DE2530248A1 - Verfahren zum entfalten eines wassersackes in einer wasserumgebung, z.b. einer meeresumwelt - Google Patents

Description

Patentanmeldung

der Firma

Case Existological Laboratories Ltd., 783 Cave Street, Victoria, British Columbia (Canada)

Verfahren zum Entfalten eines Wassersackes in einer Wasserumgebung, z. B. einer Meeresumwelt

Die Erfindung betrifft Wasser- oder Schwimmsäcke zum Gebrauc-h beispielsweise im Zusammenhang mit der Erforschung von Umweltverschmutzungen .

Es ist bekannt, flexible Schwimmsäcke in einer Meeresumwelt oder ähnlichen Umgebungen zum Studium der Bedingungen in einer abgegrenzten oder eingeschlossenen Wassermenge anzuordnen. Derartige Säcke oder Beutel sind aufgrund ihrer Beschaffenheit auch geeignet, Flüssigkeitsmengen für eine Vielzahl anderer Zwecke aufzunehmen, z.B. für die zeitweilige Speicherung von wiedergewonnenem Abfall- oder Auslauföl, der Speicherung von Abwässern oder der Aufrechterhaltung eines bestimmten Lebensbereiches oder Kreislaufes unter kontrollierten, jedoch natürlichen Bedingungen. Der Hauptvorteil des Gebrauchs eines Schwimmsackes besteht darin, dass die für den Sack oder Beutel

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benötigte Festigkeit für die Speicherung von Flüssigkeit wesentlich geringer ist als sie für die Speicherung einer entsprechenden Flüssigkeitsmenge oberhalb des Wasserspiegels notwendig sein würde, da der Druck der gespeicherten Flüssigkeit innerhalb des Sackes oder Beutexls durch den Druck der Wassermenge ausserhalb des Sacke^s oder dgl. egalisiert wird.

Bei solchen Säcken besteht unabhängig von dem Zweck, für den sie benutzt werden, ein Problem darin, dass sie instabil sind und das Medium, in welchem sie sich befinden, insbesondere die Meeresumgebung, die Säcke häufig erheblichen Beanspruchungen unterwirft, die z. B.auf Querströmungen und andere Bedingungen und Erscheinungen zurückzuführen sind, die in der WasserUmgebung, in welcher die Säcke untergebracht sind, auftreten. So wird ein Sack oder Beutel, der z. B. sechs oder sieb-en Faden (etwa 11 - 13 m) tief ist, verzogen, verdreht oder dgl. und einen Teil seines Inhaltes verlieren oder in anderer Weise für den zu erfüllenden Zweck ungeeignet werden, wenn die Strömung an der Oberfläche sich in einer anderen Richtung bewegt als die Strömung unterhalb der Oberfläche. Dies gilt insbesondere dann, wenn Personen, die von der Oberfläche her arbeiten, versuchen, Proben der Flüssigkeit, die sich innerhalb des Sackes oder Beuteiis befindet, in unterschiedlichen oder wechselnden Tiefen zu entnehmen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entfalten von Schwimmsäcken oder dgl. so auszugestalten, dass es den vorerwähnten Schwierigkeiten Rechnung trägt. Dabei soll die Möglichkeit bestehen, in solchen Fällen, in denen die zu speichernde Flüssigkeit die gleiche ist wie

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die Flüssigkeit in der Umgebung, in welcher der Sack zu entfalten ist, eine Wassersäule aufzunehen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass der Sack oder Beutel aus einem Material besteht, welches gegenüber einer Dehnbeanspruchung verhältnismässig widerstandsfähig ist. In entfaltetem Zustand, z. B. im Meer, wird innerhalb des Sackes oder Beutels ein Wasserspiegel aufrechterhalten, der geringfügig höher ist als der Spiegel des Wassers im umgebenden Meer. Dies hat das überraschende Ergebnis, dass der Sack, Beutel oder dgl. anschwillt und gegen Verziehen, Verdrehen oder dgl., wie das durch die vorerwähnten Querströmungen verursacht werden kann, widerstandsfähig wird. Säcke oder Beutel, die unter Anwendung der Lehre gemäss der Erfindung entfaltet werden, weisen eine grössere Eigensteif igkeit oder -Stabilität auf als Säcke oder dgl., die nach anderen Verfahren entfaltet würden.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann eine Wassersäule in Säcken, Beutel oder dgl. der vorerwähnten Art auf sehr einfache und wirtschaftliche Weise in kurzer Zeit aufgenommen werden.

