DE2413383A1

DE2413383A1 - Vorrichtung zum lagern von fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2413383A1
Application number: DE19742413383
Authority: DE
Inventors: Heiner Hammer
Original assignee: Schlegel Engineering GmbH
Current assignee: Schlegel Engineering GmbH
Priority date: 1974-03-20
Filing date: 1974-03-20
Publication date: 1975-10-02
Also published as: JPS50133515A; AU7934475A; FR2264732B3; FR2264732A1; NL7503372A

Description

DR.-ING. RICHARD GLAWE · DIPL-ING. KLAUS DELFS · DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL

MÜNCHEN HAMBURG MÜNCHEN

8M0NCHEN 26
POSTFACH 37
LIEBHERRSTR. 20
TEL (089) 226548
TELEX 522505 spaz

2 HAMBURG 52 WAITZSTR. 12 TEL. (040) 892255 TELEX 212921 spei

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D/P

P 7148/74

HAMBURG

Schlegel Engineering GmbH

2000 Hamburg 1 , Sonninstraße

Vorrichtung zum Lagern von .Flüssigkeiten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Lagern von Flüssigkeiten, insbesondere Erdöl und anderen Kohlenwasserstoffen, mit einer aus Kunststoff bestehenden Blase zur Aufnahme der zu

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POSTSCHECK: HAMBURG 147607-200 · BANK.· COMiWERZBANK, HAMSUP.©, 53/22JiJ

SFeCHIZIEs ί·ΐ.·;Λ'3!.-[Κϊ biti. SPECHTZiGS

lagernden Flüssigkeit und einem die Blase aufnehmenden - Flüssigkeitsbad.

Obwohl der Gedanke schon einige Jahre alt ist, den Druck der innerhalb einer flexiblen Blase gelagerten Flüssigkeit dadurch weitgehend auszugleichen, daß man die Blase von einem Flüssigkeitsbad aufnehmen läßt, ist es bislang zur praktischen Ausführung aus verschiedenen Gründen nicht gekommen. Einer dieser Gründe besteht darin, daß die gleichmäßige Füllung der Blase Schwierigkeiten bereitet. Wen derartige Lagerblasen wirtschaftlich sein sollen, müssen sie erhebliche Dimensionen (einige sehntausend Kubikmeter Inhalt) haben. Es ist sehr seliwierig, Blasen solcher Größenordnung so gleichmäßig zu befüllen, daß die Bildung von Falten, toten Zwickeln etc., die leicht zu einer Zerstörung der Blase führen können, sicher vermieden wird. Das Füllen der Blase, während sie sich in dem Flüssigkeitsbad befindet, gibt für die Vermeidung solcher Erscheinungen keine Gewähr. Besser ist es, die Blase vor dem Füllen gleichmäßig auf dem trockenen Boden auszubreiten und sie zu einem gewissen Grad zu befüllen, bevor die Flüssigkeit des Bades eingelassen wird. Ein

solches Verfahren ist jedoch umständlich. Außerdem birgt die Auslegung und teilweise Füllung'der Blase auf dem Boden stets die Gefahr einer Beschädigung durch Bodenunebenheiten. - Umgekehrt dazu soll im Falle der FR-PS 1 259 173 die Füllung der Blase beginnen, wenn das Wasserbad vollständig gefüllt ist, während bei fortschreitender Füllungder Blase Wasser aus dem Bad abgezogen wird, bis die Blase das vollständige Volumen des das Bad bildenden Erdaushubs einnimmt und an dessen Wänden anliegt. Dabei bleibt aber die Frage unberührt, wie bei Beginn der Befüllung dafür gesorgt werden soll, daß die Blase falten- und zwickelfrei bleibt. Entscheidend ist nämlich die allererste Füllphase, bis das öl sich über die gesamte Fläche der Blase ausgedehnt hat. Ist diese Ausdehnung des Öls über die gesamte Fläche der Blase erreicht, schwimmt die Blase im wesentlichen gleichmäßig an der Oberfläche des Bades und es kann normalerweise ohne wesentliche Schwierigkeiten weiter bis zur vollständigen Füllung der Blase befüllt werden. Schwierig ist es jedoch, während der ersten Füllphase dafür zu sorgen, daß die Blase eine gleichmäßige Lage behält oder erhält.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe-zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die anfängliche Befüllung der Blase sicher kontrollierbar und eine unerwünschte Falten- und Zwickelbildung weitgehend vermieden wird.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß für die Blase ein Kunststoff verwendet wird, der ein spezifisches Gewicht von weniger als 1 p/cm hat. Exakter ausgedrückt: das spezifische Gewicht des Blasenmaterials soll geringer sein als das der Badflüssigkeit,

Bei Einhaltung dieser Bedingungen ist dafür gesorgt, daß die Blase auch im leeren Zustand an der Oberfläche des Bades schwimmt. Es ist optisch ohne weiteres zu kontrollieren, ob sie faltenfrei liegt und ob die die faltenfreie Lage auch in der ersten Füllphase beibehält, Als Material für die Blase kommt unter diesem Gesichtspunkt in erster Linie Polyäthylen in Frage.

