EP1580117A2 - Verfahren zum Flüssigkeitsbefüllen von Effektor-Starterrohren - Google Patents

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EP1580117A2
EP1580117A2 EP05004254A EP05004254A EP1580117A2 EP 1580117 A2 EP1580117 A2 EP 1580117A2 EP 05004254 A EP05004254 A EP 05004254A EP 05004254 A EP05004254 A EP 05004254A EP 1580117 A2 EP1580117 A2 EP 1580117A2
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EP
European Patent Office
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filling
liquid
starter
effector
starter tube
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EP05004254A
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EP1580117A3 (de
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Reinhard Dipl.-Ing. Köster
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ThyssenKrupp Marine Systems GmbH
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Howaldtswerke Deutsche Werft GmbH
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    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
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    • B63G8/30—Arrangement of offensive or defensive equipment of artillery or missile launching means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G9/00—Other offensive or defensive arrangements on vessels against submarines, torpedoes, or mines
    • B63G9/02—Means for protecting vessels against torpedo attack
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    • B63G8/28—Arrangement of offensive or defensive equipment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41F—APPARATUS FOR LAUNCHING PROJECTILES OR MISSILES FROM BARRELS, e.g. CANNONS; LAUNCHERS FOR ROCKETS OR TORPEDOES; HARPOON GUNS
    • F41F3/00—Rocket or torpedo launchers
    • F41F3/08—Rocket or torpedo launchers for marine torpedoes
    • F41F3/10—Rocket or torpedo launchers for marine torpedoes from below the surface of the water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G13/00—Other offensive or defensive arrangements on vessels; Vessels characterised thereby

Definitions

  • the invention relates to a method for filling effector starter tubes with the specified in the preamble of claim 1 Characteristics and a filling device for carrying out this method.
  • the effectors can have different environmental influences be exposed.
  • the effectors which are stored in near-top launch containers, depending on the season and / or application exposed to frost or high temperatures be.
  • the effector starter tubes point to the from the launching hole spaced end of a compensation membrane, through the changes the internal pressure of the starter tubes, as e.g. by an ambient pressure increase when diving or due to temperature Volume changes of the glycol are caused balanced can be.
  • the glycol gets out of the starter tube through the damaged membrane rinsed out and on the next dive by penetrating seawater replaced, causing corrosion damage to the effector and ultimately too whose total failure leads. Also, that could have penetrated into the starter tube Seawater at a submerged submarine so low Be exposed to temperatures that freeze the water and the starter tube due to the strong ice extent breaks.
  • the present invention has the object based, a method for filling effector starter tubes with liquid to create, which damage the membrane by Overstretching in subsequent operation reliably excludes and in the following to provide a filling device, which according to this method works and allows a precisely metered filling of the starter tubes and simplifies the task of filling.
  • the procedural Part of this task is achieved by the features specified in claim 1 solved.
  • a filling device, which according to the erfindurigsdorfen Method is defined by the features of claim 5.
  • the desired filling volume determined. This is necessary because the starter tubes to be filled in terms of their tube length and tube internal diameter, i. regarding their internal volumes can differ. Also the effectors, with which the starter tubes are loaded, in terms of their Dimensions vary. The nominal filling volumes also vary accordingly the thanorstarterrohre loaded with effectors.
  • the determined nominal filling volume of the starter tube forms the basis for the determination of the required filling amount of liquid, at which it is needed is generally glycol.
  • the nominal filling quantity should be so big be measured that the effector in the starter tube at all during the Use of the submarine conceivable environmental influences in the Liquid is embedded and pressure and temperature differences be compensated by the compensation body.
  • the filling of the starter tube with the liquid takes place via a feed opening in a closure flap arranged at the mouth of the starter tube, on which a vent opening is provided.
  • a vent opening is provided.
  • the vent escapes during filling in the Starter tube located air, as it from the starter tube through the incoming Liquid is displaced. Is all air out of the starter tube displaced, liquid exits at the vent. The vent is closed and the to reach the nominal filling quantity missing liquid is under expansion of an on the Starter tube provided compensating body filled in the starter tube.
  • the desired filling volume is calculated or based on previously stored Values determined.
  • the nominal filling volume is the difference from the inner volume of the empty starter tube and the volume of the Effector with which the starter tube is loaded. This difference or the Target filling volume, can be used for any combination consisting of effector and effector starter tube before refilling each calculated anew or, once it has been calculated, in tables stored and read from these tables be read from an electronic memory.
  • the type of filler is suitably depending on filling starter tube, the effector therein and / or to expected operating conditions.
  • the launch container is at winter temperatures other than exposed in the summer. The same applies e.g. for use in close proximity to the poles expected frost and use in areas with a temperate Klima, where near-top launch containers strong sunshine can be exposed. These different environmental conditions is determined by selecting a suitable filler with appropriate Freezing and corrosion protection capabilities and thermal expansion behavior Taken into account.
