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Großvolumiger Behälter o. dgl.
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Die Erfindung betrifft einen großvolumigen Behälter o. dgl.
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In vielen Gebieten der Industrie werden zur Lagerung, Zwischenlagerung
oder Verarbeitung von FlKssigkeiten Behälter benötigt, die leicht und billig aufzustellen
sind, Korrosionseinflüssen widerstehen und geringer Wartung bedürfen.
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Die bisher üblichen Behälter aus Stahlblech wiesen verschiedene Nachteile
auf. Um eine Korrosion bzw. ohemische Reaktion der gespeicherten Flüssigkeit mit
demBehälterinneren zu vermeiden, mußte die Innenwand des Behälters mit einem mehrsohichtigen
und sorgfältig aufzubringenden Korrosionsschutz versehen werden. Auch die Außenwände
des Behälters waren sorgfältig zu schützen. Die statischen Eigenschaften eines Behälters
aus
Stahlblech sind schlecht. Er muß daher mit entsprechendem Materialaufwand sehr schwer
hergestellt werden. Eine Zusammensetsung des Behälters an dem Aufstellungsort ist
in vielen Fällen nicht möglioh oder technisch sehr aufwendig, so daß bei Aufstellung
der Behälter in Innenräumen häufig aufwendige bauliche Maßnahmen erforderlich sind.
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In vielen Bällen, beispielsweise in Brauereien, sollen Flüssigkeiten
bei Temperaturen gelagert werden, die von der durchschnittlichen Raumtemperatur
abweichen. In diesem Fall müssen die herkömmlichen Behälter zusätzlich isoliert
werden, um die Wärmeverluste zu vermindern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen großvolumigen Behälter o. dgl.
zu schafen, der mit geringem Montageaufwand an Ort und Stelle errichtet werden kann,
im Vergleich zu seiner Festigkeit geringes Gewicht und beste Korrosionsbeständigkeit
aufweist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Behälter
aus vorgefertigten Kunststoffteilen besteht und der gesamte Behälter mit wenigstens
einer zusammenhängenden Schicht aus armiertem Kunststoff versehen ist.
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Vorzugsweise bestehen die vorgefertigten Kunststoffteile aus einem
Eunstetoffsehaum, Die zu diesem Zweck verwendeten Eunststoffschäume, beispielsweise
Polyurethanhartschäume, weisen neben besten Isolationseigenschaften eine gute mechanische
Festigkeit auf, insbesondere, wenn sie ein- bzw. beidseitig mit Kunststofflsminaten
hoher Festigkeit versehen sind.
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Es entsteht dann ein sogenannter Sandwich-Aufbau, der bei gegebenem
Materialaufwand ein Optimum an Biegefestigkeit bildet.
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Die Erfindung ermöglicht es vor allem, durch die Verwendung von vorgefertigten
Kunststoffteilen den Behälter ohne Verwendung besonderer Formen an jedem Ort, insbesondere
auch innerhalb von Bauwerken mit nur kleinem Zugang aufzustellen.
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Die vorgefertigten Kunststoffteile können vollständig aus einem Kunststoffschaum
bestehen, der eine ausreichende Steifigkeit hat, um seine Form zu halten. Je nach
den statischen Erfordernissen werden dann an Ort und Stelle innen oder außen bzw.
auf beide Seiten tragende Schichten aus armiertem gunststoff, insbesondere duroplastischen
Polyesterharzen mit Glasfasereinlagen aufgebracht, die gleichzeitig die absolute
Dichtigkeit des Behälters gewährleisten. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
können aber die Kunststoffteile bereits derart vorgefertigt sein, daß sie vor ihrem
Zusammenbau auf einer ihrer Seiten mit einer Schicht aus armiertem Kunststoff versehen
sind. Dabei wird dann die auf die andere Seite aufzubringende durchgehende Kunststoffschicht
die tragende Funktion
übernehmen, während die bereits auf die Fertigteile
aufgebrachte Schicht einerseits die Fertigteile vor ihrem Zusammenbau versteift
und andererseits eine Abdeckung des Kunststoffschaumes bildet.
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Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind die vorgefertigten
Kunststoffteile an einer ihrer Innen bzw.
