DE1709159A1 - Untergestell fuer einen runden Behaelter - Google Patents

Description

Dr. Hans-Heinridi Willrath . ^e^^A _M ^DIM _{t T<} Dr. Dieter Weber ^7Moa '"""^^" PATENTANWÄLTE *~ ' Telegrammadresse! WILLPATENT 17091 SQ

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Untergestell für einen runden Behälter I

Priorität* 25« August 1966 genäf (

schwedischer Patentanmeldung Vo. 11 505

Die Erfindung betrifft ein Untergestell bsw. einen Fuodaasntsockel tür eben runden BobJttter, Se iet beJcmmit, daft ein runder Behälter auf Beine oder auf einen «ylindrieohen Band aufgeeetst werden kann. Jedoch let die Hone, wo die Behälterwand in Berührung »it den Beinen oder den syllndritohen Rand eteht, stark belaetet« und daher muß der Behälter gewöhnlich in dieser Zone verstärkt werden. Sa ist oöglioh, die Belastung auf der Wand de« Behälters glelohaäßiger »u verteilen, wenn der Behälter auf ein Untergestell mit einer oberen runden Fläche gestellt wird, dio der fläche des Behälters entspricht. Viohtsdestoweniger besteht jedoch bei sehr großen Behältern die Gefahr, daß die Wand unerwünschte Spannung und Deforaation (durch Verziehen) aufweint, spesiell der Wandteil, der der Kante des Untergestells benachbart ist.

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Die Erfindung beruht auf der Tatsache» daß ein runder Behälter aus Stahl einen bentimmten Blaetizitätsgrad belltet· Daher ist die Form des Behälters in leerem Zustand verschieden von der Form des Behälters, wenn dieser gefüllt ist. Ea ist ein allgemeines Ziel der Erfindung, ein Untergestell zu erhalten, das gestatte*!., daß diese elastische Deformation des Behälters stattfindet. Das Untergestell soll in der Lage sein, den Behälter sowohl leer wie auch gefüllt zu tragen, ■| ohne daß irgendeine bleibende Deformation der Behälterwand entsteht. Es kann nicht ytrmieden werden, daß der Druck zwischen dem Behälter und dem Untergestell Spannungen in der Wand des Behälters erteugt, aber es soll nicht erlaubt werden, daß diese Spannungen die Streckgrenze des Materials überschreiten.

Es ist ein spezielles Zier der Erfindung, ein Untergestell zu erhalten, da» keine Verstärkung des Behälters fordert.

" Der maximale innere Druck eines Behälters, beispielsweise ' der hydrostatische Druck, erfordert eine bestimmte vorgeschrieben? Wanddicke · Der Druck zwischen dem Behälter und dem Untergestell nach der Erfindung erfordert jedoch keine Erhöhung dieser vorbestimmten Wanddicke oder irgendeine andere Verstärkung.

Die Erfindung befaßt sich damit, der oberen »lache des Untergestells eine Form zu geben, die din Gefahr eines Bruches oder einer Deformation der Wand des Behälters, selbst bei

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BAD ORIGINAL- 3 -

••far groien Behältern, aassoalleftt. BwHi der werU«gaa4«fl Erfindung war*· 9OmUn₉ dsl aim ober· IUUIm 4·* Batsrgestell* 41· ill glatt im Fox» tintr lug·! bültira «ell end d&0 der Radius dieser Kugel etwas Hafer «1· 4«r ladlus 4·· Behälter» aeln «oll. BIm so gef orates untergestell •tütet den runde» Behälter, wobei 4m tewlcfat d·· Beeil te r· la wesentlichen gleiohaäeig auf 41· B^rCUuranfefläob· swiaohea dea Behälter und dea Untergeetell rerteilt wird, »«ch «liier beTomgten AusfUtomgafoni der Erfindung soll 41· obere iläohe 4·· ünterge«teile, wexrn men dl··· alt Hilf· eine· ( ▼ertikalen Schnittee duroh 41· Mitte de· Qnt«rge«t«ll· definiert, die allgemeine Toni eines Kreieee besitsea, der den «leiohen Radius wie der unbelastete Benälter be«ltst, aber die genau· Pom der oberen fläch« des Untergeetell· «oll ▼on der form dieses Ireieee in der Weise abweioaam_v 4a· die diese Abweichung definierende Kurv· la de« ednraffierten Bereich τοη Fig. 1 der Zeichnung liegt» in dar auf der Abeeiaee der Radius des Untergestells in Äilliaetem und auf 4«r

