DE2516680A1

DE2516680A1 - Automatische vakuum-entwaesserungsvorrichtung fuer ein eine aufschlaemmung transportierendes schiff

Info

Publication number: DE2516680A1
Application number: DE19752516680
Authority: DE
Inventors: Hisamitsu Harada; Hyogo Kobe; Yoshiyuki Matsuno; Tomiyasu Nohara; Akinori Yamada
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1974-04-24
Filing date: 1975-04-16
Publication date: 1975-10-30
Also published as: ES437221A1; JPS50138587A; FR2269047A1; FR2269047B1; JPS5738477B2; NL7504136A; DE2516680B2; DE2516680C3; GB1498058A; IT1037569B

Description

HENKEL, KERN, FEILER &HÄNZEL

BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND

TELEX: 05 29 802 HNKL D FDIIARn SCHM ID-STRASSE "? WECHSELBANK MÜNCHEN Nr. 318-85111

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16. April 1975

Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Kobe-shi

Tokio, Japan \\. ^T>bushiki K»ish?> Kobe Seikosho,/Piyogo-ken, ·3>ρρη.

Automatische Vakuum-Entwässerungsvorrichtung für ein eine Aufschlämmung transportierendes Schiff

Die Erfindung betrifft ein Schiff für den Transport eines Schlamms bzw. einer Aufschlämmung, etwa eines Gemisches aus pulverisiertem Eisenerz und Wasser, und insbesondere eine Vorrichtung zur automatischen Durchführung einer Vakuum-Entwässerung des im Laderaum des Schiffs befindlichen Schlamms.

Bei einem Schiff, welches einen Schlamm bzw. eine Aufschlämmung transportiert, kann die Aufschlämmung im Verlauf eines mehrtägigen Transports bereits bald nach dem Auslaufen des Schiffes, wobei während dieser Zeit eine Verfestigung oder Verdichtung des Schlamms fortschreitet, infolge der Schiffsbewegung, wie z.B. starker Rollbewegung und Schwingung des Schiffsrumpfs ins Fließen geraten, wodurch eine ungewöhnlich große Kraft auf die Laderaumwände ausgeübt wird. Wenn andererseits keine Fließfähigkeit vorhanden ist, wird die Verfestigung der Aufschlämmung häufig beschleunigt bzw. verstärkt, so daß für das Löschen der Ladung ein übermäßig großer Arbeitsaufwand erforderlich wird.

Zur Vermeidung dieser Erscheinungen wurde bereits vorge-

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schlagen, die Schlamm- oder Aufschlämmungsschicht mittels einer Vakuumpumpe zwangsweise zu entwässern. Dieses Vorgehen wirft jedoch insofern Schwierigkeiten auf, als dann, wenn die Entwässerung lediglich mittels der Vakuumpumpe durchgeführt wird, eine Tendenz zum Ansaugen von im Oberteil des Laderaums befindlicher Luft durch die Risse hindurch besteht, die sich in der Schicht des Örtlich verdichteten und verfestigten Eisenerzpulvers bilden, so daß insgesamt nicht immer eine wirkungsvolle vollständige Entwässerung durchgeführt werden kann.

Die Erfindung bezweckt die Ausschaltung der vorgenannten Nachteile. Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Vorrichtung, mit deren Hilfe eine höchst wirkungsvolle Vakuum-Entwässerung automatisch durchgeführt werden kann, während gleichzeitig die Verdichtung jedes Abschnitts der Aufschlämmung im Laderaum eines Schlammtransportschiffs gesteuert bzw. geregelt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer automatischen Vakuum-Entwässerungsvorrichtung für ein eine Aufschlämmung transportierendes Schiff, das einen am Boden mit einer Anzahl von Entwässerungsanschlüssen vereehenen Laderaum zur Aufnahme der Aufschlämmung aufweist, erfindungsgemäß gelöst durch eine Entwässerungs-Rohrleitung, die am einen Ende verzweigt und jeweils über einen Absperrschieber in jeder Verzweigung mit den betreffenden Entwässerungsanschlüssen verbunden ist, durch einen evakuierbaren, mit dem anderen Ende der Entwässerungs-Rohrleitung verbundenen Vakuumbehälter und durch eine Druckfühler-Reglereinheit zur Messung des Drucks in der Nähe jedes Entwässerungsanschlusses und zur Steuerung der betreffenden Absperrschieber in Abhängigkeit vom gemessenen Druckwert in der Weise, daß dann_s wenn der gemessene Druck einen vorbestimmten Wert übersteigt, der Absperrschieber in der" betreffenden Verzweigung der Rohrleitung schließbar ist.

