DE2603832A1 - Unterwasser-erz-feststoffoerderanlagen - Google Patents

Description

• Zur Anmeldung
• 11Unterwasser-Erz-Ftoffförderanlaen11 Bestrebungen und Versuche, festgestellte Erzmengen am Meeresboden rationell und mit wirtschaftlich tragbaren Mitteln zu fördern - also zu gewinnen -, stoßen wegen des Fehlens von geeigneten Großförderanlagen und diesbezüglichen Erfahrungen auf große Schwierigkeiten. Auch fehlen bisher brauchbare Technologien und Meßwerte über den senkrechten Transport von z.B. sich bewegenden Erzknollen in schlamm-wassererfüllte Rohrleitungen bzw. über die in senkrechten Rohrleitungen von großer Länge auftretenden Widerstände bei der Bewegung von gemischten Wasser-Feststoff-Ton-Säulen.
• Diesbezügliche Uberlegungen führten zur Entwicklung von schwimmenden Unterwasserpumpenanlagen, die sich ohne öfter notwendige Montagen bei veränderlichen Meerestiefen den sich ändernden Meeresböden bestens anzupassen bzw. zu folgen vermögen.
• Die hiermit zur Anmeldung kommenden Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlagen als Pumpen-Fördereinrichtung benutzen z. B. ein Ringschiff als Basis bzw. Station.für die in mit normaler Luft erfülltem Unterwasserrau.a stehenden Großpumpen und unter Wasser schwimmenden Hilfspumpenanlagen. Ferner benutzen sie die Kammern eines Ringschiffes vorübergehend als Erzbunker, die von Zeit zu Zeit ihre vom Meeresboden stammende Ladung an Frachtschiffe übergeben.
• Beschreibung: In einigen Räumen der unteren unter Wasser befindlichen, durch senkrechte und horizontale Trennwände unterteilten Ringschiffbasis (3) beginnt die bis fast auf den Meeresboden führende "Saug"-bzw. Förderleitung einer Erz- bzw. Feststoff-Förderanlage (Fig. 1).
• Nach Inbetriebnahme der Pumpen 78, 66, 65 Fig. 1 gelangt die gemischte Wasser-Feststoff-Ton-Säule in den durch Leitbleche und Siebbleche entsprechend unterteilten als Erzhunker dienenden untersten Raum unter den Hauptpumpenraum der Ringschiffbasis (3). Die geförderten Feststoffe fallen bzw. sinken in diesen Bunker nach unten und lagern hier bis zum Abtransport in ein Frachtschiff. Hierfür erhält jeder Raum der Ringschiffbasis 3,der als Bunker für Erze vorgesehen ist, am äußeren Umfang einen geschlossenen Raum (72), in den die Erzknollen durch den Schieber (71) dann hineingelangen, wenn z. B. zum Transport der Erze dieser Schieber 71 geöffnet wird.
• Die "Saugleitung" 70 ist in den oberen stopfbuchsartigen Rohrteilen an den K.Stücken zweimal drehbar gelagert bzw. eingeführt. Das fast horizontal skizzierte Teilstück der "Saugleitung" 70 Fig. 2 wird als konzentrisches Doppelrohr ineinanderliegend ausgebildet. Es läßt sich um 360° drehen und fast um die doppelte Länge vergrößern bzw. teleskopartig ausziehen - also verlängern. Deshalb kann das obere unter Wasser befindliche Teilstück der Förderleitung 70 (Fig. 2)bei einer Anhebung der ganzen Förderleitung nach oben aus dem Wasser herausgehoben werden.
• Das Montieren und Demontieren eines Rohrstückes ist damit über Wasser möglich. Bei einer Senkung der Leitung 70 Fig. 2 nach unten ist eine Verlängerung der gesamten "Saug"- bzw. Förderleitung 7O um zusätzlich 40 bis 50 Meter oder mehr möglich und nützlich.
• (siehe auch Anmeldung "Traversenbrücke" P 25 59 284.1) Die für diese Zwecke notwendigen Kräne bzw. Hebezeuge wie Winden und "Flaschen" gehören nicht zur Anmeldung.
• Für einen normalen Förderbetrieb kann die gesamte Saug- bzw.
• Förderrohrleitung mittels Winden und Kran auf einer federnd gelagerten Hilfsbühne 68 Fig. 1 vorübergehend abgehangen oder aufgestützt werden.
