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Arbeits- und/oder Lagerbehälter für flüssige und/oder
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gasförmige Stoffe und/oder Schüttgüter Die Erfindung betrifft einen
Arbeits- und/oder Lagerbehälter mit vornehmlich ebenen Flächen für flüssige und/oder
gasförmige Stoffe und/oder Schüttgüter, der z.B. für größere Trinkwasserreservoire,
für die Lagerung von Heizöl, von chemischen Flüssigkeiten und/oder Substanzen oder
dergleichen geeignet ist.
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Behälter aus Platten mit verschiedenartiger Aussteifung der Behälterwandungen,
z.B. durch Sicken, Profile und dergleichen, sind bekannt. Zum Zwecke des Korrosionsschutzes
werden Behälter aus speziellen korrosionsbeständigen Werkstoffen gefertigt oder
mit Korrosionsschutzmitteln, wie Lackierungen, Verzinkungen oder Ausschürzungen
mit anderen Werkstoffen, behandelt.
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Selbsttragende Behälter aus korrosionsbeständigen, aber verhältnismäßig
elastischen Kunststoffen sind nur bis zu beschränkten Größen wirtschaftlich herstellbar.
Lösungen zur Herstellung größerer Behälter aus Kunststoff bieten sich an durch Beschichtungen
mit glasfaserverstärkten Kunststoffen und sogenannte Sandwichbauweise. Die Herstellung
solcher Behälter ist im allgemeinen an bestimmte Fertigungsstätten gebunden, wodurch
insbesondere im Hinblick auf die Behälterabmessungen Transportprobleme entstehen
können. Auch ist es bekannt, Behältern, z.B. aus Stahl, durch lose eingearbeitete
Innenbehälter aus Kunststoff Korrosionsschutz zu geben. Weiter sind Auskleidungsverfahren
mit Kunststoffolien bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, großräumige Arbeits-und/oder
Lagerbehälter mit vornehmlich ebenen Flächen für flüssige und/oder gasförmige Stoffe
und/oder Schüttgüter zu schaffen, die bei geringerem Materialaufwand eine widerstands
fähigere Behälterkonstruktion aufweisen als die bekannten Behälter und so konstruiert
sind, daß sie sich den jeweiligen Erfordernissen hinsichtlich Behältergröße, Korrosionsbeständigkeit,
Festigkeit der Behälterseitenwandungen und des Behälterbodens sowie der gegebenenfalls
vorhandenen Behälterabdeckung bzw. der Behälteroberseite leicht anpassen lassen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest die
Seitenwandungen des Behälters aus Gitterrosten hoher Steifigkeit als Stützkonstruktion
und aus einer Innenschale aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff, die auch den
Behälterboden beleck, bestehen.
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Es ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß der statisch tragende Teil
des Behälters ohne Rücksicht auf die erforderliche Dichtigkeit so aufgebaut werden
kann, daß die Behälterwandungen ein äußerst günstiges Verhältnis von Materialgewicht
zur erzielten Steifigkeit und Festigkeit haben und damit kostengünstig hergestellt
werden können, wobei die Dichtigkeit des Behälters durch eine Innenschale aus Werkstoffen
mit geringerer Steifigkeit und Festigkeit unter Ausnutzung der günstigen anderen
Eigenschaften dieser Werkstoffe, wie z.B. deren Korrosionsbeständigkeit, erreicht
werden kann.
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Besonders tragfähige Behälterwandungen ergeben sich, wenn die Gitterroste
aus Tragstäben bestehen, die mit ihrem rechteckigen Profilquerschnitt hochkantstehend
gegen die Innenschale des Behälters gerichtet und durch Quer stäbe fest miteinander
verbunden sind. Dabei sind die Querstäbe vorteilhafterweise in Randaussparungen
an den Tragstäben derart eingefügt und befestigt, daß sie mit den Tragstäben eine
gemeinsame Abstützebene für die Innenschale des Behälters bilden. Die Tragstäbe
können ferner mindestens am oberen Behälterrand durch ein umlaufendes Randprofil
fest miteinander verbunden sein, wobei die Verbindung der Tragstäbe mit den Quer
stäben und dem oder den Randprofilen durch Schweißen, Schrauben, Nieten und/oder
Kleben erfolgen kann.
