<Desc/Clms Page number 1>
Behälter für Gase und flüchtige Flüssigkeiten.
Die Erfindung betrifft grosse Metallbehälter für Gase und flüchtige Flüssigkeiten.
Gegenstand der Erfindung ist ein Speisebehälter mit einem mit dessen Seitenwand verbundenen biegsamen Metalldeckel (Dach oder Decke), welcher sich während des Betriebes in bezug auf die Seitenwand des Behälters auf-und abwärts bewegen kann, so dass hiedurch der Gas-oder Dampfraum des Speisebehälters vergrössert oder verkleinert wird, ohne dass der Deckel einer solchen schädlichen Beanspruchung ausgesetzt ist, welche eine bleibende Deformation desselben zur Folge hätte.
Weiter ist an dem Behälter eine Vorrichtung angebracht, welche den Innenraum desselben bei Erreichung eines bestimmten maximalen Volumens mit der Aussenluft in Verbindung setzt, wodurch die Gefahr einer Explosion des Behälters durch Zerreissen seiner Decke beseitigt wird.
Ferner ist ein Stützrahmen in dem Behälter vorgesehen, für den Fall, dass der in dem Behälter herrschende und an der Unterseite des Deckels angreifende Druck kleiner ist als das Gewicht des Deckels. Der Stützrahmen hat daher die Aufgabe, die Zugfestigkeit des Deckels zu erhöhen, wenn derselbe infolge einer abnorm grossen äusseren Belastung oder eines ungewöhnlich hohen Vakuums im Innern des Behälters durch den nach unten wirkenden Aussendruck einer erhöhten Zugbeanspruchung unterworfen ist.
Andere den Erfindungsgegenstand vervollkommnende Anordnungen sind im nachstehenden beschieben.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Flüssigkeitsbehälter gemäss der Erfindung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines solchen Behälters. Fig. 3 zeigt in grösserem Massstabe einen lotrechten Schnitt durch jene Stelle des Behälters, an welcher der Randteil des Deckels mit der Seitenwand des Behälters gelenkig verbunden und eine luftdichte Verbindung zwischen diesen Teilen hergestellt ist.
Fig. 4 zeigt eine Einzelheit in Ansicht (von der Seitenwand gegen die Mitte des Deckels gesehen), Fig. 5 zeigt den Verschluss der zentralen Deckelöffnung im waagrechten Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 6 und letztere Figur veranschaulicht in grösserem Massstabe einen lotrechten Schnitt durch den Mittelteil des Deckels und die Verbindung der den Deckel bildenden keilförmigen Teile mit dem biegsamen Element, welches einen Teil des Verschlusses für die zentrale Öffnung des Deckels bildet.
Bei grossen Metallbehältern von der Bauart, wie sie auf Ölfeldern zur Aufspeicherung von Öl Verwendung finden und deren Durchmesser des Behälters beispielsweise ungefähr 35 m beträgt, ist der Deckel des Behälters mittels seines Randteiles mit der Seitenwand des Behälters verbunden. Der Deckel ist hiebei aus einzelnen Metallplatten von der gebräuchlichen Stärke von ungefähr 4-8 mm so zusammengesetzt, dass er praktisch eine einzige volle Scheidewand bildet, deren mittlerer Teil sich aus einer dem normalen Betriebszustand des Behälters entsprechenden waagrechten Ebene um einen vorgeschriebenen Abstand auf-und abwärts biegen kann, ohne dass der Deckel hiebei einer unzulässigen Beanspruchung unterworfen wird.
Die Metallplatten, aus welchen der Deckel zusammengesetzt ist, können sich mit Rücksicht auf die auftretenden Änderungen des Durchmessers genügend verziehen, ohne dass der Deckel dauernd deformiert wird. Der Deckel wird in seiner normalen Lage mit niedergedrücktem mittlerem Teil durch einen Stützrahmen unterstützt, der innerhalb des Behälters angeordnet ist und die ungefähre Form desselben besitzt. Wenn aber der in dem Behälter herrschende Druck das Deckelgewicht übersteigt,
<Desc/Clms Page number 2>
so wird der Mittelteil des Deckels nach oben bewegt, indem derselbe in eine solche Lage ausgebogen wird, dass er die Gestalt eines mit der Spitze nach oben gerichteten Kegels annimmt, der über die durch den Deckelrand gelegte Ebene emporragt. Dadurch wird der Gas-oder Dampfraum über dem Flüssigkeitsspiegel vergrössert.