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Außenseiten und an ihren Schmalseiten mit einer Schicht aus armiertem
Kunststoff versehen. In diesem Fall wird die Form, in der die Fertigteile hergestellt
werden, zuerst an den entsprechenden Seiten mit einer Auskleidung aus armiertem
Kunststoff versehen, den man aushärten läßt. Danach wird die Form geschlossen und
die gemischte Eomponenten des Kunststoffschaumes eingebracht, der die Form ausfüllt.
Bei größeren Teilen kann es vorteilhaft sein, keine geschlossene Form zu verwenden,
sondern den Kunststoffschaum in die offene Form einzubringen und ihn nach dem Aufschäumen,
aber vor der Erstarrung, an der offenen Seite der Form zu glätten. Dadurch kann
man mit besonders einfachen Formen auskommen.
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Die vorgefertigten Teile können gemäß der Erfindung an ihren Schmalseiten
mit Ausnehmungen bzw. Vorsprüngen nach Art von Nuten bzw. Federn versehen sein.
Auf diese Weise halten die Fertigteile schon bei ihrer Aufstellung in gewisser Weise
zusammen, so daß der Aufbau des Behälters wesentlich vereinfacht wird.
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Vorzugsweise weist der Behälter eine zylindrische Form auf und besteht
aus mit wenigstens einer zusammenhängenden Schicht armierten Kunststoffs verbundenen
vorgefertigten Kunststoffteilen in Form von Zylindermantelabschnitten und Kreissegmenten,
die auch gewölbt sein können. Diese Bauart bietet bei einfachster Montage den Vorteil,
daß im wesentlichen nur zwei Kunststoffertigteile Verwendung finden, wodurch die
Kosten für die Borm auf ein Minimum beschränkt werden. Es ist aber selbstverständlich
auch möglich, die Behälter in Kugelform bzw. jeder anderen Form herzustellen. Insbesondere
bei Behältern, die ebene Flächen aufweisen, kommen die vorteilhaften statischen
Eigenschaften des erfindungsgemäßen Behälteraufbaus zum Tragen.
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Gemäß der Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Herstellung von
Behältern vorgeschlagen, nach dem die vorgefertigten Kunststoffteile bei ihrem Zusammensetzen
durch Verschäumen mit einem Kunststoffschaum miteinander verbunden werden.
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Dieses Verfahren eignet sich besonders zur Montage von Behältern aus
Kunststoffertigteilen, die bereits an mindestens einer ihrer Seiten mit einer Schicht
aus Kunststoff versehen sind. In diesem Falle kann die tragende Funktion nur einer
Kunststoffschicht auf einer Seite des Behälters übertragen werden, während die Fugen
zwischen den Kunststoffertigteilen durch den Kunststoffschaum weitgehend geschlossen
werden.
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Ein weiteres Verfahren Zur Herstellung von Behältern gemäß der Erfindung
sieht vor, daß die Fugen zwischen den Schmalseiten der Kunststoffteile mit einem
härtbaren Kunststoff gefüllt werden, danach die Kunststoffteile mit einer Spannvorrichtung
zusammengespannt werden und darauf auf die Innen- bzw. Außenseite des Behälters
eine Schicht aus armiertem Kunststoff aufgebracht wird.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine zum Teil geschnittene schematische Seitenansicht
des oberen Teiles eines Behälters nach der Erfindung; Fig. 2 eine teilgeschnittene
Draufsicht auf einen Teil des Behälters nach Fig. 1 (Schnittlinie II-II in Fig.
1); Fig. 3 eine geschnittene perspektivische Ansicht eines vorgefertigten Kunststoffteils
zur Herstellung einer ersten Ausführungsform eines Behälters nach der Erfindung;
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil der Behälterwandung eines Behälters, der unter
Verwendung von Kunststoffteilen nach Fig. 3 aufgebaut ist;
Fig.
5 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Kunststoffteiles;
Fig. 6 einen Schnitt durch einen Teil der Behälterwandung, die aus Kunststoffertigteilen
der Fig. 5 hergestellt ist; Fig. 7 ein Detail aus Fig. 6; Fig. 8 einen Schnitt durch
eine dritte Ausführungsform eines vorgefertigten Kunststoffteiles und Fig. 9 einen
Schnitt durch einen Teil einer Behälterwand, der aus Kunststoffteilen gemäß Fig.
