt, wenn der Druck

   009847/ 1012 BAD ORiGiNAL

   —· 9 — '

   innerhalb und außerhalb des Hohlelements (10) im wesentlichen einander gleich sind, wobei der mit einer Öffnung versehene Teil (13) des Diaphragmas (12) automatisch auf vorherbestimmte ungleiche Drucke gegen gegenüberliegende Seiten anspricht und gebogen wird» wodurch die Öffnung verändert wird und ein Durchfließenlassen von Luft erlaubt, und eine Einrichtung (14), mit deren Hilfe das Diaphragma auf dem Hohlelement zur Bedeckung ihrer Öffnung (11) in dem Element befestigt ist«

   4· Ventileinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, '■" daß das Diaphragma (12) Außenflansche (14) aufweist, die auf den äußeren und inneren Oberflächen des Hohlelements aufliegen, das die Öffnung in dem Element umgibt, und eine Aussparung für die Aufnahme des Randes des Elements bilden, welcher der Öffnung benachbart ist.

   5. Ventileinrichtung nach Anspruch 3« dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (16) in dem Diaphragma aus einem Schlitz besteht, der sich in einem rechten Winkel zu den Hauptoberflächen des Diaphragmas (12) erstreckt, wobei die Winkel der Oberflächen, welche den Schlitz begrenzen, verändert werden, wenn das Diaphragma als Folge ungleicher vorherbestimmter j Drucke gegen gegenüberliegende Selten des Diaphragmas gebogen wird. .

   6. Ventileinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Diaphragma gebogen wird und sich nach innen oder nach außen in das Hohlelement (10) hinein oder aus diesem heraus als Folge vorherbestimmter ungleicher Drucke auf gegenüberliegende Seiten des Diaphragmas bewegt» und die Öffnung (16) in dem Diaphragma vergrößert 1st, wenn das Diaphragma gebogen . wird* ..:■'... ' ■

   009847/1012

   7. Ventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflanscheinrichtungen (14) biegsam sind und manuell zur Entfernung des Diaphragmas (12) von dem Hohlelement gelöst werden können·

   8. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Ventilpaar (21, 22) umfaßt, wobei eines der Ventile ein Durchfließen von Luft oder Wasser als Folge eines vorherbestimmten inneren Druckes in dem Hohlelement ermöglicht,

   _ während das andere ein Durchfließen von Luft oder Wasser als P Folge eines vorherbestimmten Druckes, der von außen auf das Hohlelement wirkt, gestattet.

   009847/1012