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Der Tatsache, daß der Behälterinnendruck auf die Seitenwandungen von
unten nach oben geringer wird, kann nach einer Weiterbildung der Erfindung in einfacher
Weise dadurch Rechnung getragen werden, daß die Tragstäbe an den Seitenwänden des
Behälters durch umlaufende Stützprofile abgestützt sind, deren Profilquerschnitt
zur Behälteroberseite hin abnimmt bzw. deren Abstand bei gleichem Profilquerschnitt
von der Behälterunterseite zur Behälteroberseite hin zunimmt.
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Obwohl die Innenschale bei gefülltem Behälter durch den Behälterinhalt
gegen die als Stützkonstruktion vorgesehenen Gitterroste gedrückt wird, hat es sich
als zweckmäßig erwiesen, daß die Innenschale des Behälters an den Trag- und/oder
Querstäben der Gitterroste zumindest stellenweise befestigt ist, was in einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung dadurch geschieht, daß Befestigungsklamslern aus dem
gleichen Werkstoff wie die Innenschale des Behälters vorgesehen sind, die an der
Außenseite der Innenschale über die Querstäbe des Gitterrostes mit Spiel hinweg
derart befestigt und so ausgebildet sind, daß sie eine Dehnung der Innenschale des
Behälters gegenüber den Gitterrosten in beschränktem Maße zulassen.
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Die Gitterroste, die Randprofile und die Stützprofile bestehen vornehmlich
aus Stahl, während die Innenschale aus einem korrosionsbeständigen Kunststoff, wie
z.B. Polyäthylen, Polyvinylchlorid-hart oder Polyvinylchlorid-weich ausgebildet
sein kann.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Behälterkonstruktion
besteht ferner darin, daß die Dichtigkeitsprüfung der Verbindungsstellen an der
Innenschale mittels Funkeninduktor, Unterdruckprüfung mit Prüfglocken oder durch
Probefüllung erfolgen kann, wobei sich bei einer Prüfung durch Probefüllung eventuelle
Leckstellen von außen genau orten lassen, da die Innen schale zwischen den Stäben
der Gitter roste im wesentlichen sichtbar bleibt.
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Bei der Verwendung von transparenten oder transluzenten Werkstoffen,
wie z.B. Polyvinylchlorid-transparent oder Polymethacrylat, für die Innenschale
ergibt sich bei der erfindungsvemäßen Behälterkonstruktion der Vorteil der Lichtdurchlässigkeit.
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Man kann dann z.B. die Füllhöhe ohne besondere Einrichtung erkennen.
Auch kann die Lichtdurchlässigkeit dann erwünscht sein, wenn im Behälter biologische
Vorgänge stattfinden sollen.
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Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung
schematisch dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 die Konstruktion eines
rechteckigen wannenförmigen Behälters in einer ersten Ausführungsform im Schnitt
gemäß Schnittlinie I-I in Fig. 2, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Behälter von Fig.
1 mit teilweise aufgeschnitten dargestellter Behälterwandung, Fig. 3 eine Teildarstellung
der Stützkonstruktion der Behälterwandung des Behälters gemäß Fig. 1 und Fig. 2,
Fig. 4 einen senkrechten Schnitt gemäß Schnittlinie IV-IV in Fig. 5 durch eine abgewandelte
zweite Ausführungsform eines Behälters mit umlaufenden Stützprofilen, Fig. 5 eine
Draufsicht auf den Behälter gemäß Fig. 4 mit teilweise aufgebrochen dargestellter
Behnlterwandung, Fig. 6 eine Befestigungsmöglichkeit für die Innenschale eines derartigen
Behälters an der Stützkonstruktion der Behälterwandungen, Fig. 7 einen geschlossenen
Behalter in einer weiteren ahgewandelten Ausführungsform im senkrechten Schnitt
gemäß Schnittlinie VII-VII in Fig. 8 und Fig. 8 eine Teildraufsicht auf einen solchen
Behälter mit teilweise aufgeschnitten dargestellter Behälterwandung.
