DE1229048B - Druckbehaelter - Google Patents

Description

• Druckbehälter Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckbehälter mit stirnseitigen Böden, bei dem der Mantel aus Ü.nter sich gleichen, nach außen gewölbten, jeweils iiur'über einen Teil des Behälterumfanges reichenden Schalenteilen zusammengesetzt ist, deren Krüminungsradius kleiner ist als der Radius des dem Behälterquerschnitt entsprechenden Zylinders und die ah ihren in radialen Ebenen liegenden Stoßkanten, an denen sie Winkelräume bilden, durch einwärts gerichtete Querwände mit einem axialen Mittelrohr veräÜkert Ein sind derartiger ' Druckbehälter ist bekannt. Bei diese -in sind die Wände aus Kugelzonenschalen zusammengesetzt, deren Kugelradius kleiner als die radialen Behälterabmessungen ist. Es soll hier durch Verwendung von Kugelzonen mit einem Kugelradius, der kleiner als der Radius des dem Behälterqueri§Anitt entsprechenden Zylinders ist, ermöglicht Werden, bei gegebener Blechstärke den zulässigen Innendruck gegenüber einem zylindrischen Behälter gleich 'großem Querschnitt zu steigem oder/und a,u#h den Behälterquerschnitt zu vergrößern. Für idinen Behälter mit großen axialen Abmessungen müssen mehrere aus Kugelzonenschalen zusammengesetzte Ringzonen aneinandergefügt werden. Hierdurch ergibt sich ein Netz von in Radialebenen und in zur Behälterachse senkrechten Ebenen verlaufenden Schweißnähten mit einer sehr großen Schweißiiahtgesaintlänge. Hinzu kommt noch, daß alle Schweißnähte gekrümmt sind und in Wellenforin verlaufen und daher nicht auf der Baustelle rationell unter Verwendung von automatischen Schweißmaschinen hergestellt werden können. Der Aufwand für die Schweißung ist wirtschaftlich nicht tragbar. . Die Erfindung bezweckt, einen Behälter der eingängs erwähnten Art wirtschaftlich herstellen zu können und erreicht das dadurch, daß der Behälteriiiantel aus Schalenteilen zusammengesetzt ist, die abwickelbar sind, z. B. eine zylindrische oder eine kegelige Fläche haben. Hierbei verlaufen alle in - , adialen Ebenen liegenden Schweißnähte gerade und können auf der Baustelle rationell unter. Verwendung äutomatischer Schweißmaschinen hergestellt werden. Nicht gerade verlaufende Schweißnähte treten nur an den Behälterstimseiten für die Verbindung der Mantelteile mit den Böden auf. Bei Behältern mit s I ehr großen axialen Abmessungen kann noch eine Rundnaht n otwendig werden.
• Durch die Verwendung von abwickelbaren, z. B. eine Zylinderfläche aufweisenden Mantelteilen wird zwar - von der Festigkeitsrechnung her gesehen - nicht ganz so viel erreicht wie bei der Verwendung Von kegelfrächigen Mantelteilen mit gleichem Krümmungsradius. Das wird aber bei weitem dadurch aufgewogen, daß der Aufwand fü'' äs' Schweißen nur einen Bruchteil beträgt, da3 durch die Gestalt der Schweißnähte weit günstigere Voraussetzungen zur Genehmigung eines hohen Schweißfaktors gegeben Aind, daß ferner bei gleichem Behälterquerschnitt die Behälteroberfläche kleiner ist und daß die Mantelteile durch einfaches Biegen billig herstellbar sind.
• - In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die für Druckbehälter erforderlicheii stimseitigen Böden durch Einzelböden gebildet, die. den Einzelschalen angepaßt und längs ihrer Durch.dringungslinien sowohl mit den Querwänden -als äu ch mit den Enden des Mittelrohres verbunden sind.'Hierbei wirken die Querwände und das MitteIrohi zwischen den stirnseitigen Böden als Zuganken# Ähnlich wie bei den Wandschalen kann zufolge vergrößerter,Krümmung auch die Wandstärke der vorerwähnten Einzelböden kleiner gewählt werden, als es im Falle eines einzigen Bodens erforderlich sein würde. Der Vorteil der verringerten Wandstärke wirkt sich nicht nur gewichtsmäßig aus, sondern bietet vielfach auch die Möglichkeit, auf preisgünstige handelsübliche.gewöl - bte Böden, insbesondere Klöpperböderi, zurückgreifen zu können. Diese sind dann lediglich längs ihrer Durchdringungslinien abzuschneiden..
