CH682558A5

CH682558A5 - Lagerung mit einem Kugelbehälter und Verfahren zu deren Herstellung.

Info

Publication number: CH682558A5
Application number: CH22892A
Authority: CH
Original assignee: Buss Ag
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1993-10-15

Description

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CH 682 558 A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung mit einem Kugelbehälter für Gase oder Flüssigkeiten gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Lagerung.

In bekannter Weise werden kugelförmige Behälter mittels seitlichen Stützen gelagert, welche am Aussenumfang des Behälters angelegt und befestigt werden. Dabei ist es jedoch nicht zu vermeiden, dass je nach Füllungsgrad des Behälters und je nach spezifischem Gewicht des Lagergutes an den Befestigungsstellen der Stützen Spannungsspitzen mit Kerbwirkung auftreten. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass eine bei Lastwechsel, d.h. bei der Füllung und Entleerung des Behälters, auftretende starke Verformung des Behälters nicht aufgefangen werden kann und oft zu einer nicht mehr zulässigen Gesamtbeanspruchung führt. Schliesslich ist zu bedenken, dass die bekannten Lagerungen nicht erdbebensicher sind und nur dort verwendet werden können, wo das Auftreten von tektonischen Erschütterungen ausgeschlossen ist.

Man hat deshalb bereits vorgeschlagen, zur Lagerung ein Fundament zu verwenden, welches im Bereiche der vertikalen Achse des kugeiförmigen Behälters angeordnet ist und auf welchem der Kugelbehälter ruht.

Die Anordnung und Ausbildung des Fundamentes und die Verbindung desselben mit dem Kugelkörper bringt wiederum Probleme mit sich. Vorgeschlagen wurde bereits die Verwendung eines speziellen Fundamentes mit Zwischenschicht, auf welcher der Kugelbehälter ruht. Bei dieser Lösung wird die Belastung aber auch nicht auf die ganze Fläche, mit der der Kugelbehälter auf dem Fundament aufruht, gleichmässig verteilt und die Kraftübertragung der Belastung auf das Fundament kann nur durch komplizierte Vorkehrungen einiger-massen befriedigend gelöst werden. So ist oft die Verwendung von eingebetteten starren Käfigelementen erforderlich, was sehr aufwendig und teuer ist und meistens nur zu unbefriedigenden Ergebnissen führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine Lagerung zu schaffen, bei der die Auflagekräfte in gleichmässiger Weise lotrecht auf-und abwärts übertragen werden, wobei gleichzeitig eine ungehinderte Verformung der Lagerung in bezüglich des Kugelbehälters radialer Richtung gewährleistet ist.

Erfindungsgemäss wird eine Lagerung mit einem Kugelbehälter vorgeschlagen, welche die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale aufweist. Weitere fakultative Merkmale von vorteilhaften Ausführungen und Varianten sind in den Ansprüchen 2 bis 5 formuliert.

Ferner umfasst die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen der vorgeschlagenen Lagerung mit einem Kugelbehälter. Die unter Schutz gestellten Verfahrensmerkmale sind im Anspruch 6 zusam-mengefasst.

Auf beiliegender Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 einen nur teilweise gezeichneten Kugelbehälter mit Lagerung im Vertikalschnitt,

Fig. 2 den umgestülpten Kalottenunterteil des Kugelbehälters in Aufsicht,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch einen Kugelbehälter mit Lagerung gemäss einer ersten Variante, und

Fig. 4 eine Einzelheit der Lagerung im Vertikalschnitt und in vergrössertem Massstab gezeichnet, gemäss einer zweiten Variante.

