Die Erfindung betrifft einen Metallbehälter gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Metallbehälter werden in der Industrie häufig zum Transport bzw. für die Lagerung umweltgefährdender Substanzen verwendet, die beispielsweise in der Chemie für die Herstellung von pharmakologischen Produkten, Farbstoffen, Lebensmitteln usw. benötigt werden. Wenn die in die Behälter abzufüllenden Flüssigkeiten auch praktisch drucklos, d.h. bei atmosphärischem Druck eingefüllt und transportiert werden, so muss in vielen Fällen doch mit dem Risiko einer unvorhergesehenen Erhöhung des Innendruckes gerechnet werden, was beispielsweise durch eine Wärmeentwicklung unter dem Einfluss direkter Sonneneinstrahlung verursacht sein kann.
In einem solchen Falle muss im Hinblick auf die umweltgefährdenden Aspekte der Flüssigkeit einerseits gewährleistet sein, dass der Innendruck beim Erreichen eines bestimmten, vorgegebenen Druckbereichs (zur Zeit maximal 0, 65 bar) entlastet wird, während andererseits Vorsorge getroffen sein muss, dass die das Mannloch abdichtende Ringdichtung nicht unter dem Einfluss des plötzlichen Druckanstieges von ihrem Sitz nach aussen gepresst wird und damit der im Behälter enthaltenen Flüssigkeit den Weg nach aussen freigibt.
Zur Entlastung eines Behälterinnendrucks kann in der Behälterwandung ein Sicherheitsventil angebracht werden. Sicherheitsventile sind jedoch kostspielig und erfordern regelmässige Wartung.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen metallischen Flüssigkeitsbehälter mit Mannlochdeckel vorzuschlagen, der den derzeit geltenden Sicherheitsvorschriften voll Rechnung trägt und es mit relativ geringem Kostenaufwand und unkompliziertem konstruktivem Aufbau gestattet, einen unvorhergesehenen Innendruck sicher zu entlasten und das Herauspressen der Mannlochdichtung auch unter extremen Belastungsbedingungen mit Sicherheit zu unterbinden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt das Oberteil eines für den Flüssigkeitstransport bestimmten Metallbehälters mit Mannlochdeckel,
Fig. 2 und 3 sind Schnittdarstellungen des Scharnierbereichs und zeigen das Deckelscharnier in seinen beiden Betriebsstellungen und die
Fig. 4 und 5 zeigen den Scharnierbereich des Behälterdeckels in perspektivischer Darstellung.
Auf der oberen Stirnseite 1 eines im wesentlichen parallelepipedförmigen, aus rostfreiem Stahl erstellten Flüssigkeitsbehälters 2 befindet sich ein kreisrundes Mannloch M (Fig. 3), das durch einen Deckel 3 verschliessbar ist. Der Deckel 3, dessen Hauptfunktion der gasdichte Verschluss des Mannloches M ist, ist mittels eines Scharniers 4 an der Behälterstirnseite 1 befestigt und kann mit Hilfe dreier Klappschrauben 5 auf einen die Mannlochöffnung umgebenden Sitz geklemmt werden.
Wie Fig. 2 zeigt, ist an der Innenfläche des Deckels 3, in geringem Abstand von dessen Randkante, ein ringförmiger Deckelflansch 6 befestigt. Dieser Deckelflansch 6 ragt somit vom Deckel 3 nach innen und ist mit einer Aufnahmenut 6a für eine Ringdichtung 7 versehen. Die Aufnahmenut 6a kann, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, einen praktisch rechteckförmigen Querschnitt zeigen und ist so dimensioniert, dass sie 50 bis 70% des Gesamtvolumens der Ringdichtung 7 aufzunehmen vermag.
Die Ringdichtung 7 kann, wie in Fig. 2, eine massive O-Ringdichtung sein, doch sind andere Querschnitte wie Lippen- oder Flachdichtungen oder auch die Verwendung von Schlauchdichtungen ohne weiteres möglich.
An der die Mannlochöffnung M umgebenden Zarge 8 der Behälterstirnwand 1 ist ein Anpressflansch 9 befestigt, welcher in der praktisch innendrucklosen Betriebssituation nach Fig. 2 im radialen Abstand "r" von der Deckelflansch-Unterkante so angeordnet ist, dass dessen leicht abgeschrägte Anpressfläche F die elastisch verformbare Ringdichtung 7 einerseits in ihrer Aufnahmenut 6a hält und den überschüssigen Volumenabschnitt derselben unter gasdichter Abdichtung des zwischen Deckelflansch 6 und Anpressflansch 9 befindlichen Spaltes S nach oben presst. Die Anpressfläche F des behälterseitigen Anpressflansches 9 hat die Form eines mit seiner kleineren Stirnrläche nach unten weisenden Kegelstumpfes, so dass der ringförmige Spalt S durch die Ringdichtung 7 in der in Fig. 2 gezeigten Stellung auf seinem gesamten Umfang gasdicht verschlossen wird.
