DE1192112B - - Google Patents

Description

DEUTSCHES W7WSSS& PATENTAMT

Deutsche Kl.: 81 e -143

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1192 112

Aktenzeichen: C 30262 XI/81 e

1 192 112 Anmeldetag: 22. Juni 1963

Auslegetag: 29. April 1965

Große Lagerbehälter für Flüssigkeiten, vor allem wenn sie überirdisch erreichtet sind; sind so dimensioniert, daß sie mit güter Sicherheit ihre Aufgabe erfüllen. Jedoch gegen Uber- oder Unterdruck sirid sie sehr empfindlich, da wegen der großen Flächen schon bei relativ kleinen Druckdifferenzen enorm große Kräfte auf die Behälterwand wirken. Diese Druckdifferenzen entstehen nicht nur 'beim Füllen oder Leeren des Lagerbehälters, sondern schon durch bloße Temperaturschwankuhgen beispielsweise während des Tageszyklus oder bei Wetterumschlag. Zü beachten ist hier auch die Änderung des barometrischen Druckes^

Die Lagerbehälter oben durch einen offenen Stutzen mit der Außenluft zu verbinden, widerspricht oft den einschlägigen Sicherheitsbestimmungen, weil dann giftige oder brennbare oder auch explosive Gasgemische uiikontrollieft in die Luft entweichen können. Oft ist aber auch die direkte Verbindung des Lagerbehälters mit der Aüßehiüft unerwünscht, da die zu lagernde Flüssigkeit mit Bestandteilen der Luft chemisch reagieren kann. In diesem Fäll wird sogar die Lagerung der Flüssigkeit unter Schutzgas gefordert.

So hat man schon Atmungs- und Sicherheitstöpfe entwickelt, die über einen Flüssigkeitsverschluß in bestimmten Druckgrenzeii das Behälterinnere von der Außenluft abschließen.

Der Füllstand der Sperrflüssigkeit kann bei diesen Töpfen nur bei Druckgleichheit im Lagerbehälter und außen kontrolliert werden, und die Sperrflüssigkeit darf nur bei ausgeglichenem Druck ergänzt werden. Wird z. B. während des Leerens des angeschlossenen Lagerbehälters, in dem sich nun ein Unterdruck einstellt, Sperrflüssigkeit nachgefüllt, so ist es entweder bei oben angeordneten Töpfen möglich, daß Sperrflüssigkeit in den Lagerbehälter fließt, oder aber bei auf dem Boden angeordneten Töpfen ist es möglich, daß Sperrflüssigkeit in die Verbindungsleitung gesaugt wird und dadurch infolge der Flüssigkeitssäule in der Verbindungsleitung ein so großer Unterdruck im Lagerbehälter entsteht, daß er implodiert. Beim Füllen des Lagerbehälters kann bei gleichem Bedienungsfehler die Sperrflüssigkeit in der zum Dach führenden Entlüftungsleitung steigen und dann infolge der Flüssigkeitssäule einen so hohen Überdruck erzeugen, daß der Lagerbehälter platzt.

Ferner besteht bei den bekannten Vorrichtungen die Gefahr, daß infolge eines Überfüllens des Lagerbehälters die zuviel eingefüllte Flüssigkeit über die Verbindungsleitung Lagerbehälter-Atmungstopf abläuft und hier eine Heberwirkung verursacht, die Atmungs- und Sicherheitstopf für Behälter zum
Lagern vori Flüssigkeiten

Anmelder:

Chemische Werke Hüls Aktiengesellschaft,
Marl (Kr. Recklinghausen)

ίο Als Erfinder benannt:

Bernhard Zenner, Marl (Kr. Recklinghausen) - -

¹S wiederum einen solchen Unterdruck im Lagerbehälter erzeugt, daß er implodiert.

All diese Nachteile der bisherigen Vorrichtungen werden nur bei Bedienungsfehlern offenkundig, verursachen dann aber enorme Schäden und können zugleich große Gefahren auslösen.

Auch ist eine Lagerung der zu lagernden Flüssigkeiten unter Schützgas bei den bisher bekannten Töpfen nicht ohne weiteres möglich.