  • the temperature of the filling liquid determined and the desired filling amount of the liquid in dependence of the Temperature, the temperature coefficient of the liquid and the Target filling volume determined.
  • the temperature of the filling liquid, before the Filling the starter tubes stored in a tank can within a Temperature range of, for example, 5 ° to 35 ° vary. These temperature differences can depend on the temperature coefficient the liquid used to a volume change this Liquid of more than 2% lead. For this reason, the thermal expansion behavior becomes the filling liquid with the help of their temperature and Temperature coefficients in addition to the target filling volume in the determination taken into account the nominal filling quantity.
  • a filling device in particular for filling effector starter tubes, provided.
  • This has at least one liquid tank, conveying means for determining the nominal filling quantity, a display and operating unit as well as Control means for filling with the desired filling quantity.
  • the filling liquid Before filling the starter tubes, the filling liquid is stored in a liquid tank stored. Should different starter tubes with different Liquids or with mixtures of different liquids it may be expedient to provide a plurality of liquid tanks, in which these liquids are stored separately.
  • the liquid tank is advantageously connected to conveying means which are preferred a feed pump, one between the feed pump and one Starter tube inlet connection arranged supply line and one at a Return connection of the starter tube arranged return line exhibit.
  • the feed pump pumps the liquid out of the liquid tank and Forwards them through a supply line into the respectively connected and to filling effector starter tube. This is at one of the starter tube On the opening side arranged flap a Starterrohrzulaufan gleich provided, to which the supply line is connected.
  • the flap In addition to the starter tube inlet connection, the flap also a return port on which a return line arranged is. Through the return line can through the inflowing filling liquid displaced air from the otherwise closed starter tube escape.
  • the return line expediently an electrically controllable shut-off valve provided, which shuts off the return line, so soon Liquid escapes from the starter tube.
  • a liquid sensor provided, the if it is wetted by returning filling liquid, its electrical Property changes what is caused by the electronic control on which this is connected, is detected and a blocking the shut-off valve outputs triggering signal.
  • the temperature of the filling liquid before filling to capture and taking into account this temperature and the Temperature coefficient of the filling liquid to determine the desired filling quantity.
  • the filling device preferably in the liquid tank Means for detecting the liquid temperature, e.g. in Shape of a temperature sensor, which is arranged in the liquid tank is and which is connected to the electrical control device.
  • the filling device is in one Supporting frame, preferably incorporated in a container, the or which is designed to be movable. So the filling device close to moved up to be filled starting containers of submarines become.
  • the filling device has an electronic control. This first determines based on the to be filled starter tube and the located therein effector a nominal filling volume.
  • the effector and starter tube type can the controller expediently via an input module be communicated.
  • these inputs then processed by the controller calculates the desired filling volume or this value from an electronically stored table all possible combinations effector / effector starter tube takes over.
  • the controller determines, taking into account the temperature, the type and the temperature coefficient of the filling liquid a Nominal filling quantity of liquid For this is the temperature sensor described above connected to the controller and transmits the temperature the filling liquid to the controller.
  • the type of fluid may be preferred to the controller via the input module be communicated so that the control the associated Value for the temperature coefficient from a table stored in it can determine.
  • the temperature coefficient can be entered or the controller connected to another measuring system, which and / or transport properties of the liquid and measures these Values determine the type of liquid or its temperature coefficient.
  • the controller sets the desired filling quantity of filling liquid. Then the controls Control the filling process in which it turns on the feed pump and automatically shuts off when the target filling quantity is reached.
  • coupling means are all hose or pipe couplings conceivable with which the supply and return lines to the supply and vents can be connected.
  • quick coupling systems such as screw couplings, the quick and easy coupling and uncoupling allow and where one or both of the coupling partners with check valves equipped, which open when coupling and the Release the flow path and close the flow path when uncoupling, so no coolant from the starter tube and / or can flow out of the supply and return line.
  • the invention is described below with reference to an illustrated in a drawing Embodiment explained.
  • the figure shows in a schematic diagram a filling device connected to an effector starter tube.
  • the figure shows an effector starter tube 2 that loaded with an effector 4 is.
  • the mouth of the starter tube 2 is provided with a closing flap 6 tightly closed.
  • a compensation membrane 8 is arranged at which is preferably a long-stroke roll membrane.
  • the starter tube 2 is filled with a liquid 10 so that the effector 4 completely embedded in this liquid 10.
  • the liquid 10 is It is generally a glycol.
  • an inlet port 12 is arranged.
  • the starter tube 2 connects to a liquid tank 16, in which the filling liquid 10 is stored.
  • a temperature sensor 18 which projects into the liquid 10. This Temperature sensor 18 measures the temperature of the liquid tank 16 befindliches liquid 10 and passes the measurement result over a Measuring line 20 to a control and operating unit.
  • the control and operating unit has in addition to an electronic Control a control module on which displays, displays, a keyboard and switches can be arranged.
