CH684940A5 - Lagerung für einen Kugelbehälter und Verfahren zur Herstellung derselben. - Google Patents
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Description
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Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung für einen Kugelbehälter für Gase und Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung der Lagerung.
Es sind bereits Kugelbehälter für Gase und Flüssigkeiten bekannt geworden, mit einer Lagerung, welche ein im Bereiche der vertikalen Achse des Kugelbehälters angeordnetes Fundament besitzt, auf welchem der Kugelbehälter aufruht. Es ist weiter üblich, das Fundament mit dem Kugelbehälter mittels einer Bindeschicht fest zu verbinden. Ein Nachteil dieser Ausführung besteht darin, dass es praktisch unmöglich ist, die kugelkalottenförmige Auflagefläche des Fundaments genau dem Kugelbehälter anzupassen, da die Auflagefläche des letzteren von der theoretisch gegebenen Kugelform mehr oder weniger abweicht. Es darf nämlich nicht vergessen werden, dass es sich hier um Kugelbehälter mit einem Durchmesser von 25 bis 35 m und einem Gewicht bis zu 1000 t handeln kann. Der Auflagedruck des Kugelbehälters führt unweigerlich zu grösseren oder kleineren Abweichungen von der theoretisch berechneten Form. Durch diese Abweichungen entstehen zwischen den kontaktierenden Flächen des Kugelbehälters und des Fundaments kleinere oder grössere Hohlräume, die sich sehr nachteilig auswirken und unbedingt vermieden werden sollten. Zunächst bilden diese Hohlräume Herde, wo sich Kondensationswasser sammeln kann, was mit der Zeit zum Auftreten von Korrosionserscheinungen am Kugelbehälter und am Fundament führt und weiter, - was noch wichtiger ist -, können bei Bodensenkungen oder sonstigen tektonischen Veränderungen oder Erschütterungen an den Stellen, wo der Kugelbehälter nicht voll abgestützt ist, gefährliche Spannungen auftreten.
Darüber hinaus sind solche Kugelbehälter nicht oder nur ungenügend gegen stossartige Beanspruchungen, z.B. hervorgerufen durch Explosionen, Bodenerschütterungen, Erdbeben od.dgl. geschützt.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgemäss die Aufgabe zu Grunde, eine Lagerung für einen für Gase und Flüssigkeiten geeigneten Kugelbehälter vorzuschlagen, welche den Kugelbehälter auf seinem Fundament vollflächig abstützt und diesen gegen nachteilige Folgen auch beim Auftreten von Bodensenkungen, bei Erschütterungen, sonstigen tektonischen Veränderungen oder sogar gegen die Auswirkungen stossartigen Beanspruchungen, wie z.B. von Erdbeben, schützt, so dass stets eine zuverlässige und umweltsichere Verankerung des Kugelbehälters gegeben ist.
Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Lagerung für einen Kugelbehälter weist die im Anspruch 1 definierten Merkmale auf. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Massnahmen vorgesehen, die zusätzlich die Ausbildung der Stützfläche des Fundaments genau nach der kugelkalotten-förmigen Auflagefläche des Kugelbehälters betreffen, vorzugsweise durch Abdrucknehmen von letzterer durch die Stützfläche des Fundaments, sowie auch zusätzliche Massnahmen, die nicht nur zur Optimierung der erstrebten Wirkung dienen sollen, sondern insbesondere einen optimierten Schutz gegen stossartige Beanspruchungen, Erdbeben, Druckwellen etc. bieten.
Weitere zweckmässige Merkmale zur Ausbildung der Lagerung des Kugelbehälters sind in den abhängigen Ansprüchen definiert, während ein Verfahren zur Herstellung des Erfindungsgegenstands in den Ansprüchen 11 und 12 formuliert ist.
Auf beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands dargestellt, welches auch zur Erläuterung des Verfahrens dient.
Es zeigen:
Fig. 1 die prinzipielle Ausbildung der Lagerung im Vertikalschnitt unter Weglassung von Einzelheiten,
Fig. 2 die gleiche Lagerung in einer praktischen Ausbildung,
Fig. 3 eine Einzelheit zur Ausbildung der Stützschale,
Fig. 4 eine Einzelheit der Sicherheitsschicht, und
Fig. 5 eine Phase der Herstellung einer Lagerung für einen Kugelbehälter im Vertikalschnitt.
