NL8100693A - Drijvende afdamming voorzien van dwarsverstijvingen. - Google Patents

Description

813046/Ke/mk 5

Korte aanduiding: Drijvende afdamming voorzien van dwarsversti jvingen.

Door Aanvraagster worden als uitvinders genoemd: Maurice CESSOU en Bernard JAFFRENNOïï.

De uitvinding heeft betrekking op een flexibele drijvende afdamming die voorzien is van dwarsverstijvingen.

Deze afdamming is in het bijzonder bruikbaar voor het afgrenzen van scheepvaartzones of watervlakken die bestemd zijn voor water-10 sportaktiviteiten zoals zwemmen, of voor watercultuur.

Een zeer belangrijke toepassing van de uitvinding is de strijd tegen de waterverontreiniging door drijvend vast afval of door chemische produkten, meer in het bijzonder door koolwaterstoffen.

De afdamming volgens de uitvinding kan worden gebruikt 15 met een vaste opstelling, gespannen tussen twee aan haakpunten, of op de manier van een vislijn of trawl, met de uiteinden bevestigd aan één of meer sleepboten om een verontreinigd watervlak schoon te maken.

Er is reeds een eerste type afdamming bekend met een drijvende ring waaraan een mantel hangt die geballast is door een ketting 20 aan de onderkant; deze afdammingen worden beschrevën in de Franse octrooi-schriften 2.082.640, 2.241.203 en 2.376.904, alsmede in het tijdschrift Offshore, jaargang 32, no. 6, 5 juni 1972, blz. 69-70 (Tulsa, U.S.A.). De op een dergelijke afdamming uitgeoefende krachten komen terecht op de ballastketting en/of op een aan de afdamming bevestigde kabel. Een.bezwaar 25 van een dergelijke afdamming is dat bij sterke wind de mantel doorbuigt en het water omhoog komt aan de bovenstroomse zijde van de afdamming, waardoor de boven het water uitstekende hoogte van de afdamming kleiner wordt. Er bestaat dan het gevaar dat de verontreinigende produkten over de ring heen gaan.

30 Wanneer de wind zeer sterk is kan de afdamming zelfs helemaal onder water raken, zodat het water er dan overheen stroomt.

Er bestaat een tweede type afdamming beschreven in het Franse octrooischrift 2.129.631 en het Amerikaanse octrooischrift 4.016.726, met een flexibele constructie die een barrière vormt, voorzien van dwars-35 verstijvingen waaraan drijvers zijn bevestigd die geschikt zijn om die flexibele constructie in een in hoofdzaak vertikale stand in het water te houden, zodat er een scherm ontstaat. Deze afdammingen vertonen het voordeel dat een constante hoogte boven water bewaard blijft, maar naarmate de sterkte van de wind toeneemt gaan ze liggen en ze kunnen zelfs een halve 40 slag maken om hun horizontale as.

81 00 69 3 -2-

De stabiliteit van een dergelijke afdamming kan worden verbeterd door hem ofwel te voorzien van een ballast, met als bezwaar dat de traagheid ervan wordt vergroot en dus de reaktie op de golven wordt gehinderd, ofwel door de drijvers op grotere afstand van het vlak van de 5 barrière te brengen, zodat het terugdrukkende koppel wordt vergroot, waarbij die drijvers dan aan slechts één kant of aan beide kanten van de barrière zijn aangebracht.

Het is anderzijds bekend dat boven een zekere windsnelheid (ongeveer 1 knoop) de afdammingen niet meer in staat zijn om de ver-"10 ontreinigende produkten tegen te houden die dan onder de barrière doorgaan, ofwel doordat ze meegenomen worden, ofwel door werveleffekten (meeneming * van de laag onder de afdamming in de vorm van kleine druppeltjes die beneden strooms van de afdamming weer naar de oppervlakte stijgen).

Een eerste oogmerk van de uitvinding is het verschaffen 15 van een afdamming die een in hoofdzaak constante hoogte boven water kan bewaren wanneer de windsnelheid toeneemt, en wel tot aan een grenswaarde van die snelheid overeenkomend met het optreden van verschijnselen van doorlekken van verontreinigende produkten onder de barrière, waarbij die afdamming overigens in staat is om in vertikale stand te blijven staan 20 zonder te worden vernièld of omgekeerd, bij windsnelheden die groter zijn dan de hierboven vermelde grenswaarde, zodat de funktie van barrière ten opzichte van de verontreinigende produkten onderverminderd vervuld kan worden zodra de stroomsnelheid lager wordt dan de genoemde grenswaarde.

