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Die
Erfindung betrifft einen Großbehälter oder
Flachbodentank zum Lagern von wassergefährdenden Flüssigkeiten mit einem oben offenen,
stehenden zylindrischen Stahlmantel, einem durch Radialstreben versteiften,
mit dem Flüssigkeitsspiegel auf-
und abgleitenden dünnen
Blechmembran als Schwimmdach, an dem Dachstützen befestigt sind und das
an seinem äußeren, dem
Behälter-
bzw. Tankmantel zugewandeten Umfang eine pfannenförmige Außenringwand
aufweist, welche mit einer am Behälter- bzw. Tankmantel gleitenden
Abdichtung versehen ist, wobei die Radialstreben die Blechmembran
und die Außenringwand
stabilisieren und außenseitig
versteifen, Mitteln zum Führen
des Schwimmdaches an der Innenseite des Behälter- und Tankmantels, einem
Entwässerungssystem
zum Entwässern
des Schwimmdaches und Mitteln zur Belüftung des Tankinnenraumes und
mit einem durch Dopplungsbleche verstärkten Tankboden.
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Bekanntlich
werden brennbare Flüssigkeiten wie
Rohöle,
Benzine und Dieselkraftstoffe ausschließlich in Schwimmdachtanks eingelagert.
Das auf dem Flüssigkeitsspiegel auflagernde
Dach vermeidet weitestgehend die Bildung von Gasräumen und
beschränkt
somit die Verdunstungs- und Verdrängungsverluste an Lagerflüssigkeit
auf ein Minimum.
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Die
gebräuchlichste
Konstruktion von Schwimmdächern
ist das Ringpontondach (
DE
25 51 995 A ,
DE
29 51 230 A , AT 348 931, AT 370 053,
US 2 981 437 ,
US 3 944 113 ,
US 4 214 671 ,
US 4 790 447 ,
US 4 957 214 ), dessen Schwimmfähigkeit
allein durch einen äußeren Ringponton
oder äußeren und mittleren
Ponton erzeugt wird. Den Innenraum des Ringpontons überspannt
eine Membran, die aus einzelnen Segmenten zusammengeschweißt ist.
Durch das Schweißen
besteht die Gefahr eines nicht beträchtlichen Verzuges der Membran,
so dass Probleme mit der Entwässerung
der Dachfläche
entstehen. Um diesen Nachteilen zu begegnen, wurden die Pontondächer mit
zusätzlichen
radialen Hohlrippen versehen (100 000 m3-Tank in Rotterdam", Oil and Gas Intern.
1965, 5 Nr. 5, S. 44-46)).
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Bekannt
sind auch sogenannte Bojendächer (
DE 2 409 002 ), bei denen
die Membran zwischen einem kleinen Ringponton gespannt wird und
deren Schwimmfähigkeit
durch Kloeinbojen erhöht
wird.
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Andere
bekannte Schwimmdächer
sind als Doppeldeckdach ausgeführt,
deren doppelte Membran segmentiert ist (
GB 2 300 664 A ).
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Allen
diesen bekannten Lösungen
ist der Nachteil gemeinsam, dass diese Schwimmdächer einen erheblichen Materialeinsatz
erfordern und hohe Herstellungskosten verursachen. Durch den umlaufenden äußeren Ringponton
muss die aufgespannte Membran mit einem Gefälle zur Mitte des Daches hin versehen
werden, damit das Dach ordnungsgemäß entwässert werden kann, was den
Aufwand weiterhin erhöht.
Durch die Hohlraumausbildung des Schwimmdaches ist außerdem eine
Dichtheitskontrolle schwierig und zugleich aufwändig.
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Derartige
Schwimmdächer
haben darüber hinaus
ein hohes Transportvolumen, was die Materialanlieferung auf die
Baustelle verteuert.
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Die
Nachteile dieser Lösungen
versucht der Stand der Technik nach
DE
25 54 621 dadurch zu vermeiden, dass auf die Verwendung
eines schwimmfähigen
Hohlkörpers
generell verzichtet wird. Anstelle der Hohlkörper kommt eine Vielzahl von
gegenseitig verbundenen Elementen zum Einsatz, von denen jedes eine
schachtelförmige,
offene Ausbildung besitzt und durch eine Bodenwand und Umfangswänden (Flansche)
gebildet ist. Bei anderen bekannten Pfannenschwimmdächern ist
die Blechmembran oberseitig durch Radialstreben versteift (E. Hampe „Flüssigkeitsbehälter" Band 1, S 138, Verlag für Bauwesen,
1979). Die Radialstreben bestehen aus Hohlprofilen oder anderweitig
geformten Trägern beispielsweise
Doppel-T-Träger, die
auf der Blechmembran aufgeschweißt sind, wobei die Blechmembran
ein Gefälle
zur Dachmitte für
eine Regenwasserableitung aufweist.
