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KRÄNGUNGS-AUSGLEICHANLAGE VON SCHWIMMKÖRPERN
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Schiffbau, genauer
auf Krängungs-Ausgleichanlagen von Schwimmkörpern.
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Besonders zweckmäßig kann eine Krängungs-Ausgleichanlage, die gemäß
der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, in Schwimmern werden kränen, Tankschiffen
und anderen Schimmkörp verwendet, in denen eine verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit
der Überleitung von relativ großen Massen flüssigen Ballastes von einem Bord körpers
des Schwimm. zum anderen bei einem größeren Zeitraum zwischen den Arbeitszyklen
der Ausgleichanlage erforderlich ist.
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Für Schwimmkrane wird der Arbeitszyklus der Ausgleichanlage durch
den Zeitraum zwischen den Lastbewegungen bestimmt und beträgt 0,5 - 5 Stunden.
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Bekannt sind Ballastsysteme von Schwimm körpern, die zwei Tanks für
flüssigen Ballast enthalten, die zur Mittellängsebene körpers des Schwimm symmetrisch
liegen. Jeder dieser Tanks ist aus zwei Zellen ausgeführt, die in verschiedenen
Höhen liegen, wobei die Zellen eines Tanks miteinander durch eine Rohrleitung mit
einer in dieser eingebauten Pumpe verbunden sind, die zur Überleitung des Ballastes
aus einer Zelle in die andere dient (siehe z.B. JA-PS 45-32176).
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Die bekannten Ballastsysteme sind in Anwendung als Krängungssysteme
bei größeren Krängungsmomenten nicht effektiv genug, weil die Uberleitung des Ballastes
aus der einen Zelle in die andere eines Tanks(des Tanks an einem Bord) kein erhebliches
Richtmoment erzeugen kann. Deshalb wird zur Vergrößerung des Richtmomentes in diesem
bekannten System flüssiger Ballast mit einem großen spezifischen Gewicht verwendet,
was wiederum den Einsatz von zusätzlichen technischen Mitteln zur Überleitung des
Ballastes aus einer Zelle in die andere notwendig macht, namlich einem Kurbelgetriebe
zum Schwingen der Zellen und Pumpen mit erhöhter Förderleistung. Der EinsaLz dieser
zusätzlichen technischen Mittel verteuert dao system und erhöht darüber hinaus die
Ausfallwahrscheinlichkeit des Systems während dessen Betriebs.
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Bekannt sind ferner Krängungs-Ausgleichanlagen von Schwimkörpern,
die zwei Tanks mit flüssigem Ballast, die symmetrisch körpers zur Mittellängsebene
des Schwimin (an dessen entgegengesetzten Bordwänden) liegen1 Kanäle mit Absperrarmaturen,
die
die Tanks an den entgegengesetzten Bordwänden verbinden, sowie
eine unreversierbare Pumpe relativ hoher Pörderleistung einschließen, die den flüssigen
Ballast aus dem Tank des einen Bords in den Tank des anderen Bords während der Beseitigung
der Krängung umpumpen (siehe z.B. das Buch von A.V.Aleksandrov "Sudovye Sistemy"/Schiffsanlagen/,
Sudpromgiz, Lenigrad, 1962, 5.151).
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Dadurch, daß zur 3eseftigung der Krängung in diesem bekarten System
die Verlagerung des Ballastes aus dem Tank des einen Bords in den an dem entgegengesetzten
Bord befindlichen einen Tank verwendet wird, entsteht die Möglichkeit, ilöchstwert
des Richtmomentes zu erzielen. Jedoch erfordert dieses bekannte System mit unreversierbaren
Pumpen eine große Anzahl von Absperrarmaturen, die es ermöglichen, die Bewegungsrichtung
des flüssigen Ballastes in den Rohrleitungen zu ändern. Bei diesem Aufbau des Systems
ist die Automatisierung desselben erschwert, weil eine Vielzahl von ferngesteuerten
Armaturen großen Durchmessers verwendet werden muß, die bewegliche Teile enthalten,
was die Ursache für eine merkliche Verringerung der und Betriebszuverlässigkeit
Vergrößerung von Gewicht, Abmessungen und Preis des Systems ist.
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Außerdem ist zur Gewährleistung einer ausreichenden Schnellwirkung
eines derartigen Systems die Anwendung einer Pumpe hoher Förderleistung erforderlich,
die 3000 - 4000 m3/h erreicht. Diese Pumpen besitzen große Abmessungen und hohes
körpern Gewicht, was ihre Aufstellung auf den Schwimm erschwert.