Das in Fig. 1 mit 4 bezeichnete Scharnier kann auf die unterschiedlichste Weise ausgebildet sein. Die hier als Beispiel gewählte Ausführungsform weist zwei deckelseitig befestigte Scharnierteile 10 auf, deren Haltefinger 11 am oberen Deckelrand angeschweisst sind und deren nach unten ragende Abschnitte mit je einem Langloch 12 mit vertikaler Längsachse versehen sind. Dementsprechend sind an der Aussenfläche des Anpressflansches 9 zwei behälterseitige Scharnierteile 13 befestigt, welche praktisch rechtwinklig vom Anpressflansch 9 nach aussen ragen und deren gegenseitiger Abstand so gewählt ist, dass die unteren Abschnitte der deckelseitigen Scharnierteile 10 zwischen die beiden Scharnierteile 13 geschoben und in dieser Lage zwecks Bildung eines Scharniers mit einer Achse A (Fig. 2) verbunden werden können.
Die Achse, ein einfacher mittels Splint sicherbarer und einen einseitigen Anschlagkopf aufweisender Stahlstift, wird durch die mit 13a bezeichneten Löcher der Scharnierteile 13 und die Langlöcher 12 hindurchgesteckt und gesichert.
Im Bereich zwischen den beiden Scharnierteilen 13 ist im Anpressflansch 9 eine radial gerichtete Durchgangsbohrung 14 angebracht, deren Abstand h von der Anpressflansch-Unterkante so gewählt ist, dass die innere Mündung der Radialbohrung 14 im normalen Betriebszustand des Behälters (Fig. 2) oberhalb der Ringdichtung 7 liegt, während des noch zu beschreibenden Ausnahmezustandes jedoch unter die Ringdichtung 7 zu liegen kommt und dann das Behälterinnere mit der Aussenluft verbindet.
Sobald sich nämlich innerhalb des Behälters 2 durch eine unvorhergesehene Ursache, beispielsweise eine Erwärmung des Produktes, ein Druck aufbaut, wird sich der Deckel 3 elastisch verbiegen, d.h. zwischen seinen drei Fixpunkten, die durch die Klappschrauben 5a, 5b, 5c festgelegt sind, nach oben elastisch ausbeulen. Diese Ausbeulung wird im Bereich des Scharniers 4 am grössten sein, da hier die Stützweite zwischen den beiden um 180 DEG auseinanderliegenden Klappschrauben 5a und 5c am grössten ist und das Scharnier 11 selbst aufgrund der Beweglichkeit der Achse A in den Langlöchern 12 keinen Fixpunkt darstellt.
Aufgrund dieser durch übermässigen Innendruck bedingten Durchbiegung des Deckels 3 im Scharnierbereich wird sich mit dem Deckelrand auch der Deckelflansch 6 nach oben bewegen, bis die in Fig. 3 gezeigte Lage erreicht ist, in welcher die durch den Behälter-Innendruck nach oben gepresste Ringdichtung 7 die Radialbohrung 14 freigibt. Damit wird das Behälterinnere druckentlastet und die Explosionsgefahr ist gebannt.
Die in den deckelseitigen Scharnierteilen 10 angeordneten Langlöcher 12 sollen somit einerseits die freie Beweglichkeit des zwischen den Klappschrauben 5a und 5c befindlichen Deckelteils zulassen und dienen andererseits als Begrenzung für die Deckeldurchbiegung. Dank dieser Hubbegrenzung ist gewährleistet, dass die Ringdichtung 7 auch in ihrer Stellung nach Fig. 3 stets innerhalb ihrer Aufnahmenut 6a bleibt und auch durch gegebenenfalls extrem hohen Innendruck nicht zwischen den beiden Flanschen 6 und 9 nach aussen gedrückt werden kann.
Das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel kann vom Fachmann im Rahmen des im unabhängigen Patentanspruchs definierten Erfindungsgedankens in vielfacherweise abgewandelt werden. So wäre es beispielsweise auch möglich, den Mannlochdeckel 3 lediglich mit zwei Befestigungsschrauben zu versehen und die Hubbegrenzung auf andere Weise, beispielsweise durch am Deckelrand angeordnete Krallen, zu lösen.
The invention relates to a metal container according to the preamble of claim 1.
Metal containers of this type are frequently used in industry for the transport or storage of environmentally hazardous substances which are required, for example, in chemistry for the production of pharmacological products, dyes, foods, etc. If the liquids to be filled into the containers are also practically unpressurized, i.e. filled and transported at atmospheric pressure, the risk of an unforeseen increase in the internal pressure must be expected in many cases, which can be caused, for example, by heat development under the influence of direct sunlight.
In such a case, with regard to the environmentally hazardous aspects of the liquid, it must be ensured on the one hand that the internal pressure is relieved when a certain, predetermined pressure range is reached (currently a maximum of 0.65 bar), while on the other hand precautions must be taken to ensure that the manhole sealing ring seal is not pressed outward from its seat under the influence of the sudden rise in pressure and thus clears the way out of the liquid contained in the container.
A safety valve can be installed in the container wall to relieve the pressure inside the container. However, safety valves are expensive and require regular maintenance.
