DE2508748A1

DE2508748A1 - Kraengungsausgleichsanlage von schiffen mit steuerventilanordnung

Info

Publication number: DE2508748A1
Application number: DE19752508748
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl Ing Halden
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-28
Filing date: 1975-02-28
Publication date: 1976-09-09
Also published as: JPS51109693A; GB1468786A; ES440866A1

Description

Dipl.-lng. Peter Socha β München 71

_ _{x fl} Wilhelm-Busch-Straße 8

Patentanwalt _Telefon

Telegramm SOPATENT

Dipl.-Ing. Horst Halden 2o57 Keinbak, üchaumannskainp 172

Krän^ungsausgleichsanlage von Schiffen mit Bteuerventilanordnung

üie Erfindung bezieht sich auf eine Krängungsausgleichsanlage von Schiffen mit wenigstens zwei nach Art von kommunizierenden Röhren arbeitenden Seitentanks, bei welcher zur Beseitigung einer Schiffsneigung das fankwasser jeweils aus dem an der tiefer gelegenen Schiffsseite befindlichen Seitentank mittels Druckluft in den an der gegenüberliegenden Schiffsseite angeordneten Sank gedrückt wird, mit einer in einer gleichzeitig zur Druckluftzufuhr dienenden Verbindungsleitung zwischen den Lufträumen der beiden Seitentanks beiderseits der Eintrittsstelle der Druckluft in die Yerbindungsleitung vorgesehenen Ventil-

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anordnung zur Steuerung der Luftbewegung in den Seitentanks O

Mit Hilfe derartiger Krängungsausgleichsanlagen, "bei welchen die Druckluft in der Kegel durch ein Gebläse geliefert wird, ist es möglich, trotz eines einseitig auf das Schiff aufgebrachten (i-ewichts, beispielsweise eines Trailers, einer in etwa konstant wirkenden Windkraft oder dergleichen, das Schiff immer im wesentlichen gerade zu halten. Bei einer bekannten Krängungsausgleichsanlage ist die Ventilanordnung zur Steuerung der Luftbewegung in den Seitentanks in der Weise ausgebildet, daß in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Seitentanks beiderseits der Eintrittsstelle der Druckluft jeweils zwei hintereinander durchströmbare Ventile vorgesehen sind, von denen das eine die Verbindungsleitung absperren und das andere die Verbindungsleitung zur Atmosphäre hin öffnen kann. Das während des Krängungsausgleichsvorgangs stattfindende Absenken des jeweils höheren Wasserspiegels wird dadurch herbeigeführt, daß das in der Steuerventilanordnung vorgesehene den Seitentank mit dem gerade höheren Wasserspiegel zugeordnete Absperrventil geöffnet und das zugehörige Verbindungsventil zur Atmosphäre hin geschlossen wird, während die beiden entsprechenden dem anderen Seitentank zugeordneten Ventile in umgekehrter Weise geschlossen bzw. geöffnet sind. Bei dieser Ventilstellung fördert das Gebläse Durckluft in den Seitentank mit dem höheren Wasserspiegel, wodurch das Wasser durch einen die Böden der Seitentanks miteinander verbindenden Kanal hindurch in den an der gegenüberliegenden Schiffsseite befindlichen Seitentank so lange gedrückt wird, bis sich das Schiff wieder in Normallage befindet. Die während dieses Krängungsausgleichsvorgangs aus dem Seitentank mit dem zunächst niedrigeren Wasserspiegel verdrängte Luft entweicht dabei durch das eine diesem Seitentank zugeordnete geöffnete Ventil der Steuerventilanordnung ins Freie.

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hat sich jedoch gezeigt, daß "bei der bekannten Krängungö-

leichßanla^e bei gegebener Größe des Druckluft^ebläses die Zeitdauer eines Krän^ungöausgleichB^organgs relativ groß ist« ⁿ)ies fällt besonders in.3 "ewicht, ca bekanntlieh die Bauer der einzelnen Krängungsausgleichevorgänge entscheidend die Beladedauer des Schiffs beeinflußt. Lange Ladezeiten und damit Liegezeiten eines Schiffs im Hafen ergeben schließlich, sofern sie überhaupt möglich sind, hohe Kosten,