Die Lagerung für einen Kugelbehälter 1 weist eine aus der Fig. 1 ersichtliche Stützkonstruktion 18 auf, die aus übereinander angeordneten Schichten, und zwar aus einer Lastaufnahmeschicht 19, einer Zwischenschicht 12 sowie aus einer Sicherheitsschicht 13 besteht. Die Lastaufnahmeschicht 19 dient zur Aufnahme der auftretenden Vertikalkräfte und besteht aus einem hauptsächlich in der vertikalen Richtung belasteten, elastischen Material, z.B. aus geeignetem Kunststoffmaterial, während die Sicherheitsschicht 13 aus einem elastomeren, überwiegend in der horizontalen Richtung nachgiebigen Material besteht. Die Zwischenschicht 12 ist starr und kann u.U. auch aus Beton hergestellt werden.
Wie ferner aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht die Lastaufnahmeschicht 19 aus einzelnen, vorzugsweise plattenförmigen Elementen 10, die auf einer Stützschale 3 verteilt angeordnet, z.B. aufgeklebt sind. Die Fugen zwischen den plattenförmigen Elementen 10 können mit einer Dichtungsmasse 21 gefüllt sein.
Die Stützschale 3 entspricht in ihrer Gesamtausdehnung der Auflagefläche 14 des Kugelbehälters 1 und bildet demgemäss im wesentlichen eine Kugelkalotte, welche aus einzelnen, z.B. streifenförmigen Elementen 6 zusammengesetzt ist. Die genannten Elemente 6 werden mit Hilfe von Verbindungsklammern 8 nachgiebig miteinander verbunden, so dass die einzelnen Elemente 6 sich an die Auflagefläche 14 des Kugelbehälters 1 anpassen können, wie dies später noch beschrieben wird. In dieser Weise wird eine sogenannte Verbundschale gebildet, die in gewissen Grenzen in ihrer Form veränderbar ist. Zur Fixierung der einzelnen Elemente 6 sind Verbindungselemente 7 vorhanden, deren Funktion später beschrieben wird.
Unterhalb der Stützschale 3 befindet sich eine starre Zwischenschicht 12, z.B. aus Beton, in welcher die genannte Stützschale 3 durch die Veran-
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kerung der Verbindungsklammem 8 festgemacht ist. Die starre Zwischenschicht 12 ruht auf der Sicherheitsschicht 13, die eine elastomere Kunststoffschicht mit geringer Dicke ist und aus in der horizontalen Richtung federnden Einzelelementen 17 zusammengesetzt ist, die auf der ganzen Kontaktfläche des Fundaments 11 verteilt angeordnet sind.
Die Ausbildung der Einzelelemente 17 ist aus der Fig. 4 ersichtlich. Jedes Element weist einen z.B. zwischen zwei Metallplatten 16 eingefassten, ela-stomeren Flachkörper 15 auf, der homogen oder mit Ausnehmungen versehen ist, um dadurch die Nachgiebigkeit in der horizontalen Richtung zu beeinflussen. Die genannten Elemente 17 können durch spezielle Armierungen 20 im Fundament 11 bzw. in der Zwischenschicht 12 verankert sein.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 5 die Erstellung bzw. der Aufbau der Lagerung für den Kugelbehälter 1 mit Fundament erläutert.
Der kugelförmige Körper des Kugelbehälters 1 ruht auf zwei oder mehreren provisorischen Stützen 2, wobei die Auflagefläche des Kugelbehälters 1 sich oberhalb eines im Bereich der vertikalen Achse des Behälters 1 zu errichtenden Fundaments (in Fig. 1 nicht dargestellt) befindet. An dieser Stelle wird die Stützschale 3 auf vertikalen Teleskopstützen 4 angeordnet. Diese Stützschale 3 entspricht in ihrer Gesamtausdehnung der Auflagefläche 14 des Kugelbehälters 1 und bildet demgemäss im wesentlichen eine Kugelkalotte, welche, wie erläutert, aus einzelnen, z.B. streifenförmigen Elementen 6 besteht, die nachgiebig miteinander verbunden sind.
