DE2727988A1

DE2727988A1 - Verfahren zum abdichten des zwischenraumes zwischen einer wand und einer gegenueberliegenden flaeche, sowie vorrichtungen zur durchfuehrung des verfahrens und anwendung von verfahren und vorrichtungen

Info

Publication number: DE2727988A1
Application number: DE19772727988
Authority: DE
Inventors: Francis Jean-Marie Croix-Marie
Original assignee: Bertin et Cie SA
Current assignee: Bertin Technologies SAS
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1977-06-22
Publication date: 1978-01-05
Also published as: SE7707346L; IT1080681B; FR2355697B1; JPS531934A; FR2355697A1; SE419622B; US4137988A; GB1559634A; SU671714A3

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. Helmut Mlseling * ^ 6300 Gieesen 21.6.1977

DipUng. R.chard Sch.ee jj—-Dipl.-Ing. Arne Mleeling 0 7 0 7QOO

l /z/yöö _{s/sdt 13}.₁₉₀

BERTIN Λ Cie, 78370 PLAISIR/Frankreich, Postfach 3

Verfahren zum Abdichten des Zwischenraumes zwischen einer Wand und einer gegenüberliegenden Fläche/ sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens und Anwendung von Verfahren und Vorrichtungen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abdichten eines Zwischenraumes, der sich zwischen einer Fläche und dem Rand einer Wand befindet, die der genannten Fläche gegenüberliegt und zusammen mit dieser Fläche ein Volumen eines ersten Strömungsmittels in Form einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, einschließt, sowie auf Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens und auf Anwendungen des Verfahrens und der Vorrichtungen.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art, insbesondere auf dem Gebiet der Bodeneffekttechnik, wird zur Abdichtung des Zwischenraumes .zwischen den Begrenzungswänden eines Flüssigkeitskissens und der Stützfläche vorgeschlagen, zwei Labyrinthfüße vorzusehen, die konzentrisch zueinander sind und zwischen denen man die Absaugung durch Unterdruck bewirkt. Beschreibungen solcher Vorrichtungen sind in der französischen Patentschrift 361 501

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vom 23. Mai 1905 und in einem Artikel aus "Science et Vie", No. 43 voa März 1919 zu finden.

Später wurden Flüssigkeitskissen nicht mehr angewendet, ohne Zweifel wegen der großen Flüssigkeitsverluste, die beim Betrieb solcher Kissen auftreten, so daß Flüssigkeitskissen praktisch vollständig den Luftkissen weichen mußten. Dennoch gestatten die Flüssigkeitskissen für eine gleiche zu transportierende Last eine wesentliche Einsparung an Leistung im Vergleich mit Luftkissen. Tatsächlich ist die erforderliche Leistung umgekehrt proportional zur Quadratwurzel der Volumenmasse, woraus folgt, daß für gleiche Bedingungen ein Kissen aus Wasser 30mal weniger Leistung benötigt als ein Luftkissen.

Gemäß der Erfindung ordnet man an und unterhält längs wenigstens einem Teil des Zwischenraumes, der sich zwischen einer Fläche und dem Rand einer Wand befindet, die gegenüber dieser Fläche angeordnet ist und zusammen mit dieser Fläche ein Volumen eines ersten Strömungsmittels in Form einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, enthält, ein Kissen aus einem zweiten Strömungsmittel in Form eines Gases, z.B. Luft, mit einem Druck am Ort des Zwischenraumes, der größer ist als der Druck im Volumen des ersten Strömungsmittels.

Das Kiesen aus einem zweiten Strömungsmittel ist in einer Begrenzungseinrichtung enthalten, die gegenüber der Fläche offen ist

