DE2608459A1

DE2608459A1 - Bauwerkstoff insbesondere fuer kryogene behaelter und mit einem derartigen werkstoff versehener behaelter

Info

Publication number: DE2608459A1
Application number: DE19762608459
Authority: DE
Inventors: Michel Kotcharian
Original assignee: Technigaz
Current assignee: Technigaz
Priority date: 1975-03-04
Filing date: 1976-03-01
Publication date: 1976-09-16
Also published as: US4105819A; DE2608459C2; US4378403A

Description

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GVB/MCN/GC/28.744 E*-(e;·. ?. »V ._._..,

den 25.02.1976 T₆I. 2608889

1. März 1976

TECHKIGAZ

21, Avenue George V

75008 PARIS, Prankreich

"Bauwerkstoff insbesondere für kryogene Behälter und mit einem derartigen Werkstoff versehener Behälter."

Die vorliegende Erfindung betrifft im wesentlichen und hat insbesondere als neues Industrieprodukt ein als Verbundbauwerkstoff dienendes Halbprodukt zur Aus- bzw. Verkleidung oder dergl. zum Gegenstand, welches in Form von verhältnismässig dünnen und biegsamen Pollen oder Bändern vorliegt und eine dichte Mehrschichtenstruktur aufweist, wobei diese Erfindung ebenfalls die verschiedenen Anwendungen und Verwendungen, die sich aus dem Einsatz des Werkstoffes ergeben, sowie die verschiedenen Systeme, Einheiten, Bauten und Konstruktionen, Ausrüstungen und Anlagen, wie insbesondere die' verbesserten, mit einem derartigen Werkstoff versehenen · kälteerzeugenden bzw. kryogenen Behälter oder dergl. behandelt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf Bauelemente oder -artikel, die insbesondere in Form von gegebenenfalls verbundartig ausgebildeten einheitlichen Panelen oder Blöcken oder von mit diesem

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Werkstoff versehenen, zur Auskleidung, Verkleidung, Füllung oder dergl. dienenden Verbundplatten vorliegen, sowie auf die Gefässe, zum Beispiel Behälter, Wannen, Tanken, Vorratspeicher oder ähnliche Ummantelungen, und auf die Röhre, Leitungen oder Rohrleitungen, die mit derartigen Bauelementen versehen sind.

Zum derzeitigen Stand der Technik sind dichte wärmeisolierte Speicher- Konservierungs- Transport- oder Lagerbehälter insbesondere für sehr kalte Medien und Flüssigkeiten mit sehr tiefer Temperatur, wie zum Beispiel die verflüssigten natürlichen Erdgase oder Methangase bekannt, die insbesondere in einer sogenannten integrierten Wanne mit Mehr Schichtenwandung und fester äusserer, als Selbsttragende Ummantelung dienender Struktur enthalten sind, wobei die genannte Wanne mit einer inneren Ummantelung zur unmittelbaren Speicherung des Mediums versehen ist, die im Inneren der Wanne mit einem bestimmten Abstand von der äusseren Ummantelung angeordnet ist und eine dünne Wandung aufweist, die durch eine biegsame dichte Membrane gebildet ist, welche ihrerseits meistens aus einem Blech oder einer dünnen Metallfolie, wie zum Beispiel Aluminium, rostfreiem Stahl, Invarstahllegierung oder jedem anderen geeigneten Metall mit gleichwertigen Eigen-, schäften zur Beständigkeit gegenüber niedrigen Temperaturen besteht. Der Zwischenraum zwischen den genannten inneren und äusseren Endummantelungen wird mit einer wärmeisolierenden, verhältnismässig dicken Lage gefüllt, die an der äusseren Struktur befestigt und durch Letztere getragen ist sowie zur Trennung der Membran von der äusseren Struktur dient, wobei die Membran an die Zwischenlage gelegt wird, die vorzugsweise aus einem Stoff bzw. einem Material besteht, der mechanische Belastungen (wie zum Beispiel Gewicht, hydrostatischen Druck, Trägheitskraft, dynamische Beanspruchungen usw.), die durch die Masse des enthaltenen Mediums hervorgerufen werden, aufnehmen kann und sie der äusseren Struktur überträgt. Die Metallmembran ist zu den Abmessungsveränderungen, die durch Verformungen wie zum Beispiel Wärme Schrumpfungen und -dehnungen hervorgerufen werden, praktisch unempfindlich, wenn sie zum Beispiel aus der Invar-

