DE2822945C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Speicher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem nach der US-PS 27 48 739 bekannten Speicher dieser Art mündet das Leitungssystem zur Einführung von Druckgas allein im oberen Bereich des Behälters. Wird in dem Behälter Gas gespeichert und dringt von außen Flüs­ sigkeit in den Behälter ein, so ist es möglich, daß das Gas in das Leitungssystem, das an sich zur Einführung von Druckgas vorgesehen ist, zurückgedrückt wird, wenn dieses Leitungssystem ein Leck aufweist oder wenn die in ihm befindliche Ventilanordnung nicht dicht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, dafür zu sorgen, daß durch in den Behälter eindringendes Wasser im Behälter befind­ liches Gas nicht in das Leitungssystem zur Einführung von Druckgas zurückgedrückt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Speicher sind somit zwei Einfüh­ rungsöffnungen für Druckgas im Leitungssystem vorgesehen. Ist die stromaufwärts liegende untere Einführungsöffnung von der Ventilanordnung freigegeben, so ist allein diese untere Einführungsöffnung wirksam (als ob die obere Ein­ führungsöffnung nicht vorhanden wäre). Tritt Flüssigkeit von außen in den Behälter ein, so schließt diese Flüssig­ keit schon bei geringem Pegelstand die untere Einführungs­ öffnung und verhindert das Zurückdrängen von Gas im Be­ hälter in das Leitungssystem. Bei verschlossener unterer Eintrittsöffnung kann hingegen das Leitungssystem zur Einführung von Druckgas in der nach der US-PS 27 48 739 bekannten Weise arbeiten.

Um den unteren Abschnitt des Leitungssystems möglichst vollständig geschützt im Behälter unterzubringen, ist bevorzugt eine Ausbildung nach Anspruch 2 angegeben.

Besonders einfache und sicher zu bedienende Ventilanord­ nungen geben die Ansprüche 3 und 5 an.

Um durch ein einziges Leitungssystem mehrere Behälter mit Druckgas beschicken zu können, ist bevorzugt eine Ausbildung nach Anspuch 4 vorgesehen.

Eine besonders sichere Verstellung des Schieberventil­ körpers ist in Anspruch 6 angegeben. Der Schlauch hat dabei eine Doppelfunktion: er dient zur Einführung des Druckgases und zur Verstellung des Schieberventilkörpers.

Um die untere Einführungsöffnung schon mit einer geringen Menge von außen eindringender Flüssigkeit zu verschließen, ist bevozugt eine Ausbildung nach Anspruch 7 vorgesehen.

Um ein Rückströmen von Flüssigkeit aus der Abführungslei­ tung in den Behälter nach Möglichkeit zu vermeiden, ist bevorzugt eine Ausbildung nach Anspruch 8 vorgesehen.

Die syphonartig ausgebildete Leitung bewirkt, daß erst ein verhältnismäßig hoher Druck in der Abführungsleitung zum Rückströmen von Flüssigkeit in den Behälter führt. Der Schieberventilkörper in der Abführungsleitung kann so eingestellt werden, daß ein Rückströmen ausgeschlossen ist.

Um Flüssigkeit aus mehreren übereinander liegenden Behäl­ tern abziehen zu können, ist bevorzugt eine Ausbildung nach Anspruch 9 vorgesehen.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch mehrere übereinander angeordnete Behälter mit zugeordneten Leitungs­ systemen.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Schieberventils im Bereich II der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Schieber­ ventils im Bereich II der Fig. 1.

Fig. 4 zeigt ein Schieberventil in der Abführungsleitung.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausbildung des Schieberventils im Bereich II der Fig. 1.

An einen Behälter 1 nach Fig. 1 schließen sich oben und unten weitere Behälter 1 an. Alle Behälter 1 sind Bestand­ teil eines Unterwasserspeichers, der als Auftriebstank oder als Ballasttank zu verwenden ist.

Aus jedem Behälter 1 läßt sich Wasser durch Einführung von Druckluft über eine Leitung 2 herauspressen. Im Aus­ führungsbeispiel der Fig. 1 ist die Leitung 2 als ein Rohr ausgeführt, das mit Unterbrechungen 20 versehen ist und eine Abzweigung 21 aufweist. Die Leitung 2 führt die Luft nicht selbst, sondern umschließt einen die Luft füh­ renden Schlauch 18.

