DE202016008551U1 - Gaszylinder - Google Patents

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Abstract

Ein Gaszylinder mit einem Außendurchmesser von 480 mm bis 520 mm und einem Fassungsvermögen im Bereich von über 350 I bis 430 I.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Das vorliegende Gebrauchsmuster betrifft das Gebiet des Transportes, der Speicherung und der Zuführung von Gas und betrifft insbesondere einen Gaszylinder. Insbesondere betrifft das vorliegende Gebrauchsmuster einen Zylinder für komprimiertes (unter Druck stehendes) Gas.
  • Hintergrund
  • Im Stand der Technik sind Zylinder bekannt, die für den Transport, die Lagerung und das Zuführen von Gas ausgebildet sind.
  • Aktuell werden für die zuvor aufgeführten Zwecke vier Typen an Zylindern verwendet: Typ 1 - nahtlose Stahlzylinder; Typ 2 - Zylinder, die aus einer Metallauskleidung und einer Hülle aus Verbundmaterial (Verbundstoff), das die zylindrische Auskleidungsfläche abdeckt, aufgebaut sind; Typ 3 - Zylinder, die aus einer Metallauskleidung und einer Hülle aus Verbundmaterial (Verbundstoff), die die gesamte Verkleidungsfläche abdeckt, aufgebaut sind; Typ 4 - Zylinder, die aus einer Nicht-Metallauskleidung, einer Hülle aus Verbundmaterial (Verbundstoff), das die gesamte Verkleidungsfläche abdeckt, und aus Metalleinsätzen aufgebaut sind.
  • Im Allgemeinen weisen derartige Gaszylinder optional mindestens einen Hals auf, um Gas in den Zylinder einzuführen und daraus zu entnehmen.
  • Ein Beispiel eines derartigen Zylinders ist in EP1526325 beschrieben. Der Gaszylinder weist eine undurchlässige Hülle aus einem Aluminium enthaltendem Material, eine umschließende lasttragende Hülle aus Verbundmaterial (Verbundstoff), eine Kunststoffabdeckung entlang der Innenfläche der undurchlässigen Hülle und einen Hals auf, der mit einem Gewinde zum Anschließen eines Absperrventils versehen ist.
  • Für den Transport und die Lagerung derartiger Gaszylinder werden Frachtcontainer mit speziellen Parametern verwendet, beispielsweise Frachtcontainer der Reihe 1 mit einer Länge von 2986 mm bis 2991 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm, oder mit einer Länge von 6052 mm bis 6058 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm oder einer Länge von 9115 mm bis 9125 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm (gemäß GOST R 53350-2009).
  • Aktuell werden die bekannten Zwanzig-Fuß-Container für Gaszylinder verwendet, die von Xperion, beispielsweise X-Behälter des Lagertyps mit einem Gesamtzylinderfassungsvermögen von 19250 l hergestellt werden, die in der Lage sind, 5650 m3 an natürlichem Gas aufzunehmen, das in 55 vertikal angeordneten Zylindern mit einem Außendurchmesser von 505 mm, jeweils einem Fassungsvermögen von 350 I und einem Betriebsdruck von 250 bar enthalten ist, oder die von Hexagon hergestellt werden, beispielsweise Behälter des intelligenten Speichertyps, mit einem gesamten Zylinderfassungsvermögen von 18000 l, die in der Lage sind, 5,400 m3 aus natürlichem Gas aufzunehmen, das in 40 horizontal angeordneten Zylindern enthalten ist, die jeweils ein Fassungsvermögen von 450 I und einen Betriebsdruck von 250 bar haben.
  • Eine Tabelle mit einer Zusammenfassung für die Zwanzig-Fuß-Behälter, die im Stand der Technik bekannt sind, ist nachfolgend angegeben. Tabelle 1
    Behälter Vк, l Vкпг, m3 Vб,l N
    X-Lagerung 19250 5650 350 55
    Intelligente Lagerung 18000 5400 450 40
    wobei:
    • Vк - das integrierte (gesamte) Fassungsvermögen der in einem Behälter enthaltenen Gaszylinder ist;
    • Vкпг - Volumen des komprimierten natürlichen Gases ist;
    • Vб - das Fassungsvermögen eines Zylinders ist;
    • N - die Anzahl an Zylindern in einem Behälter ist.
