AT393662B - Doppelwandiger behaelter - Google Patents

Description

AT 393 662 B

Die Erfindung betrifft einen doppelwandigen Behälter, beispielsweise zylindrischen Lagertank aus Metall, insbesondere aus Stahl, vorzugsweise zur ober- oder unterirdischen Lagerung von Flüssigkeiten, mit einem Innen- und einem Außenmantel, wobei der Zwischenraum zwischen dem Innen- und dem Außenmantel mit einem Saug- und einem Meßanschluß für den Anschluß eines Meßgeräts einer Leckanzeigeeinrichtung verbunden sind.

Bei der Lagerung wassergefährdender Flüssigkeiten werden und wurden in zunehmenden Maße doppelwandige Lagertanks aus Stahl, Edelstahl und anderen metallischen Werkstoffen eingesetzt. Diese Behälter sind für brennbare Flüssigkeiten in der DIN 6608 Teil 2 und der DIN 6616 erfaßt. Der große Vorteil dieser Tanks liegt in der Doppelwandigkeit, die einen Raum schafft, mit dessen Hilfe die Dichtigkeit überwacht werden kann. Der Überwachungsraum ist hierbei Teil eines Leckanzeigegerätes, das Undichtigkeiten der Wandungen von Behältern in denen Flüssigkeiten gelagert werden, unterhalb und oberhalb des Flüssigkeitsspiegels selbsttägig anzeigen soll. Eines der hierbei zu Anwendung kommenden Systeme ist die Unterdrück- oder Vakuumleckanzeige.

Der Überwachungsraum wird mit Hilfe einer Vakuumpumpe auf einem bestimmten Unterdrück gebracht. Steigt der Druck im Uberwachungsraum über einen zuvor eingestellten Wert an (Meßleitung), so wird optischer und akustischer Alarm ausgelöst. Eine bestimmte "natürliche" Leckrate darf hierbei von der in ihrer Leistung begrenzten Säugpumpe ausgeglichen werden, weil die Abdichtung der Verbindungsleitungen niemals vollkommen sein kann. Lecks müssen jedoch angezeigt werden. Man unterscheidet hierbei zwei Arten.

Als Lufdeck werden jene Undichtheiten des Innenmantels doppelwandiger Behälter bezeichnet, die über dem Flüssigkeitsspiegel liegen. Die in den evakuierten Überwachungsraum einströmende Luftmenge kann nicht von der Pumpe abgesaugt werden. Der Druck im Überwachungsraum und in der Meßleitung steigt und erreicht schließlich den Alarmschaltpunkt.

Als Flüssigkeitsleck werden jene Undichtheiten des Innenmantels doppelwandiger Behälter bezeichnet, die unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegen. Die in den Überwachungsraum einströmende Flüssigkeit führt zunächst zu einem geringfügigen Druckanstieg im Überwachungsraum. Die Vakuumpumpe schaltet ein und saugt die Flüssigkeit in eine unmittelbar über dem Tank angebrachte Flüssigkeitssperre. Diese Sperre ist eine Art Schwimmerventil, das bei Eindringen von Flüssigkeit die Saugleitung verschließt. Der Überwachungsraum wird also von der Vakuumpumpe getrennt Die aus dem Leck nachströmende Flüssigkeit komprimiert die Luft im Überwachungsraum. Verstärkt durch die natürliche Leckage steigt der Druck in der Meßleitung an und erreicht schließlich den Alarmschaltpunkt. Tanks nach DIN 6608 Teil 2 und DIN 6616 haben zwei Anschlüsse für den Überwachungsraum, die beide in Höhe des Domes liegen.