8 aufgebaut ist.
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Der Behälter nach Fig. 1 ist im wesentlichen aus zwei verschiedenen
Arten von Kunststoffteilen aufgebaut, und zwar aus Eunststoffteilen 11 in Form von
Zylindermantelabschnitten und Kunststoffteilen 12, die im wesentlichen die Form
eines leicht gewölbten Kreissegments haben. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Kunststoffteile 12 ganz bis zur Mitte des Deckels durchgeführt, an dieser
Stelle ist ein kreisförmiges Kunststoffteil 13 eingesetzt, das im Bedarfsfalle auch
herauenehmbar angeordnet werden kann (vgl. auch Fig. 2). Die tragende Kunststoffschicht
liegt innen.
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Für die Herstellung und den Aufbau des Behälters sind viele erfindungsgemäße
Varianten denkbar. Das in Fig. 3 dargestellte Eunststo-ffertigtsil 14 besteht aus
einem Kunststoffhartschaum, beispielsweise einem Polyurethanschaumstoff. Die Fertigteile
werden üblicherweise in einer Schäumform aufgeschäumt und nach dem Erstarren herausgenommen.
Wegen des einfachen Aufbaus der Form kann die Herstellung der Kunststoffertigteile
auch an Ort und Stelle geschehen. Aus diesen Kunststoffteilen 14 wird an Ort und
Stelle der Behälter aufgebaut, durch den Fig. 4 einen waagerechten Schnitt zeigt.
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Danach wird von innen eine Schicht 15 glasfaserverstärkten Polyesterharzes
aufgebracht. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 liegt die tragende Schicht, die
durch Glasfaserrovinggewebe verstärkt ist, innen. An der Außenseite des Behälters
wurde nur eine dünne Schicht 16 glasfaserverstärkten rolyesterharzes aufgebracht,
die die Poren des Schaumes abdeckt.
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Die Materialien, die Aufteilung der Wandstärken und die Herstellung
der durchgehenden armierten Kunststoffschicht können Je nach den Bedürfnissen variiert
werden. Anstelle der norialerweise von Hand aufzubringenden glasgewebeverstärkten
Sunststoffschicht kann auch eine dann entsprechend stärker zu wählende armierte
Kunstatoffschicht mit einer üblichen Spritspistole aufgebracht werden. Insbesondere
bei großen Behältern kann es unter Umständen vorteilhaft sein, von der in dieses
Falle zylindrischen Seitenwand erst einen Ring herzustellen,
auf
den dann ein zweiter bzw. mehrere Ringe aufgesetzt werden.
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Der untere Boden wird in diesem Falle vorzugsweise zuerst hergestellt.
Der Deckel kann nachträglich aufgesetzt und dann mit der Behälterwand verbunden
werden. Bei einem Ausfthrungsbeispiel wurde nach diesen Anweisungen ein Behälter
zur Aufnahme von Flüssigkeiten hergestellt, der einen Durchmesser von 5 m und eine
Höhe von 5,50 m aufwies. Die Fertigteile aus Polyurethanschaum hatten eine Stärke
von 8 cm, die Wandstärke der inneren glasfaserverstärkten Kunststoffschioht betrug
10 mm im unteren Teil des Behälters und ca. 3 mm im oberen Teil. Die Außenhaut besaß
eine Wandstärke von etwa 1 mm.
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Aus diesen Angaben ist zu ersehen, daß bei den Behältern nach der
Erfindung besonders einfach und leicht die Wandstärken den Jeweiligen statischen
Erfordernissen angepaßt werden können, indem beispielsweise im unteren Teil des
Behalters eine größere Wandstärke gewählt wird als im oberen Teil.