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stahllegierung besteht, oder sie enthält überschüssiges Material in Form von welligen Erhebungen, Falten oder ähnlichen Formgebungen, die zur Aufnahme der Wärmespannungen dienen, wenn die genannte Membran aus einem anderen Metall besteht. Derartige Gefässe bzw. Behälter insbesondere zur Konservierung oder Lagerung von verflüssigten natürlichen Gasen (die im allgemeinen bei einem Druck gelagert werden, der im wesentlichen dem Atmosphärendruck entspricht) können entweder ortsfest angeordnete Lagerbehälter oder Transportbehälter bilden, die an Bord von Tankschiffen oder fahrenden Fahrzeugen eingebaut werden, wobei dann die Wanne des Behälters in dem Rumpf des Schiffes integriert ist und dann den Laderaum für Flüssigkeiten bildet, -oder mit der Karosserie des fahrenden Fahrzeuges formschlüssig verbunden ist und dann die selbsttragende Struktur bzw. äussere feste Ummantelung bildet.

Die Metallmembrane, deren innere bzw. ausgesetzte Fläche mit dem enthaltenen Medium in unmittelbarer Berührung steht, stellt eine sogenannte primäre Dichtheitssperre dar, während die innere Endummantelung, die durch die Membrane gebildet ist, sehr oft mit wenigstens einer anderen Zwischenummantelung mit dichter Wandung verkleidet ist, welche zwischen der äusseren Struktur und der primären Sperre angeordnet ist, um eine sogenannte sekundäre Schutzsperre zu bilden, die meistens in ihrer Art und Ausbildung der primären Dichtheitssperre im wesentlichen gleich ist. Derartige Metallmembranen,die jeweils eine übliche Dichtheitssperre (Hauptsperre) und Schutzsperre (Hilfssperre) bilden, sind dadurch nachteilig, dass ihre Verarbeitung, Herstellung, Fertigung oder Vorbereitung sowie deren Einbau, Montage, Zusammenstellung und Befestigung mit Schwierigkeiten und Aufwand bzw. Kosten verbunden sind, "wobei sie ebenfalls den Nachteil aufwe.isen, dass sie aus edlem und deshalb aufwendigem Metall bestehen und dabei ziemlich s.chwer sind.

Die vorliegende Erfindung hat sich hauptsächlich zum Ziel gesetzt, die genannten Nachteile zu beheben und dabei einen neuartigen Werkstoff zu schaffen, der als dichtes geschichtetes

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Halbprodukt in Form von verhältnismässig dünnen und biegsamen Folien, Platten, Bändern oder dergl. vorliegt und dadurch gekennzeichnet ist, dass er wenigstens drei kontinuierliche aufeinander gedeckte Schichten bzw. Lagen aus biegsamem, der tiefen Kälte beständigem Material aufweist, die durch Klebung, Schweissung oder ähnliche gleichwertige haftende Oberflächeverbindung zusammengesetzt oder vereinigt werden, und dass er

- a) wenigstens eine erste Endschicht oder äussere Schicht, die als fester bzw. mechanisch beständiger Träger wirkt,

- b) wenigstens eine Zwischenlage oder mittlere Schicht, die aus einer insbesondere gegenüber den gasförmigen Medien dichten Folie bzw. dünnen Haut besteht,

- c) wenigstens eine zweite Endschicht bzw. ausgesetzte Innenschicht, die als wenigstens me.chanische und zeitweilige Schutzumkleidung dient,

besitzt.

