DE2363500A1

DE2363500A1 - Schwimmende sperren

Info

Publication number: DE2363500A1
Application number: DE19732363500
Authority: DE
Inventors: Louis Ballu
Original assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
Current assignee: Pneumatiques Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber Colombes SA
Priority date: 1972-12-26
Filing date: 1973-12-20
Publication date: 1974-06-27
Also published as: FR2215073A6; IT1000611B; GB1460155A; BE809006A

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 17. Dezember 1973 Fü/pz/231

Pneumatiqu.es, Caoutchouc Manufacture et Plastiques Kleber-Colombes, Place de Valmy, 92-Colombes (Frankreich)

Schwimmende Sperren

Die vorliegende Erfindung betrifft schwimmende Sperren, die der Reinhaltung von Gewässern dienen. Sie werden eingesetzt, um die Ausbreitung von auf der Wasseroberfläche schwimmenden Stoffen oder Materialien zu verhindern. Diese Sperren besitzen einen mit Ballast versehenen Rock, der eingetaucht eine untere Sperrwand bildet, und ein den Rock tragendes Schwimmelement, das gleichzeitig eine obere Sperrwand bildet.

Seit kurzem kennt man schwimmende, der Reinhaltung von Gewässern dienende Sperren, die aus weichem und wasserdichtem Material bestehen, deren Schwimmelement durch eine Änexnanderreihung von verformbaren Taschen oder Glocken gebildet wird, die miteinander durch Gewebestreifen verbunden sind, wobei die öffnung der Taschen nach unten gerichtet ist. Während des Zuwasserlassens der Sperren werden die Taschen geöffnet, um atmosphärische Luft in sie einzuführen, dann werden sie offengehalten, bis sie durch das Wasser verschlossen werden. Die in der so geformten Tasche, die von allen Seiten dicht ist, enthaltene Luft läßt die Sperre auf der Wasseroberfläche schwimmen.

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Bei diesen Sperren wird das Ausformen und das Informhalten der biegsamen Taschen durch vorher in jede Tasche eingeführte und mit den Wänden verbundene mechanische Mittel erreicht: Dies sind beispielsweise spiralförmige Federn mit vertikaler Achse, deren Spiralen bei der Lagerung der Sperre gegeneinander angelegt sind und sich beim Zuwasserlassen der Sperre ausdehnen, wobei sie die Taschen öffnen und während des Betriebs der Sperre in geöffnetem Zustand halten.

Jedoch haben die mechanischen Mittel zum Bilden und zum Aufrechterhalten der Taschen, insbesondere wenn die Sperren ständig auf Position bleiben sollen oder wenn sie einen bedeutenden Freibord aufweisen, falls sie in Gegenden eingesetzt,werden, wo die Wasseroberfläche sehr unruhig 'ist (große Oberflächenunterschiede zwischen Hoch- und Niedrigwasser) alle den Nachteil, daß sie rasch an Wirksamkeit verlieren. Dies kann daher kommen, daß sie aus Metall sind und daher korrosionsempfindlich sind, oder durch die Ansammlung von Körpern jeder Art in der mechanischen Vorrichtung zum Formen der Taschen, die ihre gute Wirksamkeit vermindert.

Ferner macht das Gewicht der zur Zeit benutzten mechanischen Mittel das Schwimmelement der Sperre schwerer, was die Wirksamkeit der Sperre verschlechtert, insbesondere bezüglich der ausgezeichneten longitudenalen Anpassungsfähigkeit, die sie besitzen soll. Andererseits ist die Herstellung solcher Sperren, die einen bedeutenden Freibord besitzen und auch ihr eventuelles Einrollen auf

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eine Vorratsrolle wegen des Platzbedarfs und der Starrheit, die solche Mittel zum Ausbilden und Informhalten der Schwimmtaschen besitzen, schwierig.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Mittel zur Formung und Aufrechterhaltung der Taschen oder Glocken, die das Schwimmelement für die genannten schwimmenden, der Reinhaltung von Gewässern dienenden Sperren bilden, haben nicht die Nachteile der bekannten Mittel und ihr Einsatz bewahrt die Qualitäten des guten Funktionierens, die diese Sperren besitzen. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Bildung und zum Informhalten von Schwimmtaschen.

