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Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkstütze, insbesondere für
Flüssiggas-Lagerbehälter, die über zwei parallelachsige Gelenke an einem ortsfesten
Fußteil und einem mit dem Behälter starr verbundenen Stützteil angelenkt ist.
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Solche Tanks können einen kugelförmigen inneren Speicherbehälter aufweisen,
der sich in einer kugelförmigen äußeren Schale befindet, wobei der Raum zwischen
dem Behälter und der Schale mit wärmeisolierendem Material gefüllt ist.
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Es ist bekannt, die äußere Schale auf mehreren hohlen Füßen abzustützen
und den inneren Speicherbehälter auf Stützen zu lagern, die nach unten in die hohlen
Füße der äußeren Schale ragen.
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Bei der Lagerung flüssiger, normalerweise gasförmiger Stoffe in einem'-Speichergefäß
muß die Ausdehnung und Zusammenziehung des Gefäßes berücksichtigt werden, und ein
großer Behälter von beispielsweise 20 bis 33 m Durchmesser muß für eine radiale
Bewegung der Behälterwandung um ungefähr 5 cm eingerichtet sein.
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Es ist ferner bekannt, die Stützen auf Pfeiler zu stellen, die sich
in den hohlen Säulen der Schale befinden und ein Gleiten in horizontaler Richtung
zu ermöglichen, und zwar zwischen den unteren Enden der Säulen und den oberen Enden
der Pfeiler. Eine weitere bekannte Ausbildung besteht darin, die Stützen nach unten
bis zum unteren Ende der hohlen Säulen zu verlängern und das untere Ende der Stützen
radial zu verschieben und in der vorgeschobenen Richtung zu halten, so daß die Stützen
seitlich in einer derartigen Richtung vorgespannt sind, daß eine nachfolgende Bewegung
des Behälters diese Spannung abbaut.
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Bei der zuerst genannten Anordnung tritt leicht eine nicht im voraus
bestimmbare Verdrehung der Säulen auf, und bei beiden Anordnungen entsteht eine
unerwünschte Biegespannung in der Verbindung von Säule und Behälter.
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Bekannt sind ferner hohle nachgiebige Stützen, die aus Schichtkunststoff
bestehen, ebenso wie Stützen, deren Fuß als Kugelgelenk ausgebildet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein - e verbesserte
Lagerung, insbesondere zur Abstützung des inneren Lagerbehälters eines doppelwandigen
Lagertanks für flüssige, und zwar normalerweise gasförmige Stoffe zu schaffen, die
nicht auf der relativen Verschiebung von Flächen oder auf der Vorspannung und infolgedessen
auf einer absichtlichen Verdrehung der Lagerung beruht, und die erwünschten Spannungen
sowohl in der Lagerung als auch in dem Behälter auf ein Minimum beschränkt, sowie
das Bestreben des Behälters, sich in senkrechter Richtung infolge der Ausdehnung
und Zusammenziehung zu bewegen, auf ein Minimum zu beschränken.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Gelenkstütze aus zwei koaxial
zueinander angeordneten Säulen besteht, die über ein weiteres Gelenk miteinander
verbunden sind, das unterhalb der zwei Gelenke zwischen dem Behälterstützteil und
Fußteil angeordnet ist und dessen Achse parallel zu den beiden Gelenkachsen verläuft.
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Vorzugsweise weist der zu lagernde Gegenstand einen kugelförmigen
inneren Lagerbehälter eines doppelwandigen Tankes auf, dessen äußere Schale auf
hohlen Beinen ruht, und der starre Teil weist einen Arm auf, der an dem Behälter
befestigt ist und nach unten in ein Bein ragt, wobei sich ein erstes und ein zweites
Glied in dem Bein befinden und die starre Stütze durch das Bein gebildet wird. Das
erste Stützglied kann ein Rohr aufweisen, das nach unten von dem Stätzarm ragt,
und das zweite Stützglied ist nach unten innerhalb des Rohres gerichtet und am Stützbein
um einen Bolzen angelenkt, der mit Spiel durch einander gegenüberliegende Schlitze,
die sich im Rohr befinden, hindurchragt.
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Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel für eine Gelenkstütze
nach der Erfindung, und zwar zeigt F i g. 1 die Teilansicht im Schnitt eines
doppelwandigen kugelförmigen Lagertanks für flüssige, normalerweise gasförmige Stoffe,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 der F i g. 1 und
F ig.3 eine ähnliche Ansicht wie ein Teil der F 1 g. 1 einer abgeänderten
Ausführungsform.