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und die an ein Gestell angelenkt und mit einem elastischen Organ oder einem schweren Organ belastet ist.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung fängt die Wand zusammen mit der Fläche die Leckmengen einer Flüssigkeit auf, die aus der Begrenzungseinrichtung eines unter hohem Druck stehenden Flüssigkeitskissens entweichen.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung enthält die Vorrichtung außerdem ein Reinigungsorgan (Bürste, Scheuertuch etc.) innerhalb einer Wand, die zusammen mit der Fläche die Flüssigkeit zurückhält, wobei das Reinigungsorgan mit der Fläche in Berührung bringbar ist. Das erste Strömungsmittel wird durch eine Pumpe in einen Raum eingeführt, der durch die Wand teilweise umschlossen ist und wird zusammen mit dem zweiten Strömungsmittel durch den Druck in den genannten Raum abgeführt. Das erste Strömungsmittel kann auch durch Schwerkraft in die mit der Umgebung in Verbindung stehende Kammer eingeführt und durch eine Pumpe abgeführt werden. Der genannte Raum enthält eine Leitung, deren freies Ende mit einem Unterdruckventil ausgerüstet ist, dessen Abstand von der Fläche veränderbar ist.

Die Erfindung findet eine besonders interessante Anwendung bei der Verschiebung von Lasten auf einem Flüssigkeitskissen und bei der Reinigung oder der Entfrostung von Flächen.

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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. E* zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung,

FIg₁ 2 eine Unteransicht der Ausführungsform nach Fig. 1 in einem gegenüber Fig. 1 verkleinerten Maßstab,

Fig« 3 eine schematische Ansicht, die eine erste Anwendung der Erfindung darstellt,

Fig, 4 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Auaführungsform der Erfindung, wobei eine zweite Anwendung der Erfindung dargestellt ist und

Fig. 5 eine schematische Schnittzeichnung, die eine dritte Anwendung der Erfindung zeigt.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die eine ringförmige Begrenzungswand 1 hat, die unter einer Plattform 2 gegenüber einer Stützfläche 3 angeordnet ist.

Der so durch die Begrenzungswand 1 und den Boden der Plattform gebildete Hohlraum 4 wird mit einem unter hohem Druck stehenden Stromungsmittel in. Form einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, Ober einen Kanal 5 gespeiet, Das Strömungsmittel kommt von einer

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schematisch dargestellten Pumpe 6 aus einem Tank 7.

Um die Begrenzungsvorrichtung 1 herum sind eine erste Wand und eine zweite Wand 9 angeordnet. Die erste und die zweite Wand begrenzen zusammen mit der Plattform einen Raum 11, der sich gegenüber der Stützfläche befindet und der durch ein unter niedrigem Druck stehendes Strömungsmittel in Form eines Gases gespeist wird_f vorzugsweise mit Luft. Die Speisung erfolgt über mehrere Leitungen 12 von einem Verdichter 13 aus. Die Begrenzungsvorrichtung 1 und die Wand 8 definieren zusammen mit dem Boden der Plattform eine Kammer 14, die sich ebenfalls gegenüber der Stützfläche 3 befindet. Der Raum ist einerseits über Belüftungsöffnungen 15 mit der Umgebung und andererseits über eine Rückgewinnungsleitung 16 für Wasser mit dem Tank 7 oder mit einer anderen Nutzungseinrichtung über eine Leitung 17 verbunden. Es sei hervorgehoben, daß sich die Mündung der Leitung 16 oder die Auffangstelle für die Rückgewinnung des Wassers in der Kammer 14 relativ zu der Stützfläche auf einem niedrigeren Niveau befindet als die Belüftungsöffnung 15.

Diese erste Ausführungsform der Erfindung bildet ein Kissen aus unter hohem Druck stehenden Wasser, wobei eine vollständige Rückgewinnung des Wassers stattfindet und eine nur geringe Luftleistung erforderlich ist.

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Als nicht einschränkende beispielsweise Angaben kann man für die verschiedenen Druckunterschiede relativ zur Umgebung folgendes angeben:

- im Raum 4:3 bar

- in der Kammer 14 : 5 cm Wassersäule

- im Raum 11 : 20 cm Wassersäule.

Die Ausströmung hängt von den Drücken und den Höhen der Ausströraungsspalte jeder Begrenzungsvorrichtung oder jeder Wand ab.

