DE2601945A1

DE2601945A1 - Verfahren zum heben gesunkener schwimmkoerper und zum schliessen von fluessigkeitsoberflaechen mittels ballaststabiler, offener auftriebskoerper

Info

Publication number: DE2601945A1
Application number: DE19762601945
Authority: DE
Inventors: Wolf Klemm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-01-20
Filing date: 1976-01-20
Publication date: 1977-07-21

Description

'xVerfahren zum Heben gesunkener Schwimmkörper und zum
Schliessen von Plussigkeitsoberflachen mittels ballast stabiler offener Auftriebskörper," Beschreibung.
10 Bekanntes.
Verfahren zum Heben gesunkener Schiffe und anderer Körper sind viele bekannt. Dabei werden entweder a). Hsbegeräte wie Kranschiffe, flut-und lenzbare Schwimmkörper und ähnliche Spezialfahrzeuge benutzt.
b) Oder es werden mit Gas gefüllte Auftriebskörper aus Holz,Kork, Gummi, Kunststoffschaum und ähnlichem Material verwendet.
Auch Verfahren, bei denen der Auftrieb durch Vereisung erzizGt wird, sind bekannt.
Bei den unter a) genannten Verfahren wird jeweils nur die den Hebegeräten selbst eigene Verdrängung als Tragkraft zum Heben benutzt und der gesunkene Körper muss mittels Trossen, Ketten u,s.w, hochgezogen werden.
Bei den unter b) genannten Verfahren werden die gesunkenen Kör= per nicht hochgezogen, sondern sie schwimmen infolge des Ein= bringens einer entsprechend grossen Menge von Auftriebskörpern selber auf.
Beiden Verfahren haften indes erhebliche Mängel an Beim Verfahren a): 1. Es werden teuere und aufwendige Spezialfahrzeuge benötigt, die dauernder Pflege und Wartung bedürfen.
2. Mit diesen Spezialschiffen können nur Lasten gehoben werden, de= ren Gewicht die nutzbare Tragkraft (Verdrängung) des Hebeschiffs selbst nicht übersteigt.
3. Das hohe Gewicht der verwendeten Hebegeschirre schliesst die An wendung dieses Verfahrens in grösseren Tiefen aus.
4. InfOlge der festen Trossenrerbindmg tw2scher Hebeschiff und ge= sunkenem Körper ist der Transport mit vielerlei Risiken ( Seegang, Strom echt.) verbunden.
5. Wird nach dem "Flut-Lenz"-Verfahren gearbeiteX, steht bei jedem Hub immer nur die Differenz zwischen den Eintauchtiefen des gefluteten und nachher wieder gelenzten Hebeschiffs zur Verfügung. Zudem sind, um eine Hebung bis zur Wasseroberfläche zu erreichen, Küstennähe und günstiges Grundprofil notwendig.
Beim Verfahren b): Venngleich hierbei zwar keine speziellen Hebeschiffe vonnöten sind, so sind die Grenen auch hier sehr eng.
1. Auftriebskörper entwickeln in getauchtem Zustand eine nach oben wir= kende Kraft. Um z.B. ein Wrack heben zu können, müssen in dieses so= lange Auftriebskörper mit Pumpen eingepresst werden, bis die Summe der einzelnen Auftriebskräfte grösser ist als die nach unten wirken= de Kraft des Wrackgewichtes. Das Überwinden dieser nach unten gerich= teten Kraft mittels Hinunterpumpen der notwendigerweise grösseren, nach oben gerichteten Auftriebskraft erfordert viel Energie und eine komplizierte Pumpenapparatur.
2. Fast all bekannten Auftriebskörper beinhalten als auftrieberzeugen des Medium ein Gas; deshalb verlieren diese Auftriebskörper bei zu= nehmender Tauchtiefe aufgrund des zunehmenden Wasserdruckes an Volu= men0ln diesem verkleinerten Zustand sammeln sie sich dann unten im Wrack solange an, bis dieses langsam beginnt, aufzusteigen. Mit zu= nehmender Steighöhe vermindert sich bei zunehmender Steiggeschwindig= keit der Wasserdruck und die Auftriebskörper dehnen sich dabei wieder aus, sodass sie infolge ihrer stetigen Volumenszunahme den nun immer schneller auftauchenden Wrackkörper sogar sprengen und damit die He= bearbeit zunichtemachen können.