Each einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht die mittlere, .sandwichartig zwischen den zwei entgegengesetzten Endlagen angeordnete Schicht aus Metall, während die genannten Endschichten nicht metallisch sind und vorzugsweise aus künstlichen und synthetischen Werkstoffen bestehen, welche die technologischen Bedingungen und durch deren Einsatz bedingte Betriebsanforderungen erfüllen.

Der erfindungsgemässe neuartige verbesserte Werkstoff ist dadurch vorteilhaft, dass er unter besonders einfachen Bedingungen hergestellt und eingesetzt werden kann und dass er durch einfache Klebung zum Beispiel mit Hilfe von einem geeigneten Kunstharz verlegt wird, so dass er sehr wirtschaftlich verwendet und gefertigt werden kann und dabei hervorragende Eigenschaften hinsichtlich der Kältebeständigkeit, der mecha-

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nischen Dauerfestigkeit, der physischen Lebensdauer und der Konservierung aufweist.

Je nachdem die zweite Bndschicht ausgesetzt bzw. unverdeckt bleibt (insbesondere wenn der Werkstoff als primäre Dichtheitssperre wirkt) oder ausgekleidet oder verdeckt wird (zum Beispiel wenn der Werkstoff als solche als Zwischenlage eingesetzt wird, die im Inneren einer Struktur mit Mehrschichtenwandung und dabei in der Stärke einer Schicht des wärmeisolierenden Materials integriert ist, welches einer der Bestandteile der Wandungstruktur ist, wobei dann diese Zwischenlage als sekundäre Dichtheitssperre wirkt), sind die Art und die Ausbildung dieser Schicht unterschiedlich und jeweils dem gezielten Einsatz des Werkstoffes angepasst.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls insbesondere auf bestimmte spezifische Anwendungen wie zum Beispiel auf einen dichten wärmeisolierten Behälter für sehr kalte Medien der vorher beschriebenen Art, bei welchem die primäre Dichtheitssperre aus dem genannten Werkstoff besteht, dessen zweite Endschicht dann dem gezielten Einsatz angepasst ist.

Nach einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung, wenn der Behälter mit wenigstens einer sekundären Dichtheitssperre versehen ist, besteht letztere aus dem genannten Werkstoff, dessen zweite Endschicht dem gezielten Einsatz angepasst ist.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in welcher an Hand der beigefügten Zeichnungen verschiedene nicht einschränkende Ausführungsbeispiele erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigen :

- Figur 1 eine teilweise abgerissene Ansicht in· der Pers-

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pektive, die den neuartigen Werkstoff für eine primäre Dichtheitssperre zeigt, dessen verschiedene Schichten an ihrem Endbereich zur besseren Veranschaulichung der Zusammensetzung dieses Werkstoffes teilweise abgetrennt sind ;

- Figur 2 eine ähnliche Darstellung des Werkstoffes jedoch zur Bildung einer sekundären Dichtheitssperre ;

- Figur 3 eine der Figur 2 ähnliche Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemässen Werkstoffes zur Bildung einer Dampfsperre oder sekundären Dichtheitssperre ;

- Figur 4 einen Teillängsschnitt eines Rohres bzw. einer Leitung aus wärmeisolierendem Material mit einer Innenbeschichtung aus dem Werkstoff der Figur 3 ;

- Figur 5 einen Teillängsschnitt eines äusserlich mit einer Wärmeisolierung versehenen Metallrohres bzw. einer Metalleitung, bei welchem das wärmeisolierende Material äusserlich mit einer Umkleidung versehen ist, die als Dampfsperre wirkt und aus dem Werkstoff der Figur 3 besteht ;