Unter normalen Verhältnissen-bei gefülltem oder fast gefülltem Behälter-wird durch das Wölben oder Einsinken des Mittelteiles des Deckels erreicht, dass sich das in dem Behälter , eingeschlossene Gas ausdehnt oder zusammenzieht, ohne aus dem Behälter entweichen zu können und ohne. dass den Deckel einer schädlichen Beanspruchung unterworfen wird, was dadurch erreicht wird, dass der. Deckel beim Erreichen der wagrechten Lage während seiner Aufwärtsbewegung sich durchwölbt, wodurch oberhalb der neutralen Faser des Metalls eine Zugspannung und unterhalb derselben eine Druck- 'Spannung auftritt, Ohne diese neutrale Faser zu spannen. Zwecks Aufrechterhaltung des normalen Betriebszustandes, z.
B. auch während des Füllens des Behälters, ist der letztere mit einem Entlastungs- - ventil, oder einer Entlüftungsvorrichtung versehen, welche mit dem Deckel solcherart verbunden ist, da, ss, âurch die Bewegung des Deckels relativ zur Seitenwand des Behälters die Öffnung des Ventils herbeigeführt wird,, wenn das Volumen des Behälters unzulässig vergrössert wird. Um also eine Explosion des Behälters, durch welche der Deckel bersten würde, durch den weiteren Eintritt von Gas oder Flüssigkeit in den Behälter bei. in höchster Lage befindlichem Deckel, zu verhindern, ist eine Entlüftungsvorrichtung vorgesehen, welche bei einem gewissen Volumen des Behälters selbsttätig zur Wirkung gelangt und hiedurch das, Anwachsen des Behälterinhaltes auf einen unzulässigen Wert hintanhält.
Dies wird mittels eines'Niederdruckventils erzielt, das unbedingt dicht abschliesst und mit vollkommener Zuverlässigkeit zur. Techten. Zeit öffnet. Wenn aus dem Behälter Flüssigkeit entleert wird, wird mittels eines Unterdruckventils. beliebiger Bauart Luft oder neutrales Gas in das Innere des Behälters eingelassen. In kleinen oder auch in grossen Behältern, bei welchen die Grösse des Raumes über dem Flüssigkeitsspiegel in weiten Grenzen veränderlich sein soll, ist der Deckel des Behälters aus einer Anzahl von im wesentlichen keilförmigen.
Teilen zusammengesetzt, die radial um die Mitte des Deckels angeordnet sind und V-förmigen , oder U-förmigen Querschnitt besitzen, so dass die Seitenteile derselben sich zufolge der Änderung der Halbmesser und des Umfanges des Mittelteiles des Deckels während dessen Auf-und Abwärtsbewegung bis zu. einem, von der wagrechten Ebene beträchtlichen Abstand biegen können. Bei dieser Bauart des Deckels ist dessen Randteil mit der Seitenwand des Behälters gelenkig oder drehbar verbunden, wobei durch geeignete Mittel eine luftdichte Verbindung zwischen dem Deckel und der Seitenwand hergestellt wird. Gleichzeitig ist dafür Sorge getragen, dass der Deckelrand gegenüber der Seitenwand des Behälters sieh etwas bewegen kann.
.''In Fig. l ist ein Flüssigkeitsbehälter gemäss der Erfindung dargestellt, dessen Deckel A einen verhältnismässig grossen Durchmesser von ungefähr 30'5 m besitzt. Der Deckel ist aus durch elektrische . Schweissung od., dgl. miteinander verbundenen Blechplatten hergestellt und stellt auf diese Weise eine volle.. Scheidewand dar, deren mittlerer Teil für gewöhnlich in der Form eines mit der Spitze nach unten gerichteten Kegels eingedrückt ist und durch einen festen an der Innenseite des Behälters befestigten Stützrahmen B. unterstützt wird, wobei der Randteil des Deckels mit der Seitenwand 0 des Behälters ständig ; verbunden. bleibt. Solange. der in dem Bshälter herrschende Druck kleiner ist, als das Gewicht . -Deckels A, ruht der Mittelteil des letzteren auf dem Stützrahmen B auf.
