DE2516680B2 - Automatische vakuum-entwaesserungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Vakuum-Entwässerungseinrichtung für ein eine Aufschlämmung transportierendes Schiff, das einen Laderaum zur Aufnahme der Aufschlämmung aufweist, der am Boden mit einer Anzahl von Entwässerungsanschlüssen versehen ist und eine Entwässerungs-Rohrleitung aufweist, die am einen Ende verzweigt und jeweils über einen Absperrschieber und einen Druckfühler in jeder Verzweigung mit den betreffenden Entwässerungsanschlüssen und am anderen Ende mit einer Saugpumpe verbunden ist

Eine derartige Vakuum-Entwässerungseinrichtung ist bereits aus der US-PS U 50 981 bekannt Diese dient zur Entwässerung des Laderaumes eines Schiffes, das eine Sand- bzw. Kiesaufschlämmung transportiert Es sind verschiedene Entwässerungsanschlüsse vorzusehen, die über separate Zweigleitungen, in den jeweils eine Druckfühleinrichtung und ein Absperrschieber vorgesehen ist zu einer Sammelleitung führen. Die Sammelleitung ist an eine Saugpumpe angeschlossen.

Die Nachteile der bekannten Vorrichtung sind darin zu sehen, daß es im Laufe des Abpumpens des Wasseranteiles der Aufschlämmung zu einer partiellen Verdichtung der Ladung kommen kann, die so weit geht, daß schließlich Kanäle gebildet werden, die mit Oberflächen-Rissen in Verbindung stehen, durch welche Luft direkt von der Oberfläche in den Entwässerungsanschluß eingesaugt wird. Die eingesaugte Luft gelangt über die Zweigleitung in die Saugpumpe, was, abhängig von der Art der Pumpe, zu einem Zusammenbrechen des Vakuums und damit auch der Absaugung aus den anderen Zweigleitungen führen kann. Eine wirkungsvolle und abschnittsweise Steuerung der Verdichtung ist mit der bekannten Vorrichtung nicht möglich.

Es ist weiterhin bekannt, zum Lenzen der Ballastflüssigkeit eines Schiffes einen zentralen Tunnel vorzusehen, von dem Zweigleitungen zu den einzelnen Ballasttanks führen und der unter ständigem Vakuum gehalten wird. Die Höhe des Vakuums wird in Abhängigkeit des Wasserstandes im Tunnel bzw. in einer auf den Tunnel aufgesetzten domartigen Kammer über einen an diese Kammer angeschlossenen Vakuumbehälter gesteuert. In den zu den Ballasttanks führenden Zweigleitungen sind Absperrventile angeordnet, die entsprechend angesteuert werden, um die Tanks unabhängig voneinander zu lenzen (DT-AS 15 56 475).

Die bekannte Vorrichtung befaßt sich nicht mit der Problematik einer gleichmäßigen und gesteuerten Entwässerung eines einzigen Laderaumes. Die Absperrventile, die in den Zweigleitungen angeordnet sind, die zu den Ballasttanks führen, müssen besonders angesteuert werden. Der ständig unter Vakuum stehende Tunnel verhindert lediglich, daß über die Zweigleitung eventuell angesaugte Luft in die Saugpumpe gerät und das Vakuum zusammenbricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Entwässerung des Laderaumes eines eine Aufschlämmung transportierenden Schiffes zu schaffen, wobei die Entwässerung des Ladegutes möglichst gleichmäßig, selbsttätig und wirkungsvoll vorgenommen werden soll.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen an sich bekannten, in die Entwässeru.ngs-Rohrleitung eingeschalteten Vakuumbehälter gelöst, der das Wasser absaugt, und durch eine Druckfühler-Reglereinheit zur Messung des Drucks in der Nähe jedes Entwässerungsanschlusses zur Steuerung der betreffenden Absperrschieber in Abhängigkeit vom gemessenen Druckwert, so daß bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzdruckes der Absperrschieber in der betreffenden Verzweigung der Rohrleitung schließt.

Damit wird erreicht, daß bei Auftreten einer partiellen Verdichtung und damit eines Lufteinbruches über Kanäle und Oberflächen-Risse die betreffende Zweigleitung selbsttätig ausgeschaltet wird. Das Ausschalten dieser einen Entwässerungsleitung hat jedoch nicht zur Folge, daß die anderen Entwässerungsleitungen in irgendeiner Weise davon beeinflußt werden. Im Gegenteil, die Entwässerung durch die anderen Leitungen wird fortgesetzt

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die Absperrschieber in Abhängigkeit vom gemessenen Druckwert durch die Druckfühler-Reglereiinheit so steuerbar, daß sie wieder öffnen, wenn der gemessene Druck weiter auf einen voreingestellten oberen Grenzwert ansteigt der durch Ladungsdruck und Atmosphärendruck gegeben ist Diesem Merkmal liegt

B.

die Erkenntnis zugrunde, daß infolge der Bewegungen dei Schiffsrumpfes und der zunehmenden Entwässerung durch die anderen Zweigleitungen einmal gebildete Risse wieder geschlossen werden können. Eei dem in diesem Zustand über der Saugöffnung herrschenden Druck spricht die Druckfühler-Reglereinheit an und die Entwässerung wird über diesen Anschluß wieder aufgenommen.

