DE202012007223U1

DE202012007223U1 - Transportbehälter für kryogene Fluide

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Publication number: DE202012007223U1
Application number: DE202012007223U
Authority: DE
Original assignee: Ziemann and Bauer GmbH
Current assignee: Ziemann Holvrieka GmbH
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2012-08-14
Anticipated expiration: 2022-07-26

Abstract

Transportbehälter für kryogene Fluide, mit den Merkmalen: – es ist ein Außenbehälter (11) mit einem zylindrischen einwandigen Grundkörper (13) und zwei nach außen gewölbten einwandigen Stirnwänden (14; 15) vorhanden, die fest miteinander verschweißt sind, – es ist ein Innenbehälter (12) mit einem zylindrischen einwandigen Grundkörper (16) und zwei nach außen gewölbten einwandigen Stirnwänden (17; 18) vorhanden, die fest miteinander verschweißt sind, – zwischen der einen Stirnwand (14) des Außenbehälters (11) und der ihm benachbarten Stirnwand (17) des Innenbehälters (12) ist eine erste Haltevorrichtung (21) vorhanden, – die koaxial zu der Längsachse (19) des Außenbehälters (11) und des Innenbehälters (12) angeordnet ; 17) starr miteinander verbunden sind, – zwischen der anderen Stirnwand (15) des Außenbehälters (11) und der ihm benachbarten Stirnwand (18) des Innenbehälters (12) ist eine zweite Haltevorrichtung (22) vorhanden, – die koaxial zu der...

Description

Für den Transport kryogener Fluide werden spezielle Transportbehälter eingesetzt. Sie sind doppelwandig ausgebildet und weisen einen Außenbehälter mit einem zylindrischen einwandigen Grundkörper und zwei nach außen gewölbten einwandigen Stirnwänden auf, in dem ein Innenbehälter untergebracht ist, der ähnlich gestaltet ist und geringfügig kleinere Abmessungen hat. An jedem Ende des Innenbehälters ist je eine Haltevorrichtung angeordnet, die koaxial zu der Längsachse des Außenbehälters und des Innenbehälters angeordnet sind. Jede Haltevorrichtung ist einerseits mit der benachbarten Stirnwand des Außenbehälters und andererseits mit der benachbarten Stirnwand des Innenbehälters verbunden. Die erste Haltevorrichtung ist einteilig und starr ausgebildet. Die zweite Haltevorrichtung weist zwei Halteteile auf, mittels der die beiden Stirnwände in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind, um die Längenänderung des Innenbehälters gegenüber dem Außenbehälter aufgrund der niedrigeren Temperatur des Fluides ausgleichen zu können.
An dem Ende des Transportbehälters mit der starren ersten Haltevorrichtung sind am Innenbehälter zumindest eine Zuflussleitung und eine Abflussleitung für das Fluid selbst sowie für ein Kühlmittel für das Fluid angeschlossen. Am Außenbehälter ist eine Verbindungsleitung zu einer Evakuierungsvorrichtung angeschlossen, mittels der der Zwischenraum zwischen dem Außenbehälter und dem Innenbehälter evakuiert werden kann, um eine thermische Isolierung für den Innenbehälter zu schaffen.
Bei der zweiten Haltevorrichtung ist das erste Halteteil als durchgängiges Hohlprofil ausgebildet, das durch einen Kreiszylinder gebildet wird, der an der oben gelegen Seite abgeflacht ist. Das zweite Halteteil wird durch einen Zapfen gebildet, der auf das Hohlprofil des ersten Halteteils abgestimmt ist. Die Abflachung der Kreiszylinderform beider Halteteile soll eine Verdrehsicherung zwischen dem Außenbehälter und dem Innenbehälter bilden.
Bei dieser Ausbildung der zweiten Haltevorrichtung wird nicht berücksichtigt, dass bei niedriger Betriebstemperatur des Innenbehälters dieser nicht nur in der Länge um bis zu 5 cm schrumpft sondern dass auch der Durchmesser des Zapfens schrumpft, der als zweites Halteteil dient. Das wirkt sich in zweifacher Hinsicht aus.
Der geschrumpfte Zapfen liegt theoretisch nur noch entlang einer Zylindermantellinie, praktisch, aufgrund der elastischen Verformung der Teile, im Bereich eines sehr schmalen Umfangsbereiches auf dem zylindrischen Hohlprofil auf. Das ergibt eine entsprechend hohe Flächenpressung. Diese ist in jedem Falle so hoch, dass bei den unterwegs häufig zu erwartenden Querbeschleunigungen ein größerer Verschleiß der Berührungsflächen unvermeidlich ist.