Im Zusammenhang mit dem letzterwähnten Punkt der Erfindung ist in Bezug auf bekannte Verfahren zu sagen, dass bei deren Anwendung Wasser aus der Meeresumgebung in den schwimmenden bzw. entfalteten Sack oder dgl. eingepumpt wird, um letzteren zu füllen. Dazu ist ein erheblicher Zeitaufwand erforderlich; ausserdem ist der

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Gebrauch teurer Pumpeinrichtungen notwendig. Schliesslich ist eine sorgfältige Öberwachung erforderlich. Hingegen kann bei Anwendung der Lehre geaäss der Erfindung ein Sack, Beutel oder dgl. im wesentlichen ohne den Gebrauc-h von Pumpen und in einer erheblich kürzeren Zeit - verglichen mit dem Füllvorgang ausschliesslich unter Verwendung von Pumpen - gefüllt werden.

Unter der Voraussetzung, dass ein Beutel, Sack oder dgl. von beispielsweise 12 m Tiefe aus der Meeresumgebung mit Wasser gefüllt werden soll, wird ein zusammengelegter Sack, der entlang seiner Mündung oder Öffnung mit Schwimmern versehen ist, beispielsweise durch einen Taucher nach unten an einen Punkt gebracht, an welchem sich Öffnung oder Mündung 12 m unter der Oberfläche des Wassers befindet. Der Sack oder Beutel wird dann freigelassen. Aufgrund der der Öffnung oder Mündung zugeordneten Schwimmer steigt der Sack sofort zur Oberfläche auf, wobei er dabei expandiert und mit Wasser gefüllt wird. Wenn der Sack die Oberfläche erreicht, wird er praktisch oder nahezu vollständig mit Wasser gefüllt sein. Er kann dann mit einem geeigneten Schwimmkörper oder dgl. verbunden werden, wobei die vorerwähnte unterschiedliche Druckhöhe dadurch herbeigeführt werden kann, dass eine kleine zusätzliche Wassermenge eingepumpt wird, um den Wasserspiegel innerhalb des Sackes auf ein Niveau zu heben, welches geringfügig über dem Niveau der Umgebung liegt.

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Das Wesen der Erfindung kann somit dahingehend zusammengefasst werden, dass bei einem Verfahren zum Entfalten eines Schwimmsackes zum Beobachten von Leben im Wasser, vorzugsweise im Meer, in einer natürlichen, jedochkontrollierten Umgebung der Wasserspiegel im Sack etwas höher ist als der des umgebenden Wassers, um ein gewisses Anschwellen zu erreichen und den entfalteten Sack zu stabilisieren. Letzterer kann ohne Schwierigkeiten mit Wasser gefüllt werden, und zwar im wesentlichen ohne die Verwendung von Pumpen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines entfalteten Sackes, der unter Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung gefüllt worden ist,

Fig. 2 eine Draufsicht des Sackes gemäss Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein typischer Sack oder Beutexl dargestellt, der im Zusammenhang mit der Erforschung und Untersuchung der Wirkungen von Verschmutzungen in einem bestimmten Bereich der Meeres- oder sonstigen Wasserumwelt benutzt werden soll. Der Sack 10 wird von einem Schwimmerelement 11 gehalten, an welchem der Sack 10 lösbar unter Verwendung geeigneter Mittel angebracht ist. Es kann sich dabei um Haken oder irgendeine andere bekannte Art von Befestigungsmitteln handeln, und zwar insbesondere derart, die geeignet und in der Lage ist, Stösse zu dämpfen. Unter bestimmten Be-

