DE69308551T2 - Ölsperre und schlauch zum spannen derselben - Google Patents

Description

• Die norwegische Patentschrift 161,867 beschreibt eine Ölsperre, die eine Reihe von Vorteilen bietet. Bei der Verwendung liegt diese Ölsperre in der Form eines länglichen schlauchförmigen Schwimmkörpers vor, von welchem eine Schürze in das Wasser herabhängt, die somit zusammen mit dem Schwimmkörper als eine Sperre gegen Ölverschmutzungen auf oder nahe der Wasseroberfläche wirkt. Die Schürze wird in ihrer herabhängenden Position durch Senkgewichte gehalten, die an der unteren Schürzenkante vorgesehen sind. Der Schwimmkörper wird in einem gestreckten, schlauchförmigen Zustand mit Hilfe von Positionierelementen in der Form aufblasbarer Schläuche gehalten, die in Taschen an der Innenseite des schlauchförmigen Schwimmkörpers angeordnet sind. Die Ölsperre wird oftmals in 50 bis 100 m Länge hergestellt, und mehrere Ölsperren können miteinander verbunden werden, um eine Gesamtlänge von 500 m oder sogar mehr zu bekommen.
• Ein beachtlicher Vorteil dieser bekannten Ölsperre ist jener, daß sie als eine flache Einheit hergestellt werden kann und in einem flachen Zustand auf Trommeln gelagert werden kann, von wo sie zur Befestigung und anschließenden Plazierung an der Stelle ihrer Verwendung in einer relativ kurzen Zeit entfernt werden kann. Ein mit dieser Ölsperre verbundener Nachteil besteht jedoch darin, daß die aufblasbaren Schläuche, die zur Ausdehnung des Schwimmkörpers verwendet werden, im aufgeblasenen Zustand ungenügend steif sind und daher der Sperre bei der Verwendung nicht immer die erforderliche Stabilität und Ausdehnungsmöglichkeit verleihen. Dies ist in der Tat ein größerer Nachteil, da Ölsperren oftmals unter extremen Wetterbedingungen mit starken Winden und rauher See verwendet werden. Im Falle, daß der ausgedehnte Schwimmkörper über eine kurze Erstreckung seiner Länge zusammenfällt, können erhebliche Mengen an gesammeltem Öl wieder ausgebreitet werden, was natürlich schädlich für das Ölbeseitigungsergebnis und die Umweltfolgen der Ölverschmutzung ist.
• Dieser Nachteil der bekannten Ölsperre ist hauptsächlich den aufblasbaren Schläuchen zuzuschreiben, die für das Ausdehnen des Schwimmkörpers verwendet werden und die aus einem geschmeidigen, unausdehnbaren Material bestehen, was zur Entstehung von Falten oder Knicken führt, wenn die geraden Schläuche zur Ringform während der Ausdehnung der Ölsperre gebogen werden. Außerdem traten bei von solchem geschmeidigen, unausdehnbaren Material Dichtungsprobleme auf, wo die Schläuche mit Kupplungen verbunden werden.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die bekannte Ölsperre durch Verminderung der Neigung des ausgedehnten Schwimmkörpers, als ein Ergebnis einer Deformation der Schlauchelemente, die zum Ausdehnen des Schwimmkörpers verwendet werden, zusammenzufallen, zu verbessern. Ein anderes Ziel ist es, eine neue Ölsperre bereitzustellen, die noch leichter und schneller befestigt und auf der Wasseroberfläche angeordnet werden kann. Noch ein anderes Ziel ist es, die Gefahren eines Leckwerdens an den Kupplungen zwischen Gaszufuhrschläuchen und Ausdehnungselementen zu vermindern. Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen aufblasbaren Schlauch für die Verwendung in Ölsperren zum Ausdehnen und Stabilisieren der Schwimmkörper der Ölsperren zu bekommen.
• Diese und andere Ziele der Erfindung werden mit Hilfe einer Ölsperre einer Gestaltung, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist, und mit Hilfe eines aufblasbaren Schlauches der Gestaltung, wie sie in Anspruch 6 beschrieben ist, erreicht. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Ölsperre und des Schlauches nach der Erfindung sind in den abhängigen Anspruchen angegeben.
