Transport- und Auf bewahrungsbehälter für schüttbares Gut
Beim Transport und bei der Aufbewahrung von schüttbaren Gütern ist die Wahl eines geeigneten Be Behälters von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung.
Dabei soll unter einem schüttbaren Gut Flüssigkeit, staubförmige, körnige und granulierte Masse verstanden sein.
Das dabei zugrunde liegende Problem ist die Vermeidung von leeren, das heisst ungenutzten Kapazitäten, die auftreten, wenn ein Behälter, der mit einem ersten Gut gefüllt war, deswegen für den Rücktransport nicht mit einem zweiten Gut beschickt werden kann, weil die im Behälter haftenden Reste des ersten Gutes das zweite Gut entwerten oder beeinträchtigen könnten.
Ein auf dem Hinweg beispielsweise mit Mineralöl gefüllter Kesselwagen kann im allgemeinen auf dem Rückweg deswegen nicht zum Transport anderer, beispielsweise wässriger Flüssigkeiten oder Staubgüter verwendet werden, weil eine entsprechende Reinigung des Kessels vor Füllung mit der wässrigen Flüssigkeit oder dem Staubgut erheblich höhere Kosten verursachen würde, als der leere Rücktransport. Ausserdem kann mit den bekannten Behältern jeweils nur ein Gut im selben Transportbehälter verschickt werden, so dass bei nur teilweiser Füllung ein entsprechender leerer Raum und damit ungenützte Kapazität entsteht.
Während auf dem Gebiete der Erhöhung der Wirtschaftlichkeit beim Transport von Stückgut durch Konstruktion entsprechender Mehrzweckbehälter schon gewisse Fortschritte erzielt wurden, versagen die dabei angewandten Methoden und Vorrichtungen beim Transport von schüttbarem festem oder flüssigem Gut, wie Zement, Mineralöl, Düngemitteln, Schwerchemikalien, Benzin, Getränken und dergleichen. Während bei festem schüttbarem Gut noch die Möglichkeit der Abfüllung in Säcken besteht, erfordert das flüssige Gut flüssigkeitsdichte Behälter, wie Kesselwagen.
Die Verwendung von Säcken ist bei festem Gut nicht immer wirtschaftlich und oft auch nachteilig, da dieses zum Teil auch den Ausschluss der atmosphärischen Feuchtigkeit erfordert; weswegen auch in diesem Falle häufig (etwa beim Transport von Zement) Kesselbehälter zum Transport und zur Lagerung verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, das Problem der Vermeidung von ungenützten Kapazitäten bei Transport und Lagerung schüttbaren Gutes in einem Behälter zu lösen. Der erfindungsgemässe Behälter kann so ausgebildet sein, dass mit demselben auch verschiedenartige Güter wechselweise oder gleichzeitig ohne die Notwendigkeit einer Reinigung beim Umladen bzw. ohne gegenseitige Vermischung verschiedener, gleichzeitig eingefüllter Güter transportiert oder aufbewahrt werden können.
Der erfindungsgemässe Transport- und Aufbewahrungsbehälter für schüttbares Gut ist dadurch gekennzeichnet, dass im Innenraum eines mit mindestens einer Öffnung versehenen starrwandigen äusseren Behälterkörpers mindestens ein flexibler innerer Behälterkörper befestigt ist, wobei die Form des bei seiner Füllung mit Schüttgut gedehnten flexiblen Behälterkörpers der Form des starrwandigen Behälterkörpers ähnlich ist und der flexible Behälterkörper den Innenraum des starrwandigen Behälterkörpers praktisch ganz ausfüllt.
Dieser Behälter ist nun vorteilhaft so ausgebildet, dass er wechselweise oder gleichzeitig mit verschiedenartigen schüttbaren Gütern gefüllt werden kann, ohne dass eine Reinigung des Behälters erforderlich ist, das heisst der äussere und/oder der oder mehrere innere Behälterkörper können je mit einem Gut beschickbar sein und jeder Behälterkörper kann innenseitig immer nur mit dem in diesem Behälterkörper befindlichen Gut in Berührung sein. Die praktischen Anwendungs möglichkeiten können sowohl auf dem Gebiet des Transportes wie der Lagerung liegen. Der erfindungs gemässe Behälter kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass er verwendet werden kann, um auf einem Transportweg Zement, auf dem Rückweg Heizöl zu transportieren.
Andere wirtschaftlich interessante Güterpaare für Hin- und Rücktransport sind beispielsweise: Rohöl/Öldestillate, Wein/Bier, Getreide/ Chemikalien. Die Kombination Rohöl/Wasser kann beispielsweise für den beim Seetransport nötigen Ballastausgleich von Bedeutung sein; auch für kontinuierlichen Ballastausgleich bei ölgeheizten Schiffen kann dieser Behälter ohne weiteres verwendbar sein, indem der für Ballastwasser bestimmte Behälterkörper laufend mit so viel Wasser beschickt wird, als dem durch den Ölverbrauch entstehenden Öl abgang aus dem anderen Behälterkörper entspricht. Wenn mehrere flexible innere Behälterkörper vorhanden sind, können selbstverständlich mehr als zwei verschiedene Güter wechselweise oder gleichzeitig transportiert bzw. gelagert werden.
