DE2206066A1 - Bauplatte sowie aus solchen Platten zusammengesetzter Behälter - Google Patents

Bauplatte sowie aus solchen Platten zusammengesetzter Behälter

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DE2206066A1 DE19722206066 DE2206066A DE2206066A1 DE 2206066 A1 DE2206066 A1 DE 2206066A1 DE 19722206066 DE19722206066 DE 19722206066 DE 2206066 A DE2206066 A DE 2206066A DE 2206066 A1 DE2206066 A1 DE 2206066A1
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Ramesh Ratilal Teaneck ; Dohn George David Park Ridge; N.J. Desai (V.StA.)
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Balsa Ecuador Lumber Corp., Northvale. N.J. (V.StA.)
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Description

Bauplatte sowie aus solchen Platten zusammengesetzter
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf WMrmeisolatiön bei sehr tiefen und hohen Temperaturen und insbesondere auf Bauplatten oder Wandungsteile und flache Schichtungen hoher Festigkeit, welche wärmeisolierend sind.
Hauptsächlich befaßt sich die Erfindung mit Behältern für Tiefettemperaturzwecke, wobei sich die Beschickung oder der Inhalt,der in flüssiger oder fester Form vorliegen kann, auf extrem niedriger Temperatur befindet und daher gegen die Umgebungstemperatur wärmeisoliert werden muß· Unter "Umgebungstemperatur" wird die Temperatur der umgebenden Luft oder des umgebenden Wassers verstanden, welcher der gefüllte Behälter bei der Lagerung oder beim Transport ausgesetzt ist. Unter "Tiefsttemperaturbehälte?" wird jode
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Form von wärmeisoliert«!! Tieftemperaturgehäuse, wie eine Kiste oder ein Ke&en zum Schienentransport, ein wärme-· isolierter Laßtwagenanhänger oder ein auf einem Lastkarren oder Schiff einzubauender oder in oder über der Erde anzuordnender isolierter Behälter verstanden.
Bei allen Arten von Tiefettemperaturbehältem (cryogenic containers) treten ' ähnliche Festigkeits- und Wärmeprobleme aufι da der Behälter ausreichende Festigkeit besitzen muß, um die Beschickung unter den schwersten in der Praxis auftretenden Bedingungen zu halten, und trotzdem die Isolierung derart sein muß, daß die niedrige Temperatur der Beschickung trotz großer Unterschiede der Umgebungstemperatur innerhalb angemessener Grenzen bleibt. Darüberhinaus muß das wärmeisolierte Gebilde den Belastungen standhalten können die durch den großen Temperaturunterschied zwischen der Tiefsttemperatur der Beschickung und der Umgebungstemperatur hervorgerufen werden.
Die Temperaturextreme, welchen der Tiefsttemperaturb©hält@r unterworfen wird, können abgeschätzt werden, wenn man sich vor Augen hält, daß kalte flüssige Kohlenwasserstoffe bei Atmosphärendruck eine Temperatur in des? Größenordnung von -1S5°C besitzen, während die Umgebungstemperatur z^issfoen -i?$78°C <O°F> und U6,1°C (+ 118°) liegen kann. B©i flüssigem Stickstoff oder flüssigem Helium ist die Tiefsttemperatur odcs6 kryogen®' Temperatur sogar n©@ii niedriges»«
k-Faktor von Balsa ist derart9 dal dieses Material zur Wtoneisolatiors höchst geeignet ist. It-Faktoi? ist di@ Beseichnung für dia Wärmsleitfähigksit umä entspricht der Vilraiemenge, ausgedrückt- in BTÖ (0^212 kcal) s di® in einer
Stunde durch ©ineiä Qüadratfuß C929SÖ3 esa ) hpaogensn Materials
einer Dieka von 2?5^ cm (1 Zoll) bei ei nor T@mp<sratur~
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differenz von 1°F (0,560C) swisehesj entgegengesetzten Oberf lächerndes Materials übertragen wird.
Der k-Faktor von Balsa ist vergleichbar mit demjenigen von vielen Isolationsstoffen, beispieleweise Schaui&gkunstetoff,' aber es ist kein Vergleich der Festigkeitseigenschaften möglich, da Schaumstoffe mit geringer Dicht© nicht in der Lage sind, größere Lasten zu tragen. Andererseits ist Balsa» Holz ein verhältnismäßig teueres Material, während die entsprechende Menge steifen Schaumstoffs« welche ein© vergleichbare Wärmeisolation ergibt, geringe Kosten verursacht.