  • Trotz der zahlreichen Gaszylinder und Behälter für den Transport und die Lagerung von Gaszylindern besteht die Notwendigkeit, einen Gaszylinder zu schaffen, der eine Vergrößerung der Menge an komprimiertem (unter Druck stehendem) Gas ermöglicht, das in Gaszylindern transportiert und gelagert wird, die im Inneren eines Behälters für Zylinder enthalten sind mit der Länge von 2986 mm bis 2991 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm, oder einer Länge von 6052 mm bis 6058 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm, oder einer Länge von 9115 mm bis 9125 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm (gemäß GOST R 53350-2009).
  • Eine Tabelle mit Zusammenfassung für die Behälter ist nachfolgend angegeben. Tabelle 2
    Behälter L, mm B, mm H, mm
    Wert Toleranz Wert Toleranz Wert Toleranz
    Zehn-Fuß 2991 0-5 2438 0-5 2896 0-5
    Zwanzig-Fuß 6058 0-6 2438 0-5 2896 0-5
    Dreißig-Fuß 9125 0-10 2438 0-5 2896 0-5
    wobei:
    • L - die Behälterlänge ist;
    • B - die Behälterbreite ist;
    • H - die Behälterhöhe ist.
  • Überblick
  • Die Aufgabe des vorliegenden Gebrauchsmusters besteht darin, einen Gaszylinder bereitzustellen, der eine Zunahme der Menge an komprimiertem (unter Druck stehendem Gas) ermöglicht, das in den Gaszylindern transportiert und gelagert wird, die in einem Behälter für Zylinder enthalten sind mit der Länge von 2986 mm bis 2991 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm, oder einer Länge von 6052 mm bis 6058 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm, oder einer Länge von 9115 mm bis 9125 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm (gemäß GOST R 53350-2009).
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Gaszylinder mit einem Außendurchmesser von 480 mm bis 520 mm und einem Fassungsvermögen im Bereich von über 350 I bis 430 I.
  • Es sollte beachtet werden, dass in der gesamten vorliegenden Anmeldung einschließlich der Beschreibung und den Ansprüchen jede Bezugnahme auf einen Mengenwertbereich bedeutet, dass alle Werte der entsprechenden Menge einschließlich den Werten der Bereichsgrenze innerhalb des Bereichs liegen, sofern dies nicht anderweitig explizit angegeben ist.
  • Das vorliegende Gebrauchsmuster ermöglicht die Vergrößerung des Fassungsvermögens eines Behälters* (* das Fassungsvermögen eines Behälters ist das gesamte Fassungsvermögen der darin enthaltenen Gaszylinder) für Gaszylinder, vorausgesetzt, dass diese im Inneren des Behälters enthalten sind, mit der Länge von 2986 mm bis 2991 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm, oder einer Länge von 6052 mm bis 6058 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm, oder einer Länge von 9115 mm bis 9125 mm (gemäß GOST R 53350-2009), einer Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und einer Höhe von 2891 mm bis 2896 mm (gemäß GOST R 53350-2009).
  • In einer bevorzugen Ausführungsform weist ein Gaszylinder mindestens eine Hülle mit der Länge im Bereich von 2400 mm bis 2870 mm, einem Innendurchmesser von mindestens 420 mm und einem Außendurchmesser von nicht größer als 520 mm auf.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Hülle eine undurchlässige Hülle und/oder eine lasttragende Hülle.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Hülle eine undurchlässige Hülle und der Zylinder weist mindestens eine lasttragende Hülle auf, die außerhalb der mindestens einen Hülle angeordnet ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die mindestens eine Hülle Kunststoff.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Hülle aus einem Verbundmaterial hergestellt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Hülle aus Metall hergestellt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Hülle aus einem Material, das Aluminium aufweist, hergestellt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Hülle aus einer AMg-artigen Aluminium-Magnesium-Legierung hergestellt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens eine Hülle ein Verstärkungsmaterial, das um mindestens eine andere Hülle herum angeordnet ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verstärkungsmaterial über mindestens eine andere Hülle unter Anwendung eines Bindemediums herumgeführt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verstärkungsmaterial ein Roving aus Glasfäden.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Verstärkungsmaterial ein Roving aus Basaltfäden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das Verstärkungsmaterial ein Roving aus Kohlenstofffäden.
  • In einer weiteren optionalen Ausführungsform weist der Gaszylinder ein Verbindungsanschlussstück auf, das an mindestens einem Hals montiert ist.