Vom erfindungsgemässen Behälter sind anschlie ssend anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung auf dieser veranschaulichte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen kugelförmigen Behälter mit in einem äusseren starrwandigen Behälterkörper befestigten flexiblen inneren Behälterkörper für zwei potentielle Aufnahmeräume für Schüttgut, wobei der flexible Behälterkörper seine maximale Aufnahmekapazität besitzt,
Fig. 2 denselben Behälter wie in Fig. 1, wobei jedoch der starre Behälterkörper seine maximale Kapazität besitzt,
Fig. 3 ebenfalls einen schematischen Querschnitt druch einen kugelförmigen Behälter, jedoch mit drei im starrwandigen äusseren Behälterkörper befestigten, inneren flexiblen Behälterkörpern für vier potentielle Aufnahmeräume,
Fig.
4 einen schematischen Querschnitt durch einen liegenden zylindrischen Behälter mit zwei inneren flexiblen Behälterkörpern für drei potentielle Räume, und
Fig. 5, 6 und 7 einige konstruktive Einzelheiten einer beispielsweisen Ausführungsform der Ein und Ablassöffnung eines flexiblen Behälterkörpers.
Im einzelnen zeigt Fig. 1 den starrwandigen, äusseren Behälterkörper 1 mit einer Einlass- und einer Ablassöffnung 2 bzw. 3. Der im Behälterkörper 1 befestigte flexible innere Behälterkörper 4 zeigt in dieser Darstellung seine Maximalaufnahmekapazität. Die Form des gefüllten Behälterkörpers 4 ist der des Behälterkörpers 1 ähnlich. Das eingefüllte Schüttgut kann ihn so weit dehnen, dass er den Innenraum des Behälterkörpers 1 ausfüllt und der Raum 5 zwischen der flexiblen und der starren Wand praktisch Null wird, so dass der Unterschied der Aufnahmevolumen von flexiblem und starrem Behälterkörper praktisch nur durch das Eigenvolumen des Wandmaterials des flexiblen Behälterkörpers bedingt ist, das gegenüber dem Volumen des vom Behälterkörper 4 gebildeten Raumes 7 vernachlässigbar gering ist.
Das Maximalvolumen des flexiblen Behälterkörpers wird vor allem bei Beschickung mit flüssigem Gut zu erreichen sein. Bei Beschickung mit festem schüttbarem Gut wird das erreichbare Volumen des flexiblen Behälterkörpers meist etwas unter dem theoretischen Maximalvolumen liegen.
Die Füllung des flexiblen Behälterkörpers und seine Entleerung kann durch die von seinen durch die Wandung des Behälterkörpers 1 hindurchgeführten Stutzen gebildete Öffnung 6 bzw. 8 vorgenommen werden. Es kann auch eine der beiden Öffnungen, beispielsweise die untere Öffnung 8, vollständig wegfallen; in diesem Fall wird sowohl Beschickung wie Entleerung des flexiblen Behälterkörpers durch die Öffnung 6 vorgenommen. Die Füllung geschieht in diesem Falle zweckmässig von oben, während die Entleerung sowohl nach oben (Einführung eines Entleerungsorgans, z. B. eines Schlauches), als auch nach unten (Kippen des Gesamtbehälters) erfolgen kann.
In Fig. 2 ist derselbe Behälter wie in Fig. 1 dargestellt, wobei jedoch hier der Raum 5 des Behälterkörpers 1 bis zu seinem Maximalvolumen gefüllt ist, während der Behälterkörper 4 einen Raum 7 mit dem Volumen Null aufweist. Während der Raum 7 in Fig. 1 jedoch nur von der flexiblen Wand des Behälterkörpers 4 umschlossen ist, ist der Raum 5 teilweise von der starren Wand des Behälterkörpers 1 und teilweise von der flexiblen Wand des Behälterkörpers 4 umschlossen. Bezüglich des Maximalvolumens von Raum 5 gilt in analoger Weise das zum Maximalvolumen von Raum 7 Gesagte.
