DE102006018488B4

DE102006018488B4 - Einrichtung zum Thixotropieren gefährlicher Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE102006018488B4
Application number: DE102006018488A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr. Blanke-Bohne; Reinhold Dr. Marquardt
Original assignee: Thixo II GmbH
Current assignee: Thixo II GmbH
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-04-20
Also published as: DE102006018488A1

Abstract

Einrichtung zur Einbringung eines oder mehrerer eine Flüssigkeit thixotropierender Stoffe in einen Behälter (1) zum Aufbewahren dieser Flüssigkeit,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung einen Tank (4) mit den thixotropierenden Stoffen, eine Zuführungsvorrichtung (7) zum Transport der thixotropierenden Stoffe aus dem Tank (4) in den Behälter (1) mit der Flüssigkeit
sowie eine Druckerzeugungsvorrichtung (5) zur Erzeugung eines vom Tank (4) zum Behälter (1) gerichteten Druckgradienten in den thixotropierenden Stoffen innerhalb der Zuführungsvorrichtung (7) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einbringung eines oder mehrerer eine Flüssigkeit thixotropierender Stoffe in einen Behälter zum Aufbewahren dieser Flüssigkeit.
Behälter zum Aufbewahren einer Flüssigkeit mit einer Vorrichtung zum Zuführen von thixotropierenden Stoffen in den Behälter finden in der Chemie-Industrie Verwendung, wenn Flüssigkeiten durch Zugabe eines entsprechenden Agens verfestigt werden sollen (Thixotropie), ohne dass dazu eine wesentliche Temperaturänderung wie beim Verfestigen durch Gefrieren erforderlich ist. Auf ähnliche Weise wird beispielsweise auch ein 2-Komponenten Klebstoff verfestigt, jedoch ist hierbei die verfestigende Komponente ein Härter, der durch chemische Reaktion mit der ersten Komponente eine in der Regel irreversible Verfestigung bewirkt, während beim Thixotropieren eine Verfestigung durch physikalische Wechselwirkung der Bestandteile hervorgerufen wird, die auch wieder rückgängig gemacht werden kann (Rückverflüssigung).

DE 37 06 860 C2 beschreibt beispielsweise eine thixotrope Zubereitung mittels hochdispersiven Siliziumoxids.

Die Handhabung von Flüssigkeiten im täglichen Leben kann mit diversen Gefahren verbunden sein: Beispielsweise geht ein Unfall beim Transport von flüssigen Gefahrgütern in der Regel damit einher, dass das Gefahrgut aus dem Behälter ausläuft und dabei die Umwelt nachhaltig und großräumig verseucht wird. Bei brennbaren Flüssigkeiten kann dabei eine explosionsartige Flammenentwicklung entstehen. Eine Einrichtung zum Abdichten von Leckstellen an Behältnissen, bei dem das aus der Leckstelle ausströmende Medium mittels eines Kühlmittels durch Gefrieren des Mediums verfestigt wird, ist aus DE 28 13 449 A1 bekannt. Jedoch muss hierbei das zu verfestigende Medium unterhalb seiner Schmelztemperatur abgekühlt werden. Eine Thixotropie, also eine schnelle Verfestigung der gefährlichen Flüssigkeiten, könnte in solchen Notfällen dazu beitragen Katastrophen zu verhindern. Das gleiche gilt auch für die Verhinderung eines Brandes oder einer Explosion eines Kraftstofftanks bei Fahrzeugen, die in einen Unfall verwickelt wurden, oder zur Verhinderung von Umweltschäden bei Havarie eines Tankschiffes. Als weiteres Beispiel sei das unbeabsichtigte Auslaufen eines Güllebehälters und eine dadurch hervorgerufene Umweltbelastung genannt. Auch hier könnte mit einer gezielten Einleitung einer thixotropischen „Reaktion" größeres Unheil vermieden werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, mit Hilfe derer thixotropierende Stoffe in die in dem Behälter befindliche Flüssigkeit einzubringen sind und so die Flüssigkeit unter bestimmten, definierten Umständen am Austritt bzw. Auslaufen gehindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf wirkungsvolle Weise dadurch gelöst, dass die Einrichtung einen Tank mit den thixotropierenden Stoffen, eine Zuführungsvorrichtung zum Transport der thixotropierenden Stoffe aus dem Tank in den Behälter mit der Flüssigkeit, sowie eine Druckerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines vom Tank zum Behälter gerichteten positiven Druckgradienten in den thixotropierenden Stoffen innerhalb der Zuführungsvorrichtung umfasst.

Die Einbringung der thixotropierenden Stoffe in die Flüssigkeit im Behälter kann mechanisch, elektrisch, magnetisch oder pneumatisch erfolgen, beispielsweise durch Gasdruck, mittels Pumpen oder anderer geeigneter Einrichtungen. Um eine schnelle und umfassende thixotropische Reaktion im Bedarfsfall zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn das Einbringen der thixotropierenden Stoffe in die Flüssigkeit im Behälter unter Einwirkung einer äußeren Kraft erfolgt.