• Eine Ölsperre nach der Erfindung umfaßt in herkömmlicher Weise einen länglichen, schlauchförmigen Schwimmköper aus Stoff oder Gewebe und eine Schürze, ebenfalls aus Stoff oder Gewebe, die sich von dem Schwimmkörper aus erstreckt, und mit Senkgewichten ausgestattet ist. Der Schwimmkörper hat innere, aufblasbare Schläuche, die als Ausdehnungseinrichtungen dienen. Die aufblasbaren Schläuche sind an dem Schwimmkörper befestigt und dehnen sich beim anschließenden Aufblasen in der Umfangsrichtung des Schwimmkörpers aus, um ihn in Schlauchform zu erstrecken. In der Ölsperre nach der Erfindung haben die aufblasbaren Schläuche eine Dichtungsschicht aus Elastomermaterial und eine verstärkende Struktur, die eine Dehnungsbeanspruchung absorbierende, innere Verstärkungsschicht und eine Schlauchausdehnung begrenzende, äußere Verstärkungsschicht umfaßt. Die innere Verstärkungsschicht wird von im wesentlichen parallelen Verstärkungsgarnen gebildet, die sich in der Längsrichtung des Schlauches erstrecken. Die äußere Verstärkungsschicht umfaßt zwei Gruppen von Verstärkungsgarnen, die sich spiralförmig in entgegengestzten Richtungen in einem stumpfen Winkel zueinander um den Schlauch herum erstrecken. Ein aufblasbarer Schlauch dieser Gestaltung wird auch von der Erfindung für die Verwendung beim Ausdehnen und Stabilisieren des Schwimmkörpers einer Ölsperre umfaßt.
• Die Erfindung wird in weiteren Einzelheiten nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in welcher
• Figur 1 eine perspektivische Querschnittsdarstellung von Teilen einer Ölsperre ist, die beispielhalber nach der vorliegenden Erfindung erläutert ist,
• Figur 2 erläutert, wie die Ölsperre auf einer Wasseroberfläche plaziert werden kann, indem sie von einer Anlieferungstrommel abgerollt wird, die auf einem Behälter befestigt ist,
• Figur 3 ein Beispiel eines aufblasbaren Schlauches nach der Erfindung zur Verwendung als ein Ausdehnungselement in einer Ölsperre nach der Erfindung zeigt,
• Figur 4 ähnlich ein anderes Beispiel eines solchen Schlauches zeigt, und
• Figur 5 das Ausdehnungselement oder den Schlauch nach der Erfindung erläutert, wenn es bzw. er aufgeblasen ist.
• Eine Ölsperre nach der vorliegenden Erfindung hat einen schlauchförmigen Schwimmkörper 10 aus geschmeidigem Tuch oder Gewebe, wie einem gewebeverstärkten Kunststoff- oder Gummituch, und ist verbunden mit einer Schürze 11 aus Stoff oder Gewebe, wie einem mit Gewebe verstärkten Kunststoff- oder Gummituch, welches an dem Schwimmkörper bei der Verwendung herabhängt. Die beiden Teile, d.h. der Schwimmkörper 10 und die Schürze 11 können in irgendeiner geeigneten Weise miteinander verbunden sein. Bei der erläuterten Ausführungsform ist die Schürze 11 zwischen den Kanten der Längsseiten des den schlauchförmigen Schwimmkörper 10 bildenden Stoffstückes angenäht oder angeschweißt. Um ein Ablaufenlassen von Wasser zu gestatten, das in die Anordnung einlecken kann, können Ablaufschläuche 12 in der Naht oder Verbindung vorgesehen sein, die den Schwimmkörper 10 mit der Schürze 11 verbindet. An ihrem unteren Ende ist die Schürze 11 mit einem Gewicht 13 versehen, das in der erläuterten Ausführungsform ein Stahldraht ist, welches aber stattdessen auch aus getrennten Senkgewichtkörpern bestehen kann, die über die gesamte Länge der Sperre verteilt sind. In der erlauterten Ausführungsform ist ein Zugseil 15 in den Bereich der Verbindung zwischen der Schürze 11 und dem Schwimmkörper 10 eingefügt. Dieses Zugseil ist zweckmäßig ein Seil oder Band, z.B. aus Polypropylen mit eigenem Auftrieb oder aus Aramidfasern.