Jeder Behälter 1 hat einen Boden mit Stufen 3 und 4. Durch eine Eintrittsöffnung 5 nahe der Stufe 4 kann Wasser über ein Syphonrohr 6 und eine Verbindungsleitung 7 in eine Abführungsleitung 12 gefördert werden. Das Syphonrohr 6 und die Stufen 3, 4 bewirken, daß bei fast leerem Behäl­ ter 1 nur ein kleiner Bereich der Wasseroberfläche mit Luft in Kontakt ist und sich daher nur wenig Luft im Was­ ser lösen kann, so daß man dann den Behälter 1 nicht regel­ mäßig mit Luft nachfüllen muß.

Die Leitung 2 mündet über der tiefer liegenden Stufe 3 und begrenzt eine Eintrittsöffnung 8 zu einer Leitung 9, 10, die sich, ausgehend von der Einführungsöffnung 8, zunächst nach unten und dann nach oben bis zu einer zweiten Einführungsöffnung 11 direkt unterhalb der Decke des Behälters 1 erstreckt. Die Krümmung der Leitung 9, 10 liegt in der tieferen Stufe 3. Die Einführungsöffnung 8 liegt etwas tiefer als die über der oberen Stufe 4 befind­ liche Eintrittsöffnung 5 des Syphonrohres 6.

Ist der Behälter 1 mit Luft gefüllt und will man diese Luft durch Wasser ersetzen, so wird ein Schieberventil­ körper (14) (Fig. 1 und 2) verschoben, bis er die Ein­ führungsöffnung 8 schließt und eine dichte Verbindung zwischen dem Schlauch 18 und der Leitung 9 herstellt. Der Schieberventilkörper 14 befindet sich am Ende des Schlauchs 18 und ist mit dem Schlauch 18 zu verschieben. 14′ kennzeichnet den Schieberventilkörper 14 in seiner die Einführungsöffnung 8 freigebenden Stellung. Öffnet man bei verschlossener Einführungsöffnung 8 den Schlauch 18 zu einem Bereich geringen Drucks, so kann die Luft den Behälter 1 verlassen, während Wasser durch das Syphon­ rohr 6 den Behälter 1 füllen kann.

Die den einzelnen Behältern 1 zugeordneten Verbindungs­ leitungen 7 sind mit einer gemeinsamen Abführungsleitung 12 verbunden, die sich in vertikaler Richtung entlang der Außenseite der Behälter 1 erstreckt und mit Unterbre­ chungen 13 versehen ist, durch die Wasser - etwa in umge­ bendes Wasser - austreten kann. Gewöhnlich kann man durch in den Schlauch 18 eingespeiste Luft Wasser aus den Be­ hältern 1 durch die Syphonrohre 6, die Verbindungsleitun­ gen 7 und die Abführungsleitung 12 aus den Unterbrechun­ gen 13 herausdrücken.

Schließt man mit dem Schieberventilkörper 14 die Einfüh­ rungsöffnung, so kann, wenn der Schlauch 18 zu einem Be­ reich hinreichend geringen Drucks, beispielsweise zur Umgebungsluft, geöffnet ist, Wasser in den Behälter 1 durch 13, 12, 7 und 6 fließen und Luft durch 11, 10, 9, 14 und 18 aus dem Behälter 1 herausdrücken.

Will man den Behälter 1 zur Aufbewahrung einer wertvollen Flüssigkeit, beispielsweise Öl, verwenden oder seine Wan­ dungen mit einer Flüssigkeit oder einer Suspension be­ handeln, z. B. zur Reinigung, zur Bildung einer Schwimmhaut oder zum Abdichten von feinen Lecks, so kann man eine dünne Leitung 15, z. B. einen Schlauch, in die Abführungs­ leitung 12 - beispielsweise von der Wasseroberfläche aus - einführen. Diese Leitung 15 kann eine oder mehrere Unter­ brechungen 13 überbrücken und vor einer Verbindungsleitung 7 in einem in der Leitung 12 dicht zu fixierenden Schieber­ ventilkörper 16 enden (Fig. 4). Der Schieberventilkörper 16 dichtet die Leitung 15 nach unten ab und hat radiale Bohrungen 17 zur Verbindungsleitung 7. Hierdurch ist es möglich, eine Flüssigkeit von einem Schiff oder einer Plattform an der Wasseroberfläche durch den Behälter 1 zirkulieren zu lassen oder eine solche Flüssigkeit im Behälter 1 aufzubewahren. Die Flüssigkeit kann auf dem gleichen Weg aus dem Behälter 1 herausgepumpt werden, auf dem sie in den Behälter 1 hineingepumpt wurde. Wenn Sauerstoff nicht verwendet werden darf, kann man die Flüssig­ keit aus dem Behälter 1 mit einem anderen Gas, beispiels­ weise mit Stickstoff, herauspressen.

