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Verfahren zur Herstellung der Abdeckung eines Flüssiggas behälters
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kuppelförmigen Abdeckung
eines FlUssiggasbehälters.
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Es sind bereits bei einem doppelwandigen Flüssiggasbehälter Abdeckungen
sowohl fUr den Außen- als auch für den innenbehälter bekannt. Hierbei besteht die
Abdeckung des Außenbehälters aus einer mit einer flüssigkeits- und gas dichten Schicht
versehenen Tragekonstruktion aus Trägern oder radialen Sparren, die gegen die Abdeckung
des Innenbehälters abgestützt sind, wobei die Abdeckung des Innenbehälters wiederum
auf vertikalen, durch den
Innenraum des Behälters hindurchgehenden
und auf dem Behälterboden endenden TrKgern ruht Die Abdeckung des Innenbehälters
selbst besteht hierbei aus einer zusammengesetzten Konstruktion, die in dieser Reihenfolge
von unten nach oben eine Abdichtplatte aus Aluminium, die mit dem Innenmantel verschweißt
ist, eine Holzbeplankung, eine Isolierschicht und eine erneute Beplankung aufweist
(DT-OS 1 434 651).
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Die Nachteile dieser Abdeckungen liegen in der Aufwendigkeit Ihrer
Herstellung, die sie besonders im Hinblick aur die Abdekkung größerer Flüssigkeitsspeicherbehälter
sehr unwirtschaftlich machen. Außerdem geht durch die Anordnung der vertikalen Träger
innerhalb des Behälterinneren kostbares Speichervolumen verloren.
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;:r Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
einer kuppelförmigen Abdeckung eines Flüssiggasbehälters zu entwickeln, das einfach
und damit billig durchzuführen ist und das die Montagezeiten von Abdeckungen erniedrigt.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Abdeckung aus vorgefertigten,
kältebeständigen Kunststoffblöcken hergestellt wird, derart daß die Kunststoffblöcke
reihenweise in Umfangsrichtung auf den oberen Rand des Behältermantels aufgesetzt
und mit dem oberen Rand des Behältermantels und untereinander an ihren Berührungsflächen
kraftschlüssig verbunden werden.
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Gemäß dieses erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich in einfacher
Weise selbsttragende Abdeckungen von Flüssiggasbehältern herstellen, ohne daß hierzu
aufwendige Trage- und Stützkonstruktionen erforderlich wären.
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Vorgefertigte stabile Kunststoffblöcke, die gegen tiefe Temperaturen,
wie sie z.B. bei der Lagerung von Flüssiggasen, wie flüssigem Sauerstoff, flüssigem
Stickstoff und insbesondere auch verflüssigtem Erdgas auftreten, beständig sind,
d.h. die auch bei tiefen Temperaturen bei gleichbleibender Stabilität eine gewisse
Eigenelastizität nicht verlieren, werden in einfachster Weise reihenweise in Umfangsrichtung
auf den oberen Rand des abzudeckenden Behältermantels aufgesetzt und mit diesem
und untereinander fest verbunden. Zur Erhöhung der Stabilität der Abdeckung/ist
es dabei vorteilhaft, die Kunststoffblöoke alternierender Reihen in Umfangsrichtung
versetzt, vorzugsweise um etwa die halbe Länge eines Blockes versetzt, anzubringen.
Auf diese Weise werden durchgehende vertikale Verbundkanten vermieden, so daß ein
kompaktes und in seiner geometrischen Konfiguration stabiles Verbundsystem einzelner
Kunststoffblöcke entsteht.
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Als Grundmaterial der Kunststoffblöcke kommen in erster Linie gesohäumte
Kunststoffe, wie z.B. extrudiertes Polystyrol, ein PVC-Schaum oder ein PUR-Sohaum
in Frage.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens kann eine stabile Verbindung einzelner Kunststoffblöcke untereinander
durch Verschmelzen entlang benachbarter Flächen erreicht werden. Dies ist besonders
im Hinblick auf Abdeckungen großer Speicherbehälter sehr vorteilhaft. Hierbei werden
die Berührungsflächen benachbartsr Kunststoffblöcke bis zur Fließgrenze des Kunststoffs
erhitzt und daran anschließend fest aneinandergedrückt. Nach dem Erstarren ist somit
eine feste und eigengewichtsbeständige Verbindung zwischen diesen Blicken hergestellt.