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Dieses
bekannte Schwimmdach ist dadurch so versteift, dass es weitgehend
stabil bei seiner Auf- und Abwärtsbewegung
bleibt. Es ist deshalb verhältnismäßig materialintensiv
und schwer. Die Entwässerung
verläuft
mittig durch den Tankinnenraum, wodurch keine Möglichkeiten einer Dichtheitsprüfung der
Entwässerungsleitungen
gegeben sind.
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Bei
diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
das Schwimmdach eines Großbehälters oder
Flachbodentanks derart zu verbessern, dass das Schwimmdach bei seiner
Aufwärts-
und Abwärtsbewegung
mittig eine kuppelartige Aufwölbung
erfährt,
so dass ein Gefälle
zur Ableitung des Regenwassers in Richtung des Dachrandes entsteht,
wobei das Schwimmdach in Leichtbauweise mit geringem Aufwand montiert
und gewartet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Großbehälter oder
Flachbodentank der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind den entsprechenden Unteransprüchen entnehmbar.
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Das
erfindungsgemäße Schwimmdach zeichnet
sich durch eine extreme Leichtbauweise aus, die eine definierte
elastische Verformung des Daches während seiner Auf- und Abwärtsbewegung ermöglicht,
so dass von der Mitte des Daches zum Rand hin ein Gefälle für den Abfluss
von Niederschlagwasser erzeugt wird. Der Materialeinsatz und die
Herstellungskosten des Daches können
erheblich gesenkt werden. Des weiteren kann das erfindungsgemäße Schwimmdach
problemlos auf alle Dachgrößen angepasst
werden und ist somit auch für
den Ersatz verschlissener Dächer
geeignet. Die Dachentwässerung
wird zudem vereinfacht. Das Dach kann durch seine Begehbarkeit auch
sehr einfach auf Korrosionsschäden
und Dichtigkeit kontrolliert. Darüber hinaus ist auch ein Einsatz
des Schwimmdachen als Schwimmdecke in Festdachtanken möglich.
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Die
Wartungs- und Bedienungsfreundlichkeit der erfindungsgemäßen Lösung ist
den Bedingungen des rauen Tankbetriebes unter allen Witterungsverhältnissen
entsprechend gut angepasst.
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Von
besonderem Vorteil ist, das vorhandene Tankbauwerke ohne sehr hohem
Aufwand nachgerüstet
werden können.
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Die
Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
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Es
zeigt bzw. zeigen:
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1 eine
Seitenansicht als Schnittdarstellung des Flachbodentanks mit dem
erfindungsgemäßen Schwimmdach
in Absetzlage,
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2 eine
Seitenansicht als Schnittdarstellung des Flachbodentanks mit dem
erfindungsgemäßen Schwimmdach
in Betriebslage,
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3 eine
Draufsicht gemäß 1,
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4 eine
Seiten- und Vorderansicht der Radialstrebe mit Aussparung,
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5 eine
Darstellung eines Entwässerungsventils
mit Anschluss an die Entwässerungsleitung,
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6 eine
Seitenansicht der Entwässerungsleitung
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7 eine
Seitenansicht des an die Entwässerungsleitung
angeschlossenen Sammelbehälters
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8 einen
Schnitt A-A der 3,
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9a eine
Dachstütze
in Seitenansicht mit Anschluss rechts an der Radialstrebe,
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9b eine
Dachstütze
in Seitenansicht mit Anschluss links an der Radialstrebe,
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10 die
Anordnung eines Dachmannloches zwischen zwei Radialstreben und
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11 eine
Ansicht der Schwimmdachführung
am Tankmantel
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12 eine
Darstellung der Ringraumbelüftung
und
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13 eine
Prinzipdarstellung der Be- und Entlüftung.
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1 und 2 zeigt
die Seitenansicht eines Flachbodentanks 1 zur Lagerung
von Mineralölprodukten.
Der Flachbodentank 1 setzt sich im wesentlichen aus einem
zylindrischen Tankmantel 2, einem mit Dopplungsblechen 3 versehenen
zusammengeschweißten
Tankboden 4 und einem Pfannenschwimmdach 5 zusammen.
Der zylindrische Tankmantel 2 ist auf dem Tankboden 4 aufgesetzt
und mit diesem flüssigkeitsdicht
verschweißt.