3. Gesunkene Körper, die auf diese Art gehoben werden, können während des Auftauchens kaum mehr in ihrem Verhalten beeinflusst werden; ein dosiertes, nach Phasen unterteiltes Auftauchen ist praktisch unmog= licht 4. Liegen gesunkene Körper in grossen Tiefen, so können sie mit den bis= her bekannten Auftriebskörpern u.U. überhaupt nicht mehr gehoben wer= den. Denn von einer gewissen Tiefe ab wird das im Auftriebskörper eingeschlossene Gas zusehr zusammengepresst, als dass es eine noch nutzbare Verdrängung bewirken könnten In sehr grossen Tiefen kann infolge des dort herrschenden sehr hohen Wasserdruckes und des damit verbundenen Verdrängungsverlustes das Eigengewicht des Auftriebskörpers höher werden als das Gewicht des von ihm noch verdrangten Wassers, sodass der Auftriebskörper nicht nur auftriebslos wird, sondern sogar selber sinkt.
II. Aufgabe der Erfindung war es daher, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem a) keine aufwendigen Hebeschiffe, Schwimmkräne und dergl.nctig sind; b) das nicht an die verdrängungsbedingte Tragkraft und Hubkraft sol= cher Spezialschiffe gebunden ist; c) bei dem mit wenig Energieaufwand grosse Mengen auftrieberzeugender Mittel in gesunkene Körper eingebracht werden können; d) das ein regulierbares, phasenweises Auftauchen ermöglicht; e) mit dem angehobene Körper in beliebigen Tiefen in Schwebezustand gebracht und gehalten werden können; f) das Hebearbeiten in und aus allen, auch sehr grossen Tiefen erlaubt; g) und das zudem mit geringem technischen und finanziellenAufwand be= trieben werden kann.
III. Neues.
Bei dem hier beschriebenen Hebeverfahren werden an ihrer Unterseite offene Auftriebskörper verwendet ( Fig. 1 ), die aus Hohlkörpern (a) bestehen, die sich infolge ihres Ballastes (b) lagenstabil und selbst: aufrichtend verhalten.
Werden derartige Auftriebskörper in eine Flüssigkeit gebracht ( Fig.2 ) und zunächst selbst mit einer Flüssigkeit gefüllt (a),so beginnen sie infolge ihres Materialgewichtes zu sinken (b). Sie pen= deln sich dabei in ihre stabile Lage ein (c);-' ihre offene Seite ist dann nach unten gerichtet. Steigt nun von unten her Gas in dieser Flüssigkeit auf, so wird es teilsweise von den Auftriebskörpern auf= gefangen und angesammelt, wobei die Flüssigkeit in den Auftriebskör= pern ausgedrängt wird (d + e). Der Auftriebskörper beginnt zu steigen und das eingeschlossene Gas nimmt mit abnehmendem Aussendruck an Vo= lumen zu und verdrängt die Füllflüssigkeit völlig (f). Im weiteren Verlauf des Aufsteigens tritt infolge des abnehmenden Wasserdrucks das sich ausdehnende, überschüssige Gas unten am Auftriebskörper aus, während der Auftriebskörper selbst, seine äussere Form konstant bei= behaltend, aufsteigtg).
Fig03 zeigt ein Anwendungsbeispiel a) Zunächst wird in ein Wrack ein Luftverteiler eingebracht und etwa vorhandene Öffnungen mit Drahtnetzen verschlossen.
b) Daraufhin werden auf elektromagnetischem Wege Auftriebskörper mit Wasser gefüllt und mittels einer einfachen Saugpumpe durch einen Schlauch in das Wrack eingebracht.
c) Nun wird Lurt durch den Luftverteiler in das Wrack gedrückt, die sich in den Auftriebskörpern ansammelt und dadurch das Wrack zum Auftauchen bringt.
