DE2342507C3 - Verfahren und Anlage zur schwimmenden Beförderung von Massengütern - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur schwimmenden Beförderung von Massengütern über große Entfernungen in flüssigkeitsgefüllten Rohrleitungen, bei dem die Güter in Behälter verladen und diese mittels eines endlosen Zugmittels zum Zielort geschleppt werden, sowie auf eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einem aus der DE-OS 20 50 242 bekannten Verfahren der genannten Art werden die Behälter in einer Rohrleitung oder einem offenen Führungskanal auf dem Polster eines Transportmediums in der Schwebe gehalten, wobei die Dichte dieses Transportmediums entsprechend gewählt wird, und die Vorwärtsbewegung wird grundsätzlich durch die Strömung des Transportmediums erzeugt, wobei dieses z. B. durch Schubdüsen seine Bewegung erhält. Das eingangs genannte endlose Zugmittel dient der Erhöhung der Transportleistung.

Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß die Transportgeschwindigkeit zunächst von der Strömungsgeschwindigkeit des Transportmediums abhängt, die deshalb recht hoch sein muß, was einen entsprechenden Energiebedarf verursacht.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens liegt darin, daß, soweit flexible Behälter verwendet werden, nur Schüttgüter transportiert werden können, und eine Verwendung von festen Behältern nur möglich ist, wenn diese feste Wände aufweisen, die den vom Transportmedium her angreifenden Kräfte standhalten. Die Festigkeitsanforderungen an die Behälterwände führen damit zu schweren Behältern bzw. zu einer Verringerung des Nutzlastanteils am Gesamtgewicht

Schließlich ist bei der bekannten Technik die Rohrleitung mit verschiedenen Treib- und Tragluftdüsen ziemlich kompliziert und muß auch ihrerseits aus Gründen der Festigkeit recht materialaufwendig konstruiert sein.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber die Schaffung eines Verfahrens sowie einer Anlage zur schwimmenden Beförderung von Massengütern, bei welchen mit geringem konstruktivem Aufwand und Energiebedarf gearbeitet werden kann.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß den Rohrleitungen an ausgewählten Stellen zur Einhaltung des Flüssigkeitssollstandes Flüssigkeit zugeführt oder entnommen wird.

Bei diesem Verfahren wird der Vortrieb der Behälter ausschließlich durch das endlose Zugmittel bewirkt und die Zufuhr bzw. Entnahme von Flüssigkeit an ausgewählten Punkten längs der Rohrleitungen dient nur zur Aufrechterhaltung des jeweils gewünschten Flüssigkeitssollstandes, der dabei von den örtlichen Bedingungen und vom Profil der Trasse abhängt.

Auf diese Weise wird eine drucklose Förderung auch über geneigte Abschnitte der Rohrleitung verwirklicht, wobei abschnittweise die Bewegungsrichtung der Behälter auch entgegen der Strömungsrichtung der Flüssigkeit verlaufen kann. Dabei ergeben sich bei niedrigen Investitionskosten hohe Beförderungsleistungen bei niedrigem Energieverbrauch. Die Behälter können dünnwandig und damit entsprechend leicht ausgebildet sein, was auch ihren Rücktransport zum Einsatzort verbilligt oder es wirtschaftlich sinnvoll machen kann, sie nach erfolgtem Transport zu verschrotten.

In einer Anlage zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens kann es zweckmäßig sein, wenn die Rohrleitungen lokale Verengungen aufweisen. Auf diese Weise kann die in den Rohrleitungen strömende Flüssigkeitsmenge reduziert werden, was eine entsprechende Energieeinsparung ermöglicht. Es kann dabei weiterhin zweckmäßig sein, wenn die lokalen Verengungen von elastischen Elementen mit einstellbarer Durchgangsöffnung gebildet sind. Dies erlaubt eine Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten.

Bei großen Längen der Rohrleitungen folgen in diesen zweckmäßigerweise mehrere Zugmittel abschnittweise aufeinander, wobei an den Übergangsstellen die Zugmittel durch Umlenkrollen aus der Förderrichtung abgelenkt werden und dadurch außer Eingriff bzw. in Eingriff mit den Behältern kommen.

Wenn mehrere Behälter zu einem Zug vereinigt werden sollen, ist es zur Verringerung des Strömungswiderstandes zweckmäßig, wenn jeder Behälter am Hinterende einen Trichter aufweist, in den unter Belassung eines flüssigkeitsgefüllten Spaltes das Vorderende des nächstfolgenden Behälters hineinragt. Die im Trichter befindliche Flüssigkeit dient dabei als

stoßdämpfender Puffer.