Die falten- und zwickelfreie Befüllung in der ersten Füllphase kann nach der Erfindung wesentlich dadurch

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gefordert werden, daß .für die Blase elp Kunststoff· in Form trittfester-, steifer Tafeln gewählt wird. Bigher war man bestrebt, für die. Blasse..ein möglichst flexibles Material ζμ, finden,. In der !Cat ist es einleuchtend, daß man. sich in erster .Linie um. ein Material bemüht, das einen möglichst leichten Ausgleich sämt-

durch hohe Flexibilität licher Spannungen/gestattet und damit eine Minimierung, örtlicher Spannungsspitzen verspricht, die zu Schäden.an der Blase führen könnten. Dabei handelt es sich jedoch um,ein Vorurteil, das durch die. Erfindung überwunden wird. Die Erfindung beruht auf der, , Erkenntnis, daß gerade die erhebliche Flexibilität die Befüllung in der ersten Füllphase wegen zu starker Falten- und Zwiokelbildung. außerordentlich erschwert. Die erfindungsgemäß steife Uatür des Materials erschwert die Falten- und .Zwickelbildung und erleichtert es somit,in der ersten Füllphase eine gleichmäßige und die gesamte Flächenerstreckung der Blase ergreifende Anfangsfüllung zu.erreichen.. ...

Dies kann nach eiüem weiteren .vorteilhaften Merkmal· der Erfindung dadurch noch erleichtert werden, daß man für die Blase einen Zuschnitt wählt, der quetschfaLten-

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frei eben zusammenlegbar ist» : Me einfachste.Blasen^ form nach dieser Regel ist die eines an den Enden durch eine lineare Naht geschlossenen Sehlauchs. Eine andere Ausftihrungsmöglichkeit besteht darin, daß zwei ebene, identische Zuschnitte am Sand miteinander flach aufeinanderliegend verbunden werden. Eine solche Blasenausführung gestattet eine völlig.flache, ebene Auf·^ lage der Blase im ungefüllten Zustand auf der i'Lüssigkeitsoberflache, während jeder andere Zuschnitt unver^ meidlicherweise im entleerten Zustand, falten unu Zwickel aufweist, die zu Schwierigkeiten bei de-· Befüllung Anlaß geben können und die aLU-li optisch unterhalb der Blasendeckfläche nicht ohne weiteres kontrollierbar sind.

Soweit der Stand der Technik, sich mit d<=r Mater Laifrage beschäftigt, wird gewebeverstärkter Kunststoff (DT-OS 2 150 027; DT-PS 1 75-6.713, Spalte 2) empfohlen. Diese Empfehlung ist verständlich, wenn man bedenkt, daß von einem Behälter der besprochenen Art erhebliche Sicherheit gegenüber Verletzungen .verlangt wi.nl, die insbesondere beim Transport, bei der Konfektionierung und Auslegung 3owie in der ersten Füllphase auftreten

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körinen.'Nur in einem Sonderfall verzichtet.man auf die Gewebter Stärkung (GB-PS 1-214 294» Seite 2, Zeilen 44'ff.), in welchem durch sorgfältige Wahl des spezifischen Gewichts der Badflüssigkeit ein vollkommener Kräfteausgleich innen und außen an der Blase erzielt wird, die wieder aus einem sehr flexiblem Stoff, nämlich einen Nitrilkautschuk geringer Dicke, besteht.

Dem gegenüber wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auf die GewebeverStärkung verzichtet, obwohl bei " Verwendung eines Wasserbades ein vollständiger Kraftausgleich innerhalb und außerhalb der Blase nut erreicht . wird. Dies wird durch die Verwendung des plattenartig steifen Materials ermöglicht, das die Wahrscheinlichkeit einer mechanischen Verletzung während des Transports und der Bearbeitung der Blase weitgehend ausschließt. Weitere Vorteile der Verwendung des plättenartig steifen, nicht mit Gewebe verstärktem Materials bestehen darin, daß die Blase im Gegensatz zu den bekannten, flexiblen Blasen begehbar ist und daß die Plattenränder miteinander überlappend versehschweißbar sind, ohne daß eine Gewebeverstärkung am Bahnrand auf der Innenseite der Blase frei liegen kann.