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Das vorgefertigte Kunststoffteil 17 nach Fig. 5 beateht im wesentlichen
auch aus einem Kunstßtoffhartsehaum, es ist Jedoch schon bei der Fertigung an seiner
Außenseite 18 und an seinen Schmalseiten 19 mit einer eingefärbten, glasfaserverstärkten
Polyesterschicht 20 versehen, die eine glatte dampfdichte Haut bildet. An zwei der
Schmalseiten 19 weist
das Fertigteil 17 eine Nut 21 und an den
beiden anderen Schmalseiten eine Feder 22 auf. Diese greifen, wie in Fig. D dargestellt,
bei der Aufstellung der vorgefertigten Kunststoffteile ineinander. Beim Zusammensetzen
der Kunststoffteile werden diese miteinander verschäumt, indem in die Fugen ein
Kunststoffschaumansatz eingebracht wird, der aufschäumt und nach seinem Erstarren
eine Verbindungsschicht 23 (Fig. 7) bildet. Uberschüssiger Schaum wird, möglichst
schon vor der endgültigen Erstarrung, entfernt. Auf die dadurch entstandene starre
Porm wird von innen eine tragende zusammenhängende Kunststeffschicht 24 mit Glasfaserverstärkung
aufgebracht. Ein in dieser Art hergestellter Behälter der gleichen Grundabmessungen
wie im ersten beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde aus Eunststoffteilen von etwa
1,60 m Breite und etwa 1 m Höhe hergestellt. Boden und Deckel bestehen aus zehn
vorgefertigten Elementen, die an Ort und Stelle verbunden und mit der Innenhaut
des Behälters zusammenpolymerisiert wurden.
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Das Kunststoffertigteil 25 nach Fig. 8 besitzt eine glatte Innenhaut
26, die sich auch über die Schmalseiten 27 erstreckt. In der Schäumform wird auf
der späteren Innenseite zuerst ein Gel-coat und ein Glasfaserlaminat aufgebracht
und eine Diolenvliesabdeckung gegen Mikroporosität vorgesehen. Danach wird in üblicher
Weise ausgeschäumt. Die RUckseite
der Kunststoffteile, d.h. die
spätere Außenseite, zeigt den Kunststoffschaum. Die Schmalseiten 27 sind glatt,
d.h. ohne Nut und Feder. Diese Fertigteile lassen sich besonders leicht entformen,
da sie sich durch den Schrumpfvorgang des Schaumee bei der Erstarrung leicht nach
außen spreizen. Der Zusammenbau erfolgt in der Weise, daß nach dem Einbringen innerer
Abstandhalter, die beispielsweise aus Dachlatten bestehen können, in das Behälterinnere,
mit einem Kistenspanner in der Mitte, oben und unten ein Stahlband um die in Kreisringform
zusammengestellten Xunststoffteile gespannt wird. Durch Anspannen der Stahlbänder
werden die Kunststoffteile, die, wie beschrieben, leicht nach außen gespreizt waren,
in eine exakte Kreisform gezwungen. Kurz bevor dieser Punkt erreicht ist, werden
die Bugen von der Außenseite her mit einem katalysierten Spachtel 28 ausgekittet,
der dann beimweiteren Anspannen auf beiden Seiten herausquillt (Fig. 9. linke Bildhälfte).
Nach der Beseitigung des Überschusses des Spachtels und nachdem dieser ausgehärtet
ist, wird der so entstandene Zylinder von außen den statischen Erfordernissen entsprechend
mit Glasfaserlaminat 29 gewickelt (Fig. 9, rechte Bildhälfte). In einem Ausführungsbeispiel
wurden jeweils 3 m hohe Ringe von 3 m Durchmesser getrennt hergestellt, aufeinandergesetzt
und zusammenpolymerisiert. Deckel und Boden waren bereits an die Ringe anlaminiert.
Diese Ausführungsform eignet sich insbesondern für die Aufstellung von Behältern
bei beengten Raumverhältnissen.
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Bei derartigen Behältern sind auch eventuelle Rohranschlüsse besonders
vorteilhaft anzubringen, da die Flansche einstückig mit den Behältern verbunden
werden können. Es ist, wie aus Fig. 1 zu ersehen, auch möglich, die Deckelelemente
derart auszubilden, daß sie an ihrer Außenseite eine umlaufende Rinne zum Schutz
vor überlaufender Flüssigkeit bilden. Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Ausführungsform
ist aus Kunststoffteilen entsprechend Fig. 5 aufgebaut.
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Zur Erfindung gehört alles dasjenige, was in der Beschreibung enthalten
und bzw. oder in der Zeichnung dargestellt ist, einschließlich dessen, was in Abweichung
von den konkreten Ausführungsbe ispielen für den Fachmann naheliegt.