• Schläuche 16 sind in dem Inneren des Schwimmkörpers 10 vorgesehen. Diese Schläuche können an dem Stoffmaterial, das den Schwimmkörper 10 bildet, durch mechanische Mittel, wie Taschen, in der in der oben erwähnten norwegischen Patentschrift 168,867 vorgeschlagenen Weise fixiert sein. Andere Fixiertechniken liegen jedoch ebenfalls innerhalb des Erfindungsgedankens. Die Schläuche 16 sind vorzugsweise in solcher Weise fixiert, daß sie sich in einer Ebene senkrecht zur Axialrichtung des Schwimmkörpers in dessen aufgeblasenem Zustand erstrecken. Die Schläuche 16 sind zur Ringform gebogen und an ihren Enden mit einem Kupplungsteil 17 verbunden, das mit (nicht gezeigten) Nippeln versehen ist, die sich in entgegengesetzten Richtungen erstrecken und auf denen die Schlauchenden befestigt wurden. Die Schlauchenden werden auf den Nippeln durch Schlauchklemmen 18 gehalten. Luftzufuhrrohre oder -schläuche 19 sind an den Verbindungsteilen 17 befestigt und erstrecken sich zwischen aufeinanderfolgenden Kupplungsteilen 17 und gehen so von einem Ende der Ölsperre zu dem anderen, so daß Luft oder Gas von einer Preßluftquelle oder Preßgasquelle von einem beliebigen Ende der Ölsperre aus zugeführt werden kann. Vorzugsweise sind die Rohre oder Schläuche 19 Hochdruckrohre oder -schläuche, da sie in der Lage sein müssen, hohen inneren Drücken zu widerstehen, und da solche Rohre oder Schläuche eine hohe Festigkeit gegen Kompression haben. Zur Befestigung der Schläuche 19 an den Kupplungsteilen werden zweckmäßig übliche Hochdruckschlauchkupplungen verwendet, die auf mit Gewinde versehenen Schlauchmuffen an entgegengesetzten Seiten der Kupplungsteile 17 aufgeschraubt werden.
• Nach der Erfindung sollten die für das Ausdehnen und Stabilisieren des Schwimmkörpers verwendeten Schläuche 16 aus einem speziellen Schlauchmaterial bestehen, das dem aufgeblasenen Ring Biegefestigkeit und Stabilität verleiht. Figur 3 zeigt ein Beispiel eines solchen Schlauches. Dieser Schlauch hat eine innere Dichtungsschicht 20, z.B. aus einem synthetischen Gummimaterial. Auf dieser Innenschicht ist eine axiale Verstärkungsschicht oder Beschichtung 21 eines Materials angeordnet, welches Spannungsbeanspruchungen aufnehmen kann, welches aber eine Dehnung des Schlauches in gewissem Umfang erlaubt. Ein bevorzugtes Material besteht aus Nyloncordfäden, die so in einem Verstärkungswinkel von V=0º plaziert werden (unter "Verstärkungswinkel" versteht man den Winkel zwischen der Mittellinie des nichtaufgeblasenen Schlauches und der Verstärkung, die sich senkrecht dazu erstreckt). Auf der Schicht 21 ist eine weitere Verstärkungsschicht oder -schichtung 23 angeordnet, die spiralförmig in eine Richtung um den Schlauch gewickelt ist (Verstärkungswinkel V=60-70º, vorzugsweise 63-68º, am meisten bevorzugt V=65º). Auf der Schicht 22 ist eine weitere Verstärkungsschicht oder -schichtung 23 mit der gleichen Konstruktion und dem gleichen Verstärkungswinkel wie die Schicht 22 angeordnet, doch in der entgegengesetzten Richtung spiralförmig aufgewickelt. Die beiden Schichten 22, 23 sind in einem stumpfen Winkel zueinander aufgewickelt. Auf der Schicht 23 ist schließlich eine Außenschicht 24 vorgesehen, die zweckmäßig auch aus synthetischem Gummi besteht. Wenn erwünscht, kann eine Zwischengummischicht zwischen den Schichten 21 und 22 und/oder zwischen den Schichten 22 und 23 vorgesehen werden.
• Figur 4, die eine Alternative zu dieser Schlauchgestaltung von Figur 3 zeigt, unterscheidet sich hiervon nur dadurch, daß die Schichten 22 und 23 durch eine einzelne Schicht 25 ersetzt wurden, die auf dem Schlauch in einem stumpfen Umflechtungswinkel (Verstärkungswinkel V=60-70º, vorzugsweise 63-68º, am meisten bevorzugt V=65º für jede Gruppe von Verstärkungsgarnen) aufgeflochten ist. In diesem Fall ist es auch möglich, eine Zwischengummischicht zwischen den Schichten 21 und 25 vorzusehen.