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Die Verbindung der untersten Blockreihe mit der Oberkante des Behältermantels
wird zwe@kmäßigerweise über ein in den Behältermantel eingelassenes und fest mit
diesem verbundenes Randprofil hergestellt, in du die Kunststoffblöcke der untersten
Reihe eingelegt werden. Eine feste Verbindung zwischen Randprofil und Kunststoffblöcken
sowie zwischen den Kunststoffblöcken untereinander wird nach der bereits erwähnten
Methode erzeugt.
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Je nach der gewünschten vertikalen Krümmung der Abdeckung kann du
Randprofil entweder in seiner Stirnfläche horizontal oder gegen die Horizontal Zum
Behälterinneren geneigt angeordnet werden. Ist der vertikale Krümmungsradius der
herzustellenden Kuppel sehr groß, d.h. die vertikale Krümmung selbst sehr klein,
so genügt es, die Stirnfläohe des Randprofils horizontal anzuordnet.
Die
Krümmung wird in diesem Falle auf einfachste Weise durch verschieden starkes Zusammenpressen
bis zur Fließgrenze erhitzter, vertikal benachbarter Kunststoffblöcke entlang der
inneren und äußeren Längskante erreicht. Es werden also die inneren Kanten stärker
aneinandergepreßt als die äußeren. Die hierdurch erzielte, verschieden starke Verformung
ist ein Maß für die gewünschte KrtLmmung. In einem solchen Falle können also von
Vorteil Kunststoffblöcke mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt verwendet
werden.
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Ist dartlber hinaus auch die geforderte horizontale Krümmung der Behälterkuppel
sehr klein, so kann zur Erzeugung dieser Krümmung ähnlich verfahren werden. In diesem
Falle werden die vertikalen Innen- und Außenkanten erhitzter Stirnflächen benachbarter
Kunststoffblöcke verschieden stark zusammengepreßt.
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Somit kennen also bei der Herstellung von Abdeckungen großer Tanks
mit Vorteil quader- oder würfelförmige Kunststoffblöcke verwendet werden, die sich
auf sehr einfache Weise vorfertigen lasten.
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Bei der Herstellung von kuppelförmigen Abdeckungen mit größeren vertikalen
und horizontalen Krümmungen lassen sich diese nicht ganz so einfach durch Verformung
erhitzter Kunststoffblöcke erzeugen.
In diesem Falle ist es von
Vorteil, bereits die Stirnfläche des Randprofils unter einem bestimmten Winkel gegen
die Horizontale in Richtung des Tankinneren zu neigen, um somit den in das Randprofil
eingesetzten Kunststoffblöcken bereits eine an die gewünschte Krümmung angepaßte
Grundneigung zu erteilen.
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Eine weitere Anpassung an die Krümmung kann nun entweder nach der
bereits beschriebenen Methode durchgeführt werden oder, falls diese nicht ausreicht,
durch die Ausbildung einiger Reihen, gegebenenfalls einschließlich der untersten,
mit Kunststoffblöcken, die einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, wobei diese
so anzuordnen sind daß die kleinere Grundlinie des Trapezes mit der auf der Innenseite
der Abdeckung befindlichen vertikalen Kante des Kunststoffblockes zusammenfällt.
Hierbei ist du vorzusehende Verhältnis von unterer au oberer Grundlinie des Trapezes
ein Maß für die gewünschte Krümmung.
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An relativ große horizontale Krümmungen einer herzustellenden kuppelförmigen
Abdeokung können die Kunststoffblöcke über die bereits erwähnte Methode hinaus durch
eine zum Behälterinneren konvergierende Abs chrägung ihrer gegenüberliegenden St
irnf lä chen angepaßt werden.
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Besonders bei der Herstellung kleinerer Behälterabdeckungen können
die einzelnen Kunststoffblöcke aber auch durch Kleben fest miteinander verbunden
werden, wobei allerdings die vorgefertigten
Kunststoffblöcke in
ihrer Geometrie stärker an erforderliche Krümmungen der Abdeckung anzupassen sind,
als bei der Methode des Erhitzens.
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Insgesamt ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren jedoch in einfachster
Weise die Herstellung von Abdeckungen von Flüssiggastanks.
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Bei doppelwandigen Flüssiggastanks kann sowohl die Abdeckung des äußeren,
als auch des inneren Mantels oder die Abdeckung einer von beiden nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt werden.
