DE1903468A1 - Dachabdeckung fuer Behaelter,insbesondere Grossbehaelter - Google Patents

Dachabdeckung fuer Behaelter,insbesondere Grossbehaelter

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DE1903468A1 DE19691903468 DE1903468A DE1903468A1 DE 1903468 A1 DE1903468 A1 DE 1903468A1 DE 19691903468 DE19691903468 DE 19691903468 DE 1903468 A DE1903468 A DE 1903468A DE 1903468 A1 DE1903468 A1 DE 1903468A1
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Description

9695 /re
William HAMILTON, Camber!ey, Surrey (England)
Dachabdeckung für Behälter, insbesondere Grossbehälter.
Die Erfindung bezieht sich auf dichtend angebrachte Dachanordnungen für Behälter und ist insbesondere auf Dachanordnungen, für solche Behälter gerichtet, die zur Aufnahme von flüssigen Gasen, beispielsweise von natürlichen Brennstoffgasen dienen. . . . ■
Derartige Behälter können beispielsweise in Form von grossen kreisförmigen Hohlräumen ausgebildet sein, die aus dem Boden J ausgehoben sind und bei denen der die Ausgrabung umgebende Boden in entsprechender Dicke gefroren ist und zumindest zum grössten Teil durch die niedrige Temperatur des verflüssigten Gases selbst in dem gefrorenen Zustand erhalten wird; die im allgemeinen kuppeiförmig ausgebildete Dachabdeckung derartiger Behälter liegt dabei randkantettseitig auf dem die Aushuböffnung umschliessenden Bodenrand auf.
V/ahlweise kann ein derartiger Behälter jedoch auch entweder teilweise oder ganz über Bodenhöhe angeordnet sein. In die-
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sen Palle können, die Seitenwandungen des Behälters in der Weise ausgebildet sein, dass sie entweder ganz ode,r teilweise aus einem undurchlässigen und wärmeisolierenden Werkstoff bestehen und die Behälteräbdeckung sitzt dabei randseitig auf der oberen Randkante der Seitenwändungen des Behälters auf.
Die Erfindung schlägt nunmehr einen Behälter mit einer Abdeckung für dessen Oberseite vor, die einen äusseren und einen inneren Teil besitzt, wobei letzterer die Form eines Gefässes
zur Aufnahme einer Flüssigkeit aufweist., die sich soweit einfrieren lässt, dass ein fester Körper entsteht und dieser
eine feste Grenzschicht zwischen dem Tnnenraum des! Behälters
und dem äusseren Teil der Abdeckung bildet.
Gemäss einer Ausführungsform.der Erfindung ist das Gefäss . ganz allgemein schalenförmig ausgebildet.
Der innere Teil der Abdeckung kann ein umfangsseitig vorgesehenes Element aufweisen, das seinerseits aus einem dünnen
plattenförmigen gasundurchlässigen Werkstoff besteht, welcher
im Schnitt derart geformt ist, dass ein im wesentlichen U-förmiges. Bauteil vorliegt. Der innere Schenkel des U-förmigen Ge-: bildes ragt dabei nach unten in die Schale, während der äussere Schenkel des U-förmigen Gebildes sich nach unten über die
Basislinie dieser Schale hinaus erstreckt und sich derart an
einer Fläche der Seitenwandung des Behälters in. Anlage befindet, dass zwischen dem Innenraum des Behälters und der Oberseite
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des schalen?-', oder trogförmlgen Bauteiles eitle gasundurchlässige Abdichtung erzielt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der untere Teil des Verschlusses eine gasundurchlässige Abdeckung auf, die ihrerseits auf einem Rahmen sitzt, welcher wiederum :
am oberen Ende der Seitenwandungen des Behälters gehalten ist
und das Gefäss selbst ist am Rahmen aufgehängt. J
Der umfangsseitige äussere Teil d?s Aussenteiles des Verschlusses kann aussen bis über die Aussenfläche der öffnung in der Oberseite des Behälters hinausragen und es kann umfangsseitig um die Öffnung herum eine weitere Bahn aus einem gasundurchlässigen Material herumgelegt werden. Diese weitere Materialbahn kann dabei derart ausgebildet sein, dass sie an der Aussenfläche zur Anlage gelangt und sich über den Zwischenraum erstreckt, welcher zwischen der Aussenfläche und dem nach aussen ragenden äusseren Teil des Verschlusses vorhanden ist, so dass auf die-. % se Weise eine gasundurchlässige Abdichtung geschaffen wird und kein Gas in den zwischen dem äusseren und dem inneren Teil des Verschlusses befindlichen Zwischenraum eintreten kann.