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dingungen kann eine stossdärapfende Anbringung notwendig sein, um Beschädigungen des Sackes zu vermeiden, die auf beispielsweise durch rauhe See verursachte starke Bewegungen des Schwimmerelementes zurückgehen. Normalerweise ist der Sack, Beutel oder dgl. 10 am Schwimmerelement 11 trennbar angebracht, so dass die beiden Teile voneinander getrennt werden können; eine solche lösbare Anbringung ist jedoch für die Anwendung der Erfindung nicht erforderlich. Das Schwimmerelement 11 sollte selbstverständlich einen Auftrieb von ausreichender Grosse für die gesamte Anordnung derart bewirken, dass trotz des innerhalb des Sackes höheren Wasserspiegels zwischen der Oberseite des Schwimmerelementes 11 und der Umgebung ausreichend Abstand bleibt, um ins Gewicht fallende Bewegungen des Wassers aus dem Bereich innerhalb des Sackes nach aussen und aus der Umgebung in den Sack hinein vermieden werden. Zu diesem Zweck kann eine Art Wehr, Schwelle oder ein ähnlicher Fortsatz oberhalb der Oberfläche des Elementes 11 vorgesehen sein. Der Sack selbst sollte ausreichend widerstandsfähig gegen Dehnung sein, so dass er nicht aufgrund des im Vergleich mit dem Wasserdruck ausserhalb des Sackes innerhalb des Sackes vorhandenen grösseren Wasserdruckes, der auf den höheren Wasserspiegel innerhalb des Sackes zurückzuführen ist, nach aussen deformiert wird. Auf diese Weise ist eine Gewähr dafür gegeben, dass das höhere Wasserniveau und die unterschiedliche Druckhöhe aufrechterhalten bleiben. Der Sack oder Beutel kann, wie dargestellt, einen zweischichtigen Aufbau aufweisen, dessen innerer Teil 16 aus durchscheinendem Polyäthylen besteht, während die äussere Schicht 17 >ein gewebtes durchscheinendes Polyäthylen ist. Es

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können selbstverständlich auch andere geeignete Werkstoffe verwendet werden, solange die oben erwähnten Voraussetzungen, nämlich der Widerstand gegen Dehnung, erfüllt bleiben.

Zum Zweck der besseren Darstellung ist der Sack als ein zylindrisches Teil mit einem konischen Bereich am Boden gezeichnet. Der konische Bereich 12 ist an der Spitze des Konus mit einer Entnahmeeinrichtung 13 versehen, die die Entnahme von Problen aus dem Bodenbereich des Sackes ermöglicht. Weiterhin kann oberhalb des Elementes 5 eine Winde oder dgl. 14 vorhanden sein, durch die äne eine Probe enthaltende Flasche oder dgl. auf unterschiedliche Höhenlagen innerhalb des Sackes abgesenkt werden kann, um die Probeentnahme zu ermöglichen.

Das Element 11 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein sechsseitiges Bauteil, das aus röhrenförmigen Abschnitten aus klarem Acrylmaterial hergestellt ist, die mittels Klebstoff, Kitt oder anderen Befestigungsmitteln zusammengefügt sind, um eine wasserdichte Einheit zu bilden, die reläiiv steif ist. Die Verwendung von klarem Acrylmaterial für das Element 11 und von durchscheinendem Material für den Sack 10 soll Schattenwirkungen und -bildungen verhindern, die die Charakteristiken der im Sack eingeschlossenen Wassersäule beeinflussen könnten.

Es war bereits erwähnt worden, dass der Sack lösbar am Schwimmerelement 11 derart angebracht sein kann, dass er ohne Schwierigkeiten davon abnehmbar ist. Entlang dem Hals des Sackes oder Beutels

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kann bei 15 ein Umfangsseil angebracht sein, das die Möglichkeit gibt, den Sack am Schwimmerelement 11 zu befestigen. Dieses Umfangsseil 15 kann jedoch durch ein einen Auftrieb bewirkendes Mittel, z. B. ein verschlossenes Rohr, ersetzt werden, das einmal einen im folgenden zu beschreibenden Effekt bewirkt und zum anderen der Anbringung des Sackes am Schwimmelement 11 dient.

Es war bereits erwähnt worden, dass der Sack ohne Schwierigkeiten durch ein Verfahren mit Wasser gefüllt werden kann, das auf den ausschliesslichen Gebrauch von Pumpen nicht angewiesen ist. Bei dieser Sachlage ist es notwendig, dass irgendeine als Schwimmer wirkende Einrichtung um den Hals des Sackes herum angeordnet ist. Es kann sich dabei um rohrförmige Mittel mit Eigenauftrieb, wie vorstehend beschrieben, handeln. Es können auch Mittel verwendet werden, die in der Lage sind und ausreichen, dem Hals oder Randbereich des Sackes soviel Auftrieb zu geben, dass es ausreicht, um ihn zur Oberfläche aufsteigen zu lassen.