Vorzugsweise ist die Einrichtung so ausgestaltet, dass sie aufgrund eines Signals aus einem Signalgeber den oder die thixotropierenden Stoffe der Flüssigkeit im Behälter derart zuführt, dass die Flüssigkeit zumindest in einer geschlossenen, von einem gegebenenfalls nicht thixotropierten Rest der Flüssigkeit nicht durchdringbaren, äußeren Schicht innerhalb des Behälters vollständig thixotropiert. Diese Schicht kann sich über die gesamte innere Oberfläche des Behälters erstrecken, aber eventuell auch nur über einen in sich geschlossenen Teilbereich, beispielsweise als Dichtfläche oder Pfropfen an einer Stelle, wo der Behälter von außen her verletzt wird. Denkbar sind auch Varianten, bei denen Teilbereiche der Flüssigkeit im Volumen des Behälters thixotropiert werden, etwa in Form von festen Wabenstrukturen innerhalb der Restflüssigkeit.

Auf diese Weise kann in definierten Situationen bei Vorliegen des entsprechenden Signals aus dem Signalgeber sicher verhindert werden, dass beispielsweise eine brennbare, explosive, giftige oder in sonst einer Weise die Umwelt gefährdende Flüssigkeit aus dem Behälter austritt, da sie durch Zugabe der thixotropierenden Stoffe zumindest in ihrer äußeren Schicht verfestigt wird. Die Thixotropie kann statt nur in der äußeren Schicht auch vollständig erfolgen, indem auch das Innere des Flüssigkeitsvolumens mit den thixotropierenden Stoffen versetzt und dadurch verfestigt wird. Damit wird ebenfalls ein unerwünschter Austritt der Flüssigkeit aus dem Behälter verhindert, wobei allerdings in der Regel das „Durchreagieren" im Inneren des Volumens eine erheblich längere Zeit in Anspruch nehmen wird, als zum Beispiel das Thixotropieren lediglich der Außenhülle.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Einrichtung, wenn die Flüssigkeit im Behälter ein Gefahrgut ist. Insbesondere bei brennbaren und/oder explosiven Flüssigkeiten, aber auch, wenn die Flüssigkeit im Behälter ätzend und/oder toxisch ist, insbesondere Säure, Lauge oder flüssige Giftstoffe enthält, kann mit Hilfe der Erfindung im Notfall ein Unglück verhindert werden. Dies gilt auch im Einsatz bei umweltschädlichen, insbesondere boden- und/oder grundwasserschädlichen Flüssigkeiten, beispielsweise Gülle, flüssige Weichmacher, Lösungsmittel und dergleichen.

Um das Vorliegen eines Notfalls oder auch schon ein sich anbahnendes Unglück sicher erkennen zu können, ist bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung der Signalgeber mit einem oder mehreren Sensoren, die entsprechende Gefahrenzustände detektieren können, verbunden.

Bei speziellen Weiterbildungen dieser Ausführungsformen können die Sensoren je nach Anwendungsfall positive oder negative Beschleunigungen (so z.B. beim Aufprall eines Fahrzeugs) und/oder Temperaturen und/oder Temperaturänderungen (etwa bei Beginn eines Brandes) und/oder Lageänderungen des Behälters bzw. der Flüssigkeit im Behälter (beispielsweise beim Verrutschen oder Verschieben der Ladung in einem Transporter oder Tanker) und/oder Änderungen des Flüssigkeitsspiegels im Behälter bzw. Leckagezustände des Behälters und/oder Rauch- bzw. Gasentwicklung in der Umgebung des Behälters detektieren. Bei Detektion eines solchen Vorfalls kann dann ein Signal an eine erfindungs gemäße Einrichtung gesendet werden, woraufhin mit Hilfe des Signalsgebers der Einrichtung die Einleitung der thixotropierenden Stoffe in den Behälter gestartet werden kann. Ist der betroffene Behälter nicht bereits mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattet ist es denkbar, dass die Sensoren ein Signal mit den Ortskoordinaten z.B. des verunglückten Schiffes an eine Station sendet, um einen Transport der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Unglücksort einzuleiten.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist der Signalgeber an ein manuelles Bedienelement, insbesondere an einen Notaus-Geber, angeschlossen, damit eine Bedienperson im Notfall „von Hand" die Thixotropierung einleiten, beziehungsweise die Übermittlung der benötigten Daten an z.B. eine Hilfsorganisation zum Überbringen der Einrichtung durchführen kann.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die thixotropierenden Stoffe aus der Gruppe der oberflächenaktiven Metalloxide (= Aerosile^®) gewählt sind, insbesondere SiO₂ und/oder TiO₂ und/oder Al₂O₃ und/oder ZrO₂ und/oder Fe₂O₃. Generell kommen als Verstärker pyrogene Kieselsäuren in Frage, also Metalloxide in reiner Form oder als Gemische auf molekularer Ebene oder als feine Partikel.