Erfindungsgemäß enthalten die Taschen des Schwimmelementes schwimmende Blöcke oder Massen aus einem Stoff,der leichter als Wasser ist, die durch untere öffnungen der Taschen eingeführt werden, die die Wände spreizen und sie gespreizt halten. So wird auch.die Schwimmfähigkeit und die sichere Wirkung der Sperre verbessert. Gleichzeitig werden ihre Herstellung und ihre Lagerung erleichtert. Wenn beispielsweise eine Tasche beschädigt ist, wird ein mindester Freibord aufrechterhalten und so die Bildung einer oberen Sperrwand für die verschmutzenden Körper oder Stoffe gesichert.

Die in die Taschen eingeführte Materie ist leichter als Wasser. Sie kann in Form eines Blocks oder einer Masse vorliegen oder in einem geschlossenen Raum mit bestimmter Form und bestimmten Dimensionen enthalten sein: Dies sind beispielsweise mit Luft aufgeblasene verformbare Blasen

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oder auch wenig komprimierbares Material geringer Dichte wie Kork, Stroh oder zellenförmiges Polyurethan.

Wenn das Material, das leichter als Wasser ist, in die Taschen eingeführt ist und ihre Wände spreizt, ist sein Volumen geringer als das der Taschen; Luft dringt ein und füllt den Zwischenraum zwischen den Wänden und der Masse an Stoff, der leichter als Wasser ist, aus. Wie bei den zur Zeit bekannten Sperren mit nach unten gerichteter Öffnung der Schwimmtaschen versehließt das Wasser die Öff-nung beim Einsatz und steigt auf, wobei es die Luft komprimiert.

Erfindungsgemäß können die Wände der Taschen/auch gespreizt werden und in gespreiztem Zustand erhalten werden durch in die Taschen eingeführte Luft. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß man die Luft während des Zuwasserlassens, oder wenn sie schon ins Wasser gelassen sind, einbläst.

Unter den Vorteilen dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist besonders zu erwähnen, daß sie eine Ausführung der Sperren gestatten, die beispielsweise in Abwesenheit von Verschmutzung vollständig 'untergetaucht sein kann und deren Wiederauftauchen man durch erneutes Füllen der Taschen mit Luft veranlassen kann, wenn Verschmutzung auftritt. Da die öffnung im unteren Teil der Taschen ist, entweicht ein Teil der Luft, die man zum Auftauchen der Sperre eingeblasen hat, von selbst in dem Maße, wie die Sperre wieder auftaucht. So stellt sich ein ständiges Gleichgewicht zwischen dem Aussendruck und

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dem inneren Druck der Taschen her. Dies führt dazu, daß die Wände der Taschen nicht zu hohen Spannungen ausgesetzt werden.

Andere Eigenschaften und Vorteile der erfindungsgemäßen Sperren sind der Beschreibung von zahlreichen Ausführungsformen zu entnehmen, die beispielhaft gegeben wird und in den anliegenden Figuren schematisch dargestellt sind. Jedoch ist die Erfindung keinesfalls auf die näher beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Figur 1 ist die seitliche Aufsicht auf einen Teil der erfindungsgemäßen Sperre.

Figur 2 ist ein Schnitt entlang a-a der Figur 1, wenn die Sperre zu Wasser gelassen ist.

Figur 3 ist ein Querschnitt der zu Wasser gelassenen Sperre nach Figur 1.

Figur 4 ist ein Querschnitt einer anderen Ausführungsform einer .zu Wasser gelassenen Sperre.

Figur 5 zeigt in seitlicher Ansicht eine Äusführungsform des Verfahrens, zum Wassern der erfindungsgemäßen Sperre, bei der die beiden Einzelteile des Rocks unabhängig voneinander mit Ballast versehen sind.

Figur 6 ist ein Querschnitt in b-b der nach Figur 5 zu Wasser, gelassenen Sperre.

Figur 7 ist ein Querschnitt in c-c der nach Figur 5 zu Wasser gelassenen Sperre. '

Figur 8 ist ein Querschnitt der Sperre nach Figur 5, die die Stellung der Sperre im Wasser unter Einwirkung' von Seitenkräften darstellt.

Figur 9 ist ein Längsschnitt eines Teils einer erfin-. dungsgemäßen Sperre, die versenkt werden kann.

Figur Io ist eine schematische Darstellung, die mehrere Positionen der versenkbaren Sperre nach Figur 9 im Wasser zeigt.

