DE102012009263A1 - Transportbehälter für unter Druck stehende Fluide - Google Patents

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Abstract

Zum Transport von Fluiden, die ihrer Natur nach bei einer vorgegebenen Betriebstemperatur unter einem entsprechenden Überdruck stehen, werden spezielle Transportbehälter eingesetzt. Das gilt insbesondere für siedende Flüssigkeiten, deren Siedetemperatur unterhalb der Umgebungstemperatur liegt. Dafür muss der Transportbehälter eine entsprechende Druckfestigkeit und damit eine entsprechende Wanddicke haben. Bei dem Transport beispielsweise von verflüssigtem Ammoniak ergibt sich bei Umgebungstemperatur ein Innendruck von ca. 9 bar. Wenn der Transportbehälter bei starker Sonneneinstrahlung einmal längere Zeit abgestellt wird, kann er sich auf ca. 60°C aufheizen. Dadurch entsteht darin ein Überdruck von ca. 26 bar. Für diesen Überdruck muss der Transportbehälter eine Wanddicke von ca. 15 mm haben, wenn er aus einem der üblichen Werkstoffe hergestellt ist und er die für Transportbehälter mit Traggestell üblichen Abmessungen hat. Ein solcher Transportbehälter hat ein Leergewicht von ca. 6.400 kg. Wegen der Begrenzung des zulässigen Gesamtgewichtes beim Straßentransport hat das eine entsprechende Begrenzung der Nutzlast zur Folge. Bei dem Transportbehälter, der einen zylindrischen Grundkörper (11 und zwei nach außen gewölbte Stirnwände (12; 13) aufweist, wird auf der Außenseite des Grundkörper (11) ein wendelförmiges Verstärkungselement (16) oder werden mehrere ringförmige Verstärkungselemente nebeneinander aufgeschweißt, so dass die Wanddicke des Grundkörpers (11) stark vermindert werden kann und dadurch eine Verringerung des Leergewichtes des Transportbehälters um bis zu ca. 17% und eine entsprechende Erhöhung der Nutlast erreicht wird.

Description

  • Zum Transport von Fluiden, die ihrer Natur nach bei einer vorgegebenen Betriebstemperatur unter einem entsprechenden Überdruck stehen, werden spezielle Transportbehälter eingesetzt. Das gilt insbesondere für siedende Flüssigkeiten, deren Siedetemperatur unterhalb der Umgebungs-temperatur liegt. Um diese Fluide sicher transportieren zu können, muss der Transportbehälter eine entsprechende Druckfestigkeit und damit eine entsprechende Wanddicke haben. Bei dem Transport beispielsweise von verflüssigtem Ammoniak ergibt sich bei Umgebungstemperatur ein Innendruck von ca. 9 bar. Da es beim Transport vorkommen kann, dass der Transportbehälter bei starker Sonneneinstrahlung bewegt wird oder auch einmal für längere Zeit abgestellt wird, kann der Transportbehälter sich auf ca. 60°C aufheizen. Dadurch entsteht im Transportbehälter ein Überdruck von ca. 26 bar. Bei diesem gelegentlichen Überdruck muss der Transportbehälter eine Wanddicke von ca. 15 mm haben, wenn er etwa aus Duplexstahl 1.4462 gemäß DIN EN 10 028-7 hergestellt ist und er die für Transportbehälter mit Traggestell üblichen Abmessungen hat, nämlich eine Länge von ca. 6 m (20 ft), eine Breite von ca. 2,5 m (8 ft) und eine Höhe von ca. 2,6 m (8,6 ft). Ein solcher Transportbehälter wiegt leer ca. 6.400 kg. Im gefüllten Zustand bringt er es auf ca. 34.000 kg.