Es ist zweckmässig, das Füllen und Entleeren der Räume 5 bzw. 7 zu koppeln, weil dadurch sowohl der Energie- wie der Zeitverbrauch dieser Vorgänge verringert werden kann. Wenn beispielsweise der Inhalt des in Fig. 1 dargestellten Raumes 7 bei verschlossener oberer Öffnung 6 durch die Öffnung 8 ausströmt, wird bei verschlossener unterer Öffnung 3 an der Öffnung 2 ein Sog entstehen, der zur Füllung des Raumes 5 ausgenützt werden kann. Anderseits kann auch der Enileerungsvorgang von Raum 7 dadurch beschleunigt werden, dass komprimierte Luft durch die Öffnung 2 und/oder 3 in den Raum 5 eingeblasen wird.
Fig. 3 zeigt ebenfalls einen schematischen Schnitt durch einen kugelförmigen Transport-und Aufbewahrungsbehälter, diesmal jedoch mit drei flexiblen Behälterkörpern 10, 11, 12 innerhalb des starrwandigen äusseren Behälterkörpers 9. Insgesamt stehen in dieser Ausführungsform wahlweise vier potentielle Aufnahmeräume 18, 19, 20, 21 für Schüttgut zur Verfügung, wobei der Behälterkörper 11 gefüllt ist und seine Wandung vom eingefüllten Schüttgut auf das Maximalvolumen 18 gedehnt werden kann, mit der Form des Behälterkörpers 9 ähnlicher Form, während die potentiellen Räume der anderen drei Behälterkörper ihr Minimalvolumen Null besitzen. Zur besseren Übersicht sind in dieser Darstellung nur die oberen Öffnungen 13, 14, 15, 16 der einzelnen Behälterkörper dargestellt.
An der unteren Seite des Behälters ist lediglich die Öffnung 17 des Behälterkörpers 9 für den potentiellen Raum 21 dargestellt. Es ist jedoch ohne weiteres einzusehen, dass zu jedem Behälterkörperraum mehr als eine Zugangsöffnung vorgesehen sein kann.
Zwischen den in Fig. 1 bis 3 dargestellten Volumenverhältnissen der verschiedenen bildbaren Aufnahmeräume der Behälter sind beliebig viele Zwi- schenstadien realisierbar. Während in diesen Figuren jeweils ein Behälterkörper einen Raum mit Maximalvolumen bildet und alle anderen Behälterkörper Räume mit Minimalvolumen von praktisch gleich Null, kann jeder Behälterkörper einen Raum bilden, der ein Teilvolumen seines potentiellen Maximalvolumens besitzt, wobei selbstverständlich die Summe aller Teilvolumina höchstens gleich dem Maximalvolumen eines einzelnen Behälterkörpers bzw. des Gesamtbehälters ist.
Dies bedeutet in der Praxis, dass in dem in Fig. 3 dargestellten Behälter gleichzeitig vier verschiedene schüttbare Güter gelagert oder transportiert werden können.
In Fig. 4 ist ein liegender zylindrischer Behälter mit dem starrwandigen äusseren Behälterkörper 22 und zwei flexiblen inneren, im äusseren befestigten Behälterkörpern 23, 24 dargestellt. Dementsprechend besitzt der Gesamtbehälter insgesamt drei potentielle Aufnahmeräume 25, 26, 27 für Schüttgut, wobei in der Darstellung der durch Dehnung des flexiblen inneren Behälterkörpers 24 gebildete Aufnahmeraum 27 seine Maximalkapazität besitzt, wobei seine Form wieder dem äusseren Behälterkörper 22 ähnlich ist und dessen Innenraum praktisch ausfüllt. Drei obere Öffnungen 28, 29, 30 und drei untere Öffnungen 31, 32, 33 können zum Füllen und Entleeren der Behälterkörper verwendet werden.
Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen einige konstruktive Möglichkeiten der Anordnung der flexiblen Behälterkörper innerhalb des starrwandigen äusseren Behälterkörpers. In Fig. 5 läuft die Wandung eines flexiblen Behälterkörpers 34 mit bei seiner Füllung kreisförmigem Querschnitt in ein Mundstück 35 aus, das über einen beispielsweise aus Metall bestehenden starren Rohrstutzen 36 gezogen und an diesem durch das Spannband 37 festgeklemmt ist. Ein flexibler Behälter kann je nach seiner Form und den technischen Anforderungen mit mehr als einer Öffnung versehen sein. Gewöhnlich wird der flexible Behälterkörper an seinen die Öffnung bildenden Teilen, beispielsweise über den Rohrstutzen, mit der Wand des starrwandigen äusseren Behälterkörpers verbunden.
Zweckmässigerweise wird als Befestigungsmittel eine lösbare Verbindung bevorzugt, weil dadurch ein Auswechseln des flexiblen Behälterkörpers ermöglicht werden kann.
