DE2243177A1

DE2243177A1 - Schiff mit geschlossenem lasttank

Info

Publication number: DE2243177A1
Application number: DE2243177A
Authority: DE
Inventors: Michael John Chappell; William Stephen Martin
Original assignee: WILSON WALTON INT Ltd
Current assignee: WILSON WALTON INT Ltd
Priority date: 1971-09-06
Filing date: 1972-09-01
Publication date: 1973-04-12
Also published as: SE392861B; FR2152150A5; NO135413C; GB1355995A; DE2243177B2; ES406291A1; NL7212128A; US3839982A; DE2243177C3; JPS4835580A; IT964425B; NO135413B

Description

DR-ING. DIPL.-ING. M. SC. DIPU^PHYS. DR. DIPL.-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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30. Aug. 1972

Wilson, Walton International Limited

Wellesley Road

Croydon, Surrey, England

und

William Stephen Martin

Hosey Hill

Westerham, Kent, England

Schiff mit geschlossenem Lasttank

Die Erfindung betrifft ein Schiff mit geschlossenem Lasttank bzw. genauer gesagt ein Tankschiff, dessen Tanks unter abgeschlossenen Bedingungen beladen und entladen werden.

Es ist bekannt, während des Entladevorgangs Gas aus dem Tank durch ein Ventil für konstante Geschwindigkeit zu entlüften, was die Wirkung hat, daß während des Ladevorganges in dem Tank ein vorgegebener positiver Druck aufrecht erhalten wird;

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dieses Ventil wirkt jedoch als Rückschlagventil, d.h. als nicht umkehrbares Ventil, wenn der Ladevorgang beendet ist. Im Falle eines schnellen Ausflusses der Flüssigkeit aus einem vollen Tank kann jedoch im oberen Bereich des Tanks ein so ausreichendes Vakuum erzeugt werden, daß das Deck bzw. Lukendeckel über dem Tank kollabieren.

Weiterhin ist bekannt, einen Schiffstank unter geschlossenen Bedingungen zu entladen und dabei die entnommene Flüssigkeit durch ein von dem Schiffskessel abgeleitetes inertes Gas zu ersetzen. Solche inerten Gassysteme sind kompliziert und so angeordnet, daß sie automatisch im Falle eines Fehlers in irgendeiner Stufe des Systems abschließen, d.h. eine Betriebsunterbrechung bewirken. Im Falle einer solchen automatischen Betriebsunterbrechung in dem System ist es möglich, daß von den Entladepumpen ein so ausreichendes Vakuum in dem Tank erzeugt wird, daß das Deck kollabiert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung an einem Schiff mit geschlossenem Lasttank vorzusehen, welches diese Schwierigkeiten vermeidet und den Aufbau eines zu starken Vakuums in einem Schiffstank mit Sicherheit verhindert, welches hauptsächlich aufgrund einer ungenauen oder nachlässigen Handhabung der Lade- und Entladeventile und Pumpen des Schiffes durch die Schiffsmannschaft hervorgerufen wird.

Zunächst ist ein Schaden normalerweise das Ergebnis eines Fehlers bei der Behandlung der Ventile in der richtigen Reihenfolge, wenn die Beladung bzw. Beschickung eines Tanks vollendet ist und das Beladen des angrenzenden leeren Tanks beginnen soll. Werden die Ventile unrichtig, d.h. falsch bedient, dann

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ist es möglich, daß Flüssigkeit aus dem gefüllten Tank sehr schnell unter dem in dem vollen Tank herrschenden Druck in den leeren Tank fließt. Die maximal mögliche Durchflußrate hängt dabei ab von dem Durchmesser der Röhre, die die beiden Tanks miteinander, verbindet, dem maximal möglichen Druckgefälle und der Viskosität der Flüssigkeit. Im vorliegenden Falle ist es geraten anzunehmen, daß der Inhalt der Tanks die Viskosität von Wasser hat.

Im Falle der Entladungen von Tanks bei gleichzeitiger Zuführung eines inerten Gases hängt die maximale Entladungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit ab von der Geschwindigkeit der Entladepumpen.