  • In einer weiteren optionalen Ausführungsform weist der Gaszylinder ein Absperrventil auf, das an mindestens einem Hals montiert ist.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Gaszylinder mindestens zwei Hälse mit einem Verbindungsanschlussstück oder einem Absperrventil oder einem Sicherheitsventil, das an mindestens einem Behälter montiert ist, auf.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Gaszylinder ein Sicherheitsventil auf.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform hat der Gaszylinder einen Außendurchmesser von 505 mm und ein Fassungsvermögen von 400 l.
  • Bezugszeichenliste
    • 1 -
    Gaszylinder
    2 -
    Außenhülle
    3 -
    Innenhülle (Auskleidung)
    4, 5 -
    Hälse
    6 -
    Verbindungsanschlussstück
    7 -
    Adapter
    L1 -
    Länge des Gaszylinders 1
    L2 -
    Länge der Innenhülle (Auskleidung) 3
    8 -
    Container bzw. Behälter
    9 -
    Containerrahmen
    D -
    Außendurchmesser des Zylinders 1
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine schematische Seitenquerschnittansicht eines Gaszylinders gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters.
    • 2 zeigt eine schematische Seitenansicht eines bekannten Behälters für Gaszylinder.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Gaszylinder ein Behälter für komprimiertes (unter Druck stehendes) Gas, insbesondere ein Behälter für komprimiertes natürliches Gas, dessen physikalische und chemische Eigenschaften dem GOST 27577-2000 entsprechen. Gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster kann der Gaszylinder bei Bedarf auch für andere unter Druck stehende Gase verwendet werden, die keine aggressive Wirkung auf die Materialien des Zylinders ausüben. Die Gase, die in einem Gaszylinder gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster aufgenommen werden können, sind nicht auf die zuvor aufgeführten Gase beschränkt.
  • 1 zeigt eine Querschnittsseitenansicht eines Gaszylinders 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Gebrauchsmusters.
  • Der Gaszylinder 1 weist eine Außenhülle 2 und eine Innenhülle (Auskleidung) 3 auf.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Außenhülle 2 des Gaszylinders 1 eine lasttragende Verbundhülle aus Verbundmaterial (Verbundstoff) und die Innenhülle 3 ist eine undurchlässige Metallhülle.
  • Der Gaszylinder 1 weist gegebenenfalls nur eine Hülle auf, die eine undurchlässige lasttragende Hülle und/oder eine andere geeignete Hülle sein kann, wenn dies erforderlich ist.
  • Des Weiteren kann der Gaszylinder 1 bei Bedarf eine größere Anzahl an Hüllen aufweisen, die unterschiedliche Funktionen ausüben.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Außenhülle 2 aus einem Verstärkungsmaterial, beispielsweise einem Verbundmaterial (Verbundstoff) hergestellt, und die Innenhülle 3 ist aus Metall hergestellt, beispielsweise Aluminium, oder aus einem Aluminium enthaltenden Material, oder aus einer AMg-artigen Aluminium-Magnesium-Legierung. Die Hüllen 2, 3 können ohne Beschränkung aus anderen geeigneten Materialien, Metallen oder Legierungen hergestellt sein.
  • Nachfolgend ist die Tabelle angegeben, die den Einfluss unterschiedlicher Materialien der Innenhülle 3 auf die Parameter des Zylinders 1 zeigt.
  • Die Berechnung ist für Innenhüllen aus unterschiedlichen Materialien mit der Länge L2 = 2710 mm, einem Außendurchmesser von 470 mm und der gleichen strukturellen Festigkeiten ausgeführt. Tabelle 3
    Material der Innenhülle 3 σв, MPa (kgf/cm2) hвоmin, mm . hво, mm V, l
    AMг5M (AMg5M) 255 (2600) 8,0 10 ± 2 397
    AMг6M (AMg6M) 315 (3200) 6,5 8± 1.5 404
    AДO (ADO) 60 (610) 34 40 ± 6 293
    12×18H10T (12Cr18Ni10Ti) 530 (5400) 4,0 4.5 ± 0,5 417
    Zinnfreier Verguss aus Bronze ƂpA9Mц2Л (BrA9Mts2L) 392 (4000) 5,2 7 ± 1,8 408
    Zinnfreier Verguss aus Bronze ƂpA10Mц2Л (BrA10Mts2L) 490 (5000) 4,1 5 ± 0,9 416
    Titanlegierung OT4 (OT4) 686 (7000) 3,0 3,5 ± 0,5 421
    Titanlegierung BT4 (VT4) 834 (8500) 2,5 3,0 ± 0,5 423
    Kupferlegierung M1 (M1), M2 (M2), M3 (M3), weich 196 (2000) 10,4 12 ± 1,6 389
    Kupferlegierung M1 (M1), M2 (M2), M3 (M3), hart 294 (3000) 7,0 8,5 ± 1,5 402
    wobei:
    • σв - Bruchbelastung ist;
    • hвomin - die minimale Dicke der Innenhülle 3 ist;
    • hво- die nominale Dicke der Innehülle 3 ist;
    • V - das Fassungsvermögen des Gaszylinders 1 ist.
