DE102006031225A1

DE102006031225A1 - Behälter zur Aufnahme eines Mediums

Info

Publication number: DE102006031225A1
Application number: DE200610031225
Authority: DE
Inventors: Werner Mieschke
Original assignee: Bilfinger Berger Industrial Services GmbH
Current assignee: Bilfinger Berger Industrial Services GmbH
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2008-01-03
Also published as: WO2008000342A2; WO2008000342A3

Abstract

Ein Behälter zur Aufnahme eines Mediums hat einen tragenden Behältermantel (2) aus einem ersten Kunststoffmaterial und eine innere Behälterauskleidung (3) aus einem zweiten Kunststoffmaterial. Die Behälterauskleidung (3) ist über eine Mehrzahl von Formschluss-Montageverbindungen (4) am Behältermantel (2) gesichert. Es resultiert ein Behälter, der auch bei hochkorrosiven bzw. hochreinen Medien eingesetzt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Aufnahme eines Mediums nach den Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Behälter dienen insbesondere zum Lagern, Behandeln, Transportieren und Verwenden von hochkorrosiven oder hochreinen Medien. Beispiele für derartige Behälter sind Reaktoren für chemische und mikrobiologische Reaktionen, Transportbehälter, Lagerbehälter, Galvanisierungstanks und Prozessbehälter für Halbleiterchemikalien.
Durch offenkundige Vorbenutzung bekannte Behälter der eingangs genannten Art bestehen aus zwei unterschiedlichen, koextrudierten thermoplastischen Kunststoffen mit zum Beispiel einer Außenschicht aus Polyethylen und einer Innenschicht aus Polyvinylidenfluorid (PVDF). Anspruchsvollen Anforderungen, die zum Beispiel bei hochkorrosiven und/oder hochreinen Medien an den Behälter gestellt werden, genügen die bekannten Behälter nicht.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Behälter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass er auch bei hochkorrosiven bzw. hochreinen Medien eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Behälter mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es auch dann möglich ist, Behälter mit einem Mantel und einer Auskleidung aus verschiedenen Kunststoffmaterialien bereitzustellen, wenn diese nicht mittels Koextrusion erzeugt wer den. Dadurch kommen Materialienkombinationen ins Spiel, die sich nicht koextrudieren lassen, was die Materialienauswahl hinsichtlich des tragenden Behältermantels einerseits und der inneren Behälterauskleidung andererseits deutlich erleichtert, da eine größere Vielzahl unterschiedlicher Materialien zur Verfügung steht. Über die Formschluss-Montageverbindungen lässt sich die Behälterauskleidung sicher am Behältermantel befestigen. Hierzu kann die Behälterauskleidung in ihrer Außenkontur exakt an die Innenkontur des Außenbehälters, zum Beispiel durch ein thermoplastisches Vorverformen angepasst werden. Bei der Befüllung des Behälters wirken dann keine unzulässig hohen Spannungen auf die Auskleidung. Die Behälterauskleidung minimiert die Diffusion und Permeation des Mediums durch die Behälterwand.
Beispiele für ein erstes Kunststoffmaterial nach Anspruch 2 sind Polyethylen, insbesondere Polyethylen hoher Dichte (PEHD) oder Polypropylen. Diese Materialien haben sich hinsichtlich ihrer Beständigkeit und Tragfähigkeit als besonders gut brauchbar herausgestellt. Zudem sind diese Materialien auch gegen eine Vielzahl aggressiver Stoffe beständig, so dass der Behälter auch bei einem Versagen der Auskleidung über einen längeren Zeitraum dicht bleibt. Die Behälterauskleidung kann zusätzlich über ein zwischen der Behälterauskleidung und dem Behältermantel angelegtes Stützvakuum in Position gehalten werden. Der Unterdruck zwischen dem Behältermantel und der Behälterauskleidung kann dann zum Beispiel zur Leckageanzeige überwacht werden.
Beispiele für das zweite Kunststoffmaterial nach Anspruch 3 sind hochwiderstandsfähige und hochreine Fluorkunststoffe, zum Beispiel Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP), Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA), Ethylen-Chlortrifluorethylen (E-CTFE).
Durch eine Behälterauskleidung aus diesen Materialien wird der direkte Kontakt auch von aggressiven, korrosiven Chemikalien mit dem Behältermantel vermieden. Das aufgenommene Medium ist zudem vor einer unerwünschten Verunreinigung geschützt.
Formschluss-Montageverbindungen nach Anspruch 4 führen zu einer sicheren formschlüssigen Verbindung der Behälterauskleidung am Behältermantel. Derartige Formschluss-Montageverbindungen lassen sich zudem unaufwendig herstellen und montieren.
Eine Stumpfschweißverbindung nach Anspruch 5 ist unaufwendig.
Eine Abdeckung nach Anspruch 6 erlaubt den Einsatz von Materialien für den Befestigungsbolzen, die mit dem Medium nicht in Kontakt treten dürfen.
Eine Extrusionsschweißverbindung nach Anspruch 7 ist unaufwendig.
Durch einen Anschlussstutzen nach Anspruch 8 ist vermieden, dass im Bereich einer Zu- oder Abführung für das Medium letzteres mit dem Behältermantel in Kontakt kommt.
Eine Ziehschweißverbindung nach Anspruch 9 ist unaufwendig.
Eine Verstärkungslage nach Anspruch 10 gewährleistet eine sichere Verbindung des Anschlussstutzens am Behälter.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Behälters;
2 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch eine Formschluss-Montageverbindung, über die eine innere Behälterauskleidung an einem tragenden Behältermantel gesichert ist; und