Ausser an den die Öffnung bildenden Teilen kann die Wand des flexiblen Behälterkörpers auch an anderen Stellen mit der starren Wand des äusseren Behälterkörpers verbunden sein; dabei ist jedoch darauf zu achten, dass der flexible Behälterkörper nur so weit festgelegt ist, dass seine Füllung bzw. Entleerung bis zur maximalen Kapazität bzw. minimalen Volumen erfolgen kann. Dies bedeutet im praktischen Fall, dass man bei einer gegebenen Behälterform eine den grössten Querschnitt ergebende Schnittfläche durch den Behälter festlegt und alle Verbindungen zwischen starrem und flexiblem Behälterkörper zweckmässigerweise auf einer Seite dieser Ebene anbringt, so dass je etwa die Hälfte der flexiblen Wandfläche sich beiderseits der Schnittfläche befinden kann.
Es kann auch zweckmässig sein, einzelne Öffnungen des starrwandigen Behälterkörpers mit einem Rost zu versehen, wie dies in Fig. 6 angedeutet ist, wo die innere Mündung des Rohrstutzens 36 in der starren Behälterkörperwand 37 von dem mit seitlichen Ausnehmungen 39 versehenen Rost 38 überdeckt ist. Gleichzeitig kann die starre Behälterwand, wie in Fig. 7 schematisch angedeutet, so ausgebildet sein, dass zwischen der starren und einer bei der Füllung des inneren Behälterkörpers darauf aufliegenden flexiblen Wand ein freier Raum ausgespart bleibt. Fig. 7 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt aus einem kugelförmigen starren äusseren Behälterkörper mit gegen seine Öffnung sich erweiternden Abströmkanälen 41, welche in die seitlichen Öffnungen 42 des Rostes 43 (vergleiche Fig. 6) münden.
Eine solche Anordnung kann beispielsweise vorteilhaft dann vorgesehen werden, wenn zwischen flexibler Wand eines inneren Behälterkörpers und starrer Wand des äusseren Behälterkörpers befindliches Medium, wie Treibstoff, sukzessive durch Wasserballast im flexiblen inneren Behälterkörper ersetzt werden soll. Mit zunehmender Füllung des letzteren kann dieser sich dann an die Wandung des starrwandigen Behälterkörpers anschmiegen, ohne den Abfluss des zwischen flexibler und starrer Wand befindlichen Mediums zu unterbinden.
Als Material für die flexiblen Behälterkörper kommen alle Materialien in Frage, die für das jeweilige schüttbare Gut dicht sind. Besonders geeignet sind beschichtete Gewebe, wobei die Schicht aus geeigneten natürlichen oder synthetischen Polymeren, wie Kunst- oder Naturkautschuk, Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyäthylenglykolterephtalat, Polytetrafluoräthylen und ähnlichen, aus Cellulose und deren Derivaten oder aus entsprechend flexiblen Blechen bestehen kann, und das Gewebe in der Form eines üblichen Industriegewebes zur Verstärkung der Schicht dient; in den meisten praktischen Fällen wird eine gas- und flüssigkeitsdichte Schicht erwünscht sein.
Es können auch Folien oder entsprechend starke Filme ohne Gewebeverstärkung verwendet werden, wenn sie entsprechend günstige Eigenschaften in bezug auf mechanische Festigkeit, Flexibilität und Elastizität aufweisen, was bei den oben erwähnten Schichtmaterialien der Fall ist. Schichten aus den oben aufgeführten Materialien können auch hinsichtlich ihrer chemischen Beständigkeit, beispielsweise gegen aggressive Chemikalien, wie Säuren oder quellend wirkende Stoffe, wie Öle, ausgewählt sein.
Es kann auch wünschenswert sein, die Wand des äusseren Behälterkörpers innen durch Aufbringen einer geeigneten (z. B. künstlichen oder natürlichen) Materialschicht gegen das Füllgut widerstandsfähig zu machen oder zu polstern, wodurch auch die Wände des flexiblen Behälterkörpers geschont werden können. Im allgemeinen wird man darauf hinzielen, dass die flexible Wand des inneren Behälterkörpers möglichst wenig geknickt und gefaltet wird, da dies bei entsprechenden schüttbaren Gütern naturgemäss zu einer schnelleren Abnutzung führt.
Die Form des starrwandigen Behälterkörpers kann kugelförmig oder zylindrisch sein. Wenn eckige Behälterformen verwendet werden, sollen scharfe Kanten vermieden, das heisst abgerundet sein.
Während bei Transportbehältern für den äussern Behälterkörper meist solche Materialien in Frage kommen, die bei relativ geringem Gewicht eine hinreichende mechanische Festigkeit besitzen, das heisst Metalle wie Stahl, Aluminium, Kunststoffe usw., kommen besonders bei ortsfesten Behältern dafür auch Holz, Mauerwerk und Beton in Frage, wie dies bei verschiedenen Lagerbehältern, beispielsweise bei Silos, üblich ist. Bei Transportbehältern mit äusserem Behälterkörper aus Metall kann dieser auch so ausgebildet sein, dass er Überdruck von beispielsweise 0 bis 200 atü aufnehmen kann.