  • the filling device is switched on and then via an operating menu the type of starter tube 2 to be filled, the effector used 4 and the type of filling liquid 10 used.
  • the electronic controller determines the target filling volume of the starter tube 2 to be filled. Furthermore, the controller determines based on the type of filling liquid 10 whose temperature coefficient. Subsequently, the controller calculates from the desired filling volume, the temperature coefficient as well as that of the temperature sensor 18 transmitted temperature of the filling liquid 10 to the desired filling quantity Filling liquid 10.
  • the electronic control is a programmable logic controller (PLC) can also be used as a microprocessor system or in another suitable manner may be formed as analog control.
  • PLC programmable logic controller
  • the controller determines the desired filling amount of the filling liquid 10 It controls a drive motor 26 via a control line 24 a feed pump 28, which is arranged within the feed line 14 is on.
  • the feed pump 28 pumps the liquid 10 from the liquid tank 16 in the starter tube 2.
  • the amount of liquid through one in the feed line 14 between the feed pump 28 and the inlet port 12 arranged flow meter 30 monitors, which receives the amount of liquid 10 flowed through and transmitted via a control line 32 to the controller.
  • the feed pump 28 delivers the filling liquid 10 into the starter tube 2.
  • a return port 34 on a return line 36 is arranged, via which the air from the Starter tube 2 can escape. Is the air completely out of the interior the starter tube 2 displaced, also flows through the return port 34 the filling liquid 10 in the return line 36 from.
  • a liquid sensor 38 is disposed near the return port 34, this leaking of the filling liquid 10 of the electronic control via a control line 40 reports.
  • the filling process is continued by the liquid 10 under expansion the arranged on the starter tube 2 compensating diaphragm 8 is filled becomes.
  • the controller 23 is similar to that of FIG the flow meter 30 transmitted values of the flow rate constantly with the nominal filling quantity.
  • the controller 23 switches the drive motor 26 of the feed pump 28 from, the filling of the effector starter tube. 2 is finished.
  • the connection lines 14 u. 36 can from the connections 12 u. 34 are removed.
  • the return port 34 and the inlet port 12 on the closure flap 6 are each with screw connections, not shown in the figure equipped with check valves, which when connecting the Supply line 14 and the return line 36 open automatically and at Removal of the lines 14 u. 36 close automatically.

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Abstract

Verfahren zum Flüssigkeitsbefüllen von Effektor-Starterrohren (2), bei dem zunächst anhand des zu füllenden Starterrohrs (2) und des darin befindlichen Effektors (4) ein Soll-Füllvolumen ermittelt wird, dann eine Soll-Füllmenge an Flüssigkeit (10) ermittelt wird und das Effektor-Starterrohr (2) befüllt wird, bis an einer Entlüftungsöffnung (34) Flüssigkeit (10) austritt, wonach die Entlüftungsöffnung (34) verschlossen wird und die noch fehlende Soll-Füllmenge unter Expansion eines an dem Starterrohr (2) vorgesehenen Ausgleichskörpers (8) in das Starterrohr (2) eingefüllt wird (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen von Effektor-Starterrohren mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen sowie einer Befüllvorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens.
Zur Torpedoabwehr sind moderne Unterseeboote mit Täuschkörpern, so genannten Effektoren ausgerüstet, die ggf. gegen diese Torpedos abgeschossen werden können. Der Abschuss erfolgt aus Effektor-Starterrohren diverser Startcontainer, in deren Inneren die Effektoren gelagert sind.
Während des Betriebs können die Effektoren unterschiedlichen Umgebungseinflüssen ausgesetzt sein. So können beispielsweise die Effektoren, die in oberdecksnahen Startcontainer gelagert sind, je nach Jahreszeit und/oder Einsatzgebiet Frost oder hohen Temperaturen ausgesetzt sein.
Um die Effektoren vor Korrosion, oder anderen Umwelteinflüssen zu schützen, müssen bestimmte Effektoren in Abhängigkeit von der Ausführung der Startcontainer und deren Position am Bootskörper in den Effektor-Starterrohren in ein Korrosions- und Frostschutzmittel eingebettet werden. Dazu werden die entsprechenden Starterrohre nach dem Beladen mit den Effektoren mit einem schützenden Medium, typischerweise Glykol befüllt.
Die Effektor-Starterrohre weisen an dem von der Abschussöffnung beabstandeten Ende eine Ausgleichmembran auf, durch die Änderungen des Innendrucks der Starterrohre, wie sie z.B. durch eine Umgebungsdruckerhöhung beim Tauchen oder durch temperaturbedingte Volumenänderungen des Glykols hervorgerufen werden, ausgeglichen werden können.
Befindet sich eine zu große oder zu kleine Menge Glykol in dem Starterrohr, so kommt es bei entsprechenden Temperaturen zu einer so großen Expansion oder Kontraktion des Glykols, dass die Ausgleichsmembran durch den Flüssigkeitsdruck überdehnt oder gar zerstört wird.