• Dies ist besonders bei Nachtbetrieb nach eingestellten Fördernotwendigkeiten wünschenswert.
• Die senkrechte Anpassung an Änderungen der Meeresbodentiefen ist, wie bekannt, auch durch eine über dem Meeresbode schwebende "Traversenbrücke" und die teleskopartige Verlängerung der Förderrohrleitung innerhalb derselben gewährleistet. Insgesamt erlauben diese neuartigen Anlagen eine Anpassung an mögliche, sich bei der Förderung von Feststoffen ergebende Veränderungen der Meeresbödentiefen von senkrecht 1oo Meter und mehr, ohne Rohre ein- oder ausbauen, also die Förderung unterbrechen zu müssen.
• Durch die sich im Betrieb dauernd ändernden mittleren spez.
• Gewichte der stark gemischten Wasser-Feststoff-Ton-Säule im sogen. "Saugrohr" (abhängig auch von der Lagerdichte der Erzknollen) ändert sich auch etwa proportional die Reibungshöhe innerhalb einer mehrtausendmeterlangen Saugrohr- bzw. Förderrohrleitung.
• Um notwendigerweise eine Verstopfung der Förderleitung durch schon teilweise geförderte aber wieder nach unten sinkende Erzknollen und Tonteilchen (z. B. bei Unterbrechung der Förderung) zu verhindern, ist die Beibehaltung einer Mindestgeschwindigkeit im Förderrohr dringend erforderlich bzw. zu gewährleisten.
• Deshalb wird ein durch einen äußeren Hohlring 82 Fig. 3 gewichtslos und noch auftreibend gemachtes Hilfspumpwerk 73 + 78 Fig. 3 oder mehrere, zentral zur Förderleitung angeordnet; Mit Hilfe von U-Pumpen 78 Fig. 3 dieser Hilfspumpwerke wird das "anfahren" der großen Hauptpumpen 65 Fig. 1 ermöglicht bzw. erleichtert.
• Auch wird eine Mindestgeschwindigkeit im Förderrohr (ohne eigentliche Erzknollenförderung) bei Störungen oder Arbeiten am oberen Förderrohr mit Hilfe der Pumpen 78 Fig. 3 der Hilfspumpwerke erzwungen.
• Hierfür erhält das im Hilfspumpwerk 73 Fig. 3 angeordnete zentral sitzende Rohr 75 Fig. 3 genügend Schlitzreihen, die mit Hilfe von aufgeschweißten Röhren 76 und Rundgummi 77 zu einem rohrartigen Rückschlagventil vereinigt werden. Mit solchen Hilfspumpwerken werden nicht nur die Ansaugverhältnisse für die Hauptpumpen 65 verbessert, sondern auch bei Störungen aller Art (in manchen Fällen mit Hilfe von Notstromaggregaten) die in einer sehr langen Förderleitung sich befindlichen Schwebestoffe, insbesondere Erzknollen, "in Schwebe" gehalten und dadurch die gefürchtete Verstopfung einer solchen Leitung vermieden.
• Erläuterungen zu FiS 1 Die Figur 1 zeigt den ungefähren Schnitt durch einen Teil bzw.
• durch einen Raum der unteren Ringschiffbasis 3. Der für die Beladung von Fracht schiffen und zur Unterbringung von Elevatoren oder kleinen Mammutpumpen notwendige Behälter 72 ist angedeutet.
• Ferner sind Hauptpumpen 65 und Pumpen 66 sowie das zur Kontrolle der Fördermenge notwendige Meßgerät 67 skizziert.
• Die Eintrittsstelle für die gemischte Wasser-Feststoffmenge in den Erzbunker ist ebenso zu erkennen wie das Ablenkblech und die Eintrittsstelle für das von schwereren Feststoffen befreite Wasser in die Pumpenleitung 65. Auf dem unteren Deck der Hohlringbasis 3 eines Ringschiffes ist die Bühne 68 und die dafür notwendige Federung 69 für die vorübergehende "Aufhängung" oder AbstUtzung der Förderrohrleitung zu erkennen Fig. 1. Die Figur 1 zeigt auch einen Teil der oberen Förderrohrleitung 7O mit Formstücken bzw. K.Stücken. Ebenfalls ist ein Hilfspumpwerk 73 mit den U-Pumpen 78 zu ersehen.
