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Einrichtung zur Restentleerung von Schiffstanks
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Restentleerung
von Schiffstanks, insbesondere in Chemikalien-Tankern, gemäß Oberbegriff des Anspruches
1.
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Bei üblichen Chemikalien-Tankern werden die einzelnen Ladetanks mit
z. B. Kreiselpumpen so weit geleert, bis die Pumpe Luft saugt. Nachdem dann ein
Kontrolleur bestätigt, daß der Tank leer ist, wird die Landverbindung
gelöst.
Die Ladungsmenge, die sich noch in der Pumpe und in den Decksleitungen befindet,
wird mit Druckluft oder Stickstoff zurück in den Tank gedrückt und als Abfallflüssigkeit
oder Slop ausgewaschen. Auch wenn vom Druckventil der Pumpe aus die Leitungen durchgeblasen
werden, läuft der Pumpeninhalt in den Tank zurück. Die Decksleitungen werden, vor
allem bei erhöhter Gattlage, auch nur unvollkommen entleert. Insgesamt entsteht
bei diesem Verfahren ein Produktverlust in der Größenordnung von etwa 2 °/oo.
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Im Arbeitsheft "Entwurf von Chemikalientankern" zum 17.
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Fortbildungskurs des Instituts für Schiffbau der Universität Hamburg
(23. bis 25. März und 30. März bis 1. April 1981), Seiten 53 und 54 und Bilder 33,
34 und 35, ist ein Überblick über den bisherigen Stand der Technik gegeben, mit
dem versucht wird, zu einer besseren Restentleerung zu kommen.
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Das Frank-Mohn-System arbeitet mit einer einstufigen Kreiselpumpe,
die von einem unmittelbar angeflanschten Hydraulikmotor angetrieben wird, der über
eine zentrale Vorlaufleitung und eine diese umgebende Rücklaufleitung an eine an
Deck befindliche Hydraulikpumpe angeschlossen ist.
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Am Förderrohr der:Rodukt-Pumpe, verhältnismä0ig tief, aber stromab
von der Pumpe, ist ein zusätzliches Steigrohr angeschlossen. Für die Restentleerung
wird von oben durch das Förderrohr Druckgas eingeblasen, mit dem die noch im Förderrohr
befindliche Produktmenge über das zusätzliche Steigrohr ausgeblasen wird, wobei
die Pumpe selbst als Sperre gegen Rücklauf ausgestaltet ist. Da die Pumpe und ihr
Ansatzstutzen eine merkliche Höhe haben, ist bei diesem Verfahren zwar die Restentleerung
der Förderleitung im wesentlichen gewährleistet, aber nicht die Entleerung des darunter
befindlichen Bereiches.
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Falls dieses Verfahren im Sinne einer besseren Restentleerung ausgestaltet
werden sollte, wäre das nur dadurch möglich, daß die Pumpe und ihr Ansaugstutzen
in einer tieferen Mulde angeordnet würden. Selbst dann bleiben noch merkliche Reste
im Tank.
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Eine weitere bekannte Anordnung sieht zusätzlich zu der Pumpe, die
in diesem Fall eine mehrstufige Kreiselpumpe ist, die über eine durch die Förderleitung
hindurchgehen de Welle von einem an Deck stehenden Motor betrieben wird, einen sogenannten
Ejektor vor, der ein von Deck aus in den Bereich des Pumpenansaugstutzens führendes
Steigrohr und eine Druckgasleitung aufweist, die von Deck aus in den Bereich der
Eintrittsöffnung des Steigrohrs führt und mit der Eintrittsöffnung zusammen eine
Druckgas-Fördereinrichtung bildet, die die in diesem Bereich noch vorhandene Produkt-Restmenge
in das Steigrohr drücken soll.
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In allen diesen Fällen ist die erzielte Verbesserung im Vergleich
zum zusätzlichen apparativen Aufwand beschränkte Andererseits bildet die Verbesserung
der Restmengen-Entleerung nicht nur ein wirtschaftliches Problem, sondern auch ein
ökologisches. Nach den internationalen Bestimmun gen dürfen nur noch beschränkte
Slopmengen auf hoher See verklappt werden. Die Ablieferung an Sammelstellen an Land
verteuert die Transportkosten, wobei die Beseitigung, das Unschädlichmachen oder
Aufarbeiten des Slops mit weiteren Kosten verbunden ist.
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Die Erfindung bezweckt, mit einem apparativen Aufwand, der etwa dem
des Frank-Mohn-Systems vergleichbar ist, die Restentleerung wesentlich zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung eine Einrichtung
gemäß
Anspruch 1 geschaffen. Ausgestaltungen und eine bevorzugte Anwendung der Erfindung
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Mit der Erfindung wird erreicht, daß die Restmenge nur noch aus der
Produktmenge besteht, die im Sumpf bis zur Unterkante Saugstutzen bzw. zu der die
Saugöffnung verschließenden Kappe steht. Damit können die für das Waschen des Tanks
erforderliche Menge an Waschmittel und die Tankwaschzeit erheblich verringert werden.