Dementsprechend sollen durch die Erfindung Bauplatten oder Wandungsteile geschaffen werden, welche wämeisolierend und daher für Tiefstemperatuxv&nwendungen oder Isolierung bei hohen Temperaturen geeignet sind, wobei die Platte sowohl Schaumkunststoff oder andere Isolierstoffe und Balsa-Holz in einem zusammengesetzten Kern enthalten soll.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung beruht in der Tatsache, daß die wärmeisolierenden Eigenschaften des zusammengesetzten Kerns insgesamt denjenigen eines homogenen Kerns, der vollständig aus Schaumkunststoff besteht, gleichwertig sind, während die Festigkeitseigenschaften dei susiwmmengeeetzten Kerns weit überlegen sind.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung fesrtsht ätöeuf v daß die Kosten . ;des zusammengesetzt en Kerns $ di© elften großen Anteil an den Kosten der Platte ausmachen, wesentlich geringer sind, als diejenigen eines einfachen B&lea-KernSs ά& 'ύ&ν zusammen«· gesetzte Kern zum größen Teil aus Schaumkunststoff mit geringer Dichte besteht. Da der Kern aus einzelnen Balken und Scheiben zusammengesetzt ist und nicht aus einem einstückig©!!! Körper besteht, wird es möglichs die Platt® zu formen und
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einer gewünschten Krümmung anzupassen, wenn die Kernelemente an flexiblen Außenhäuten oder einer Trägermembran gebunden werden.
Ferner wird durch die Erfindung eine Bauplatte oder dergleichen geschaffen, welche aue einem zusammengesetzten Kern besteht, der an einer Trägermembran gebunden oder mit Qberflächenschichten beschichtet ist, wobei der zusammengesetzte Kern von mindestens einer Schicht von in gegenseitigen Abständen angeordneten Balsa~Balken gebildet ist and der Abstand zwischen den Balken mit vorkemprimier-ten Scheiben aus steifem Schaumkunststoff gefüllt ist. Es ist zu bemerken, daß sich bei Tiefsttemperatus»en die Schaumstoffscheiben stärker sußammenaiehen als die Balsa-Balken, wodurch ein Spalt zwischen denselben ent~ steht. Durch Vorkomprimierung der Scheiben wird die auf der tiefen Temperatur beruhende Zusammenziehung durch die Entkomprimierung der Scheiben aufgehoben, wodurch unerwünschte Spalte vermieden werden.
Schließlich wird durch die Erfindung eine Platte geschaffen» die von einem aus mehreren Lagen bestehenden Kern der oben beschriebenen Art gebildet ist, wobei jede Lage aus parallelen Balsa- und Schaumkunststoff-Elementen gebildet ist, die unter einem Winkel bezüglich der parallelen Elemente der anderen Lagen angeordnet sind, wodurch Durch-ISssigkeitsbahnen, die an den Verbindungsstellen der Elemente in jeder Lage vorhanden sind, versperrt und somit Konvektionsvcrluste minimal gemacht werden.
Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es ?.eigt
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Figur 1 eine Schrägansicht einer einschichtigen Bauplatte oder Wandung gemäß der Erfindung
Figur 2 eine Schrägansicht einer mehrschichtigen Bauplatte gemäß der Erfindung, wobei die Oberflächenschichten weggelassen sind,
Figur 3 einen Schnitt durch einen Tiefsttemperaturbehälter, welcher eine Platte gemäß der Erfindung mit mehrschichtigem Kern aufweist,
Figur 4 einen Schnitt durch eine geformte Bauplatte gemäß der Erfindung,
Figur S eine bevorzugte Ausführungsform einer Dehnungsfuge zwischen aneinanderstoßenden Bauplatten,
Figur B eine Seitenansicht eabes Gehäuses oder» Behälters gemäß der Erfindung,
Figur 7 «inen Schnitt durch die Wandung des Gehäuses,
Figur 8 eine Aufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer zweischichtigen Bauplatte genäß der Erfindung und
Figur 9 eine Stirnansiclrt des* zweischichtigen Bauplatte·
Xn Figur 1 ist eine einfach® AusfuJmingsform einer geschichteten Bauplatte gemäß der Erfindung dargestellt. Die geschichtet® Platte besteht aus Ob@s»flä6h@nschichten 10 und 11, die aus Metall, Holz, Gewebe oder anderem geeignetem steifem, halbsteifem oder biegsamem Schicht- ©der Foliesimaterial gebildet sein können, zwischen welchen ein allgemein mit
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12 bezeichneter Kern angeordnet ist, wobei der Kern an den Oberfläehenschiehtan durch einen geeigneten Klebstoff oder ein geeignetes Bindemittel gebunden ist.