Die Ausführungsform der Sperre nach, Figur 1 und. 2 besitzt Schwimmtaschen lo, die einen Block oder eine Masse 11 aus einem wasserdichten Schaumstoff enthalten. Im gelagerten Zustand enthalten die Taschen nicht die Masse 11, Daher besitzt die Sperre dann ein flaches Schwimmelement: Ihre Lagerung ist daher ganz besonders einfach. Wenn die Sperre in Betrieb gesetzt wird, werden die Massen 11 zwischen die beiden Wände 12a und 12b des Rocks 12 (Fig. 3) in die Taschen eingeführt. Die Massen 11 können im Inneren jeder Tasche frei sein, ohne an dem Rock befestigt zu sein. Sie sind aus leichterem Material als das Wasser und sind wasserdicht. Sie können beispielsweise aus Blöcken eines Schaumstoffs gebildet werden, dessen meiste Zellen geschlossen sind, oder aus Blökken aus einem Schaumstoff, der mit einer wasserdichten Haut überzogen ist, oder auch durch mehrere Blöcke oder Massen eines Stoffs, die in einer Umhüllung enthalten

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sind: Das Wesentliche ist, äaß ihr Volumen eine gut festgelegte Form besitzt und daß sie sich nicht mit Wasser vollsaugen. Diese Blöcke, die nur wenig komprimierbar sind,, spreizen die Wände der Taschen und bilden so auf beiden Seiten freie Räume loa und lob, in die beim Einsetzen der Massen 11 Luft eindringt.

Wenn die Sperre zu Wasser gelassen ist, wird die in.den Taschen und zwischen den beiden Wänden 12a und 12b des Rocks 12 enthaltene Luft komprimiert. Die Blöcke oder. Massen 11, die frei in den Taschen liegen, nehmen in ihnen eine Mittelstellung ein, wobei sie von den Wänden der Tasche, die sie nur an den Abstützpunkten berühren, entfernt bleiben. Auch die aus einem imprägnierten Kautschukgewebe oder einem ähnlichen Material herge-stellten Wände der Taschen behalten vollständig ihre Biegsamkeit. ..

Wenn die Sperre auf dem Wasser in Betrieb ist und nur eine ödere mehrere Taschen beschädigt sind/ bleiben die Massen 11 dex betreffenden Taschen an ihrem Platz. Sie nehmen die Rollre des Schwimmkörpers ein und halten die Taschen in Form. Daher verhindert die Sperre, die nicht untergetaucht ist und die. ihren Freibord aufrecht erhält, weiterhin die Ausbreitung, der Schmutzstoffe. Wenn diese Massen beispielsweise zylindrisch sind und senkrecht zum Wasser angebracht sind wie in dieser Ausfüh- . rungsform, geben sie dem Freibord eine, beträchtliche Höhe.· ^: . ■ ..-·-- ..._.._

In der Ausführungsform nach Figur 4 ist die Masse, die

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die Wände der Taschen 14 spreizt, eine Blase 15, die mit Luft, eines Drucks aufgeblasen ist, der gleich oder etwas höher als derjenige der in den Taschen außerhalb der Blase enthaltenen Luft ist· Dieser Druck ist schwach, wodurch die Anwesenheit der Blasen 15 die Geschmeidigkeit der Sperre nicht beeinflusst. ......

Die schematische Zeichnung der Figur 5 . zeigt eine der Reinhaltung von Gewässern dienende. Sperre 16, die zu einer Rolle 17 zusammengerollt ist.. Diese Sperre besitzt einen Rock 18 (Figuren 6 und.7)_;, der aus zwei Elementen 18a und 18b gebildet ist, die an ihrem unteren Teil nicht miteinander verbunden sind. In diesem Fall ist der Rock durch zwei Ketten 19 und 2o beschwert, von denen die eine mit dem Element 18a und die andere mit dem Element 18b verbunden ist. Wenn beispielsweise durch Strömungen oder durch ein Ziehen der Sperre (eine Ortsveränderung zum "Fegen" des Wassers) Seitenkräfte auftreten, legen sich die Elemente 18a und 18b in diesem Fall gegeneinander, wie das in Figur 8 dargestellt wird. All dieses geschieht fast so, wie wenn man es mit einem einzelnen Rock, der mit einer doppelt so schweren Kette belastet ist, durchführen würde. Zusätzlich wird aber durch dieses Mittel ein Durchlass gebildet, der beim Zuwasserlassen gestattet, ein mit einer Druckluftquelle verbundenes-Gebläsemundstück 21 einzuführen. Diese Rohrmündung, die nach oben gerichtet ist, bläst Luft ein, die nach Durchstreichen durch den Durchgang 22 die Schwimmtaschen füllt. In diesem Ausführungsbeispiel spielt die Luft dieselbe Rolle wie die Massen 11 in den vorangehenden Beispielen.