Die anfallende Slopmenge ist so gering, daß sie auch bei kurzen Reisen im Rahmen
der gesetzlichen Bestimmungen verklappt werden kann, auch unter Beobachtung der
neuesten Marpol-Bedingungen. Für die meisten Produkte ist eine Abgabe des Slops
nicht mehr erforderlich. Falls Lösungsmittel gefahren werden, kann auf Waschen ganz
verzichtet werden, da die geringe Menge durch BelüPten des Tanks verdunstet werden
kann.
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Eine Kontrolle auf Sauberkeit vor einer neuen Beladung wird erheblich
vereinfacht. Mit dem Ausblasen wird das gesamte Rohrleitungssystem und auch die
Pumpeinrichtung entleert, und es braucht nur die an der Restentleerungsleitung austretende
Waschflüssigkeit auf Verunreinigungen untersucht zu werden. Nach dem Ausblasen wird
die austretende Luft auf Feuchtigkeitsgehalt geprüft. Durch Anheben der Klappe kann
auch festgestellt werden, ob die Pumpe trocken ist. Da die Waschzeit verkürzt und
die Kontrolle der Anlagen auf Sauberkeit vereinfacht wird, kann auch in erheblich
kürzerer Zeit als bisher neue Ladung übernommen werden.
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Nach der Erfindung wird die Ladungs-Restmenge von einigen Kubikmetern
auf einige Liter reduziert. Da zur Zeit
fast alle mit Chemikalien-Tankern
beförderte Produkte mehr als 1.000,-- DM pro Kubikmeter kosten, wird der Transport
auch für den Verlade erheblich wirtschaftlicher, da die Ladungsmenge, die er im
Vergleich zu dem bisherigen Verfahren zusätzlich erheilt, einen Wert von einigen
tausend DM hat.
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Der Pumpensumpt mußte bisher so groß gehalten werden, daß er die aus
der Pumpe zurücklaufende Produktmenge aufnehmen konnte. Da aus der erfindungsgemäßen
Einrichtung nichts mehr in den Sumpf zurückläuft, kann der Sumpf entsprechend kleiner
ausgeführt werden. Bei geringerer Sumpttiefe ist es außerdem möglich, die Höhe des
Doppelbodens unter dem Tank entsprechend zu verringern.
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Ein besonderer Vorzug ergibt sich für die Anwendung der Erfindung
auf eine Pumpeinrichtung gemäß Anspruch 5.
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Da bei Abreißen des Saugstroms zur Pumpe die Klappe schließt, bleibt
die Pumpe und das Förderrohr mit Flüssigkeit gefüllt. Ein Trockenlaufen der Lager
wird damit sicher verhindert. Die Gefahr des Trockenlaufe ist besonders beim Waschen
des Tanks gegeben, da an sich weniger Waschwasser anfällt, als die Pumpe im Normalfall
fördert. Es konnte deshalb bei den bekannten Einrichtungen zum Abreißen des Zulaufstromes
und damit zu ungenügender Schmierung bzw. Kühlung der Zwischenlager kommen.
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Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in denen die Erfindung
beispielsweise erläutert und dargestellt ist. Es zeigen: Fig. 1 vereinfacht einen
Querachnitt durch einen Chemikalientanker, der einen nach der Erfindung ausgestatteten
Tank aufweist und
Fig. 2 teilweise im Schnitt das untere Ende eines
Pumpenansaugstutzens für eine Einrichtung gemäß Fig. 1.
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Ein in einem Schiff mit einer Außenhaut 14 eingebauter Tank 10 weist
eine Wandung 12 und einen Tankboden 16 auf, in dem eine Vertiefung 18 als Sumpf
für eine Pumpe 20 vorgesehen ist. Die Pumpe 20 hat an der Unterseite einen im wesentlichen
trichterförmigen Ansaugstutzen 22, der mit einem axialen Ansatz 24 versehen ist.
In der Ansaugöffnung 25 des Ansatzes 24 ist eine Klappe 26 angeordnet, die um eine
zur Fläche des Uffnungsquerschnittes parallele Achse 27 schwenkt. In Fig. 2 ist
die Klappe 26 in der Schließstellung dargestellt. Zur Öffnung schwenkt der links
von der Achse 27 in Fig. 2 befindliche Teil der Klappe 26 nach oben.