Je nach Anwendungsfall können die thixotropierenden Stoffe in Form von Pulver, Emulsion, Gel, Paste und/oder Aufschlämmung vorliegen. Als thixotropierende Stoffe werden insbesondere feinteilige, oberflächenaktive Festkörper mit einer Partikelgröße von weniger als 0,1 mm, vorzugsweise unter 0,05 mm eingesetzt. Die freie Oberfläche dieser Partikel liegt zwischen 20 und 600 m² pro Gramm der Substanz. Die Oberfläche der Partikel verfügt dabei über chemische Gruppen, welche in der Lage sind, eine Wechselwirkung mit anderen Substanzen einzugehen. Diese Gruppen können Teil der Partikel selbst oder auch fremde Substanzen sein, die entweder fest mit den Partikeln gekoppelt oder auch über polare Kräfte mit den Partikeln assoziiert sind.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung sieht vor, dass die thixotropierenden Stoffe in enger räumlicher Verbindung mit einem oder mehreren Trägermitteln vorliegen.

Alternativ können die thixotropierenden Stoffe aber auch als Tabletten, Chips oder Granulat vorliegen.

Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei welcher den thixotropierenden Stoffen eine oder mehrere haftvermittelnde Substanzen beigemischt sind. Dadurch wird ein festes Anhaften der thixotropierten Schicht an der entsprechenden inneren Oberfläche des Behälters bewirkt, so dass sichergestellt ist, dass keine Flüssigkeit aus dem Inneren des Behälters austreten kann.

Bei vorteilhaften Weiterbildungen dieser Ausführungsform können als Haftvermittler Polyalkohole und/oder Polysacharide und/oder Polycarbonsäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der anorganischen Säuren, insbesondere Ester der Säuren des Schwefels und/oder des Phosphors, vorgesehen sein.

Da gerade in Notfallsituationen große Schnelligkeit erforderlich ist, um ein größeres Unglück zu verhindern, wird bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die Einrichtung zum Einbringen von thixotropierenden Stoffen zur Flüssigkeit im Behälter und/oder die Art und Partikelgröße der thixotropierenden Stoffe so gewählt sein, dass bei Vorliegen eines Signals aus dem Signalgeber eine Thixotropierung der Flüssigkeit in einer geschlossenen äußeren Schicht in weniger als einer Stunde (etwa nach Havarie eines Tankschiffes), insbesondere in weniger als 5 Minuten (beispielsweise beim beginnenden Auslaufen eines größeren Tankbehälters), vorzugsweise aber in weniger als 2 Sekunden (bei Verkehrsunfällen), erfolgt.

Eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist so ausgebildet, dass räumliche Teilbereiche der Flüssigkeit im Volumen des Behälters, insbesondere in Form von festen Wabenstrukturen innerhalb der Restflüssigkeit, thixotropiert werden können. Damit kann, beispielsweise einem in Seenot geratenen Tankschiff genügend innere Stabilität verliehen werden, dass der Rumpf nicht auseinander bricht und sinkt.

Um die Thixotropierung nach dem Anwendungsfall gegebenenfalls wieder rückgängig machen zu können, ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung eine weitere Einrichtung zum Zuführen von Netzmittel, insbesondere von Tensiden; für eine Rückverflüssigung von thixotropiertem Material vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann mit einem Land-, Wasser- oder Luftfahrzeug fest oder lösbar verbunden sein. So kann die Einrichtung beispielsweise über Haken und Ösen an dem entsprechenden Fahrzeug zum Einsatz befestigt werden. Ebenso ist eine magnetische Befestigung denkbar, welche die Montage erheblich erleichtert und ohne weitere Befestigungsmittel auskommt.

Der Behälter kann stationär angeordnet sein, etwa ein Chemikalientank in einer Fabrik oder ein großer Güllebehälter auf einem Bauernhof.

Der Behälter kann oben offen oder als geschlossener Flüssigkeitstank ausgeführt sein.

In speziellen Fällen kann der Behälter aber auch aus einer stabilen und hochreißfesten Folie hergestellt sein. Diese können z.B. als Zwischenlagerung der thixotropierten Flüssigkeit dienen, wenn der gefährdete schnell entleert werden muss.

Vorzugsweise ist die Zuführungsvorrichtung flexibel, insbesondere als beweglicher Schlauch, ausgeführt. Auf diese Weise können die thixotropierenden Stoffe auch in schwer zugänglichen Öffnungen des Behälters eingeführt werden.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung, bei der am behälterseitigen Ende der flexiblen Zuführungsvorrichtung eine oder mehrere Düsen angebracht sind. Die thioxotropierenden Stoffe können somit gezielt im Behälter verteilt werden. Sind mehrere Düsen in verschiedene Richtungen ausgerichtet, so können die thioxotropierenden Stoffe großräumig in den Behälter eingebracht werden.