Hinzu kommt, dass der geschrumpfte Zapfen in waagerechter Richtung nicht mehr an den beiden Innenwänden des zylindrischen Hohlprofils anliegt. Daher führt der Zapfen bei jeder Querbeschleunigung des Transportbehälters eine Relativbewegung gegenüber dem zylindrischen Hohlprofil aus, was in Verbindung mit der ohnehin stark verkleinerten Berührungsfläche zusätzlich zu einem noch höheren Verschleiß sowohl des Zapfens wie auch des Hohlprofils beiträgt. Das schränkt die längstmögliche Einsatzdauer des Transportbehälters sehr stark ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transportbehälter für kryogene Fluide zu schaffen, bei dem die maßlichen Änderungen des Innenbehälters infolge seiner verringerten Temperatur sich weniger nachteilig auf die Berührungsflächen der zweiten Haltevorrichtung auswirken, als das bei dem bekannten Transportbehälter der Fall ist. Diese Aufgabe wird durch einen Transportbehälter mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Dadurch, dass die Anlageflächen des ersten Halteteils und die damit zusammenwirkenden Anliegeflächen des zweiten Halteteils eben ausgebildet sind und symmetrisch zur Vertikalebene der Längsachsen des Außenbehälters und des Innenbehälters V-förmig angeordnet sind, behalten diese Berührungsflächen auch bei einer maßlichen Änderung des Innenbehälters ihre ebene Gestalt und ihre V-förmige Anordnung bei, so dass die gegenseitige vollflächige Anlage und damit die verhältnismäßig geringe Flächenpressung dieser Berührungsflächen stets gewahrt bleibt. Bei einer temperaturbedingten Schrumpfung oder Dehnung des Innenbehälters bewegen sich die Anliegeflächen des zweiten Halteteils nur parallel zu den Anlageflächen des ersten Halteteils, und zwar sowohl in axialer Richtung wie auch in Richtung der Schenkel der V-Form der Berührungsflächen.
Dadurch, dass die Berührungsflächen V-förmig angeordnet sind, können sie sowohl die Gewichtskraft des Innenbehälters und vertikal abwärts gerichtete Beschleunigungskräfte wie auch waagerechte Beschleunigungskräfte gleichermaßen gut aufnehmen, ohne dass dabei Relativbewegungen der beiden Halteteile auftreten.
Dadurch, dass die Anlageflächen des ersten Halteteils in axialer Richtung eine Längserstreckung haben, die zumindest annähernd gleich der Summe aus der axialen Länge der Anliegeflächen des zweiten Halteteils und aus dem Unterschied der axialen Länge des Innenbehälters bei Umgebungstemperatur und bei Betriebstemperatur ist, ist gewährleistet, dass die Anliegeflächen des zweiten Halteteils auf den Anlageflächen des ersten Halteteils stets voll anliegen, so dass auch in soweit die Flächenpressung der Berührungsflächen gleich und verhältnismäßig gering bleibt.
Durch alle diese Maßnahmen ist gewährleistet, dass der Verschleiß der Berührungsflächen über einen längeren Zeitraum verhältnismäßig gering bleibt.
Durch eine Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 2 wird erreicht, dass die zweite Haltevorrichtung auch vertikal aufwärts gerichtete Beschleunigungskräfte gut aufnehmen kann, die die einfache Erdbeschleunigung übersteigen. Dadurch, dass sowohl bei dem ersten Halteteil die beiden Anlageflächen und die beiden weiteren Anlageflächen wie auch bei dem zweiten Halteteil die beiden Anliegeflächen und die beiden weiteren Anliegeflächen jeweils nach Art eines Viereckrahmens miteinander fest verbunden sind, wird sowohl das erste Halteteil wie auch das zweite Halteteil in sich versteift und verstärkt. Das kommt der Formbeständigkeit aller ebenen Berührunsflächen zugute und trägt zu einer weiteren Verminderung des Verschleißes bei.
Durch eine Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 3 kann die zweite Haltevorrichtung leichter auf unterschiedliche Betriebsbedingungen eingestellt werden. Bei einem größeren Neigungswinkel α und einem entsprechenden größeren Spreizwinkel β können höhere Vertikalkräfte aufgenommen werden. Bei einem kleineren Neigungswinkel α und einem entsprechenden kleineren Spreizwinkel β können größere Horizontalkräfte aufgenommen werden.
Bei einer Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 4 sind die Halteteile einfacher und genauer herzustellen. Bei dieser Ausgestaltung ergibt sich ein mittlerer Wert für die Aufnahmefähigkeit von Vertikalkräften und von Horizontalkräften.
Bei einer Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 5 kann der oberhalb der Längsachse gelegene Teil der Haltevorrichtung ebenso leicht auf andere Anforderungen hinsichtlich der Aufnahmefähigkeit von Vertikalkräften und von Horizontalkräften eingestellt werden, wie das bei dem darunter liegenden Teil der Haltevorrichtung gegeben ist.
Durch eine Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 6 wird die Herstellung und Montage der gesamten Haltevorrichtung erleichtert und eine mittlere Eignung für die Aufnahme von Vertikalkräften und Horizontalkräften erreicht.
Durch eine Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 7 wird erreicht, dass die zweite Haltevorrichtung besonders raumsparend ausgebildet ist.
Durch eine Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 8 wird erreicht, dass im Bereich der zweiten Haltevorrichtung sowohl beim Außenbehälter wie auch beim Innenbehälter die Stirnwände im zentralen Flächenbereich eine höhere Festigkeit und damit auch eine höhere Steifigkeit erhalten, was ihre elastische Verformbarkeit verringert und damit zugleich die elastische Verformbarkeit der daran anschließende Teile der Haltevorrichtung verringert. Das bewirkt, dass die Berührungsflächen ihre ebene Ausrichtung beibehalten und damit die geringe Flächenpressung und der geringe Verschleiß der Berührungsflächen erhalten bleibt.