Meß- und Saugleitung liegen dabei in Längserstreckung des Behälters gesehen nahe beieinander, vorzugsweise im Bereich des Domes und befinden sich in der Regel nahe eines stimseitigen Endes des Behälters, und zwar beidseitig der senkrechten Längsmittellinie des Behälters. Im ungünstigsten Fall, der zur Eignungsfeststellung eines Leckanzeigesystems heranzuziehen ist, muß bei einem auftretenden Flüssigkeitsleck die Flüssigkeit im Zwischenraum zwischen Innen- und Außenmantel über die gesamte Länge und fast den halben Umfang des Behälters zur Flüssigkeitssperre gesogen werden, um ein Signal zu bewirken. Diesem Hochsaugen wirkt die Schwerkraft entgegen. Bei einer zähen Flüssigkeit wird die Strömungsgeschwindigkeit im recht eng bemessenen Zwischenraum zwischen Innen- und Außenmantel sehr klein. Der Abstand oder Spalt zwischen den Mänteln darf laut DIN-Norm nicht größer als die Wanddicke des Innenmantels (5 bis 9 mm) sein. Dieser Maximalwert wird nur an ganz wenigen Stellen erreicht. Durch statische Kräfte, z. B. an Auflagestellen, kann die mittlere Spaltbreite von ca. 3 mm erheblich vermindert werden. Dieser enge Spalt ist somit die Ursache, daß zwischen dem Auftreten des Lecks und der Alarmgabe ein erheblicher Zeitraum verstreicht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Behälter dahingehend weiterzubilden, daß auch bei viskosen Flüssigkeiten die Anzeige eines Flüssigkeitslecks schnell und sicher erfolgt.

Erfmdungsgemäß wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zwischenraum mit einem insbesondere an der Innenseite des Innenmantels, vorzugsweise ein Sohlebereich des Behälters vorgesehenen Fließkanal, insbesondere über Bohrungen im Innenmantel verbunden ist, und daß die radiale Höhe und die Breite des Fließkanals den Radialabstand zwischen Innen- und Außcnmantel des Behälters wesentlich übersteigen.

Eine weitere Ausbildung sieht vor, daß der Fließkanal von einem mit den Enden seiner Schenkel auf der Innenseite des Innenmantels angeschweißten im Querschnitt U-förmigen Hohlprofil gebildet ist. Das U-Profil ist entweder abgekantet oder in der handelsüblichen Ausführung (z. B. U80 nach DIN 1026) eingesetzt Das Material wird derart gewählt, daß es gegenüber dem Lagergut hinreichend beständig ist. Im Zweifelsfall ist es mit jenem des Innenmantels identisch. Hinsichtlich der Wanddicke des Profils ist dem zu erwartenden Korrosionsabtrag Rechnung zu tragen, um eine ausreichende Lebensdauer gewährleisten zu können. Da das Profil keiner statischen Beanspruchung unterworfen ist, kann bei ausreichender Verträglichkeit von Material und Lagergut eine Wanddicke von 5 mm gewählt werden. Ist diese Verträglichkeit nicht gegeben, so ist die Wanddicke an jene des Innenmantels anzulehnen.

Wogegen bei der Erfindung grundsätzlich die Anschlüsse für die Saug- und Meßleitung in der Nähe des Domes und an der höchsten Stelle des Überwachungsraumes liegen, kann auch in anderer bevorzugter Ausbildung vorgesehen sein, daß der Sauganschluß am zuvor beschriebenen Profil angebracht und mittels eines Rohres durch den Innenraum des Behälters geführt ist. Hierdurch wird die Flüssigkeit auch in Umfangsrichtung nicht mehr durch den engen Spalt des Zwischenraums geleitet, sondern kann sich quasi im Rohr aufhängen und trennt dadurch die Vakuumpumpe vom Überwachungsraum. Durch nachströmende Flüssigkeit und die natürliche -2-

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Leckage steigt der Druck an. Bei Erreichen des Alarmschaltpunktes löst der Leckanzeiger Alarm aus. Diese Alarmgabe erfolgt wesendich früher, weil die Flüssigkeit nicht mehr bis zur Flüssigkeitssperre steigen muß und der im Vergleich zur Spalthöhe große Rohrdurchmesser ein ungehindertes Steigen selbst zähester Flüssigkeiten erlaubt. Verstopft das Rohr, so ist dies ohne Bedeutung, da wie zuvor beschrieben die Pumpe vom Überwachungsraum getrennt wird. Kommt die Strömung im engen Spalt des Überwachungsraumes zum Erliegen, was z. B. durch Korrosionsprodukte oder ein Versagen der nur für geringe Einschaltdauer ausgelegten Säugpumpen durchaus möglich ist, erfolgt die Alarmgabe nicht.