- Figur 6 einen Querschnitt aus geringerem Massstab eines kryogenen Behälters, mit welchem die Werkstoffe der Figuren 1 und 2 integriert sind ;

- Figur 7 einen Teilquerschnitt zur Erläuterung der Anlegung und der Befestigung des Werkstoffes der Figur 3, der als primäre Dichtheitssperre eingesetzt ist, an der inneren Endschicht des wärmeisolierenden Materials, welches zu der Wandungsstruktur eines dichten wärmeisolierten Behälters gehört, in welchem die primäre Sperre eine integrierte Wanne bildet ; und

- Figur 8 einen senkrechten Schnitt mit geringerem Massstab eines geschlossenen dichten wärmeisolierten Behälters mit äusserlich wärmeisolierter selbsttragender fester Wanne, bei

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•welchem eine äussere Schicht aus wärmeisolierendem Material mindestens zum grössten Teil mit einer dichten als Dampfsperre wirkenden Ummantelung aus dem Werkstoff der Figur 3 umgekleidet ist.

Bei dem Aus führungs~b ei spiel der Figur 1 besitzt der neuartige Werkstoff für primäre Dichtheitssperre, der im allgemeinen in 1 bezeichnet ist, eine äussere Endschicht bzw. gedeckte Schicht 2, die vorzugsweise aus einem Gewebe aus Mineralfasern, wie zum Beispiel Glasfasern oder aus einem gleichwertigen chemischen (künstlichen oder synthetischen) Gewebe besteht. Die Zwischenschicht 3 wird durch eine dünne" Folie oder dünne Haut oder ein dünnes Blech aus Metall, wie zum Beispiel Aluminium, rostfreiem Stahl, Invarstahllegierung oder jedem anderen gleichwertigen Metall gebildet. Die innere Endschicht 4, deren innere Fläche ausgesetzt ist und mit dem enthaltenen kryogenen Medium in unmittelbarer Berührung steht, bildet eine dichte, vorzugsweise elastische Sicherheits- bzw. Schutzauskleidung, die insbesondere entweder aus einem Polyurethanelastomär, wie zum Beispiel dem unter der Bezeichnung "Adipren" bekannten Material, oder aus einem Silikonelastomer ,wie zum Beispiel dem unter der Bezeichnung "Frigetan" bekannten Material oder noch aus einem künstlichen oder synthetischen, geeigneten Kunststoff mit Elastomereigenschaften oder mit den Eigenschaften des künstlichen Gummis besteht.

Es wird nun informationsmässig bemerkt, dass die äussere Endschicht 2 eine Stärke von etwa 0,3 mm und die innere Endschicht 4 eine Stärke von etwa 1 mm aufweisen, während die Stärke der Zwischenschicht 3 einige Millimeterhundertstelbeträgt.

Die Figur 2 zeigt die Zusammensetzung des neuartigen Werkstoffes 1' zur Bildung einer sekundären Dichtheitssperre. Die jeweiligen äusseren 2 und zwischenliegenden 3 Schichten 'weisen denselben Aufbau wie im Falle der primären Dichtheits-' sperre auf, während die innere Endschicht 4' in diesem Fall aus einem Material besteht, das eine Klebung erleichtert und zum

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Beispiel in seiner Art und Stärke dem Material der äusseren Endschicht2in wesentlichen gleich ist. Die Schicht 4' kann demzufolge aus einem Gewebe aus Mineralfasern, wie zum Beispiel Glasfasern, oder aus einem chemischen (künstlichen oder synthetischen) gleichwertigen Gewebe bestehen und dabei eine Stärke von etwa 0,3 mm (d.h. dieselbe Stärke wie die Schicht 2) aufweisen, so dass die Einheit 1' eine Art von sandwichartiger Struktur bildet.

Die Struktur gemäss der Figur 2 beschränkt gegebenenfalls die Einsatzmö'glichkeiten des so ausgebildeten Werkstoffes 1 ' zu einer innerhalb einer zusammenhängenden oder festen umgebenden Materialmasse eingebetteten relativen Anordnung.