Dqt vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirksame Krängungsausgleiehsanlage von Schiffen mit weni -stens zwei nach Art von kommunizierenden Höhren arbeitenden Seitentanks, bei welcher zur Beseitigung einer Schiffsneigung das Tankwaeser jeweils aus dem an der tiefer gelegenen Schiffseeite befindlichen Seitentank" mittels Druckluft in den anjaer gegenüberliegenden Schiffsseite angeordneten 'i'ank gedruckt wird, mit einer in einer gleichzeitig zur ^Druckluftzufuhr dienenden Verbindunjaleitung zwischen den Lufträumen der beiden oeitentanks beiderseits der Eintrittsstelle der Druckluft in die Terbindungsleitung vorgesehenen Ventilanordnung zur Steuerung der Luftbewegung in den Seitentanks su schaffen, welche nicht die Nachteile der bekannten Krängungsausgleiehsanlage aufweist und insbesondere eine kUrzere Bauer der einzelnen Krängungsausgleichevorgänge ermöglicht,

Biese Aufgabe wird erfindungsgeaäß dadurch gelöst, dafl die Steuerventilanordnung derart ausgebildet ist, daß während des Krängungsausgleichsvorgangs bein Absenken des jeweils höheren Wasserspiegels in einem der beiden Seitentanks in diesen Tank gleichzeitig Luft aus dem anderen Tank und der Atmosphäre angesaugt wird»

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das jeweils zu Beginn der einzelnen Krängungsausgleichsvorgänge stattfindende Absenken des höheren Wasserspiegels bis zum Pegelgleichst ana eigentlich, nicht durch äen Druck der DrucJtLuft, sondern infolge des wesentlich höheren 'Vassergewichts in diesem der bsiden nach Art kommunizierender Röhren arbeitenden Seitentanks

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erfolgte Die AbSenkgeschwindigkeit bis zum Pegelgleichstand ist dabei in entscheidendem Maße davon abhängig, ob in den sich ständig vergrößernden Luftraum dieses Seitentanks sohneil genug ausreichend Luft einströmen kann. Wird nun erfindungsgemäß die uteuerventilanordnunp; derart ausgebildet, daß beim Absenken des jeweils höheren Wasserspiegels in den betreffenden Tank zusätzlich zur durch das Gebläse herangeführten Luft gleichzeitig noch die unter Druck stehende Luft aus dem anderen Tank und Luft au3 der Atmosphäre angesaugt wird, so erfolgt das Absenken des jeweils höheren Wasserspiegels bis zum Pegelgleichstand beschleunigt und damit in wesentlich kürzerer Zeit als bisher. Daraus ergibt sich eine merkliche Verkürzung der mittleren Momentenänderungsgeschwindigkeit beim Krängungsausgleichsvorgang in Größenordnungen bis zu 20 $, was einer wesentlichen Verkürzung der Dauer des jeweiligen Krängungsausgleichsvorgangs und damit schließlich der Ladezeit entspricht. Man kann also bei gegebener Gebläseleistung in kürzerer Zeit größere Lasten als bisher laden oder bei vorgegebener Beladedauer reicht ein kleineres Gebläse als bis her aus. Darüberhinaus ist in dem Fall, in welchem wegen der bisherigen relativ langen Ladezeiten die Fahrzeit des Schiffs durch Erhöhung der Hauptmaschinenleistung verringert werden mußte, aufgrund der Erfindung eine Erhöhung der Hauptmaschi nenleistung nicht erforderlich.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Steuerventilanordnung beiderseits der Eintrittsstelle der Druckluft in die Verbindungsleitung jeweils zwei zueinander parallel durchströmbare Ventile sowie eine die beiden zueinander parallelen Ströraungspfade zwischen den Parallel-Ventilpaaren verbindende Ansaugleitung auf, welche ein in Richtung zur Eintrittsstelle der Druckluft öffnendes Rückschlagventil enthält und bezüglich der Eintrittsstelle der Druckluft hinter dem Rückschlagventil mit der Atmosphäre in offener Verbindung steht, wobei während des Krängungsausgleichsvorgangs jeweils das eine der beiden parallel zueinander aürohströmbaren Ventile bei beiden Parallel-Ventil-

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paaren in umgekehrter Folge geöffnet und das andere geschlossen ist. Die Erfindung ermöglicht somit mit lediglich einfachen konstruktiven Mitteln ohne Erhöhung der Antriebsleistung die vorstehend bereits erläuterten bedeutenden wirtschaftlichen Vorteile. Diese Vorteile kommen in noch weiter erhöhtem Maße bei steigender Größe des Schiffs und damit der Krängungsausgleichsanlage, welche dann in der Regel mehrere Paare von einander zugeordneten Seitentanks aufweist, zur Geltung.