Wenn Luft als einziges Mittel zum Formen und Informhalten der Schwimmtaschen verwendet wird, kann sie mit Hilfe eines biegsamen Schlauches beispielsweise aus Kautschuk oder einem ähnlichen Material eingeblasen werden, der in Längsrichtung in den durch die zwei Teile des Rocks gebildeten Durchgang angebracht und gehalten wird.

Dieser Schlauch, der an einer oder an beideiWände des Rocks befestigt ist, besitzt gegenüber jeder öffnung der Schwimmtaschen ein gecren die Tasche gerichtetes Mundstück oder eine Düse oder auch ein Rohr, das in die" Schwimmtasche führt. Das Mundstück der Luftzuführung der einzelnen Taschen kann'mit einem Druckregler ausgerüstet, sein.

Die Sperre nach Figur 9 gehört zu diesem Typ. Die Vorrichtung zum Auffüllen der Schwimmtaschen mit Luft besteht aus einem biegsamen Schlauch 24, der in Längsrichtung an einer Wand 25 des Rocks befestigt ist und der jede Tasche 26 durch von-dem Hauptschlauch 24 abzweigende Schläuche 27, die so in die Tasche eindringen, daß das freie Ende sich im oberen Ende 26a jeder Tasche befindet, mit Luft versorgt .

Diese Sperre kann vollständig oder teilweise so versenkt werden, daß sie von Wasserfahrzeugen passiert werden kann. Wenn die Sperre an ihrem Platz ist, genügt es, mit Hilfe der Schläuche 24 und 27 die Luft aus den Taschen einzusaugen. Um die Sperre auftauchen zu lassen und in Position zu bringen, genügt es, mit Hilfe der Schläuche 24 und 27 Luft in die Taschen zu blasen.

Die schematischen Zeichnungen der Figur Io zeigen die Sperre nach Figur 9 in verschiedenen Stellungen im Wasser.

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-loin Position A ruht die Sperre auf dem· Grund. Durch fiin-"^ blasen von Luft durch den Schlauch 24 erhält jede Tasche 26 Luft, die ihre Wände spreizt und ihr Volumen vergrössert. Wenn der hydrostatische Druck ausreichend ist, beginnt das Aufsteigen der Sperre und setzt sich fort, bis die Sperre die Oberfläche erreicht (Position C). Der Luftdruck im Inneren der Taschen ist konstant gleich dem äußeren Druck, der sich in dem Maße verringert, wie die Sperre aufsteigt: Das Taschenvolumen nimmt mit zunehmendem Aufsteigen zu. Wenn das Volumen der Luft mit gleichem Druck wie dem hydrostatischen Druck größer wird als das Volumen der Taschen, entweicht die Luft aus der Tasche. Wenn beispielsweise die Sperre 3o m in Süßwasser eingetaucht ist, muß Luft mit einem Druck von über 3 kg aufgegeben werden, um ein beginnendes Formen der Taschen zu verursachen. Wenn man annimmt, daß das Wiederauftauchen der Sperre geschieht, wenn die Taschen die Hälfte ihres Volumens erreicht haben, und man dann die Luftzufuhr unterbricht, werden die Taschen ihre normale Form haben, wenn die Sperre mindestens 15 m hoch ist und der Luftdruck im Inneren der Taschen im Gleichgewicht mit dem gußeren Druck steht. Die Sperre steigt weiter auf, wobei sich der äussere Druck vermindert und die Luft in einer solchen Menge aus den Taschen entweicht, daß der Innendruck ständig mit dem Außendruck im Gleichgewicht steht. Auch ist der Luftdruck im Inneren der Taschen niemals höher als der Außendruck. Daraus resultiert, daß die Wände der Taschen niemals stärkeren Spannungen unterworfen sind, die bedingenwurden, daß man die Taschen aus sehr starkem, mechanisch festem Material herstellen müßte.