Es kann ausserdem vorkommen, dass bei dem Einsatz des Werkstoffes 1 gemäss der Figur 1 und, wenn zwei Bahnen dieses Werkstoffes . durch die innere Endschicht aus Elastomer entweder mit Hilfe einer geklebten Uberlappungsfuge oder einer geklebten Fugenleiste nebeneinander gestellt werden, die Scherbeanspruchungen und -belastungen, die in der Verbindungsfuge durch Wärmeschrumpfung hervorgerufen werden, zu einem Bruch der Fuge führen, da die geklebte Verbindung sich nur auf die Elastomerschicht bezieht, die gegenüber den Scherbeanspruchungen insbesondere wenig beständig ist.

Die auf Figur 3 dargestellte Struktur ermöglicht es, diese Schwierigkeit zu beheben und die Einsatzmö'glichkeiten dieses Werkstoffes zu sehr verschiedenen Verwendungs- und Betriebszwecken zu erweitern, so dass dieser Werkstoff mehrfach und sogar allgemein einsetzbar ist. Zu diesem Zweck und, um das gestellte technische Problem zu lösen, ist der erfindungsgemässe Werkstoff dadurch gekennzeichnet, dass im. fertigen, an der Verlegeoder Einsatzstelle eingebauten Verkleidungs- oder Ommantelungszustand, zum Beispiel gegen eine Endfläche einer Wandung, wenigstens die ausgesetzte sichtbare Endfläche der Glasfaserschicht dieses Werkstoffes mit einer kontinuierlichen Schicht zum Schutz

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gegen mechanische Beanspruchungen aus einem synthetischen, in der Gruppe der unter den Bezeichnungen Adipren, Hypalon, Neopren oder dergl. bekannten Stoffe gewählten Material vorzugsweise gleichmässig verkleidet ist, und zwar in Form von einem Film oder einer dünnen Haut, die nach "Verlegung des Werkstoffes gegebenenfalls im Pulverspritzverfahren oder durch Beschichtung aufgetragen wird. Wie schon bekannt ist das Material Adipren ein Polyurethanelastomer,während Hypalon (durch die amerikanische Firma Dupont de Nemours entwickelt) ein Ohiorosulfonierter Polyethylen und Neopren ein synthetischer Chlorobutadien- oder Chloropränkautschuk ist.

Die beschriebene Anordnung ist dadurch vorteilhaft, dass sie den Einsatz des Werkstoffes als sichtbare, ausgesetzte, oberflächige Verkleidungsendschicht auf eine beliebige . Wandung ermöglicht, was in wirtschaftlicher Hinsicht vom grossen Interesse ist, da dieses Material verhältnismässig billig sowie leicht einzusetzen sowie zu verlegen ist, indem es dabei eine zufriedenstellende mechanische Festigkeit sowie ein gutes Wärmeverhalten bzw. eine gute Wärmebeständigkeit aufweist.

Bei der Ausführungsart der Figur 3 besitzt der neuartige geschichtete Verbundwerkstoff 1' eine zwischenliegende Metallschicht 3 mit der vorher beschriebenen Struktur und einer Stärke von zum Beispiel einigenMillimeterhundertsteln, die zwischen zwei entgegengesetzten Endschichten 2^r und 4' jeweils aus einem Glasfasergewebe mit einer Stärke von zum Beispiel 0,3 mm eingeschlossen ist, wobei die drei Schichten miteinander geklebt sind. Die Endschicht 4¹» die ausgesetzt bleibt, d.h. zur Bildung einer sichtbaren ungedeckten Fläche nach Verlegung des Werkstoffes 1' gegen die äussere Fläche einer Wandung dient, erhält nach Verlegung des Werkstoffes 1' einen Schutzfilm 9 aus Kunststoff der oben beschriebenen Art, welcher zum Beispiel auf die Fläche der durch den Werkstoff 1' gebildeten Wandung im Pulverspritzverfahren aufgetragen wird. Dieser Film 9, der dann die ausgesetzte Endfläche des Werkstoffes 1' bildet, schützt die

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Schicht 4' gegen alle mechanischen Eingriffe.