Das Glykol wird durch die beschädigte Membran aus dem Starterrohr ausgespült und beim nächsten Tauchgang durch eindringendes Seewasser ersetzt, was zu Korrosionsschäden am Effektor und letztlich zu dessen Totalausfall führt. Auch könnte das in das Starterrohr eingedrungene Seewasser bei einem aufgetauchten Unterseeboot so niedrigen Temperaturen ausgesetzt sein, dass das Wasser gefriert und das Starterrohr aufgrund der starken Eisausdehnung reißt.
Daher muss die Glykolmenge exakt dosiert werden, was das Befüllen, welches bislang manuell erfolgt, sehr schwierig macht.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befüllen von Effektor-Starterrohren mit Flüssigkeit zu schaffen, welches eine Beschädigung der Membran durch Überdehnung im späteren Betrieb zuverlässig ausschließt sowie im Weiteren eine Befüllvorrichtung zu schaffen, welche nach diesem Verfahren arbeitet und ein genau dosiertes Befüllen der Starterrohre ermöglicht und die Tätigkeit des Befüllens vereinfacht. Der verfahrensmäßige Teil dieser Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine Befüllvorrichtung, welche nach dem erfindurigsgemäßen Verfahren arbeitet, ist durch die Merkmale des Anspruchs 5 definiert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Flüssigkeitsbefüllen von Effektor-Starterrohren wird zunächst anhand des zu füllenden Starterrohrs und des darin befindlichen Effektors ein Soll-Füllvolumen ermittelt und dann eine Soll-Füllmenge an Flüssigkeit ermittelt. Anschließend wird das Effektor-Starterrohr befüllt, bis an einer Entlüftungsöffnung Flüssigkeit austritt. Die Entlüftungsöffnung wird verschlossen und die noch fehlende Soll-Füllmenge unter Expansion eines an dem Starterrohr vorgesehen Ausgleichskörpers in das Starterrohr eingefüllt.
Vor dem Befüllen des Starterrohrs wird zunächst das Soll-Füllvolumen ermittelt. Dies ist erforderlich, da sich die zu befüllenden Starterrohre hinsichtlich ihrer Rohrlänge und ihrer Rohrinnendurchmesser, d.h. hinsichtlich ihrer Innenvolumina unterscheiden können. Auch die Effektoren, mit denen die Starterrohre beladen sind, können hinsichtlich ihrer Abmessungen variieren. Entsprechend variieren auch die Soll-Füllvolumina der mit Effektoren beladenen Effektorstarterrohre.
Das ermittelte Soll-Füllvolumen des Starterrohrs bildet die Grundlage für die Ermittlung der benötigen Soll-Füllmenge an Flüssigkeit, bei der es sich im Allgemeinen um Glykol handelt. Die Soll-Füllmenge sollte so groß bemessen sein, dass der Effektor im Starterrohr bei allen während des Einsatzes des Unterseeboots denkbaren Umgebungseinflüssen in der Flüssigkeit eingebettet ist und Druck- und Temperaturunterschiede durch den Ausgleichskörper ausgeglichen werden.
Das Befüllen des Starterrohrs mit der Flüssigkeit erfolgt über eine Zufuhröffnung in einer an der Mündung des Starterrohrs angeordneten Verschlussklappe, an der auch eine Entlüftungsöffnung vorgesehen ist. Durch die Entlüftungsöffnung entweicht während des Befüllens die im Starterrohr befindliche Luft, da sie aus dem Starterrohr durch die zufließende Flüssigkeit verdrängt wird. Ist die gesamte Luft aus dem Starterrohr verdrängt, tritt an der Entlüftungsöffnung Flüssigkeit aus. Die Entlüftungsöffnung wird verschlossen und die zum Erreichen der Soll-Füllmenge noch fehlende Flüssigkeit wird unter Expansion eines an dem Starterrohr vorgesehen Ausgleichskörpers in das Starterrohr eingefüllt.
Vorteilhaft wird das Soll-Füllvolumen errechnet oder anhand zuvor abgelegter Werte bestimmt. Das Soll-Füllvolumen ergibt sich als Differenz aus dem Innenvolumen des leeren Starterrohrs und dem Volumen des Effektors, mit dem das Starterrohr beladen ist. Diese Differenz bzw. das Soll-Füllvolumen, kann für jede Kombination, bestehend aus Effektor und Effektor-Starterrohr vor dem Befüllen jeweils aufs Neue berechnet werden oder aber, nachdem sie einmalig berechnet worden ist, in Tabellen abgelegt werden und aus diesen Tabellen abgelesen bzw. aus einem elektronischen Speicher ausgelesen werden.
Die Art des Füllmittels wird zweckmäßigerweise in Abhängigkeit des zu füllenden Starterrohres, des darin befindlichen Effektors und/oder zu erwartenden Einsatzbedingungen gewählt.