Ein spezielles Merkmal besteht dabei darin, daß die Druckfühler-Reglereinheit den betreffenden Absperrschieber in Abhängigkeit vom gemessenen Druckwert auch in der Weise zu steuern vermag, daß der betreffende Absperrschieber in der entsprechenden Verzweigung der Entwässerungs-Eohrleitung wieder geöffnet werden kann, wenn der gemessene Druck weiter auf einen voreingestellten oberen Grenzwert ansteigt.

In weiterer Ausgestaltung kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß der Vakuumbehälter mit einer Vakuumpumpe und einer Wasserabsaug- bzw. Lenzpumpe verbunden und mit einer Füllstandfühler-Reglereinheit versehen ist, welche den Füllstand bzw. Pegel des sich im Vakuumbehälter ansammelnden Wassers mißt und die Lenzpumpe sowie die Vakuumpumpe in Abhängigkeit von diesem gemessenen Füllstand im Vakuumbehälter selektiv in der Weise steuert, daß dann, wenn der Wasserspiegel im Vakuumbehälter einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt, die Lenzpumpe betätigt und die Vakuumpumpe abgestellt und mithin das angesammelte Wasser abgepumpt wird, während dann, wenn der Wasserspiegel im Vakuumbehälter unter einen zweiten vorbestimmten Wert abfällt, die Vakuumpumpe betätigt und die Lenzpumpe abgestellt wird, um den Vakuumbehälter zu evakuieren.

Weitere Merkmale der Erfindung sind darin zu sehen, daß der Vakuumbehälter an einem oberen Wandteil über einen ersten zusätzlichen Absperrschieber mit der Vakuumpumpe, an einem unteren Wandteil über einen zweiten zusätzlichen Absperrschieber mit der Lenzpumpe, an seiner Oberseite über einen dritten zusätzlichen Absperrschieber mit der Atmosphärenluft und über einen vierten zusätzlichen Absperrschieber mit der Entwässerungs-Rohrleitung verbunden ist und daß die Füllstandfühler-Reglereinheit auf den gemessenen Wasserspiegel im Vakuumbehälter anspricht, um die Lenzpumpe, die Vakuumpumpe sowie die vier zusätzlichen Ab-

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Sperrschieber in der Weise zu steuern, daß dann, wenn der gemessene Füllstand oder Wasserspiegel im Vakuumbehälter einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt, die Lenzpumpe betätigt und die Vakuumpumpe abgestellt, der erste und der vierte zusätzliche Absperrschieber geschlossen und der zweite und der dritte zusätzliche Absperrschieber geöffnet werden, während dann, wenn der gemessene Wasserspiegel im Vakuumbehälter unter einen zweiten vorbestimmten Wert abfällt, die Vakuumpumpe betätigt und die Lenzpumpe abgestellt, der erste und der vierte zusätzliche Absperrschieber geöffnet sowie der zweite und der dritte zusätzliche Absperrschieber geschlossen werden.

Bei der erfindungsgemäßen automatischen Vakuum-Entwässerungsvorrichtung kann der Absperrschieber in jeder Entwässerungsrohrleitung kontinuierlich in zweckmäßiger Weise gesteuert werden, während der Saugdruck mittels einer Druckfühler-Reglereinheit an jedem Entv/ässerungsanschluß am Laderaumboden gemessen wird, so daß eine Unterbrechung der Vakuum-Entwässerung infolge des Ansaugens von Luft verhindert werden kann. Wenn zudem das sich bei der Entwässerung im Vakuumbehälter ansammelnde Wasser einen vorbestimmten Füllstand erreicht, bewirkt eine den Wasserfüllstand messende Füllstandfühler-Reglereinheit eine automatische Steuerung zum Abstellen der Vakuumpumpe und zur Betätigung der Wasserabsaug- oder Lenzpumpe. Auf diese Weise kann die Vakuum-Entwässerung der Aufschlämmung insgesamt automatisch und wirkungsvoll durchgeführt werden.

Im folgenden ist eine bevorzugte Äusführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur eine schematische Darstellung der Anordnung und Anschlüsse der Hauptbauteile einer automatischen Vakuum-Entwässerungsvorrichtung gemäß der Erfindung bei einem Schlammtransportschiff zeigt,

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Gemäß der Figur sind am Boden eines für die Aufnahme eines Schlamms bzw. einer Aufschlämmung dienenden Laderaums 1 eines Schlammtransportschiffs mehrere Entwässerungsanschlüsse 2 vorgesehen.