  • Da das zulässige Gesamtgewicht beim Straßentransport begrenzt ist, hat das hohe Leergewicht des Transportbehälters eine entsprechende Begrenzung der Nutzlast zur Folge. Das bedeutet für den Transport einer vorgegebenen Fluidmenge den Einsatz einer entsprechenden Anzahl Transportbehälter oder eine entsprechende Anzahl Fahrten bei nur einem Transportbehälter mit der daraus sich ergebenden Belastung der Straßen und der Umwelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transportbehälter für unter Überdruck stehende Fluide so zu gestalten, dass er bei gleichbleibendem Sicherheitsgrad ein geringeres Eigengewicht oder Leergewicht hat und dadurch eine höhere Nutzlast möglich ist. Diese Aufgabe wird durch einen Transportbehälter mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Dadurch, dass auf der Außenseite des Grundkörpers des Transportbehälters ein zusammenhängendes Verstärkungselement oder mehrere einzelne Verstärkungselemente nebeneinander angeordnet sind und mit dem Grundkörper verschweißt sind, und dadurch, dass das Verstärkungselement den Grundkörper wendelförmig umschlingt bzw. die einzelnen Verstärkungselemente den Grundkörper ringförmig umschlingen, wird die Druckfestigkeit des Grundkörpers derart gesteigert, dass er mit einer wesentlich geringeren Wanddicke ausgeführt werden kann und dabei die Verringerung des Leergewichtes des Grundkörpers deutlich höher ausfällt als die Gewichtzunahme durch das aufgeschweißte Verstärkungselement bzw. die aufgeschweißten Verstärkungselemente.
  • Bei den oben genannten Abmessungen des Transportbehälters muss die Wanddicke des Grundkörpers nur noch ca. 9 mm betragen, wodurch zusammen mit dem aufgeschweißten Verstärkungselement bzw. mit den aufgeschweißten Verstärkungselementen ein Leergewicht von ca. 5.300 kg verbleibt. Das bedeutet eine Gewichtsersparnis von ca. 17 Um diese Gewichtsersparnis kann die Nutzlast des Transportbehälters erhöht werden. Damit geht eine entsprechende Verringerung der Belastung der Straßen und der Umwelt einher.
  • Bei einer Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 2 kann das Verstärkungselement bzw. können die Verstärkungselemente verhältnismäßig einfach hergestellt und am Grundkörper angeschweißt werden. Bei dem wendelförmigen Verstärkungselement kann das sogar in einem fortlaufenden Form- und Schweißverfahren geschehen. Durch die zweiseitige Verschweißung des wendelförmigen Verstärkungselementes bzw. der ringförmigen Verstärkungselemente mit dem Grundkörper wird außerdem eine höhere Steifigkeit des Transportbehälters bei geringerem Werkstoffeinsatz erreicht.
  • Bei einer Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 3 kann das Verstärkungselement als Kühlschlange eingesetzt werden, um das Fluid im Transportbehälter zu kühlen und damit dessen Überdruck zu verringern. Damit wird die Druckbelastung des Transportbehälters verringert und sein Sicherheitsgrad erhöht.
  • Mit einer Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 4 wird die Verstärkungswirkung der ringförmigen Verstärkungselemente erhöht. Bei einer Weiterbildung des Transportbehälters nach Anspruch 5 können auch die ringförmigen Verstärkungselemente für die Kühlung des Fluids im Transportbehälter eingesetzt werden.
  • Mit einer Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 6 lässt er sich leichter transportieren.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles des Transportbehälters;
  • 2 eine Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispieles des Transportbehälters;
  • 3 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles des Transportbehälters;
  • 4 eine Vergrößerung des Ausschnittes gemäß der Schnittverlaufslinie A in 2;
  • 5 eine Stirnansicht des Transportbehälters;
  • 6 eine Vergrößerung des Ausschnittes gemäß der Schnittverlaufslinie B in 5 in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel;
  • 7 eine Vergrößerung des Ausschnittes gemäß der Schnittverlaufslinie B in 5 in Bezug auf das zweite Ausführungsbeispiel.
  • Aus 1 und 2 ist das erste Ausführungsbeispiel des Transportbehälters 10 für unter Überdruck stehende Fluide zu ersehen. Er weist einen zylindrischen einwandigen Grundkörper 11 und zwei nach außen gewölbte einwandige Stirnwände 12 und 13 (2) auf, die fest miteinander verschweißt sind. Der Transportbehälter 10 ist über seine beiden Stirnwände 12 und 13 mittels je einer Reihe von Tragblechen 14 mit einem Traggestell 15 mit genormten Abmessungen fest verbunden.