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Fig. 1 und 2 zeigen die Konstruktion eines rechteckigen wannenförmigen
Behälters 1, bei dem die Seitenwandungen 2 und der Behälterboden 3 aus Gitterrosten
4 hoher Steifigkeit als Stützkonstruktion und aus einer auch den Behälterboden bedeckenden
Innenschale 5 aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff, insbesondere Kunststoff,
bestehen.
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Die Gitterroste 4 bestehen, wie in Fig. 3 im einzelnen zu erkennen,
aus Tragstäben 6 mit rechteckigem Profilquerschnitt, die sowohl im Bereich der Seitenwandungen
2 als auch am Behälterboden 3 mit einer ihrer Profil-Schmalseiten hochkantstehend
gegen die Innenschale 5 gerichtet und durch Querstäbe 7 fest miteinander verbunden
sind.
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Die Gitterroste 4 sind besonders formsteif ausgebildet, indem die
Querstäbe 7 in entsprechende Randaussparungen 8 der Tragstäbe
6
derart eingefügt sind, daß sie mit den Tragstäben 6 eine gemeinsame Abstützebene
für die Innenschale 5 bilden. Die Tragstäbe 6 und die Querstäbe 7 können beispielsweise
durch Schweißungen 10, durch Schrauben, Nieten und/oder Kleben fest miteinander
verbunden sein. Die Kräfte am oberen Rand des Behälters 1 werden durch ein umlaufendes
Randprofil 11 aufgenonmen, das mit den Gitterrosten 4 z.B. durch Schweißen verbunden
ist und den oberen umlaufenden Rand 5a der Innenschale 5 unterstützt.
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Die als Innenbehälter ausgebildete Innen schale 5 kann unmittelbar
in die Gitterrostkonstruktion eingefügt werden, wie in Fig.
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1 und 2 zu erkennen, wenn die Steifigkeit der verwendeten plattenförmigen
Werkstoffe ausreicht, um den bei gefülltem Behälter auftretenden Behälterinnendruck
aufzunehmen, d.h. also, wenn die zwischen den Stäben 6, 7 des Gitterrostes 4 auftretende
Durchbiegung der Innenschale 5 klein genug ist, daß sie technisch nicht stört.
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Bei einer Ausbildung der Innenschale 5 aus hochelastischen gummiartigen
oder gummiähnlichen Werkstoffen, wie vornehmlich Kautschukprodukte, Polyisobutylen
oder Polyvinylchlorid-weich, kann zur Vermeidung von größeren Durchbiegungen zwischen
den Stäben 6, 7 des Gitterrostes auf der Innenseite des Gitterrostes 4 eine biegesteife
Platte, z.B. aus Zementasbest oder Sperrholz, aufgelegt werden.
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Zweckmäßig werden die Verbindungsnähte zwischen den einzelnen Werkstoffplatten
der Innenschale 5 so angeordnet, daß sie nicht in den Behälterkanten liegen. Für
die Verbindung der ebenen oder geformten Behälterteile kommen die üblichen Verbindungsverfahren,
wie Schweißen, Kleben, Quellschweißen usw., in Frage.
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Die beschriebene Behälterkonstruktion ist ohne besondere Aussteifung
der Innenschale für mittelgroße Behälter anwendbar, wobei die Behältergröße im wesentlichen
durch das Widerstands-bzw. Trägheitsmoment der Gitterroste begrenzt ist.
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Fig. 4 bis 6 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung bei großen
Behältern, also bei solchen Behältern, bei denen das Trägheits- bzw. Widerstandsmor.ent
der Gitterroste nicht mehr ausreicht, um die ganze Last der Behcilterseitenwandungen
zu tragen. Die Gitterroste, deren Tragstäbe 6 an den Behälterseitenwandungen ebenso
wie bei der Ausführungsform gemäß Fig.