• Die Schichten 22, 23 bzw. 25 der Schlauchkonstruktion neigen dazu, ihren Verstärkungswinkel zu 54,70 (d.h. zu dem sogenannten neutralen Winkel) zu verändern, wenn der Schlauch innerem Überdruck ausgesetzt wird. Während des Unterdrucksetzens wird der Schlauch dazu neigen, seine Länge zu vergrößern, was jedoch in erheblichem Maße durch die Innenschicht 21 verhindert wird, die einer solchen Schlauchlängenvergrößerung entgegenwirkt. Als Ergebnis hiervon werden zwei Kräfte in entgegensetzten Richtungen wirken, die dem Schlauch Starrheit verleihen, sowie durch radial nach außen gerichtete Kräfte Kapazität tragen, wie durch die Pfeile in Figur 5 erläutert ist. Ein optimales Ergebnis erhält man dann, wenn die Verstärkungsschicht 21 (die Axialverstärkung) aus einem Cordmaterial mit einer höheren Ausdehnbarkeit als das Cordmaterial der Schichten 22, 23 bzw. 25 besteht, so daß die Innenschicht 21 einer größeren Dehnung beim Bruch widersteht und es gestattet, daß sich der ringförmige Schlauch zu einem größeren Ausmaß in der Radialrichtung ohne nachteilige Wirkung auf ihn ausdehnt. Dieser Unterschied der Ausdehnbarkeit des Verstärkungsmaterials der Schicht 21 und der Schichten 22, 23 bzw. 25 erleichtert auch das Biegen des Schlauches zur Ringform ohne Bildung von Falten oder Knicken an dem Innenradius des Schlauches (siehe Figur 5).
• Durch die erhöhte Steifigkeit, die man nach der Erfindung in den Schläuchen 16 bekommt, die zum Ausdehnen des Schwimmkörpers 10 in Ringform gebogen sind, wird die Ölsperre eine beachtlich verbesserte Fähigkeit haben, ihre beabsichtigte Form zu behalten. Diese verbesserte Ausdehnungsfähigkeit und Stabilität kann verwendet werden, um entweder größere Stabilität zu erhalten oder die über die Länge der Ölsperre erforderliche Anzahl von ringförmigen Körpern 16 zu reduzieren.
• In einer Ölsperre nach der Erfindung kann der schlauchförmige Schwimmkörper einen Durchmesser von etwa 0,8 bis 1,4 m haben, was Längen von etwa 2,5 bis 4,4 m für die Schläuche 16 ergibt. Die Schläuche 16 können einen Durchmesser von beispielsweise 50 bis 100 mm haben. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Ringen über den gesamten Schwimmkörper 10 kann variiert werden, doch liegt er zweckmäßig bei 1,5 bis 2 m. Die Breite der Schürze, d.h. der Abstand, in dem sie von dem Schwimmkörper aus herabhängt, kann z.B. 1,5 m oder mehr sein.
• Figur 2 zeigt, wie eine nichtaufgeblasene Ölsperre auf einer Trommel 30 aufgewickelt werden kann, die drehbar auf Armen 31 am Heck eines Behälters 32 befestigt ist. Durch die Trommeiwelle können sich Preßluftrohre oder -schläuche 33 zu einem Kompressor 34 oder einer anderen Luftzufuhreinrichtung erstrecken. Die Rohre 33 sind mit den Schläuchen 19 verbunden. Wenn die Ölsperre von der Schlauchtrommel abgegeben werden soll, kann es vorteilhaft sein, das ganze System einem inneren Überdruck während einer bestimmten Zeitdauer vor Abgabe der Sperre, beispielsweise für 20 Minuten, auszusetzen, da das Aufblasen der Sperre während des Abgabeverfahrens dann in einer wesentlich kürzeren Zeit und vor allem nacheinander während der gesamten Abgabe erfolgt. Ein benachbarter Behälter wird zweckmäßig zur Abgabe der Sperre verwendet. Preßluft kann von einem Ende der Sperre zugeführt werden, doch ist es auch möglich, die Preßluft oder das Preßgas von beiden Enden zuzuführen. Ob nun die Preßluft oder das Preßgas von einem Ende oder von beiden Enden der Sperre zugeführt werden, wird das Aufblasen der verschiedenen ringförmigen Schläuche 16 nacheinander erfolgen, wie das Abgabeverfahren voranschreitet. Wenn die Rohre 19 eine ausreichende Kapazität haben, um Kompression zu widerstehen, wenn die Sperre aufgewickelt wird, d.h. wenn sie Hochdruckrohre mit einem hohen Widerstand gegen Kompression sind, kann das Aufblasen nur von dem Behälter erfolgen, der die Trommel 30 trägt. Eine Trommel mit beispielsweise einem Durchmesser von 3 m und einer Breite von 2 m kann Ölsperrelängen von etwa 400 m halten. Durch diese Anordnung ist es somit möglich, Ölsperren auch bei rauher See schnell und vorteilhaft zu plazieren.