Hat ein Behälter 1 ein ernsthaftes Leck, so kann er mit einem schäumbaren Kunststoff, der im Behälterinneren Schaum erzeugt, oder mit kleinen Schaumkügelchen angefüllt wer­ den. Zu jedem Behälter 1 kann eine eigene Leitung 2 führen, die sich ohne Unterbrechung etwa von einem Drucklufter­ zeuger nahe der Wasseroberfläche bis zur Einführungsöff­ nung 8 unten im Behälter 1 erstreckt. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführung ist allerdings die Leitung 2 einer Anzahl von übereinander liegenden Behältern 1 gemeinsam. Oberhalb des mittleren Behälters 1 ist in der Leitung 2 eine Abzweigung 21 und darüber eine Unterbre­ chung 20 vorgesehen. Der Schlauch 18 passiert die Unter­ brechungen 20 und ist durch die Abzweigung 21 zum Behälter 1 geführt.

Eine gestrichelte Linie in Fig. 1 zeigt, daß die Leitung 2 nach unten ständig verschlossen sein kann, um Druckluft oder ein anderes Gas durch die Leitung 2 zu führen, wenn also kein Schlauch 18 verwendet wird. Fig. 2 zeigt einen Schieberventilkörper 22, mit dem in einem solchen Fall die Einführungsöffnung 8 zwischen den Leitungen 2 und 9 zu überbrücken ist. Den Schieberventilkörper 22 durch­ setzt ein Kanal 23, der den Durchtritt von Gas oder Flüssig­ keit erlaubt und oben einen nach innen gerichteten Flansch 24 aufweist. In den Flansch 24 kann man mit geeigneten Hilfsmitteln lösbar eingreifen, um den Schieberventilkör­ per 22 von einer entfernten, beispielsweise nahe der Was­ seroberfläche liegenden Stelle aus zu verstellen. Auf dem Umfang des Schieberventilkörpers 22 befinden sich Dichtungspackungen 25, beispielsweise O-Ringe, die in Umfangsausnehmungen liegen und in Hülsen (Abschnitte des Leitungssystems) 26 einführbar sind, die in den Leitungen 2 und 9 befestigt sind. Der Innendurchmesser der in der Leitung 9 befindlichen Hülse 26 ist etwas kleiner als der der Hülse 26 in der Leitung 2 und die entsprechenden Außenflächen des Schieberventil­ körpers 22 sind hieran angepaßt, so daß auch die Dichtungs­ packungen 25 in der Leitung 2 einen etwas größeren Durch­ messer in der Leitung 9 haben. Auf diese Weise ist es möglich, den Schieberventilkörper 22 leicht nach unten und oben zu verschieben.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform des in Fig. 1 schematisch dargestellten Schieberventilkörpers 14. Am Ende des Schlauchs 18 ist eine lange Hülse 27 angebracht, deren oberer Ab­ schnitt mit Spannbacken 28 versehen ist. Unterhalb dieser Spannbacken 28 befindet sich ein Anschlagflansch 29 für einen Druckkonus 30 und unterhalb dieses Anschlagflansches 29 ist ein Anschlagring 31 angeordnet. Der Schlauch 18 ist mit der Hülse 27 durch einen Bajonettverschluß ver­ bunden. Dreht man den Schlauch 18, so drücken die Spann­ backen 28 an die Innenfläche der Leitung 2 oder 9. Wird nun an dem Schlauch 18 gezogen, so wird der Druckkonus 30 nach oben in die Spannbacken 28 hineingedrückt, so daß sie sich in der Leitung 2 oder 9 festklemmen. Bei weiterem Ziehen am Schlauch 18 drückt der Anschlagring 31 einen aus Gummi bestehenden Dichtring 32 in axialer Richtung auf die Unterseite des Druckkonusses 30. Dadurch wird der Dichtring 32 kürzer und erhält einen größeren Durchmesser, so daß er sich abdichtend an die Innenfläche der Leitung 2 oder 9 preßt. Schiebt man den Schlauch 18 wieder nach unten und dreht ihn dann wieder, so kann die Verklemmung gelöst und der Schieberventilkörper 14 wieder verschoben werden. Alle diese Bewegungen lassen sich von einer entfernten Stelle, beispielsweise von der Wasserober­ fläche aus, durchführen.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des in Fig. 1 schematisch dargestellten Schieberventilkörpers 16. An die Leitung 15 ist eine Hülse 33 angesetzt, die an ihrem unteren Ende, je nach den vorgegebenen Umständen, geschlossen oder offen ist. Auf der Hülse 33 befinden sich zwei in axialer Rich­ tung verschiebbare Anschlagringe 34 und 35, zwischen denen zwei aus Gummi bestehende Dichtungspackungen 36, 37 lie­ gen, die ihrerseits eine hohle Hülse 38 zwischen sich einschließen. Die Dichtungspackungen 36 und 37 sind an den Anschlagringen 34, 35 und der Hülse 38 angeklebt oder anvulkanisiert. Die Hülse 33 kann Anschlag- und positio­ nierelemente für die Teile des Schieberventilkörpers 16 aufweisen.