  • Somit kann in einer bevorzugten Ausführungsform das Fassungsvermögen des Gaszylinders 1 im Bereich von 397 l bis 404 l liegen, wenn Aluminiumlegierungen, etwa AMr5M (AMg5M), AMr6M (AMg6M) verwendet werden, oder es kann im Bereich von 389 l bis 402 l liegen, wenn Kupferlegierungen verwendet werden, etwa weiche Legierungen M1 (M1), M2 (M2), M3 (M3) oder harte Legierungen M1 (M1), M2 (M2), M3 (M3), die ausreichend Reserve an Gas, das in den Gaszylindern in einem Container gelagert ist, und eine ausreichende Festigkeit der Gaszylinder 1 bieten (Bruchlast der Materialien der Innenhülle von 255 MPa bis 315 MPa und entsprechend von 196 MPa bis 294 MPa).
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Fassungsvermögen des Gaszylinders 1 bis zu 417 l betragen, wenn eine 12X18H10T (12Cr18Ni10Ti)-Legierung verwendet wird, oder es kann im Bereich von 408 I bis 416 l liegen, wenn Bronzelegierungen, etwa ƂpA9Mц2Л (BrA9Mts2L), ƂpA10Mц2Л (BrA10Mts2L) verwendet werden, die eine erhöhte Reserve an Gas, das in den Gaszylindern 1 in einem Container gelagert ist, und erhöhte Festigkeit der Gaszylinder 1 bieten (Bruchlast der Materialien der Innenhülle von 530 MPa und von 392 MPa bis 490 MPa).
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Fassungsvermögen des Gaszylinders 1 im Bereich von 421 I bis 423 I liegen, wenn Titanlegierungen, etwa OT4 (OT4), BT4 (VT4) verwendet werden, wodurch eine deutliche Reserve an Gas, das in den Zylindern 1 in einen Container gelagert wird, und eine Festigkeit der Gaszylinder 1 erreicht wird (Bruchlast der Materialien der Innenhülle von 686 MPa bis 834 MPa).
  • Die Außenhülle 2 kann ein Verstärkungsmaterial sein, das über die Innenhülle 3 herumgeführt ist, beispielsweise ein Roving aus Glasfäden (Glasroving), ein Roving aus Basaltfäden (Basaltroving), ein Roving aus Kohlenstofffäden (Kohlenstoffroving) oder ein weiterer Roving aus geeignetem Material, sowie bei Bedarf aus einem anderen geeigneten Material.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Verstärkungsmaterial über die Innenhülle unter Anwendung eines Bindemediums zur besseren Haftung der Außenhülle 2 an der Innenhülle 3 umschlossen sein.
  • Das Verstärkungsmaterial kann mit dem Bindemedium getränkt sein oder das Bindemedium kann in einer beliebigen geeigneten Weise auf die Oberfläche aufgebracht werden.
  • Das Bindemedium kann eine Epoxy-Matrix oder ein anderes geeignetes Bindemedium sein.
  • Nachfolgend ist die Tabelle angegeben, die den Einfluss unterschiedlicher Materialien der Außenhülle 2 mit einer Epoxy-Matrix auf die Parameter des Zylinders 1 zeigt.