Claims (10)

1) Ölsperre mit einem länglichen, schlauchförmigen Schwimmkörper (10) aus Stoffmaterial und einer Schürze (11), ebenfalls aus Stoffmaterial, die sich von dem Schwimmkörper aus erstreckt und mit Senkgewichten (13) versehen ist, wobei der schlauchförmige Schwimmkörper (10) innere Ausdehnungseinrichtungen (16) in der Form aufblasbarer Schläuche hat, die an dem Schwimmkörper befestigt sind und sich im aufgeblasenen Zustand im wesentlichen in seiner Umfangsrichtung erstrecken, um so den Schwimmkörper zur Schlauchform auszudehenen, und die durch einen Gaszufuhrschlauch (19, 33) mit einer Gaszufuhrquelle (34) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die aufblasbaren Schläuche (16), die die Ausdehnungseinrichtungen bilden, eine Dichtungsschicht (20, 24) aus Elastomermaterial und eine Verstärkungsstruktur (21 bis 25) mit einer Dehnungsbeanspruchung absorbierenden inneren Verstärkungsschicht (21) von im wesentlichen parallelen Verstärkungsgarnen, die sich in der Längsrichtung des Schlauches erstrecken, und einer äußeren Verstärkungsschicht (22, 23; 25), die das Ausmaß der Ausdehnung des Schlauches begrenzt, und zwei Gruppen von Verstärkungsgarnen enthält, die sich spiralförmig in entgegengesetzten Richtungen in einem stumpfen Verstärkungswinkel um den Schlauch herum erstrecken, umfassen.

2) Öisperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gruppen von Verstärkungsgarnen der Schlauchausdehnung begrenzenden äußeren Verstärkungsschicht (22, 23) sich als getrennte, übereinander angeordnete Teilschichten erstrecken.

3) Ölsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gruppen von Verstärkungsgarnen der Schlauchausdehnung begrenzenden äußeren Verstärkungsschicht (25) zusammen eine aufgeflochtene Verstärkungsschicht bilden.

4) Ölsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsgarne der die Schlauchausdehnung begrenzenden äußeren Verstärkungsschicht (22, 23; 25) sich spiralförmig um den Schlauch in einem stumpfen Verstärkungswinkel von 60-70º, vorzugsweise 63-68º, und am meisten bevorzugt 65º, gemessen im nichtaufgeblasenen Zustand des Schlauches, erstrecken.

5) Ölsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsbeanspruchung absorbierende innere Verstärkungsschicht (21) Verstärkungsfäden einer Ausdehnbarkeit umfassen, die jene der Verstärkungsfäden der die Schlauchausdehnung begrenzenden äußeren Verstärkungsschicht (22, 23; 25) überschreitet.

6) Aufblasbarer Schlauch zur Ausdehnung und Stabilisierung einer Ölsperre und mit einer Dichtungsschicht (20) aus Elastomermaterial und einer Verstärkungsstruktur (21 bis 25), dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsstruktur (21 bis 25) eine Dehnungsbeanspruchung absorbierende innere Verstärkungsschicht (21) von im wesentlichen parallelen Verstärkungsfäden, die sich in der Längsrichtung des Schlauches erstrecken, und eine die Schlauchausdehnung begrenzende äußere Verstärkungsschicht (22, 23; 25), die zwei Gruppen von Verstärkungsfäden umfaßt, die sich spiralförmig in entgegengesetzten Richtungen in einem stumpfen Verstärkungswinkel um den Schlauch herum erstrecken, umfaßt.

7) Schlauch nach Anpruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gruppen von Verstärkungsfäden der die Schlauchausdehnung begrenzenden äußeren Verstärkungsschicht (22, 23) sich als separate, übereinander angeordnete Teilschichten erstrecken.

8) Schlauch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gruppen von Verstärkungsfäden der die Schlauchausdehnung begrenzenden äußeren Verstärkungsschicht (25) zusammen eine aufgeflochtene Verstärkungsschicht bilden.

9) Schlauch nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfäden der die Schlauchausdehnung begrenzenden äußeren Verstärkungsschicht (22, 23; 25) sich spiralförmig um den Schlauch in einem stumpfen Verstärkungswinkel von 60-70º, vorzugsweise 63-68º, am meisten bevorzugt 65º, gemessen im nichtaufgeblasenen Zustand des Schlauches, erstrecken.

10) Schlauch nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsbeanspruchung absorbierende innere Verstärkungsschicht (21) Verstärkungsfäden einer Ausdehnbarkeit umfaßt, die jene der Verstärkungsfäden der die Schlauchausdehnung begrenzenden äußeren Verstärkungsschicht (22, 23; 25) überschreitet.