Das» Kern 12 besteht aus visier einzigen Schicht aus in gegenseitigen Abständen pscrallel aueinander angeordneten Balken 13 aus Balsa, welche mit parallelen Scheiben IH aus steifem Schaumkunststoff mit einem für Tiefsttemperatur« isolierung geeigneten k~Faktor abwechseln. Vorzugsweise liegt das Balsa als Stirnholz vor. Unter Stirnholz-Balsa versteht man, daß die F&serung des Salsa-Holzes parallel zu der darauf ausgeübten Belastung verläuft, in welchem Falle Balsa eine wesentlich nähere Kosipressionsfestigkeit besitzt als längs der Faser geschnittenes Balsa, in welchem die Belastung senkrecht auf der Faser steht. Bei gewissen Anwendungen, bei denen die Art der Belastung im' wesentlichen nicht kompressiv ist, sondern die Platte , Biegebelastungen unterwirft, ist jedoch !finge der Faser geschnittenes Balsa das geeignetere Material.
Der Schaumkunststoff kann aus Polyurethanschaum, PoIystyrolschaum, Polyvlnylchloridschaum, geschäumtem Glas oder irgendwelchen anderen im Handel erhältlichen billigen Isolierstoffen ntit annehmbaren Wärmeeigensehaften bestehen.
Obwohl Balsa in Gewichten von etwa 2,72 kg (6 pounds) je 0,0283 m3 (Kubikfuß) erhältlich ist,die wesentlich leichter sind als andere Holzarten, sind Schaumkunststoffe noch leichter. So ist Polyurethansohaum in Abhängigkeit von seiner Dichte in Gewichten von 0,91 bis 1,81 kg (2 *» U pounds) j© 0,0283 m3 (Kubikfuß) erhältlich· Die k-Fektoran von Balsa und Urethanschaum sind bei niedriger Temperatur ziemlich vergleichbar. So ist bei -162,22°C (-2600F) der k-Faktor einer handelsüblichen Form von Balsa (2,72 kg je 0,0283 m )
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gleich 0,11 oder darunter, während derjenige von Urethanoeh&ura (0,91 kg je 0,0283 m3) ebenfalls O8IlUe 0,1«* beträgt. Dichterer Urethantschayia (1,81 kg je 0,0283 m ) hat jedoch einen schlechteren k-Faktor von 0,15 oder darüber.
Da die Fähigkeit von Schawmkunst st ©ff en, Lasten zu tragen,, bei Erhöhung ihrer Dichte größe? wird, war es bisher üblich, bei Verwendung von Schaumkunststoff zum Tragen einer verhältnismäßig großen Last einen dichten Kunststoffs wie Urethansehawm mit ©isiem Gewicht von etwa 2,72 kg (6 pounds) je Kubikfuß! für diesen £w«ck m verwendenβ Da j©dooh d@r k~Faktor f©r höhere Dichten schlechtfix1 ist, geht die ¥<er~ wandung einec Schaumes mit hoher Dicht@ swia Tragen einer Last auf Kosten d«r tf&rmeieolierungsaigensehaften und erhöht die Kosten des Trägers.
Dieser Nachteil wird durch die Erfindung überwunden, wie nachfolgend erläutert, welche einen Kern ait aufgezeichneten tragenden Eigenschaften ohne Aufopferung der Wteaeeiganschäften ermöglicht«
Aus Figur 1 ist ersichtlich, daft die Balken aus Bale« und die Scheiben aus Schaumkunststoff, die den Kern 12 bilden, die gleiche Dicke und Lange besitzen, wahrend die Scheiben wesentlich breiter sind als die Balken, so daß Schaumstoff das vorherrschende Material dos Kerns ist. Da Schaumstoff mit niedriger Dichte weeentlich billiger ist als Balsa, sind die Gesamtkosten des Kerns viel niedrig®? ale bei oinem gänzlich aus Balsa bestehenden Kern· Darübchinaus ist Platte mit dem zusammengesetzten K@rn otw&s leichter eine Platte mit «inem Beüsefcern. Da andererseits der des Schaumstoffs etwa d<ar gleiche wie derjenige von Balsa ist, sind die warmeeigenschaften der Platte mit dem
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zusammengesetzten Kern insgesamt ähnlich wie diejenigen einer Platte mit einem homogenen Sehaumstoffkern niedriger Dichte.