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Bei der Verwendung plattenartig steifen Materials und insbesondere bei einem Verzicht auf die Anpassung der Blasenform an die im Füllzustand erreichte räumliche Form muß man allerdings in manchen Fällen in Kauf nehmen, daß beim Übergang der ursprünglich ebenen Zuschnittsteile in eine irgendwie räumlich gekrümmte Gestalt Brüche auftreten. Diese sind jedoch unschädlich, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Werkstoff gewählt wird, der eine Bruchdehnung von mehr als 100$ und vorzugsweise von mehr als 200^ aufweist. Diese Bedingungen erfüllt beispielsweise Polyäthylen hoher Dichte.

Wenn im Zusammenhang der Erfindung von plattenartig steifer Natur des Blasenmaterials gesprochen wird, so ist damit ein Werkstoff gemeint, dessen Biegewiderstand so groß ist, daß ein 1 cm breiter, am einen Ende fest eingespannter Streifen des Materials von 10 cm freier Länge, der am freien Ende mit einem Gewicht von 100 g belastet wird, sich unmittelbar nach Aufbringung der Belastung an der Belastungsstelle um nicht mehr als 3cm und vorzugsweise nicht mehr als 3 cm durchbiegt.

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Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Polyäthylen mittelhoher Dichte (0,95 bis 0,96 p/cm⁵). In der folgenden Tabelle sind in Spalte 1 die Werte zusammengefaßt, die einzeln und auch in Kombination nicht unterschritten werden sollten, während Spalte die vorzugsweise nicht zu unterschreitenden Werte wiedergibt. Spalte 3 gibt die Werte für ein in der Praxis besonders bewährtes Material an, das im Handel unter dem eingetragenen Warenzeichen Vestolen A 4541 R erhältlich ist.

■•123 .2

Kerbschlagzähigkeit DIN 53453 cmkp/cm'¹

kein Bruch

G-renzbiegespannung DIN 53452 kp/cm 150 250

Streckgrenze

Dehnung an der
Streckgrenze

Reißfestigkeit

) DIN 53371 an kp/cm'

Prüfstab aus Platten nach DIN 53504

kp/cm'

Dehnung bei Bruch )

100 200 240

12 14 16

200 300 350

300 600 800

Kugeldruckhärte 10" DIN 53456 kp/cm² ;300 400

Shore Härte C
Shore Härte D

DIN 53505

85 90 95 55 60 65

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... 10

Bei der Konfektionierung der Blase verfährt man zweckmäßigerweise so, daß Platten großer Ausdehnung (z.B. iö ι Breite und 200 m länge) auf ebener Fläche neben dem für das Flüssigkeitsbad bestimmten Aushub ausgelegt und zur gewünschten Blasenform miteinander verschweißt werden und daß anschließend die Blase im flachliegenden Zustand in den Erdaushub hinübergeschleift wird. Dieses einfache Verfahren wäre bei flexiblen, weichen Werkstoffen geringer Dicke und mit hohem Reibungskoeffizient völlig undenkbar, weil mit großer Wahrscheinlichkeit die Blase dabei verletzt würde. Die Steifigkeit und Glätte des erfindunga gemäß zu verwendenden Materials macht dies Jedoch möglich.

Die flach aufeinanderliegende Verschweißung der Plattenränder an den Enden einer schlauchförmigen Blase oder am umlaufenden Rand zweier identischer, aufeinanderliegender Zuschnitte kann problematisch sein, wenn die Schweißnaht schälend durch die Zugkräfte in der Blase beansprucht wird. Erfindungsgemäß wird die Naht zwischan dem oberen und dem unteren Teil der Blase, die durch flach aufeinanderliegende Verschweißung oder sonstige Verbindung der Zuschnittränder gebildet ist, durch

...

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zwei miteinander verspannte Leisten entlastet, -die den Nahtbereich zwischen sich einklemmen..

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die vorteilhafte Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Darin zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch

eine lageranlage,

Tig. 2.u. 3 zwei verschiedene Blasenformen im ungefüllten Zustand und

Fig. 4 ' einen Teilquerschnitt durch eine Randnaht einer Blase.