Die untere Randkante des äusseren Schenkels des U-förmig ausgebildeten Bauteiles und derjenige Teil des weiteren Verschlussteilesv, welches sich umfangsseitig an der Aussenseite der Öffnung in Anlage befindet können dabei in einem Raum in der Behälterwandung angeordnet sein, in dem sich.eine Flüssigkeit ■-.. befindet, die zu einem, festen Körper eingefroren werden kann,
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sobald sie der Temperatur derjenigen Flüssigkeit ausgesetzt wird, die in dem Behälter aufbewahrt werden soll, Auf diese Weise wird eine gasundurchlässige Abdichtung erhalten, durch welche jeder Zutritt von Gas zu dem zwischen dem Aussen- und dem Innenteil des Verschlusses befindlichen Raum ausgeschlossen wird.
Bei der in dem schälen- öder trogförmigen Bauteil einzufrierenden Flüssigkeit kann es sich um Wasser handeln, während diejenige Flüssigkeit, die in dem in der Behälterwandung vorgesehenen Raum einzufrieren ist, aus Wasser oder aus einem Gemisch von Sand und Wasser bestehen kann. .
Bei einer bevorzugten Anordnung nach der Erfindung ist der gasundurchlässig abgeschlossene Raum zwischen der Abdeckung des Behälters und dem schalen- oder trogförmigen Bauteil mit einem inerten Gas, beispielsweise Stickstoff gefüllt, dessen Druck etwas höher ist als der atmosphärische Luftdruck, so dass ein Eindringen von Luft in diesen Raum und eine sich etwa daraus ergebende Explosionsgefahr im Falle von brennbaren Gasen ausgeschlossen ist; zugleich wird mit dieser Anordnung auch erreicht, dass von aussen her keine Feuchtigkeit in die Kammer eindringen kann, was andernfalls zu einer unerwünschten Zunahme der an der Unterseite der Kammer in. dem schalen- oder trogförmigen Bauteil befindlichen Menge an gefrorener Substanz führen würde* ·
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in ihrer Anwendung
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auf einen zur Aufnahme von verflüssigtemNaturgas dienenden Behälter sei nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: ..;'.."
Figur 1 einen im Durchmesser durch einen kreisrunden Behälter . nach der Erfindung hindurchgelegten Schnitt, wobei die linke Hälfte der Darstellung die Hälfte eines· Behälters veranschaulicht, der aus einer im Boden ausgehobenen Vertiefung besteht, während die rechte Hälfte der Pi- \ gur einen über Bodenhöhe befindlichen Behälter zeigt;
Figur 2 eine Einzelansicht der Randkante des im Boden ausgehobenen Behälters gemäss der linken Hälfte der Figur 1;
Figur 3 einen Schnitt durch die undurchlässige Eisgrenzschicht des Behälters sowie die zur Abstützung dieser Schicht dienende Vorrichtung;
Figur 4 einen zur Querschnittsebene der Figur 3 senkrecht gelegten Schnitt durch diese Schicht und ihre Stützhalterung; . ·
Figur 5 einen Schnitt durch die Kantenausbildung des die undurch lässige Grenzschicht enthaltenden Trogteiles, der in dem Behälter vorgesehen ist, der aus einer aus dem Boden ausgehobenen Vertiefung besteht; und ■-'■;'■ '
Figur 6 einen Schnitt durch die Kantenausbildung des über Bodenhöhe befindlichen Behälters gemäss der rechten Hälfte der Darstellung nach Figur 1.
Die linke Hälfte der Figur 1 sowie die Figuren 2 bis 5 zeigen jeweils eine Bodenaushebung 1 mit einer ' ;
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Seitenwandung 2, die durch den Boden seitist gebildet wird, der
in entsprechender Dicke, beispielsweise in einer Dicke von etwa 3 bis 6m gefroren ist.