Een ander oogmerk van de uitvinding is het verschaffen 25 van een afdamming die gemakkelijk op de kant getrokken kan worden zodat hij gebruikt kan worden in gebieden met getij.

De afdammingen van het bovengenoemde type met een drijvende ring kunnen gemakkelijk op het strand getrokken worden, waarbij de mantel ervan over de grond komt te liggen wanneer de drijvende ring er op 50 komt te rusten. In die stand komt er echter zand aan de soepele mantel, of strandkeien, door de werking van de golven en de branding; door de gecombineerde invloed van het gewicht van de materialen die op de mantel liggen en de zuigwerking van die mantel op de grond, ontstaan op het moment waarop het waterpeil weer stijgt, aanzienlijke krachten op de verbinding 35 tussen de drijvende ring en de mantel, welke krachten aanleiding kunnen geven tot inscheuren of afscheuren.

De uitvinding gaat daartoe uit van een drijvende afdamming die een flexibele constructie omvat die een barrière vormt, voorzien van vertikale verstijvingen waaraan drijvers zijn bevestigd die geschikt ifO zijn om die flexibele constructie in een in hoofdzaak vertikale stand in 81 00 69 3 -3- het water te dragen. Kenmerkend voor de uitvinding is dat de verstijvingen zo uitgevoerd zijn dat ze onderaan verend meegeven onder invloed van de stroom voor een voldoende snelheid daarvan, zonder dat een aanzienlijke verandering teweeg gebracht wordt in de hoek tussen de rest van de afdam-5 ming en het watervlak.

In 'een gunstige uitvoeringsvorm zijn de verstijvingsele-menten onderaan gekromt bij afwezigheid van een op die elementen uitgeoefende kracht, in een richting in hoofdzaak dwars op het hoofdvlak van de afdamming.

10 De afdamming omvat met voordeel organen die de flexibele constructie die de barrière vormt ondersteunen in een ip hoofdzaak verti-kale stand wanneer de afdamming zich buiten het water bevindt (op het droge, op de wal) in een zodanige stand dat het gekromde ondereinde van de verstij vingselementen op de grond rust.

15 De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening van enkele uitvoeringsvoorbeelden.

Fig. 1 toont schematisch perspektivisch de flexible constructie die de barrière vormt en de verstijvers met variabele stijfheid bij een afdamming volgens de uitvinding; 20 Fig. 2A 2B, 2C en 2D tonen schematisch deze afdamming in dwarsdoorsnede ter plaatse van een verstijving voor toenemende snelheden van de stroming;

Fig. 3 toont schematisch in dwarsdoorsnede een gemakke-lijk op de kust te trekken afdamming volgens de uitvinding; 25 Fig. 4 toont een manier van bevestigen van de mantelele- menten aan de verstijvingen.

Men ziet in Fig. 1 schematisch een afdamming volgens de uitvinding met een flexibele constructie die een barrière vormt, bestaande uit een soepele mantel 1 en een versterking die bestaat uit in lengterich- 30 ting lopende elementen die goed bestand zijn tegen trekkrachten, met voordeel gevormd door banden 2 uit versterkt materiaal, en sterke dwarselemen-ten die een bepaalde afstand bewaren tussen de in lengterichting lopende elementen, waarbij deze dwarselementen kunnen worden gevormd door banden 3 van dezelfde aard als de banden 2.

35 Deze banden kunnen bijvoorbeeld wordenjpvormd door een matrix uit kunststof, voorzien van een wapening die bestaat uit sterke draden zoals draden van metaal of glas, koolstofdraden of draden uit kunststoffen zoals die welke in de textielindustrie worden gebruikt (polyamide, polyester, enzovoort).

kO De versterking kan worden gevormd door de elementen 2 en 8100693 -4- 3 onderling te verbinden of door deze elementen te weven.

De afdamming omvat verder dwarsversti jvingen, elk gevormd door twee geprofileerde elementen 4 en 5 die aan weerszijden van de versterking zijn geplaatst, die ze dan tussen zich in drukken, eventueel te-5 zamen met de mantel 1, waarbij ze worden verbonden door bouten of klinknagels 6 of door een ander geschikt vasthoudraiddel.