• Eine bevorzugte Ausführungsfonn stellt der abwickelbare Druckbehälter mit vier. Einzelschalen und entsprechenden vier Einzelböden mit dazwischenliegenden vier Querwänden und einem zentralen Mittelrohr dar, da dies die relativ gunstigste Raumausnutzung bei wirtschaftlich tragbarer Schweißnaht-Gesamtlänge ergibt.
• Die Erfindung wird ün folgenden unter Hinweis auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die abwickelbaren Flächen zylindrisch sind, wobei sichweitere kennzeichnende Merkmale ergeben werden. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Druckbehälters in stehender Anordnung, teilweise im Schnitt, F i g. 2 eine Draufsicht -auf; einen stirnseitigen Boden, F i g. 3 einen Schnitt durch Einzelschalen und Querwände nach Linie III-IH der F i g. 1, F i g. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der F i g. 2 in größerem Maßstab, F ig . 5 einen senkrechten Schnitt durch eine Auflagerstelle des Behälters, F i g. 6 einen Querschnitt an einer Stoßstelle zweier Einzelschalen bzw. Einzelböden.
• Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Behältermantel aus vier Einzelschalen 1, 2, 3, 4 zusammengesetzt, die mit ihren achsparallelen Kanten aneinanderstoßen. Denkt man sich durch die Stoßkanten ein quadratisches Prisma gelegt, so wölben sich über dessen Seitenflächen die einzelnen Schalen nach außen. An den Stoßstellen, in denen sich die Zylinderflächen benachbarter Einzelschalen durchdringen und Winkelräume bilden, sind die Einzelschalen mit nach der Mittelachse des Behälters gerichteten Querwänden 5, 6, 7, 8 verbunden, die ihrerseits alle in der Behältermitte miteinander verbunden sind. Auf diese Weise sind die Einzelschalen an ihren Stoßkanten von innen her gegenseitig verankert. Die Querwände 5, 6, 7, 8 wirken zwischen einander gegenüberliegenden Stoßstellen als Zuganker, welche die von dem Gas-- oder Flüssigkeitsdruck fin. Behälter auf die Einzelschalen ausgeübten Kräfte als Zugbeanspruchung aufnehmen.
• Zur Verbindung aller Querwände dient beim Ausführungsbeispiel ein in der Behältermittelachse liegendes Rohr 9, an dessen Mantel die Querwände mit ihren Längskanten befestigt sind. Der Mantel des Mittelrohres 9 nimmt die in den Querwänden 5, 6, 7, 8 wirkenden Zugkräfte auf.
• Die Schweißnähte an den Stoßkanten der Einzelschalen 1, 2, 3, 4 und der Querwände 5, 6, 7, 8 sowie die Schweißnähte zwischen den Querwänden und dem Mittelrohr verlaufen geradlinig und können daher auf der Baustelle rationell unter Verwendung automatischer Schweißmaschinen hergestellt werden. Alle Schweißnähte sind von innen und außen her gut zugänglich und können daher ausgekreuzt werden. Es sind somit.alle Voraussetzungen zur Genehmigung eines hohen Schweißfaktors gegeben.
• F i g. 6 zeigt eine bevorzugte Ausbildung der Schweißnähte an einer Stoßstelle der Einzelschalen. Jede Einzelschale ist oben und unten mit einem ihr angepaßten Boden 10, 11, 12, 13 (z. B. Klöpperboden) verbunden. Die jenseits der Durchdringungslinien liegenden Teile der Einzelböden (in F i g. 2 für einen Boden strichpunktiert angedeutet und mit 14 bezeichnet) kommen in Fortfall. Da die Durchdringungslinien der Einzelböden in die Ebenen der Querwände 5, 6, 7, 8 fallen, können diese bis zu den Durchdringungslinien herauf- bzw. abwärtsgezogen und zusammen mit den hier zusammenstoßenden Böden verschweißt werden.
• Durch das Mittelrohr 9 -wird erreicht, daß die vier Einzelböden nicht in der Achse des Behälters zu-#ammenstoßen. Außerdem sorgt das Mittelrohr bei stehender Anordnung des Behälters dafür, daß in der mittleren Vertiefung des oberen Bodens kein Regenwasser od. dgl. stehenbleibt.
• Um einen guten übergang in der Schweißnaht zwischen Mantel und Boden zu erreichen, wird vorteilhaft der Boden aus einem Werkstoff höherer Festigkeit hergestellt.