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Das
Innere des Flachbodentanks 1 ist mit Lagermedium gefüllt, auf
dessen Flüssigkeitsspiegel 6 das
erfindungsgemäße Pfannenschwimmdach 5 in Betriebslage
(siehe 2) schwimmt, das in der Draufsicht durch die 3 dargestellt
ist. Das Pfannenschwimmdach 5 besteht beispielsweise aus
5mm dicken Stahlblechzuschnitten, die zusammengeschweißt eine
flüssigkeitsdichte
kreisflächenförmige dünne Blechmembran 7 bilden.
Am äußeren Umfang der
Blechmembran 7 ist eine Außenringwand 8 als Schwimmbord
aus aufgekantetem Blech angeschweißt. Im Zentrum der kreisförmigen Blechmembran 7 ist
ein Ringanker 9 mit der Blechmembran 7 verschweißt. Von
diesem Ringanker 9 verlaufen strahlenförmig zur Außenringwand 8 hin
Radialstreben 10, die mit der Blechmembran 7 verschweißt sind.
Die in 4 gezeigten Radialstreben 10 bestehen
aus einem Winkelprofil 11 von etwa 500mm Höhe, wobei
der lange Schenkel 12a senkrecht auf die Blechmembran 7 aufsetzt
und der abgewinkelte kürzere
Schenkel 12b parallel zur Blechmembran 7 verläuft. Die
Blechmembran 7 wird so in mehrere voneinander getrennte
Sektoren 13 gleicher Fläche
aufgeteilt. Maximal drei durch die Radialstreben 10 abgeteilte
Sektoren 13 sind miteinander kommunizierend durch in Radialstreben 10 eingearbeitete
Aussparungen 14 verbunden, so dass das Regenwasser dieser
drei Sektoren gesammelt werden kann.
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Die
Aussparungen 14 befinden sich nahe der Außenringwand 8 in
den Radialstreben 10 wie in 4 dargestellt
ist.
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Den
drei Sektoren ist –wie 5 zeigt–je ein Entwässerungsventil 15 zugeordnet,
welches in der Blechmembran 7 so positioniert ist, dass
das Regenwasser in den Zulauf des Ventil 15 gelangt und
durch den Ablauf über
eine flexible Verbindungsleitung 16 in eine unterhalb der
Blechmembran 7 befestigte Entwässerungsleitung 17 (siehe 6)
führt.
Diese Entwässerungsleitung 17 ist
nach 7 randnah zur Außenringwand 8 umlaufend
mit einem Gefälle
X verlegt und führt
in einen Sammelbehälter 18.
Am Auslaufstutzen 19 des Sammelbehälters 18 ist ein Entwässerungsschlauch 20 angeschlossen,
der mit einem nicht dargestellten Mantelstutzen im Tankmantel 2 zum
Ableiten des Niederschlagwassers verbunden ist. Die Länge des
Entwässerungsschlauches 20 ist dabei
so gewählt,
dass die maximal mögliche
Hubhöhe
des Schwimmdaches problemlos ausgeglichen werden kann.
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8 zeigt
die Lage der Schwimmdachabdichtung 21 zwischen Tankmantel 2 und
Außenringwand 8.
Zweckmäßigerweise
ist die Schwimmdachabdichtung 21 aus einer üblichen
primären
und sekundären
Dichtung gebildet, so dass diese nicht weiter beschrieben werden
muss. Im randnahen Bereich der Außenringwand 8 ist
oberhalb der Schwimmdachabdichtung 21 ein entlang des Tankmantels 2 umlaufendender
Beschäumungsraum 22 ausgebildet,
der durch ein auf den Radialstreben 10 aufgelegtes und
verschweißtes
Bodenblech 23 und eine vom Bodenblech 23 senkrecht
aufragende Beschäumungswand 24 gebildet
ist. Die Beschäumungswand 24 ist
mit Ablauföffnungen 25 versehen,
durch die das Niederschlagwasser entsprechend in die Sektoren 13 zum
Entwässern
des Daches abgeführt
wird. In den Beschäumungsraum 22 können bei
einem eventuellen Brandfall problemlos Schaummittel eingebracht
werden.
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9a und 9b zeigen
Dachstützen 26, die
mit der Blechmembran 7 entlang des Verlaufs der Radialstreben 10 verschweißt und durch
Knotenbleche versteift sind. Die Dachstützen 26 benachbarter Radialstreben 10 liegen
auf gemeinsamen Kreisen K entlang der Radialstreben 10.
Die Dachstützen 26 stützen das
gesamte Pfannenschwimmdach 5 beim Aufsetzen auf dem Tankboden 4 ab.
Damit die doch erheblichen Lasten bzw. Kräfte vom Tankboden 4 ohne
entsprechenden Verformungen aufgenommen werden können, ist der Tankboden 4 an
der Aufsetzposition der Dachstützen 26 durch
Dopplungsbleche verstärkt.