Eine besonders zweckmäßige und kompakte Ausbildung der erfindungsgemäßen üteuerventilanordnung ergibt sich, wenn sämtliche Ventile dieser in einem Ventilblock angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Steuerventilanordnung ist im übrigen einfach und billig herstellbar und läßt sich ohne besonderem Aufwand auch in Krängungsausgleichsanlagen einbauen, welche mit der bisher bekannten Steuerventilanordnung ausgerüstet sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläuterte Es zeigen:

Figur 1 in stark schematisierter Darstellung in einem Schiffsquersehnitt eine erflndungsgemäße Krängungsausgleichsanlage ,

I'igur 2 die Krängungsausgleichsanlage gemäß Figur 1

mit der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung in Draufsicht,

Pigur 3 ein konstruktives Ausführungsbeispiel einer

erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung im Aufriß,

Pigur 4 die Steuerventilanordnung gemäß Figur 3 in Draufsicht,

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Figur 5 eine Seitenansicht A der Steuerventilanordnung gemäß Figur 3 und

?igur 6 eine Ansicht B von unten der Steuerventilanordnung gemäß Figur 3·

Gemäß den figuren 1 und 2 v/eist die erfindungsgemäße Krängungsausgleichsanlage beispielsweise drei Seitentankpaare 1a, 1b; 2a, «2b; 3a, 3b~auf_f welche jeweils durch einen Wasserverbindungskanal Ic; 2cj 3c miteinander verbunden sind.

Die einzelnen iankpaare 1a, 1b; 2a, 2b; 3a, 3b enthalten wie in }?igur 1 zeichnerisch angedeutet - das für die einael- nen Krängungsausgleichevorgänge erforderliche Wasser, welches wie bei kommunizierenden Röhren swischen den einzelnen Beitentankpaaren hin und her bewegt werden kann. Hierzu sind die oberhalb des V/assers befindlichen Lufträume der einzelnen Seitentankpaare durch eine "Verbindungsleitung 4 miteinander verbunden, welche gemäß Figur 2 zur Einmündung in die einzelnen Seitentankpaare in mehrere Zweigleitungen 4a bzw. 4b aufgeteilt ist. Die Zweigleitungen 4a, 4b enthalten jeweils ein Absperrventil 5a bzw. 5b, durch deren Öffnen oder Schließen die einzelnen Seitentankpaare 1a, 1bj 2a, 2b; 3a, 3b für den Krängungsausgleich des Schiffs zu- bzw» weggeschaltet werden können.

Zur Beseitigung einer Schiffsneigung wird in bekannter Weise das !Dankwasser jeweils aus dem an der tiefer gelegenen Schiffseite befindlichen Seitentank mittels Druckluft in den an der gegenüberliegenden Schiffseite angeordneten Tank gedruckt. Dabei wird die durch ein Gebläse 6 erzeugte Druckluft den betreffenden Seitentank durch den zugehörigen Teil der Verbindungsleitung 4 hindurch zugeführt. Für die bei den einzelnen derartigen Krängungsausgleiohsvorgängen erforderliche Steuerung der Luftbewegung in den Seitentanks ist erfindungsgemäß eine in Figur 1 generell mit 7 bezeichnete erfindungsgemäße Steuerventilanordnung in der Terbindungsleitung 4 vorgesehen,

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welche nachfolgend im einzelnen beschrieben wird.

Die Steuerventilanordnung 7 gemäß der vorliegenden Erfindung weist beiderseits der mit 8 bezeichneten Eintrittsstelle der Druckluft in die Verbindungsleitung 4 jeweils zwei parallel zueinander durchströmbare Ventile 9a, 9b; 1oa, 1ob, welche in entsprechenden zueinander parallelen Strömungspfaden 4c, 4d der Verbindungsleitung 4 angeordnet sind. Die Steuerventxlanordnung 7 enthält ferner eine die beiden Strömungspfade 4c, 4d zwischen den Ventilpaaren 9a, 9bj 1oa, "lob verbindende Ansaugleitung 11, welche ein in Richtung zur Eintrittesteile 8 öffnendes Rückschlagventil 12 enthält und bezüglich der Eintrittsstelle 8 hinter dem Rückschlagventil 12 mit der Atmosphäre in offener Verbindung steht, Wie in Figur 2 zeichnerisch angedeutet, ist während des Krängungsausgleichsvorgangs jeweils das eine der beiden parallel zueinander durchströmbaren Ventile bei beiden Ventilpaaren 9a, 9b| 1oa, lob in umgekehrter folge geöffnet und das andere geschlossen« Zur näheren Erläuterung wird der gesamte Steuervorgang nachfolgend am Beispiel eines Krängungsausgleichsvorgangs im einzelnen besehrieben.