Das Auftreten von Rissen in der teilweise verdichteten Ladung führt somit nicht zu einem dauernden Ausfall der betreffenden Entwässerungs-Rohrleitung, sondern nur zu einem kurzzeitigen Schließen. Die Gesamtentwässerungszeit kann damit wirkungsvoll gesenkt werden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der Vakuumbehälter mit einer Wasserfüllstandsfühler-Reglereinheit versehen, welche die Saugpumpe sowie eine Vakuumpumpe in Abhängigkeit vom gemessenen Füllstand im Vakuumbehälter 5 in der Weise steuert, daß dann, wenn der Wasserspiegel im Vakuumbehälter einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt, die Lenzpumpe betätigt und die Vakuumpumpe abgestellt wird, während dann, wenn der Wasserspiegel im Vakuumbehälter unter einen zweiten vorbestimmten Wert abfällt, die Vakuumpumpe betätigt und die Lenzpumpe abgestellt wird. Damit wird ein Chargenbetrieb der Vorrichtung ermöglicht, und die Entwässerung kann insgesamt automatisch und wirkungsvoll durchgeführt werden.

Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung und Anschlüsse der Hauptbauteile einer selbsttätigen Entwässerungseinrichtung in ihrer Verwendung bei einem eine Aufschlämmung transportierenden Schiff.

Gemäß der Figur sind am Boden eines für die Aufnahme 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 Lenzpumpe 12 über ein aus einem elektromagnetischen Ventil bestehendes Lenzventil 10 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 Auflenluft in Verbindung steht Im Inneren des Vakuumbehälters 5 ist eine Füllstandsfühler-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 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 Wert abfällt, sendet die Reglereinheit 14 wiederum Signale an die Ventile 6,7,10 und 13 sowie an die Pumpen 9 und 12, um den Hauptabsperrschieber 6 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 Vakuum-Entwässerungseinrichtung 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 5 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 Entv/ässerungsanschluß 2 entsprechender Teil der Schlammschicht der Ladung Sin seiner Verfestigung örtlich begünstigt wird, so daß sich in diesem verfestigten oder verdichteten Teil Risse bilden, die vom Entwässerungsanschluß 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 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 bestreffenden Zweigleitung der Rohrleitung 4 sendet, um den betreffenden Absperrschieber 3 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 Entwässerungsanschlüsse 2, so daß kontinuierlich eine höchst wirkungsvolle Vakuumentwässerung der Aufschlämmung durchgeführt werden kann.

Während der Aufrechterhaltung des vorgenannten Zustandes, in welchem nur ein bestimmter Absperrschieber 3 geschlossen ist, ist der Druck am betreffenden Entwässerungsanschluß 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 werden. In diesem Fall ist es nur notwendig, in der Reglereinheit 3a einen oberen Grenzwert für den iim 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 Senkungs-

grads der Oberfläche der Aufschlämmung und/oder durch Sichtüberwachung festgestellt wird, daß örtliche Fiuidisierungserscheinungen in der Nähe eines bestimmten Entwässerungsanschlusses 2 auftreten, können die Absperrschieber 3 für die restlichen Entwässerungsanschlüsse 2 von Hand geschlossen werden, so daß die Entwässerung hauptsächlich über den Entwässerungsanschluß 2 in der Nähe des fließenden Bereichs erfolgt

Wenn der Füllstand des sich bei der Vakuumentwässerung der Ladung Sim Vakuumbehälter 5 ansammelnden Wassers einen vorbestimmten Wert übersteigt, werden in Abhängigkeit von Signalen, die von der Reglereinheit 14 zur Feststellung eines zu großen Wasserfüllstands abgegeben werden, der Hauptabsperrschieber 6 und das Vakuumventil 7 geschlossen, während das Belüftungsventil 13 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 7 geöffnet, während das Belüftungsventil 13 und das Lenzventil 10 geschlossen werden. Gleichzeitig wird die Lenzpumpe 12 abgestellt

jo 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 5 im Laderaum 1 bildenden Aufschlämmung

, 5 durchgeführt werden kann.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Automatische Vakuum-Entwässerungseinrichtung für ein eine Aufschlämmung transportierendes Schiff, das einen Laderaum zur Aufnahme der Aufschlämmung aufweist, der am Boden mit einer Anzahl von Entwässerungsanschlüssen versehen ist und eine Entwässerungs-Rohrleitung aufweist die am einen Ende verzweigt und jeweils über einen Absperrschieber und einen Druckfühler in jeder Verzweigung mit den betreffenden Entwässerungsanschlüssen und am anderen Ende mit einer Saugpumpe verbunden ist gekennzeichnet durch einen an sich bekannten, in die Entwässerungs-Rohrleitung eingeschalteten Vakuumbehälter (5), der das Wasser {,bsaugt, und durch eine Druckfühler-Reglereinheit (3a) zur Messung des Druckes in der Nähe jedes Entwässerungsanschlusses (2) zur Steuerung der betreffenden Absperrschieber (3) in Abhängigkeit vom gemessenen Druckwert, so daß bei Oberschreiten eines vorbestimmten Grenzdruckes der Absperrschieber in der betreffenden Verzweigung der Rohrleitung (4) schließt.

2. Entwässerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Absperrschieber (3) in Abhängigkeit vom gemessenen Druckwert durch die Druckfühler-Reglereinheit (3a) so steuerbar sind, daß sie wieder öffnen, wenn der gemessene Druck weiter auf einen voreingestellten oberen Grenzwert ansteigt der durch Ladungsdruck und Atmosphärendruck gegeben ist

3. Entwässerungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Vakuumbehälter (5) mit einer Wasserfüllstandsfühler-Reglereinheit (14) versehen ist, welche die Saugpumpe (12) sowie eine Vakuumpumpe (9) in Abhängigkeit vom gemessenen Füllstand im Vakuumbehälter (5) in der Weise steuert daß dann, wenn der Wasserspiegel im Vakuumbehälter (5) einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt die Lenzpumpe (12) betätigt und die Vakuumpumpe (9) abgestellt wird, während dann, wenn der Wasserspiegel im Vakuumbehälter (5) unter einen zweiten vorbestimmten Wert abfällt, die Vakuumpumpe (9) betätigt und die Lenzpumpe (12) abgestellt wird.