Eine flache Plattform 8, die beispielsweise aus Aluminiumwellblech oder einer entsprechend tief gezogenen Aluminiumplatte 9 bestehen kann, ist derart gestaltet, dass sie die öffnung am oberen Rande der Aushebung 1 abdeckt^ und auf der Oberseite der ^r ~- Plattform 8 sind Platten oder Bahnen aus einem wasserundurchlässigen Material 10, beispielsweise mit Asphalt imprägnierte Bahnen aufgelegt, deren umfangsseitige Randkanten 11 derart nach oben aufgebogen sind, dass eine in horizontaler Richtung flache Schale oder eine Art Trog 12 entsteht, in dem eine bestimmte . Wassermenge eingefüllt werden kann. Das in der Schale bzw. dem Trog 12 befindliche Wasser wird durch die in der Aushebung herrschende niedrige Temperatur zu Eis, so dass unterhalb der dachseitigen Abdeckung des Behälters eine Eisgrenzs.chicht 13 entfife steht. Vorzugsweise sind die Vertiefungen oder die. Wellungen : in der Metallplatte 9 mit Sand 14 gefüllt, wodurch dann im gefrorenen Zustand die Stabilität des trogartigen Gebildes noch ν weiter erhöht wird.. . .
Die Plattform 8 liegt auf I-Trägern HA auf,.die ihrerseits mit ihren Enden frei auf einem fest angebrachten umfangsseitig umlaufenden Aluminiumhohlträger 15 ruhen. Zwischen ihren Enden werden die I-Träger 14A jeweils an verschiedenen Stellen durch die Aluminiumhängestäbe 16 gehalten, die mit ihren oberen Enden an AIuminiumhohlträgern 17 befestigt sind, weiche ihrerseits eine Art
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Critterdach bilden, das mit einer entsprechend kuppeiförmig darübergelegten Abdeckung 18 abgedeckt ist. Das Gitterdach ist umfangsseitig an einem Hohiringträger 19 aus Plussstahl verankert, der auf dem Boden oder aber auf einem Betonauflagering aufliegt, der seinerseits wiederum um den Öffnungsrand der Aushebung herum auf dem Boden liegt. Desgleichen liegt die kuppeiförmige Abdeckung 18 ebenfäls mit ihrer umfangsseit'igen Randkante auf dem Ringträger auf und ist mit diesem ; verschweisst. ; "
Bei der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsform -! liegt der ringförmige Hohlträger 19 auf öegmentförmig ausgebil- ; deten Flussstahlplatten 20 auf. Einige, dieser Platten 20 sind dabei im Sohnitt keilförmig ausgebildet und lassen sich radial nach innen öder nach aussen verschieben, so dass der Abstand des Ringträgers 19 von der Oberseite des Betonauflageringes 21, auf dem die Platten 20 in diesem Falle aufliegen, derart verändert werden kann, dass der Ringträger 19 stets in einer . ä horizontalen Ebene verbleibt, und zwar auch dann, wenn sich der Betonauflagering 21 infolge von Bodenbewegungen anhebt oder absenkt. Der Betonauflagering 21 besteht gleichfalls aus einzelnen Segmentstücken und zwischen den Segmentenden befinden \ sich jeweils Zwischenräume, durch die das Wasser abfliessen kann, welches gegebenenfalls infolge einer Eisbildung an der Innenseite des !Trägers ZU entsteht. Der Betonauflagering 21 liegt ■ seinerseits auf übereinander befindlichen Schichten von Asphalt 22 und einer :wäi?meJkSOlier end en Substanz 23 auf der oberen Randkante des ;gejErpretien Erdreiches 2 auf, welches die Seitenwandung
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des Behälters bildet. Eine aus Y2A-Stahlblech bestehendes erstes Band 24 liegt mit seiner unteren Randkante im gefrorenen Sand 25 eingebettet, welcher sich seinerseits in einem umfangsseitig umlaufenden zusammenhängenden Graben 26 an der Oberseite des gefrorenen Bodens 2 befindet, der wiederum die Seitenwandung des Behälters bildet. Vom Hauptteil des Stahlbaudes 24 greift eine Art Lippe oder Flansch 27 nach innen und an dieser Lippe 27 ist wiederum ein nach unten gerichteter Teil 28 vorgesehen, der bis in das schalen- oder trogförmige Element reicht und damit kantenseitig in der Eisgrenzschicht 13 eingebettet ist. Auf diese Weise Wird eine Dichtung erhalten, durch welche verhindert wird, dass Gas von unterhalb der Eisgrenzschicht in denjenigen Raum gelangen kann, der sich unter der kuppeiförmigen Abdeckung und der Eisgrenzschicht befindet.