Die Figuren 4 und 5 zeigen jeweils zwei Anwendungsbeispiele des Werkstoffes 1' gemäss der Figur 3 auf ein dichtes wärmeisoliertes Bauelement, welches eine gezwungene Strömungs-"bahn für insbesondere sehr kalte Medien bzw. Flüssigkeiten, wie zum Beispiel ein Rohr, eine Leitung, einen Schlauch oder ähnliche Rohrleitung zur Massenförderung von Medien (Ölleitung oder Gasleitung) bildet und eine Seitenwandung mit mehreren aufeinander gelegten Schichten bzw. eine Verbundwandung aufweist, die wenigstens eine Schicht aus wärmeisolierendem Material besitzt, welche ihrerseits mit einer undurchlässigen Lage versehen ist, die eine Dampfsperre mit sichtbarer bzw. ausgesetzter Fläche bildet. Erfindungsgemäss besteht diese Dampfsperre aus dem Werkstoff 1' der Figur 3> dessen ausgesetzte Fläche vorzugsweise mit einem KunststoffSchutzfilm ausgekleidet ist, der nach der Verlegung des Werkstoffes aufgetragen wird. Bei dem auf Figur 4 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel besteht das Bauelement bzw. Rohr 10 insgesamt aus der rohrförmigen Schicht von zusammenhängendem wärmeisolierendem Material 11 , welches ausreichend starr ist, um dem inneren durch das geförderte Medium ausgeübten Druck zu widerstehen, wobei die genannte rohrförmige Schicht gegebenenfalls durch eine äussere Schutzummantelung 12 umgeben ist. Erfindungsgemäss wird die Schicht aus wärmeisolierendem Material 11 innerlich, d.h. auf ihrer radial inneren Fläche durch die aus dem Werkstoff 1' gebildete Dampfsperre verkleidet, welche die innere ausgesetzte Wandungsfläche des Rohres bildet.

Bei der Ausführungsvariante der Figur 5 besteht das Bauelement 13 aus einem vorzugsweise metallischen Innenrohr 14, welches durch die Schicht aus wärmeisolierendem Material 15 umgeschlossen ist und gemäss der Erfindung ist die wärmeisolierende Schicht äusserlich mit einer aus dem Werkstoff 1' bestehenden Dampfsperre verkleidet, welche die äussere ausgesetzte Wandungsfläche des Rohres 13 begrenzt.

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Die Figur 6 zeigt eine Ausführungsform für einen kälteerzeugenden Behälter 5,auf welchen die genannten Werkstoffe bzw. Materialien angewandt sind. Dieser Behälter umfasst einen äusseren starren Mantel 6 zum Beispiel aus Metall, Stahlbeton oder Spannbeton, wenn es sich um einen ortsfest eingebauten Lagerbehälter handelt, oder, wenn es sich um bewegliche oder fahrbare Anlagen handelt, wird der starre Mantel durch den doppelten Rumpf eines Tankschiffes oder durch die Karosserie des fahrenden Fahrzeuges gebildet. Die innere undurchlässige, eine primäre Dichtheitssperre bildende Verkleidung besitzt eine Wandung, die aus einer aus dem Werkstoff der Figur 1 bestehenden Membrane zusammengesetzt ist, und der Behälter kann mit wenigstens einer zwischengeschalteten dichten, die sekundäre Dichtheitssperre bildenden Sicherheitsverkleidung 1' versehen sein , deren Wandung aus dem Werkstoff der Figur 2 besteht. Die jeweils primäre 1 und sekundäre 1' Dichtheitssperren sind in Abstand voneinander sowie von der äusseren Ummantelung 6 angeordnet und die Zwischenräume, die auf diese Weise zwischen den zwei Sperren 1, 1' einerseits und der sekundären Sperre 1' und der äusseren Ummantelung 6 andererseits begrenzt sind, werden mit Schichten jeweils 7 und 8 aus wärmeisolierendem Material, zum Beispiel aus Schaumkunststoff, Schaumgummi, Balsaholz oder ähnlichem festen oder zusammenhängenden gleichwertigen Material gefüllt, wobei die jeweils primäre 1 und sekundäre 1' Sperren jeweils an die entsprechende naheliegende Fläche der wärmeisolierenden Schichten durch Klebung befestigt werden.

