DE953149C

DE953149C - Ship lock system for sea waterways

Info

Publication number: DE953149C
Application number: DEM14744A
Authority: DE
Inventors: Willi Heinicke
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1952-07-13
Filing date: 1952-07-13
Publication date: 1956-11-29

Description

Schiffsschleusenanlage für Seeschiffswasserstraßen Bei den bekannten Schleusen fahren die Schiffe in die Schleusenkammern und werden nach deren Verschluß in diesen gehoben oder gesenkt. Hierbei bleiben die Schiffe in den Schleusenkammern abgestoppt liegen. Dies bedingt insbesondere bei starkem Verkehr lange Wartezeiten.Ship lock system for sea waterways With the well-known Locks drive the ships into the lock chambers and are closed after they are closed in these raised or lowered. The ships remain in the lock chambers stopped lying. This means long waiting times, especially when there is heavy traffic.

Zur Vermeidung dieser unerwünschten Zeitverluste ist schon vorgeschlagen worden, den Schleusenkanal derart anzuordnen und auszugestalten, daß eine Durchfahrt von Schiffen ohne Fahrtunterbrechung möglich ist. Hierbei ist der Schleusenkanal dem Höhenunterschied der zu befahrenden Gewässer entsprechend in eine Reihe von Einzel kammern zur Überwindung je eines irn allgemeinen gleichbleibenden Teiles dieses Höhenunterschiedes aufgeteilt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wasserstraßen für Seeschiffe sowie Meeresbuchten mit Ebbe und Flut, aber ohne Wasserzufluß, die als Häfen ausgebaut worden .sind oder werden sollen,- immer einen stillstehenden Wasserspiegel zu gewährleisten. Das bedeutet einen großen Vorteil für die Schiffe beim Löschen der Ladungen, für die Werften und Speicher, für die Kanalisation der Städte, für die Holzpfahlgründungen großer Bauten usw. Für den in solchen Wasserstraßen herrschenden lebhaften Schiffsverkehr sind jedoch normale Kammerschleusen nicht geeignet.It has already been proposed to avoid this undesirable loss of time been to arrange and design the lock channel so that a passage of ships without interrupting the voyage is possible. Here is the lock canal according to the height difference of the water to be navigated into a number of Individual chambers to overcome a generally constant part each this difference in altitude divided. The invention is based on the object Waterways for seagoing ships and bays with ebb and flow, but without water inflow, which have been or are to be developed as ports - always a stationary one Ensure water level. That means a great advantage for the ships when unloading the cargoes, for the shipyards and storage facilities, for the sewerage system Cities, for the wooden pile foundations of large buildings, etc. For those in such waterways However, the prevailing lively shipping traffic are not normal chamber locks suitable.

Die Erfindung schafft hier dadurch Abhilfe, daß bei einer Schiffsschleusenanlage für Seeschiffswasserstraßen, instsesondere für Seehäfen mit Ebbe und Flut, aber ohne Zufluß, in einer vom Hafen nach der offenen See führenden Wasserstraße mehrere den gesamten Höhenunterschied aufteilende Schleusentore eingebaut sind, die bei der Durchfahrt eines Schiffes in der einen oder anderen Richtung durch Pumpen (Schaufler) den jeweiligen Stau halten und bei aufkommender Flut der Reihe nach geöffnet und bei aufkommender Ebbe in umgekehrter Reihenfolge wieder geschlossen werden können.The invention provides a remedy here that in a ship lock system for sea waterways, instses especially for sea ports with ebb and flow, but without inflow, in one of the port to the waterway leading to the open sea several lock gates are built in to divide up the entire height difference, those in the passage of a ship in one direction or the other due to pumps (Schaufler) hold the respective traffic jam and one after the other when the tide comes up opened and closed again in reverse order when the tide rises can be.