  • Die Berechnung ist für Außenhüllen aus unterschiedlichen Materialien mit einem Außendurchmesser D = 505 mm mit einer Länge des Zylinders 1 von L1 = 2710 mm, für ein Material der Innenhülle 3 aus AMr6M (AMg6M) (AMr5M (AMg5M), AMr4,5 (AMg4.5)) und für eine Dicke der Innenhülle 3 von 10 ± 2 mm ausgeführt. Tabelle 4
    Parameter Material der Außenhülle 2
    PBMПH (RVMPN) 10-1200 13-1260 PУCЛAH-BM-650 (RUSLAN-VM-650)
    σв, kgf/cm2 13250 7900 18800
    nc 16 27 12
    nk 20 33,5 14
    hc, mm 7,68 12,96 5,76
    hk, mm 9,60 16,08 6,73
    hΣ = hc + hk, mm 17,28 29,04 12,48
    dво, mm 470 447 480
    aд mm 235 223,5 240
    bд, mm 151 143,5 154
    lц, mm 2306 2321 2300
    V, l 397 358 414
    mво, kg 102 96,5 104
    mΣ, kg 151 248,5 68
    mб=mл + mΣ, kg 253 345 172
    wobei:
    • σв1 - die Bruchlast ist;
    • nc - die Anzahl an Windungsschichten für die Außenhülle 2 des Zylinders 1 ist, die über die Innenhülle 3 gewickelt ist;
    • nk - die Anzahl an Ringschichten für die Außenhülle 2 des Gaszylinders 1 ist, die um die Innenhülle 3 gewickelt sind;
    • hc- die Dicke der Windungsschichten ist;
    • hk - die Dicke der Ringschichten ist;
    • hΣ- die Gesamtdicke der Schichten ist;
    • dво - der Außendurchmesser der Innenhülle 3 ist;
    • aд - die Höhe des Bodens der Innenhülle 3 ist;
    • bд - der Radius des Bodens der Innenhülle 3 ist;
    • lц- die Länge des Zylinderbereichs (zylindrischer Teil der Innenhülle 3) ist;
    • V - das Fassungsvermögen des Gaszylinders 1 ist;
    • mво - die Masse der Innenhülle 3 ist;
    • mΣ- die Masse der Schichten ist;
    • mб- die Masse des Gaszylinders 1 ist.
  • Daher kann das Fassungsvermögen des Gaszylinders 1 im Bereich von 397 l bis 414 l abhängig von dem Material der Außenhülle 2 des Zylinders 1 liegen.
  • Wie in 1 gezeigt ist, weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Gaszylinder 1 zwei Hälse 4, 5 auf, um ein Absperrventil und ein Sicherheitsventil anzuschließen.
  • Trotz der Tatsache, dass 1 den Gaszylinder zeigt, der zwei Hälse 4, 5 aufweist, kann gegebenenfalls der Gaszylinder 1 bei Bedarf nur einen einzelnen Hals oder mehr Hälse aufweisen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungsanschlussstück 6 mit einem Sicherheitsventil (nicht gezeigt) an dem Hals 7 montiert und der Adapter 7 ist an dem Hals 5 montiert. Bei Bedarf kann ein Absperrventil an mindestens einem Hals montiert sein.
  • Abhängig von der Anwendung des Gaszylinders 1 können unterschiedliche Absperrventile und Sicherheitsventile an den Hälsen des Gaszylinders 1 ohne Beschränkung montiert sein, wozu auch Brandschutzventile gehören.
  • 2 zeigt einen Behälter bzw. Container 8, der als ein Container mit spezifizierten Parametern ausgewählt ist, die für den Transport und die Lagerung von Gaszylindern, etwa dem Gaszylinder 1, vorgesehen sind.
  • Der Behälter 8 enthält einen Rahmen 9, eine Einrichtung zur Befestigung der Gaszylinder 1 an dem Rahmen (nicht gezeigt), mindestens eine Leitung (nicht gezeigt) zur Verbindung mit Gaszylindern 1, und aufwändige Zusatzeinheiten (nicht gezeigt), die für den sicheren Betrieb des Containers 8 mit den Gaszylindern 1 sorgen.
  • Der Container 8 kann die folgenden Abmessungen haben: eine Länge von 2986 mm bis 2991 mm (gemäß GOST R 53350-2009), eine Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und eine Höhe von 2891 mm bis 2896 mm, oder eine Länge von 6052 mm bis 6058 mm (gemäß GOST R 53350-2009), eine Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und eine Höhe von 2891 mm bis 2896 mm, oder eine Länge von 9115 mm bis 9125 mm (gemäß GOST R 53350-2009), eine Breite von 2433 mm bis 2438 mm (gemäß GOST R 53350-2009) und eine Höhe von 2891 mm bis 2896 mm (gemäß GOST R 53350-2009).
  • Um das technische Ergebnis zu erreichen, wurde die Berechnung der Parameter des Gaszylinders 1 ausgeführt, um die optimale Anordnung der Gaszylinder 1 in dem Container 8 mit den spezifizierten Parametern auszuwählen.