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Bekannt sind ferner Krängungs-Ausgleichanlagen von Schwimm körpern,
insbesondere von Schwimmkränen, die Tanks mit flüssigem Ballast, die an den entgegengesetzten
Bord wänden des Schwimm körpers liegen, Rohrleitungen, die die erwähnten Tanks verbinden,
und eine Einrichtung zur Verlagerung des flüssiegen Ballastes in Gestalt eines Drucklufterzeugers
(Verdichter bzw. Druckluftflasche) einschließen (siehe z.B. UdSSR--Urheberschein
230 66 ). Trotz der fehlenden Pumpe zum Umpumpen des flüssigen Ballastes zeichnen
sich auch diese Systeme durch große Abmessungen und hohes Gewicht (wegen erforderlichen
der Verdichter bzw. DruckluStflaschen) aus; außerdem wird in diesen Systemen eine
Vielzahl von Absperrarmaturen verwendet, was die Betriebszuverlässigkeit der Systeme
erheblich verringert.
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Bekannt sind ferner Krängungs-Ausgleichanlagen von körpern, Schwimm
die Tanks für flüssigen Ballast, die symmetrisch zur Mittellängsebene an den entgegengesetzten
Bordwänden des körpers Schwimm liegen, Kanäle (ausgeführt in Gestalt von Rohrleitungen),
die die erwähnten Tanks verbinden, eine ;inrichtung zur Verlagerung des flüssigen
Ballastes, beispielsweise eine reversierbare Axialpumpe hoher Förderleistung mit
Rohrleitungen, sowie Absperrarmaturen einschließen (siehe z.B. das Buch von A.V.Aleksandrov
"Sudovye Sitemy"/schiffsanlagen/ Sudpromgiz, Leningrad, 1962, S.152).
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Diese Krängungs-Ausgleichanlage kommt nach technischem Prinzip und
erreichbarem Nutzeffekt der vorliegenden Erfindung am nächsten (Prototyp der Erfindung).
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Derartige Krängungs-Ausgleichanlagen erfordern gleichfalls die Anwendung
einer großen Anzahl von Absperrarmaturen (wenn auch in geringerem Maße als Systeme
mit unreversierbaren Pumpen) und von Pumpen mit relativ hoher Pörderleistung, was
eine unzureichende Betriebszuverlässigkeit dieser Anlaren, relativ großes Gewicht
und Abmessungen sowie eine durch die Förderleistung der verwendeten Pumpen zur Verlagerung
des flüssigen Ballast beschränkte Schnellwirkung der Anlage bedringt.
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Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung der erwähnten Nachteile.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine körper Krängungs-Ausgleichanlage
für Schwimm zu schaffen, in der Tanks und deren Verbindungen miteinander eine solche
konstruktive Ausführung haben , welche es gestatte t, die Abmessungen und das Gewicht
der Anlage zu verringern und die BetriebszuverläLsiLkeit derselben zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Krängungskörpern Ausgleichanlage
von Schwimm die mindestens zwei Tanks mit flüssigem Ballast, die an entgegensetzten
Bord -wänden liegen und durch Kanäle miteinander verbunden sind, sowie Pumpen zum
Umpumpen des Balastes enthält, erfindungsgemäß jeder Zellen Tank durch eine waagerechte
Zwischenwand in zwei - eine obere je und eine untere unterteilt ist, die über Pumpen
zum Umpumpen des Ballastes miteinander in Verbindung stehen,wobei deren Eingang
mit der unteren, deren Ausgang aber mit der oberen Zelle in Verbindung gesetzt ist,
während Kanäle die
in verschiedenen Höhen befindlichen Zellen der
gegenüberliegenden Tanks verbinden, und an deren Enden, die an die oberen Tankzellen
anschließen, Einrichtungen zur Aufnahme des flüssigen Ballastes angeordnet sind.
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Zweckmäßigerweise stellt jede Einrichtung zur Aufnahme des Ballastes
einen Saugheber dar, dessen oberer gebogener Teil im oberen Teil der oberen Zelle
am Außenbord des Schwimmittels gelegen ist.
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Diese Ausführung der Einrichtung zur Aufnahme des Ball;;stes ist
in konstruktiver Einsicht am einfachsten und schließt Absperrarmaturen vollkommen
aus.
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Es ist möglich, daß jede Einrichtung zur Aufnahme des Ballastes ein
Absperrorgan darstellt, das den Querschnitt des Kanals überdeckt.
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Diese Ausführung der Einrichtung zur Aufnahme des Ballastes ist gleichfalls
konstruktiv einfach.
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Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Krängungs-Ausgleichanlage
ist konstruktiv einfach, hat relativ gegeringe ringerGewicht, Abmessunuen und Herstellungskosten.
Außerdem ist die erfindungsgemäße Anlage betriebszuverlässig.