Aldus wordt de continuïteit van de versterking die bestand is tegen trekkrachten niet verbroken ter plaatse van de verstijvingen; de verstijvingen blijven dan vrij van de op de afdamming uitgeoefende trek-10 krachten, en die krachten worden alleen opgenomen worden door de versterking.

Drijvers 7 en 8 zijn met de geprofileerde elementen 4 en 5 verbonden door armen 9 en 10.

Volgens de uitvinding worden de verstijvingen zo uitge-voerd dat de stijfheid ervan geleidelijk afneemt naar beneden toe, naarmate 15 men de onderrand 11 van de barrière nadert, welk onderste gedeelte van de verstijvingen overigens veerkrachtig is.

De geprofileerde elementen waaruit de verstijvingen bestaan kunnen bijvoorbeeld een stijf bovenste deel hebben dat wordt gevormd door de elementen 4aen 5a, terwijl onderaan daartussenin buigzame en elas-20 tische onderste elementen 4b en 5b worden ingesloten, waarvan de stijfheid naar beneden toe geleidelijk afneemt. De elementen 4b en 5b worden bijvoorbeeld gevormd uit elastisch materiaal zoals polyurethan, polychloropreen, een gewapende kunststof enzovoort. De dikte of doorsnede van deze elementen 4b en 5b kan bijvoorbeeld geleidelijk afnemen naarmate men dichter komt bij 25 de onderste rand van de afdamming om de gewenste variateLe stijfheid te realiseren.

In het algemeen zullen de elementen 4b en 5b worden vervaardigd uit een elastisch materiaal dat bestand is tegen water en tegen de verontreinigende produkten die door de afdamming moeten worden tegenge-30 houden.

Deze verschillende geprofileerde elementen, die de versterking en de mantel tussen zich indrukken, kunnen bijvoorbeeld worden verbonden door klinknagels van nylon , van roestvrijstaal of gegalvaniseerd ijzer, om corrosie in het water te voorkomen.

35 Men kan deze elementen ook verbinden door lijmen of lassen.

Volgens een eerste voorkeursuitvoering hebben de verster-kingselementen 4b en 5b in rusttoestand een voorgevormde kromming bij afwezigheid van een op deze elementen uitgeoefende kracht in een richting in hoofdzaak dwars op het oppervlak van de flexibele constructie die de 40 barrière vormt. Fig. 2A toont schematisch deze kromming met straal R in 81 00 6 9 3 -5- rusttoestand.

Het gebruik van de verstijvers mét een variable stijfheid maakt een geleidelijke vervorming van de mantel mogelijk naarmate de door de stroming veroorzaakte krachten toenemen, zoals Hijkt uit Fig. 2A, 2B, 5 2C en 2D waarin men ziet dat de verstijvingselementen 4b en 5b geleidelijk meegeven onder invloed van de stroming. De stijfheidskarakteristieken van deze elementen kunnen zo worden berekend dat het onderste gedeelte van de verstijving in hoofdzaak vertikaal wordt voor de grenswaarde van de stroming waarboven de afdamming zijn funktie van barrière ten opzichte van veront-10 reinigende produkten niet meer kan vervullen en tenslotte doorbuigt in de richting tegengesteld aan die van de afhankelijke voorkromming zoals afge-beeld in Fig. 2A, wanneer de stroomsnelheid groter wordt dan die grenswaarde. (Fig. 2D). Er ontstaat dan een klepeffect waarbij het water onder de mantel door kan lopen wanneer de stroomsnelheid die grenswaarde overschrijdt, en 15 dit wel zonder dat de afdamming zelf gevaar loopt of zelfs maar een aanzienlijke hoek zou gaan maken met de vertikaal.

De afdamming blijft aldus zijn funktie vervullen van scherm ten opzichte van de verontreinigende produkten tot aan de grens-snel-heid van de wind; hij wordt niet beschadigd voor windsnelheden die groter 20 zijn en waarvoor hij overigens niet meer in staat is om de funktie te vervullen van het vasthouden van verontreinigende produkten maar hij hervat die funktie wanneer de windsnelheid weer beneden de grenswaarde komt, dankzij de elasticiteit van het onderste gedeelte van de verstijvers die dan weer opnieuw één van de vormen aannemen zoals weergegeven in Fig. 2A tot 25 2C.