Es ist zwar schon bekannt, in das Stautor einer -Schleuse eine Pumpe einzubauen, um je nach Bedarf Wasser von der einen Seite des Tores zu der anderen zu fördern. Die Pumpe hat hierbei jedoch die Aufgabe, das Ein- und Ausfahren des Schiffes in die Schleuse zu erleichtern, während bei der Erfindung durch die Pumpen der Stau der einen Schleusenkammer gegenüber der anderen bei geöffneten Toren gehalten werden soll. Die Aufgaben unterscheiden sich also wesentlich voneinander. Außerdem spielt bei der Erfindung der Einbau der Pumpen eine wesentliche Rolle derart, daß die Inbetriebnahme der Pumpen der Schiffsform bzw. der Öffnungsweite: des Tores angepaßt werden kann. Bei der bekannten Anordnung liegt die Pumpe quer zum Tor.It is already known to have a pump in the dam gate of a lock to build in water from one side of the gate to the other as needed to promote. However, the task of the pump here is to retract and extend the Ship into the lock to facilitate, while in the invention by the pumps the jam of one lock chamber is held against the other with the gates open shall be. The tasks therefore differ significantly from one another. aside from that In the invention, the installation of the pumps plays an essential role in such a way that the commissioning of the pumps of the ship shape or the opening width: the gate can be customized. In the known arrangement, the pump lies transversely to the gate.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. I den Grundriß einer -Stromschnellenwasserstraße, Fig.2 eine Staustufe für Bergfahrt in Seitenansicht, Fig. 3 eine Staustufe gemäß Fig. 2 im Grundriß, Fig.4 eine Staustufe für Talfahrt in Seitenansieht, Fig. 5 eine Staustufe gemäß Fig. 4 im Grundriß. Die Fig. 1 zeigt eine Wasserstraße I mit zehn Einzelstaustufen 2 bis i1 von je 0,4 m Höhenunterschied. Das Hafenbecken 12 begrenzt die Wasserstraße I an dem einen Ende, während ihr anderes Ende in die offene See 13 ausläuft. Die Ausfahrtsrichtung der Schiffe aus dem Hafenbecken 12 ist mit 14 bezeichnet; die Einfahrtsrichtung 15 vom Meere aus verläuft auf der entgegengesetzten Seite der Stromschnellenwasserstraße I in umgekehrter Richtung. Die in Fig. I gezeigte Wasserstraße 1 ist in einer Länge von etwa 2ooo m vorgesehen, und sie gestattet über voneinander getrennte Staustufenfolgen einen in beiden Richtungen ungehinderten Schiffsdurchlaß.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown, namely Fig. I shows the ground plan of a rapid waterway, 2 shows a barrage for uphill travel in a side view, FIG. 3 shows a barrage according to FIG Fig. 2 in plan, Fig. 4 a barrage for downhill travel in side view, Fig. 5 a Barrage according to FIG. 4 in plan. Fig. 1 shows a waterway I with ten Individual barrages 2 to i1, each with a height difference of 0.4 m. The harbor basin 12 is bounded the waterway I at one end, while its other end into the open sea 13 expires. The exit direction of the ships from the harbor basin 12 is 14 designated; the direction of entry 15 from the sea runs on the opposite one Side of Rapids Waterway I in the opposite direction. The one shown in FIG Waterway 1 is planned to be about 2,000 m in length and is permitted via a series of barrages separated from one another, one that is unhindered in both directions Ship passage.