• Das Mittelrohr 9 hat eine erheblich größere Wandstärke als die Bodenteile und besitzt hinter der an seinem Ende befindlichen Anschweißfläche eine Ringnut 15, die am Rohrende einen Kragen begrenzt, dessen Wandstärke derjenigen der anschließenden Bodenteile 10, 11, 12, 13 angepaßt ist. Entsprechend ist die Form der Ringnut der Bodeninnenkante angepaßt. Die Querwände 5, 6,7, 8 sind an dem Mittelrohr 9 mit zwei in Mantellinien des Rohres verlaufenden Schweißnähten befestigt und haben im Bereich der Ringnut 15 Ausnehmungen 16, die schweißtechnisch bedingt sind.
• Die Verbindung zwischen den Bodenteilen 10, 11, 12, 13 und den Querwänden 5, 6, 7, 8 entspricht der in F i g. 6 dargestellten Anordnung.
• Bei stehender Behälteranordnung, wie sie das Ausführungsbeispiel zeigt, ruht der Behälter mit aus starkem Blech hergestellten Stützen 18 auf dem Fundament. Nach F i g. 5 haben die über die Bodenrundnaht 20 heraufragenden Stützen 18 in einem oberen Abschnitt eine dem Verlauf der Behälterwand und der anschließenden Bodenteile angepaßte Auskehlung 19, in der sie den Behälterboden im Grundrißbereich der Behälterwand abstützen. Diese Stützenanordnung läßt sich kerbspannungsfrei gestalten, indem die Ab- messungen so gewählt werden, daß die resultierende Stützkraft in die Mittelfläche der Behälterwand fällt.
• Bei den Behältem mit sehr großen Querschnittsabmessungen wird der Behältermantel zweckmäßig aus mehrals vier Einzelschalen zusammengesetzt, damit die Blechstärke die technisch möglichen Ab- messungen nicht überschreitet sowie auch Transportschwierigkeiten vermieden werden.
• Die Erfindung eignet sich nicht nur für Behälter die aus Stahlblech bestehen, sondern auch für Behälter aus anderen Werkstoffen, wie z. B. Kunststoffen, die durch Schweißen, Kleben od. dgl. miteinander verbunden werden können.
• Für chemische Spezialprozesse oder auch aus anderen Gründen kann es vorteilhaft sein, an Stelle zylindrischer Einzelschalen Kegelschalen oder andersartige abwickelbare Schalen zu verwenden.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Druckbehälter mit stimseitigen Böden, bei dem der Mantel -aus unter sich gleichen, nach außen gewölbten, jeweils -nur über einen Teil des Behälterumfanges reichenden Schalenteilen zusammengesetzt ist, deren Krümmungsradius kleiner ist als der Radius des dem Behälterquerschnitt entsprechenden Zylinders und die an ihren in radialen Ebenen liegenden Stoßkanten, an denen sie Winkelräume bilden, durch einwärts gerichtete Querwände mit einem axialen Mittelrohr verankert sind, dadurch gekennz e i c h n e t, daß die Schalenteile (1, 2, 3, 4), aus denen der Behältermantel zusammengesetzt ist, abwickelbar sind, z. B. eine zylindrische oder eine kegelige Fläche haben.
2. 2. Druckbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stimseitigen Böden des Behälters durch den Einzelschalen (1, 2, 3, 4) angepaßte Einzelböden (10, 11, 12, 13), z. B. Klöpperböden, gebildet sind, die längs ihrer Durchdringungslinien sowohl mit den Querwänden (5, 6, 7, 8) als auch mit den Enden des Mittelrohres (9) verbunden sind. 3. Druckbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus vier Einzelschalen (1, 2, 3, 4), entsprechend den vier Einzelböden (10, 11, 12, 13), mit dazwischenliegenden vier Querwänden (5, 6, 7, 8) und einem zentralen Mittelrohr (9) zusammengesetzt ist. 4. Druckbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (10, 11, 12, 13) aus einem Werkstoff höherer Festigkeit bestehen als die Einzelschalen (1, 2, 3, 4). 5. Druckbehälter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Nfittelrohr (9) an seinen beiden Enden je einen durch eine Ringnut (15) begrenzten Kragen aufweist, der der Wandstärke der anschließenden Bodenteile (10, 11, 12, 13) entspricht, und daß die Querwände (5, 6, 7, 8) ün Bereich dieser Ringnut eine Aussparung (16) aufweisen. 6. Druckbehälter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er bei stehender Anordnung auf Stützen (18) gelagert ist, die an ihren über die Bodenrundnaht heraufragenden Enden mit den Einzelschalen (1, 2, 3, 4) verschweißt sind. 7. Druckbehälter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Stützen (18) so gewählt sind, daß die resultierende Stützkraft in die Mittelfläche der Behälterwand fällt. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 151309; britische Patentschrift Nr. 595 135.