Bei beiden Systemarten ist die maximale Geschwindigkeit des Fluidumsausflusses aus dem umschlossenen Tankraum eine einfache Berechnungsangelegenheit. Sämtliche Tankräume eines Tankschiffes sind mit Atmungs- bzw. Entlüftungsventilen ausgerüstet, die es einem Gas erlauben, aus dem Tank zu entweichen und es Luft ermöglichen, in den Tank einzudringen, wenn der Druck im Inneren des Tanks entweder über den-umgebenden atmosphärischen Druck ansteigt oder unter den atmosphärischen Druck absinkt, und zwar um einen vorgegebenen, auf Temperaturänderungen zurückzuführenden Wert.

Unter diesen Umständen ist die wirksame Öffnungsgröße solcher Entlüftungsventile vergleichsweise klein, da nur ein geringes Gas-oder Luftvolumen notwendig ist, um den Druck im Inneren des Tanks mit dem umgebenden atmosphärischen Druck im wesentlichen zum Ausgleich zu bringen. Um eine all zu häufige Entlüftung des

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Gases aus einem vollen Tank zu vermeiden, sind diese Entlüftungsventile so eingestellt, daß sie bei einer Druckdifferenz

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von etwa 0,07 kg/cm (1 lb/sq. inch) öffnen, mit der Folge, daß ein übliches Entlüftungsventilsystem dem Eintritt von atmosphärischer Luft nicht in ausreichender Menge erlaubt, um eine Beschädigung des Tanks unter den oben erwähnten Bedingungen zu verhindern, die nur bei einem Beladen und Entladen auftreten kann.

Dabei ist festzustellen, daß nur im Falle der oben beschriebenen Fehler bei dem Beladevorgang Vakuumzustände in dem Tank auftreten und daß es höchst wünschenswert ist, daß solche Vakuumzustände automatisch so schnell wie möglich wieder entlastet werden können.

Allgemein wird anerkannt, daß die Geschwindigkeit eines Luftoder Gasdurchflusses in oder aus einem Lasttank eine Geschwindigkeit von 61 m/sec. über irgendeine Oberfläche nicht überschreiten darf, um das Risiko der Erzeugung elektrostatischer Ladungen zu vermeiden.

In Übereinstimmung damit besteht die Erfindung, die von einem Schiff mit geschlossenem Lasttank ausgeht darin, daß ein automatisch dann öffnendes Vakuumentlastungsventil vorgesehen ist, wenn der Druck im Tank geringfügig unter den äußeren Umgebungsdruck fällt, mit einer wirksamen Ventilöffnung, die das Lufteinströmen mit einer Geschwindigkeit unterhalb von 61 m/sec, vorzugsweise 36,6 m/sec, erlaubt bei Entladung des Tanks mit maximaler Entleerungsgeschwindigkeit und daß Anordnungen (Deckel) zum Abschließen der durch das Druckent-

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lastungsventil zwischen Tank und der umgeberden Atmosphäre geschaf ,feneri Verbindung während der Fahrt vorgesehen sind.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung im einzelnen in Aufbau und Wirkungsweise näher erläutert, dabei zeigt die Zeichnung schematisch einen Querschnitt durch eine zusammengebaute Vorrichtung, die ein Abblase- bzw. überdruckventil für konstante Geschwindigkeit, ein Paar Atmungs- bzw. Entlüftungsventile und ein Vakuumentlastungs- bzw. Sicherheitsventil umfaßt.

Die dargestellte Vorrichtung ist in einem Gehäuse 10 am oberen Ende einer Stehleitung 11 auf dem Deck eines Schiffes oberhalb eines Schiffstanks montiert. Die Stehleitung kann beispielsweise 2,40 m hoch sein und öffnet sich mit ihrem unteren Ende in den Tank.