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Im tiefsten Teil des Ansatzes 24 ist ein Anschluß 52 ausgebildet,
der eine zusätzliche Steigleitung 50 mit dem Innenraum des Ansatzes 24 unmittelbar
über dem Öffnungsquerschnitt 25 verbindet. In Fig. 2 ist nur die Anschlußvorrichtung
dargestellt, die vorzugsweise eine mit Gewinde versehene Bohrung aufweist. Fig.
1 zeigt schematisch den Anschluß der Leitung 50.
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Die Pumpe 20 wird von einem Elektromotor 28 angetrieben, der auf Deck
angeordnet ist. Die Antriebswelle, vereinfacht bei 29 dargestellt, geht durch das
Förderrohr 30 der Pumpe hindurch und ist in dem Förderrohr 30 in bekannter Weise
mit selbstschmierenden, durch die Förderflüssigkeit zu kühlenden Lagern gelagert.
Die Förderleitung 30 der Pumpe 20 ist über einen Schieber 32 an einen Verteiler
34 angeschlossen, ebenso wie Leitungen 36 von anderen Tanks. Vom Verteiler 34 geht
die Förderung
durch eine Leitung 38 und durch Schieber 43 und 44
in die Übernahmeleitung 42 der Landstation.
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Die Leitung 38 ist unmittelbar vor dem Schieber 43 mit einem Anschluß
40 für die Einleitung von Druckgas, vorzugsweise DruckluPt oder Stickstoff, versehen.
Statt des Anschlusses 40 kann auch ein Anschluß 40' benutzt werden, der an der höchst
gelegenen Stelle des Leitungssystems sitzt, vorzugsweise am Verteiler 34.
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Die bei 52 am Ansaugstutzen 22, 24 der Pumpe 20 angeschlossene, zusätzliche
Steigleitung 50 endet im Decksbereich bei einem Ventil 54, das über einen zusätzlichen
Schlauch 56 und ein Ventil 58 mit der Übernahmeleitung 42 der Landstation verbunden
ist.
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Die Klappe 26 wird bei leerem Tank durch ihr Eigengewicht im Schließzustand
gehalten. Hierzu ist die Klappe 26 so ausgebildet und angeordnet, daß der Schließrand
der Klappe in einer Ebene liegt, die schräg zur im wesentlichen senkrechten Achse
des Uffnungsquerschnittes 25 steht, wobei die Hauptmasse der Klappe höher als die
Schwenkachse 27 liegt. Der Anschluß 52 liegt unmittelbar neben der tiefsten Stelle
des Schließrandes. Die Klappe öffnet selbsttätig, wenn der Tank gefüllt wird und
der Ansaugstutzen 22, 24 leer ist. Aber auch wenn wegen Übernahme gleichartiger
Ladung kein Reinigungsvorgang stattgefunden hat und die Pumpe und der über der geschlossenen
Klappe 26 befindliche Raum noch mit Flüssigkeit gefüllt ist, öffnet die Klappe sofort,
wenn die Pumpe 20 eingeschaltet wird. Ist der Tank durch die Pumpe so weit geleert,
daß die Pumpe Luft ansaugt, so wird sie abgeschaltet, und die Klappe 26 schließt
den Ansaugquerschnitt 25 der Pumpe. Es läuft kein Produkt zurück in den Tank.
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Etwa nachlaufende Restmengen werden, da die Pumpe noch voll Flüssigkeit
steht, sofort abgesaugt. Eine normalerweise nicht selbst ansaugende Kreiselpumpe
wird durch die Klappe selbstansaugen. Durch Einleitung von Druckgas bei 40 oder
40 wird der Inhalt der stromaufwärts von diesen Stellen liegenden Leitungen und
der Pumpe an der tiefsten Stelle, d. h. beim Anschluß 52, aus dem System herausgedrückt,
da die Klappe 26 auf jeden Fall gegen ein Ausfließen aus dem Querschnitt 25 sichert.
Die Restmenge geht dann weiter über die zusätzliche Steigleitung 50 nach oben und
wird über die Anschlußleitung 56 und den Hahn 58 in das schiffseitige Ende des Ladearmes
42 eingespeist, unmittelbar hinter dem Schieber 44. Es bleibt demnach nur eine kleine,
unmittelbar unter dem Ansaugquerschnitt 25 befindliche Restmenge im Sumpf 18, wobei
durch entsprechende Gestaltung, z. B. geringe Höhe der Bolzenköpfe 46 usw. dafür
gesorgt werden kann, daß die eigentliche Restmenge im Sumpf 18 sehr klein ist, verglichen
mit den bislang üblichen Restmengen.
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Die Einrichtung kann ohne Schwierigkeiten und besonderen Aufwand auch
auf bereits in Dienst befindlichen Tankschiffen nachträglich eingebaut werden.
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Ansprüche
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