Es ist weiterhin zweckmäßig, an der Innenwandung der Rohrleitungen auf ihrer ganzen Länge in Abständen voneinander Rollenführungen für die Behälter anzuordnen. Hierdurch wird der Verschleiß von Rohrleitungen und Behältern verringert und die Adbrderungen an die Maßhaltigkeit sind geringer.

Schließlich ist es vorteilhaft, unterhalb der Rohrleitungen in Abständen Schächte zur Aufnahme der Güter bei einer Beschädigung der Behälter anzuordnen.

Nachstehend wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen weiter erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Rohrleitungsabschnittes mit durch diesen Abschnitt bewegten Behältern;

F i g. 2 einen möglichen Verlauf der Rohrleitung;

Fig.3 einen Abschnitt der Rohrleitung mit lokaler Verengung;

Fig.4 die Verbindung eines Behälters mit dem Zugmittel;

F i g. 5 die Ansicht in Richtung des Pfeils A der F i g. 4; F i g. 6 die Ansicht in Richtung des Pfeils B der F i g. 4; F i g. 7 die Verbindung zweier Behälter zu einem Zug;

F i g. 8 eine Anordnung von Rollenführungen auf der Behälteroberfläche;

F i g. 9 eine Anordnung von Rollenführungen an der Innenwandung der Rohrleitung;

Fig. 10 den Schnitt nach der Linie X-X der F ig. 1.

Die beladenen Behälter 1 werden in eine Rohrleitung

2 eingesetzt, die mit einer Flüssigkeit 3, z. B. Wasser oder Rohöl mehr oder weniger gefüllt ist, und zwangsweise durch ein mit den Behältern 1 verbundenes, über eine Umlenkrolle 4 angetriebenes Zugmittel 13 befördert.

Die Flüssigkeit 3 füllt die Rohrleitung 2 in der Regel nicht vollständig, sondern reicht nur bis zu einem Sollstand 5 und steht unter einem Druck, der ziemlich gleich dem atmosphärischen Druck ist. Dabei dient die Flüssigkeit 3 nur als Medium, das die Behälter 1 im Schwimmzustand hält, um ihre Bewegung im Inneren der Rohrleitung 2 zu ermöglichen, während das Zugmittel 13 die Transportbewegung bewirkt.

Die Rohrleitung 2 ist eine Förderleitung, die in der nicht frostgefährdeten Bodenschicht 6 verlegt ist und die, wie es in Fi g. 2 gezeigt wird, sowohl horizontale 7 als auch geneigte ansteigende Abschnitte 8 und abfallende Abschnitte 9 aufweist.

Am zweckmäßigsten ist es, die Rohrleitung 2 neben Haupteisenbahnlinien der Energieversorgungsleitungen mit gleicher Trassenführung und Neigung wie diese zu verlegen.

Zur Gewährleistung des Sollstandes 5 der Flüssigkeit

3 in einer derart verlegten Rohrleitung 2 vird auf der ganzen Länge der Rohrleitung 2 an den Stoßstellen a, b, c, d, e, /und gder Abschnitte 7, 8, 9 der Rohrleitung 2 Flüssigkeit 3 zugeführt oder aus der Rohrleitung 2 entnommen. An den Stellen b, c und d wird im hier beschriebenen Beispiel Flüssigkeit 3 zugeführt und an den Stellen a, e, /und g wird Flüssigkeit 3 entnommen. Die Menge der zuzufüL ji.^u und zu entnehmenden Flüssigkeit 3 wird durch die Neigung des Abschnittes, die Belastung der Rohrleitung 2 in diesem Abschnitt, durch ihren hydraulischen Widerstand und die Geschwindigkeit der zwangsweisen Bewegung der Behälter 1 bestimmt.

Eine Regelung der Flüssigkeitszuführung und -entnahme ist auf der ganzen Länge der Rohrleitung 2 erforderlich. An den horizontalen Abschnitten 7 der Rohrleitung 2 ist eine Zuführung von Flüssigkeit 3 in die Rohrleitung 2 erforderlich, da die Eiehälter 1 bei ihrer Bewegung Flüssigkeit 3 mitne-imen, die umso schneller sfömt, je größer die Bewegungsgeschwindigkeit der Behälter 1 ist Durch die zwangsweise Bewegung der Behälter 1 erfolgt eine Mitnahme von Flüssigkeit 3 in Bewegungsrichtung der Behälter 1, so daß zum Einhalten des erforderlichen Standes der Flüssigkeit 3 die mitgenommene Menge durch die Zufuhr einer ebensolchen Menge ersetzt werden muß.