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Nachstehend wird eines Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die - Zeichnungen beschriebein, den Zeichnungen zeigt: einer
Fig. 1 schematische Darstellung erfindungsgemäßen Krängungs-Ausgleichanlage im Querschnitt
mit der Einrichtung zur Aufnahme des flussigen Ballastes, die in Form eines Saughebers
ausgeführt
ist; Fig. 2 dasselbe1 bei einer Krängung des Schwimmkörpers, wobei die Pumpen nicht
gezeigt sind; einer Big. 3 schematische Darstellung erfindungsgemäßen Krängungs-Ausgleichanlage
im Querschnitt mit der Einrichtung zur Aufnahme des flüssigen Ballastes, die ein
Absperrorgan darstellt, das den Kanalquerschnitt überdeckt.
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körpers, Die Krängungs-Ausgleichanlage eines Schwimm genauer eines
Seeschwimmkrans, enthalt zwei Tanks 1 (i?ig.l) und 2, die an den entgegengesetzten
Bordwänden liegen und mit flüssigem Ballast gefüllt werden. Jeder Tank 1 bzw. 2
ist durch eine waagerechte Zwischenwand 3 in zwei Zellen - eine obere Zelle 4 (4a
)und eine untere Zelle 5 (5a )- unterteilt. Die Zellen 4 und 5a sowie 5 und 4a der
Tanks 1 und 2, die in verschiedenen Höhen liegen, sind miteinander jeweils durch
Kanäle 6, 7 in Verbindung gesetzt.
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Die Kanäle in der erfindungsgemäßen Krängungs-Ausgleichanlage können
sowohl als Rohrleitungen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wie auch als Kästen
verschiedener Form mit einem die Gesamtquerschnitt ausgeführt sein, dessen Größe
durch Anforderungen an die Schnellwirkung der Ausgleichanlage bestimmt wird.
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Der Kanal 6( 7) ist an seinem einen Ende mit der untere Zelle 5a
(5 )des Tanks 2 (1) verbunden, während an dem anderen Ende dieses Kanals, das an
die Zelle 4 (ca) des Tanks 1 ( 2 ) anschließt, eine Einrichtung 8( 8a) zur Aufnahme
des flüssigen Ballastes angeordnet ist.
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Jede Einrichtung zur Aufnahme des flüssigen Ballastes ist in Form
eines Eaughebers ausgeführt, der mit demselben Bezugszeichen 8 (8a) gekennzeichnet
ist. An dem einen seiner Enden ist der Saugheber 8 (8a) mit dem Ende des Kanals
6 /7/ verbunden, das an die Zelle 4( 4a) anschlieXt. Der obere gebogen Teil 9 dieses
Saughebers befinuet sich im oberen Teil der Zelle 4 (4a) am Außenbord 10 des Schwimmkrans.
Das offene Ende des Saughebers 8 ( 8a ) befindet sich in der Nähe der Trennwand
3 am Außenbord 10. In der Ausgangsstellung, d.h. bei fehlender Krängung des Schwimmkrans,
sind die oberen Zellen 4 und 4a der Tanks 1 und 2 mit flüssigem Ballast gefüllt,
derart, daß der gebogene Teil 9 des Saughebers 8 (8a )oberhalb des Spiegels des
flüssigen Ballastes liegt. Bei einer Krängrng steigt, wie es in Fig. 2 dargestellt
ist, der Spiegel des flüssigen Ballastes in der Zelle 4 des Tanks an der Bordwand,
an der die Krängung erfolgt, an, und der gebogene Teil 9 des Saughebers wird mit
flüssigem Ballast gefüllt.
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Zur Rückführung des flüssigen Ballastes aus der unteren Zelle 5 (ja)
des Tanks 1 (2 )in die obere Zelle 4 (4a) desselben Tanks dient eine Pumpe 11, die
mit ihrem Eingang über und eine Rohrleitung 12 an die untere Zelle 5( 5a) über eine
Rohrleitung 13 an die obere Zelle 4 (4a) anbeschlossen ist.
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In Fig. 3 ist eine Krängungs-Ausgleichanlage dargestellt, in der
jede Einrichtung zur Aufnahme des flüssigen Ballastes ein Absperrorgan 14 (14a)
darstellt, als welches Ventile bzw.
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andere Absperrorgane bekannter Konstruktion verwendet werden,
die
dazu geeignet sind. Das Absperrorgan 14 (14a) ist am Ende eines Kanals 15 (16 )angeordnet,
der an die obere Zelle 4 (4a )anschließt. Offnen und Schließen der Absperrorgane
14 können sowohl manuell wie auch automatisch auf das Signal eines (nicht abgebildeten)
Krängungsgebers erfolgen.
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Die Krängungs-Ausgleichanlage von Schwimmitteln funktioin niert folgender
Weise.