Infolge der außerordentlichen tragenden S-tiMiktisreigensehaften der als Stirnholz vorliegenden Balsa-Balken kann die Platt© mit dem zusammengesetzten K@cti sclwer® Belastungen 'Ψ&η tiefst oder hoher Temperatur aushalt cm. Offesisiohtlieli Siljragt di@ Festigkeit des Kern« von dem Verhältnis von Bale® %m& Sefosiiiss« kunststoff ab, wobei der Kern um so fester iets je gs'SB®^ der relative Anteil von Balsß ist. Es mu& auch b@ds@ht werdens daß die dynamischen Eigenschaften von B©ls« derart sind,, daß es Schwingungen und Stößen widerstehen kann, während steife ScliÄPjmkunstEtoff® usvfcer scSsh©« EedinguKJg@n ^ss-stCIrt ®u®w löst werden. Ba im susamniesigesetzten K©e>hi di® Last "w&m. getragen wird, beeinflußt jedoch irgendein© d@s Sßhaumkunststoffe die TragfShigkeit der Platt© siieht«,
Bei einer flachen tragenden Schichtung besteht die Hauptfunktion des ar^ien Oberflä6hene<shi^hten oder Häuten gebundenen Kern« Hi«tei»iale darin8 die Hält® sy stabilisieren und ^u ve^stieif©«. Dos? gebunden« Kern wandelt außerdem die Gbes*flSeh<sn@ehi©ht©2i oder »schalen in eine einheitliche Struktur großer Steifheit turn * so daß «sie sich unter Belastungsbedingusigen viel wimige^ verformen als sie es unverbunden tun würden. Das Material der Obsrflfichenschichten muß für die vorkommenden Temperaturen' geeignet sein.
Zn der Praxis können die Oberflaeheneetnlehten di© F©^m eines biegsamen Gitters o^er Sieb©© /mB . nieht dehnbarem Mat©s»iiai mit weiten. Masch©«, nie 6ia8faaeic°s bee it »©η ©der gis aus Poly^rethanfolie, di© eine.asweitc Spesw© fite» snit tiafer Temperatur bildet, osier muli mm Papier
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Die Oberflächenschichten können auch aus Schichtholz» Aluminium, Hochdruck-Phenolharzen oder Stahlfolien bestehen. Der Klebstoff zum Binden dee Kerne an den Oberflächenschichten muß für Tiefsttemperaturzwecke geeignet sein. Epoxyharze, Viny!phenolharze und Polyurethaneiastomere können für diesen Zweck verwendet werden.
Die Erfindung erfordert nicht die Verwendung von Oberflächen-Schichten zur Bildung einer Bauplatte oder tragenden Platte und nan kann den zusammengesetzton Kern mit einer einzigen TrSgemnembran oder einem Gewebe kombinieren, welche lediglich zum Zusammenhalten der Kernelemente dienen.
Bei der in Figur 1 gezeigten Kernanordnung bilden die Trennflachen zwischen den Balsa-Balken 13 und den Schaumkunststoff scheiben 14 (wenn dies® Trennfliehen nicht aneinander gebunden sind) einen möglich®» Leskweg, der au Konvektionsverlusten fuhrt. Um die Möglichkeit solcher Vorlust« zu vermeiden und zur Schaffung «ines verfestigten ftsuzbalken-Kerns können Hehrschieht®n-Anordnung«n hergestellt werden» in welchen die Balken und Scheiben jeder Schicht bezüglich derjenigen in den anderen Schicht u/junfcr einem Ulnkel ange* ordnet sind, wodurch die Treitnflächenwege unterbrochen wtrd»B.
In Figur 2 ist ein draischiehtigei» Kern dergestalt, in welchem die erste Schicht L1 aus ßaluft»Balkan IS, die alt Schaumkunststoff scheiben 18 abwechseln, die zweite Schient L» in gleicher Weis« aus Bolea-B&lJcen 17 und Schaumkunststoff scheiben 18 und die dritte Sehielit L^ aus Baloä~Balkon 19 und Schaumkunststoffscheiben SD besteht. Die Balken und Scheiben der Sehiaht L3 sind jedesh um 80° bezüglich derjenigen der Schicht L9 vernetzt, deren Balken und Scheiben um 60 bezüglich derjenigen der Schicht L^ versetzt sind.