*

De afstand tussen de flexibéle elementen kb en 5b van de verstijving komt overeen met de zogenaamde neutrale vezel van die verstijving waarlangs er geen trekkrachten of drukkrachten worden uitgeoefend bij vervorming van die verstijving door buiging (Fig. 2A tot 2D). Als gevolg 30 daarvan is er geen enkel gevaar dat de mantel 1 scheurt bij die vervormingen als hij met de versterking 2, 3 tussen de elementen 4a, 4b en 5a, -5b wordt ingedrukt.

Om evenwel de verdelingen van de mantel 1 te vergemakkelijken kan het van voordeel zijn wanneer hij bestaat uit achtereenvolgende 35 elementen die elk aan de uiteinden voorzien zijn van een flexibele staaf 15 (Fig. 4) waar de mantel omheen geslagen is zodat hij aan zichzelf kan worden vastgelast. Deze staaf is gestoken in vasthoudmiddelen die aangebracht zijn aan de verstijvingen zoals bijvoorbeeld de buis 16 die aan het element 5 is gelast, met een langsspleet 17 voor het doorlaten van de mantel 40 1.

81 00 69 3 -6-

Wat betreft het probleem van het doorbuigen van de afdamming kan het gebruik van verstijvingen met variabele stijfheid een interessante oplossing betekenen. Wanneer men immers aan het onderste gedeelte van deze verstijvingen in rusttoestand een kromming geeft (met kromte-5 straal R, Fig, 2A) zal die kromming sterker worden op het moment waarop de afdamming op de kust getrokken wordt onder invloed van het eigen gewicht daarvan. Wanneer door geschikte middelen de hoogte van de afdamming boven de grond wordt geregeld kan de kromtestraal r die de verstijving dan zal innemen binnen aanvaardbare grenzen blijven, t) Onder deze omstandigheden (Fig. 3) zal de mantel met de onderste rand op de grond rusten zonder dat hij helemaal plat ligt, en die onderste rand zal dan door de veerwerking als gevolg van de verstijving volledig met de grond in aanraking worden gehouden.

Men ondervangt zo het bovengenoemde gevaar dat de mantel 15 geheel bedolven wordt zoals bij oudere afdammingen het geval was, en door deze uitvoering zal de afdamming blijven afsluiten voor de verontreinigende produkten gedurende de gehele periode van laag tij en ook bij het begin van het weer opkomen van de vloed.

De verstijvingen kunnen bijvoorbeeld zo worden berekend 20 dat ze in rust een kromtestraal hebben die ligt tussen 0,5 en 1 meter en dat ze een vertikale stand bereiken voor stroomsnelheden in de orde vein 0,8 tot 1 knoop, waardoor aan de afdamming de maximale diepgang wordt gegeven in de buurt van de grenssnelheid voor het vasthouden van de verontreinigende produkten. Voor stroomsnelheden die groter zijn dan ongeveer 1 25 knoop zullen de verstijvingen geleidelijk doorbuigen naar de andere zijde dan die van hun oorspronkelijke kromming (Fig. 2D). Wanneer de stroomsnelheid weer afneemt zullen de verstijvingen, die vervaardigd zijn uit een veerkrachtig materiaal, geleidelijk weer hun oorspronkelijke gekromde vorm aannemen die weergegeven is in Fig. 2A.

30 Ter verbetering van de stabiliteit en het gedrag van de afdamming wanneer hij aan wal wordt getrokken verdient het de voorkeur om de drijvers 7 en δ aan weerszijden van de afdamming aan te bregen (afdamming van catamaran-type), welke drijvers voorzien zijn van geschikte middelen, zoals glijders, rollen of wielen 12, 13 die weergegeven zijn in Fig.

35 3, om op de grond te rusten wanneer hij op de kust getrokken is.

Verder is het van voordeel wanneer het vlak van de verstijvingen dat met de grond in aanraking komt wanneer hij op de kust is getrokken voorzien is van beschermingsinrichtingen 14 zoals platen, glijders of een touw, waarbij het gevaar kan worden verminderd van slijtage door 4θ wrijving van de verstijvingen over de grond.