Wenn jedoch der Innendruck das Deekelgewicht überwiegt-infolge der Ausdehnung der Gase oder Flüssigkeitsdämpfe in dem Behälter -wird. der Mittelteil des Deckels in die in Fig. 1 mit vollen Linien dargestellte Lage nach oben ausgebogen.. Der Deckel wird hiebei aus seiner konkaven Form über eine zwischen den beiden Endlagen des'Deckels liegende wagrechte Ebene hinaus in eine konvexe Form gebogen. Unter gewöhnlichen Umständen. wird durch-die Aufwärtsbewegung des Mittelteiles des Deckels der Gasraum des Behälters . genügend vergrössert, so dass das Gas oder die Flüssigkeitsdämpfe aus dem Behälter nicht entweichen können, und der Deckel nicht übermässig beansprucht wird.
Der Stützrahmen B, der zur Unterstützung des Deckels für den Fall vorgesehen ist, dass der an der Unterseite des Deckels angreifende Innendruck kleiner ist als da {3 Gewicht des Deckels, besitzt eine Form, welche jener des Deckels in dessen unterster Lage entspricht. Der Stützrahmen verhindert also, dass der Deckel einer übermässigen Zugbeanspruchung unterworfen. wird für den Fall, dass an dem Deckel eine abnormal hohe äussere Belastung angreift oder in dem Behälter ein ungewöhnlich hohes Vakuum herrscht, wenn der Deckel auf dem Stützrahmen aufliegt. Zwecks Aufrechterhaltung eines geregelten Betriebszustandes ist der Behälter mit einem Entlastungsventil D ausgestattet, das normalerweise dicht abschliesst, jedoch bei unzulässiger Vergrösserung des Volumens des Behälters durch die Aufwärtsbewegung des Deckelmittelteiles geöffnet oder ausgelöst wird.
Erfindungsgemäss ist das Entlastungsventil D an dem Mittelteil des Deckels A befestigt und das eigentliche Ventil mittels eines Systems von festen und biegsamen Teilen 1 und 2, z. B. Lenkern und Ketten, mit dem Boden des Behälters oder einem andern feststehenden Teil desselben verbunden, so dass das Ventil selbsttätig geöffnet und hiedurch der Innenraum des Behälters mit der Aussenluft verbunden wird, wenn der Deckel während seiner Aufwärtsbewegung eine bestimmte Lage erreicht.
Zwecks Zuführung von Luft in das Innere des Behälters während der Entleerung einer bestimmten Menge des Flüssigkeitsinhaltes ist der Behälter mit einem Unterdruckventil E von irgendwelcher bevorzugter Bauart verbunden, das sich dann--automatisch öffnet und hiedurch der Luft den Eintritt in das Innere des
<Desc/Clms Page number 3>
Behälters freigibt, wenn dem Behälter Flüssigkeit entnommen wird.
In Fällen, wo der Durchmesser des Deckels so klein ist, dass ein Verziehen des Metalls, aus welchem der Deckel hergestellt ist, infolge der Veränderung des Radius und Umfanges, hervorgerufen durch die Auf-und Abwärtsbewegung des Mittelteiles des Deckels, mit Sicherheit nicht erwartet werden kann, und in solchen Fällen, wo die Regelbarkeit des Gasraumes in weiten Grenzen gefordert wird, ist der Deckel des Behälters aus im wesentlichen keilförmigen, um die Mitte des Deckels radial angeordneten Teilen zusammengesetzt, die im Quersehnitt im wesentlichen V-Form oder U-Form besitzen, so dass die Seitenteile desselben zurück-oder vorwärtsgebogen werden, je nachdem sich der Mittelteil des Deckels aus der wagrechten Ebene aufwärts oder abwärts bewegt.
Die Fig. 2-6 zeigen einen Behälter der vorstehend beschriebenen Bauart. Der Deckel ist aus einer Anzahl keilförmiger Teile 10 zusammengesetzt, die um ein Loch oder eine Öffnung 10a in der Mitte des Deckels radial angeordnet sind und im wesentlichen V-oder U-förmigen Quersehnitt besitzen (Fig. 6). Die Teile 10 sind mit den Rändern ihrer Flanschen solcherart miteinander verbunden, dass der Behälterraum von der Aussenluft dicht abgeschlossen ist. Am Rande des Deckels sind die Teile 10 mit einem Ring 11 (Fig. 3) verbunden, der wieder seinerseits an der Seitenwand C des Behälters gelenkig oder drehbar befestigt ist, um dem Deckel die Auf-und Abwärtsbewegung zu ermöglichen.