Bei der Bewegung der Behälter 1 aufwärts in den Steigungsabschnitten 8 der Trasse wirken zwei Kräfte auf die Flüssigkeit 3: die Schwerkraft, die der Mitnahme der Flüssigkeit 3 entgegenwirkt, und die Reibkraft, durch die die Behälter 1 auf die Flüssigkeit 3 einwirken und aufwärts mitzunehmen suchen. In Abhängigkeit vom Neigungswinkel wird sich die Menge der Flüssigkeit 3, die der Rohrleitung 2 zuzuführen ist, ändern, und bei einer bestimmten Neigung wird die zuzuführende Flüssigkeitsmenge 3 gleich Null sein.

Bei einem weiteren Ansteigen des Neigungswinkels ist zum Einhalten des notwendigen Standes 5 der Flüssigkeit 3 in der Rohrleitung 2 eine entgegengesetzt gerichtete Zufuhr erforderlich.

Auf den abwärtsgeneigten Abschnitten 9 der Rohrleitung 2 strömt die Flüssigkeit 3 in derselben Richtung wie die Behälter 1. Die Geschwindigkeit der Strömung wird sowohl von der Bewegurgsgeschwindigkeit der Behälter 1 als auch von der Größe der Neigung und vom Vorhandensein lokaler Verengungen im Rohrabschnitt abhängig sein.

Zur Verminderung des Flüssigkeitsdurchflusses und Energieaufwandes für die Bewegung der Behälter 1 weist die Rohrleitung 2 an einigen Abschnitten lokale Verengungen 10 auf, von denen eine in F i g. 3 gezeigt ist. Die lokalen Verengungen 10 stellen Düsen dar, deren Durchgangsöffnung 11 kleiner als die lichte Weite der Rohrleitung 2 ist. Die Düsen können als steife oder elastische Elemente mit einstellbaren Durchgangsöffnungen 11 ausgeführt werden.

Die Rohrleitung 2 wird aus dünnem Stahlblech, Asbestzement, Stahlbeton oder aus anderen relativ billigen Werkstoffen ausgeführt. Im Querschnitt kann die Rohrleitung 2 die Gestalt eines Kreises, Rechtecks oder eine andere geeignete Form aufweisen.

Die zwangsweise Bewegung der Behälter 1 im Inneren der Rohrleitung 2 erfolgt durch das mit den Behältern 1 verbindbare Zugmittel 13.

Das Zugmittel 13 eines Förderers 12 kann z. B. ein Stahlseil, eine Kette oder ein Band sein. Zur Verbindung des Zugmittels 13 mit den Behältern 1 sind die letzteren mit elastischen Kupplungen 14, mit einem Vertikaleinschnitt 15 und mit einer Einlaufmündung 16 versehen, sowie mit einer Fangvorrichtung 17 für das Zugmittel 13. Das Zugmittel 13 gelangt mittels der Fangvorrichtung 17 durch die Einlauf mündung 16 in den Vertikaleinschnitt 15 der elastischen Kupplung 14, die den Arbeitstrum 18 des Zugmittels 13 dicht umfaßt und die Zugkraft kraftschlüssig auf den Behälter 1 überträgt. Durch den Wulst 19 am Zugmittel 13 kann auch eine zuverlässigere formschlüssige Verbindung des Zugmittels 13 mit der elastischen Kupplung 14 hergestellt werden.

Die elastischen Kupplungen 14 sind am Unterteil von die Behälter 1 umspannenden Ringen 20 angeordnet.

Zur Erhöhung der Betriebszuverlässigkeit des Vortriebs und der Verbesserung der Stabilisierung der

Behälter 1 kann der Förderer 12 gemäß F i g. 7, 8 und 9 mit mehreren endlosen Zugmitteln 13 versehen sein. In diesem Falle sind an den Ringen 20 elastische Kupplungen 14 für zwei oder drei endlose Zugmittel 13 angeordnet. Diese Zugmittel 13 laufen parallel und gewährleisten den Vortrieb der Behälter 1 bei einem Abreißen eines der Zugmittel 13. Aus F i g. 8 ist ersichtlich, daß die Leerlauftrume 21 der Zugmittel 13 unter dem Arbeitstrum 18 des Förderers 12 liegen.

Die Förderer 12 mit endlosen Zugmitteln 13 sind längs der ganzen Rohrleitung 2 aufeinanderfolgend in bestimmten Abständen voneinander montiert. Diese Abstände können in Abhängigkeit von der Trassenführung zwischen 0,3 bis 3 km und 10 bis 50 km schwanken. An den Anschlußstellen zwischen einem vorhergehenden endlosen Zugmittel 13 und dem nächstfolgenden sind die Förderer 12 zum Trennen des Behälters 1 vom vorhergehenden Zugmittel 13 und zu seiner Verbindung mit dem nächstfolgenden Zugmittel 13 eingerichtet.