Ein Vakuumbehälter 5 ist über eine Entwässerungs-Rohrleitung 4 mit jedem Entwässerungsanschluß 2 verbunden, wobei in jede Zweigleitung ein Absperrschieber 3, etwa ein elektromagnetisches Ventil, eingeschaltet ist. Ein ebenfalls aus einem elektromagnetischen Ventil bestehender Hauptabsperrschieber 6 ist in den an den Vakuumbehälter 5 angeschlossenen Teil der Rohrleitung 4- eingeschaltet.

Eine Druckfühler-Reglereinheit 3a, welche den Saugdruck in der Nähe jedes Entwässerungsanschlusses 2 festzustellen vermag, dient zur Steuerung der Absperrschieber 3 in der Weise, daß dann, wenn der gemessene Druck einen vorbestimmten Wert übersteigt, ein Signal an den betreffenden Absperrschieber 3 zum Schließen desselben angelegt wird.

An einen oberen Wandabschnitt des Vakuumbehälters 5 ist eine Vakuumpumpe 9 über ein Vakuumventil 7 in Form eines elektromagnetischen Ventils und über eine Saugleitung 8 angeschlossen. An einen unteren Wandabschnitt des Vakuumbehälters 5 ist dagegen eine Wasserabsaug- baw. Lenzpumpe 12 über ein aus einem elektromagnetischen Ventil bestehendes Ablaß- oder Lenzventil 1o und eine Lenzleitung 11 angeschlossen.

Außerdem ist mit der Oberseite des Vakuumbehälters 5 eine Belüftungsleitung verbunden, die über ein Belüftungsventil 13, ebenfalls in Form eines elektromagnetischen Ventils, mit der Außenluft in Verbindung steht. Im Inneren des

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Vakuumbehälters 5 ist eine Füllstandfühler-Reglereinheit 14 vorgesehen, die so ausgelegt ist, daß sie dann, wenn der Füllstand des sich im Vakuumbehälter 5 ansammelnden Wassers einen vorbestimmten Pegel übersteigt, diesen Füllstand oder Pegel des Wassers feststellt und Signale zu den Ventilen 6, 7, 10 und 13 sowie zu den Pumpen 9 und 12 liefert, um den Hauptabsperrschieber 6 und das Vakuumventil 7 zu schließen und das Lenzventil 10 sowie das Belüftungsventil 13 zu öffnen und gleichzeitig die Vakuumpumpe 9 abzustellen und die Lenzpumpe 12 zu betätigen.

Wenn der Füllstand im Vakuumbehälter 5 unter einen vorbestimmten Viert abfällt, sendet die Reglereinheit 14 wiederum Signale an die Ventile 6, ¹J, 10 und 1j? sowie an die Pumpen 9 und 12, um den Hauptabsperrschieber β und das Vakuumventil 7 zu öffnen, das Lenzventil 10 und das Belüftungsventil 13 zu schließen und gleichzeitig die Lenzpumpe 12 abzustellen und die Vakuumpumpe 9 zu betätigen.

Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann nach dem Laden der Ladung S in Form einer Aufschlämmung im Laderaum 1 bei Betätigung der Vakuumpumpe 9 und bei gleichzeitigem Öffnen der Absperrschieber 3 für die jeweiligen Entwässerungsanschlüsse, des Hauptabsperrschiebers 6 und des Vakuumventils 7 das in der Ladung S enthaltene Wasser abgesaugt und im Vakuumbehälter 5 gesammelt werden.

Bei fortschreitender Verdichtung oder Verfestigung der Ladung S kann es vorkommen, daß lediglich ein einem bestimmten Entwasserungsanschluß 2 entsprechender Teil der Schlammschicht der Ladung S in seiner Verfestigung örtlich begünstigt wird, so daß sich in diesem verfestigten oder verdichteten Teil Risse bilden, die vom Entwasserungsanschluß 2 bis zur Oberfläche der Ladung S reichen. Wenn eine solche Rißbildung auftritt, stellt die für die Messung des Saugdrucks in der Nähe des betreffenden Entwässerungsanschlusses 2 vorgesehene Druckfühler-Reglereinheit 3a

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einen über einen vorbestimmten Wert hinausgehenden Druckanstieg infolge der über die Risse zum Entwässerungsanschluß 2 angesaugten Atmosphärenluft fest, worauf diese Einheit ein Signal an den Absperrschieber 3 in der betreffenden Zweigleitung der Rohrleitung 4 sendet, um den betreffenden Absperrschieber j5 automatisch zu schließen. Der Druckanstieg in dem Entwässerungsanschluß 2, mit dem die Risse in Verbindung stehen, hat somit keinen nachteiligen Einfluß auf die Entwässerungsleistung über die anderen Entwasserungsanschlüsse 2, so daß kontinuierlich eine höchst wirkungsvolle Vakuumentwässerung der Aufschlämmung durchgeführt werden kann.