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Wie aus F i g. 1 und 2 hervorgeht, weist der doppelwandige
Lagertank für flüssige, normalerweise gasförmige Stoffe eine äußere Schale
1 auf, die auf mehreren symmetrisch angeordneten hohlen Fußteilen 2 ruht,
deren unteres -Ende von einer Platte 3
abgeschlossen ist. Der Tank weist außerdem
einen inneren kugelförmigen Lagerbehälter 4 auf, der konzentrisch in der Schale
1 angeordnet ist. Der Raum 5
zwischen dem Behälter und der Schale ist
mit wärmeisolierendem, in der Zeichnung nicht dargestellten Material gefüllt. Der
Behälter 4 ist mit zahlreichen nach außen ragenden Stützen versehen, die mit hohlen
säulenartigen Fußteilen der Schale 1 fluchten. Ein Stützteil 6 ist
in der Zeichnung dargestellt. Der Stützteil 6 ragt in den oberen Teil des
Fußteiles 2 hinein und läuft in einem Flansch 7 aus, der mit Schrauben oder
Bolzen aus Material geringer Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. rostfreiem Stahl, mit
einem zylindrischen Block 8 aus einem Material verbunden ist, das eine Wärmeschranke
bildet, wie es beispielsweise Polytetrafluoräthylen ist. Das untere Ende des Blockes
8 ist an einem Flansch 9 eines konischen Teiles 10 befestigt,
der von einem ähnlichen entgegengesetzt konischen Teil 11 durch ein kurzes
Rohr 12 getrennt ist. Am unteren Ende des Teiles 11 ist ein Flansch
13 angeschweißt, der mit einer Platte 14 verschraubt ist, an der sich eine
nach unten ragende Halterung 15 befindet.
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Ein biegsamer, hohler, flüssigkeitsisolierender bzw. abdichtender
Ring 16 liegt zwischen der Wandung des Fußteiles 2 und den konischen Teilen
10 und 11
unter Zwischenlegung von Verschleißringen 17 und
18. Der Ring 16 kann in bekannter Weise mit dem gewählten Medium,
wie z. B. Stickstoff, durch einen Schlauch oder ein biegsames Rohr 19 versorgt
werden, das mit einem Steuerventil 20 versehen ist. Der Ring 16 dient dazu,
das Isoliermaterial in dem Raum 5 an seiner Stelle zu halten und gleichzeitig
die horizontale Bewegung des Stützteiles, wie sie später b,#schrieben wird, aufzunehmen.
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Das erste Stützglied weist eine hohle Säule 21 auf, die am oberen
Ende durch eine Platte 22 verschlossen ist, auf der sich zwei nach oben ragende
Teile 23 und 24 befinden, die mit der Halterung 15 mit Hilfe eines
Bolzens 25 drehbar verbunden sind. Am unteren Ende ist die Säule 21 mit Hilfe
eines Bolzens 26 drehbar in Lagern 27 mit dem unteren Ende eines zweiten
Stützgliedes verbunden, das eine massive Säule 28
aufweist, die nach oben
in die Säule 21 hineinragt und kurz vor der Platte 22 endet. Am oberen Ende
sitzt
die Säule 28 drehbar auf einem Bolzen 29, der mit Spiel durch miteinander
fluchtende Schlitze 30
und 31 der Säule 21 hindurchragt und in Lagern
32
in dem Fußteil gelagert ist.
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Beim Zusammenbau dieser Einheit werden die Säulen 21 und
28 und die Teile bis einschließlich des Blockes 8 vormontiert in den
Fußteil 2 eingesetzt und in ihrer Stellung durch Einsetzen des Bolzens
29 vor dem Zusammenbau der oberen Hälfte der Schale 1
befestigt. Der
Behälter 4 wird dann herabgelassen, und die Flanschen am unteren Ende der Stützteile
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werden dann mit den zugehörigen Blöcken 8 verschraubt, die durch
Handlöcher 33 in der Wandung der Säule 2 zugänglich sind. Weitere Handlöcher
34 sind am unteren Ende des Fußteiles 2 vorgesehen, damit das Innere des Fußteiles
zugänglich wird.