Fig.4 zeigt verschiedene Beispiele für Methoden, nach denen die Auftriebskörper mit Flüssigkeit gefüllt werden können a) Auf elektromagnetischem Wege, wobei mittels eines Elektromagneten magnetisch anziehbare Ballas tante ile von ansonsten antimagnetischen Auftriebskörpern angezogen und damit die Auftriebskörper umgedreht werden, wodurch sie ihre offene Seite nach oben bringen und voll= laufen.
b) Auf hydraulischem Wege, wobei die im Wasser schwimmenden Auftriebs= körper durch den Wasserdruck mit ihren Oberteilen gegen einen Wi= derstand getrieben und umgekippt werden, was zum Vollaufen führt.
c) huf mechanischem Wege mittels einer Stachelwalze oder eines ähn= lichen Wenders, wobei die im Wasser auf diesen Wender zutreibenden Auftriebskörper von den Stacheln erfasst, durch Weiterdrehen ge= kippt und unter Wasser gedrückt werden und dabei vorlaufen.
Im Gegensatz zu den in Ib) beschriebenen Auftriebskörpern, die während des Ab-und Auftauchens infolge der Druckänderung ständigen Form-und Volumensveränderungen ausgesetzt sind und dadurch rasch zerstört werden, behalten die hier beschriebenen Auftriebskörper ihre Form konstant bei. Lediglich das in ihrem Inneren angesammel= te, eingeschlossene Gas ist infolge seiner Komprimierbarkeit Volu= mensänderungen unterworfen; durch die offene. Unterseite is-t aber ein fortwährender Ausgleich zwischen Innen und Aussen gegeben, so= dass Auftriebskörper dieser Art in jeder Tiefe verwendet werden können, ohne Veränderungen ihrer äusseren Form unterworfen zu sein.
IV. Gegenüber den bisher bekannten Auftriebskörpernhaben die hier be= schriebenen, erfindungs gemässen folgende Vorteile a) Sie sind sehr einfach und preiswert herzustellen.
b) Sie werden im Einsatz durch Druckunterschiede nicht deformiert und sind wiederholt verwendbar.
c), Sie besitzen in vollgelaufenem Zustand keinen Eigenauftrieb und können deshalb ohne oder mit sehr geringem Energieeinsatz auf jede Tiefe gebracht werden.
d) Das Aufrichten,Gassammeln und Druckausgleichen erfolgt selbsttätig.
e) Da Form und Verdrängung dieser Auftriebskörper in allen Tauchtiefon stets gleichbleibend konstant sind,lassen sich Auftrieb und Steig= geschwindigkeit sowie etwa einzulegende Schwebezustände 0takt vor= ausberechnen und einhalten, wodurch ein phasenweises und kontrol= lierbares Aufsteigen möglich ist.
Aufgrund der während des Auftauchens gleichbleibenden äusseren Form besteht für den zu hebenden Körper keine Gefahr, etwa von sich zusehr ausdehnenden eingeschlossenen Auftriebskörpern gesprengt zu werden.
-) Da sie in Jeder Tiefe durch ständigen Druckausgleich stets vor De= formierung geschützt sind, eignen sich diese Auftriebskörper zum Einsatz in allen vorkommenden Tiefen.
Prophylaktische Anwendung des Verfahrens, Nicht nur zum Heben be= reits gesunkener Körper kann dieses Verfahren verwendet werden, son= dern auch zur Verhinderung des Sinkens. So können z,B, diese Auf= triebskörper, da sie, in vollgelaufenem Zustand, in einer Flüssigkeit weder ein nennenswertes Eigengewicht noch eine nennenswerte Verdrän= gung aufweisen, in Tankräume eingebracht und dort,auf dem Grunde lie= gend, deponiert werden. Dort stören sie nicht, nehmen praktisch kei= nen Frachtraum weg und können im Notfall,manuell oder automatisch, durch Öffnen eines Gasventiles in Einsatz gebracht werden. Das Ver= fahren eignet sich gleichermassen für Über-und Unterwasserfahrzeuge sowie als Sinkschntz für Flugzeuge.