Der Startcontainer ist bei Einsätzen im Winter anderen Temperaturen als im Sommer ausgesetzt. Gleiches gilt z.B. für den bei Einsatz in Polarnähe zu erwartenden Frost und den Einsatz in Gebieten mit einem gemäßigten Klima, wo oberdecksnahe Startcontainer starken Sonnenstrahlen ausgesetzt sein können. Diesen unterschiedlichen Umweltbedingungen wird durch Auswahl eines geeigneten Füllmittels mit entsprechenden Gefrier- und Korrosionsschutzfähigkeiten sowie Wärmeausdehnungsverhalten Rechnung getragen.
Vor dem Befüllen der Starterrohre wird die Temperatur der Füllflüssigkeit ermittelt und die Soll-Füllmenge der Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur, dem Temperaturkoeffizienten der Flüssigkeit sowie dem Soll-Füllvolumen ermittelt. Die Temperatur der Füllflüssigkeit, die vor dem Befüllen der Starterrohre in einem Tank gelagert ist, kann innerhalb eines Temperaturbereichs von beispielsweise 5° bis 35° variieren. Diese Temperaturunterschiede können in Abhängigkeit von dem Temperaturkoeffizienten der verwendeten Flüssigkeit zu einer Volumenänderung dieser Flüssigkeit von mehr als 2 % führen. Aus diesem Grund wird das Wärmeausdehnungsverhalten der Füllflüssigkeit mit Hilfe deren Temperatur und Temperaturkoeffizienten neben dem Soll-Füllvolumen bei der Ermittlung der Soll-Füllmenge berücksichtigt.
Zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens ist eine Befüllvorrichtung, insbesondere zum Befüllen von Effektor-Starterrohren, vorgesehen. Diese weist mindestens einen Flüssigkeitstank, Fördermittel, Mittel zum Feststellen der Soll-Füllmenge, eine Anzeige- und Bedieneinheit sowie Steuerungsmittel zum Befüllen mit der Soll-Füllmenge auf.
Vor dem Befüllen der Starterrohre wird die Füllflüssigkeit in einem Flüssigkeitstank gelagert. Sollen verschiedene Starterrohre mit unterschiedlichen Flüssigkeiten oder mit Mischungen unterschiedlicher Flüssigkeiten befüllt werden, kann es zweckmäßig sein, mehrere Flüssigkeitstanks vorzusehen, in denen diese Flüssigkeiten separat gelagert werden.
Der Flüssigkeitstank ist vorteilhaft mit Fördermitteln verbunden, die bevorzugt eine Förderpumpe, eine zwischen der Förderpumpe und einem Starterrohrzulaufanschluss angeordneten Zulaufleitung und eine an einem Rücklaufanschluss des Starterrohrs angeordnete Rücklaufleitung aufweisen.
Die Förderpumpe pumpt die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank und leitet sie durch eine Zulaufleitung in das jeweils angeschlossene und zu befüllende Effektor-Starterrohr. Hierzu ist an einer an dem Starterrohr mündungsseitig angeordneten Verschlussklappe ein Starterrohrzulaufanschluss vorgesehen, an dem die Zulaufleitung angeschlossen ist.
Neben dem Starterrohrzulaufanschluss weist die Verschlussklappe auch einen Rücklaufanschluss auf, an dem eine Rücklaufleitung angeordnet ist. Durch die Rücklaufleitung kann die durch die einströmende Füllflüssigkeit verdrängte Luft aus dem ansonsten abgeschlossenen Starterrohr entweichen.
Wenn die gesamte Luft aus dem Starterrohr verdrängt ist, kann auch die zugeführte Füllflüssigkeit durch den Rücklaufanschluss und die daran angeschlossene Rücklaufleitung aus dem Starterrohr abfließen. Um ein Abfließen von Füllflüssigkeit zu verhindern, ist am starterrohrseitigen Ende der Rücklaufleitung zweckmäßigerweise ein elektrisch steuerbares Absperrventil vorgesehen, welches die Rücklaufleitung absperrt, so bald Flüssigkeit aus dem Starterrohr austritt.
Um dies zu detektieren ist zweckmäßigerweise an dem starterrohrseitigen Ende der Rücklaufleitung ein Flüssigkeitssensor vorgesehen, der wenn er durch rücklaufende Füllflüssigkeit benetzt wird, seine elektrische Eigenschaft ändert, was durch die elektronische Steuerung, an welcher dieser angeschlossen ist, detektiert wird und ein das Absperrventil sperrend ansteuerndes Signal abgibt.
Um eine möglichst exakte und den Anforderungen entsprechende Befüllung des Starterrohrs zu gewährleisten, ist es in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Temperatur der Füllflüssigkeit vor dem Befüllen zu erfassen und unter Berücksichtigung dieser Temperatur und des Temperaturkoeffizienten der Füllflüssigkeit die Soll-Füllmenge zu bestimmen. Hierzu sind an der Befüllvorrichtung, vorzugsweise im Flüssigkeitstank Mittel zum Erfassen der Flüssigkeitstemperatur vorgesehen, z.B. in Form eines Temperaturmessfühlers, welcher im Flüssigkeitstank angeordnet ist und der mit der elektrischen Steuereinrichtung verbunden ist.