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Die Bolzen 25, 26 und 29 verlaufen alle parallel zueinander
in tangentialer Richtung des Behälters 4, und wie aus F i g. 1 und 2 hervorgeht,
liegen ihre Achsen in der gleichen Vertikalebene. Wenn sich der Behälter 4 ausdehnt
oder zusammenzieht, so bewegen sich die Stützteile 6 horizontal von dem Behälter,
d. h. nach links oder rechts in F i g. 1. Eine derartige Bewegung
verschiebt die Bolzen 25 radial im Hinblick auf die Verbindungslinie der
Bolzen 26 und 29 und bewirkt eine Drehbewegung beider Säulen, so daß
sie eine Stellung einnehmen, in der der Winkel zwischen ihnen auf ein Minimum beschränkt
wird. Wenn beispielsweise der Bolzen 25 sich in F i g. 1 nach rechts
bewegt, so wird das obere Ende der Säule 21 mitgenommen, und der fortgesetzte Abwärtsdruck
des Stützteiles 6 schwingt das untere Ende der Säule 21 und sonüt den Bolzen
26 nach links in F i g. 1, so daß die Säule 28 sich um den
Bolzen 29 dreht. Eine stabile Stellung wird dadurch erreicht, wenn der Winkel
zwischen der Längsachse der Säulen ein Minimum ist. Die Schlitze 30 und
31 ermöglichen die freie Bewegung der Säule 21 für eine begrenzte seitliche
Verschiebung des Stützteiles 6.
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Die Vorrichtung kann so eingerichtet werden, daß die Bolzen
25, 26 und 29 senkrecht miteinander fluchten, wenn der Behälter 4
eine bestimmte Stellung innerhalb des wahrscheinlichen Bereiches seiner horizontalen
Bewegung einnimmt.
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Da ferner mehrere derartige Gelenke rings um den Behälter 4 vorgesehen
sein sollen, und die Säulen so lang wie möglich sein sollen, um ihre Winkelbewegung
zu verringern, und die Spannung, die von den Stützteilen 6 verursacht wird,
immer senkrecht oder annähernd senkrecht nach unten gerichtet ist, kann jedes Gelenksystem
eine stabile Ausweichstellung einnehmen, ohne daß der untere Teil der Säule 21 mit
dem Fußteil 2, oder der Bolzen 29 mit den Enden der Schlitze 30 und
31 in Berührung kommt. Jedoch ergibt die Möglichkeit einer derartigen Berührung
einen Sicherheitsanschlag, falls die seitliche Bewegung des Stützteiles
6 erwartete Grenzen überschreitet.
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Da ferner die Bewegung der Stützteile 6 im wesentlichen horizontal
und der Druck in den Stützen vertikal oder annähernd vertikal ist, sind die Stützen
keiner nennenswerten seitlichen Spannung ausgesetzt, so daß praktisch keine Biegebewegung
bzw. kein Biegemoment an der Verbindung von Stützen und Behälter auftritt.
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F i g. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform, bei der die
Säule 28 das erste Stützglied bildet und am oberen Ende eine Gabel
35 aufweist, die mit der Halterung 15 verbunden ist und daher hiermit
durch den Bolzen 25 drehbar verbunden ist. Die hohle Säule 211 bildet dann
das zweite Stützglied und ist am oberen Ende mit zwei Zapfen versehen, von den einer
36 dargestellt ist und in Lagern 32 (F i g. 2) an dem Fußteil
2 gelagert ist. Die Anordnung nach F i g. 3
arbeitet in der gleichen Weise
wie sie an Hand von F i g. 1 und 2 beschrieben wurde, jedoch können bei dieser
abgeänderten Konstruktion der Bolzen 2#. und die Zapfen 36 leicht koaxial
eingerichtet werden. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die hohle
Säule 21 nach oben verlängert wird, wie es in gestrichelten Linien 37 dargestellt
ist. Eine derartige Anordnung ergibt die besten Bedingungen, bei denen das erste
und zweite Glied beide gleiche Länge haben, wobei in diesem Falle eine seitliche
Bewegung des Stätzteiles 6 vollständig horizontal verläuft und nicht von
einer vertikalen Verschiebung begleitet ist.
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Obgleich, wie es an Hand von F i g. 1 und 2 beschrieben wurde,
das Gelenk einen Behälter 4 abstützt, der sich darüber befindet, kann der Behälter
auch an einer gleichen Gelenkeinrichtung, die über ihm angebracht ist, hängen. Außerdem
kann, obgleich die Halterung in Verbindung mit einem doppelwandigen Lagertank für
flüssige, normalerweise gasförmige Stoffe beschrieben wurde, die Halterung nach
der Erfindung auch zur Abstützung und Lagerung irgendeines anderen Gegenstandes,
der eine begrenzte waagerechte Bewegung ausführt, verwendet werden.