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Ee ist jedoch ersichtlich, daß in der Praxis ein Kern aus nur zwei Schichten oder auch mehr als drei zusammen·* gesetzt sein kann, was von den gewünschten Kernabmessungen abhängt,oder die Schichten können andere gegenseitige Winkelversetzungen aufweisen.
InBem in Figur 3 gezeigten kryogenan oder Tiefsttemperaturbehälter ist die kryogene Flüssigkeit in einem Behälter aufbewahrt, welcher aus dhan Metall oder Kunststoff hergestellt sein kann, welche die vorkommenden tiefen Temperaturen aushalten können. Um den Behälterboden wärrcemäßig zu isolieren s wird er auf ein Kissen aufgesetzt, das von einer Bauplatte mit einem aus den drei zusammengesetzten dichten l>«, L„ und L« der in Figur 2 gezeigten Art bestehenden Kern gebildet ist. Die Bauplatte kann infolge der zusammengesetzten Kernanordnung schwere Belastungen aushalten.
Behälter ist von einem HärmeisaLierungssn&ntel 22 umgeben, der aus erfintUmgsgtunHBen Bauplatten ©dar Wandungs tsilen gebildet ist. Ba® dbeve Ende des Behälters ist von Xeoilerauflag« 23 bedeckt.
Da üev ICi'^n aus Balken ursd Seheiben und nicht aus einem öifistückigen Hat^rial besteht, läßt er sich formen, wann ■33? in Verbindung mit biegsamen Obsrflächenschichten ver-
W'3!ii*let wird. Wie beispielsweise in Figur 3* geueig-t9 besteht die Platte aus biegsam»!* Ob@i?flii<oheng@hieht@i% 2H und 25, zwischen die ein suaesu&eiigesetst©? Kes»n 2S ©ing©l®gt ist, W3l@hss? -aus abweehselhde» Balsa-Balken «nd S©h©ib©n aus Schaumkimststoff gebildet ist8 wobei die Balken und Scheiben einen t£>apesförmigeii Quereehnitt besitzen, was ©imöglicht, die Platte ohne Bildung vo» Spalten swiech^n d®n K®rn» zu formen.
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Die erfindungsgemäße Platte ist zwar in Verbindung mit flüssigen kryogenen Beschickungen beschrieben worden, ist jedoch nicht hierauf beschränkt und kann beispielsweise in isolierten Behältern für gefrorene verderbliche Waren oder bei Anwendungen verwendet werden, bei denen die Temperatur der Beschickung höher ist als die Umgebungstemperatur, wie bei Behältern für die chemische Verfahrenstechnik.
Statt Schaumkunststoffen können andere Isolierstoffe verwendet werden, wobei typische Beispiele geschäumte Isolierungen aus vulkanischen Mineralien, die im Handel als Perlit, Vermiculit: und dgl. bekennt sind, Faserplatten, Glasfaserisolation, Superisolierstoffe, Steinwolle„ Haarfilz und Kork sind. Man kann nusoh diese Stoffe kombinieren, d.h. in den kältesten und am höchsten belasteten Bereichen kann die Isolierung aus Schaumetoffscheiben und Balsa-Balken bestehen, während die wärmeren und weniger belasteten Bereiche durch Balsa-Balken und Beutel: von geschäumten Isolierstoffen au· vulkanischen Mineralien, Qlasfaserisolierung und dergleichen isoliert sein können. Statt Bslsa« Holz kunnen auch andere tragende Isolierstoffβ verwendet werden, beispielsweise Faserplatten, geschäumtes ßlae mit hoher Dichte und dergleichen. Schließlich können verschiedene andere Formen und Anordnungen von Balsa und andes?«m Isolierstoffen zur Erreichung besonderer Ziele verwendet werden.