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In der Ausgangsstellung (bei fehlender Krängung) sind die oberen
Zeilen 4, 4a der Tanks 1,2 mit flüssigem Ballast derart gefüllt, daß der Spiegel
niedriger als die gebogenen Teile 9 (9a )der Saugheber 8 (8a )steht. In den Zellen
4, 4a besteht freier Raum, der sich über dem flüssigen Ballast befinpraktisch ohne
det. Die unteren Zellen 5,(5a)sind im Ausgangszustand flüs-LiLren Ballast Beim Auftreten
einer Krängung an einer der Bordwände, beispielsweise beim Heben einer Last durch
den Schwimmkran, beginnt die höhenlage des Spiegels des flüssigen Ballastes in bezug
auf die gebogenen Teile 9 und 9a der Saughebel 8(8a )sich zu ändern, wie es in Fig.
2 dargestellt ist, d.h. sie steigt in der Zelle 4 des Tanks 1 an ciem (gemäß der
Zeichnung) linken Bord, an dem die Krängung erfolgt, und sinkt in der Zelle 4a des
Tanks 2 am entgegengesetzten Bord. Nach Erreichung einer die vorgegebenen Krängungsgröße
die durch relative Lage des gebogenen Teils 9 des Saughebers 8 und die Spiegelhöhe
des flüssigen Ballastes in der Zelle 4 bestimmt ist) wird der Sau;heber d, der sich
in der oberen Zelle 4 des Tanks 1 am linien Bord befindet, an dem die Krängung erfolgt,
mit flüssigem Ballast gefüllt.
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Dadurch fängt der flüssige Ballast an, dank dem Höhenunterschied
aus der Zelle 4 in die untere Zelle 5a des Tanks 2 am Steuerbord durch den Überströmkanal
6 im Selbstfluß überzuströmen. Dank der Verlagerung des flüssigen Ballastes an den
rechten Bord wird ein Richtmoment erzeugt. Die Verlagerung des Ballast dauert so
lange an, bis die obere Zelle 4 des Tanks 1 trockengelegt und der Saughebel 8 mit
Luft gefüllt ist. Beim Auftreten einer Krängung am rechten Bord kommt der Saugheber
8a in Funktion, und der flüssige Ballast wird in ähnlicher Weise aus der Zelle 4a
des Tanks 2 in die untere Zelle 5 des Tanks 1 übergeleitet. Zur Rückführung der
Anlage in den Ausgangszustand wird der flüssige Ballast aus den unteren Zellen 5,
5a der Tanks 1, 2 in die oberen Zellen 4, 4a über die Rohrleitungen 12 und 13 mittels
der Pumpen 11 verlagert. Da bei den t Be- und Enladearbeiten, die vom Schwimmkran
ausgeführt werden, die zeitlichen Zwischenräume zwischen den entgegengesetzten Cperationen,
in welchen die Rückkehr des flüssigen allÜs.t;o.ci in die oberen Zellen 4, 4a der
Tanks 1,2 gerade erfolgt, ausreichend groß sind, so können zur Rückführung des flüssigen
Ballastes Pumpen von relativ niedriger Förderleistung, oder, zur Erreichung denselben
Zieles, auch andere bekannte Mittel verwendet werden. Die erforderliche Schnellwirkung
der Ausgleichanlage während der Beseitigung der Krängung wird durch entsprechende
Wahl der Querschnittsgröße der Kanäle 6, 7 gewanrleistet, wogegen in den bekannten
Krängungssystemen zur Gewährleistung der Schnellwirkung sowohl die Vergrößerung
der Kanalquerschnitte wie auch die Steigerung der Förderleistung
der
den Ballast verlagernden Pumpen erforderlich ist.
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Zur Verminderung der Volumen der Tanks 1, 2 und Verringerung der
Durchmesser der Kanäle 6, 7 kann als Ballast eine wäßrige Lösung mit Schwerstoffen
(beispielsweise Bohrspülung) verwendet werden, die ein spezifisches Gewicht von
1,5 bis 2 besitzt.
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Die Krängungs-Ausgleichanlage mit Absperrorganen arbeitet im wesentlichen
analog der vorstehend beschriebenen Anlage.
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eim Auftreten einer Krängung am linken Bord wird auf das Signal des
Krängungsgebers das absperrorgan 14 geöffnet, und der flüssige Ballast strömt durch
den Kanal 15 im Selbstfluß in die Zelle 5a des Tanks 2 über, wodurch ein Richtmoment
erzeugt wird. Nach der Beseitigung der Krängung wird das Absperrorgan 14 geschlossen.
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beim Auftreten einer Krängung am rechten Bord wird auf das signal
des Krängungsgebers das Absperrorgan 14a geöffnet, und der flüssige Ballast strömt
durch den Kanal 16 in die Zelle le 5 über.
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Die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Krängungs--Ausgleichanlage
ist konstruktiv einfach und zuverlässig im Betrieb, sie gestattet, die Krängung
eines Schwimm körpers recht schnell auszugleichen.