Die erste Ausführungsform der Erfindung arbeitet wie folgt:

Die Inbetriebnahme zunächst des Verdichters 13 und danach der Pumpe 6 bewirkt eine Speisung des Raumes 11 mit Gas und des Raumes 14 mit Wasser. Im Raum 14 wird das Wasser aufgefangen , das durch die Begrenzungsvorrichtung 1 hindurch ausgeströmt ist. Dieser Raum, der mit der Umgebung verbunden ist, steht unter einem Zwischendruck, der zwischen den Drücken in den Räumen 11 und 4 liegt. Die Ausströmung unter der Wand findet also in Richtung vom Raum 11 zum Raum 14 hin statt und hindert so das aus dem Raum 4 kommende Wasser daran nach außen zu entweichen. Das Gas strömt unter der Wand 9 hindurch aus, wie dies bei Gaskissen üblich ist.

Das Wasser wird aus der Kammer 14 durch den Kanal 16 herausgepumpt und evtl. in den Tank 7 zurückgeleitet. Gemäß einer

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Variante gestattet eine Regulierung des Ausströmungsquerschnittes in der Belüftungsöffnung 15 die Ausnutzung der Druckluft, die aus dem Raum 11 austritt um die Rückgewinnung des Wassers durch die Leitung 16 zu unterstützen. Diese Variante hat den Vorteil, daß die Zurückleitung des Wassers ohne Verwendung einer Emulsionspumpe mit schwierigen Betriebsbedingungen möglich ist.

Fig. 3 zeigt eine erste Anwendung der Erfindung für den Transport schwerer Lasten, Die Plattform 2, auf der sich die Last befindet, ist mit mehreren Begrenzungsvorrichtungen aus Flüssigkeitskiesen mit Flüssigkeitsrückgewinnung, wie sie vorstehend beschrieben wurden, ausgerüstet. Die Verwendung von Flüssigkeitskissen gestattet für eine gleiche Last und eine gleiche Bodenhöhe eine beträchtliche Verminderung der installierten Leistung im Verhältnis zum Gaskissen (wenigstens um den Faktor 30) bei einer geringen nötigen Leistung zur Abdichtung der Ausströmungsspalte für zurückzugewinnende Flüssigkeit,

In Fig, 4 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei gleichzeitig eine zweite Anwendung gezeigt ist.

Diese Ausführungsform hat eine Struktur 21, die einer Stützfläche 22 gegenübersteht, z.B. dem Boden_f wobei die Abstützung über eine Begrenzungsvorrichtung oder eine Wand 23 erfolgt. Die Wand 23 begrenzt einen Raum 24, der mit einem Strömungsmittel

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in Form einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser_f gespeist wird, wobei die Speisung von einer Pumpe 25 bewirkt wird, die über eine Leitung 26 und ein Ventil 27 an einen Tank 28 angeschlossen ist. Um diese Hand herum ist eine zweite Wand 29 angeordnet, die mit der ersten Wand und der Unterseite der Plattform einen umgebenden Raum 31 bildet_f der mit einem gasförmigen unter Druck stehenden Strömungsmittel, vorzugsweise Luft, über einen Kanal 32 von einem Verdichter 33 aus gespeist wird.

Der im Raum 31 herrschende Gasdruck ist höher als der Druck im Raum 24 auf der·Höhe des Ausströmungsspaltes unter der Wand 23. Man bewirkt auf diese Weise die Dichtheit des die Flüssigkeit einschließenden Raumes 24 durch ein umgebendes Gaskissen, das einen Druck auf die Flüssigkeit ausübt, die durch den Spalt zwischen der Stützfläche 22 oder dem Boden und dem Rand der Wand 23 auszuströmen versucht.

Di· Rückgewinnung der" Emulsion aus Flüssigkeit und Gas erfolgt über den Kanal 36, in dem ein Ventil 37 angeordnet ist. Diese Emulsion kann in den Tank 28 zurückgeführt werden, der eine Entlüftungsöffnung aufweist, um das Gas austreten zu lassen.

Di« gesamte Begrenzungseinrichtung für den Umfangsraum 31 kann bei 34 an die Struktur angelenkt sein und durch ein elastisches Organ 35 (mechanische oder pneumatische Feder) belastet sein, den nicht dargestellte Stoßdämpfer zugeordnet

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sein können. Die Begrenzungsvorrichtung wird auf diese Weise anpassungsfähig, d.h, sie paßt sich dem Relief der Stützfläche an, wobei eine geeignete Bodenhöhe und ein regelmäßiger Gasdruck gewährleistet bleiben.