Um das thixotropierende Material gezielt an bestimmte Stellen innerhalb des Behälters zu bringen ist es vorteilhaft, wenn am behälterseitigen Ende der flexiblen Zuführungsvorrichtung Antriebsmittel und eine Steuerungseinrichtung für diese Antriebsmittel vorgesehen sind. Die Steuereinrichtung kann manuell bedient werden oder selbst ein intelligentes System bilden, welches die aktuelle Position des behälterseitigen Endes der Zuführungsvorrichtung und die gewünschte Einsatzposition ermittelt und die Antriebsmittel entsprechend steuert.

Als Antrieb kann beispielsweise die Druckerzeugungsvorrichtung dienen, welche unter Druck stehendes Fluid (z.B. Druckluft) durch entgegen der gewünschten Fortbewegungsrichtung gerichtete Düsen leitet. Ebenso sind auch Propellereinrichtungen denkbar, die gleichzeitig das austretende thixotropierende Material mit der Flüssigkeit im Behälter vermischen.

Die Einbringung der thixotropierenden Stoffe in die Flüssigkeit im Behälter kann mechanisch, elektrisch, magnetisch oder pneumatisch erfolgen, beispielsweise durch Gasdruck, mittels Kompressoren oder anderer geeigneter Einrichtungen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Druckerzeugungsvorrichtung eine oder mehrere Kompressoren, insbesondere Hochdruckkompressoren. Mittels der Kompressoren kann der zur Einführung der thioxotropierenden Stoffe notwendige Druckgradient erzeugt werden, so dass bei Vorliegen eines Signals aus dem Signalgeber die thixotropierenden Stoffe mittels Druckgradienten in die Flüssigkeit im Behälter befördert werden.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist eine Entnahmevorrichtung vorgesehen, welche die zu thixotropierende Flüssigkeit aus einem ersten Behälter ansaugt und zum Zwecke des Thixotropierens in einen zweiten Behälter oder in den ersten Behälter zurückpumpt.

Die Entnahmevorrichtung kann beispielsweise als separater Schlauch ausgeführt sein. Hierbei wird der gefährdete erste Behälter entleert und die gefährliche Flüssigkeit thixotrop zwischenlagerfähig. Bei einem gefährdeten Tanker könnten die Behälter dann durchaus auch ins Meer verlegt und später wieder aufgenommen werden.

Das Thixotropieren kann zwischen der Entnahme der Flüssigkeit aus dem ersten Behälter und der Zuführung der Flüssigkeit in den ersten oder zweiten Behälter erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, den Thixotropierprozess erst zu starten, wenn sich die Flüssigkeit in dem zweiten Behälter befindet.

Eine weiterführende Variante dieser Einrichtung kann so gestaltet sein, dass der Flüssigkeit in der Einrichtung die thixotropierenden Stoffe zugesetzt werden, wobei sich nach der Befüllung der Behälter der thixotrope Zustand einstellt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind mehrere zweite Behälter vorgesehen, welche miteinander verbunden sind. Dabei kann es sich z.B. um einen Endlosschlauch handeln, der in verschiedene Kammern eingeteilt ist oder mittels Klammern oder anderen Hilfsmittel in bestimmten Abständen während des Befüllvorganges in eine Vielzahl an Kammern abgetrennt wird. Trotz einer Beschädigung einer der Kammern bleibt dann ein Großteil der zweiten Behälter noch intakt. Es ist auch denkbar zwischen den einzelnen Kammern Sollbruchstellen vorzusehen, um eine globale Beschädigung des Schlauchs z.B. bei Unwetter zu vermeiden.

Insbesondere beim Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung bei Tankschiffen auf hoher See ist es vorteilhaft, wenn die Füllung der zweiten Behälter insgesamt eine Dichte aufweist, die kleiner ist als die Dichte von Wasser, da die zweiten Behälter dann auf der Wasseroberfläche schwimmen und auf diese Weise schnell geborgen werden können. Weist die thixotropierte Flüssigkeit eine größere Dichte als das die zweiten Behälter umgebende Wasser auf, ist es daher vorteilhaft, wenn die zweiten Behälter zusätzlich zu der thixotropierten Flüssigkeit teilweise mit Luft oder einem anderen Gas befüllt werden, so dass sich eine Befüllung der zweiten Behälter mit der gewünschten Dichte ergibt.

Vorzugsweise ist die Einrichtung als mobile Einsatzstation ausgeführt und insbesondere zum Transport mittels Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder Hubschraubern eingerichtet. Die Einrichtung kann in den genannten Transportmitteln direkt beim Transport von Gefahrengütern mitgeführt werden. Die Ausführungsform als mobile Einsatzstation erlaubt, dass die Einrichtung beliebig umgeladen werden kann, so dass die erfindungsgemäße Einrichtung nicht an ein bestimmtes Fahrzeug gebunden ist. Besonders ökonomisch ist es, wenn die erfindungsgemäße Einrichtung im Falle eines Unfalls durch die genannten Transportmittel zur Unfallstelle transportiert wird. Insbesondere für den Einsatz von Hilfsorganisationen bei Katastrophenfällen (Schiffsunglücke, Verkehrsunfälle, Überschwemmungen) kann die erfindungsgemäße Einrichtung als mobile Einsatzstation vorteilhaft genutzt werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Einrichtung, bei dem bei Vorliegen eines Signals aus dem Signalgeber die Flüssigkeit im Behälter vollständig thixotropiert wird. Die Flüssigkeit kann beispielsweise der Kraftstoff im Tank eines Fahrzeugs und das das Signal auslösende Ereignis ein Unfall sein. Dadurch wird dann zumindest noch Schlimmeres, wie etwa ein Brand oder eine Explosion, verhindert.