Zur Kontrolle der Durchflussmenge der Füllflüssigkeit ist in der Zulaufleitung zweckmäßigerweise ein Durchflussmesser vorgesehen. Die von dem Durchflussmesser ermittelten Werte für die Durchflussmenge werden mit der Soll-Füllmenge verglichen, so dass die Förderpumpe bei Erreichen der Soll-Füllmenge abgeschaltet werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Befüllvorrichtung in einem Traggestell, vorzugsweise in einem Container eingegliedert, das bzw. der verfahrbar ausgebildet ist. So kann die Befüllvorrichtung nahe an die zu befüllenden Startcontainer der Unterseeboote herangefahren werden.
Vorteilhaft weist die Befüllvorrichtung eine elektronische Steuerung auf. Diese ermittelt zunächst anhand des zu füllenden Starterrohrs und des darin befindlichen Effektors ein Soll-Füllvolumen. Der Effektor- und Starterrohrtyp können der Steuerung zweckmäßigerweise über ein Eingabemodul mitgeteilt werden. In der Steuerung werden diese Eingaben dann verarbeitet, indem die Steuerung daraus das Soll-Füllvolumen berechnet oder diesen Wert aus einer elektronisch gespeicherten Tabelle aller möglichen Kombinationen Effektor/Effektor-Starterrohr übernimmt.
Anschließend ermittelt die Steuerung unter Berücksichtigung der Temperatur, der Art und dem Temperaturkoeffizienten der Füllflüssigkeit eine Soll-Füllmenge an Flüssigkeit Hierzu ist der oben beschriebene Temperaturmessfühler mit der Steuerung verbunden und übermittelt die Temperatur der Füllflüssigkeit an die Steuerung.
Die Art der Flüssigkeit kann der Steuerung bevorzugt über das Eingabemodul mitgeteilt werden, so dass die Steuerung den zugehörigen Wert für den Temperaturkoeffizienten aus einer in ihr gespeicherten Tabelle ermitteln kann. Alternativ kann über das Eingabemodul auch direkt der Temperaturkoeffizient eingegeben werden oder die Steuerung mit einem weiteren Messsystem verbunden sein, das weitere Stoff- und/oder Transporteigenschaften der Flüssigkeit misst und aus diesen Werten die Art der Flüssigkeit bzw. deren Temperaturkoeffizienten ermittelt.
Aus den Werten für die Temperatur und dem Temperaturkoeffizienten der Flüssigkeit sowie dem zuvor ermittelten Soll-Füllvolumen errechnet die Steuerung die Soll-Füllmenge an Füllflüssigkeit. Daraufhin steuert die Steuerung den Befüllvorgang, in dem sie die Förderpumpe einschaltet und bei Erreichen der Soll-Füllmenge automatisch abschaltet.
Zum Anschließen der Zu- und Rücklaufleitung der Befüllvorrichtung an die Zufuhr- und Entlüftungsöffnung des Starterrohrs, sind an den freien Enden der Zu- und Rücklaufleitung vorteilhaft Kupplungsmittel angeordnet, die mit entsprechenden Kupplungsmitteln, die an der Zufuhr- und der Entlüftungsöffnung des Starterrohrs angeordnet sind, korrespondieren. Als Kupplungssysteme sind alle Schlauch- bzw. Rohrkupplungen denkbar, mit denen die Zu- und Rücklaufleitungen an die Zufuhr- und Entlüftungsöffnungen angeschlossen werden können. Bevorzugt werden jedoch Schnellkupplungssysteme, beispielsweise Schraubkupplungen, die ein schnelles und einfaches Kuppeln und Entkuppeln ermöglichen und bei denen ein oder beide Kupplungspartner mit Rückschlagventilen ausgestattet sind, die beim Kuppeln öffnen und den Durchflussweg freigeben und beim Entkuppeln den Durchflussweg verschließen, so dass keine Kühlflüssigkeit aus dem Starterrohr und/oder aus der Zu- und Rücklaufleitung ausfließen kann.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Figur zeigt in einer Prinzipskizze eine an einem Effektor-Starterrohr angeschlossene Befüllvorrichtung.
Die Figur zeigt ein Effektor-Starterrohr 2, dass mit einem Effektor 4 beladen ist. Die Mündung des Starterrohrs 2 ist mit einer Verschlussklappe 6 dicht verschlossen. An dem von der Verschlussklappe 6 abgewandten Ende des Starterrohrs 2 ist eine Ausgleichsmembran 8 angeordnet, bei der es sich bevorzugt um eine Langhubrollmembran handelt.