Deshalb wurde eine Vorrichtung entwickelt, die

^z5 diese Nachteile vermeidet und die geschilderten Folgen bei Bedienungsfehlern ausschließt.

Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemäßen Atmungs- und Sicherheitstopf für Behälter zum Lagern von Flüssigkeiten, der in seinem oberen Teil durch eine von oben in die Sperrflüssigkeit ragende senkrechte Trennwand in zwei Kammern unterteilt ist, von denen die eine als Atmungskammer mit dem Lagerbehälter und die andere als Ent- bzw. Belüftungskammer mit der Außenluft in Verbindung steht, dadurch gelöst, daß an die beiden Kammern je ein Uberlaufraum in der Weise angeschlossen ist, daß der der Lüftungskammer zugeordnete und mit dieser durch eine Öffnung unterhalb des Flüssigkeitsspiegels verbundene Überlaufraum einen Überlauf in der Höhe des hier höchstzulässigen Flüssigkeitsstandes, bezogen auf die Unterkante der die Atmungs- und Lüftungskammer bildenden Trennwand, hat, und daß die Atmungskammer selbst einen Überlauf in Höhe des in ihr höchstzulässigen Flüssigkeitsstandes, bezogen auf die Unterkante der die Atmungs- und Lüftungskammer bildenden Trennwand, zum ihr zugeordneten Überlaufraum hat, dessen tiefer als der Überlauf gelegene Abfluß gegen Gasübertritt durch einen Flüssigkeitsverschluß geschützt ist, dessen ihn bildende Wand tiefer in die Flüssigkeit eintaucht als die die Atmungs- und Lüftungskammer bildende Trennwand.

509 567/203

Weiter wurde gefunden, um die beim Überfüllen des Lagerbehälters entstehende Heberwirkung im Verbindungsrohr Lagerbehälter-Atmungstopf zu vermeiden, eine zusätzliche Überlaufleitung an dem Lagerbehälter in der Höhe dessen höchstzulässigen Füllhöhe anzuschließen, die in den der Atmungskammer zugeordneten Überlaufraum mündet.

An Hand der Abbildungen soll der neue Atmungsund Sicherheitstopf in seinem Aufbau und seiner Wirkungsweise erläutert werden.

A b b. 1 zeigt den senkrechten Schnitt durch den erfindungsgemäßen Topf;

Ab b. 2 ist der Schnitt entsprechend der Linie A-B in Abb. 1;

A b b. 3 verdeutlicht des Prinzip, wie der neue Topf an den Lagerbehälter angeschlossen ist;

A b b. 4 bis 7 geben verschiedene Betriebszustände wieder.

Der Atmungs- und Sicherheitstopf ist in bekannter Weise durch eine oben und an den Seiten dicht im ao Topf 18 angebrachte Trennwand 6 in eine Lüftungskammer II und eine Atmungskammer I geteilt. Nach unten sind die Kammern durch eine Sperrflüssigkeit voneinander getrennt.

Die Lüftungskammer II dient bei auftretendem Überdruck im Lagerbehälter zum Entlüften und bei auftretendem Unterdruck im Lagerbehälter zum Belüften. Das letztere ist aber nur dann der Fall, wenn die Anlage ohne Schutzgas betrieben wird oder wenn die Schutzgaszufuhr ungenügend oder unterbrochen ist.

So ist an den Stutzen 4 der Lüftungskammer II die Lüftungsleitung 21 (A b b. 3) angeschlossen, die aus Sicherheitsgründen bis über das Dach geführt werden muß. Damit aber bei einem im Lagerbehälter auftretenden Überdruck und gleichzeitigem Nachfüllen der Sperrflüssigkeit infolge Unkenntnis der Druckverhältnisse diese nicht in die Lüftungsleitung 21 (A b b. 3) steigen kann, ist der Lüftungskammer II ein Uberlaufraum III zugeordnet, der einen Überlauf 5 in der Höhe des in der Belüftungskammer höchstzulässigen Flüssigkeitsstandes, bezogen auf die Unterkante der Trennwand 6, hat. Die Lüftungskammer II ist mit dem Uberlaufraum III unterhalb des Flüssigkeitsspiegels durch die Öffnung 17 verbunden. Sie wirken als kommunizierende Röhren und haben gleichen Flüssigkeitsstand, da auf ihren Flüssigkeitsoberflächen der Luftdruck wirkt.