Durch eine Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 9 wird erreicht, dass auch im Bereich der ersten Haltevorrichtung sowohl beim Außenbehälter wie auch beim Innenbehälter die Stirnwände im zentralen Flächenbereich eine höhere Festigkeit und damit auch eine höhere Steifigkeit erhalten, was ihre elastische Verformbarkeit verringert und damit zugleich die elastische Verformbarkeit der daran anschließende Teile der Haltevorrichtung verringert.
Bei einer Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 10 kann der Verschleiß insbesondere der unterhalb der Längsachse angeordneten Berührungsflächen nicht nur bei einer temperaturbedingten Schrumpfung oder Dehnung des Innenbehälters sondern auch bei den unterschiedlich auftretenden Beschleunigungskräften deutlich vermindert werden.
Bei einer Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 11 wird die Wärmeübertragung auf den Innenbehälter verringert.
Bei einer Ausgestaltung des Transportbehälters nach Anspruch 12 kann das Gleitelement auch sehr geringe Temperaturen des Innenbehälters ertragen, ohne seine gute Gleitfähigkeit spürbar zu mindern. Durch die Aufnahme der Gleitelemente in je einer auf sie abgestimmten Ausnehmung des zweiten Halteteils wird sichergestellt, dass die Gleitelemente auch unter Belastung nicht verschoben werden, wenn bei dem Innenbehälter eine Temperaturänderung und entsprechende Maßänderungen auftreten oder wenn Reibungskräfte als Folge von Beschleunigungskräften seitlich auf die Gleitelemente einwirken. Eine Weiterbildung nach Anspruch 13 erleichtert die Montage der Gleitelemente und die Montage der zweiten Haltevorrichtung und des Transportbehälters insgesamt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des Transportbehälters näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht des Transportbehälters mit einen Außenbehälter und einem darin untergebrachten Innenbehälter;
2 einen Längsschnitt des Transportbehälters durch die Längsachse der beiden Behälter, ohne die üblichen Einbauten des Innenbehälter und ohne die üblichen Leitungen;
3 eine Ausschnittvergrößerung gemäß der Schnittverlaufslinie A in 2;
4 eine Ausschnittvergrößerung gemäß der Schnittverlaufslinie B in 2;
5 einen Querschnitt des Transportbehälters gemäß der Schnittverlaufslinie D-D in 2 und 7;
6 eine Ausschnittvergrößerung aus 5;
6a einen ersten Teilauschnitt aus 6;
6b einen zweiten Teilauschnitt aus 6;
7 eine Ausschnittvergrößerung gemäß der Schnittverlaufslinie C in 2 und gemäß der Schnittverlaufslinie E-E in 5;
8 eine Ausschnittvergrößerung gemäß der Schnittverlaufslinie C in 2 und gemäß der Schnittverlaufslinie F-F in 5;
9 eine Ausschnittvergrößerung gemäß der Schnittverlaufslinie G in 7.
Der Transportbehälter 10 wird als Ganzes in 1 gezeigt. Sein grundlegender Aufbau ist aus 2 zu ersehen. Darin sind jedoch der besseren Übersicht wegen die üblichen Einbauten und Leitungen nicht dargestellt.
Der Transportbehälter 10 weist einen Außenbehälter 11 und einen Innenbehälter 12 auf, die koaxial zueinander angeordnet sind. Der Außenbehälter 11 weist einen zylindrischen einwandigen Grundkörper 13 und zwei nach außen gewölbte einwandige Stirnwände 14 und 15 auf, die fest miteinander verschweißt sind. Der Innenbehälter 12 weist ebenso einen zylindrischen einwandigen Grundkörper 16 und zwei nach außen gewölbte einwandige Stirnwände 17 und 18 auf, die fest miteinander verschweißt sind.
Der Außenbehälter 11 und der Innenbehälter 12 haben eine gemeinsame Längsachse 19.
Zwischen der einen Stirnwand 14 des Außenbehälters 11 und der ihr benachbarten Stirnwand 17 des Innenbehälters 12 ist eine erste Haltevorrichtung 21 vorhanden, die koaxial zur Längsachse 19 angeordnet ist. Diese erste Haltevorrichtung 21 ist sowohl mit der Stirnwand 14 des Außenbehälters 11 wie auch mit der Stirnwand 17 des Innenbehälters 12 fest verschweißt (4). Mittels dieser ersten Haltevorrichtung 21 sind die beiden Behälter 11 und 12 an diesem Ende miteinander fest verbunden.
Zwischen der anderen Stirnwand 15 des Außenbehälters 11 und der ihr benachbarten Stirnwand 18 des Innenbehälters 12 ist eine zweite Haltevorrichtung 22 vorhanden, die ebenso koaxial zur Längsachse 19 angeordnet ist.
Die zweite Haltevorrichtung 22 weist zwei Halteteile auf, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass die beiden Stirnwände 15 und 18 in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind. Sie werden anhand 5 bis 9 näher beschrieben.
Die erste Haltevorrichtung 21 bildet quasi ein Festlager für die beiden Behälter 11 und 12 und die zweite Haltevorrichtung 22 bildet quasi ein Loslager für die beiden Behälter 11 und 12.