Um den Effektor 4 vor Gefrier- und Korrosionsschäden zu schützen, wird das Starterrohr 2 so mit einer Flüssigkeit 10 befüllt, dass der Effektor 4 vollständig in dieser Flüssigkeit 10 eingebettet ist. Bei der Flüssigkeit 10 handelt es sich im Allgemeinen um ein Glykol. Zum Befüllen ist an der Verschlussklappe 6 des Starterrohrs 2 ein Zulaufanschluss 12 angeordnet. An diesem Zulaufanschluss 12 ist eine Zulaufleitung 14 angeschlossen, die das Starterrohr 2 mit einem Flüssigkeitstank 16 verbindet, in dem die Füllflüssigkeit 10 aufbewahrt wird. An dem Flüssigkeitstank 16 ist ein Temperaturmessfühler 18 angeordnet, der in die Flüssigkeit 10 hineinragt. Dieser Temperaturmessfühler 18 misst die Temperatur der im Flüssigkeitstank 16 befindlichen Flüssigkeit 10 und leitet das Messergebnis über eine Messleitung 20 an eine Steuerungs- und Bedieneinheit.
Die Steuerungs- und Bedieneinheit weist neben einer elektronischen Steuerung ein Bedienmodul auf, an dem Anzeigen, Displays, eine Tastatur und Schalter angeordnet sein können. An dem Bedienmodul wird die Befüllvorrichtung eingeschaltet und anschließend über ein Bedien-Menü der zu befüllende Typ des Starterrohrs 2, der verwendete Effektor 4 sowie die Art der verwendeten Füllflüssigkeit 10 eingegeben.
Aus den eingegebenen Daten für den Typ des Effektor-Starterrohrs 2 und des Effektors 4 ermittelt die elektronische Steuerung das Soll-Füllvolumen des zu füllenden Starterrohrs 2. Ferner ermittelt die Steuerung anhand der Art der Füllflüssigkeit 10 deren Temperaturkoeffizienten. Anschließend errechnet die Steuerung aus dem Soll-Füllvolumen, dem Temperaturkoeffizienten sowie der von dem Temperaturmessfühler 18 übermittelten Temperatur der Füllflüssigkeit 10 die Soll-Füllmenge an Füllflüssigkeit 10.
Die elektronische Steuerung ist eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) kann aber auch als Mikroprozessor-System oder in anderer geeigneten Weise ggf. als Analogsteuerung ausgebildet sein.
Nachdem die Steuerung die Soll-Füllmenge der Füllflüssigkeit 10 ermittelt hat, steuert sie über eine Steuerungsleitung 24 einen Antriebsmotor 26 einer Förderpumpe 28, die innerhalb der Zulaufleitung 14 angeordnet ist, an. Die Förderpumpe 28 pumpt die Flüssigkeit 10 aus dem Flüssigkeitstank 16 in das Starterrohr 2. Während des Befüllens wird die Flüssigkeitsmenge durch einen in der Zulaufleitung 14 zwischen der Förderpumpe 28 und dem Zulaufanschluss 12 angeordneten Durchflussmesser 30 überwacht, der die Menge an durchgeflossener Flüssigkeit 10 aufnimmt und über eine Steuerungsleitung 32 an die Steuerung übermittelt.
Die Förderpumpe 28 fördert die Füllflüssigkeit 10 in das Starterrohr 2. Durch die einlaufende Flüssigkeit 10 wird in dem Starterrohr 2 die in diesem befindliche Luft verdrängt. Zum Abführen der Luft weist die Verschlussklappe 6 des Starterrohrs 2 einen Rücklaufanschluss 34 auf, an dem eine Rücklaufleitung 36 angeordnet ist, über die die Luft aus dem Starterrohr 2 entweichen kann. Ist die Luft vollständig aus dem Inneren des Starterrohrs 2 verdrängt, fließt durch den Rücklaufanschluss 34 auch die Füllflüssigkeit 10 in die Rücklaufleitung 36 ab. In der Rücklaufleitung 36 in nahe dem Rücklaufanschluss 34 ein Flüssigkeitssensor 38 angeordnet, der dieses Auslaufen der Füllflüssigkeit 10 der elektronischen Steuerung über eine Steuerungsleitung 40 meldet. Nach Eingang des Sensorsignals des Flüssigkeitssensors 38 veranlasst die Steuerung 23 über eine Steuerungsleitung 44 die sperrende Ansteuerung eines in der Rücklaufleitung 36 zwischen dem Flüssigkeitssensor 38 und dem Rücklaufanschluss 34 angeordneten Magnetventils 44:
Der Befüllvorgang wird fortgesetzt, indem die Flüssigkeit 10 unter Expansion der an dem Starterrohr 2 angeordneten Ausgleichsmembran 8 eingefüllt wird. Während des Befüllens gleicht die Steuerung 23 die von dem Durchflussmesser 30 übermittelten Werte der Durchflussmenge ständig mit der Soll-Füllmenge ab. Entspricht die gemessen Durchflussmenge der Soll-Füllmenge, schaltet die Steuerung 23 den Antriebsmotor 26 der Förderpumpe 28 ab, der Befüllvorgang des Effektor-Starterrohrs 2 ist beendet. Die Anschlussleitungen 14 u. 36 können von den Anschlüssen 12 u. 34 entfernt werden.