Wenn eine erfindungsgemäße Platte, die aus einem gesetzten Balsa-Schaumkunststoff-Kern besteht, awf Ti<3ff;t~ temperatursn abgekühlt wix°d$ siehein sich die Schaumstoff« scheiben stakes' stammen als die Balsa-Balken. Wenn Jxsi·= apielsweise der Kern aus Balsa-Balken mit einar <Sesasit-.i> Breite von 0,76 m C2,5 Fuß) und Schaumstoffscheiben mit ·
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einer Gesantjbreite von 1,67 m (5,5 Fuß) gebildet ist und seine Temperatur von 26,67°C (800F) auf -162,220C (-2600F) absinkt, so ziehen sich die Scheiben um 27,9 mm (1,1 Zoll) zusammen, während sich die Balken um 1,78 mm (0,07 Zoll) zusammenziehen„ wodurch Spalten zwischen denselben hervor geru/f en werden. Um diesen Nachteil zu überwinden, werden die Scheiben um einen Gesamtbetrag von mindestens 27,9 mm (I9I Zoll) vorkomprimiert, so daß sich die Scheiben beim Zusammenziehen entkomprimieren und die „Spaltbiidung vermieden wird.
Der übliche kryogene oder Tiefsttemperaturbehälter besteht aus einem inneren Gefäß$ das im allgemeinen aus für die Lagerung der kryogenen Flüssigkeit geeignetem Nickelstahl gebildet und von Isolierschichten und einem äußeren Mantel umgeben ist. Bei Verwendung von erfindungsgemäßen Bauplatten oder Wandungsteilen ist es möglich, das innere Gefäß wegzulassen, wobei dfe Platten in diesem Fall nicht nur als Isolierung, sondern auch zur Aufbewahrung der Flüssigkeit dienen. Zu diesem Zweck muß die innere Oberflächenschicht der Bauplatten aus einem Material bestehen, welches eine flüesigkeitsdiehte Sperrschicht bilden und die Flüssigkeitabelaetung tragen kann.
Wie in Figur S gezeigt, ist die Bauplatte gemäß der Erfindung mit einem zusammengesetzten Balsa-Schaumkunatetoffkern 27 oder irgeneinem anderen, oben beschriebenen zusammengesetzten Kern mit guten tragenden und Wärmeeigenschaften versehen, wobei der Kern mit einer inneren Oberflächenschicht 28 und einer äußeren Oberflächenschicht bedeckt ist.
Die innere Oberflächenschicht muß für Flüssigkeiten undurchlässig sein und kann zu diesem Zweck aus Metallen, Hochdruck-
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Phenolharzen oder imprägniertem Holz hergestellt werden. Die Trennflächen aneinandergrenzender Platten, deren Kanten mit Schwalbenschwanz oder Gehrung versehen sind, sind mit einer geeigneten biegsamen Isolierung 30 und 31 ausgefüllt, so daß eine Dehnungsfuge gebildet wird, wobei diese Dehnungsfuge an der inneren Oberfläche durch einen geeigneten Streifen 32 aus biegsamem Material abgedichtet ist. So bilden die Bauplatten oder Wandungsteile den Flüssigkeitsbehälter und gleichzeitig dessen Wärmeisolierung.
In den Figuren 6 und 7 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Gehäuses gemäß der Erfindung.dargestellt, wobei Platten mit zusammengesetztem Kern für Wärmeisolierung und Trageigenschaften verwendet sind. Das Gehäuse ist geeignet, Fluide von kryogenen oder Tiefsttemperaturen bis zu hohen Temperaturen zu speichern. So wird die innere Oberfläche des Gehäuses extrem niedrigen oder hohen Änperaturen ausgesetzt, während die Außenfläche der Umgebungstemperatur ausgesetzt ist.
Das isolierte Gehäuse muß zwei Anforderungen genügen, nämlich derjenigen nach der Festigkeit und derjenigen nach der Wärmeisolation. Die isolierte Platte muß ausreichende Festigkeit besitzen, um die Last zu tragen, welcher sie ausgesetzt ist. Sie muß auch die erforderliche Isolierung ergeben» um die gewünschte Temperatur (niedrig oder hoch) innerhalb der angemessenen Grenzen trotz weitgehender Unterschiede in der Umgebungstemperatur aufrechtzuerhalten. Darüberhinaus muß die Platte die durch große Wärmegradienten in der Platte hervorgerufenen Belastungen aushalten.
Die Wand des Gehäuses ist zylindrisch, das Dach ist konisch und der ebene; Boden ist kreisförmig. Das Gehäuse besteht
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aue einer äußeren Hülse 33, einer Reihe von isolierten Bauplatten 34, welche an der Hülse durch eine von geeigneten Haltern oder anderen Einrichtungen gebildetes Stützeyetem 35 gehalten werden, einer für Flüssigkeiten undurchlässigen Membran oder Haut 36 und/oder einer inneren Auekleidung 37 aus Schichtholz oder anderem geeigneten Material.