Wie schon erwähnt, werden die jeweiligen Schichten, aus welchen die Werkstoffe der Figuren 1, 2 sowie 3 bestehen, miteinander durch Klebung verbunden.

Die Figur 7 zeigt einen Abschnitt eines geschlossenen wärmeisolierten dichten Behälters insbesondere für sehr kalte Medien bzw. Flüssigkeiten der auf Figur 6 dargestellten Ausführung, welcher eine Wanne mit mehrschichtiger Wandung bildet, in der starren selbstragenden äusseren Rahmen- bzw. Mantelstruktur 6

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integriert ist und mit einer dünnen inneren Endwandung 1' zur Lagerung des enthaltenen Mediums, welche aus einer biegsamen undurchlässigen, die primäre Dichtheitssperre bildenden Membran besteht, sowie mit einer wärmeisolierenden verhältnismässig dicken Zwischenschicht 7 versehen ist, die an die Innenseite der äusseren Struktur 6 befestigt wird und die Membran von Letzterer trennt, wobei diese wärmeisolierende Schicht die durch die kryogene !Flüssigkeit ausgeübten Belastungen standhält und sie der äusseren Struktur 6 überträgt. Erfindungsgemäss besteht die primäre Sperre aus dem Werkstoff 1' gemäss der Figur 3, dessen Innenfläche mit einem Schutzfilm 9 aus Kunststoff gedeckt bzw. ausgekleidet ist, welcher nach der Verlegung dieses Werkstoffes aufgetragen wird. Selbstverständlich und wie in dem Falle der Ausführungsart der Figur 6 kann die wärmeisolierende Schicht 7 selbst eine auf der Figur 7 nicht dargestellte sekundäre Dichtheitssperre bzw. Hilfssperre enthalten, die auf Figur 6 in 1 ' angegeben ist und mit Abstand von der primären Sperre angeordnet ist, so dass auf diese Weise die wärmeisolierende Schicht in zwei jeweils innere 7 und äussere 8 Schichten geteilt ist (Figur 6), wobei diese Hilfssperre die primäre Sperre auf ihrem gesamten Umfang umschliesst und aus dem Werkstoff 1' der Figur 2 besteht, d.h. dass sie keinen Schutzfilm 9 aus Kunststoff aufweist.

Bei der Ausführungsart der Figur 7 wird die primäre Dichtheitssperre 1' an die wärmeisolierende Schicht 7 örtlich in einzelnen voneinander getrennten Punkten 16 geklebt und bildet dabei zwischen den aufeinander folgenden Befestigungspunkten 16 durch einen Materialüberschuss Falten oder wellige Erhebungen, so dass der geodätische Abstand zwischen zwei beliebigen nebeneinander liegenden Punkten auf der Fläche der wärmeisolierenden Schicht 7 geringer als deren krummlinige Entfernung an der Oberfläche der primären Sperre 1' ist. Diese Anordnung ist dadurch vorteilhaft, dass sie die anpassbare Verlegung des welligen Werkstoffes 1' ermöglicht, so dass unter der Einwirkung des ausgeübten Druckes sowie der Wärmebeanspruchunge

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die gebildeten welligen Erhebungen ohne Schwierigkeit wenigstens teilweise gestaucht werden können.