1. Feuerschutz. AwftrieDskörper mit z0B. sechseckigem Querschnitt kön= nen im aufgetauchten Zustand die Oberfläche einer Flüssigkeit prak= tisch völlig abschliessen. (Waben-Prinzip). Dadurch ist es möglich, mit diesem Verfahren z0B0 Oberflächenbrände in~Xllanks zu unterbin= den, indem die Oberfläche der brennenden Flüssigkeit durch Auftriebs= körper, die mittels möglichst nichtbrennbarer, inerter Gase auf= schwimmen, geschlossen wird.
Dieses Schliessen kann dadurch wirkungsvoll unterstützt werden,dass die Kuppen dieser Auftriebskörper aus einem unbrennbaren, Jedoch in Hitzeeinwirkung zerschmelzendem Material bestehen, sodass sich im Brandfall auf der Oberfläche zwischen Flüssigkeit und Flammensone eine gasdichte Schicht mit darunterliegender Wärmedämmung bildet und dadurch das Peuer zum Erlöschen kommt.
II.Schutz vor Eisschub wird mit diesem Verfahren für Dämme, Schleusen u.s.w. ebenfalls möglich, da aufgeschwommene Auftriebskörper auf= grund ihres Gasinhaltes,in eine Eisschicht eingefroren, sowohl wär= medämmend als auch elastisch wirken und Schubkräfte ausgleichen kön= nen.

Claims

"Verfahren zum Heben gesunkener Schwiumkörper und zum Schlieen von FlüssiglXeìtsoberflachen mittels ballaststabiler, offener Aut= triebs.törpers " Patentansprüche.

Verfahren zum Heben gesunkener Schwimmkörper und zum Schliessn von Flüssigkeitsoberflächen mittels ballaststabiler,offener Auf triebskörper, dadurch gekennzeichnet, dass zum Heben der Schwimm= körper bzw0 zum Schliessen der Oberflächen sich mittels Ballast lagenstabil verhaltende, sich selbst aufrichtende, an ihren Un= terseiten offene Hohlkörper ohne eigenen Auftrieb als Auftriebs= körper verwendet werden, die in getauchtem,vollgelaufenem Zustand infolge ihres Eigengewichtes auf den Grund absinken und dort so= lange verbleiben, bis sie durch ein flüssiges oder gasförmiges Auftriebs medium, das aus unter den Auftriebskörpern auf dem Grunde liegenden Öffnungen zum Ausströmen gebracht und von den unten of= fenen Hohlkörpern angesammelt wird, Auftrieb erhalten und aufzu= steigen beginnen, wobei das im Inneren der Hohlkörper infolge des beim Aufsteigen abnehmenden Aussendruckes sich ausdehnende Gas u= ten aus den offenen Unterseiten ungehindert austreten kann und so die äussere Form der Auftriebskörper in allen Tauchtiefen stets un verändert gleich bleibt.
2) Verfahren nach Anspruch 1) dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zu hebenden Körper etwaige Öffnungen mittels gitter-,netz- oder siebartiger Vorrichtungen so verschlossen werden, dass zwar keine aufsteigenden Auftriebskörper, jedoch etwa überschüssiges Auf= triebsmedium aus dem Inneren des zu hebenden Körpers austreten kann.
3) Verfahren nach Anspr 2) dadurch gekennzeichnet, dass in dem zu hebenden Körper mind.eine Vorrichtung eingebracht wird, aus der auftrieberzeugendes Medium ausströmen und verteilt werden kanne
4) Verfahren nach Anspruch 1) mit 3) dadurch gekennzeichnet, dass zunächst selbst auftriebslose Auftriebskörper in den zu hebenden Körper eingebracht werden, die dort. aufsteigendes Auftriebsmedium in ihrem Inneren ansammeln, dadurch ihren Auftrieb bekommen und den zu hebenden Körper zum Aufsteigen bringen
5) Verfahren nach Anspr,l) mit 4) dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskörper aus an den Unterseiten offenen, ansonsten ge= schlossenen Hohlkörpern aus nichtschwmmendem Material bestehen, die durch an ihren Unterteilen angeordnetem Ballast aus eigenem und/oder anderem Material sich selbstaufrichtend und lagenstabil verhalten und eine kugelige, zylindrische, prismatische oder py= ramidenähnliche Form aufweisen.