Die Atmungs- bzw. Entlüftungsventile umfassen ein Druckventil 12 und ein Vakuumventil 13, die beide in der Form von Klappenventilen ausgebildet sind. Das Vakuumventil 13 weist eine Klappe 14 auf, die bei 15 scharniermäßig an dem Gehäuse 10 gelagert ist und mit dem Umfang einer von dem Gehäuse 10 gebildeten öffnung 16 eine Abdichtung bildet; wenn der umgebende atmosphärische Druck den Druck in dem Tank um beispielsweise 2,5 kg/m (0,5 psi) übersteigt, wird,wie in der Figur mit strichpunktierten Linien gezeigt, die Klappe 14 automatisch von der Druckdifferenz angehoben, so daß es Luft ermöglicht wird, durch eine öffnung 18 in dem Gehäuse und,durch die Ventilöffnung 16,wie durch den Pfeil 4 angedeutet, in den Tank zu gelangen, um das Teilvakuum in diesem Tank zu entlasten. Von

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ähnlicher Konstruktion wie das Vakuumventil 13 ist das Druckventil 12 ausgebildet, öffnet sich jedoch bei überschüssigem Druck in den Tank und erlaubt es Gasen, aus dem Tank durch das Ventil und die Öffnung 18,wie durch den Pfeil 3 angedeutet, in die Atmosphäre zu fließen. Der Drucküberschuß kann beispiels-

2 weise festgelegt sein und im Bereich zwischen 2,5 bis 12 kg/m (0,5 bis 2,5 psi) ausgewählt sein.

Bei 20 ist das Konstantgeschwindigkeits-Uberdruckventil bzw. Abblaseventil für konstante Geschwindigkeit dargestellt und besteht aus einem Paar geneigt schwenkbar gelagerter Abdeckbleche 21, die oberhalb einer Ventilöffnung 22 in dem Gehäuse montiert sind und mit sich selber und mit dem Gehäuse oberhalb der Öffnung 22 eine Abdichtung bilden. Die Abdeckbleche weisen Gewichte 23 auf, die an ihnen befestigt sind und sie in die in durchgezogene Linien gezeigte geschlossene Position vorspannen. Steigt der Druck in dem Tank auf einen Wert an, der ausreichend ist, die Wirkung dieser Gewichte zu überwinden, dann schwingen die Abdeckbleche zur Seite und bilden einen Schlitz, durch welchen Gas während der Beschickung des Tanks entweder mit Nutzlast oder Ballast vertikal nach oben abblasen kann, wie durch den Pfeil 2 angezeigt.

erfindungsgemäßen

Das entsprechend einem/Merkmal vorgesehene Vakuumentlastungsbzw. Sicherheitsventil ist bei 25 gezeigt und besteht aus einem leichten, vertikal angeordneten Ventilklappenelement 26, das so gelagert ist, daß es zwischen einer geschlossenen und einer offenen Position um einen horizontalen Lagerstift an seiner oberen Kante schwenken kann. Das Sicherheitsventil 25 ist normalerweise geschlossen, ein geringfügiger negativer Druck,

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beispielsweise -.2,5 cm (- 1 inch) Wassersäule ist ausreichend, um das Ventil zu öffnen und wie durch den Pfeil 1 angedeutet in. dem Tank vorhandenenVakuumbedingungen zu entlasten. Um ein ungewünschtes öffnen des Ventils aufgrund der niedrigen Ventilvorspannung zu verhindern, wenn das Schiff während des Beladens oder Entladens rollt bzw. Schwenkbewegungen ausführt, ist der horizontale Lagerstift rechtwinklig zu der Länge des Schiffes angeordnet, da Schiffe während des Beladens und Entladens nicht im nennenswerten Ausmaße stampfen. Um das Sicherheitsventil 25 während der Reise unwirksam zu machen, öffnet sich die Ventilöffnung in einem Raum 29 innerhalb des Gehäuses, dieser Raum verfügt jedoch über eine abnehmbare gasdichte Abdeckung 30, die in der Zeichnung in offener Position dargestellt ist. Weiterhin öffnet sich bei der dargestellten Konstruktion das Überdruckventil 20 ebenfalls in den Raum 29.