  • Die optimale Anordnung der Gaszylinder 1 in dem Container 8 bietet technische Effizienz und einfache Montage, einen bequemen Zugriff und eine unaufwändige Inspektion der Komponenten, die wiederholte Prüfungen und Einstellungen erfordern. Die effiziente Anordnung verbessert die Reparaturfähigkeit und erleichtert die Wartung.
  • Die Berechnung der Parameter des Gaszylinders 1 wurde für den Container 8 mit der Länge von 6058 mm, der Breite von 2438 mm und der Höhe von 2896 mm mittels eines Verfahrens mit Schnittbildung und Ausprobieren ausgeführt, wobei die maximal möglichen Kreisdurchmesser ermittelt wurden, und dabei die Ausweitung im Durchmesser der Gaszylinder 1 während des Füllens, Montagespalte und die technische Effizienz berücksichtigt wurden. Abhängig von dem Material der Außenhülle 2 und der Innenhülle 3 (Festigkeit und Dicke) wurden der Außendurchmesser (der nächstliegende Wert aus dem bestehenden Größenbereich) und die Wanddicke eines Rohrs zur Herstellung der Innenhülle 3 des Zylinders 1 ausgewählt.
  • Die nachfolgend angegebene Tabelle rechtfertigt die Auswahl für die Anordnung des Zylinders 1 in dem Container 8. Tabelle 5
    D1, mm Dво, mm N, pcs L2, mm Anordnung Vб, l mб, kg Vк, l
    505 470 55 2710+5 Vertikales Schachbrettmuster 400 Max. 260 22000
    505 450(453)* 55 2710+5 Vertikales Schachbrettmuster 348 304 19140
    545 506 40 2710+5 Vertikales Schachbrettmuster 436 277 17440
    509 470 18 5640+5 Horizontales Schachbrettmuster 950 522 17100
    509 470 18 5640+5 Horizontales geradliniges Muster 950 522 17100
    545 506 38 2710+5 Vertikales geradliniges Muster 436 277 16568
    545 490 40 2710+5 Vertikales Schachbrettmuster 408 346 16320
    518 480 40 2710+5 Vertikales Schachbrettmuster und geradliniges Muster 392 260 15680
    545 490 38 2710+5 Vertikales geradliniges Muster 408 346 15504
    518 465 40 2710+5 Vertikales Schachbrettmuster und geradliniges Muster 367 319 14680
    520 480 55 2355+5 Vertikales Schachbrettmuster 351 230 19305
    480 450 55 2710+5 Vertikales Schachbrettmuster 351 240 19305
    520 490 55 2710+5 Vertikales Schachbrettmuster 430 270 23650
    480 470 55 2800 Vertikales Schachbrettmuster 430 150 23650
    *Bei Fehlen von standardmäßigen Rohren mit dem Außendurchmesser von 453 mm wurde die Berechnung für ein Rohr mit dem Durchmesser von 450 mm ausgeführt.
    wobei:
    • D1 - der Außendurchmesser des Gaszylinders 1 ist;
    • Dво - der Außendurchmesser der Innenhülle 3 ist;
    • N - die Anzahl der Gaszylinder 1 in dem Container 8 ist;
    • L2 - die Länge der Innenhülle 3 ist;
    • Vб - das Fassungsvermögen des Gaszylinders 1 ist;
    • mб - die Masse des Gaszylinders 1 ist;
    • Vк- das Gesamtfassungsvermögen des Containers 8 ist.
  • Die Berechnungen und Experimente bestätigen, dass das maximale Fassungsvermögen des Containers 8 mit den spezifizierten Parametern, der die Gaszylinder 1 enthält, mit den folgenden Eigenschaften des Gaszylinders 1 erreicht wird: der Außendurchmesser D des Gaszylinders 1 liegt im Bereich von 480 mm bis 520 mm, das Fassungsvermögen des Gaszylinders 1 liegt im Bereich von 350 I bis 430 I, wenn die Gaszylinder 1 vertikal und in einem Schachbrettmuster in dem Container 8 angeordnet sind.