Ordinate diese Abweichung aufgetragen ist, wobei «ine Mnheit

auf der Ordinate

R²

(D

bedeutet. In dieser Gleichung bedeutet F das maximale Gewicht in kg des Behälters einschließlich seines Inhalts» R iat der äußere Radius dea Behälters in an, B ist der Elastizitätsmodul des Behältermaterlals in kp/am , t ist

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BAD

die Dicke der Behälterwand im Bereich dee Untergestelle in mm, S iet der äußere Radius dee Untergestell· in ■■ und R₁ iet der Radius der pittigen Ausnehmung, wenn eint solche vorhanden ist, des Untergestells in ma*

Wenn dae Untergestell eine mittige Ausnehmung beeitst, ist es bevorzugt, eine Abweichung zu wählen, die näherungsweise |v durch die Kurve 3 in Pig. 1 dargestellt ist. Die Abweichung ^ an der Innenkante des Untergestells, d.h. bei dem Radius R^, ist vergleicheweise groß. Die Abweichung besitzt ein Minimum etwa auf halbem Weg zwischen R^ und R_. An der Außenkante des Untergestells, d.h. bei dem Radius R_, beeitst die Abweichung einen höheren Wert als an der Innenkante.

Bei einem Untergestell ohne mittige Ausnehmung, d.h, wenn Rj β 0, ist es bevorzugt, eine Abweichung su wählen, die näherungaweiae durch die Kurve 9 in Fig. 1 dargestellt ist. * Die Abweichung ist von der Mitte dee Untergestells aus, ' wo R₁ = 0 ist, bis zu etwa OJ χ E im wesentlichen konstant und steigt bei dem Radius R, d.h. an der Kante des Untergestells, auf einen höchsten Wert an.

Die Erfindung macht es möglich, einen runden Behälter auf einem kreisförmigen Untergestell mit einem Radius, der viel geringer ale der des Bebältere ist, abzustellen. Vorzugsweise sollte der äußere Radius des Untergestells nicht mehr als das 0,6-fache de3 Radius des Behälters sein. Wenn das Untergestell

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eine mittige Ausnehmung bseitet, sollte diese Ausnehmung vorzugsweise einen Radius besitssn, der weniger als das O,75-fache des äußeren RaJius des Untergestells ausmaoht. Außerdem sollten der Radi as der Ausnehmung und der äußere Radius des Untergestells /orzugsweise der Gleiohung

^{2 2} S_F (f) - 1,25 . 10~⁵ . F (2)

gehorchen, in der S^ dor erwünschte Sicherheitsfaktor gegen die Deformation ein33 gefüllten Behälters ist.

Dia gesamte Oberfläche des Untergestelle ist in Berührung mit dem Behälter nur dann, wenn der Behälter sein maximales Gewicht besitzt, wobei das Gewicht des Behälters gleichmäßig auf der Oberfläche dea Urfergestells verteilt ist. Wenn der Behälter leer oder nur zu einem Teil seiner Gesamtkapazität gefüllt ist, steht er nur mit einem Seil des Untergestells in Berührung,

ein Behälter auf ein Untergestell nach der Erfindung aufgesetzt wird, ist es erwünscht, eine Schicht eines vergleichsweise welchen Materials zwischen den Behälter und das Untergestell zu legen« wie beispielsweise aus Gummi, Pappdeckel« Kunststoff oder dergleichen. Diese Schicht kompensiert örtliche Abweichungen in der Porm des Behälter· von der des Untergestells. Auch ergibt die Schicht eine WänneisolatiOK zwischen dem Behälter und dem Untergestell· Audi kann die Schicht eine Bewegung zwisohen dem Behälter and

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de* Untergeetell ivlMita· beiapleleveiae eine durch ¥e*i»ratttrendcramgea ereeugie· Bewegung. Ba ejurde gefunden, daS time brauchbare Schicht au* «in·· Slbeatandigen Oumml

und «it aimer Cberfläehenaohicht an· Qraphlt/elnem korroaiona-

verhinderndem f»tt btatefet.