Während der Aufrechterhaltung des vorgenannten Zustands, in welchem nur ein bestimmter Absperrschieber 3 geschlossen ist, ist der Druck am betreffenden Sntwässerungsanschluß 2 bestrebt, auf den auf das Gewicht der Schlammschicht zurückzuführenden Druck anzusteigen, weil die genannten Risse im verdichteten Teil der Schlammschicht der Ladung S infolge der Rollbewegung und Schwingung des Schiffsrumpfes verschlossen v/erden. In diesem Fall ist es nur notwendig, in der Reglereinheit J>a. einen oberen Grenzwert für den im Entwässerungsanschluß 2 herrschenden Druck einzustellen, so daß bei einem weiteren Anstieg des gemessenen Drucks auf den oberen Grenzwert der vorher geschlossene Absperrschieber in der betreffenden Entwässerungs-Zweigleitung der Rohrleitung wieder geöffnet werden kann.

Wenn darüber hinaus durch Messung des Senkungsgrads der Schlammoberfläche und/oder durch Sichtüberwachung festgestellt wird, daß örtliche Fließerscheinungen (fluidifying phenomena) in der Nähe eines bestimmten Entwässerungsanschlusses 2 auftreten, können die Absperrschieber 3 für die restlichen Entwasserungsanschlüsse 2 von Hand geschlossen werden, so daß die Entwässerung hauptsächlich über den Entwässerungsanschluß 2 in der Nähe des fließenden Bereichs erfolgt.

Wenn der Füllstand bzw. Pegel des sich bei der Vakuumentwässerung der Ladung S im Vakuumbehälter 5 ansammelnden Wassers einen vorbestimmten Wert übersteigt, werden in Ab-

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hängigkeit von Signalen, die von der Reglereinheit 14 zur Peststellung eines zu großen VJasserfüllstands abgegeben werden, der Hauptabsperrschieber 6 und das Vakuumventil 7 geschlossen, während das Belüftungsventil 1J und das Lenzventil 10 geöffnet werden; gleichzeitig wird die Vakuumpumpe 9 abgestellt und die Lenzpumpe 12 betätigt, so daß das im Vakuumbehälter 5 angesammelte Wasser automatisch aus dem Schiff herausgepumpt werden kann.

Wenn daraufhin der Wasserspiegel im Vakuumbehälter 5 unter einen anderen, vorbestimmten Pegel abgesunken ist, werden in Abhängigkeit von Signalen von der Reglereinheit 14, welche den abgesunkenen Wasserspiegel feststellt, der Hauptabsperrschieber 6 und das Vakuumventil J geöffnet, während das Belüftungsventil 13 und das Lenzventil 10 geschlossen werden. Gleichzeitig wird die Lenzpumpe 12 abgestellt und die Vakuumpumpe 9 betätigt, so daß der Vakuumbehälter 5 evakuiert werden kann, während er mit den betreffenden Entwässerungsanschlüssen 2 verbunden ist, und mithin eine Entwässerung der die Ladung S im Laderaum 1 bildenden Aufschlämmung durchgeführt werden kann.

Wenn an einem Zähler die Zahl der Lenzvorgänge des Vakuumbehälters 5 mittels der Lenzpumpe 12 angezeigt wird, kann ersichtlicherweise die der Aufschlämmung entzogene Gesamtwassermenge bestimmt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet somit die folgenden Wirkungen und Vorteile:

1. Eine automatische Steuerung oder Regelung der Vakuumentwässerung der die Ladung S im Laderaum bildenden Aufschlämmung kann erzielt werden, so daß eine zweckmäßige Verdichtung oder Verfestigung der Aufschlämmung im Verlauf der Vakuumentwässerung erreicht wird und außerdem eine Pließerscheinung der schlammförmigen Ladung S verhindert werden kann.

2. Die im Laderaum befindliche Aufschlämmung kann einer

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teilweisen Vakuumentwässerung unterworfen werden, so daß eine ungleichmäßige Entwässerungswirkimgi in der- n_chlirär'i-3chicht vermieden wird.