In der Fig. 1 ist ein nur teilweise gezeichneter Kugelbehälter 1 dargestellt, welcher einen Durchmesser von ca. 25 bis 35 m aufweisen kann. Das Gewicht beträgt, je nach Füllungsgrad und zu speicherndem Medium, 1000 t oder mehr, bei einem Eigengewicht von ca. 100 t. Der Kugelbehälter 1 ruht auf einem Fundament 2, welches aus einem Unterteil 3 und einem Oberteil 4 besteht. Der Auflagebereich 5 wird innerhalb eines Zentriwinkels Z so gewählt, dass die Kugelkalotte 5 im Auflagebereich unter allseitiger, gleichmässiger Druckbeanspruchung steht und die Spannungen im Übergangsbereich die voraus berechneten Werte nicht überschreiten.

Der Auflageteil 5 des Kugelbehälters 1 weist eine Stützschicht 6 auf, welche mit dem Oberteil 4 des Fundamentes 2 fest verbunden ist. Die Stützschicht

6 kann, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist, aus einzelnen Stützplatten 7 aus einem Material mit ela-stomerem Verhalten wie z.B. Kautschuk bestehen. Vorzugsweise wird eine Kautschukmischung gewählt, die hochwertiges Langzeitverhalten bezüglich der mechanischen Eigenschaften aufweist und ausserdem wetterfest und Chemikalien-beständig ist. Die Platten sind im Verhältnis zur Flächenausdehnung derselben relativ dünn, so dass der Widerstand des Elastomers in radialer Richtung des Kugelbehälters 1 sehr klein bleibt, während er in tangentialer Richtung dazu ausserordentlich gross ist. Der Widerstand in tangentialer Richtung kann noch durch die Anbringung von Löchern 8 in den Platten

7 zusätzlich vergrössert werden. Die schmalen Fugen 9 zwischen den Stützplatten 7 werden mit einer weichplastischen Masse, z.B. einem Dichtungsmaterial auf der Basis einer Thioplast-Masse, ausgefüllt.

Zur Herstellung der Lagerung des Kugelbehälters wird zunächst der kalottenartige Auflageteil 5 des Kugelbehälters 1 in umgestülpter Form (Fig. 2) erstellt und darauf die Stützschicht 6 in der Form von einzelnen Stützplatten 7 mittels Klebstoff befestigt. Die Fugen 9 zwischen den einzelnen Stützplatten 7 werden mit einer Dichtungsmasse gefüllt, welche nicht ganz aushärtet, sondern weichplastisch bleibt. Unabhängig davon wird der Betonunterteil 3 des Fundamentes auf einer Kiesschicht 10 errichtet und mit einem eingegossenen Hilfsgerüst 11 versehen. Die Oberflächen der Stützplatten 7 werden mit einer Klebmasse überzogen und der Kalottenteil anschliessend um 180° gedreht und auf das Hilfsgerüst 11 aufgesetzt. Anschliessend wird der Zweitbe-

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Eine weitere Ausführungsform der vorgeschlagenen Lagerung für einen Kugelbehälter ist aus dem Teilschnitt gemäss der Fig. 3 ersichtlich. Im Bereich der Auflagefläche des Kugelbehälters 12 ist eine Matte 13 angeordnet, welche an ihrer Unterseite rasterartig angeordnete, nach unten herausragende Stützen 14 aufweist, welche im Fundamentoberteil 15 verankert sind. Die Höhe der Stützen 14 wird im Verhältnis zur Dicke der Matte 13 so gewählt, dass eine Kraftübertragung im Sinne einer horizontalen Verschiebung des Kugelbehälters 1 gegenüber dem Fundament 15 vollständig verhindert wird und die Lastübertragung nur senkrecht erfolgt. Nach Erstellung der Verbindung zwischen Matte 13 und Fundamentoberteil 15 wird am Rand der Matte 13 ein Kunststoffring 16 aufgebracht.