Ein zweites gleichfalls aus rostfreiem Stahl bestehendes Band 29 ist in bezug auf das Band 24 im Abstand nach aissen angeordnet und seine untere Randkante ist gleichfalls im gefrorenen Sand 25 in dem Graben 26 eingebettet. In der Nähe der oberen Randkante des Bandes 29 1st ein nach aissen ragender Flansch vorgesehen, dessen äussere Randkante mit der Innenseite des zusammenhängenden Flussstahlringträgers 19· verschweisst ist. Durch den Flansch 30 wird verhindert, dass Gas aus dem unterhalb des Flansches 30 befindlichen Raum in den gasundurchlässigenRaum 3f zwischen der Dachabdfckung 18 und der Eisgrenzschicht 13 ,gelangen kann. Der gasundurchlässig verschlossene Raum 31 ist mit Stickstoff gefüllt, dessen Druck etwas höher
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liegt als der atmosphärische Luftdruck. Der zwischen den Stahl·- .-« bändern 24 und 29 befindliche Raum ist mit Schichten 32 aus wärmeisolierendem Material gefüllt. Diese wärmeisolierenden Schichten 32 können auch noch über die undurchlässige Eisgrenzschicht 13 hinausragen und sich dabei auf einer Auflageplatte 33 aus Aluminiumstreckmetali abstützen, welche ihrerseits wiederum auf einer Art Gitter aufliegt, das aus !-Trägern 34 ge~ bildet wird, die an den Aluminiumhängestäben 16 befestigt sind. Durch diese Anordnung der Isolierung in Verbindung mit den ™ Dichtungsbändern wird eine Art Wärmeschild geschaffen, durch den ein Eindringen von Wärme von der kuppeiförmigen Dachabdeckung des Behälters zu der in dem schalenförmigen Element befindlichen Eisgrenzschicht verhindert wird*
Ein aus einem nachgiebigen elastischen Material 32 bestehender Ring liegt auf einer an der Innenseite des !Bandes 24 befindlichen Halterung 36 auf und hält den Hauptteil des Stahlbandes 24 im Abs-tand von der umfangsseitigen Wandung der Bitumens cha- | Ie 12 in welcher sich die Eisschicht 13 befindet.. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass sich das Stahlband 24 und die die Eisschicht 13 enthaltende Schale 12 in unterschiedlichem Maße zusammenziehen oder ausdehnen können. .
Der Aufbau der oberen Randkante des über den Boden befindlichen Behälters gemäss der Darstellung von Figur 6 und der rechten Hälfte der Figur 1 ist identisch mit dem Aufbau des aus' dem.Boden ausgehobenen Behälters, wie er vorstehend beschr.ieben wurde. Er unterscheidet sich von diesem lediglich
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durch die nachstehend beschriebenen Anordnungen.
Die Seitenwandung des Behälters besteht in diesem Fall aus einer Innenwand 37 aus einem plattenförmigen gasundurchlässigen Material (Isolierschicht 32 und einer Betonaussenwand 38. Das obere Ende der Innenwand 37 bildet dabei das vorerwähnte erste oder Innenband 24. Die obere Randkante der Innenwand 37 ist derart nach innen gezogen, dass die Lippe 27 (siehe Figuren 5 und 6) und der nach unten gerichtete Teil 28 erhalten werden, der in der Eisgrenzschicht 13 eingebettet ist..
Die Randkante der aus Flussstahl bestehenden Dachabdeckung 18 ist" mit einem(nicht gezeigten) Verankerungsteil verschwelest, welches in Form eines zusammenhängenden Ringes ausgebildet ist, der rings, um die Behälteröffnung verläuft. Dieses Verankerungsteil ist im Beton eines Stahlbetonringträgers 39 ein- : gebettet, welcher mit der Betonaussenwandung 38 fest zusammenhängend ausgebildet ist. .