Die Bauplatten oder Wandungsteile, welche vorzugsweise einen zusammengesetzten Kern aus Balsa-Holz und nicht tragendem Isoliermaterial, wie Polyurethanschaum, zellenförmigem Polystyrol8Chaura (styrofoam), Polyvinylchloridschaum oder irgend eine andere Kombination der oben beschriebenen Stoffe, welche an einem tragenden Glied, wie einem biegsamen, nicht dehnbaren Gewebe mit weiten Maschen odex&inem Material, das als zweite Sperrschicht verwendet werden kann, wie eine Kunststoffolie, Papier oder ein Polyurethanüberzug, gebunden sind. Die Platte hält nicht nur das Fluid innerhalb des Gehäuses auf der gewünschten niedrigen oder hohen Temperatur, sondern hält auch den Fluiduruok aus.
Ein Gehäuse dieser Art kann bequem mit verhältnismäßig niedrigen Kosten hergestellt werden und besitzt trotz seines geringen Gewichts eine hohe Formfestigkeit, Die Gehäuseauebildung ist so gewählt, daß durchgehende Lufttaschen und Wärmeverlust« infolge von Konvektion ausgeschaltet sind. Daa Gehäuse hat nicht nur überlegene Isolier* eigenschaften, sondern kann auch Stößen und Schwingungsbelaetungen widerstehen. Außerdem sind die Platten infolge ihrer zusammengesetzten Kernstruktur leicht formbar und können so hergestellt werden, daß sie die Krümmung des Gehäuses annehmen.
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In den Figuren 8 und 9 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bauplatte dargestellt. Die Platte besteht aus einer oberen und unteren Lage, welche gegeneinander versetzt sind und vorspringende und überhängende Ränder bilden,wodurch benachbarte Platten angefügt oder mit Schwalbenschwanzverbindung angesetzt und große Wände gebildet werden können.
Die obere Lage besteht aus einer Oberflächenschicht 38, welche aus einem geeigneten feuerhemmenden Material gebildet ist, das ein Schichtholz oder anderes Folienmaterial sein kann, welches so behandelt ist, daß es feuerhemmend oder feuerbeständig ist. Die Schicht 38 ist an einer Schicht 39 aus parallelen, in gegenseitigen Abständen angeordneten Balken B aus Balsa gebunden, die mit parallelen Scheiben F aus steifem Schaumkunststoff abwechseln, der einen für Tiefsttemperatur- oder Wärmeisolierung geeigneten k-Faktor besitzt.
Die auf die obere Lage geschichtete untere Lage besteht aus einer Schicht 40 aus Schichtholz, die an einer Schicht aus abwechselnden Balsa-Balken B und steifen Schäumst off balken F gleich der in der oberen Lage, jedoch in umgekehrter Reihenfolge, gebunden ist, so daß der erste Balken in der oberen Lage Balsa und der letzte Schaumstoff ist, während in der unteren Lage der erste Balken Schaumstoff und der letzte Balsa ist.
Die obere Lage ist so gegen die untere Lage versetzt, daß eine Übereinstimmung der übereinanderliegenden Balsa- und Schaumstoffbalken erzielt wird» wodurch der von der unteren Lage gebildete vorspringende Rand 42 Schaumstoff und der von der oberen Lage gebildete überhängende Rand 43 ebenfalls
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Schaumstoff ist. Diese Obereinstimmung von gleichen Stoffen ist wichtig, da sonst ein Balsa-Balken über einem Schäumt stoffbalken liegen würde und nicht in der Lage wäre, die auf den Balsa-Balken ausgeübt© Belastung zu tragen. Unter- halb der unteren . Lage ist eine weitere feuerhemmend« Schicht UI an dieser gebunden.
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Claims (1)

  1. - 17 Patentansprüche
    l./Leichte Bauplatte öder» tragende Platt© mit hohes» Festigkeit zur Verwendung bei sehr tiefen oder hohen Temperaturenp gekennzeichnet durch einen Kern mit mindestens einer Lage s die aus einer Reihe von in gegenseitigen Abständen angeord» neten Balsa-Balken und einer Reihe von Scheiben aus anderem Isoliermaterial, die in den Zwischenräumen zwischen den Balken angeordnet sind, gebildet ist, wobei der k-Faktos3 der Scheiben demjenigen der Balken ähnlich ist, und durch mindestens eine Oberflächenschicht, welche an des» oberem oder unteren Oberfläche des Kerns gebunden ist.