Bs sei angenommen, daß sich das Schiff geneigt hat, wobei sich der Seitentank 1a an der tiefer gelegenen Schiffseite befindet· Is muß daher das in dem Sank 1a befindliche Was ser soweit wie zum Yiiederaufriehten des Schiffs erforderlich in den Seitentank 1b befördert werden· Hierzu werden bei der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung 7 die Ventile 9b und 1oa geöffnet und die Ventile 9a und 1ob geschlossene In diesem Sehaltzustand kann die vom Gebläse 6 gelieferte Druckluft über den in Pigur 2 rechts von der Eintrittsstelle 8 gelegenen Seil des Strömungspfades 4d sowie der Verbindungsleitung 4 in den Luftraum des Seitentanks 1a eintreten. - Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß während der gesamten Benutzungsdauer des Seitentankpaare 1a, 11} die beiden zugehörigen in den Zweigleitungen 4a, 4b angeordneten Absperrventile 5a, 5b geöffnet sind. - Da jedoch wie bereits erwähnt ebenfalls das Ventil 1oa geöffnet, die

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Ventile 1ob und 9a hingegen geschlossen sind, wird beim Absenken des gegenüber dem Seitentank 1b höheren Wasserspiegels dem Seitentank 1a bis zum Pegelgleichstand zusätzlich gleichzeitig die durch das Wasser aus dem Seitentank 1b verdrängte Luft sowie durch das offene Ende der Ansaugleitung 11 noch Luft aus der Atmosphäre über die .Ansaugleitung 11, den Strömungspfad 4d und die Verbindungsleitung 4 in den sich ständig vergrößernden Wasserfreien Raum des Seitentanks 1a angesaugt. Das Absenken des jeweils höheren Y/asserspiegels erfolgt nämlich bis zum Pegelgleichstand in zwei einander zugeordneten Seitentanks schlagartig infolge der Schwerkraft des Wassers, sodaß während dieser Zeitdauer durch den dabei entstehenden Sog einerseits die Luft des Gebläses praktisch angesaugt und das Rückschlagventil 12 geöffnet wird. Anschließend nach Überschreiten des Pegelgleichstandes in den Seitentanke 1a und 1b drückt das Gebläse 6 in üblicher Weise Druckluft in den Luftraum des Seitentanks 1a, wodurch das Waser noch weiter in den Seitentank 1b geschoben wird. Dabei 1st das Rückschlagventil 12 wieder geschlossen und die weitere aus dem Seitentank 1b entweichende Luft kann über das offene Ende der Ansaugleitung 11 zur Atmosphäre hin entweichen.

Wie bereits weiter oben näher erläutert, wird infolge der durch die erfindungsgemäße Steuerung der Luftbewegung in den Seitentanks herbeigeführten wesentlichen Vergrößerung der Luftmenge, welche in den Seitentank mit dem zunächst höheren Wasserspiegel einströmen kann, die Seitdauer bis sum Pegelgleichstand in beiden Seitentanks bedeutend verkürzt* Hierbei fällt noch im Sinne des erfindungsgemäßen Brfolga besonders ins Gewicht, daß es sich OeI der ans dem Seitentank mit dem zunächst aiedrigeren Wasserspiegel in ü&n Luftraum äes anderen Seitentanks -strömenden Luft um komprimierte Suit handelt. Aus der Terkürsung der Seitfiaiaer Ms säum xegelgl eichst and «rgifet sieh 3Ghl±eBl±oh eise merkliche ^Tf»rküraung der Bauer äes .jeweiligen ICrä&gungsaua-

und damit schließlich der Ladezeit für ias

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Schiffe Die daraus resultierenden praktischen Vorteile wurden weiter oben näher erläuterte

Der Vollständigkeit halber sei noch kurz die Punktion des zusätzlich im Wasserverbindungskanal 1c angeordneten Ventils 13 erläuterte Dieses vornehmlich bei Ausgleichstanks für die Windkrängung vorgesehene Wasserventil 13 ist während des eigentlichen Krängungsausgleichsvorgangs geöffnet» Es wird erst nach Beendigung des Krängungsausgleichsvorgangs geschlossen, um mit Sicherheit zu vermeiden, daß etwa infolge einer ungewollten IadungsverSchiebung oder einer Rollbewegung des Schiffs die Wasseroberflächen in den Seitentanks für den Krängungsausgleich in unerwünschter Weise schwingen.

Sämtliche Ventile der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung 7 sind/zweckmäßiger Weise in einem kompakten Ventilblock angeordnet» Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Ventilblocks ist in den Figuren 3 bis 6 dargestellt. Darin sind die einzelnen Ventile bzw. leitungen mit den gleichen Bezugsziffern wie in den figuren 1 und 2 bezeichnet.