Wenngleich die vorstehend erwähnten ersten bzw. zweiten Metallbandelemente vorzugsweise aus nicht rostendem Stahl bestehen, so können doch auch andere Metalle, beispielsweise Aluminium oder Aluminiumlegierungen hierfür Verwendung finden.
Im praktischen Einsatz erfolgt die Abstützung des Gewichtes der undurchlässigen Bisgrenzschicht teilweise auch durch diejenige Kraft, welche an ihrer Unterseite durch den Gasdruck wirksam wird, welcher von demjenigen Gas stammt welches von;dem ■■.-■" 909835/10$? ■
- 11 - :■ ; . ■-■ -
verflüssigten Gas weg verdampft. Eine Veränderung des Gewichtes dieser Schicht lässt sich dadurch erzielen, dass entweder Wasser auf die Schicht aufgegeben wird und dieses mit an dieser anfriert oder dadurch, dass Eis von der Schicht entfernt wird, so dass die Gase innerhalb eines breiten Druckbereiches bei jedem beliebigen Druck gelagert werden können, ohne dass dabei die Stützanordnung für die undurchlässige Eisgrenzschicht übermässigen Belastungen ausgesetzt wird·
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Claims (8)

  1. Patentansprüche .
    -1. Ein nach oben offener Behälter mit einer Abdeckung für die Behälteröffnung, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung einen oberen Aussenteil (18) und einen unteren Innenteil (12) aufweist, der die Form einer Schale od. dgl. besitzt, die eine zu einer festen Masse einfrierbare und eine feste Grenzschicht zwischen dem Innenraum (1) des Behälters und dem oberen Aussenteil (18) der Abdeckung bildende Flüssig- ' keif-(.13) aufnimmt.
  2. 2. Behälter nach Anspruch if dadurch gekennzeichnet, dass der Innenteil (12) der Abdeckung ein umfangsseitig umlaufendes U-förmiges Bauteil (24» 27, 28) aufweist, das aus einem gasundurchlässigen Blech besteht, wobei sich der Innenschenkel (28) des ü-förmigen Bauteils nach unten in die Schale (12) und sein Aussenschenkel (24) bis unterhalb der Basis der Schale erstreckt und in Kontakt mit einer Fläche der Behälterseitenwandung steht.
  3. 3. Behälter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenteil der Abdeckung eineigasundurchlässigen Überzug aufweist, der auf einem Rahmengerüst aufliegt, das seinerseits am oberen Ende der Behälterse'iten aufwiegt und dass die Schale od. dgl. für die gefrorene Flüssigkeit an demRahmengerüst
    909835/ 105^7 ·
    aufgehängt ist.
  4. 4* Behälter nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass der äussere umfangsseitige Teil des Aussenteiles der Behälterabdeckung nach aussen über den Aussenumfang der am oberen Behälterende befindlichen Öffnung hinausragt und dass um diese Aussenfläche der Öffnung umfaugsseitig eine weitere Lage aus einem gasundurchlässigenMaterial angeordnet und derart ausgebildet ist, dass sie sich an der Aussenfläche in Anlage, befindet und sich . ™ über den Spalt erstreckt, der zwischen der Aussenfläche der öffnung und dem nach aussen ragenden Aussenteil der Abdeckung vorhanden ist. -
  5. 5. Behälter nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, dass die"untere Randkante des äusseren Schenkels des Unförmigen Bauteils und ein an der Aussenseite des öffnungsumfanges anliegender weiterer Teil desselben in einem in der Behälterwandung vorgesehenen Raum (26) angeordnet, sind, wel- ä eher eine Flüssigkeit enthält, die unter dem Einfluss der Temperatur der im Behälter aufzubewahrenden Flüssigkeit festfriert.
  6. 6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    . die in dem schalenförmigen Teil (12) und in dem Raum (26) einzufrierende Flüssigkeit Wasser ist.
  7. 7. Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    909835/1 Off
    der Raum (26) ein Gemisch aus Sand und Wasser enthält.
  8. 8. Behälter nach Anspruch 4» 5» 6 oder 7, dadurch gekenn-. zeichnet, dass der zwischen dem Innen- und dem Aussenteil der Abdeckung befindliche Zwischenraum mit. einem . inerten Gas gefüllt M, dessen Druck mindestens so gross ist wie der Aussenluftdruck. '
    909835/10^7
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