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1 bis 3 senkrecht verlaufen, werden durch umlaufende Stützprofile
12 zusätzlich abgestützt. Die Profilgröße bzw. der Abstand der umlaufenden Stützprofile
12 richtet sich nach den an den Seitenwandungen 2 auftretenden Teillasten. Der Abstand
der Stützprofile 12 kann nach oben hin zunehmen, da die Last entsprechend abnimmt.
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Abgesehen von den umlaufenden Stützprofilen 12 sind bei dieser Konstruktion
die Gitterroste 4 ebenso ausgebildet, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis
3. Bei einem geeigneten Untergrund kann die Innenschale 5 unmittelbar auf dem Boden
auf liegen, d.h. ohne Gitterrost im Bereich des Behälterbodens 3.
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Darüber hinaus ist in Fig. 6 eine Möglichkeit zur Befestigung der
Innenschale 5 an den Gitterrosten 4 im Bereich der Behälterseitenwandungen 2 gezeigt.
Während die Innenschale 5 im gefüllten Zustand des Behälters eng an den Gitterrosten
4 anliegt, können sich die Wände im leeren Zustand ausbeulen und verwerfen. Dies
kann durch punktweise Befestigung der Innen schale 5 an den Querstäben 7 der Gitterroste
4 vermieden werden. Eine vorteilhafte Befestigungsart ergibt sich dadurch, daß eine
Befestigungsklammer 13 aus gleichartigem Werkstoff wie die Innenschale durch Heizelementschweißung
über einen Querstab 7 hinweg so an die Außenseite der Innenschale 5 angeschweißt
ist, daß die Innenschale in diesem Bereich zwar an dem Gitterrost 4 befestigt ist,
jedoch gleichzeitig noch eine Dehnung der Innenwand des Behälters in beschränktem
Maße möglich ist. Neben Schweißen ist das Kleben der Befestigungsklammer 13 möglich,
ohne die Innenschale 5 zu durchbrechen.
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Fig. 7 und 8 zeigen die Konstruktion eines geschlossenen Behälters,
bei der die Tragstäbe 6 der Gitterroste 4 im Bereich der Seitenwandungen 2 horizontal
angeordnet sind und durch quer dazu verlaufende Stützprofile 12 abgestützt werden.
Auch bei dieser Behälterkonstruktion können die Tragstäbe 6 im oberen Teil des Behälters
1 entsprechend den statischen Erfordernissen dünner als im unteren Teil ausgebildet
sein. Eine solche Behälterkonstruktion eignet sich auch für erdüberdeckte Behälter,
wie z.B für Trinkwasserreservoire. In diesem Falle können die senkrechten (12) und
die oberen Stützprofile 12a zur Aufnahme des Erddruckes benutzt werden, indem außen
entsprechende Betonplatten vorgesetzt werden. Der Hohlraum zwischen dem Behälter
und den Betonplatten kann durch spezielle Schüttisolierstoffe ausgefüllt werden,
um einerseits einen unerwünschten Wärmeübergang zum Frdreich zu vermeiden und um
andererseits die Gitterrostkonstruktion vor Korrosion zu schützen.
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Wenn der verwendete Isolierstoff in der Lage ist, den Erddruck aufzunehmen,
kann auf statisch tragende Platten an der Außenseite der Stützprofile der Gitterrostkonstruktion
verzichtet werden. Es wird dann nur notwendig, an den Außenseiten der Cwitterroste
dünnwandige Platten zu befestigen, die ein Eindringen der Schüttisolierung in den
Bereich der Gitterroste verhindern, was eine unerwünschte Belastung der Innenschale
5 zur Folge hätte.
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Als Platten können z.B. dünne Zementasbestplatten verwendet werden.
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Die Gitterroste 4 sind am Boden eines solchen Behälters nur dann erforderlich,
wenn die technischen Voraussetzungen für eine unmittelbare Anordnung des Behälterbodens
auf dem Untergrund nicht gegeben sind oder wenn Leckagen abdrainiert werden sollen,
wie es bei Trinkwasserbehältern wünschenswert ist.
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Ansprüche
L e e r s e i t e