Wie sowohl in 1 wie auch in 2 zu ersehen ist, ist der Grundkörper 13 des Außenbehälters 11 auf seiner Außenseite mit einer wendelförmigen Verstärkung 23 versehen. Sie wird durch ein zum Grundkörper 13 hin offenes Hohlprofil 24 gebildet (3), dessen Ränder 25 mit dem Grundkörper 13 durchgehend verschweißt sind, wobei einander benachbarte Wendelabschnitte einen vorgegebenen gegenseitigen Abstand haben. Diese Verstärkung 23 dient dazu, ein Einbeulen des zylindrischen Grundköpers 13 des Außenbehälters 11 zu verhindern, wenn der Zwischenraum zwischen dem Außenbehälter 11 und dem Innenbehälter 12 evakuiert wird, um den Außenbehälter 11 gegenüber dem Innenbehälter 12 thermisch zu isolieren. Durch die außen gelegene Verstärkung 23 können auf der Innenseite des Außenbehälters 11 angeordnete Verstärkungen vermieden werden und dadurch ein größerer Innenraum erreicht werden.
Wie aus 4 ersichtlich ist, wird die erste Haltevorrichtung 21 hauptsächlich durch ein zylindrisches Halterohr 26 gebildet, das einerseits mit der Außenseite der Stirnwand 17 des Innenbehälters 12 und andererseits mit der Stirnwand 14 des Außenbehälters 11 verschweißt ist.
Zur Erleichterung der Herstellung wird dabei die Stirnwand 14 in der Fluchtlinie des zylindrisches Halterohres 26 kreisförmig ausgeschnitten und durch den dabei entstandenen Ausschnitt 27 das Halterohr 26 hindurchgesteckt und auf der Außenseite mit der an den Ausschnitt 27 anschließenden Stirnwand 14 verschweißt. Auf der Innenseite des Halterohres 26 wird eine Verschlussplatte 28 eingesetzt, die die gleiche Dicke und Wölbung wie die Stirnwand 14 hat, und mit der Innenseite des Halterohrs 26 verschweißt, wodurch die Stirnwand 14 wieder vervollständigt wird.
Im Bereich der Haltevorrichtung 21 wird auf der Außenseite der Stirnwand 14 eine Isolierstoffmasse 29 aufgetragen und befestigt, um den unvermeidlichen Wärmedurchgang zu minimieren.
Aus 5 ist zu ersehen, dass die Haltevorrichtung 22 nicht zylindrisch, wie beim Stand der Technik, sondern viereckig ausgebildet ist. Sie hat bei der bevorzugten Ausführungsform die Form eines Quadrates, das auf die Spitze gestellt ist.
Die zweite Haltevorrichtung 22 weist ein äußeres erstes Halteteil 31 (6a) und ein inneres zweites Halteteil 32 (6b) auf, die im gleichen Axialbereich des Transportbehälters 10 koaxial zueinander angeordnet sind (6). Die innere Umrisslinie des äußeren Halteteils 31 und die äußere Umrisslinie des inneren Halteteils 32 sind so aufeinander abgestimmt, dass bei Raumtemperatur des Außenbehälters 11 und des Innenbehälters 12 die beiden Halteteile 31 und 32 ohne Schwierigkeiten zusammengefügt werden können und jederzeit in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind.
Das erste Halteteil 31 (6a) weist zwei ebene Anlageflächen 33 und 34 auf, die unterhalb der Längachse 19 gelegen sind, die parallel zur Längsachse 19 ausgerichtet sind, die der Längsachse 19 zugewandt sind, die untereinander einen vorgegebenen Neigungswinkel α von 90° einschließen und die symmetrisch zur Vertikalebene 35 der Längsachse 19 ausgerichtet sind.
Das zweite Halteteil 32 (6b) weist in entsprechender Weise zwei ebene Anliegeflächen 36 und 37 auf, die unterhalb der Längachse 19 des Innenbehälters 12 gelegen sind, die parallel zur Längsachse 19 ausgerichtet sind, die von der Längsachse 19 abgewandt sind, die als Gegenwinkel zum Neigungswinkel α einen Spreizwinkel β aufweisen, der gleich dem um 180° erweiterten Neigungswinkel α der Anlageflächen 34 und 35 des ersten Halteteils 31 ist, und die symmetrisch zur Vertikalebene 35 der Längsachse 19 ausgerichtet sind.
Die Anlageflächen 33 und 34 werden durch die zutreffende Außenseite einer Halteleiste 41 bzw. 42 gebildet. Die Anliegeflächen 36 und 37 werden durch die zutreffende Außenseite einer Halteleiste 43 bzw. 44 gebildet.
Mittels dieser Halteleisten 41 und 42 mit ihrer Anlagefläche 33 bzw. 34 des ersten Halteteils 31 und mittels der Halteleisten 43 und 44 mit der Anliegefläche 36 bzw. 37 des zweiten Halteteils 32 können sowohl die an der zweiten Haltevorrichtung 22 wirkende Gewichtskraft des Innenbehälters 12 wie auch die bei Transportbewegungen auftretenden vertikal abwärts gerichteten und horizontal ausgerichteten Beschleunigungskräfte des Innenbehälters 12 von dem ersten Halteteil 31 aufgenommen werden.