It is the object of the present invention to propose a metallic liquid container with a manhole cover which takes full account of the currently applicable safety regulations and which, with relatively low cost and uncomplicated construction, allows to relieve an unforeseen internal pressure safely and to squeeze out the manhole seal even under extreme load conditions to prevent with certainty.
An embodiment of the subject matter of the invention is described below with reference to the accompanying drawings.
1 shows the upper part of a metal container with manhole cover intended for liquid transport,
2 and 3 are sectional views of the hinge area and show the lid hinge in its two operating positions and
4 and 5 show the hinge area of the container lid in a perspective view.
On the upper end face 1 of a substantially parallelepiped-shaped, made of stainless steel liquid container 2 is a circular manhole M (Fig. 3), which can be closed by a lid 3. The cover 3, the main function of which is the gas-tight closure of the manhole M, is fastened to the front face 1 of the container by means of a hinge 4 and can be clamped onto a seat surrounding the manhole opening with the aid of three folding screws 5.
As shown in FIG. 2, an annular cover flange 6 is fastened to the inner surface of the cover 3, at a short distance from its edge. This cover flange 6 thus projects inwards from the cover 3 and is provided with a receiving groove 6a for an annular seal 7. As can be seen from FIG. 2, the receiving groove 6a can have a practically rectangular cross section and is dimensioned in such a way that it can accommodate 50 to 70% of the total volume of the ring seal 7.
The ring seal 7 can, as in FIG. 2, be a solid O-ring seal, but other cross sections such as lip or flat seals or the use of hose seals are readily possible.
On the frame 8 surrounding the manhole opening M of the container end wall 1, a pressure flange 9 is fastened, which in the practically pressure-free operating situation according to FIG. 2 is arranged at a radial distance "r" from the lower edge of the cover flange such that its slightly beveled pressure surface F is elastic deformable ring seal 7, on the one hand, holds it in its receiving groove 6a and presses the excess volume section of the same, with gas-tight sealing of the gap S between the cover flange 6 and the pressure flange 9, upwards. The pressure surface F of the pressure flange 9 on the container side has the shape of a truncated cone with its smaller end face facing downward, so that the annular gap S is sealed gas-tight over its entire circumference by the ring seal 7 in the position shown in FIG. 2.
The hinge denoted by 4 in FIG. 1 can be designed in the most varied of ways. The embodiment chosen here as an example has two hinge parts 10 fastened on the cover side, the holding fingers 11 of which are welded to the upper edge of the cover and the downwardly projecting sections are each provided with an elongated hole 12 with a vertical longitudinal axis. Accordingly, two container-side hinge parts 13 are fastened to the outer surface of the pressure flange 9, which protrude practically at right angles from the pressure flange 9 and whose mutual distance is selected such that the lower sections of the lid-side hinge parts 10 are pushed between the two hinge parts 13 and in this position for this purpose Formation of a hinge with an axis A (Fig. 2) can be connected.
The axis, a simple steel pin that can be secured by means of a cotter pin and has a one-sided stop head, is inserted and secured through the holes of the hinge parts 13 and the elongated holes 12, designated 13a.
In the area between the two hinge parts 13, a radially directed through bore 14 is made in the pressure flange 9, the distance h from the pressure flange lower edge being selected such that the inner mouth of the radial bore 14 in the normal operating state of the container (FIG. 2) above the ring seal 7 lies, but comes to rest under the ring seal 7 during the exceptional state to be described, and then connects the interior of the container to the outside air.
As soon as a pressure builds up inside the container 2 due to an unforeseen cause, for example heating of the product, the lid 3 will bend elastically, i.e. between its three fixed points, which are determined by the folding screws 5a, 5b, 5c, bulge upwards elastically. This bulge will be greatest in the area of hinge 4, since here the span between the two folding screws 5a and 5c, which are 180 ° apart, is greatest and hinge 11 itself does not represent a fixed point due to the mobility of axis A in elongated holes 12.
Due to this deflection of the lid 3 in the hinge area due to excessive internal pressure, the lid flange 6 will also move upward with the lid edge until the position shown in FIG. 3 is reached, in which the ring seal 7 pressed upward by the tank internal pressure Radial bore 14 releases. This relieves the pressure inside the container and eliminates the risk of explosion.
The elongated holes 12 arranged in the lid-side hinge parts 10 are thus intended, on the one hand, to allow the lid part located between the folding screws 5a and 5c to move freely and, on the other hand, serve as a limitation for the deflection of the lid. Thanks to this stroke limitation, it is ensured that the ring seal 7, even in its position according to FIG. 3, always remains within its receiving groove 6a and also cannot be pressed out between the two flanges 6 and 9 by possibly extremely high internal pressure.
The exemplary embodiment shown and described can be modified in many ways by a person skilled in the art within the scope of the inventive concept defined in the independent patent claim. For example, it would also be possible to provide the manhole cover 3 with only two fastening screws and to loosen the stroke limitation in another way, for example by means of claws arranged on the edge of the cover.