81 00 69 3 -7-

Door deze maatregelen zal ook het opzettèn en in werking brengen van de afdamming, wanneer hij in het water wordt gebracht, worden vergemakkelijkt·

Voor toepassing van de afdamming kan men denken aan twee 5 gevallen: a) wanneer men een waterstroom zoals een rivier wil afdammen zal de afdamming met voordeel zo worden opgesteld dat de verstijvingen met de holle kant gericht zijn naar de bovenstroomse zijde van de rivier; b) wanneer de afdamming wordt gebruikt ter bescherming van de kust of een 10 zeearm waar getijden.bestaan en waarin de wind een veranderende richting heeft,'wordt de afdamming bij voorkeur zo opgesteld dat de verstijvingen met het holle gedeelte gericht zijn naar de kant waarvandaan de verontreiniging afkomstig is (in het algemeen de open zee).

15 81 0069 3

Claims (11)

1. Drijvende afdamming, omvattend een flexibele constructie die aan barrière vormt en voorzien is van vertikale verstijvingen waaraan 5 drijvers zijn bevestigd die geschikt zijn om de flexibele constructie in een in hoofdzaak vertikale stand in het water te dragen, met het kenmerk, dat de verstijvingen zo uitgevoerd zijn dat zij onderaan veerkrachtig meegeven onder invloed van de stroming voor een voldoende snelheid daarvan zonder een aanzienlijke verandering te veroorzaken in de hoek 10 waaronder de rest van de afdamming ten opzichte vaihet water staat.

2. Drijvende afdamming volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de verstijvingen minstens onderaan een stijfheid hebben die geleidelijk afneemt naarmate men dichter komt bij de onderrand van de afdamming.

3. Drijvende afdamming volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat de dikte of de doorsnede van het onderste gedeelte van de verstijvingen geleidelijk afneemt naarmate men dichter komt bij de onderrand van de afdamming. if. Drijvende afdamming volgens conclusie 2, m e t het 20 kenmerk, dat dé verstijvingen een stijf bovenste gedeelte hebben en een flexibel en veerkrachtig onderste gedeelte.

5. Drijvende afdamming volgens conclusie 4, m e t het kenmerk, dat het flexibele en elastische onderste gedeelte ingesloten is in het ondereinde van het stijve bovenste gedeelte.

6. Drijvende afdamming volgens één der conclusfes 2 tot 5» m'e·t het kenmerk, dat de verstijvingselementen onderaan, in rusttoestand, voorgebogen zijn in een vlak dwars ten opzichte van de lengterichting van de afdamming.

7. Drijvende afdamming volgens één der conclusies 2 tot 6, 30 met het kenmerk, dat het onderste gedeelte van de verstijvingen uit polyurethan bestaat. •8. Drijvende afdamming volgens één der conclusies 2 tot 6, met het kenmerk, dat het onderste gedeelte van de verstijvingen uit polychloropreen bestaat.

9. Drijvende afdamming volgens één der conclusies 2 tot 6, met het kenmerk, dat het onderste gedeelte van de verstijvingen uit gewapend kunststofmateriaal bestaat.

10. Drijvende afdamming volgens conclusie 1, waarin de flexi bele constructie een soepele versterking omvat die bestand is tegen trek-ifO krachten, met het kenmerk, dat elk van de verstijvingen twee 81 0069 3 -9- elementen omvat die geplaatst zijn aan weerszijden van de versterking die ze tussen zich in drukken.

11. Drijvende afdamming volgens conclusie 10, waarin de flexibele constructie die de barrière vormt bestaat uit een soepele mantel, 5 met het kenmerk, dat deze mantel ingedrukt wordt tussen de elementen die de verstijving vormen.

12. Drijvende afdamming volgens conclusie 6, voorzien van middelen om de flexibele constructie die de barrière vormt in een in hoofdzaak vertikale stand te houden wanneer de afdamming zich buiten het water 10 bevindt, met het kenmerk, dat het gekromde onderste einde van de verstijvingen in die stand op de grond rust.

13· Afdamming volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de genoemde middelen worden gevormd door rollen, glijders of wielen die aangebracht zijn aan de drijvers. 15 1½. Afdamming volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de verstijvingen onderaan voorzien zijn van middelen die bestand zijn tegen slijtage aan de zijde van de verstijvingen die bestemd zijn om met de grond in aanraking te komen wanneer de afdamming zich buiten het water bevindt. 20 81 00 6 9 3