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In den erflndungsgemäßen Sperren gestattet die Anwesenheit einer entsprechenden Vorrichtung, in jedem Moment ein Fluidum in die Schwimmtaschen der Sperre einzuführen und so, falls, nötig, ein Produkt zur Feuerbekämpfung einzuführen, das unter anderem die Sperre auch gegen Feuer schützt. Dieser Vorteil ist ganz besonders interessant, wenn der das Wasser verschmutzende Körper oder Stoff entflammbar ist oder auch , wenn sie in Flammen stehen. Dies kann beispielsweise bei einer .Petroleumschicht der Fall sein. So kann in die Schwimmtaschen der Sperre Kohlendioxidgas enthaltender Schaum eingespritzt werden, der nach Füllung der Taschen durch den unteren Teil der Sperre entweicht und an die Wasseroberfläche auftaucht, wobei ersieh mit dem verschmutzenden Material vermischt.

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Claims

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Patentansprüche

( 1.)Schwimmenae Sperre zur Reinhaltung von Gewässern aus —/schmiegsamem Material, dessen Schwimmelement einen mit Ballast versehenen Rock trägt und durch eine Folge von miteinander verbundenen Taschen oder Glocken gebildet wird, deren Öffnung nach unten gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei der in Betrieb befindlichen Sperre die Taschen oder Glocken durch Blöcke oder Massen eines Materials, das leichter als Wasser ist, in Form gebracht und gehalten werden.

2. Schwimmende Sperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Massen aus wasserdichtem Schaumstoff bestehen.

3. Schwimmende Sperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus einer aufgeblasenen Blase besteht.

4. Schwimmende Sperre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Massen zylindrische Formen haben, deren Achse senkrecht zur Wasseroberfläche steht.

5. Schwimmende Sperre aus biegsamem Material, dessen Schwimmelement einen mit Ballast versehenen Rock trägt und durch eine Folge von miteinander verbundenen Taschen öder Glocken gebildet wird, deren Öffnung nach unten gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Formen und Informhalten der schmiegsamen Taschen oder Glocken durch Luft geschieht, die in diese hineingeblasen wird,

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während die Sperre zu Wasser gelassen wird oder wenn sie sich bereits im Wasser befindet.

6. Schwimmende Sperre nach Anspruch 5., dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr zum Einblasen von Luft in die. Öffnung der schwimmenden Taschen eingeführt ist.

7. Schwimmende Sperre nach Anspruch 5, deren Rock durch zwei symmetrische Vorhänge gebildet wird, die in der Verlängerung der Schwimmtaschen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein biegsamer Schlauch unterhalb der Schwimmtaschen zwischen den beiden den Rock bildenden Wänden an der Sperre befestigt ist, der im entsprechenden Abstand der Schwimmtaschen Öffnungen aufweist, wobei der Schlauch mit einer Quelle für ein Druckfluidum in Verbindung gebracht werden kann.

8. Schwimmende Sperre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schwimmtasche ein Schlauch entspricht,

" dessen freies Ende im oberen Teil der Taschen endet und der mit einem gemeinsamen Schlauch ,verbunden ist, welcher mit einer Quelle für ein Druckfluidum oder mit einer Vorrichtung zum Absaugen verbunden ist.

9. Schwimmende Sperre nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper wie Kohlendioxidgas-Schaum in die Taschen eingeblasen wird, um an die Außenseite der Sperre zu gelangen und sich mit dem verschmutzenden Körper oder Stoff zu verbinden.

lo. Schwimmende Sperre nach Anspruch 1 bis 9, deren Rock durch die Verlängerung der beiden gegenüberliegenden

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Wände der Schwimmtaschen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das unterste Ende jeder Wand des Rocks eine Kette trägt.

zum

11. Verfahren^Formen der Taschen oder Glocken einer' Sperre

nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß man in den durch die beiden Wände des Rocks gebildeten Durchgang Luft mit Hilfe einer mit einer Druckluftquelle verbundenen Düse einbläst.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperre während des Zuwasserlassens oberhalb der Düse, die unter den Schwimmtaschen gehalten wird, bewegt wird.

13. Verfahren zum Schützen von Sperren gegen Brandgefahr und/oder zum Löschen von brennenden verschmutzenden Oberflä-chen, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlendioxidgas-Schaum in die Schwimm taschen der Sperre eingeblasen wird., aus dem unteren Teil der Taschen entweicht, wieder an die Wasseroberfläche aufsteigt und.sich mit den verschmutzenden Stoffen mischt.

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