Bei Verwendung eines Seiles als Zugmittel 13 dienen hierzu Umlenkrollen 22, die so angeordnet sind, daß die Zugmittel (Seile) 13 vom Behälter 1 weg aus der elastischen Kupplung 14 herauslaufen. Da der Behälter 1 sich weiter bewegt, gelangt die elastische Kupplung 14 mit ihrer Fangvorrichtung 17 in die Zone des nächstfolgenden Förderers 12 und dessen Zugmittel 13 läuft, hinter seiner Umlenkrolle 22 aufsteigend, in die elastische Kupplung 14 ein, so daß der nächstfolgende Förderer 12 das Abschleppen der Behälter 1 fortsetzt.

Um die hydraulischen Verluste zu verkleinern und die Transportleistung der Rohrleitung 2 zu erhöhen, ist es zweckmäßig, aus den Behältern 1 Züge zu bilden. Dazu hat jeder Behälter 1 an seinem Hinterende einen Trichter 23, in den mit einem Spielraum an den Seitenflächen das Vorderende des nächstfolgenden Behälters 1 eingreift. Die zwischen den Behältern 1 vorhandene Flüssigkeit 3 dient als Dämpfer bei Längsstößen.

Zur Verminderung des Verschleißes der Innenwandung der Rohrleitung 2 und der Behälter 1 dienen Rollenführungen 24, die den Lauf der Behälter 1 auch stabilisieren. Diese Rollenführungen 24 sind gemäß F i g. 8 an den Behältern 1, z. B. an deren Ringen 20, oder gemäß F i g. 9 auf der ganzen Länge der Rohrleitung 2 an deren Innenwandung in die Behälterlänge nicht übertreffenden Abständen angeordnet. Die Rollenführungen 24 verhindern eine unmittelbare Reibung zwischen der Rohrleitung 2 und den Behältern 1. Dies gewährleistet minimale Reibungsverluste sowie auch einen minimalen Verschleiß der Wände der Behälter 1 und Rohrleitung 2. Wenn die Rollenführungen 24 nachgiebig montiert werden, brauchen keine hohen Ansprüche an die Maßgenauigkeit der Form der Behälter 1 und an die Güte ihrer Außenfläche gestellt zu werden.

Es ist zweckmäßig, längs der ganzen Rohrleitung 2 Schächte 26 zur Aufnahme der Güter im Falle einer Beschädigung der Behälter 1 vorzusehen. Diese Schächte 26 sind unter der Rohrleitung 2 zu verlegen und mit der Rohrleitung 2 sowie auch mit der Erdoberfläche durch einen Band-, Ketten- oder einen anderen geeigneten Förderer 27 zu verbinden.

Die Behälter 1 können zur mehrmaligen oder auch nur zur einmaligen Verwendung ausgelegt sein. Die leeren Behälter 1 werden vom Entladeort in beliebig geeigneter Weise zurück zur Verladestelle transportiert bzw. zerstört und dann als Rohstoff benutzt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur schwimmenden Beförderung von Massengütern Ober große Entfernungen in flüssigkeitsgefüllten Rohrleitungen, bei dem die Güter in Behälter verladen und diese mittels eines endlosen Zugmittels zum Zielort geschleppt werden, dadurch gekennzeichnet, daß den Rohrleitungen (2) an ausgewählten Stellen (a bis g) zur Einhaltung des Flüssigkeitssollstandes (5) Flüssigkeit zugeführt oder entnommen wird.

2. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (2) lokale Verengungen (10) aufweisen.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lokalen Verengungen (10) von elastischen Elementen mit einstellbarer Durchgangsöffnung (11) gebildet sind.

4. Anlage nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rohrleitungen (2) mehrere Zugmittel (13) abschnittsweise aufeinanderfolgen, wobei an den Obergangsstellen die Zugmittel (13) durch Umlenkrollen (22) aus der Förderrichtung abgelenkt werden und dadurch außer Eingriff bzw. in Eingriff mit den Behältern (1) kommen.

5. Anlage nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (1) zu einem Zug vereinigt sind und jeder Behälter (1) am Hinterende einen Trichter (23) aufweist, in den unter Belassung eines flüssigkeitsgefüllten Spaltes das Vorderende des nächstfolgenden Behälters (1) hineinragt.

6. Anlage nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwandung der Rohrleitungen (2) auf ihrer ganzen Länge in Abständen voneinander Rollenführungen (24) für die Behälter (1) angeordnet sind.

7. Anlage nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Rohrleitungen (2) in Abständen Schächte (26) zur Aufnahme der Güter bei einer Beschädigung der Behälter (1) angeordnet sind.