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So erfüllt eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Abdeckung z.B. eines Innenbehälters in vorteilhafter Weise alle Erfordernisse, die
an eine solche Abdeckung zu stellen sjind. Sie ist selbsttragend und irn sich dicht,
so daß alle bisher aus diesen Bedingungen entstandenen Probleme, wie die Herstellung
einer Tragekonstruktion, die Abstützung dieser Tragekonstruktion und die Abdichtung
entfallen. Sie ist leicht, was zu einer positiven Bemessung der Wandstärks des Behälterinnenmantels
und damit zu Materialersparnissen führt und sie wirkt darüber hinaus, da aua Kunststoff
hergestellt, sehr gut wärmeisolierend, so daß grundsätzliche Probleme der Wärme
isolierung entfallen oder durch Variation der Dicke der Abdeckung leicht beherrscht
werden kennen.
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Außerden werden durch die Eigenelastizität der Kunststoffblöcke auftretende
thermische Spannungen problemlos kompensiert.
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Dadurch, daß die Abdeckung darüber hinaus aber auch belastbar ist,
eignet sie sich auch als billige Verschalung einer äußeren Abdeckung eines Flüssiggasbehälters,
da auf ihrer Außenseite ohne weiteres wetterfeate, eigenstabile Schichten, z.B.
aus Beton aufgebracht werden können.
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Falls erforderlich besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Abdeckung
insgesamt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren außerhalb ihres Standortes vorzufertigen
und sie dann als geschlossene Einheit auf den abzudeckenden Behälter aufzusetzen
und mit diesem zu verbinden.
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Obwohl du erfindungsgemäße Verfahren sich in erster Linie auf die
Herstellung kuppelförmiger Abdeckungen von Flüssiggasbehältern bezieht, schließt
es jedoch die Herstellung von Abdeckungen anderer geometrischer Gestalt nicht aus.
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Weitere Erläuterungen der Erfindung geben die in den Figuren schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiele.
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Es zeigt Figur 1 einen Querschnitt einer nach dem erfindungsgemä'ßen
Verfahren hergestellten kuppelförmigen Abdeckung; Figur 2 einen Querschnitt einer
anderen Ausführungsform.
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In Figur 1 ist ein Querschnitt eines Flüssiggasbehälters mit einer
nach dem erfindungsgemMßen Verfahren hergestellten-Abdeckung dargestellt. Entlang
des oberen Randes des Mantels 1 ist in Umfangariohtung ein starres Profil 2 horizontal
eingelassen. In dieses Profil 2, das über Bügel 3 mit dem Mantel gasdioht und feet
verbunden ist, sind Kunststoffblöcke 4 eingelegt, die erfindungsgemäß untereinander
und mit dem Profil selbst durch Erhitzen und anschließendes Zusammenpressen an den
Brührungsflächen verbunden sind. Auf die so entstandene untere Reihe sind in Umfangsrichtung
versetzt weitere Reihen aus Kunststoffblöcken aufgesetzt. Zur Erzielung der erforderlichen
vertikalen Krümmung sind zwischen den Reihen aus Kunßtstoffblöcken mit rechteckigem
Querschnitt einige Reihen aus Kunststoffblöcken 5 mit trapezförmigem Querschnitt
angeordnet.
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Die Ausführungsform der Figur 2 unterscheidet sich von der der Figur
1 im wesentlichen nur dadurch, daß nunmehr das Profil 6 nicht horizontal, sondern
bereits etwas zum Behälterinneren
gegen die Horizontale geneigt
entlang des oberen Randes des Behälteraanteis 1 angebracht ist. Über Bügel 7 ist
es gasdicht und fest mit dem Behältermantel 1, der in diesem Ausführungsbeispiel
aw Metall besteht, verschweißt. In dieses geneigte Profil 7 sind nunmehr die Kunststoffblöcke
der untersten Reihe eingelegt, so daß bereits mit der ersten Reihe eine günstige
Anpassung an die erforderliche Krümmung, von der die Größe des Neigungswinkels des
Prorils abhängt, erreicht wird. Weitere Anpazungen werden auch in diesem Ausführungsbeispiel
durch die Ausbildung einiger Reihen aus Kunststoffblöcken 5 mit trapezförmigem Querschnitt
erreicht.
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In beiden Ausführungsbeispielen wurde die Darstellung von Zu-und Ableitungen
für du Speichermedium bzw. von weiteren erforderlichen Rohranschlüssen der Einfachheit
halber weggelassen.
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6 Patentansprüche