  • Wie aus Tabelle 5 hervorgeht, bietet eine derartige Kombination von Gaszylinderparametern (Außendurchmesser von 520 mm und Fassungsvermögen von über 350 I) eine Zunahme des Fassungsvermögens eines Containers für Gaszylinder, wenn diese im Inneren des Containers mit den spezifizierten Parametern (einem standardmäßigen Zwanzig-Fuß-Container) enthalten sind, aufgrund der Tatsache, dass bei derartigen Zylinderparametern 55 Gaszylinder in dem Container mit den spezifizierten Parametern aufgenommen werden können, und wenn in diesem Fall ein Gaszylinder mit dem Fassungsvermögen von über 350 l (beispielsweise 351 l) verwendet wird, dann liegt das Containerfassungsvermögen bei über 19250 l (beispielsweise 19305 l für Gaszylinder mit dem Fassungsvermögen von 351 l), das größer ist als dasjenige im Stand der Technik, der zuvor beschrieben ist.
  • Andererseits ermöglicht es der Zylinderaußendurchmesser von 520 mm, dass das Fassungsvermögen des Gaszylinders auf 430 l zunimmt (bei einem Zylinderinnendurchmesser von 490 mm), wodurch ein Containerfassungsvermögen von 23650 l erreicht wird, das deutlich größer ist als das Fassungsvermögen eines Containers mit der gleichen Größe, das im Stand der Technik erreicht wird.
  • Es wurde somit die Möglichkeit gezeigt, 55 Gaszylinder mit einem Außendurchmesser von 530 mm in einem Zwanzig-Fuß-Container anzuordnen und gleichzeitig das Fassungsvermögen eines Zylinders mit dem Außendurchmesser von 520 mm auf 430 l zu erhöhen. Es ist ersichtlich, dass bei Verringerung des Zylinderaußendurchmessers (d.h. für Werte des Außendurchmessers, die kleiner als 520 mm sind) mindestens 55 Gaszylinder weiterhin im Inneren eines Containers mit den spezifizierten Parametern enthalten sein können, wodurch ebenfalls eine Zunahme des Fassungsvermögens eines Containers mit den spezifizierten Parametern auf über 19250 I erreicht wird. Ferner kann bei einer Verkleinerung des Zylinderaußendurchmessers auf 480 mm sein Fassungsvermögen auf 430 I erhöht werden (bei einem Zylinderinnendurchmesser von 470 mm). Das Vorsehen von mindestens 55 derartigen Zylindern, die in einem Zwanzig-Fuß-Container enthalten sind, würde sich das Fassungsvermögen auf 23650 l erhöhen, das deutlich größer ist als dasjenige, das im Stand der Technik erreicht wird (19250 I).
  • Es ist ersichtlich, dass alle dazwischenliegenden Kombinationen der angegebenen Parameter ebenfalls dafür sorgen, dass erstens eine Anordnung von mindestens 55 Gaszylindern in einem Zwanzig-Fuß-Container erreicht wird, und dass zweitens die Möglichkeit besteht, das Fassungsvermögen eines Gaszylinders mit dem Außendurchmesser aus dem angegeben Bereich (einschließlich des minimalen Wertes) auf einen beliebigen Wert aus dem angegebenen Bereich (einschließlich des maximalen Wertes) zu erhöhen.
  • Somit liefert eine beliebige Kombination aus Zylinderparametern (ein Außendurchmesser von 480 mm bis 520 mm und ein Fassungsvermögen von über 350 I bis 430 I) das vorhergehende technische Ergebnis.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Innenhülle eine Länge L2 im Bereich von 2400 mm bis 2870 mm, einen Innendurchmesser von mindestens 420 mm und einen Außendurchmesser von nicht größer als 520 mm.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Gesamtlänge des Gaszylinders 1 im Bereich von 2450 mm bis 2896 mm.
  • In der Tabelle 6 sind die wesentlichen Eigenschaften des Gaszylinders 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform angegeben. Tabelle 6
    Parametername Parameterwert
    L2, mm 2710± 10
    L1, mm 2896 - 5
    V, l 400 (+30; - 50)
    m, kg, max. 260
    D, mm 510 (+ 10; -10)
    Ppaб., MPa (kgf/cm2) 24,5 (250)
    Pnp., MPa (kgf/cm2) 36,8 (375)
    Pp, MPa (kgf/cm2) 58,8 (600)
    wobei:
    • L2 - die Länge der Innenhülle ist;
    • L1 - die Gesamtlänge des Zylinders 1 ist *(* die Gesamtlänge L1 des Zylinders 1 sollte als die Länge des Zylinders 1 mit Ventilen und Einheiten zum Montieren an den entsprechenden Hälsen verstanden werden)
    • V - das Fassungsvermögen des Zylinders 1 ist;
    • M - die Masse des leeren Zylinders 1 ist (ohne Befestigungsmittel);
    • D - der Außendurchmesser des Zylinders 1 ist;
    • Ppaб - der Betriebsdruck (maximaler Druck im Einsatz) ist;
    • Pпp - der Prüfdruck ist;
    • Pp - der berechnete Druck (minimaler Berstdruck) ist.