3 ebenfalls vergrößert einen Schnitt durch einen aus der inneren Behälterauskleidung ausmündenden und durch den tragenden Behältermantel hindurchgeführten Anschlussstutzen.
Ein Behälter 1 dient zur Aufnahme eines Mediums. Derartige Behälter 1 können zum Lager, Behandeln, Transportieren und Verwenden von hochkorrosiven oder hochreinen Medien dienen. Beispiel derartiger Behälter 1 sind Reaktoren für chemische und mikrobiologische Reaktionen, Transportbehälter, Lagerbehälter, Galvanisierungstanks und Prozessbehälter für Halbleiterchemikalien.
Der Behälter 1 hat einen tragenden Behältermantel 2 aus einem ersten Kunststoffmaterial. Hierbei handelt es sich um einen thermoplastischen Kunststoff, zum Beispiel Polyethylen, vorzugsweise Polyethylen hoher Dichte (PEHD) oder Polypropylen. Ferner weist der Behälter eine innere Behälterauskleidung 3 aus einem zweiten Kunststoffmaterial auf. Hierbei handelt es sich um einen Fluorkunststoff, zum Beispiel Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP), Perfluoralkoxy-Copolymer (PFA), Ethylen-Chlortrifluorethylen (E-CTFE). Die Behälterauskleidung 3 ist eine Folie mit einer Dicke von 1 bis 3 mm.
Die Behälterauskleidung 3 ist über eine Mehrzahl von Formschluss-Montageverbindungen 4 nach Art derjenigen, die in der 2 dargestellt ist, am Behältermantel 2 gesichert. Oberhalb der Formschluss-Montageverbindung 4, wie sie in der 2 dargestellt ist, ist das Behälterinnere, unterhalb von dieser das Behälteräußere.
Die Formschluss-Montageverbindung 4 hat einen Befestigungsbolzen 5, der aus dem ersten Kunststoffmaterial besteht. Der Befestigungsbolzen 5 ist durch eine Durchbrechung 6 in der Behälterauskleidung 3 vom Behältermantel 2 aus ins Behälterinnere geführt. Über eine Heizelement-Stumpfschweißverbindung 7 ist der Befestigungsbolzen 5 am Behältermantel 2 festgelegt. Der Befestigungsbolzen 5 ist, wie die gesamte Formschluss-Montageverbindung 4, um eine in der 2 senkrecht verlaufende Achse 8 rotationssymmetrisch. Der Befestigungsbolzen 5 hat einen im Durchmesser vergrößerten Hinterschneidungsabschnitt 9, der von der Behälterauskleidung 3 benachbart zur Durchbrechung 6 hintergriffen wird. Hierdurch ist der Formschluss der Behälterauskleidung 3 am Behältermantel 2 im Bereich der Formschluss-Montageverbindung 4 gegeben.
Der Hinterschneidungsabschnitt 9 stellt gleichzeitig einen ins Behälterinnere ragenden Innenabschnitt des Befestigungsbolzens 5 dar. Dieser Innenabschnitt 9 ist durch eine Kappe 10 abgedeckt. Die ebenfalls in Bezug auf die Achse 8 rotationssymmetrische Kappe 10 ist über eine Warmgas-Extrusionsschweißverbindung 11 an der Behälterauskleidung 3 festgelegt. Die Kappe 10 besteht aus dem zweiten Kunststoffmaterial.
Aus dem Behälter 1 mündet eine Mehrzahl von Anschlussstutzen 12 verschiedener Größen aus, die der Durchführung des Mediums dienen. Die Anschlussstutzen 12 münden aus der Behälterauskleidung aus und sind durch den Behältermantel 2 hindurchgeführt.
3 zeigt einen Schnitt durch einen Ausschnitt des Behälters 1 im Bereich eines der Anschlussstutzen 12. Oberhalb des Anschlussstutzens 12, wie er in der 3 dargestellt ist, ist das Behälteräußere, unterhalb von diesem das Behälterinnere.
Der Anschlussstutzen 12 hat eine innere Stutzenwand 13 mit einem Rohrabschnitt 14 und, an seinem freien Ende, einen umgebördelten Bundabschnitt 15. Die Abschnitte 14, 15 sind über eine Heizelement-Stumpfschweißnaht 16 miteinander verbunden. Die innere Stutzenwand 13 ist aus dem zweiten Kunststoffmaterial. Sie ist an der Behälterauskleidung 3 über eine Warmgas-Ziehschweißnaht 17 festgelegt und hierüber gegen die Behälterauskleidung 3 abgedichtet.
Die innere Stutzenwand 13 ragt durch die Behälterauskleidung 3 mit einem Überstandsbereich 18 in das Behälterinnere hinein. Um den Überstandsbereich 18 herum ist eine Verstärkungslage in Form einer ringförmigen Verstärkungsplatte 19 angeordnet. Letztere ist ebenfalls aus dem zweiten Kunststoffmaterial gefertigt und hat die gleiche Schichtstärke wie die Behälterauskleidung 3. Die Verstärkungsplatte 19 liegt an der Behälterauskleidung 3 an. Über weitere Warmgas-Ziehschweißnähte 17 ist die Verstärkungsplatte 19 einerseits an der inneren Stutzenwand 13 und andererseits an der Behälterauskleidung 3 festgelegt.
Ferner hat der Anschlussstutzen 12 noch eine äußere Stutzenwand 20 aus dem ersten Kunststoffmaterial. Letztere weist ebenfalls einen Rohrabschnitt 21 auf, der den Rohrabschnitt 14 der inneren Stutzenwand 13 um gibt. Den Bundabschnitt 15 der inneren Stutzenwand 13 verstärkt ein entsprechender Bundabschnitt 22 der äußeren Stutzenwand 20. Der Rohrabschnitt 21 der äußeren Stutzenwand 20 ist über weitere Warmgas-Ziehschweißnähte 17 am Behältermantel 2 festgelegt.
Um den Rohrabschnitt 21 der äußeren Stutzenwand 20 herum ist ein Losflansch 23 aus Edelstahl angeordnet, dessen Innendurchmesser geringer ist als der Außendurchmesser des Bundabschnitts 22 der äußeren Stutzenwand 20. Der Losflansch 23 dient zur Befestigung externer Medienführungselemente am Behälter 1.
Zum Befestigen des Befestigungsbolzens 5 am Behältermantel 2 werden diese beiden Komponenten im Bereich der Stumpfschweißverbindung 7 erhitzt und dann miteinander verpresst. Um den Befestigungsbolzen bei diesem Pressvorgang haltern zu können, weist dieser einen nicht dargestellten Montagezapfen auf, der nach dem Schweiß- bzw. Pressvorgang vom Befestigungsbolzen 5 abgetrennt wird.