Damit zusätzlich
einer seitlichen Verschiebung bzw. Verdrehung der Pfannenschwimmdaches 5 entgegengewirkt
wird, erfolgt die Abstützung
mittels Knotenblechen 32 jeweils links und rechts von der
Radialstrebe 10 in abwechselnder Reihenfolge.
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Im
aufgesetzten Zustand steht das Pfannenschwimmdach 5 etwa
1,5m über
dem Tankboden. Es ist im Betriebszustand. Die Absetzhöhe des Pfannenschwimmdaches 5 lässt sich
durch die Verstellung einer Bolzen/Lochverbindung verändern, so
dass ohne Probleme eine Absetzhöhe
von beispielsweise 2m für
die Montage- oder Wartungsarbeiten eingestellt werden kann. Der
Flachbodentank muss dazu natürlich
entleert oder leer sein.
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Im
Betriebszustand schwimmt das Pfannenschwimmdach 5 auf dem
Flüssigkeitsspiel
des Lagermediums. Durch die besondere Wahl der Versteifung der Blechmembran 7 wölbt sich
die Mitte des Pfannenschwimmdaches 5 auf und der randnahe
Bereich mit der Außenringwand 8 liegt
in einer tieferen Position gegenüber
der Mitte des Daches. Es entsteht im Betriebszustand ein Gefälle zum
Rand des Pfannenschwimmdaches 5 hin, das ausreicht, um das
vom Dach aufgefangene Regenwasser am Rand zu sammeln und dort in
die umlaufende Entwässerungsleitung 17 ablaufen
zu lassen.
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Zwischen
zwei Radialstreben 10 kann -wie 10- zeigt
nahe dem Ringanker 9 ein Mannloch 27 in die Blechmembran 7 eingearbeitet
sein. Das Mannloch 27 dient zum Anschluss entsprechender Reinigungsausrüstungen,
beispielweise Rührwerke. Werden
mehrere Mannlöcher 27 vorgesehen,
sind diese gleichmäßig verteilt
nahe des Ringankers 9 anzuordnen. Die leichte Begehbarkeit
der Blechmembran 7 bzw. des Pfannenschwimmdaches 5 wird
durch eine zwischen den Radialstreben 10 verlegte rollbare Treppeneinrichtung 28 erreicht
(siehe auch 3), welche zur Oberkante des
Tankmantels 2 führt.
Diese rollbare Treppeneinrichtung 28 ist mit einem nicht dargestellten
Erdungskabel zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen verbunden.
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In 11 ist
die seitliche Führung 29 des Pfannenschwimmdaches 5 am
Tankmantel 2 gezeigt, die am inneren Umfang des Tankmantels 2 angeordnet
ist. Die Führung 29 verhindert
die Verdrehung des Pfannenschwimmdaches 5 bei seiner Auf- und
Abwärtsbewegung.
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Entsprechende übliche Ringraumbelüftungen 30,
die eine Belüftung
des Raumes zwischen Außenringwand 8 und
Tankmantel 2 gewährleisten,
sind in 12 dargestellt.
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13 zeigt
die automatische Be- und Entlüftung 31 des Pfannenschwimmdaches 5,
die über ein
Stößelventil 33 sicherstellt,
dass vorhandene Luft unter dem Pfannenschwimmdach 5 beim
Entleeren oder Anfahren entweicht. Im Schwimmzustand ist die Be-
und Entlüftung 31 mit
Stößelventil 33 geschlossen.
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- 1
- Flachbodentank
- 2
- Tankmantel
- 3
- Dopplungsbleche
- 4
- Tankboden
- 5
- Pfannenschwimmdach
- 6
- Flüssigkeitsspiegel
- 7
- Blechmembran
- 8
- Außenringwand
- 9
- Ringanker
- 10
- Radialstreben
- 11
- Winkelprofil
- 12a,12b
- Schenkel
von 11
- 13
- Sektoren
- 14
- Aussparungen
in 10
- 15
- Entwässerungsventil
- 16
- Verbindungsleitung
- 17
- Entwässerungsleitung
- 18
- Sammelbehälter
- 19
- Auslaufstutzen
von 18
- 20
- Entwässerungsschlauch
- 21
- Schwimmdachabdichtung
- 22
- Beschäumungsraum
- 23
- Bodenblech
von 22
- 24
- Beschäumungswand
von 22
- 25
- Ablauföffnungen
in 24
- 26
- Dachstützen
- 27
- Mannloch
- 28
- Treppeneinrichtung
- 29
- Schwimmdachführung
- 30
- Ringraumentlüftung
- 31
- Be-
und Entlüftung
- 32
- Knotenblech
- 33
- Stößelventil
- x
- Gefälle