Durch Ausfahren der Teleskopstützen 4 wird die Stützschale 3 hochgehoben und gegen die untere Auflagefläche 14 des Kugelbehälters 1 gepresst. Die flexibel miteinander verbundenen Elemente 6 werden dabei gegeneinander verschwenkt, so dass die Stützschale 3 weitgehend exakt die Form der Auflagefläche 14 annimmt. Jetzt werden die einzelnen Elemente 6 in ihrer gegenseitigen Lage fixiert, damit der gebildete «Abdruck» der Auflagefläche 14 des Kugelbehälters 1 festgehalten wird. Zu diesem Zweck wird die Flexibifität der Verbindungsklammern 8 zwischen den Elementen 6 aufgehoben, was zweckmässig durch Fixierung derselben an starren Verbindungselementen 7 erfolgen kann. Die Verbindungselemente 7 sind zwischen den Verbindungsklammern 8 angeordnet und werden, nachdem die Form der Stützschale 3 festgelegt worden ist, mit den einzelnen Elementen 6 der Schale verbunden, z.B. durch Schweissnähte 9. Selbstverständlich kann dies auch durch andere geeignete Massnahmen geschehen.
Im nächsten Arbeitsgang wird die nunmehr steife, der Form der Auflagefläche 14 genauestens entsprechende Stützschale 3 mit Hilfe der Teleskopstützen 4 wieder gesenkt und mit einer elastischen Lastaufnahmeschicht 19 versehen, welche aus den einzelnen elastischen Platten 10 aus Kunststoff bestehen kann, die auf die gegen die Auflagefläche 14 des Kugelbehälters 1 gerichtete Fläche der Stützschale 3 aufgeklebt werden. Nachdem die obere Seite der Platten 10 mit Klebstoff bestrichen wurde, wird die Stützschale 3 wieder hochgehoben und auf der Auflagefläche 14 des Kugelbehälters 1
angeklebt. Zwischen den einzelnen Platten 10 verbleiben Fugen, in welche eine Dichtungsmasse 21 injiziert wird.
Der nächste Arbeitsgang betrifft die Erstellung der starren Zwischenschicht 12 aus starrem, weder vertikal noch horizontal nachgiebigem Material, z.B. aus einem geeigneten Kunststoff oder aus Beton. Im letzteren Falle kann eine Schalung direkt auf dem Fundament 11, unter Zwischenschaltung der Sicherheitsschicht 13, erstellt werden, welche Schalung dann in einem nächsten Arbeitsgang ausgegossen wird.
Die Anordnung der Sicherheitsschicht 13 ist besonders wichtig, da sie die Gefahren durch Erdbeben oder Stosswellen bei Explosionen nahezu vollständig zu bannen imstande ist. Die Ausbildung der Sicherheitsschicht 13 aus Einzelelementen 17 wurde bereits erläutert. Die Einzelelemente 17 werden auf der ganzen Stützfläche des Fundaments 11 verteilt angeordnet. Zuletzt wird der Kugelbehälter 1 auf die vorbereitete Lagerung gesenkt, wo die auftretenden horizontalen und vertikalen Kräfte durch die Stützkonstruktion 18 aufgenommen werden.
Der fertig erstellte Kugelbehälter 1 ruht also primär auf der elastischen Lastaufnahmeschicht 19, die durch die Platten 10 gebildet wird, welche auf den Einzelelementen 6 der Stützschale 3 festgemacht sind. Die Stützschale 3 entspricht dabei genauestens der Auflagefläche 14 des Kugelbehälters 1 und ruht ihrerseits auf der Zwischenschicht 12, welche unter Zwischenschaltung der Erdbeben-Sicherheitsschicht 13 auf dem Fundament 11 ruht.
Claims (12)
1. Lagerung für einen Kugelbehälter (1 ) für Gase oder Flüssigkeiten, mit einem im Bereich der vertikalen Achse des Kugelbehälters angeordneten Fundament (11 ) zur flächigen Abstützung eines vertikal nach unten gerichteten Teils der Oberfläche (14) des Kugelbehälters (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung eine auf dem Fundament (11) angeordnete Stützkonstruktion (18) aufweist, mit einer Lastaufnahmeschicht (19) zur Aufnahme der Vertikalkräfte, mit einer Sicherheitsschicht (13) zur Aufnahme der Horizontalkräfte und mit einer zwischen der Lastaufnahmeschicht (19) und der Sicherheitsschicht (13) angeordneten Zwischenschicht
(12).
2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastaufnahmeschicht (19) aus einem überwiegend in der vertikalen Richtung beanspruchten, elastischen Material, insbesondere aus Kunststoff, besteht, und dass die Sicherheitsschicht
(13) aus einem elastomeren, überwiegend in der horizontalen Richtung nachgiebigen Material gebildet ist, während die Zwischenschicht (12) in der vertikalen und in der horizontalen Richtung nicht nachgiebig, vorzugsweise starr ist.