Der Aufbau des erfindungsgemäßen Ventilblocks ist besonders einfach und geht aus den Zeichnungsfiguren 3 bis 6 eindeutig hervor, sodaß eine weitere Erläuterung nicht erforderlich ist. Es sie hier lediglich der Vollständigkeit halber noch ergänzt, daß mit 14 die öffnung der Ansaugleitung 11 zur Atmosphäre hin bezeichnet ist. In der Ansaugleitung 11 ist im übrigen ein aus einem flexiblen Material bestehendes Einsatzstück 15 zum Rohrlängenausgleich angeordnet, sodaß das Rückschlagventil 12 in jedem fall mit Sicherheit in der Ansaugleitung 11 montiert werden kann. Ferner sind mit 16a, 16b} 17a, 17b pneumatisch arbeitende Kolben-Zylinderanordnungen gekennzeichnet, welche den einzelnen Ventilen 9a bzw. 9b bzw. 1oa bzw. 1ob zu deren Betätigung zugeordnet sind. Die Einrichtung zur Steuerung der pneumatischen Kolben-Zylinderanordnungen 16a, 16b} 17a, 17b ist generell mit 18 bezeichnet.

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Während der einzelnen Krängungsausgleiehsvoränge wird die Schiffaneigung, beispielsweise mittels eines Federpendels gemessen und aweckmäßigerweise in elektronische Steuersignale umgewandelt, welche zur Betätigung der erfindungsgemäßen Steuerventilanordnung 7 sowie der sonstigen Yen- ·" tile, wie der Absperrventile 5a _T 5b und des Y/asserabsperrventils 13, verwendet werden.

Der Ordnung halber sei noch darauf hingewiesen, daß die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung verwendeten Seitentanks grundsätzlich gleichzeitig auch als Ausgleichtanks einer Rollstabilisierungsanlage des betreffenden Schiffs verwendbar sind. Die hierfür erforderlichen Einrichtungen, wie zusätzliche Ventile und dergleichen, sind jedoch der besseren Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt.

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Claims

Ansprüche

( 1 · J Krängungsausgleichsanlage von Schiffen mit wenigstens zwei nach Art von kommunizierenden Röhren arbeitenden Ueitentanks, bei welcher zur Beseitigung einer Schiffsneigung das Tankwasser jeweils aus dem an der tiefer gelegenen Schiffsseite befindlichen Seitentank mittels Druckluft in den an der gegenüberliegenden Schiffseite angeordneten Sank gedruckt wird, mit einer in einer gleichzeitig zur Druckluftzufuhr dienenden Verbindungsleitung zwischen den Lufträumen der beiden Seitentanks beiderseits der Eintrittsstelle der Druckluft in die Yerbindungsleitung vorgesehenen Ventilanordnung zur Steuerung der Luftbewegung in den Seitentanks, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung (7) derart ausgebildet ist, daß während des Krängungsausgleichsvorgang3 beim Absenken des jeweils höheren Wasserspiegels in einem (1a bzw. 1b) der beiden Seitentanks (1a, 1b) in diesen Tank (1a bzw« 1b) gleichzeitig Luft aus dem anderen (Dank (1b bzw. 1a) und der Atmosphäre angesaugt wird.

e Krängungsausgleichsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventilanordnung (7) beiderseits der Eintrittsstelle (8) der Druckluft in die Verbindungsleitung (4) jeweils zwei parallel zueinander durchströmbare Ventile (9a, 9b| loa, 1ob) sowie eine die beiden zueinander parallelen Strömungspfade (4c, 4d) zwischen den Parallel-Ventilpaaren (9a» 9bj 1oa,1ob) verbindende Ansaugleitung (11) aufweist, welche ein in Richtung zur Bintrittsstelle (8) der Druckluft Öffnendes Rückschlagventil (12) enthält lind bezüglich der Eintrittsstelle (8) der Druckluft hinter dem EtlGkschlagventil (12) mit der Atmosphäre in offener Verbindung steht, wobei während des Srängungsausgleichsvorgangs jeweils das eine der beiden parallel zueinander durchatrömbaren Ventile (toa bzw. 1ob und 9b bzw· 9a) bei

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beiden Parallel-Ventilpaaren (9a, 9b; 1o, 1ob) in umgekehrter Folge geöffnet und das andere (9b bzw. 9a und loabzw. 1ob) geschlossen ist.

3. Krängungsausgleichsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Ventile (9a, Sh_f 1oa, "lob, 12) der Steuerventilanordnung (7) in einem Ventilblock angeordnet sind»

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