In den Fig.2 und 3 ist als Beispiel eine Staustufe für Bergfahrt für eine Breite von 3o m und eine Tiefe von 8 m dargestellt. Diese Staustufe besteht aus einer im Gelenk 16 gelagerten Stauklappe 17, die mittels einer im Maschinen- und Wärterhaus 18 vorgesehenen Winde i9 heb- und senkbar ist. In Fig. 2 ist die Stauklappe 17 in ihrer den Staukanal 2o abschließenden Lage dargestellt. Ihrer Breite entsprechend enthält die Stauklappe 17 eine Anzahl Pumpensätze 21 (Schauflerpumpen z. B.) -2,1, 2,a', 24 2I5 , 2", 2,C", 21d, 2Iä , 21e, 2I1 , 211, 2#Ip -, die durch Einlässe 22 das Wasser einsaugen und durch Auslässe 23 hinausdrücken. Rückschlagklappen 24 verhindern bei stillgesetzten Pumpen 21 den Durchfluß von Stauwasser. Beiderseits jedes Pumpensatzes 2I sind in der Stauklappe 17 Einsteigluken 25 zur Wartung der Pumpen vorgesehen. Weiterhin sind auf der Stauklappe 17 zwei an dieser scharnierartig angelenkte Flügeltore 26 vorgesehen, die von Antrieben 27 mittels an ihnen befestigter Zahnstangen 28 geöffnet und geschlossen werden können. Da die Gelenke 2g der Flügeltore 26 mit der Stauklappe 17 fest verbunden sind, nehmen die Flügeltore an den Hub- und Senkbewegungen der Stauklappe 17 teil. Der Einbau von zusätzlichen Pumpensätzen 21 ist im Innern der Flügeltore 26 zum besseren Halten des Staues möglich.In FIGS. 2 and 3, a barrage for uphill travel for a width of 30 m and a depth of 8 m is shown as an example. This barrage consists of a flap 17 which is mounted in the joint 16 and which can be raised and lowered by means of a winch 19 provided in the machine and keeper's house 18. In Fig. 2 the flap 17 is shown in its position closing the storage channel 2o. Depending on its width, the flap 17 contains a number of pump sets 21 ( scoop pumps, for example) -2,1, 2, a ', 24 2I5, 2 ", 2, C", 21d, 2Iä , 21e, 2I1 , 211, 2 #Ip -, which suck in the water through inlets 22 and press it out through outlets 23. Check valves 24 prevent the flow of backwater when the pumps 21 are stopped. On both sides of each pump set 2I, access hatches 25 for servicing the pumps are provided in the storage flap 17. Furthermore, two hinged gates 26 are provided on the storage flap 17, which can be opened and closed by drives 27 by means of toothed racks 28 attached to them. Since the joints 2g of the wing gates 26 are firmly connected to the flap 17, the wing gates take part in the lifting and lowering movements of the flap 17. The installation of additional pump sets 21 is possible inside the wing gates 26 to better hold the traffic jam.

Aus den Fig. 4 und 5 ist eine Staustufe gleicher Abmessungen wie soeben beschrieben für Talfahrt ersichtlich. Die ganze Anlage dieser Staustufe unterscheidet sich lediglich dadurch von derjenigen für Bergfahrt, daß die Pumpensätze 21 über die bisherigen Auslässe 23 ansaugen und das Wasser durch die Einlässe 22 der Fig. 2 und 3 herausdrücken. Hierbei sind die Einsteigluken 25 zweckmäßiger an der Stirnwand der Stauklappe 17 anzuordnen, wodurch diese bei erwünschtem Einstieg nicht unnötig hoch aus dem Wasser herausgehoben werden muß.4 and 5 shows a barrage of the same dimensions as just now described for descent visible. The whole system of this barrage is different only by the fact that those for uphill travel that the pump sets 21 over the previous outlets 23 suck in and the water through the inlets 22 of Fig. Push out 2 and 3. In this case, the manholes 25 are more expediently on the front wall to arrange the storage flap 17, whereby this is not unnecessary when the entrance is desired must be lifted high out of the water.

Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende: Es sei angenommen, daß sich ein Schiff 30 (Fig. 2) vor der Stufe 6 befindet, wobei die Stufen 2 bis (Fig. I) bereits von der aufkommenden Flut überspült sein sollen. Demzufolge sind in diesen Stufen die Stauklappen 17 im allgemeinen gesenkt und die Flügeltore 26 geöffnet. Aus- und einlaufende Sehife haben also in den vor der Staustufe 6 liegenden Staustufenbereichen 2 bis 5 bereits Meereshöhe.The operation of the system is as follows: It is assumed that there is a ship 30 (Fig. 2) in front of level 6, with levels 2 to (Fig. I) should already be flooded by the rising tide. As a result, in these Steps, the storage flaps 17 are generally lowered and the swing gates 26 open. Outgoing and incoming shocks are therefore in the barrage areas in front of the barrage 6 2 to 5 already sea level.