Alternativ dazu kann auch ein Verfahren vorteilhaft sein, bei dem eine vollständig thixotropierte geschlossene äußere Schicht innerhalb des Behälters über einen in sich geschlossenen Teilbereich der inneren Oberfläche des Behälters, insbesondere als Dichtfläche oder Pfropfen an einer Stelle, wo der Behälter verletzt wird, erzeugt wird. Auf diese Weise kann die Thixopierung der Flüssigkeit im Behälter gezielt nur da vorgenommen werden, wo es vonnöten ist. Von wirtschaftlicher großer Bedeutung ist eine Verfahrensvariante, bei der die thixotropierte Substanz anschließend, gegebenenfalls nach Ablauf eines Zeitintervalls, wieder rückverflüssigt wird, so dass die Flüssigkeit zumindest zum größten Teil wieder verwendet werden kann.

Vorteilhaft kann auch eine Verfahrensvariante sein, bei welcher die Flüssigkeit bereits vor dem Vorliegen eines Signals aus dem Signalgeber prophylaktisch teilweise thixotropiert wird. Dies ist beispielsweise beim geplanten Transport von Gefahrgütern empfehlenswert, etwa nach dem Beladen eines Tankers.

Bei einer ersten Alternative dieser Verfahrensvariante wird die Flüssigkeit homogen teilthixotropiert, wodurch die Viskosität der Flüssigkeit erhöht wird, was einerseits ein Auslaufen im Notfall gegenüber dem dünnflüssigen Zustand erheblich erschwert und verzögert, andererseits den Zeitbedarf für ein „Durchreagieren", also die Durchführung einer vollständigen Thixotropie bei Eintritt einer Gefahrensituation, welche durch das Signal aus dem Signalgeber angezeigt werden soll, entscheidend verkürzt.

Eine zweite Alternative zeichnet sich dadurch aus, dass durch die Teil-Thixotropierung der Flüssigkeit eine äußere feste Schicht erzeugt wird, die einen Kern aus Restflüssigkeit umgibt. Dies würde etwa bei einem modernen Doppelhüllentanker gewissermaßen eine „dritte Hülle" schaffen, die beispielsweise beim Auflaufen auf ein Riff einen zusätzlichen Schutz gegen eine Umweltkatastrophe durch auslaufendes Öl oder dergleichen bietet.

Als Standardverfahren eignet sich eine Verfahrensvariante, bei welcher der Behälter mit Flüssigkeit befüllt, anschließend durch Betätigen des Signalgebers eine prophylaktische vollständige oder teilweise Thixotropierung der Flüssigkeit im Behälter bewirkt, der Behälter an einen räumlich vom Befüllort entfernten Zielort verfrachtet, die thixotropierte Substanz rückverflüssigt und schließlich die Flüssigkeit aus dem Behälter entleert wird. Auf diese Weise kann durch Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung gerade beim Transport von Gefahrgut ein ganz erheblich höheres Maß an Sicherheit für die Menschen und die Umwelt erreicht werden.

Eine weitere vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens schließlich zeichnet sich dadurch aus, dass der Behälter mit Flüssigkeit befüllt und anschließend durch Betätigen des Signalgebers eine vollständige Thixotropierung von wabenförmigen räumlichen Teilbereichen der Flüssigkeit im Behälter, insbesondere von festen sechseckigen Bienenwabenstrukturen, bewirkt wird. Damit kann, wie oben erwähnt, beispielsweise einem in Seenot geratenen Tankschiff genügend innere Stabilität verliehen werden, dass der Rumpf nicht auseinander bricht und sinkt.

Es kann auch vorteilhaft sein, die zu thixotropierende Flüssigkeit mittels der Entnahmevorrichtung aus dem ersten Behälter anzusaugen und zum Zwecke des Thixotropierens in den zweiten Behälter oder in die Einrichtung selbst zu pumpen. Der Thixotropieprozess kann dann entweder im zweiten Behälter oder in der Einrichtung selbst stattfinden.

Dabei können die thixotropierenden Stoffe der zu thixotropierenden Flüssigkeit während der Entnahme der Flüssigkeit aus dem ersten Behälter oder während der Zuführung der Flüssigkeit in den zweiten Behälter oder in die Einrichtung zugeführt werden.