Die Hülse 33 hat radiale Bohrungen 39, 40, 41 und 42, die Hülse 38 radiale Bohrungen 17. Beim Absenken der Lei­ tung 15 wird der Schieberventilkörper 36 so verschoben, daß die Bohrungen 39 bzw. 42 in den Dichtungspackungen 36 bzw. 37 münden. Es ist dann möglich, ein Druckmittel, beispielsweise Luft, durch die Leitung 15 und die Hülse 33 zu drücken, um die Dichtungspackungen 36 und 37 auszu­ dehnen, so daß sie sich dicht an die Innenfläche der Abfüh­ rungsleitung 12 anlegen. Die Bohrungen 40 und 41 sind dabei durch Stege in der Hülse 38 verschlossen. Zieht man nun die Leitung 15 zusammen mit der Hülse 33 nach oben in die in Fig. 4 eingezeichnete Lage, so werden die Bohrungen 39 bzw. 42 von dem Anschlagring 34 bzw. der Hülse 38 verschlossen, während die Bohrungen 40 und 41 geöffnet werden, so daß die Leitung 15 über die Bohrungen 17 mit der Verbindungsleitung 7 zum Syphonrohr 6 im Be­ hälter 1 (Fig. 1) verbunden wird. Verschiebt man die Lei­ tung 15 erneut nach unten, so kann das im Leitungsinne­ ren befindliche Druckmittel entweichen, verkleinern die Dichtungspackungen 36 und 37 ihr Volumen, werden die Boh­ rungen 40 und 41 verschlossen und der Schieberventil­ körper 16 kann nach oben aus der Leitung 12 herausgezogen wer­ den. Sollte nach einer längeren Zeit der in den Dich­ tungspackungen 36 und 37 aufgebaute Druck abnehmen, so kann man den Druck wieder erhöhen, wenn man die Leitung 15 und die Hülse 33 nach unten schiebt, diesmal allerdings unter Beibehaltung eines Drucks in der Leitung 15, der die Dichtungspackungen 36, 37 wieder ausdehnt.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Schieber­ ventilkörpers 47, der in dem von dem strichpunktierten Kreis II in Fig. 1 umschriebenen Bereich zu verwenden ist. Hierbei führen von der Leitung 2 an ihrem unteren Ende zwei Leitungen 10 und 43 ab. Die Leitung 10 durch­ setzt die Wand des Behälters 1 und ist in dem Behälter 1 so geführt, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Leitung 43 verläuft waagerecht durch die Wand des Behälters 1 und hat dort eine Einführungsöffnung 44. Die Leitung 2 endet unten in einem verengten Hohlzylinder 45 über eine koni­ sche Anschlagfläche 46. Der Schieberventilkörper 47 kann durch die Leitung 2 von der Wasseroberfläche aus auf und nieder bewegt werden. Dies kann mit einem Greifer gesche­ hen, der einen Kopf 48 am Schieberventilkörper 47 um­ greift. Ein zylindrischer Abschnitt 49 am Schieberventil­ körper 47 trägt zwei O-Ringe 50, die den Hohlzylinder 45 zu beiden Seiten der Leitung 43 abdichten können. Der zylindrische Abschnitt 49 hat unten einen konischen An­ satz 51, der in die konische Anschlagfläche 46 paßt.

Wenn man diesen Schieberventilkörper 47 in die in Fig. 5 dargestellte Lage bringt, ist die Leitung 2 nur über die Leitung 10 mit dem oberen Teil des Behälters 1 ver­ bunden. Wird der Schieberventilkörper 47 aus dieser Lage angehoben, so werden beide Leitungen 10, 43 zur Leitung 2 hin geöffnet und stellen Verbindungen sowohl mit dem unteren Bereich als auch mit dem oberen Bereich des Be­ hälters 1 her.