We Brfiaimg wivd «an βλ ΒββΛ tin** BtiapitX« unter Btsugnaln· auf 41a SaialwaBg «altar erläutert.

VIg. 1 salgt da* Dla^raei, welche« die Atmeichung 4er Oberfläche Aea Ubtergeetella Ton der Kugel form aitet.

Flg. 2 lalgt «in entaprecheadea Oiegma· wobei die Zahlenwerte hinaugeeetst wurden, vm daa nachfolgend beechriebene Beispiel su erläutern.

flg. 3 selgt einen aenkreoh~ten Schnitt durch eis Unter-" geetell nach der Erfindung and einen feil eines von

diesem Untergestell abgeetütsen Behälters.

Ba let erwünscht, einen runden Behälter mit einem Gehalt von 3000 metrischen Tonnen einer flüssigkeit mit einer Dichte von etwa 0,6 kg/dar *u haben« Der äußere Radius dea Behälters soll 10 800 mtt betragen. Daa Material des Behälters ist ein Druckkeasetetahl mit einem Blaetlsltätamodul von 21 ooo kp/ar < Der Maximaldruck im Inneren dee Behälters erfordert sine Vanddioke von 31 mm. Eine Inollersohioht iat awisohen dem Behälter

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mid de» Untergestell angebracht. Sie Isolierschicht soll ein· Dick· τοπ 20 Mt besitaen und mit Graphit und einem korroeioneverhindernden fett überzogen eein. Se ist erwünscht, daß der Behälter einem hydrostatischen Versuchedruck heia Tüllen mit Wasser auegesetzt wird. Der Behälter besitzt sein maximales Gewicht nach der Füllung mit Wasser, nämlich 5,55 χ 10 kg. Wenn der Behälter dem hydrostatischen Versuchsdruck

ausgesetzt wird, ist es erwünscht, daß der Sicherheitsfaktor gegen Deformation (durch Verziehen) 2,4- betragen soll. Wenn der Behälter mit der normalen flüssigkeit gefüllt ist, wiegt er 3,3 ζ 10 kg, was zu einem Sicherheitsfaktor gegen Beformation von vier führt.

Ss ist erwünscht, dafl das Untergestell eine mittige Ausnehmung mit einem Radius von 2000 mm besitzt, formel Nr. (2) wird nun ■' zur Berechnung des äußeren Radius des Untergestells verwendet, wobei man einen Wert von 4920 mm erhält. Man wählt einen etwas höheren Wert, nämlich 5000 mm. Der Ausdruck Kr. (1) kann nun berechnet werden, und man kommt dabe-i zu einem Wert von 15»7 mm. Es ist nun möglich, die zahlenmäßigen Werte für die Ecken der schraffierten Zone von Figo 1 zu berechnen., Die Abszisse von Ecke 7 beträgt 5000, der R = 5000 ist. Die Ordinate von Ecke beträgt "£7, da die Ordinate 1,0 entsprechend fig. 1 mit 15»7 multipliziert werden muß, was der Wert des Ausdruckes (1) ist. Die Abszissen- und Ordinatenwerte aller anderen Ecken des schraffierten Bereiches wurden in gleicher Weise berechnet, und die zahlenmäßigen Werte wurden in das Diagramm von fig. 1 eingesetzt.

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Bei die··· epesiellen Beiepitl let ·· beTorsugt, di· duroh Karre 8 innerhalb de· eohraffierten Be»iohee dargestellte Von BU wählen. Bun wird entsprechend dieser Karre eine Sohablone hergestellt und die Sohablone wird dann beautst, um die Oberfläche dee Untergestelle su formen, welohes rorsugsweiee aus Beton besteht.