Der Rücklaufanschluss 34 und der Zulaufanschluss 12 an der Verschlussklappe 6 sind jeweils mit in der Figur nicht dargestellten Schraubkupplungen mit Rückschlagventilen ausgestattet, die beim Anschließen der Zulaufleitung 14 und der Rücklaufleitung 36 automatisch öffnen und bei Entfernung der Leitungen 14 u. 36 automatisch schließen.
Bezugszeichenliste
2 -
Effektor-Starterrohr
4 -
Effektor
6 -
Verschlussklappe
8 -
Ausgleichsmembran
10 -
Flüssigkeit
12 -
Zulaufanschluss
14 -
Zulaufleitung
16 -
Flüssigkeitstank
18 -
Temperaturmessfühler
20 -
Messleitung
24 -
Steuerungsleitung
26 -
Motor
28 -
Förderpumpe
30 -
Durchflussmesser
32 -
Steuerungsleitung
34 -
Rücklaufanschluss
36 -
Rücklaufleitung
38 -
Flüssigkeitssensor
40 -
Steuerungsleitung
42 -
Steuerungsleitung
44 -
Magnetventil

Claims (12)

  1. Verfahren zum Flüssigkeitsbefüllen von Effektor-Starterrohren (2), bei dem zunächst anhand des zu füllenden Starterrohrs (2) und des darin befindlichen Effektors (4) ein Soll-Füllvolumen ermittelt wird, dann eine Soll-Füllmenge an Flüssigkeit (10) ermittelt wird und das Effektor-Starferrohr (2) befüllt wird, bis an einer Entlüftungsöffnung (34) Flüssigkeit (10) austritt, wonach die Entlüftungsöffnung (34) verschlossen wird und die noch fehlende Soll-Füllmenge unter Expansion eines an dem Starterrohr (2) vorgesehenen Ausgleichskörpers (8) in das Starterrohr (2) eingefüllt wird.
  2. Verfahren zum Befüllen von Effektor-Starterrohren (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Soll-Füllvolumen errechnet wird oder anhand zuvor ermittelter und tabellarisch abgelegter Werte bestimmt wird.
  3. Verfahren zum Befüllen von Effektor-Starterrohren (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Art des Füllmittels (10) in Abhängigkeit des zu füllenden Starterrohres (2), des darin befindlichen Effektors (4) und/oder der zu erwartenden Einsatzbedingungen gewählt wird.
  4. Verfahren zum Befüllen von Effektor-Starterrohren (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Flüssigkeit (10) ermittelt wird und die Soll-Füllmenge der Flüssigkeit (10) vor dem Befüllen in Abhängigkeit von der Temperatur, dem Temperaturkoeffizienten der Flüssigkeit (10) sowie dem Soll-Füllvolumen ermittelt wird.
  5. Befüllvorrichtung zum Befüllen von Effektor-Starterrohren (2), nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit mindestens einem Flüssigkeitstank (16), mit Fördermitteln (14, 26, 28, 36), mit Mitteln zum Feststellen der Soll-Füllmenge, mit einer Anzeige- und Bedieneinheit und mit Steuerungsmitteln zum Befüllen mit der Soll-Füllmenge.
  6. Befüllvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermittel eine Förderpumpe (28), eine zwischen der Förderpumpe (28) und einem Starterrohrzulaufanschluss (12) angeordnete Zulaufleitung (14) und eine an dem Rücklaufanschluss (34) des Starterrohrs (2) angeordnete Rücklaufleitung (36) aufweisen.
  7. Befüllvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zulaufleitung (14) ein Durchflussmesser (30) vorgesehen ist.
  8. Befüllvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rücklaufleitung (36) ein vorzugsweise elektrisch steuerbares Absperrventil (44) vorgesehen ist.
  9. Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am starterrohrseitigen Ende der Rücklaufleitung (36) ein Flüssigkeitssensor (38) vorgesehen ist.
  10. Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Erfassen der Flüssigkeitstemperatur (18) vorgesehen sind.
  11. Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllvorrichtung in einem Traggestell, vorzugsweise in einem Container eingegliedert ist, das verfahrbar ausgebildet ist.
  12. Befüllvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuerung vorgesehen ist, welche zunächst anhand des zu füllenden Starterrohrs (2) und des darin befindlichen Effektors (4) ein Soll-Füllvolumen ermittelt und dann eine Soll-Füllmenge an Flüssigkeit (10) in Abhängigkeit von der Temperatur, der Art und dem Temperaturkoeffizienten der:Flüssigkeit (10) ermittelt und den Befüllvorgang entsprechend steuert.
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