Eine solche weiter, zu einer tieferen Stelle des Zwischenraums geführten Saugleitung ist für jede Art von doppelwandigen Behältern geeignet und sollte aus Rohr hergestellt werden, das in Material und Wanddicke im wesentlichen dem Innenmantel entspricht.

Auf jeden Fall muß das Leitungsmaterial gegenüber der Lagerflüssigkeit beständig sein. Die Leitung wird auf geeignete Art und Weise, vorzugsweise mittels Schweißen dicht mit dem Innenmantel verbunden. Der Anschluß für die Verbindungsleitung kann ebenfalls in geeigneter Weise gewählt werden, wobei die Dichtheit im Vorgrund zu stehen hat. Vorzugsweise wird das Saugrohr nicht auf der Außenseite des Behälters herum bis zu einem tieferen Punkt des Zwischenraums geführt, sondern gegebenenfalls durch den die zu lagernden Flüssigkeit aufnehmenden Innenraum des Lagertanks. Hierdurch wird das Saugrohr gegen Gefahren, wie sie durch Stöße, Quetschungen od. dgl. auf der Außenseite eintreten können, geschützt, so daß das Saugrohr selbst keine neuen Gefahren oder Nachteile beinhaltet. Auch eine Hinunterführung des Saugrohrs zwischen Innen- und Außenwand wäre demgegenüber nicht optimal, da sie einerseits den Zwischenraum unterbrechen würde, anderseits sich Probleme hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Platzes ergeben könnten, da aufgrund der erforderlichen Wandstärke eines solchen Saugrohres, die mindestens im Bereich der Wandstärke des Außenmantels, d. h. bei 3 mm liegen sollte, die Gesamtstärke des Saugrohrs, die ebenfalls in der Größenordnung von wenigen, wie 5 mm, vorzugsweise 3 mm liegende Zwischenraumstärke übeiragen würde, so daß die Anordnung eines Saugrohrs im Zwischenraum mit Ausbeulung entweder des Innen- oder Außenmantels verbunden wäre, was aber aufgrund der zylinderförmig gebogenen Ausgestaltung der Mäntel schwierig wäre, abgesehen davon, daß das Saugrohr dann ebenfalls angepaßt werden müßte.

In der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Flüssigkeitsbehälters mit einem Schnitt senkrecht zu seiner Längsachse; und Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt entsprechend (Π·Π).

Der in der Zeichnung dargestellte Flüssigkeitsbehälter (1) oder Lagertank ist ein liegender Tank dessen größere Erstreckung horizontal gerichtet ist. Ein solcher Behälter (1) wird vorzugsweise unterirdisch eingesetzt. Der Behälter (1) weist zylindrische Form mit abgerundeten Stirnseiten (2) und entsprechend weitgehend kreisförmigen Querschnitt (Fig. 1) auf. Die Längssymmetrieachse des Behälters erstreckt sich ebenfalls horizontal.

An seiner oberen Seite weist der Behälter (1) einen Einfüll- und Entnahmestutzen (4) auf, der durch einen Deckel (5) verschließbar ist. Der Behälter selbst hat eine Hülle mit einem Innenmantel (6) und einem Außenmantel (7), die über den größten Bereich des Umfangs des Behälters (1) bis etwa in den Bereich des Ansatzes (10) des Ein- und Auslaßstutzens (4) konzentrisch zueinander angeordnet sind und zwischen sich einen freien Zwischenraum (8) freilassen.