Weil es bei schwierigen Transportbedingungen auf dem Landweg oder dem Seeweg nicht ausgeschlossen werden kann, dass auf den Innenbehälter 12 vertikal aufwärts gerichtete Beschleunigungskräfte einwirken können, die seine Gewichtskraft übersteigen, ist zweckmäßigerweise oberhalb der Längsachse 19 sowohl das erste Halteteil 31 mit zwei weitere Anlageflächen 45 und 46 wie auch das zweite Halteteil 32 mit zwei weiteren Anliegeflächen 47 und 48 versehen, von denen die Anlageflächen 45 und 46 der Längsachse 19 zugewandt sind und von denen die Anliegeflächen 47 und 48 von der Längsachse 19 abgewandt sind. Die zwei weiteren Anlageflächen 45 und 46 schließen untereinander einen Neigungswinkel γ ein, der gleich dem Neigungswinkel α der Anlageflächen 33 und 34 ist. Die zwei weiteren Anliegeflächen 47 und 48 weisen einen Spreizwinkel δ auf, der gleich dem um 180° erweiterten Neigungswinkel γ der weiteren Anlageflächen 45 und 46 ist. Die vertikalen Projektionen der weiteren Anlageflächen 45 und 46 und der weiteren Anliegeflächen 47 und 48 fluchten paarweise miteinander. Die weiteren Anlageflächen 45 und 46 und die weiteren Anliegeflächen 47 und 48 sind symmetrisch zur Vertikalebene 35 der Längsachse 19 ausgerichtet.
Die weiteren Anlageflächen 45 und 46 werden durch die zutreffende Außenseite einer Halteleiste 51 bzw. 52 gebildet. Die weiteren Anliegeflächen 47 und 48 werden durch die zutreffende Außenseite einer Halteleiste 53 bzw. 54 gebildet.
Beim ersten Halteteil 31 sind die Halteleisten 41 und 42 und die Halteleisten 51 und 52 untereinander fest verschweißt, so dass sie einen steifen äußeren Viereckrahmen 55 bilden. Beim zweiten Halteteil 32 sind die Halteleisten 43 und 44 und die Halteleisten 53 und 54 untereinander fest verschweißt, so dass sie einen steifen inneren Viereckrahmen 56 bilden.
Dadurch, dass der Neigungswinkel γ der weiteren Anlageflächen 45 und 46 gleich dem Neigungswinkel α der Anlageflächen 33 und 34 ist und der Spreizwinkel δ der weiteren Anliegeflächen 47 und 48 gleich dem Spreizwinkel β der Anliegeflächen 36 und 37 ist, ergibt sich die in 6, 6a und 6b dargestellte genaue Quadratform der Halteteile 31 und 32.
Der Aufbau der Halteteile 31 und 32 wird im Einzelnen in 7 bis 9 gezeigt.
Der Viereckrahmen 55 des ersten Halteteils 31 weist auf der von der Stirnwand 17 des Außenbehälters 11 abgewandten Seite eine ebene Begrenzungsfläche oder Stirnfläche 57 auf (7), die normal zur Längsachse 19 ausgerichtet ist. Auf der der Stirnwand 17 zugewandten Seite ist die Begrenzungsfläche des Viereckrahmens 55 auf die konkave Innenseite der Stirnwand 17 des Außenbehälters 11 abgestimmt. Der Viereckrahmen 56 des zweiten Halteteils 32 weist auf der von der Stirnwand 18 des Innenbehälters 12 abgewandten Seite eine ebene Begrenzungsfläche oder Stirnfläche 58 auf, die normal zur Längsachse 19 ausgerichtet ist. Auf der der Stirnwand 18 zugewandten Seite ist die Begrenzungsfläche des Viereckrahmens 56 auf die konvexe Außenseite der Stirnwand 18 des Innenbehälters 12 abgestimmt.
Der Viereckrahmen 55 des ersten Halteteils 31 ist auf seiner Außenseite mit einem Versteifungsring 61 verschweißt, der den Viereckrahmen 55 zugleich verstärkt und dessen Grundriss die Form eines Viereckringes hat (6a). In entsprechender Weise ist der Viereckrahmen 56 des zweiten Halteteils 32 auf seiner Innenseite mit einer Versteifungsscheibe 62 verschweißt (6b), die den Viereckrahmen 56 zugleich verstärkt und deren Grundriss die Form eines Quadrates hat, dessen Ecken aus schweißtechnischen Gründen abgeschnitten sind. Der Versteifungsring 61 ist im Bereich des freien Endes des äußeren Viereckrahmens 55 angeordnet (8). Die Versteifungsscheibe 62 ist im Bereich des freien Endes des inneren Viereckrahmens 56 angeordnet (7).
Am äußeren Viereckrahmen 55 ist außerdem in der Mitte seiner Längsseiten je eine plattenförmige Strebe 63 angeschweißt (6a), die zugleich auch mit der Innenseite der Stirnwand 17 des Außenbehälters 11 verschweißt ist (7).