Das Untergestell naoh der Erfindung ist in Fig. 5 weiter " erläutert. Daa Untergeetell 1 beeitst eine alttige Ausnehmung 5. Diese mittige Ausnehmung 5 wird ronfugaweiee but Aufnahme der Pumpen und anderen HilfeeinrioWbngen benutzt, die beim Gebrauch des Behälters rerwendet werden. Die obere Fläolie 2 dee Untergestelle wurde» wie oben beschrieben, berechnet und hergestellt. Eine Isollersdtoht 4» bedeckt mit einem korroslonsTerhindernden fett und Graphit, wurde auf der Fläche 2 aufgebracht, Sin Behälter 3 steht auf dem Untergeetell 1. Wenn dieser Behälter leer ist, besitzt er einen rollständig runden Boden 3 b. Der Boden des leeren Behälters steht lediglich mit einem begrensten Teil 4 a der Isolierschicht 4 in Berührung. Wenn der Behälter alt einer PlUa Bigice it gelullt wird, vergrößert sich die Berührungsfläche 4 e. Wenn der Behälter bis auf seine maximale Kapazität gefüllt wurde, führt das erhöhte Qewioht su einer elastischen Deformation des Behälters, bei der die neue Form dee Behälterboden mit 3 a bezeichnet wird. In diesem gefüllton Zustand steht der Boden 3 a mit der gesamten Fläche der Isolierschicht 4 in Berührung, und das

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Gewicht dee Bellältere wird im wesentlichen gleichmäßig auf die Fläche des Untergestelle verteilt. Sin Ring 6 ist an den Boden des Behälter« angeschweißt. Dieser Ring ragt in die Ausnehmung 5 und verhindert dadurch» daß der Behälter auf dem Untergestell sich dreht.

Wenn der in dem obigen Beispiel beschriebene Behälter in herkömmlicher Weise auf Beinen abgestellt wird, wäre es nötig, ein große Zahl von Beinen, beispielsweise 16 Stück, vorzusehen, was eine wesentlich kompliziertere und aufwendigere Struktur erforderlich machen wUrde als das Untergestell der vorliegenden Erfindung«

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   .) Untergestell für einen runden Behälter,spesiell einen sehr großen Behälter, mit einem runden waagerechten Schnitt und gegebenenfalle einer mittigen Ausnehmung, dadurch gekennzeichnet, dafl die obere Fläche des Untergestells die allgemeine Form einer Kugel besitzt, deren ^ Radius den Radius des Behälters soviel überschreitet, dafl das Gewicht des Behälters M wesentlichen gleichmäßig auf das Untergestell verteilt wird, wenn der Behälter bis zu einem maximalen Gewidit gefüllt wird.

   2· Untergestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Fläche des Untergestells eine erste Zone mit einem Krümmungsradius, der etwa dem Radius des Behälters in leerem Zustand gleich ist, und zweite Zonen auf beiden Seiten der ersten Zone besitzt, deren Krümmungs-

   w radien länger sind als der Krümmungsradius der ersten Zone·

   3. Untergestell nach Anspruch 1 und 2 mit einer oberen Fläohe, deren allgemeine Form bei einer Definition mit Hilfe einen vertikalen Schnittes duroh die Mitte des Untergestells ein Kreis nlt dem gleichen RadiU3 wie dem äußeren Radius des unbelasteten Behälters besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der oberen Fläche des Untergestelle von der Form dieses Kreises abweicht, der Krümmungsradius in jedem Punkt der oberen Fläche des Untergestelle größer als der

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   äußere Radius dee Behälter« let und die ditee Abweichung definierend· Kurre in den schraffierten Oebiet ron fig. 1 der Zeichnung liegt, in der auf der Ahesisse der Badiue dee Untergestelle in am und auf der Ordinate dieee Abweichung aufgetragen ist, wobei eine Einheit auf der Ordinate

   P . R²

   atm

   bedeutet und. in der Gleichung P das Maximalgewicht des Behälters einschließlich seines Inhalte in kg, R den äußeren Radius des Behälters in ma., E den Elastisitätsmodul dee Be hai te material β in kp/m , t d|§ Dicke der

   Behälterwand im Bereich des Untergestells In mm, R_ den äußeren Radius des Untergestells in mm und R^ den Radius ■ der ggf. vorhandenen mittigen Ausnehmung d£a Untergestells bedeutet.

   4. Untergestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß R kleiner oder gleicli 0,6 R iatl *

   5* Untergestell nach Anspruch 3 mit einer mittigen Ausnehmung, dadurch gekennzeichnet, daß R^ Heiner odeb gleich 0,75 kyist.

   6. Untergestell nach Anspruch 3, dadurch gekepapelehnet, daß"

   ^² ~ ^Ri² ^*> Sp c (|)² '. 1,25 . 10~⁵ . P, wobei S_y den erwtinachten Sicherheitafalitor gegen Deformation eines gefüllten Behälters bedeutet.

   BAD

   Leerseite

   COPV