Die Räume 23 und 29 wie auch die bereits genannten Räume 1,8 und 9 können durch irgendwelche Mittel gebildet werden_f die auf dem Gebiet der Bodeneffektmaschinen für die Begrenzung von Strömungsmittelkissen bekannt sind. Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht in der Verwendung von Begrenzungsvorrichtungen wie sie in der Offenlegungsschrift 1 964 334 zu der deutschen Patentanmeldung P 19 64 334,6 der Anmelderin vom 23. Dez. 1969 beschrieben sind.

Eine besonders interessante Anwendung der Erfindung besteht darin, die zuvor beschriebene Vorrichtung zur Herstellung einer Maschine zur Reinigung von Flächen (Bodenflächen, Wandflächen) zu benutzen.

Eine solche Maschine ermöglicht ein Bürsten unter Anwesenheit großer Mengen von Flüssigkeiten. Bei Zirkulierung der Flüssigkeit über den Boden, Rückgewinnung und Filtrierung dieser Flüssigkeit ohne Verluste nach außen, ist eine Reinigung derart möglich, daß der Boden nur wenig befeuchtet wird oder nach dem Passieren der Maschine sogar trocken ist.

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Diese Maschine hat (siehe hierzu weiterhin Fig. 4) zusätzlich zu den was bereits beschrieben wurde ein Reinigungsorgan 41 (Bürste oder Scheuertuch), das durch einen üblichen Elektromotor oder Verbrennungsmotor 40 in Drehung versetzt wird. Diese Bürste, die sich im Hohlraum 24 befindet, ist so ausgebildet, daß sie mit der Flache 22 über bekannte, nicht dargestellte Regelorgane in Berührung gebracht wird.

Die Leitung 36 ist an ihrem freien Ende mit einem Unterdruckventil 42 ausgerüstet. Eine Längenverstel!vorrichtung für die Leitung 36, die bei 43 schematisch dargestellt ist, gestattet es, den Abstand des Unterdruckventils von der Stützfläche zu verändern. Ein Ventil 37 regelt die Rückgewinnung der Emulsion.

Die Arbeitsweise der Reinigungsmaschine ist wie folgt:

Der Tank speist den Hohlraum 24 mit Flüssigkeit (Wasser und evtl. Detergentien) durch die Pumpe mit verhältnismäßig kleiner Fördermenge, jedoch hohem Druck. Der Verdichter (oder das Gebläse) 33 speist das Umgebungskissen im Raum 31 mit Luft (Gas) mit relativ großem Fördervolumen pro Zeiteinheit und mit einem Druck entsprechend der Höhe der Flüssigkeitssäule im Reservoir und setzt den Raum 24 unter Druck, um die Mischung aus Wasser und Luft durch das Unterdruckventil anzuheben. Gemäß einer Variante könnte die Kammer mit der Umgebung in Verbindung

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gebracht werden, wobei die Flüssigkeit aufgrund ihrer Schwerkraft fällt und die Luft durch die Belüftungsöffnung entweicht, während das Wasser durch eine Pumpe oder durch einen Unterdruck im Reservoir gefördert wird, der durch den Eintritt der vom Gebläse selbst kommenden Luft erzeugt wird.

Das Flüssigkeitsniveau bleibt auf der Höhe des Unterdruckventils 42, das den einzigen Gleichgewichtspunkt darstellt. Wenn nämlich das Niveau absinkt, fällt der Druck im Raum 24 und die Pumpe 25 fördert mehr Flüssigkeit nach. Wenn hingegen das Niveau ansteigt, wächst der Druck an, die Flüssigkeit steigt und der Druck fällt, da der Luftstrom ein wesentlich größeres Volumen hat als der Wasserstrom.

Wenn die Maschine stillgesetzt werden soll, wird das Unterdruckventil 42 an die Stützfläche herangeführt, was zur Folge hat, daß die gesamte Flüssigkeitsmenge in den Tank gefördert wird.