Die Stirnwand 14 des Außenbehälters 11 der (4) weist zur Erhöhung ihrer Steifigkeit im Bereich der ersten Haltvorrichtung 21 einen zentralen Flächenabschnitt 64 auf, dessen Wanddicke größer als diejenige des ihn umgebenden Flächenabschnittes 65 ist. In gleicher Weise hat die Stirnwand 17 des Innenbehälters 12 einen zentralen Flächenabschnitt 66, dessen Wanddicke größer als diejenige des ihn umgebenden Flächenabschnittes 67 ist. Im Bereich der zweiten Haltvorrichtung 22 (8) weist die Stirnwand 15 des Außenbehälters 11 einen zentralen Flächenabschnitt 68 auf, dessen Wanddicke größer als diejenige des ihn umgebenden Flächenabschnittes 69 ist. Die Stirnwand 18 des Innenbehälters 12 hat einen zentralen Flächenabschnitt 71, dessen Wanddicke größer als diejenige des ihn umgebenden Flächenabschnittes 72 ist. Die zentralen Flächenabschnitte 64, 66, 68 und 71 haben eine radiale Ausdehnung, die größer ist als die größte radiale Ausdehnung der Haltvorrichtungen 21 und 22.
Alle diese Maßnahmen sorgen dafür, dass die ebenen Anlageflächen und Anliegeflächen der beiden Haltevorrichtungen 21 und 22 auch unter Belastung weitgehend eben bleiben und eine gleichmäßige Lastverteilung bei den Berührungsflächen ermöglichen.
Wie in 7 angedeutet ist und in 9 deutlich erkennbar ist, ist an der Außenseite der Halteleisten 43, 44, 53 und 54 des inneren Viereckrahmens 56 je ein Gleitelement 73 angeordnet. Die Gleitelemente 73 bestehen aus Tetrafluoräthylen, sind plattenförmig ausgebildet und haben einen rechteckigen Grundriss. Jedes Gleitelement 73 ist in eine auf seinen Grundriss abgestimmte Ausnehmung 74 eingelegt, an deren Seitenrändern 75 das Gleitelement 73 anliegt. Außerdem sind die Gleitelemente 73 mit wenigstens zwei Senkkopfschrauben 76 mit der zugeordneten Halteleiste verschraubt, die mit entsprechenden Gewindelöchern 77 versehen sind.
Diese Ausführungsform des Transportbehälters 10, bei der alle Halteleisten des inneren Viereckrahmens 56 mit einem Gleitelement 73 versehen sind, kommt vor allem bei schwierigen Transportverhältnissen in Betracht, bei denen starke horizontale Beschleunigungskräfte von ebenso starken vertikal aufwärts gerichteten Beschleunigungskräften überlagert werden, so dass der innere Viereckrahmen 56 an die oberhalb der Längsachse 19 angeordneten Anlageflächen 45 und 46 des äußeren Viereckrahmens 55 anschlägt und die daran anliegenden Gleitelemente 73 der Anliegeflächen 47 und 48 daran entlang gleiten. Bei weniger schwierigen Transportverhältnissen kann auch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Ausführungsform eingesetzt werden, bei der nur die unterhalb der Längsachse 19 angeordneten Anliegeflächen 36 und 37 des inneren Viereckrahmens 56 mit einem Gleitelement 73 versehen sind.
Wie 1 und 2 zeigen, sind an den Stirnwänden 14 und 15 des Außenbehälters 11 eine Reihe von Tragblechen 78 angeschweißt, mittel der der Transportbehälter 10 mit je einem Traggestell 79 mit genormten Abmessungen fest verbunden ist.
Der Außenbehälter 11 mit dem Grundkörper 13 und den beiden Stirnwänden 14 und 14, der Innenbehälter 12 mit dem Grundkörper 16 und den beiden Stirnwänden 17 und 18 und sämtliche Teile der ersten Haltevorrichtung 21 und der zweiten Haltevorrichtung 22 sind aus dem Stahl 1.4301, also austenitischem Edelstahl, hergestellt. Bei den Traggestellen 79 sind die Rahmenteile aus dem Stahl S355, also einem Baustahl höherer Festigkeit, und die Eckverbinder aus Gusstahl GS45 hergestellt.