Das vorgenannte Schiff 30 von beispielsweise 8 m Breite und 4 m Tiefgang soll sich nun weiter zum Hafenbecken 12 (Fig. I) hin bewegen. Zu diesem Zwecke senkt der Wärter der Staustufe 6 die Stauklappe 17 zunächst auf 4,2 m Tiefe, wobei die Flügeltore bis auf weiteres noch geschlossen bleiben. Erst dann, wenn das Schiff in Rammnähe der Flügeltore gelangt, öffnet der Wärter auch diese, und zwar unter gleichzeitigem Anschalten der Pumpensätze 2i", 211, 24 und- 2Ib usw., die im Bereich der Schiffsdurchfahrtsbreite liegen. Das in einer Höhe von 0,4 m gestaute Wasser. will zum Unterwasser hin abfließen, wird aber z. B. von den vier eingeschalteten Pumpensätzen (Schraubenschaufler) bei den Einlässen 22. erfaßt und durch die Auslässe 23 wieder in das Oberwasser zurückgedrückt. Je weiter sich das Schiff in die Staustufe einschiebt und je geringer die durch die Flügeltore eingestellte Durchfahrt ist, desto geringer ist auch die erforderliche Pumpenarbeit. Die Öffnung der.Flügeltore durch den Wärter soll erst im letzten Augenblick erfolgen, denn das Schiff kann, wenn der rechte Zeitpunkt des öffnens übersehen' wird, die erforderliche Durchgangsöffnung der Flügeltore 26 durch deren Aufstoßen selbst herbeiführen. Diese Möglichkeit ist dadurch gegeben, daß in alle Antriebe der Stauklappe 17 und auch der Flügeltore 26 Rutschkupplungen eingebaut sind.The aforementioned ship 30, for example 8 m wide and 4 m draft, should now move further towards the harbor basin 12 (FIG. I). For this purpose, the attendant of barrage 6 first lowers the dam 17 to a depth of 4.2 m, with the swing gates remaining closed until further notice. Only when the ship comes close to the ramming gates does the attendant also open them, while simultaneously switching on the pump sets 2i ", 211, 24 and -2Ib, etc., which are in the range of the ship's passage width. This at a height of 0 , 4 m of dammed water. Wants to flow off towards the lower water, but is seized, for example, by the four activated pump sets (screw shovels) at the inlets 22 and pushed back into the upper water through the outlets 23. The further the ship goes into the Barrage and the smaller the passage set by the swing gates, the lower the pump work required. The gatekeeper should only open the swing gates at the last moment, because the ship can be overlooked if the right time to open it is overlooked , create the required passage opening of the wing gates themselves by pushing them open. This possibility is given by the fact that in all drives of the flap 17 and also the swing gates 26 slip clutches are installed.

Infolge der vorstehend erläuterten Wirkungsweise der Schleusenanlage findet das durchgehende Schiff in der jeweiligen Staustufe lediglich eine Stromschnelle vor, die von ihm mit eigener Kraft überwunden werden muß. Hat das Schiff eine Staustufe passieri, so schließt der Wärter in unmittelbarem Anschluß daran die Flügeltore 26 wieder, und zwar unter gleichzeitigem Abschalten der Pumpensätze Zia, 21ä usf. Ist trotz der geschlossenen Flügeltor-e-26 ein. Spaltverlust gegeben, so kann ein Pumpensatz in Betrieb belassen werden.As a result of the above-explained mode of operation of the lock system the passing ship only finds a rapids in the respective barrage which he must overcome with his own strength. Does the ship have a barrage passieri, the guard immediately closes the swing gates 26 again, while switching off the pump sets Zia, 21ä, etc. at the same time. Is despite the closed wing gate -e-26 a. Given the loss of a gap, a The pump set can be left in operation.

Folgt dem Schiff 30 ein weiteres hier nicht gezeigtes Schiff in derselben Fahrtrichtung, das den ganzen Durchlaßquerschnitt beansprucht, so vollzieht sich der gleiche Durchlaßvorgang wie vorbeschrieben. In diesem Falle läßt der Wärter jedoch die Stauklappe 17 ganz herunter, wobei die Flügeltore 26 auf größte Breite geöffnet werden. Gleichzeitig werden alle Pumpensätze zum Halten des Staues eingeschaltet. In Anbetracht der langsamen Fahrt des Schiffes und des Umstandes, daß es mit seinem Querschnitt fast den gesamten freien Durchlaß ausfüllt, bleibt die erforderliche Pumpenarbeit in tragbaren Grenzen. Im allgemeinen erscheint es. vorteilhaft, es jedem, insbesondere jedem großen Schiffe selbst zu überlassen, das erforderliche Durchgangsprofil herzustellen.If the ship 30 is followed by another ship, not shown here, in the same direction of travel, which occupies the entire passage cross-section, the same passage process takes place as described above. In this case, however, the attendant lets the flap 17 all the way down, the wing gates 26 being opened to the greatest possible width. At the same time, all pump sets are switched on to hold the jam. In view of the slow speed of the ship and the fact that it fills almost the entire free passage with its cross-section, the required pumping work remains within acceptable limits. In general it appears. It is advantageous to leave it to everyone, especially every large ship, to produce the required passage profile.