• Erläuterungen zu Fig. 2 Die obere Teilfläche des untersten Hohlringes 3 der unter Wasser befindlichen Hohlringbasis eines Ringschiffes ist mit den anteiligen Haupttrag- und -Verbindungssäulen bzw.
• Rohren 4 zu erkennen.
• Zur Hauptsache soll die Anordnung der auf der Fig. 2 fast horizontal skizzierten kurzen Förderrohrstrecke 70 mit den Armaturen und Formstücken und dem stopfbuchsartigen Rohrteil 79 für die Drehung im Rohrteil gezeigt werden.
• Während die Hilfstragbühne 80 zur Aufhängung oder Abstützung der Rohrleitung 70 vorübergehend dienen soll, ist die ähnliche Hilfsbühne 81 zur Anlehnung und vorübergehenden Festlegung des hochgehobenen Förderrohres 70 gedacht Fig. 2.
• Das Haupttrag- und -Verbindungsrohr 4 des Ringschiffes, in der Mitte der Fig. 2, zeigt die Lage des zentral angeordneten Aufzuges im Rohr 4 und die um diesen herum angeordneten Treppen mit Zwischenpodesten (s. P 25 57 100.0).
• Erläuterungen zu < 3 Die sich oft ändernden und größtenteils unbekannten Strömungsverhältnisse im Förderrohr einer mehrere tausendmeterlangen sogen. "Saugrohrleitung" machten ein Hilfspumpwerk, wie in Fig. 3 dargestellt, notwendig. Mit diesem um das Förderrohr angeordneten Pumpwerk 73 ist das Anfahren der Hauptpumpen und die Anpassung an unterschiedliche Rohrreibungen bzw. an die sich stets ändernden Mischungsverhältnisse im Förderrohr bestens gewährleistet.
• Die Fig.- 3 zeigt den nach Einschaltung mit Wasser gefüllten zylindrischen Hohlraum 73 mit eingebauten bzw. eingehängten U-Pumpen 78. Der durch den Hohlring 82 ohne Wasserfüllung gebildete Schwimmkörper kann beliebig verlängert und mehrmals übereinander anoeordnet werden.
• Das Rohr-Rückschlagventil aus geschlitztem Rohr 75 aufgeschweißten Röhrchen 76 und den langen Rundgummi 77 dient auch der Förderung von mit tonigen Beimengungen behaftetem Meerwasser ohne sonstige größere Feststoffe.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Unterwasser Erz-Feststoff-Förderanlage (Fig. 1, 2, 3) dadurch gekennzeichnet, daß in einem unter Wasser befindlichen begehbaren lufterfüllten Raum 3 Fig. 1, 2 bei normalem Luftdruck, Pumpen, Rohrleitungen mit Zubehör und Meßgeräte installiert sind, 2. Unterwasser-Erz-Feststoff-Eörderanlage nach Anspruch 1.

   dadurch gekennzeichnet, daß diese Anlagen bzw. Aggregate Fiy. 1 z.B. 65, 66, 67 in einer unter dem Meeresspiegel sich befindlichen Kammer bzw. Maschinenraum zur Förderung von Feststoffen, z.B. Erzknollen vom Meeresboden, genutzt werden, 3. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1., 2., dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Maschinenraum 3 und dem Meeresboden eine Rohrleitung mit einer kurzen Unterbrechung vor der Hauptpumpe 65 angeordnet ist, 4. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1., 2., 3., dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung vom Meeresboden aufwärts durch einen unter dem Maschinenraum 3 liegenden größeren Bunkerraum führt und in diesem Bunker unterbrochen ist, 5. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1., 2., 3., 4., dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Rohrleitung 70 außer Meereswasser gleichzeitig geförderten Feststoffe durch Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit vom mitgeförderten Wasser im Bunkerraum getrennt werden und in den Bunker hinabsinken, 6. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1, 2., 3., 4., 5., dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrohrleitung 70 im oberen Bereich unter Wasser eine teleskopartige sich ineinander schiebende Verlängerungsmöglichkeit besitzt, 7. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1., 2., 3., 4., 5., 6., dadurch gekennzeichnet, daß diese teleskopierbare Pohrleitungsstrecke an beiden Seiten um 3600 drehbare, stopfbuchsartig abgedichtete Rohrstücke 79 besitzt, 8. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 7., dadurch gekennzeichnet, daß die obere kleinere Teilstrecke der Förderleitung 70 in z.B. senkrechter Stellung nach oben nach Zugabe von Druckluft am unteren Drehstück 79 als Mammutpumpe vorübergehend benutzt werden kann, 9. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 8., dadurch gekennzeichnet, daß der stets vertikal hängende Teil der Förderrohrleitung 70 zusätzliche Hilfspumpwerke 73, 75, 76, 77 Fig. 3 und 82 Fig. 3 mit U-Pumpen 78 erhält, 10. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 9., dadurch gekennzeichnet, daß diese Hilfspumpwerke 73 usw. Fig. 3 die manometrische "Saughöhe" der Förderrohrleitung 70 stark beeinflussen, verbessern bzw. verringern, 11. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 10., dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfspumpwerke zur Förderrohrleitung 70 den gemischten Förderstrom von Schwebstoffen zum Teil befreien bzw. die Trennung von tonhaltigem oder reinem Wasser von den mitgeförderten Feststoffen herbeiführen; 12. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 11., dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfspumpwerke 73 eine zentral angeordnete langgestreckte rohrartige "Rückschlagklappe" besitzen und deswegen ein Zurückfließen von gefördertem z.B. tonhaltigem Wasser in die Förderrohrleitung unmöglich ist, 13. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 12., dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfspumpwerke mit einem Doppelmantel versehen werden oder einen Hohlzylinder erhalten, so daß das gesamte Pumpwerk gewichtslos gemacht wird und auftreibend bzw. tragend für die Förderleistung wirkt, 14. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 13., dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Pumpwerke 73 Fig. 3 die Förderung vom Meeresboden auch dann soweit wie notwendig und erwünscht aufrecht erhalten werden kann, wenn die Hauptpumpwerke 65, 66 Fig. 1 abgeschaltet werden müssen, 15. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 14., dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Hilfspumpwerke 73 Fig. 3 das Absinken der schon zum Teil geförderten Feststoffe, z.B. der Erzknollen während einer Betriebsstörung oder Unterbrechung des Pumpbetriebes im Hauptpumpwerk (65 u. 66) Fig. 1 oder einer notwendigen Arbeit an der oberhalb der Hilfspumpwerke befindlichen Förderrohrleitung verhindert und so eine Verstopfung der unteren Förderrohrleitung in Nähe des Meeresbodens durch Erzknollen und Tonschlamm vermieden wird, 16. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 15., dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Pumpwerke 73 Fig. 3 aus unterschiedlichen Entfernungen vom Meeresboden eine Hebung des Fördergutes an die Meeresoberfläche in Stufen bzw. stufenweise erzwungen werden kann, 17. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 16., dadurch gekennzeichnet, daß mit zentral übereinander in Abständen angeordneten Pumpwerken 73 Fig. 3, die z.B. durch Verdichtung der Lagerung von Erzknollen am Meeresboden sich ändernden Widerstände in der Rohrleitung durch Zuschalten dieser Pumpwerke und der damit sich erhöhenden Geschwindigkeit des Wassers in der Rohrleitung ausgeglichen werden können, 18. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 17., dadurch gekennzeichnet, daß mittels lufterfüllter Hohlzylinder eine wirksame Gewichtsverringerung der senkrecht hängenden Förderrohrleitung erzielt wird, 19. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 18.,dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer auch im oberen Bereich teleskopartigen Rohrleitungsverlängerung einer sehr langen, hauptsächlich senkrecht angeordneten Förderleitung, die Anpassung an die Meeresbodenoberfläche sehr erleichtert bzw. hierdurch erst möglich gemacht wird, 20. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 19., dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassungsmöglichkeiten der Förderrohrleitung an den Meeresboden in vertikaler.Richtung ein zeitlich sehr langes Fördern von Feststoffen mit einer einmal richtig eingestellten Förderleistung nicht nur wünschenswert, sondern auch tatsächlich möglich macht, 21. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anpruch 1.

   bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterwasser-Erz- und Feststoff-Förderanlage in Zusammenarbeit mit einer über dem Meeresboden schwebenden "Traversenbrücke" eine größtmögliche Absaugung der höffigen Meeresböden gewährleistet, ohne große Schlammengen zu bewegen, 22. Unterwasser-Erz-Feststoff-Förderanlage nach Anspruch 1.

   bis 21., dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrohrleitung 70 dauernd federnd gelagert ist und eine zusätzlich Beanspruchung des Leitungsquerschnittes durch ruckartige Bewegungen eines Schiffes vermieden wird.