Um die praktische Ausführbarkeit der Erfindung unter Beweis zu stellen, hat die Anmelderin folgenden Versuch ausgeführt, dessen Werte beispielsweise zu verstehen sind und nicht einschränkend sein sollen:

Zwei konzentrische Dichtungen mit Durchmessern von 300 mm und 450 mm.

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- Hasserhöhe: 3 cm.

- Speisung rait Luft: 15 Nl/s

- Luftdruck: 5 cm Hassersäule

Versuchsergebnisse:

- Auf glattem Zement bleibt der Boden leicht feucht, je nach Bewegungsgeschwindigkeit mehr oder weniger,

- auf rauhem Beton erscheint der Boden etwas feucht, wobei in den Vertiefungen keinerlei Tropfen festgestellt werden konnten,

- bei einer Bewegung mit einer Bodenfreiheit von 4 mm konnten praktisch keine Hasserverluste festgestellt werden.

In Fig. 5 ist die Anwendung der Erfindung für den Transport einer Wassermasse 51, die zwischen beweglichen Händen 53 gehalten ist, auf einer Fläche 52 dargestellt. Die Spalte zwischen den beweglichen Wänden und den festen Flächen oder Händen sind mit Luftkissen ver sehen, die das Wasser, das auszuströmen versucht, unter Druck setzen, wie dies zuvor beschrieben wurde.

Die Erfindung wird auf diese Heise für Hasserbecken beim Transport von Schleppkähnen angewendet oder für die Verlagerung von Schwimmbecken (Verlagerung vom Sommerplatz zu einen Hinterplatz) etc..

Die Erfindung ist auch anwendbar bei Enteisungsmaschinen für die Rückgewinnung von Auftauprodukten (FRIGOL).

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Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Abdichten des Zwischenraumes, der sich zwischen einer Flache und dem Rand einer Wand befindet, die der genannten Fläche gegenüberliegt und zusammen mit dieser Fläche ein Volumen aus Nasser oder einer anderen Flüssigkeit einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß man den Zwischenraum mit einem Kissen (11, 31) aus Luft oder einem anderen Gas umgibt, wobei in dem Kissen ein Druck aufrechterhalten wird, der größer ist als der Druck im Flüssigkeitsvolumen (14, 24) wodurch man die Flüssigkeit am Entwichen nach außen hindert, daß die Flüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf (14-16-7-6-5-4-14 ; 24-36-28-26-25-24) bewegt wird und daß die Flüssigkeit unter allen Umständen unter einem Druck gehalten wird, der niedriger ist als der Druck in dem Kissen (11, 31), das das Flüssigkeitsvolumen umgibt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gegenüber der genannten Fläche (3, 22) offene Begrenzungseinrichtung (11, 31) zum Festhalten des Gaskissens.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungseinrichtung (11, 31) an einem Gestell angelenkt und durch ein elastisches Organ (35) oder ein schweres Organ belastet ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (8) zusammen mit der Fläche (3) die Flüssigkeitsverluste zurückhält, die durch ein Begrenzungsmittel (1) für ein unter Druck stehendes Flüssigkeitskissen (4) entweichen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem ein Reinigungsorgan (41) enthält, das innerhalb der Wand (23) angeordnet ist, die zusammen mit der Fläche (22) die Flüssigkeit zurückhält, wobei das genannte Reinigungsorgan mit der genannten Fläche in Berührung bringbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Pumpe (25) zum Fördern der Flüssigkeit in einen Raum (24) , der durch einen Teil der genannten Wand (23) gebildet ist und der (über 36) durch den Gasdruck in dem genannten Raum zusammen mit dem Gas entleerbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit durch Schwerkraft in eine mit der Umgebung in Verbindung stehende und durch einen Teil der genannten Wand gebildete Kammer führbar und durch eine Pumpe aus der Kammer entleerbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Gas vermischte Flüssigkeit durch eine Leitung (36) abführbar ist, deren freies Ende mit einem Unterdruckventil (42)

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ausgerüstet ist, dessen Abstand zu der Fläche veränderlich ist.

9. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder der Vorrichtung nach einem der.Anspräche 2 bis 8 zur Verschiebung von Lasten auf Flüssigkeitskiesen oder auch zur Reinigung oder zur Entfrostung von Flächen.

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