Bezugszeichenliste

10: Transportbehälter
11: Außenbehälter
12: Innenbehälter
13: Grundkörper
14: Stirnwand
15: Stirnwand
16: Grundkörper
17: Stirnwand
18: Stirnwand
19: Längsachse
21: erste Haltevorrichtung
22: zweite Haltevorrichtung
23: Verstärkung
24: Hohlprofil
25: Seitenränder
26: Halterohr
27: Ausschnitt
28: Verschlussplatte
29: Isolierstoffmatte
31: erstes Halteteil
32: zweites Halteteil
33: Anlageflächen
34: Anlageflächen
35: Vertikalebene
36: Anliegeflächen
37: Anliegeflächen
41: Halteleiste
42: Halteleiste
43: Halteleiste
44: Halteleiste
45: weitere Anlagefläche
46: weitere Anlagefläche
47: weitere Anliegefläche
48: weitere Anliegefläche
51: Halteleiste
52: Halteleiste
53: Halteleiste
54: Halteleiste
55: Viereckrahmen
56: Viereckrahmen
57: Stirnfläche
58: Stirnfläche
61: Versteifungsring
62: Versteifungsscheibe
63: Streben
64: zentraler Flächenabschnitt
65: umgebender Flächenabschnitt
66: zentraler Flächenabschnitt
67: umgebender Flächenabschnitt
68: zentraler Flächenabschnitt
69: umgebender Flächenabschnitt
71: zentraler Flächenabschnitt
72: umgebender Flächenabschnitt
73: Gleitelement
74: Ausnehmungen
75: Seitenränder
76: Senkkopfschrauben
77: Gewindelöcher
78: Tragbleche
79: Traggestelle

Claims

Transportbehälter für kryogene Fluide, mit den Merkmalen: – es ist ein Außenbehälter (11) mit einem zylindrischen einwandigen Grundkörper (13) und zwei nach außen gewölbten einwandigen Stirnwänden (14; 15) vorhanden, die fest miteinander verschweißt sind, – es ist ein Innenbehälter (12) mit einem zylindrischen einwandigen Grundkörper (16) und zwei nach außen gewölbten einwandigen Stirnwänden (17; 18) vorhanden, die fest miteinander verschweißt sind, – zwischen der einen Stirnwand (14) des Außenbehälters (11) und der ihm benachbarten Stirnwand (17) des Innenbehälters (12) ist eine erste Haltevorrichtung (21) vorhanden, – die koaxial zu der Längsachse (19) des Außenbehälters (11) und des Innenbehälters (12) angeordnet ist, – mittels der die beiden Stirnwände (14; 17) starr miteinander verbunden sind, – zwischen der anderen Stirnwand (15) des Außenbehälters (11) und der ihm benachbarten Stirnwand (18) des Innenbehälters (12) ist eine zweite Haltevorrichtung (22) vorhanden, – die koaxial zu der Längsachse (19) des Außenbehälters (11) und des Innenbehälters (12) angeordnet ist und – die zwei Haltteile (31; 32) aufweist, mittels der die beiden Stirnwände (15; 18) in axialer Richtung relativ zueinander verschiebbar sind, – das erste Halteteil (31) ist mit der zugeordneten Stirnwand (15) des Außenbehälters (11) fest verbunden und das zweite Halteteil (32) ist mit der zugeordneten Stirnwand (18) des Innenbehälters (12) fest verbunden, – der Innenbehälter (12) ist an zumindest eine Zuflussleitung und zumindest eine Abflussleitung für das Fluid angeschlossen, die durch seine der ersten Haltevorrichtung (31) zugekehrte Stirnwand (17), durch den Zwischenraum zwischen dem Außenbehälter (11) und dem Innenbehälter (12) und durch die der ersten Haltevorrichtung (21) zugekehrte Stirnwand (14) des Außenbehälters (11) hindurchgeführt sind, – an den Zwischenraum ist an eine Evakuierungsleitung angeschlossen, die durch die Stirnwand einer der Haltevorrichtungen (21; 22) des Außenbehälters (11) hindurchgeführt ist, gekennzeichnet durch die Merkmale: – das erste Halteteil (31) weist wenigstens zwei ebene Anlageflächen (33; 34) auf, – die parallel zur Längsachse (19) des Außenbehälters (11) ausgerichtet sind und der Längsachse (19) des Außenbehälters (11) zugewandt sind, – die untereinander einen vorgegebenen Neigungswinkel (α) einschließen, – die symmetrisch zur Vertikalebene (35) der Längsachse (19) ausgerichtet sind, – das zweite Halteteil (32) weist wenigstens zwei ebene Anliegeflächen (36; 37) auf, – die parallel zur Längsachse (19) des Innenbehälters (12) ausgerichtet sind und von der Längsachse (19) des Innenbehälters (12) abgewandt sind, – die untereinander einen Spreizwinkel (β) aufweisen, der gleich dem um 180° erweiterten Neigungswinkel α der Anlageflächen (33; 34) des ersten Halteteils (31) ist, – die symmetrisch zur Vertikalebene (35) der Längsachse (19) ausgerichtet sind, und – die im gleichen axialen Bereich wie die Anlageflächen (33; 34) des ersten Halteteils (31) angeordnet sind, – die Anlageflächen (33; 34) des ersten Halteteils (31) haben in axialer Richtung eine Längserstreckung, die zumindest annähernd gleich der Summe aus der axialen Länge der Anliegeflächen (36; 37) des zweiten Halteteils (32) und aus dem Unterschied der axialen Länge des Innenbehälters (12) bei Umgebungstemperatur und bei Betriebstemperatur ist.
Transportbehälter nach Anspruch 1, mit den Merkmalen: – die Halteteile (31; 32) der zweiten Haltevorrichtung (22) weisen oberhalb der Längsachse (19) sowohl zwei weitere Anlageflächen (45; 46) wie auch zwei weitere Anliegeflächen (47; 48) auf, – von denen die Anlageflächen (45; 46) der Längsachse (19) des Außenbehälters (11) zugewandt sind und von denen die Anliegeflächen (47; 48) von der Längsachse (19) des Innenbehälters (12) abgewandt sind, – von denen die weiteren Anlageflächen (45; 46) untereinander einen vorgegebenen Neigungswinkel γ einschließen und von denen die weiteren Anliegeflächen (47; 48) untereinander einen Spreizwinkel (δ) aufweisen, der gleich dem um 180° erweiterten Neigungswinkel (γ) der weiteren Anlageflächen (45; 46) des ersten Halteteils (31) ist, – die symmetrisch zur Vertikalebene (35) der Längsachse (19) ausgerichtet sind, – deren vertikale Projektionen paarweise zumindest annähernd miteinander fluchten und – die miteinander fest verbunden sind, – bei dem ersten Halteteil (31) mit den ersten beiden Anlageflächen (33; 34) und mit den zwei weiteren Anlageflächen (45; 46) sind die Teile nach Art eines Viereckrahmens (55) fest miteinander verbunden, und – bei dem zweiten Halteteil (32) mit den ersten beiden Anliegeflächen (36; 37) und mit den zwei weiteren Anliegeflächen (47; 48) sind die Teile nach Art eines Viereckrahmens (56) fest miteinander verbunden.