Die gasdichte Abdeckung 30 wird vor den Lade- und Entladevorgängen entfernt bzw. abgeklappt. Während des Beladens des Tanks öffnet von der hereinkommenden Ladung verdrängte Luft oder Gas das Überdruckventil 20, wenn der Luft- oder Gasdruck auf einen vorbestimmten Wert ansteigt.· Wenn aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise durch eine unkorrekte oder nachlässige Behandlung der Lade- und Entladeventile des Frachters in dem Tank ein Teilvakuum erzeugt wird,öffnet sich das Vakuumentlastungsventil bzw. Sicherheitsventil 25 automatisch und ermöglicht es der Luft schnell, jedoch mit einer Geschwindigkeit von weniger als 61 m pro Sekunde zur Entlastung des Vakuums in den Tank zu fließen.

Zwar ist es erlaubt, Vakuumentlastungsventile zu bauen, die so

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hohe Luftgeschwindigkeiten wie 61 m/sec. durch das Ventil ermöglichen, es wird jedoch vorgezogen, die Luftgeschwindigkeit auf ein Maximum von etwa 36,6 m/sec. festzulegen und zu begrenzen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist errechnet worden, daß während eines Beladungsvorganges der maximale ölausfluß (unter der Annahme, daß dieses eine Viskosität nicht geringer als Wasser hat) als Folge einer Fehlbehandlung der Beladungsventile bei etwa 3 6,6 m/sec. durch eine Röhre mit einem Durchmesser von 91,5 cm lag. Das in Verbindung mit einem Standarddruckvakuumventil installierte Vakuumentlastungs- bzw. Sicherheitsventil wies daher eine effektive öffnung von 452 cm auf für das Sicherheitsventil zusammen mit weiteren 181 cm für das Standarddruckvakuumventil, was zu einer Gesamtfläche von 633 cm führte. Dies ist annähernd 1/10 des Bereichs der Stehleitung, die resultierende Geschwindigkeit durch die Ventile würde bei . 36 m/sec. liegen.

Die wirksamen Flächen der Atmungs- bzw. Entlüftungsventile 12 und 13 sind selbstverständlich mit Bezug auf das Vakuumentlastungsventil sehr viel kleiner.

Obwohl es zweckmäßig ist, das Vakuumentlastungsventil (Sicherheitsventil) , das Abblaseventil (überdruckventil) für konstante Geschwindigkeit und die Atmungs- (Lüftungs-)ventile in einem gemeinsamen Gehäuse,wie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt, unterzubringen versteht es sich, daß das Vakuumentlastungsventil für eine Funktion die Gegenwart der anderen Ventile nicht benötigt.

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Claims

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Patentansprüche:

Schiff mit geschlossenem Lasttank, dadurch gekennzeichnet, daß ein automatisch dann öffnendes Vakuumentlastungsventil (25) vorgesehen ist, wenn der Druck im Tank geringfügig unter den äußeren Umgebungsdruck fällt, mit einer wirksamen Ventilöffnung, die das Lufteinströmen mit einer Geschwindigkeit unterhalb von 61 m/sec, vorzugsweise 36,6 m/sec. , erlaubt bei Entleerung des Tanks mit maximaler Entleerungsgeschwindigkeit und daß Anordnungen (Deckel 30) zum Abschließen der durch das Druckentlastungsventil (25) zwischen Tank und der umgebenden Atmosphäre geschaffenen Verbindung während der Fahrt vorgesehen sind.
2. Schiff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckentlastungsventil aus einem Klappenventil besteht.
3. Schiff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Klappenventil scharniermäßig schwenkbar an einem horizontalen Lagerstift aufgehängt ist, der sich im rechten Winkel zu der Länge des Schiffes erstreckt.
4. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Abschließen der Verbindung zwischen Tank und umgebender Atmosphäre aus einem an einem Gehäuse (10) entfernbar angebrachtem Deckel (30) besteht und daß der Deckel einen Raum (29) abdichtet, in welchen sich das Druckentlastungsventil (25) mit seiner zu dem Tank abgelegenen Seite öffnet.

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5. Schiff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein überdruckventil (Abblaseventil) für konstante Geschwindigkeit) in dem Gehäuse (10) montiert iöt, welches bei überschreiten eines vorgegebenen Drucks in dem Tank den Druck freigibt und sich mit seiner zu dem Tank abgewandten Seite in den Raum (29) öffnet.

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