In dem Erdaushub 1, der mit einer nicht dargestellten Kunststoffolie wasserdicht ausgekleidet ist, befindet sich eine Wasserfüllung 2, auf deren Oberfläche die noch ungefüllte Blase 3 schwimmt. Auf Grund ihres geringeren spezifischen Gewichts, ihrer Steifigkeit und ihres flachen Zuschnitts liegt sie faltenfrei auf der Wasseroberfläche. Hätte sie größeres spezifisches Gewicht als das Wasser, so würde sie zumindest teilweise unter

... 12

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Palten- und Zwickelbildung untersinken. Die kritische erste Phase des Püllvorgangs kann ohne Schwierigkeit optisch kontrolliert werden. Die Maße einer solchen Blase hat man sich (auch im gefüllten Zustand) mit beispielsweise 50 χ 200 m in den Horizontalrichtungen und 5 bis 10 ε in der Höhe vorzustellen.

Pig. 2 veranschaulicht eine von der Schlauchform abgeleitete Blasenform. Man sieht nur das vordere Ende des Schlauchs, der aus einer Vielzahl von Bahnen 4 zusammengesetzt ist, die in Querrichtung des Schlauchs verlaufen und an Quernähten 5 und einer Längsnaht 6 miteinander verbunden sind. Die einzelnen Bahnen haben beispielsweise eine Länge von 110 m und eine Breite von 10 m. Die Endnaht 7 verbindet flach den oberen und den unteren Teil der Blase. Es ist eine'gekrümmte Nahtform dargestellt. Stattdessen könnte die Naht aber auch gerade ausgeführt sein, was allerdings im Bereich der Eckzipfel zu größerer Materialbeanspruchung beim Pullen der Blase führen kann. Die Blasenform ist nicht an die im Püllzustand zu erwartende räumliche Gestalt der Blase angepaßt. Der Zuschnitt ist vielmehr völlig eben. Die Anpassung an die räumliche Porm geschieht durch Dehnung

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des Materials. In manchen Fällen mag es dabei im Bereich der Eckzipfel zu Faltenbildung kommen, die aber erst im fortgeschrittenen Füllstadium der Blase auftritt und daher ziemlich gleichmäßig unter zumutbarer Materialbeanspruchung stattfindet. In Ausnahmefällen auftretende Knickungen und Brüche sind wegen der enormen Dehnbarkeit und der hohen Wandstärkenreserve belanglos.

Einen anderen flachen Zuschnitt zeigt Fig.3, bei dem zwei tellerartig flache, runde identische Zuschnittteile aufeinandergelegt und am Rand 8 miteinander verbunden sind.

Die Nähte 7 und 8 kann man sich beispielsweise so vorstellen, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist. Die Plattenbahnen 9 sind im Bereich 10 "zusammengeführt und bei 11 miteinander flach verschweißt. Der Nahtbereich ist zwischen Leisten 12 eingeklemmt, die beispielsweise mittels Schraubbolzen 13 miteinander verbunden sind. Die im Bereich 14 auftretende Kraft, die die Schweißnaht zu trennen bestrebt ist, wird durch die

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Leisten 12 aufgenommen; die Schweißnaht wird dadurch

entlastet.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Lagern von Flüssigkeiten, insbesondere Kohlenwasserstoffen, mit einer aus Kunststoff "bestehenden Blase zur Aufnahme vjder zu lagernden Flüssigkeit und einem die Blase aufnehmenden Wagserbad,

ffedurch gekennzeichnet , daß der für die Blase verwendete Kunststoff ein spezifisches Gewicht von weniger als 1 p/cm hat.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß der für die Blase verwendete Kunststoff PoIyibtfchylen ist.
3* Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet , <§«© der für die Blase verwendete Kunststoff nicht armiert ist»
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3»

dadurch gekennzeichnet ,

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daß für die Blase Kunststoff in Form trittfester, steifer Tafeln verwendet wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet ,

daß die Tafeln eine Dicke von mindestens 2mm und eine Bruchdehnung von mindestens 100$ besitzen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet ,

daß die Blase quetschfaltenfrei eben zusammenlegbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet ,

daß die Blase von einem an den Enden durch eine lineare Naht (7) geschlossenen Schlauch gebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet ,

daß die Blase von zwei am;Rand (8) miteinander verbundenen, ebenen, identischen Zuschnitteilen gebildet ist.

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9. Vorrichtung nach. Anspruch 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet , daß die Naht (10) zwischen dem oberen und dem
unteren Teil der Blase durch flach aufeinanderliegende Verschweißung (11) oder Verklebung der Zuschnittränder und zwei, den Nahtbereich zwischen
sich klemmende, miteinander verspannte Leisten (12) gebildet ist.

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