  • Gemäß dem vorliegenden Gebrauchsmuster ist der Gaszylinder 1 dafür ausgelegt, ein Gas bereitzustellen, das Gas zu lagern, das Gas zu transportieren und Gas daraus zu entnehmen.
  • Das Einführen von Gas in den Gaszylinder 1 und das Versorgen mit Gas aus dem Gaszylinder 1 werden unter Anwendung des Absperrventils und Sicherheitsventils des Gaszylinders 1 durchgeführt. Die Vorgänge können bei Bedarf durch Manometer oder andere geeignete Geräte kontrolliert werden.
  • Es sollte beachtet werden, dass der beschriebene Gaszylinder nur eine der bevorzugten Ausführungsformen ist. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass in dem vorliegenden Gebrauchsmuster auch Varianten und Modifizierungen miteingeschlossen sind, ohne von dem Bereich des Gebrauchsmusters, der durch die folgenden Ansprüche festgelegt ist, abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1526325 [0005]

Claims (19)

  1. Ein Gaszylinder mit einem Außendurchmesser von 480 mm bis 520 mm und einem Fassungsvermögen im Bereich von über 350 I bis 430 I.
  2. Der Gaszylinder nach Anspruch 1, mit mindestens einer Hülle mit einer Länge im Bereich von 2400 mm bis 2870 mm und einem Innendurchmesser im Bereich von 420 mm bis 515 mm.
  3. Der Gaszylinder nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Hülle eine undurchlässige und/oder eine lasttragende Hülle ist.
  4. Der Gaszylinder nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Hülle eine undurchlässige Hülle ist und der Gaszylinder mindestens eine lasttragende Hülle, die außen an der mindestens einen Hülle angeordnet ist, aufweist.
  5. Der Gaszylinder nach einem der Ansprüche 2-4, wobei die mindestens eine Hülle Kunststoff enthält.
  6. Der Gaszylinder nach einem der Ansprüche 2-4, wobei die mindestens eine Hülle aus einem Verbundmaterial hergestellt ist.
  7. Der Zylinder nach einem der Ansprüche 2-4, wobei die mindestens eine Hülle aus Metall hergestellt ist.
  8. Der Gaszylinder nach einem der Ansprüche 2-4, wobei die mindestens eine Hülle aus einem Aluminium enthaltenden Material hergestellt ist.
  9. Der Gaszylinder nach Anspruch 7, wobei die mindestens eine Hülle aus einer AMg-artigen Aluminium-Magnesium-Legierung hergestellt ist.
  10. Der Gaszylinder nach Anspruch 4, wobei die mindestens eine Hülle ein Verstärkungsmaterial ist, das um mindestens eine andere Hülle herum angeordnet ist.
  11. Der Gaszylinder nach Anspruch 10, wobei das Verstärkungsmaterial um mindestens eine andere Hülle unter Anwendung eines Bindemediums herum angeordnet ist.
  12. Der Gaszylinder nach Anspruch 10, wobei das Verstärkungsmaterial ein Roving aus Glasfäden ist.
  13. Der Gaszylinder nach Anspruch 10, wobei das Verstärkungsmaterial ein Roving aus Basaltfäden ist.
  14. Der Gaszylinder nach Anspruch 10, wobei das Verstärkungsmaterial ein Roving aus Kohlenstofffäden ist.
  15. Der Gaszylinder nach Anspruch 1, der ferner ein Verbindungsanschlussstück aufweist, das an mindestens einem Hals montiert ist.
  16. Der Gaszylinder nach Anspruch 1, der ferner ein Absperrventil aufweist, das an mindestens einem Hals montiert ist.
  17. Der Gaszylinder nach Anspruch 1, mit mindestens zwei Hälsen mit einem Verbindungsanschlussstück oder einem Absperrventil oder einem Sicherheitsventil, das an mindestens einem der Hälse montiert ist.
  18. Der Gaszylinder nach Anspruch 1, mit einem Sicherheitsventil.
  19. Der Gaszylinder nach Anspruch 1, wobei der Außendurchmesser 505 mm beträgt und das Fassungsvermögen 400 I beträgt.
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