Das untere Ende der Leitung 2 kann abgeschlossen sein oder mit einer weiteren Leitung 2 verbunden werden, die sich nach unten zu einem weiteren Behälter 1 erstreckt. Die Durchmesser der verschiedenen Teile können so bemessen sein, daß ein schlankerer Schieberventilkörper als der Schieberventilkörper 47 für die gleichen Zwecke in den Bereich des unteren Behälters 1 abgesenkt werden kann.

In diesem Fall kann der Schieberventilkörper 47 mit einer Bohrung versehen werden, damit der obere Teil der Leitung 2 mit einem tiefer gelegenen Behälter 1 kommunizieren kann.

Claims (9)

1. Speicher - insbesondere Auftriebs- und/oder Ballasttank für eine in Wasser befindliche Einrichtung - mit wenigstens einem Behälter (1) zur Aufnahme einer Flüssigkeit, mit einem eine Ventilanordnung (22 bis 26; 27 bis 32; 46 bis 51) enthalten­ den Leitungssystem (2, 18, 9, 10) zur Einführung von Druckgas in den Behälter (1), das eine in einem oberen Bereich des Be­ hälters (1) liegende Einführungsöffnung (11) aufweist, und mit einem Leitungssystem (12, 15) zur Abführung von Flüssigkeit aus dem Behälter (1) unter der Wirkung des Druckgases, das eine in einem unteren Bereich des Behälters (1) liegende Abführungsöff­ nung (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (2, 18, 9, 10) zur Einführung von Druck­ gas überdies eine in einem unteren Bereich des Behälters (1) liegende Einführungsöffnung (8; 44) aufweist und daß die Ventil­ anordnung (22 bis 26; 27 bis 32; 46 bis 51) so ausgebildet ist, daß wahlweise die obere Einführungsöffnung (11) und die untere Einführungsöffnung (8; 44) freizugeben oder die obere Einfüh­ rungsöffnung (11) freizugeben und die untere Einführungs­ öffnung (8; 44) zu schließen ist.

2. Speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (2, 18, 9, 10) zur Einführung des Druck­ gases durch den unteren Bereich des Behälters (1) zum oberen Bereich des Behälters (1) geführt ist.

3. Speicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (22 bis 26; 27 bis 32; 46 bis 51) einen verstellbaren Schieberventilkörper (14; 22; 47) zum wahlweisen Freigeben und Schließen der unteren Einführungsöffnung (8; 44) aufweist.

4. Speicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (2, 18, 9, 10) zur Einführung des Druckgases einen den Schieberventilkörper (14; 22; 47) umgehenden Zweig enthält.

5. Speicher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Leitungssystem (2, 18, 9, 10) zur Einfüh­ rung des Druckgases eine die untere Einführungsöffnung (8) bildende Unterbrechung aufweist und daß der Schieber­ ventilkörper (22) einen axialen Durchgangskanal (23) und zwei äußere Dichtungspackungen (25) aufweist, die an die Innenseiten von Abschnitten (26) des Leitungssy­ stems (2, 18, 9, 10) nächst der Unterbrechung anzulegen sind.

6. Speicher nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberventilkörper (14) mit einem durch das Leitungssystem (2, 18, 9, 10) zur Ein­ führung des Druckgases geführten, flexiblen Schlauch (18) zur Einführung des Druckgases verbunden ist.

7. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Einführungsöffnung (8; 44) tiefer liegt als die Abführungsöffnung (5).

8. Speicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (6) zur Abführung der Flüssigkeit durch den Behälter (1) syphonartig von der Abführungsöffnung (5) aus nach oben bis unter die obere Einführungsöffnung (11) und von dort aus nach unten über eine Verbindungsleitung (7) zu einer nach oben verlaufen­ den Abführungsleitung (12) geführt ist und daß sich in dieser Abführungsleitung (12) ein verstellbarer Schieber­ ventilkörper (16) mit einem axialen Durchgangskanal und zwei äußeren Dichtungspackungen (36, 37) befindet, die an die Innenseite der Abführungsleitung (12) beid­ seitig der Mündung der Verbindungsleitung (7) in die Abführungsleitung (12) anzulegen sind.

9. Speicher nach Anspruch 8, in dem mehrere Behälter (1) übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abführungsleitung (12) vertikal längs der Behälter (1) erstreckt und mit jedem Behälter (1) über eine Verbindungsleitung (7) verbunden ist und daß der Schieberventilkörper (16) vor die Mündung jeder Verbin­ dungsleitung (7) in die Abführungsleitung (12) zu stellen und dort unter Abdichtung des jeweils unter ihm liegen­ den Abschnitts der Abführungsleitung (12) festzulegen ist.