Zware veiligheidsschokdempers in de slotrem 4000 t

SICHERHEITSTECHNIK

Details: Gepubliceerd: 05.07.2011; Laatst bijgewerkt: 17.01.2023; Hits: 9097

2.649 mm lang, een buitendiameter van 200 mm en een eigen gewicht van 320 kg. Ook al zijn deze afmetingen zeker ongebruikelijk voor industriële schokbrekers, ACE levert 10 van deze monsterlijk ogende, zogenaamde zware veiligheidsschokbrekers aan Nederland. Vier daarvan zijn al in sloten geïnstalleerd. Ze maken een boottocht over de Maas mogelijk.

Sloten worden gebruikt om de hoogteverschillen bij de drop-offs van scheepvaartroutes op te lossen om ze navigeerbaar te maken. De te vullen sluiskamers, waarin de schepen worden gebracht naar het bestaande niveau voor of achter de kamer, moeten zodanig zijn ontworpen dat een gecontroleerde vulling of lediging mogelijk is, anders zouden er watervalachtige effusies zijn. Hoe groter het hoogteverschil tussen de twee vaarwegsecties, hoe extremer de resulterende effecten.

Hoogteverschil van 12 m

In Maasbracht in Nederland is het door een sluizencomplex te overbruggen hoogteverschil 12 m. Indien hier een ongecontroleerde opvulling zou plaatsvinden, zou de minimale diepte van 3 m van de Maas in het bovendeel van de rivier niet meer gegarandeerd, zou de rivier letterlijk leeglopen. Dit is precies waar het engineeringsprobleem zit, dat het bedrijf planningssloten, zoals het Nederlandse bedrijf Mourik Limburg BV in dit geval, moet oplossen voor zijn opdrachtgever, de Rijkswaterstraat. Want bij het navigeren op een schip is het in principe denkbaar dat er contact is - in dit geval tussen de deur en het schip - zoals bij het parkeren van een auto op krappe parkeerplaatsen.

Bij beladen schepen met een gewicht tot 4000 ton is er waarschijnlijk geen slot of scharnier dat de krachten zou kunnen stoppen die voortvloeien uit een maximale naderingssnelheid van 0,5 m/s. En als die er zou zijn, zou de deurmuur zo dik moeten zijn dat het openen ervan zoveel energie zou kosten dat de hele constructie oneconomisch zou zijn. Het zou echter denkbaar zijn om de afmetingen van de sluiskolken zo te kiezen dat naderen - overeenkomend met een zeer grote parkeerplaats - bijna onmogelijk zou zijn. De projectmanagers van Mourik Limburg BV wilden het echter mogelijk maken om een afschuifbalk in gebruik te nemen, omdat dit in principe ook voordelen heeft.

Bereken ACE gasveer Bereken, ontwerp en bestel gaskabel en gasdrukveren

Want met de grote hoogteverschillen voor en achter de sluis is het mogelijk om er gewoon onderdoor te rijden als de sluisdeuren stroomafwaarts, dus bij laag water, open staan. Om de genoemde landhoofdbalk te kunnen borgen en zo te voorkomen dat de deuren opengaan en de rivier leegloopt, zocht Mourik Limburg een bedrijf waarvan de dempers de te verwachten krachten konden opvangen. De specialisten voor alle soorten dempingsoplossingen bij ACE shockabsorbers GmbH beschikken over de nodige knowhow dankzij hun eigen verkoopafdeling in Nederland en hun ingenieurs en technici die daar werken.

Op maat gemaakte bumperdemper

Bij het ontwerpen van de te ontwerpen klep moest niet alleen rekening worden gehouden met de reeds genoemde kerngegevens, maar ook met de eventuele waterslag. Verschillende fysische verschijnselen waarbij een sterke mechanische schok door water wordt veroorzaakt, worden als zodanig aangeduid. Omdat de sluizenbouwers de waterslag in dergelijke bijzondere constellaties precies kunnen voorspellen, is in nauwe samenwerking tussen beide partners de totale te verwachten energie bepaald. Het resultaat is een waarde van 500.000 Nm, waarvoor schokdempers van bijna onvoorstelbare afmetingen nodig zijn.

Op basis van hun bestaande veiligheidsschokdempers heeft ACE een veiligheidsdemper ontwikkeld met een geoptimaliseerde karakteristieke curve, een vaste aanslag en een slag van 800 mm. Het functionele principe is hetzelfde als dat van de standaardmodellen in deze serie. Tijdens het remmen wordt de zuigerstang ingedrukt en gelijktijdig wordt de hydraulische olie voor de zuiger door alle smooropeningen verplaatst.

Het aantal effectieve smoorgaten, dat proportioneel afneemt met de afgelegde slag, vermindert niet alleen de terugtreksnelheid constant, maar ook de dynamische druk voor de zuiger en de tegenkracht blijven hetzelfde. Terwijl het remproces van de kleine schokdempers van de fabrikant zo snel verloopt dat ontwerpers die er voor het eerst mee hebben gewerkt twijfels hebben over hun effectiviteit, hebben de slotdempers minimaal 3,5 s nodig om hun enorme slag van 80 cm af te leggen.

XXXL demper met separerend zuiger-stikstofretoursysteem

Om terug te keren naar de uitgangspositie, werken de veiligheidsdempers met stikstof - vergelijkbaar met gasveren van de dempingsspecialisten van Langenfeld. Het wordt opgevangen in een gasreservoir, compenseert de olie die door de zuigerstang wordt verplaatst en duwt de zuigerstang terug in zijn uitgangspositie wanneer deze uitschuift.

Om het hydraulisch systeem te scheiden van de gasopslagtank zijn de hier beschreven XXXL dempers, net als de zware veiligheidsschokbrekers van de CB serie, tevens voorzien van een scheidingszuiger stikstof reset systeem. De hier gebruikte speciale dempers genaamd SDK 160-800-F zijn voorzien van een geoptimaliseerde karakteristieke curve voor de toepassing en kunnen in ingeschoven toestand eenvoudig via een vloerflens worden bevestigd. In de normaal bedoelde uitgebreide leveringstoestand zou integratie in dit geval echter onmogelijk zijn geweest vanwege ruimtegebrek tijdens de installatie.

Daarom zijn de dempers op locatie in Maasbracht gevuld met de stikstof die nodig is voor het resetten. Van de 10 bestelde dempers zijn er tot nu toe 4 succesvol toegepast als aanvaringsbeveiliging in twee sluiskolken aan de Maas in Maasbracht. Daar worden binnenkort nog twee jumbo-dempers geplaatst. Voor het deel van de rivier bij Born met daar twee sluiskolken zijn 4 extra dempers voorzien als aanvaringsbescherming.