  • Auf der Außenseite des Grundkörper 11 ist ein Verstärkungselement 16 angeordnet, das bei dem ersten Ausführungsbeispiel wendelförmig ausgebildet ist, wobei einander benachbarte Wendelabschnitte 17 in axialer Richtung einen vorgegebenen gegenseitigen Abstand haben (4).
  • Das wendelförmige Verstärkungselement 16 wird durch ein zum Grundkörper 11 hin offen gestaltetes Hohlprofil (4) gebildet, das entlang seiner beiden Seitenränder 18 und 19 mit dem Grundkörper 11 fest verschweißt ist.
  • Die beiden Stirnwände 12 und 13 haben eine Wanddicke m, die auf den relevanten Berechnungsdruck des Transportbehälters 10 abgestimmt ist (4). Der Grundkörper 11 hat eine Wanddicke n, die im Vergleich zur unverstärkten Wanddicke n' um ein Maß d verringert ist, das der Verstärkungswirkung des wendelförmigen Verstärkungselementes 16 entspricht.
  • Bei dem in 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist der Transportbehälter 20 im Wesentlichen gleich dem Transportbehälter 10 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet. Er weist einen zylindrischen einwandigen Grundkörper 21 und zwei nach außen gewölbte einwandige Stirnwände 22 und 23 auf, die fest miteinander verschweißt sind. Der Transportbehälter 20 ist über seine beiden Stirnwände 22 und 23 mittels je einer Reihe von Tragblechen 24 mit einem Traggestell 25 mit genormten Abmessungen fest verbunden.
  • Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel sind mehrere Verstärkungselemente 26 vorhanden, die ringförmig ausgebildet sind und in Umfangsrichtung verlaufen. Die einzelnen Ringe 27 haben in axialer Richtungen einen vorgegebenen gegenseitigen Abstand (3).
  • Die ringförmigen Verstärkungselemente 26 werden durch ein zum Grundkörper 21 hin offen gestaltetes Hohlprofil gebildet, das gleich oder zumindest ähnlich dem Hohlprofil des wendelförmigen Verstärkungselementes 16 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist. Die Ringe 27 sind entlang ihrer beiden Seitenränder 28 und 29 mit dem Grundkörper 21 fest verschweißt und außerdem an ihren Enden stirnseitig miteinander Verschweißt.
  • Im Hinblick darauf, dass sowohl der Transportbehälter 10 wie auch der Transportbehälter 20 dem Transport von unter Überdruck stehenden Fluiden dient, ist es von Vorteil, wenn diese Transportbehälter über ihre bisher beschriebene Grundausstattung hinaus abgewandelt werden.
  • Diese Abwandlung besteht bei dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass das wendelförmige Verstärkungselement 16 an beiden Enden mittels je einer Verschlussscheibe 31 verschlossen ist (6) und an beiden Endbereichen mit einer Zulauföffnung 32 bzw. einer Ablauföffnung 33 versehen ist, so dass ein Kühlmedium durch das wendelförmige Verstärkungselement 16 hindurchgeleitet werden kann und dadurch das im Transportbehälter 10 befindliche Fluid während des Transports durch ein mitgeführtes Kühlaggregat gekühlt werden kann.
  • Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel besteht die Abwandlung darin, dass an der stirnseitigen Vereinigungsstelle der Ringe 27 eine Trennscheibe 34 dicht eingeschweißt ist, die zweckmäßigerweise durch eine in axialer Richtung durchgehende Leiste gebildet wird (7), und darin, dass sie an beiden Endbereichen beiderseits der Trennscheibe 34 mit je einer Zulauföffnung 35 bzw. einer Ablauföffnung 36 versehen sind, an die je eine nicht dargestellte gemeinsame Sammelleitung angeschlossen ist. Daran kann ein mitgeführtes Kühlaggregat angeschlossen werden, um das im Transportbehälter 20 befindliche Fluid während des Transports zu kühlen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Tansportbehälter
    11
    Grundkörper
    12
    Stirnwand
    13
    Stirnwand
    14
    Tragbleche
    15
    Traggestell
    16
    Verstärkungselement
    17
    Wendelabschnitte
    18
    Seitenrand
    19
    Seitenrand
    20
    Tansportbehälter
    21
    Grundkörper
    22
    Stirnwand
    23
    Stirnwand
    24
    Tragbleche
    25
    Traggestell
    26
    Verstärkungselemente
    27
    Ringe
    28
    Seitenrand
    29
    Seitenrand
    31
    Verschlussscheibe
    32
    Zulauföffnung
    33
    Ablauföffnung
    34
    Trennscheibe
    35
    Zulauföffnung
    36
    Ablauföffnung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN EN 10 028-7 [0001]

Claims (6)

  1. Transportbehälter für unter Überdruck stehende Fluide, mit den Merkmalen: – er weist einen zylindrischen einwandigen Grundkörper (11 und zwei nach außen gewölbte einwandige Stirnwände (12; 13) auf, die fest miteinander verschweißt sind, gekennzeichnet durch die Merkmale: – auf der Außenseite des Grundkörper (11) sind ein Verstärkungselement (16) oder mehrere Verstärkungselemente (26) angeordnet, – von denen das eine Verstärkungselement (16) wendelförmig ausgebildet ist, wobei einander benachbarte Wendelabschnitte (17) in axialer Richtung einen vorgegebenen gegenseitigen Abstand haben, oder – von denen die mehrfach vorhandenen Verstärkungselemente (26) ringförmig ausgebildet sind und in Umfangsrichtung verlaufen, wobei sie in axialer Richtungen einen vorgegebenen gegenseitigen Abstand haben, – das Verstärkungselement (16) oder die Verstärkungselemente (26) sind mit dem Grundkörper (11; 21) fest verschweißt, – die beiden Stirnwände (12, 13; 22, 23) haben eine Wanddicke m, die auf den relevanten Berechnungsdruck des Transportbehälters (10; 20) abgestimmt ist und – der Grundkörper (11; 21) hat eine Wanddicke n, die im Vergleich zur unverstärkten Wanddicke n' um ein Maß d verringert ist, das der Verstärkungswirkung des wendelförmigen Verstärkungselementes (16) oder der ringförmigen Verstärkungselemente (26) entspricht.
  2. Transportbehälter nach Anspruch 1, mit den Merkmalen: – die Verstärkungselemente (16; 26) werden durch ein zum Grundkörper (11; 21) hin offen gestaltetes Hohlprofil gebildet, das entlang seiner beiden Seitenränder (18; 19) mit dem Grundkörper (11) fest verschweißt ist.
  3. Transportbehälter nach Anspruch 1 oder 2, mit den Merkmalen: – das wendelförmige Verstärkungselement (16) ist an beiden Endbereichen verschlossen und mit je einer Zulauföffnung (32) bzw. einer Ablauföffnung (33) für ein Kühlmedium versehen, – die Zulauföffnung (32) und die Ablauföffnung (33) sind mit einem Kühlaggregat verbindbar.
  4. Transportbehälter nach Anspruch 1 oder 2, mit den Merkmalen: – die ringförmigen Verstärkungselemente (26) sind an ihren Enden stirnseitig miteinander Verschweißt.
  5. Transportbehälter nach Anspruch 4, mit den Merkmalen: – an der Vereinigungsstelle der ringförmigen Verstärkungselemente (26) ist eine Trennscheibe (34) dicht eingeschweißt, – die ringförmigen Verstärkungselemente (26) sind an beiden Endbereichen mit je einer Zulauföffnung (35) bzw. einer Ablauföffnung (36) für ein Kühlmedium versehen, – die Zulauföffnung (35) und die Ablauföffnung (36) sind mit einem Kühlaggregat verbindbar.
  6. Transportbehälter nach einem der Anspruch 1 bis 5, mit dem Merkmal: – der Transportbehälter (11; 21) ist über seine beiden Stirnwände (12, 13; 21, 22) mit einem Traggestell (15; 25) mit genormten Abmessungen fest verbunden.
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