Dadurch wird erreicht, daß sich in der Atmungskammer I und dem Lagerbehälter 20 (A b b. 3), die über den Stutzen 2 und die Leitung 19 miteinander verbunden sind, kein größerer Überdruck ausbilden kann, als der Flüssigkeitssäule Unterkante der Trennwand 6 —Überlauf 5 entspricht, denn das überschüssige Gas perlt unter der Trennwand 6 in die Lüftungskammer II und kann nur durch Stutzen 4 und Leitung 21 (A b b. 3) abgeführt werden. Es ist ihm nicht möglich, aus dem Überlauf 5 zu strömen, wie das der Fall wäre, wenn der Überlauf 5 direkt an die Lüftungskammer II angeschlossen wäre. Aus Sicherheitsgründen ist ein Gasaustritt aus dem Überlauf 5 nicht zulässig.

Wenn sich beim Entleeren des Lagerbehälters oder aus irgendeinem anderen Grunde im Lagerbehälter ein Unterdruck ausbildet, steigt die Sperrflüssigkeit in der Atmungskammer I höchstens bis zum Überlauf 7, um dann, gegebenenfalls in den der Atmungskammer I zugeordneten Überlaufraum IV zu fließen.

Gleichzeitig sinkt der Flüssigkeitsstand in der Lüftungskammer II und dem zugeordneten Uberlaufraum

III bis zur Unterkante der Trennwand 6, so daß Luft aus der Lüftungskammer II unter der Trennwand 6 her in die Atmungskammer I treten kann. Der maximale Unterdruck, der sich in der Atmungskammer I und im Lagerbehälter einstellen kann, entspricht damit der Flüssigkeitshöhe Unterkante der Trennwand 6—Überdruck 7. Es ist zweckmäßig, die Trennwand 6 so in dem Sicherheitstopf 18 anzubringen, daß das Flüssigkeitsvolumen im Topf 18 bei maximalem Überdruck gleich dem bei maximalem Unterdruck ist.

Um bei einer starken Unruhe der Flüssigkeitsoberfläche in der Atmungskammer I gleichmäßige Druckverhältnisse zu erreichen, ist der Überlauf 7 durch eine Wand 23 abgeschirmt.

Um die Anlage mit Schutzgas betreiben zu können, d. h. gegen Luft empfindliche Flüssigkeiten unter Schutzgas lagern zu können, mündet in die Atmungskammer I eine Zuführleitung 1 für Schutzgas. Das Schutzgas wird aus dem Leitungsnetz oder aus Stahlflaschen über Reduzierventile und die Zuführungsleitung 1 in die Atmungskammer I geleitet.

Beim Betrieb mit Schutzgas wird der Lagerbehälter immer unter dem möglichen Überdruck gemäß des Flüssigkeitsstandes, wie ihn Abb. 1 zeigt, gehalten. Beim Entleeren des Lgerbehälters entsteht in ihm nicht — wie beim Betrieb ohne Schutzgas — ein Unterdruck, sondern der Überdruck wird von notwendigerweise vorhandenem Reduzierventil aufrechterhalten, indem es genügend Schutzgas in die Atmungskammer I strömen läßt. Beim Füllen des Behälters wird auch das Schutzgas -—■ ebenso wie beim Betrieb ohne Schutzgas — unter der Trennwand 6 her in die Lüftungskammer II und von dort über Stutzen 4 und Leitung 21 (A b b. 3) über das Dach ins Freie geleitet.

Die Sperrflüssigkeit, die von der Atmungskammer I über den Überlauf 7 in den Überlaufraum IV geflossen ist, verläßt diesen durch den tiefer als der Überlauf 7 gelegenen Abfluß 8, der zum Schutz gegen Gasübertritt durch einen Flüssigkeitsverschluß vom Überlaufraum IV getrennt ist, wobei die den Flüssigkeitsverschluß bildende Wand 9 tiefer in die Flüssigkeit ragen muß als die Trennwand 6; denn über dem Flüssigkeitsspiegel am Abfluß 8 herrscht durch diesen oder durch die eventuell angebrachte Lüftung 10 ebenso wie in der Lüftungskammer II Außendruck, während in der Atmungskammer I und dem Überlaufraum IV Behälterdruck herrscht.