Die thixotropierte Flüssigkeit wird vorzugsweise in den zweiten Behälter oder in den ersten Behälter zurückgespeist und dort bis zur endgültigen Bergung auf umweltverträgliche Weise zwischengelagert werden. Dies ist besonders dann relevant, wenn ein direktes Abpumpen der Flüssigkeit beispielsweise von einem verunglückten Tankschiff zu einem Rettungstanker aufgrund von Witterungsverhältnissen nicht möglich ist.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Es zeigt:
1 eine auf einem Behälter positionierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mittels derer thixotropierende Stoffe in die Flüssigkeit eingebracht werden;
Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Einbringen von thixotropierenden Stoffen ist besonders vorteilhaft zum mobilen Einsatz bei einem Unglücksfall, insbesondere im Zusammenhang mit Gefahrgutbehältern. Die Einrichtung kann mittels Hubschrauber, Schiff oder anderen Verkehrsmitteln zu dem Behälter mit der zu thixotropierenden Flüssigkeit gebracht werden, und an dem Behälter selbst oder an das den Behälter transportierende Transportmittel positioniert und bei Bedarf fixiert werden.

• Gefahrgutbehälter Zu den Gefahrgutbehältern kann man alle stationären und beweglichen Anlagen zählen, in denen Gefahrgut gespeichert wird. Beispiele: Tankwagen, Kesselwagen der Bahn, Kraftstofftanks im Kraftfahrzeugen, Schiffe und Flugzeuge, Tanker der Hochsee- und Binnenschifffahrt, Heizöltanks, sowie Tanklager von Gefahrgütern.
• Thixomaterial Thixotropierende Stoffe sind in der Lage Flüssigkeiten so zu verfestigen, dass ein Auslaufen, bzw. ungewollte Verteilung über große Flächen bzw. Räume der Umwelt verhindert wird. Thixotropierende Stoffe sind staubförmig können aber auch in Flüssigkeiten gemischt werden.
• Rückverflüssigung und Netzmittel Netzmittel sind in der Lage durch Thixotropie verfestigte Flüssigkeiten wieder in die ursprüngliche flüssige Form umzuwandeln. Die zugeführten thixotropierenden Stoffe und Netzmittel können verfahrenstechnisch durch z.B. Filtern oder destillieren zurück gewonnen werden.

1 zeigt einen mit Flüssigkeit gefüllten Behälter 1 mit einem Leck 2 auf dem eine erfindungsgemäße Einrichtung 3 angebracht wurde. Die erfindungsgemäße Einrichtung 3 umfasst einem mit thixotropierenden Stoffen gefüllten Tank 4 und einer Druckerzeugungsvorrichtung 5 und kann an dem betroffenen Behälter 1 bereits angebracht sein oder als mobile Einsatzstation mit einem Fahrzeug (Hub schrauber, Schiff, Löschfahrzeug ...) zur Unglückstelle transportiert. Mit Hilfe von Ösen 12 kann die erfindungsgemäße Einrichtung 3 auf dem verunglückten Behälter 1 abgesetzt und positioniert werden. Die in 1 gezeigte Ausführungsform der Einrichtung 3 umfasst zur einfacheren Handhabung arretierbare Rollen 6.
Der Tank 4 der erfindungsgemäßen Einrichtung 3 ist mit einer Zuführungsvorrichtung, beispielsweise einen flexiblen Schlauch 7, verbunden. Der Schlauch 7 ist in den Behälter 1 sondenartige in eine Zuführungsöffnung 8 eingeführt. Es ist jedoch auch denkbar, den Schlauch 7 direkt in das Leck 2 einzuführen. Die Ausführung der Zuführungsvorrichtung als flexibler Schlauch 7 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich die Zuführungsöffnung 8 zum Einführen des Schlauchs 7 an einer schlecht zugänglichen Stelle befindet. Der Tank 4 der erfindungsgemäßen Einrichtung 3 kann lediglich auf dem Behälter 1 abgestellt sein oder durch Haftmagnet oder an den Ösen 12 am Behälter 1 befestigt sein.
Die Druckerzeugungsvorrichtung 5, beispielsweise eine Pumpe oder ein Gasdrucksystem, sorgt für die Zuführung der thixotropierenden Stoffe in den Schlauch 7. Der Schlauch 7 der erfindungsgemäßen Einrichtung 3 ist an seinem in den Behälter 1 ragenden Ende mit Düsen 9 ausgestattet, über die das thixotropierende Material in den Behälter 1 eingebracht werden kann. Die Düsen 9 können so eingestellt sein, dass sie das Thixomaterial in verschiedene Richtungen in das Gefahrgut einspritzen, so dass eine möglichst gleichmäßige Verteilung des thixotropierenden Materials erfolgt. Es ist jedoch auch vorstellbar, die Düsen 9 gezielt auf eine bestimmte Stelle im Behälter 1 zu richten.
Um das thixotropierende Material an die entsprechenden Stellen zu bringen, können die Düsen 9 beziehungsweise der Schlauch 7 mit Fortbewegungsmitteln, beispielsweise Rückstoßdüsen 10, ausgestattet sein. Als Antriebsmittel für die Rückstoßdüsen 10 dient vorzugsweise in der Druckerzeugungsvorrichtung 5 unter Druck gesetztes Fluid, welches über eine separate, vorzugsweise flexible Leitung 11 den Rückstoßdüsen zugeführt werden kann. Es ist aber auch denkbar, den notwendigen Druck für den Antrieb der Düsen 9 z.B. mittels Stickstoff-Tabletten zu erzeugen oder den Antrieb elektrisch (Batterie) zu betreiben. Für das Manövrieren der Düsen innerhalb des Behälters sind Sensorelemente von Vorteil, mit Hilfe derer die Position der Düsen im Behälter beziehungsweise der Abstand der Düsen zur Behälterwand ermittelt werden kann.
Die Navigation der Düsen 9 kann entweder durch eine standardisierte Abrasterung des zur Verfügung stehenden Raums im Behälter 1 erfolgen oder über ein individuell erstelltes Steuerungsprogramm beziehungsweise durch manuelle Steuerung durchgeführt werden. Auf diese Weise können die Düsen 9 beispielsweise zu dem Leck 2 des Behälters 1 manövriert werden, so dass durch lokales Thixotropieren einer pfropfenartigen Fläche 13 am Leck 2 das Austreten der im Behälter 1 befindlichen Flüssigkeit schnellstmöglich verhindert werden kann. Ebenso ist es denkbar das behälterseitige Ende des Schlauchs 7 auf vorgegebenen Bahnen entlang der Behälterwand zu führen, um eine die innere Oberfläche des Behälters 1 bedeckende thixotropierte Schicht zu erzeugen.
Bei allen genannten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Einführen von thixotropierenden Stoffen sind keine baulichen Änderungen am Behälter nötig. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann somit bei sämtlichen, bereits auf dem Markt befindlichen Flüssigkeitsbehältern vorteilhaft eingesetzt werden.