3. Es ist möglich, eine unnötige Entwässerung eines bestimmten Bereichs der schlammförmigen Ladung S zu vermeiden, wodurch Antriebsleistung der Vorrichtung eingespart werden kann.

4. Da insgesamt ein automatischer Betrieb durchgeführt werden kann, ist es möglich, die Verdichtung oder Verfestigung der Aufschlämmung höchst wirkungsvoll und schnell zu steuern.

5. Aus den vorgenannten Wirkungen ergibt sich der Vorteil, daß der erforderliche Arbeits- und Zeitaufwand erheblich verringert werden kann.

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Claims

- 1ο Patentansprüche

Automatische Vakuum-Entwässerungsvorrichtung für ein eine Aufschlämmung transportierendes Schiff, das einen am.Boden mit einer Anzahl von Entwässerungsanschlussen versehenen Laderaum zur Aufnahme der Aufschlämmung aufweist, gekennzeichnet durch eine Entwässerungs-Rohrleitung (²J-), die am einen Ende verzweigt und jeweils über einen Absperrschieber (3) in jeder Verzweigung mit den betreffenden Entwässerungsanschlüssen (2) verbunden ist, durch einen evakuierbaren, mit dem anderen Ende der Entwässerungs-Rohrleitung verbundenen Yakuumbehälter (5) und durch eine Druckfühler-Reglereinheit (3a) zur Messung des Drucks in der Nähe jedes Entwässerungsanschlusses £2) und zur Steuerung der betreffenden Absperrschieber (3) in Abhängigkeit vom gemessenen Druckwert in der Weise, daß dann, wenn der gemessene Druck einen vorbestimmten Wert übersteigt, der Absperrschieber in der betreffenden Verzweigung der Rohrleitung (4-) schließbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfühler-Reglereinheit den betreffenden Absperrschieber in Abhängigkeit vom gemessenen Druckwert auch in der Weise zu steuern vermag, daß der betreffende Absperrschieber in der entsprechenden Verzweigung der Entwässerungs-Rohrleitung wieder geöffnet werden kann, wenn der gemessene Druck weiter auf einen voreingestellten oberen Grenzwert ansteigt-
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumbehälter mit einer Vakuumpumpe (9) und einer Wasserabsaug- bzw. Lenzpumpe (12) verbunden und mit einer

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Füllstandfühler-Reglereinheit (14) versehen ist, welche den !Füllstand bzw. Pegel des sich im Vakuumbehälter ansammelnden Wassers mißt und die Lenzpumpe sowie die Vakuumpumpe in Abhängigkeit von diesem gemessenen IHiIlstand im Vakuumbehälter selektiv in der Weise steuert, daß dann, wenn der Wasserspiegel im Vakuumbehälter einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt, die Lenzpumpe betätigt und die Vakuumpumpe abgestellt und mithin das angesammelte Wasser abgepumpt wird, während dann, wenn der Wasserspiegel im Vakuumbehälter unter einen zweiten vorbestimmten Wert abfällt, die Vakuumpumpe betätigt und die Lenzpumpe abgestellt wird, um den Vakuumbehälter zu evakuieren.

4-. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumbehälter an einem oberen Wandteil über einen ersten zusätzlichen Absperrschieber mit der Vakuumpumpe, an einem unteren Wandteil über einen zweiten zusätzlichen Absperrschieber mit der Lenzpumpe, an seiner Oberseite über einen dritten zusätzlichen Absperrschieber mit der Atmosphärenluft und über einen vierten zusätzlichen Absperrschieber mit der Entwässerungs-Rohrleitung verbunden ist und daß die Ifüllstandfühler-Reglereinheit auf den gemessenen Wasserspiegel im Vakuumbehälter anspricht, um die Lenzpumpe, die Vakuumpumpe sowie die vier zusätzlichen Absperrschieber in der Weise zu steuern, daß dann, wenn der gemessene !Füllstand oder Wasserspiegel im Vakuumbehälter einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt, die Lenzpumpe betätigt und die Vakuumpumpe abgestellt, der erste und der vierte zusätzliche Absperrschieber geschlossen und der zweite und der dritte zusätzliche Absperrschieber geöffnet werden, während dann, wenn der gemessene Wasser-

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spiegel im Vakuumbehälfeer unter einen zweiten vorbestimmten Wert abfällt, die Vakuumpumpe betätigt und die Lenzpumpe abgestellt, der erste und der vierte zusätzliche Absperrschieber geöffnet sowie der zweite und der dritte zusätzliche Absperrschieber geschlossen werden.

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