Wird auf den erfolgten Durchgang von Schiffen hin für längere Zeit kein weiteres Schiff erwartet, so schließt der Wärter nicht nur die Flügeltore 26 der jeweiligen Stufe, sondern er hebt auch.die zugehörige Stauklappe 17 in die in Fig. 2 gezeigte Staulage zurück. Damit werden alle Wasserverluste unterbunden, und die Pumpensätze Zia, 21ä usf. können untätig bleiben.Used on the passage of ships for a long time no further ship is expected, the keeper not only closes the swing gates 26 of the respective stage, but he also lifts the associated storage flap 17 into the in Fig. 2 back shown stowage position. This prevents all water losses, and the pump sets Zia, 21a etc. can remain inactive.

Das für die Stufe 6 erläuterte Durchgangsverfahren für Schiffe wiederholt sich in den nachfolgenden Staustufen 7 bis ii in der gleichen Weise.The transit procedure for ships explained for level 6 is repeated in the following barrages 7 to ii in the same way.

Bewegt sich das Schiff talwärts, also vom Hafenbecken 12 zum Meer 13 hin, dann wickeln sich sinngemäß die gleichen Vorgänge wie vorbeschrieben ab, jedoch mit dem Unterschied, daß dann (Fig. 4, 5) die Pumpen 21a, 2Iä , 21b, 2Ig, 21" 21J1 2Id, 2'd, 2I1,. 2I1', 24, 2,7 das Wasser über die Auslässe 23 saugen und durch die Einlässe 22 herausdrücken. Da die »Talfahrt« von Schiffen schneller als deren »Bergfahrt« vor sich gehen wird, ist eine sehr schnelle Entleerung des Hafenbeckens möglich.If the ship moves downhill, i.e. from the harbor basin 12 to the sea 13, the same processes take place as described above, but with the difference that then (Fig. 4, 5) the pumps 21a, 2Iä , 21b, 2Ig, 21 "21J1 2Id, 2'd, 2I1,. 2I1 ', 24, 2,7 Suck the water through the outlets 23 and press it out through the inlets 22. Since the" descent "of ships is faster than their" ascent " the port basin can be emptied very quickly.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Ship lock system for sea waterways, especially for seaports with ebb and flow, but without inflow, characterized in that several lock gates are installed in a waterway leading from the port to the open sea, which divide the entire height difference and which when a ship passes through one or the other in the other direction by pumps (shovels) hold the respective stagnation and can be opened one after the other when the tide rises and can be closed again in the reverse order when the tide rises.

2. Ship lock system according to claim i, characterized in that the successive individual chambers separating lock gates have baffle flaps (17) on their upwardly directed Surface and perpendicular to this two storage gates cooperating in the closed position (26) are stored.

3. Ship lock system according to claims i and 2, characterized characterized in that each flap (17) and each pair of Stowers (26) can be raised and lowered independently of one another in terms of time and drive or can be expanded and closed.

4. Ship lock system according to the claims i to 3, characterized in that the storage height of each individual chamber (2o) maintaining Pumps (21, 22, 23) at the latest when a ship enters -this or at the same time with the start of the opening movement of a. the single chamber delimiting a pair of stowage ports (26) take effect.

5. Ship lock system according to claim 4, characterized in that the pumps (21, 22, 23 ) are installed in the flap and / or the storage gates (26).

6. Ship lock system according to claims i to 5, characterized in that that the pumps (2I) of each barrage by coinciding with the control of the Stowage flap (17) and / or drive elements triggered by the stowage doors (26) can be switched on and off are.

7. Ship lock system according to claims 4 to 6, characterized in that that only those pumps are switched on, which are in the passage area of the hull. B. Ship lock system according to claims 4 to 7, characterized in that the pumps of the sluice gates provided for downhill travel are connected to the inlets and outlets (22, 23) in the reverse order. In Considered publications: German Patent Specifications No. 137 84q., 228 535, 333 526, 384 476, 403 635, 764 16o; Austrian Patent No. 63,542; L. and G. F r a n z i ü s, "Handbuch der Ingenieurwissenschaften", 2nd increased edition, Verlag W. Engelmann, Leipzig 188q., Third Department, p. 336, lines io to 16.