1: Behälter
2: Leck
3: erfindungsgemäße Einrichtung
4: Tank
5: Druckerzeugungsvorrichtung
6: Rollen
7: Schlauch
8: Zuführungsöffnung
9: Düsen
10: Rückstoßdüsen
11: flexible Leitung
12: Ösen
13: pfropfenartigen Fläche

Claims

Einrichtung zur Einbringung eines oder mehrerer eine Flüssigkeit thixotropierender Stoffe in einen Behälter (1) zum Aufbewahren dieser Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen Tank (4) mit den thixotropierenden Stoffen, eine Zuführungsvorrichtung (7) zum Transport der thixotropierenden Stoffe aus dem Tank (4) in den Behälter (1) mit der Flüssigkeit sowie eine Druckerzeugungsvorrichtung (5) zur Erzeugung eines vom Tank (4) zum Behälter (1) gerichteten Druckgradienten in den thixotropierenden Stoffen innerhalb der Zuführungsvorrichtung (7) umfasst.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung so ausgestaltet ist, dass sie aufgrund eines Signals aus einem Signalgeber den oder die thixotropierenden Stoffe der Flüssigkeit im Behälter (1) derart zuführt, dass die Flüssigkeit zumindest in einer geschlossenen, von einem gegebenenfalls nicht thixotropierten Rest der Flüssigkeit nicht durchdringbaren, äußeren Schicht innerhalb des Behälters (1) vollständig thixotropiert.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit im Behälter (1) ein Gefahrgut, insbesondere brennbar und/oder explosiv und/oder ätzend und/oder toxisch ist, insbesondere Säure, Lauge oder flüssige Giftstoffe enthält, insbesondere dass die Flüssigkeit im Behälter (1) umweltschädlich, beispielsweise boden- und/oder grundwasserschädlich ist, wie etwa Gülle, flüssige Weichmacher, Lösungsmittel.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber mit einem oder mehreren Sensoren, die Gefahrenzustände detektieren können, verbunden ist.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren positive oder negative Beschleunigungen und/oder Temperaturen und/oder Temperaturänderungen und/oder Lageänderungen des Behälters (1) bzw. der Flüssigkeit im Behälter (1) und/oder Änderungen des Flüssigkeitsspiegels im Behälter (1) bzw. Leckagezustände des Behälters (1) und/oder Rauch- bzw. Gasentwicklung in der Umgebung des Behälters (1) detektieren können.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber an ein manuelles Bedienelement, insbesondere an einen Notaus-Geber, angeschlossen ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thixotropierenden Stoffe aus der Gruppe der Oberflächen aktiven Metalloxide (= Aerosile^®) gewählt sind, insbesondere SiO₂ und/oder TiO₂ und/oder Al₂O₃ und/oder ZrO₂ und/oder Fe₂O₃.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thixotropierenden Stoffe in Form von Pulver, Emulsion, Gel, Paste und/oder Aufschlämmung vorliegen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die thixotropierenden Stoffe in enger räumlicher Verbindung mit einem oder mehreren Trägermitteln vorliegen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den thixotropierenden Stoffen eine oder mehrere haftvermittelnde Substanzen beigemischt sind.
Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftvermittler Polyalkohole und/oder Polysacharide und/oder Polycarbonsäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der anorganischen Säuren, insbesondere Ester der Säuren des Schwefels und/oder des Phosphors, vorgesehen sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung und/oder die Art und Partikelgröße der thixotropierenden Stoffe so gewählt sind, dass bei Vorliegen eines Signals aus dem Signalgeber eine Thixotropierung der Flüssigkeit in einer geschlossenen äußeren Schicht in weniger als einer Stunde, insbesondere in weniger als 5 Minuten, vorzugsweise in weniger als 2 Sekunden, erfolgt.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Einrichtung zum Zuführen von Netzmittel, insbesondere von Tensiden; für eine Rückverflüssigung von thixotropiertem Material vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit einem Land-, Wasser- oder Luftfahrzeug fest oder lösbar verbunden ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) stationär angeordnet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) als geschlossener Flüssigkeitstank ausgeführt ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) aus flexiblen Material besteht, insbesondere z.B. aus einer stabilen hochreißfesten Folie gefertigt ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsvorrichtung (7) flexibel, insbesondere als beweglicher Schlauch, ausgeführt ist.
Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass am Behälterseitigen Ende der flexiblen Zuführungsvorrichtung (7) eine oder mehrere Düsen (9) angebracht sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass am Behälterseitigen Ende der flexiblen Zuführungsvorrichtung (7) Antriebsmittel (11) und eine Steuerungseinrichtung für diese Antriebsmittel vorgesehen sind.
Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungsvorrichtung (5) als Antrieb dient.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeugungsvorrichtung (5) eine oder mehrere Kompressoren, insbesondere Hochdruckkompressoren, umfasst.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entnahmevorrichtung vorgesehen ist, welche die zu thixotropierende Flüssigkeit aus einem ersten Behälter (1) ansaugt und zum Zwecke des Thixotropierens in einen zweiten Behälter oder in den ersten Behälter (1) zurück pumpt.
Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zweite Behälter vorgesehen sind, welche miteinander verbunden sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung als mobile Einsatzstation ausgeführt und insbesondere zum Transport mittels Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder Hubschraubern eingerichtet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung so ausgebildet ist, dass räumliche Teilbereiche der Flüssigkeit im Volumen des Behälters (1), insbesondere in Form von festen Wabenstrukturen innerhalb der Restflüssigkeit, thixotropiert werden können.
Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines Signals aus dem Signalgeber die Flüssigkeit im Behälter (1) vollständig thixotropiert wird.
Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass eine vollständig thixotropierte geschlossene äußere Schicht innerhalb des Behälters (1) über einen in sich geschlossenen Teilbereich der inneren Oberfläche des Behälters (1), insbesondere als Dichtfläche oder Pfropfen an einer Stelle, wo der Behälter (1) verletzt wird, erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die thixotropierte Substanz anschließend, gegebenenfalls nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls, wieder rückverflüssigt wird.
Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung (3) nach Anspruch 4 und gegebenenfalls einem oder mehreren weiteren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit bereits vor dem Vorliegen eines Signals aus dem Signalgeber teilweise thixotropiert wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit homogen teil-thixotropiert wird, wodurch die Viskosität der Flüssigkeit erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Teil-Thixotropierung der Flüssigkeit eine äußere feste Schicht erzeugt wird, die einen Kern aus Restflüssigkeit umgibt.
Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit Flüssigkeit befüllt, anschließend durch Betätigen des Signalgebers eine prophylaktische vollständige oder teilweise Thixotropierung der Flüssigkeit im Behälter (1) bewirkt, der Behälter (1) an einen räumlich vom Befüllort entfernten Zielort verfrachtet, die thixotropierte Substanz rückverflüssigt und schließlich die Flüssigkeit aus dem Behälter (1) entleert wird.
Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung (3) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit Flüssigkeit befüllt und anschließend durch Betätigen des Signalgebers eine vollständige Thixotropierung von wabenförmigen räumlichen Teilbereichen der Flüssigkeit im Behälter (1), insbesondere von festen sechseckigen Bienenwabenstrukturen, bewirkt wird.
Verfahren zum Betrieb einer Einrichtung (3) nach einem der Ansprüche 23 oder 24 dadurch gekennzeichnet, dass die zu thixotropierende Flüssigkeit mittels der Entnahmevorrichtung aus dem ersten Behälter (1) angesaugt und zum Zwecke des Thixotropierens in den zweiten Behälter oder in die Einrichtung (3) selbst gepumpt wird.
Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass der zu thixotropierenden Flüssigkeit die thixotropierenden Stoffe während der Entnahme der Flüssigkeit aus dem ersten Behälter (1) oder während der Zuführung der Flüssigkeit in den zweiten Behälter oder in die Einrichtung (3) zugeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 36, dadurch gekennzeichnet, dass die thixotropierte Flüssigkeit in den zweiten Behälter oder in den ersten Behälter (1) zurückgespeist wird.