Der Behälter (1) besteht aus einem metallischen Werkstoff, nämlich Stahl, vorzugsweise aus Edelstahl. Die Stärke der Mäntel beträgt jeweils 3 bis 9 mm, wobei der Außenmantel dünner ist und vorzugsweise eine Stärke in der Größenordnung von 3 mm aufweist, wogegen der Innenmantel stärker ausgebildet ist und Stärken zwischen 5 und 9 mm aufweisen sollte. Der Zwischenraum zwischen Innen- und Außenmantel (6), (7) liegt in der Größenordnung von wenigen, bis zu 5, vorzugsweise 3 mm und bleibt aufgrund der Stabilität der Mäntel über den gesamten Umfangsbereich im wesentlichen konstanL Der Zwischenraum (8) in den Mänteln (6), (7) ist in seinem oberen Bereich mit einem Meßanschluß (9) für eine zu einem Druckmeßgerät (Manometer) führende Meßleitung versehen. Weiterhin ist ein Saugrohr (11) vorgesehen, das ebenso wie der Meßanschluß in den Zwischenraum (8) zwischen Innen- und Außenmantel (6), (7) mündet, mit diesem also in Verbindung steht Am Saugrohr (11) ist über ein Rückschlagventil (12) eine Saug- oder Vakuumpumpe (13) angeschlossen, die über das Saugrohr (11) im Zwischenraum (8) einen Unterdrück anlegt. Dieser Unterdrück wird über ein am Meßanschluß (9) angeschlossenes Manometer gemessen. Tritt nun im Bereich oberhalb der momentanen Flüssigkeitsoberfläche (17) des Tanks ein Leck, ein sogenanntes Luftleck auf, so strömt durch dieses Luft in den Zwischenraum (8) zwischen Innen- und Außenmantel (6), (7), so daß der Druck in diesem Zwischenraum ansteigt, dieses Ansteigen vom über den Meßanschluß (9) angeschlossenes Manometer registriert und ein Alarm gegeben werden kann. Entsteht ein Leck unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche (17), ein sogenanntes Flüssigkeitsleck, so dringt durch dieses Leck Flüssigkeit in den Zwischenraum (8) ein, füllt den Zwischenraum mit der Zeit aus und wird gegebenenfalls teilweise durch den Unterdrück in diesem hochgesogen, gegebenenfalls bis zum Ventil (13), womit dieses schließt. Wesentlich ist aber, daß durch in den Zwischenraum (8) eindringende Flüssigkeit letztendlich die Gasverbindung zwischen Meßanschluß (9) und Sauganschluß (12) durch die anstehende Flüssigkeit getrennt wird und der am Mcßanschluß (9) anstehende Druckwert lediglich durch den Atmosphärendruck über der Flüssigkeitsoberfläche (17) bestimmt wird, also gegenüber dem durch das Absaugen entstehenden Leck gegebenen Unterdruckwert ebenfalls erhöht ist, was das am Meßanschluß (9) -3-

Claims (2)