    2. Platte nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eisi© an der anderen Oberfläche des Kerns gebundene 'Oberfläekensehicht.
    3« Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht aus einem weitmaschigen gewebe besteht, welches aus einer biegsamen, nicht dehnbaren Faeer hergestellt ist.
    h. Platte na>ch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht aus Hochdruck-Phenolharzen besteht.
    5, Platte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschichten aus Metallfolie bestehen.
    6. Platte nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch! gekennzeichnet, daß die Balken und Scheiben parallel zueinander liegen und die gleiche Dicke und Länge besitzen, wobei die Scheiben breiter sind als die Balken, so daß ein billiger Kern entsteht, dessen vorherrschendes Material Kunststoff ist, dessen Belastungsfestigkeit jedoch auf de» Balken beruht.
    - 18 -
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    *© nach einem der vorangehenden Ansprüche» dadurch gekennzeichnet, daß das andere Isoliermaterial ®in stsifa* Schaumkunststoff ist.
    3, Platte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Seht?Mkunststoff Polyurethan, Polystyrol, Polyvinylchlorid oder geschäumtes Glas ist.
    ^, Platte nach einem der Ansprüche t bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Isoliermaterial geschirmter !Isoaus einem vulkanischen Mineral ist.
    -^o Platte nach einem der'vorangehenden Ansprüche, dadurch geke^siseichnet» daß die Scheiben in einem solchen Ausmaß vorkomprimiert sind» daß eine Spaltbildung infolge von Wärafiökontraktion vermieden wird.
    1„ Platte nach einem der vorangehenden Anspruches dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus einer Mehrzahl von tragenden Lagen besteht, wobei die Balken und Scheiben j&ä@r Lage bezüglich derjenigen der anderen Läget versetzt oind.
    12. Plata© nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß .Lägest vorgesehen sind, wobei die Lagen gegenseitig um 60° versetzt sind.
    13. Behälter für sine kryogen© Flüssigkeit alt einem Gefäß zur Aufbewahrung der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß auf «ine Platta nach einem der vorangehenden Ansprüche aufgesetzt ist.
    f. η Λ η ^ f
    I U S ©ύL·
    ι λ ρ» η *■■
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    - IS -
    IH. Behalter nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen isolierender Mantel, welcher das Gefäß umgibt und aus dem gleicher Kernmaterial gebildet ist.
    i,s Behalt er nach Anspruch 13 oder IH8 dadurch gekennzeichnet, daß der kälteste Bereich durch Schaumstoffscheiben und Balsa-Balkesi isoliert ist, während die wärmeren Bereiche durch Beutel von geschäumten Isolierungen aus vulkanischen Mineralien oder Glasfaserisolierung und dergleichen sowie Balsa-Balkei* isoliert sind.
    16. Behälter nach Anspruch 13, IH oder 15«, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten nicht nur eine Isolierung ergeben, sondern auch eine flüssigkeitsdielrte Verkleidung bilden.
    e Behälter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die flüesigkeitsdichtfe Verkleidung aus einer für Flüssigkeiten undurchlässigen Membran besteht, welche die innep© Oberfläche der Platte bildet,
    '9, Platte nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet. durch eine obere Lage, welche aus einer Reihe von in gegenseitigen Abständen angeordneten Balsa-Balken besteht, in deren Zwischenräumen eine Reihe von Scheiben aus asnäeres Isoliermaterial angeordnet ist, und durch eine untere, gegen die obere Lage versetzte Lage zur Bildung eines vorspringenden und eines überhängenden Randes, welche die Verbindung aneinanderstoßender Platten erleichtern, wobei die Balken und Scheiben in der oberen Lage, die über unteren Lage liegen, sich mit den gleichen Balken und Scheiben in der unteren Lage übes?deöken.
    R/an
    ? 09835/0331
DE19722206066 1971-02-10 1972-02-09 Bauplatte Expired DE2206066C3 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US11420171A 1971-02-10 1971-02-10
US11420171 1971-02-10
US19731471A 1971-11-10 1971-11-10
US19731471 1971-11-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
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DE2206066B2 DE2206066B2 (de) 1977-02-17
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