Zur gelenkigen oder drehbaren Verbindung des Ringes 11 mit der Seitenwand des Behälters werden vorzugsweise offene Ringe 12 verwendet, welche an der Unterseite des Ringes 11 befestigt werden (Fig. 3).
An der Seitenwand C des Behälters ist ein Winkeleisen angeordnet, dessen nach innen reichender Flansch M
EMI3.1
hin und her bewegen können. Mittels eines aus Leder oder anderem Dichtungsmaterial hergestellten biegsamen Teiles 15, der einerseits an dem Ring 11, anderseits an dem Flansch 13 des Winkeleisen befestigt ist (Fig. 3), wird eine dichte Verbindung zwischen der Seitenwand a und dem Ring 11 am Rande des Deckels hergestellt. Für das zentrische Loch 10a in der Mitte des Deckels ist ein biegsamer Verschluss vorgesehen, der vorzugsweise von einem röhrenförmigen Teil 16 (Fig. 6) aus Leder od. dgl. gebildet wird.
Das obere Ende des röhrenförmigen Teiles 16 ist durch eine Platte 17 abgeschlossen, während das untere Ende an den radialen Deckelteilen 10 seitlich des zentrischen Loches des Deckels luftdicht befestigt ist. Zwecks Vervollkommnung dieses dichten Abschlusses kann das untere Ende des röhrenförmigen Teiles 16 gemäss der Querschnittsform der Deckelteile 10 ausgebildet sein und mittels Klemmeisen 18 mit den Deckelteilen 10 verklemmt werden.
Für gewöhnlich liegt der Deckel auf dem Stützrahmen B auf und wird von diesem unterstützt.
Wenn der Druck in dem Behälter das Deckelgewicht erreicht, beginnt der Deckel sich nach oben zu bewegen, wodurch eine Vergrösserung des Raumes über dem Spiegel der in dem Behälter eingeschlossenen Flüssigkeit erzielt wird. Die Seitenflansche der Deckelteile 10 können sich entsprechend der Vergrösserung der Radien und des Umfanges strecken und ihnen folgen. Wenn der Deckel zufolge der Verminderung des Gasvolumens des Behälters sich nach unten bewegt, so biegen sich die Flansche der Teile'10 des Deckels in solcher Richtung, dass der Umfang des mittleren Teiles des Deckels verkleinert wird, u. zw. solange, bis der Deckel in die zwischen den beiden äussersten Lagen des Deckels liegende wagrechte Ebene zu liegen kommt. Bei der Weiterbewegung des Deckels über diese Lage nach unten biegen sich die Flansche der Teile 10 nunmehr in entgegengesetzter Richtung.
Der Deckel ist, so wie die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform zeigt, mit einem Entlastungsventil D und einem Unterdruckventil E versehen.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der zur Aufspeicherung flüchtiger Flüssigkeiten dienende Behälter einen den Innenraum des Behälters gegen die Atmosphäre abdichtenden Deckel besitzt, welcher als wesentlicher Bestandteil des Behälters so ausgebildet ist, dass er selbsttätig eine solche Gestalt annehmen kann, dass hiedurch der Raum über dem Spiegel der in dem Behälter eingeschlossenen Flüssigkeit vergrössert wird, u. zw. dann, wenn der in dem Behälter herrschende Druck von gleicher Grösse wie das Gewicht des Deckels ist, in welchem Fall der mittlere Teil des Deckels sich nach oben bewegt.
Zwecks Verhinderung einer unzulässigen Erhöhung des Druckes in dem Behälter, was eine unzulässige Beanspruchung des Deckels und in weiterer Folge ein Bersten des Behälters zur Folge haben könnte, wird durch die Relativbewegung des Deckels gegen die Seitenwand des Behälters ein mit dem Deckel verbundenes Entlastungsventil oder eine Entlüftungsvorrichtung rechtzeitig geöffnet, wodurch der Innenraum des Behälters mit der Aussenluft in Verbindung gesetzt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Behälter für Gase und flüchtige Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch einen an der Seitenwand des Behälters befestigten konkaven Metalldeckel von entsprechender Elastizität, dessen mittlerer Teil sich über eine horizontale Ebene nach oben bewegt, wenn der in dem Behälter herrschende und an der Unterseite des Deckels angreifende Druck das Gewicht des Deckels übersteigt, so dass das von dem Behälter und dem Deckel eingeschlossene Volumen vergrössert wird, und der seine ursprüngliche konkave Form wieder annimmt, wenn der Innendruck kleiner wird, als das Gewicht des Deckels.