Transportbehälter nach Anspruch 1 oder 2, mit dem Merkmal: – der Neigungswinkel (α) zwischen den beiden Anlageflächen (33; 34) des ersten Halteteils (31) liegt im Bereich von 80° bis 110° und – der Spreizwinkel β zwischen den beiden Anliegeflächen (36; 37) des zweiten Halteteils (32) liegt im Bereich von 260° bis 290°
Transportbehälter nach Anspruch 3, mit dem Merkmal: – der Neigungswinkel (α) zwischen den beiden Anlageflächen (33; 34) des ersten Halteteile (31) ist zumindest annähernd gleich 90° und – der Spreizwinkel β zwischen den beiden Anliegeflächen (36; 37) des zweiten Halteteils (32) ist zumindest annähernd gleich 270°.
Transportbehälter nach Anspruch 2, mit dem Merkmal: – der Neigungswinkel (γ) zwischen den beiden weiteren Anlageflächen (45; 46) liegt im Bereich von 80° bis 110° und – der Spreizwinkel δ zwischen den beiden weiteren Anliegeflächen (47; 48) des zweiten Halteteils (32) liegt im Bereich von 260° bis 290°.
Transportbehälter nach Anspruch 5, mit dem Merkmal: – der Neigungswinkel (γ) zwischen den beiden weiteren Anlageflächen (45; 46) ist zumindest annähernd gleich 90° und – der Spreizwinkel (δ) zwischen den beiden weiteren Anliegeflächen (47; 48) ist zumindest annähernd gleich 270°.
Transportbehälter nach Anspruch 1 oder 2, mit den Merkmalen: – das erste Halteteil (31) weist auf der von der Stirnwand (15) des Außenbehälters (11) abgewandten Seite eine ebene Begrenzungsfläche (57) auf, die normal zur Längsachse (19) des Außenbehälters (11) ausgerichtet ist, – das erste Halteteil (31) ist auf der der Stirnwand (15) des Außenbehälters (11) zugewandten Seite an deren Innenseite angepasst, – das zweite Halteteil (32) weist auf der von der Stirnwand (18) des Innenbehälters (12) abgewandten Seite eine ebene Begrenzungsfläche (58) auf, die normal zur Längsachse (19) des Innenbehälters (12) ausgerichtet ist, – das zweite Halteteil (32) ist auf der der Stirnwand (18) des Innenbehälters (12) zugewandten Seite an deren Außenseite angepasst.
Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit dem Merkmal: – im Bereich der ersten Haltvorrichtung (21) weisen – die Stirnwand (14) des Außenbehälters (11) einen zentralen Flächenabschnitt (64) auf, dessen Wanddicke größer als diejenige des ihn umgebenden Flächenabschnittes (65) ist, und – die Stirnwand (17) des Innenbehälters (12) einen zentralen Flächenabschnitt (66) auf, dessen Wanddicke größer als diejenige des ihn umgebenden Flächenabschnittes (67) ist, – im Bereich der zweiten Haltvorrichtung (22) weisen – die Stirnwand (15) des Außenbehälters (11) einen zentralen Flächenabschnitt (68) auf, dessen Wanddicke größer als diejenige des ihn umgebenden Flächenabschnittes (69) ist, und – die Stirnwand (18) des Innenbehälters (12) einen zentralen Flächenabschnitt (71) auf, dessen Wanddicke größer als diejenige des ihn umgebenden Flächenabschnittes (72) ist, und – die radiale Ausdehnung der zentralen Flächenabschnitte (64; 66; 68; 71) ist größer als die größte radiale Ausdehnung der Haltvorrichtungen (21; 22).
Transportbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit dem Merkmal: – zumindest zwischen den einander zugeordneten Anlageflächen (33; 34) und Anliegeflächen (36; 37) der zweiten Haltevorrichtung (22), die unterhalb der Längsachse (19) angeordnet sind, ist je ein Gleitelement (67) angeordnet.
Transportbehälter nach Anspruch 9, mit dem Merkmal: – die Gleitelemente (67) sind aus einem Werkstoff mit geringer Wärmeleitfähigkeit hergestellt.
Transportbehälter nach Anspruch 9 oder 10, mit den Merkmalen: – die Gleitelemente (67) sind aus Tetrafluoräthylen hergestellt und haben eine plattenförmige Gestalt mit rechteckigem Grundriss, – die Gleitelemente (67) sind an dem zweiten Halteteil (32) in je eine auf sie abgestimmte Ausnehmung (68) eingelegt, wobei ihre Außenseiten die Anliegeflächen (36; 37; 47; 48) des zweiten Halteteils (32) bilden.
Transportbehälter nach Anspruch 11, mit dem Merkmal: – jedes Gleitelement (67) ist mit dem zugeordneten ersten Halteteil lösbar verbunden, insbesondere verschraubt.