Um einen Sack des dargestellten Typs zu entfalten, wird der Sack in zusammengelegtem Zustand unter die Oberfläche des Wassers auf eine Tiefe gebracht, die etwa der totalen Länge des Sackes oder Schlauches entspricht. Dies kann durch einen Taucher, aber auch unter Verwendung von Mitteln erfolgen, die auf den Wasserdruck ansprechen und automatisch auf einer eingestellten Tiefe freigeben. Dies wird in der Weise durchgeführt, dass zunächst das Schwimmelement 11 auf der Oberfläche an einer Stelle angeordnet wird, an welcher Wasserproben entnommen werden sollen. Der Sack

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wird dann in zusammengelegtem Zustand nach unten gebracht, und zwar auf eine Tiefe, die mindestens der Länge des Sackes entspricht. Die öffnung des Sackes ist direkt unter dem Sc hiimmerelement angeordnet. Sie wird dann freigegeben, worauf sie aufgrund ihres Auftriebes zur Oberfläche steigt und mit dem Schwimmerelement 11 in Eingriff bzw. Kontakt kommt oder doch zumindest in dessen unmittelbare Nähe gelangt. Wenn der Sack die Oberfläche erreicht hat, ist er praktisch vollständig mit Wasser gefüllt; er kann sofort am Schwimmerelement unter Verwendung der vorbeschriebenen Befestigungsmittel angebracht werden. Es hat sich herausgestellt, dass bei Gebrauch dieses Verfahrens ungefähr 90% des Wassers, das für die Füllung des Sackes benötigt wird, innerhalb desselben vorhanden ist. Dieses Verfahren hat das sehr erwünschte Ergebnis, dass das Wasser innerhalb des Sackes einen wirklichkeitsgetreuen Querschnitt des Wassers zwischen dem Schwimmerelement und dem Punkt darstellt, an welchem der Sack unterhalb der Oberfläche freigegeben worden war. Dies ist insbesondere dann zweckmässig, wenn angestrebt wird, einen wirklichkeitsgetreuen Querschnitt einer bestimmten Wassermenge oder eines bestimmten Wasserbereiches zu beobachten und daraus Proben zu entnehmen. Das Verfahren gemäss der Erfindung vermeidet demzufolge das unerwünschte Resultat, dass, wenn Wasser in einen Sack dieser Art hineingepumpt wird, dass letztenendes den Sack füllende Wasser keinen wirklichkeitsgetreuen Querschnitt der Meeresumwelt oder dgl. darstellt, aus der Proben entnommen werden sollen. Nachdem der Sack in der vorstehend beschriebenen Weise entfaltet worden ist, besteht lediglich die Notwendigkeit, eine kleine Wassermenge hineinzupumpen,

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um den Wasserspiegel innerhalb der fertigen Einrichtung auf den gewünschten Punkt zu bringen, d. h., geringfügig oberhalb des in dem umgebenden Wasser vorhandenen Wasserspiegels. Der hier erwähnte Wasserspiegel ist in Fig. 1 mit 18 bezeichnet; es ist ersichtlich, dass dieses Niveau geringfügig höher ist als der Wasserspiegel 19 des umgebenden Wassers.

Die Zeichnungen und die dazugehörigen Teile der Beschreibung dienen der Erläuterung der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels . Die Erfindung soll keineswegs auf die in der Zeichnung dargestellten Mittel beschränkt sein.

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   ΓΙ. Verfahren zum Entfalten eines Wassersackes, -beuteis oder dgl. in einer Wasserumwelt, bei welchem ein nachgiebiger, vorzugsweise elastischer Sack an der Oberfläche des Wassers unter Verwendung von Schwimmelementen gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserspiegel innerhalb des Sackes auf ein Niveau gebracht wird, welches geringfügig oberhalb des Niveaus der Umgebung liegt, um so den Sack in seiner Gesamtheit aufzublähen oder anschwellen zu lassen und in diesem Zustand zu halten mit dem Ziel, Störungen, die auf den Sack aufgrund von Änderungen hinsichtlich der Bedingungen der Umwelt, in welcher der Sack entfaltet worden ist, einwirken, zu wiederstehen.
2. 2. Verfahren zum Füllen eines Sackes, Beutels oder dgl. zum Entfalten in einer Flüssigkeit enthaltenden Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass der Sack oder dgl. um seine öffnung herum mit einem Auftrieb bewirkenden Mittel versehen wird, alsdann in zusammengelegtem Zustand an eine Stelle in einem Abstand von der Oberfläche einer Flüssigkeit unterhalb derselben gebracht wird, wobei der Abstand der Entfernung entspricht, durch die eine Probe zu nehmen ist, worauf der Sack freigegeben wird, so dass seine Öffnung zur Oberfläche schwimmt und eine Flüssigkeitssäule im Sack aufnimmt.

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3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sack, nachdem er die Oberfläche erreicht hat, an einem Schwimmerelement angebracht wird.

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