1. AT 393 662 B angeschlossene Manometer ebenfalls messen und anzeigen kann und daraufhin gegebenenfalls ebenfalls ein Alarmsignal abgibt. Gegebenenfalls kann das Saugrohr (11) auch bis in einen tieferen Bereich des Zwischenraums (8), beispielsweise bis zur Sohle desselben heruntergeführt sein, insbesondere bei sehr großen Tanks. Bei zähen Flüssigkeiten kann sich nun folgendes Problem ergeben: Wenn ein Leck weit weg von Meß- und Sauganschluß (9), (11) entsteht, beispielsweise nach der Stirnseite (2), so fließt diese Flüssigkeit nur äußerst langsam im Zwischenraum (8) bis zu dem Querschnittsbereich, in dem Saug- und Meßanschluß (9), (11) angeordnet sind. Es kann Vorkommen, daß die den Fluß der Flüssigkeit aufhaltenden Kapillarkräfte so groß sind, daß die Flüssigkeit überhaupt nicht bis in den fraglichen Bereich dringt Hierdurch wird bei der bisher beschriebenen Ausgestaltung bei zähen Flüssigkeiten sehr spät oder überhaupt nicht das ein Leck im Innenmantel (6) anzeigende Alarmsignal ausgelöst Um hier Abhilfe zu schaffen, schlägt die Erfindung vor, daß für in den Zwischenraum (8) gedrungene Flüssigkeit ein im wesentlichen achsparalleler Flicßkanal mit einem größeren Querschnitt und damit einem geringeren Fließwiderstand geschaffen wird. Hiezu ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel im Inneren des Mantels (6) auf dessen Sohle (16) ein Hohlprofil (17) durch Schweißungen (18) aufgesetzt und verbunden. Bei dem Hohlprofil (17) handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um ein U-Profilrohr, stattdessen kann auch ein im Schnitt halbkreisförmiges oder ein geeignetes anderes Profil genommen werden. Weiterhin ist zwischen dem Innen- oder Hohlraum des Profils (17) und dem Zwischenraum (8) zwischen den Mänteln (6), (7) des Lagerbehälters (1) eine Verbindung, insbesondere eine Flüssigkeitsverbindung durch Durchbrechungen (19) in der Sohle (16) des Mantels (6) geschaffen. Diese Durchbrechungen können einfache Bohrungen sein, beispielsweise mit einem Durchmesser von 8 bis 12 mm, der, abgesehen davon, daß die Länge des Bohrlochs nur der Stärke des Mantels (6) entspricht, wesentlich über der durch den Abstand der Mäntel (6), (7) bestimmten Höhe des Zwischenraums (8) liegt, also als solcher keinen Fließwiderstand aufbringt. Auch die Querschnittsabmessungen - Höhe und Breite - des Profils (17) liegen deutlich oberhalb des Abstandes von Innen-und Außenmantel und vorzugsweise im Zentimeter-Bereich. Hierdurch wird durch das Innere des Profils (17) für die viskose Flüssigkeit des Lagertanks im Faüe eines Flüssigkeitslecks ein Fließweg geschaffen, in dem die Flüssigkeit durch die Durchbrüche (19) in das Profil (17) eindringt und entlang diesem wesentlich schneller über die Länge des Behälters (1) fließen und sich im Sohlenbereich des Zwischenraums (8) verteilen kann, als dies ohne diesen zusätzlichen Fließweg der Fall wäre. Hierdurch wird sehr schnell die gesamte Gasverbindung zwischen Meß- und Sauganschluß (9), (11) durch die Flüssigkeit ausgefüllt und geschlossen, so daß der am Sauganschluß (11) anliegende Unterdrück aufgrund der Vakuumpumpe (13) nicht mehr auf den Meßanschluß (9) wirkt, dort der Druck ansteigt, vom Manometer registriert und angezeigt werden kann. PATENTANSPRÜCHE 1. Doppelwandiger Behälter, beispielsweise zylindrischer Lagertank aus Metall, insbesondere aus Stahl, vorzugsweise zur ober- oder unterirdischen Lagerung von Flüssigkeiten, mit einem Innen- und einem Außenmantel, wobei der Zwischenraum zwischen dem Innen- und dem Außenmantel mit einem Saug- und einem Meßanschluß für den Anschluß eines Meßgeräts einer Leckanzeigecinrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (8) mit einem insbesondere an der Innenseite des Innenmantels (6), vorzugsweise im Sohlebereich des Behälters (1) vorgesehenen Fließkanal (17), insbesondere über Bohrungen (19) im Innenmantel (6) verbunden ist, und daß die radiale Höhe und die Breite des Fließkanals (17) den Radialabstand zwischen Innen- und Außenmantel (6,7) des Behälters (1) wesentlich übersteigen.
2. 2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fließkanal von einem insbesondere im Querschnitt U-förmigen Hohlprofil (17) gebildet ist, das mit den Enden seiner Schenkel auf der Innenseite des Innenmantels (6) angeschweißt ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-