Claims

Behälter (1) zur Aufnahme eines Mediums – mit einem tragenden Behältermantel (2) aus einem ersten Kunststoffmaterial, – mit einer inneren Behälterauskleidung (3) aus einem zweiten Kunststoffmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterauskleidung (3) über eine Mehrzahl von Formschluss-Montageverbindungen (4) am Behältermantel (2) gesichert ist.
Behälter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen thermoplastischen Kunststoff als erstes Kunststoffmaterial.
Behälter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Fluorkunststoff als zweites Kunststoffmaterial.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne der Formschluss-Montageverbindungen (4) einen insbesondere aus dem ersten Kunststoffmaterial bestehenden Befestigungsbolzen (5) aufweisen, der – durch eine Durchbrechung (6) in der Behälterauskleidung (3) ins Behälterinnere geführt ist, – an dem Behältermantel (2) festgelegt ist, wobei die Behälterauskleidung (3) benachbart zur Durchbrechung (6) einen Hinterschneidungsabschnitt (9) des Befestigungsbolzens (5) hintergreift.
Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbolzen (5) über eine Stumpfschweißverbindung (7) am Behältermantel (2) festgelegt ist.
Behälter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein ins Behälterinnere ragender Innenabschnitt (9) des Befestigungsbolzens (5) durch eine dicht mit der Behälterauskleidung (3) verbundene und insbesondere aus dem zweiten Kunststoffmaterial bestehende Kappe (10) abgedeckt ist.
Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (10) über eine Extrusionsschweißverbindung (11) an der Behälterauskleidung (3) festgelegt ist.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch mindestens einen aus der Behälterauskleidung (3) ausmündenden und durch den Behältermantel (2) hindurchgeführten Anschlussstutzen (12) zur Durchführung von Medium, dessen innere Stutzenwand (13) – aus dem zweiten Kunststoffmaterial besteht, – an der Behälterauskleidung (3) festgelegt und gegen diese abgedichtet ist.
Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (12) über mindestens eine Ziehschweißverbindung (17) an der Behälterauskleidung (3) festgelegt ist.
Behälter nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Verstärkungslage (19) um den Anschlussstutzen (12), die an der Behälteraus kleidung (3) anliegt und einerseits am Anschlussstutzen (12) und andererseits an der Behälterauskleidung (3) festgelegt ist.