6) Verfahren nach Anspr. 1) mit 5) dadurch gekennzeichnet, dass das aufrichtende Moment in den Auftriebskörpern durch Tieferlegen ihres Ballastes vergrössert wird, was durch gitterartige Wand= auflösung oder Anordnung von Öffnungen im unteren Wandbereich und oder durch Abstandshalter zwischen Höhlkörper und Ballast erzielt wird.
7J Verfahren nach Anspr. 1) mit 6) dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskörper, um sie zum Sinken zu bringen, aus ihrer lagen= stabilen Schwimmlage an der Oberfläche soweit gekippt werden,dass sie vollaufen und untergehen.
8) Verfahren nach Anspr. 1) mit 7) dadurch gekennzeichnet, dass zum Kippen der Auftriebskörper magnetisch anziehbarer Ballast von Magneten angezogen wird.
9) Verfahren nach Anspr. 1) mit 7) dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskörper von strömenden Flüssigkeiten gegen über der Ober= fläche angeordnete Widerstände gedrückt und dadurch zum Kippen gebracht werden.
10) Verfahren nach Anspre 1) mit 7) dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskörper von einer Luft-oder Gasströmung gegen unter der Oberfläche angeordnete Widerstände gedrückt und dadurch zum Um= kippen gebracht werden.
11) Verfahren nach Anspr. 1) mit 7) dadurch gekennzeichnet, dass zum Kippen der Auftriebskörper walzen-oder bandartige Vorrichtungen verwendet werden, die mittels Stacheln und/oder Schiebern die Auftriebskörper mitnehmen, untertauchen und zum Vollaufen brin= gen.
12) Verfahren nach Anspr.1)mit 7) dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskörper auf ihren Kuppen flüssigkeitslösliches Material tragen, das aufgrund seines hohen Gewichtes die Auftriebskörper zum Kippen und Sinken bringt und das sich erst dann in der Fluß= sigkeit auflöst, wenn der Auftriebskörper sich in der Tiefe auf= richten soll.
13) Verfahren nach Anspr.1)mit 12r dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskörper eine längliche,oben runde oder spitze Form und einen prismatisch drei-, vier- oder sechseckigen Querschnitt besitzen, wodurch erreicht wird, dass sie in aufgetauchtem Zustand die Oberfläche voll schliussen (Wa= benprinzip).
14) Verfahren nach Anspa;l) mit3) dadurch gekennzeichnet,dass als auftrieberzeugendes Medium ein nichtbrennbares und/oder inertes Gas oder eine entsprechende Flüssigkeit verwendet wird.
15) Verfahren nach Anspr.1) mit 14)dadurch gekennzeichnet,dass auf den Kuppen der Auftriebskörper unbrennbares, jedoch bei Wärmeeinwirkung zerfliessendes Material angeordnet ist, das, zusammen mit anderen gleichen Auftriebskörpern, auf der OberflächeXunter Wärmeeinwirkung auf die Kuppen1 eine geschlossene, dichte Schicht nichtbrennbaren Materials ver= legt, unter der das in den darunter sich befindenden Auf= triebskörpern angesammelte Gas eine nach unten wirkende Wärmedämmumg für die darunterliegende Flüssigkeit bildet.
16) Verfahren nach Anspr. 1) mit 15) dadurch gekennzeichnet, dass die Auftriebskörper aus elastischem Material bestehen, um an der Oberfläche einer einfrierenden Flüssigkeit sowohl die durch das Eis verursachten horizontalen Schubkräfte elastisch aufzunehmen, als auch die darunterliegende Flüssig= keit durch das in den Auftriebskörpern angesammelte Gas wär medämmend zu schützen.