In der Fig. 4 ist eine weitere Variante des Erfindungsgegenstandes dargestellt, welche sich insbesondere für einen Kugelbehälter zur Aufnahme von gasförmigen oder flüssigen Medien bei tiefen Temperaturen, vorzugsweise unterhalb von -50°C, eignet. Der nur teilweise gezeichnete Kugelbehälter 32 ist mit einer Aussenisolationsschicht 17 versehen und auf einem Fundament mit Oberteil 18 gelagert, dessen Oberfläche mit einer Stahl- oder Blechlagerschale 19 versehen ist. Mittels einer Klebeschicht 20 ist ein Polster 21 auf der Schale 19 befestigt. Das Polster 21 ist oben und unten mit je einer Matte 22 und 23 versehen, wobei die obere Matte 22, welche mit dem Kugelbehälter in unmittelbarer Verbindung steht, aus einer kältefesten Aluminium-draht-Fiizschicht besteht, während die untere Matte 23 aus Mineralfasern aufgebaut ist. Zwischen den Matten 22 und 23 sind Stützen 24 z.B. aus Schaumglasstein mit hohem Wärmedämmvermögen vorhanden. Am Rand des Polsters 21 ist ein Ring 25 aus Wärmedämmstoff mit einer flexiblen Ringdichtung 33 angeordnet.

In der beschriebenen Weise ist der Kugelbehälter nahezu vollkommen formgestützt und erdbebensicher gelagert. Die Kugelkalotte wird durch vorfabrizierte Teile zum fertigen Kugelbehälter ergänzt. Durch die plattenartigen Stützen werden möglicherweise auftretende horizontale Bewegungen stark gedämpft, so dass eine vorteilhafte Schwingungsisolation und Erdbebensicherheit erreicht wird.

Claims

Patentansprüche

1. Lagerung mit einem Kugelbehälter für Gase oder Flüssigkeiten, welche ein im Bereich der vertikalen Achse des Kugelbehälters angeordnetes Fundament aufweist, wobei zwischen dem Fundament und dem Kugelbehälter eine Zwischenschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Zwischenschicht eine sowohl mit dem Fundament (2) als auch mit der Auflagefläche des Kugelbehälters (1) verbundene, polsterartige Stützschicht (6) aus einem Werkstoff mit elastomerem Verhalten angeordnet ist.

2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polsterartige Stützschicht (6) aus gegebenenfalls mit Löchern (8) versehenen, einzelnen Stützplatten (7) besteht, die über die gesamte Auflagefläche des Kugelbehälters so verteilt angeordnet sind, dass zwischen den einzelnen Platten (7) Fugen (9) verbleiben, die mit einem Dichtungsmaterial, z.B. mit einer Thioplastmasse, ausgefüllt sind.

3. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polsterartige Stützschicht aus einer Matte (13) besteht, die mittels einseitig vorstehenden Stützen (14) im Fundamentoberteil (15) verankert ist.

4. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polsterartige Stützschicht (21) an ihrer Ober- und Unterseite eine tieftemperaturresi-stente, elastische Membranschicht (22, 23), vorzugsweise aus Aluminiumdraht oder aus Mineralfasern, mit rasterartig verteilten Stützen (24) aufweist.

5. Lagerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fundament (2) in der Horizontalebene geteilt ausgeführt ist.

6. Verfahren zu Herstellung einer Lagerung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erstellung eines Fundamentunterteils (3) und eines kalottenartigen Auflageteils (5) des Kugelbehälters auf die Lagerfläche des Auflageteils (5) kalottenförmige Stützplatten (7) aus elastomerem Material aufgeklebt und die Fugen (9) zwischen den Platten (7) mit einer Dichtungsmasse ausgefüllt werden, wonach der kalottenartige Auflageteil (5) in einer auf den Fundamentunterteil ausgerichteten Lage auf ein auf dem Fundamentunterteil (3) errichtetes Hilfsgerüst (11) aufgesetzt wird, worauf der Fundamentoberteil (4) in Zweitbeton errichtet und mit den Stützplatten (7) fest verbunden wird, so dass das Hilfsgerüst (11) als Armierung des Fundamentoberteils (4) verbleibt.

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