3. Lagerung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastaufnahmeschicht (19) auf einer aus Einzelelementen (6) bestehenden Stützschale (3) angeordnet ist, welche Einzelelemente (6) in einer solchen gegenseitigen Stellung fixiert sind, in welcher die durch die Stütz5
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schale (3) gebildete Stützfläche in ihrer Form der Wölbung der Auflagefläche (14) des Kugelbehälters (1) entspricht.
4. Lagerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelelemente (6) der Stützschale (3) durch flexible, klammerartige Halterungen (8) miteinander verbunden und durch fixierbare Verbindungselemente (7) in ihrer gegenseitigen Lage festgehalten sind.
5. Lagerung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastaufnahmeschicht (19) aus Einzelelementen (10) zusammengesetzt ist.
6. Lagerung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastaufnahmeschicht (19) aus auf der ganzen Stützschale (3) verteilt angeordneten Plattenelementen (10), z.B. aus Kunststoff, besteht, welche sowohl mit der Auflagefläche (14) des Kugelbehälters (1) als auch mit der Stützschale (3) verklebt sind.
7. Lagerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fugen zwischen den die Lastaufnahmeschicht (19) bildenden Plattenelementen (10) mit Dichtungsmasse (21 ) gefüllt sind.
8. Lagerung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützschale (3) auf einer starren Zwischenschicht (12) verankert ist, welche unter Zwischenschaltung der Sicherheitsschicht (13) mit dem Fundament (11) verbunden ist.
9. Lagerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsschicht (13) eine elastomere Kunststoffschicht ist, welche vorzugsweise aus auf der ganzen Kontaktfläche des Fundaments (11) verteilt angeordneten, federnden Einzelelementen (17) besteht.
10. Lagerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes federnde Einzelelement (17) einen zwischen zwei Metallplatten (16) eingefass-ten, elastomeren, homogenen oder mit Ausnehmungen versehenen Flachkörper (15) aufweist, welcher zum Absorbieren von durch Druckwellen verursachten, vonwiegend in horizontaler Richtung auftretenden Schockbeanspruchungen geeignet ist.
11. Verfahren zur Herstellung einer Lagerung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer Stützkonstruktion (18) eine Lastaufnahmeschicht (19) direkt auf der Auflagefläche (14) des Kugelbehälters (1) erstellt, auf eine starre Zwischenschicht (12) abgesenkt und mit dieser verbunden wird, wobei die Zwischenschicht (12) vorgängig auf dem mit einer Sicherheitsschicht (13) versehenen Fundament (11 ) errichtet wurde.
12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Schritte:
- Erstellung des Kugelbehälters (1) wenigstens teilweise, auf einem Hilfsgerüst (2) oberhalb der Bodenfläche;
- Aufstellen einer aus Einzelelementen (6) bestehenden Stützschale (3) unterhalb der Auflagefläche (14) des Kugelbehälters (1);
- Hochfahren der Stützschale (3) gegen die abzustützende Fläche (14) des Kugelbehälters (1) und Anpassen der Stützschale (3) an die präzise Form der Auflagefläche (14) durch Andrücken der Stützschale (3) an die Auflagefläche (14) des Kugelbehälters;
- Fixieren der Einzelelemente (6) der Schale in der, der Form der Auflagefläche (14) angepassten Stellung derselben;
- Vertikales Senken der Stützschale (3) in die Ausgangsstellung;
- Anordnen einer elastischen Lastaufnahmeschicht (10) auf der Stützschale (3), Hochfahren derselben und Verbinden der Oberseite der elastischen Schicht (10) mit der Auflagefläche (14);
- Erstellen des Fundaments (11) unterhalb der Auflagefläche (14);
- Erstellen einer Schalung für eine starre Zwischenschicht (12) oberhalb des Fundaments (11);
- Einbauen einer Sicherheitsschicht (13) unterhalb der Schalung auf die Oberfläche des Fundaments (11);
- Erstellen der Zwischenschicht (12) durch Ausbetonieren der Schalung und Entfernen der Stützen (4); und
- Absenken des Kugelbehälters (1) samt Stützschale (3) auf das Fundament (11).
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104787509A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-07-22 | 成都来宝石油设备有限公司 | 一种安全可靠的石油存储系统 |
| CN109210371A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-15 | 杭州蓝捷氢能科技有限公司 | 一种具有保护功能的氢气瓶固定装置 |
| CN114194631A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-03-18 | 江苏龙源振华海洋工程有限公司 | 一种高防护性风机部件运输用固定装置 |
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1992
- 1992-01-29 CH CH24792A patent/CH684940A5/de not_active IP Right Cessation
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