Durch die Stutzen 11 und 12 kann von Zeit zu Zeit oder dauernd Sperrflüssigkeit ergänzt werden, da ein Uberfüllen des Atmungs- and Sicherheitstopfes und die damit verbundenen Gefahren und Schäden ausgeschlossen sind. Der Füllstand in den Räumen I und

IV kann über die Schaugläser 14 und 13 beobachtet werden. Ein gegebenenfalls notwendiges Entleeren des Topfes erfolgt über Ablaufstutzen 15,16, die am Boden der Kammern IV bzw. I, II angebracht sind.

Zur Vermeidung von Unterdruck im Lagerbehälter infolge der Heberwirkungen in einer Verbindungsleitung durch Überfüllen des Lagerbehälters ist in der Höhe des höchstzulässigen Füllstandes der zu lagernden Flüssigkeit im Lagerbehälter in diesem eine Überlaufleitung 22 (A b b. 3) angebracht, die über den Stutzen 3 in den Überüaufraum mündet, von wo die überlaufende Flüssigkeit durch den Flüssigkeits-

Claims (6)

Verschluß und den Ablauf 8 abfließen kann. Damit die aus dem Lagerbehälter 20 (A b b. 3) kommende Flüssigkeit nicht die übrige im Topf 18 befindliche Sperrflüssigkeit verunreinigen kann, liegt das Ende des Stutzens 3 tiefer als der Überlauf 7. Patentansprüche:

1. Atmungs- und Sicherheitstopf für Behälter zum Lagern von Flüssigkeiten, der in seinem oberen Teil durch eine von oben in die Sperrflüssigkeit ragende senkrechte Trennwand in zwei Kammern unterteilt ist, von denen die eine als Atmungskammer mit dem Lagerbehälter und die andere als Ent- bzw. Belüftungskammer mit der Außenluft in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß an die beiden Kammern (I, II) je ein Überlaufraum (III, IV) in der Weise angeschlossen ist, daß der der Lüftungskammer (II) zugeordnete und mit dieser durch eine Öffnung (17) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels verbundene Überlauf raum (III) einen Überlauf (5) in der Höhe des hier höchstzulässigen Flüssigkeitsstandes, bezogen auf die Unterkante der die Atmungs- und Lüftungskammer bildenden Trennwand (6), hat, und daß die Atmungskammer (I) selbst einen Überlauf (7) in der Höhe des in ihr höchstzulässigen Flüssigkeitsstandes, bezogen auf die Unterkante der die Atmungs- und Lüftungskammer bildenden Trennwand (6), zum ihr zugeordneten Überlaufraum (IV) hat, dessen tiefer als der Überlauf (7) gelegene Abfluß (8) gegen Gas-

übertritt durch einen Flüssigkeitsverschluß geschützt ist, dessen ihn bildende Wand (9) tiefer in die Flüssigkeit eintaucht als die die Atmungsund Lüftungskammer bildende Trennwand (6).

2. Atmungs- und Sicherheitstopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den der Atmungskammer (I) zugeordneten Uberlaufraum (IV) eine Uberlaufleitung (22) mündet, die an den Lagerbehälter (20) in der Höhe dessen höchstzulässiger Füllhöhe angeschlossen ist.

3. Atmungs- und Sicherheitstopf nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Atmungskammer (I) ein Zuleitungsrohr (1) für Schutzgas mündet.

4. Atmungs- und Sicherheitstopf nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Abflusses (8) eine Entlüftung (10) angebracht ist.

5. Atmungs- und Sicherheitstopf nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Überlauf (7) eine Dämmwand (23) vorgelagert ist.

6. Atmungs- und Sicherheitstopf nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Atmungskammer (I) und dem ihr zugeordneten Überlauf raum (IV) in bekannter Weise Schaugläser (13,14) angebracht sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
"Österreichische Patentschrift Nr. 204 956;
USA.-Patentschriften Nr. 1 874 742, 1 974 034, 988 325.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 567/203 4. 65 © Bundesdruckerei Berlin