Figur 8 zeigt einen geschlossenen wärmisolierten dichten Behälter 17 insbesondere zur Lagerung von sehr kalten Medien und kryogenen Flüssigkeiten, der zum Beispiel auf einer wenigstens teilweise in dem Boden 19 eingebetteten Betonsohlplatte 18 abgestützt oder errichtet ist. Dieser im wesentlichen senkrechte zylinderförmige Behälter besteht aus einer undurchlässigen im wesentlichen starren und selbsttragenden Wanne 20, die äusserlich mit wenigstens einer Schicht aus wärmeisolierendem Material versehen ist, welche an die Fläche der Aussenwandung der Wanne befestigt ist. Diese wärmeisolierende Schicht kann zum Beispiel aus einer unteren waagerechten Schicht 21 zum Beispiel aus dem unter der Bezeichnung Foam-Giass bekannten Material sowie aus einer seitlichen und oberen Schicht 21' bestehen, die zum Beispiel aus Pol;yurethanschaum oder ähnlichem Schaumkunststoff zusammengesetzt ist. Diese wärmeisolierende Schicht ist ihrerseits auf mindestens ihrer ausgesetzten (insbesondere seitlichen und oberen) Umfangsfläche mit einer Ummantelung versehen und gemäss der vorliegenden Erfindung bildet die äussere Ummantelung eine dichte Dampfsperre, die aus dem Werkstoff 1' der Figur 3 besteht.

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Claims

PATENT AISPRUCHE

Neuartiger Werkstoff, der als dichtes geschichtetes Halbprodukt in Form von verhältnismässig dünnen und biegsamen Folien oder Bändern vorliegt, dadurch gekennzeichnet , dass er mindestens drei kontinuierliche aufeinander gelegte Schichten (2, 3> 4) aus biegsamem, der tiefen Kälte beständigen Material aufweist, die durch Klebung, Schweissung oder ähnliche gleichwertige haftende Oberflächeverbindung vereinigt sind, und dass er :

- a) wenigstens eine erste Endschicht (2), die als fester bzw. mechanisch beständiger Träger wirkt,

- b) wenigstens eine Zwischenschicht (3), die aus einem undurchlässigen Film bzw. einer ähnlichen Folie besteht , und

- c) wenigstens eine zweite Endschicht (4)> die als wenigstens mechanische und zeitweilige Schutzumkleidung dient,

besitzt.

2.- Werkstoff nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass die Zwischenschicht (3) aus Metall besteht, während die Endschichten (2, 4) nicht metallisch sind und vorzugsweise aus synthetischem oder künstlichen Material bestehen.

3.- Werkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die erste Endschicht (2) aus einem Gewebe aus Mineralfasern wie zum Beispiel Glasfasern oder aus einem gleichwertigen chemischen künstlichen oder synthetischen Gewebe besteht.

4·- Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass die Zwischenschicht (3) aus

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einem Metall wie zum Beispiel Aluminium, rostfreiem Stahl, Invarstahllegierung oder dergl. "besteht.

5'- Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche d a d u r c h gekennzeichnet , dass die zweite Bndschicht (4) eine vorzugsweise elastische dichte Schutzumkleidung bildet, die entweder aus einem Polyurethanelastomer wie zum Beispiel AdiprexL oder aus einem Silikonelastomer wie zum Beispiel Frigetan oder aus einem ähnlichen künstlichen oder synthetischen Materi; besteht.

6.- Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass die Stärke der zweiten Endschicht (4) etwa 1 mm beträgt.

7·- Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche d a d u r c h gekennzeichnet , dass die Stärke der Zwischenschicht (3) einige Millimeterhundertstel beträgt.

8.- Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet , dass die Stärke der ersten Endschicht (2) etwa 0,3 mm beträgt.

9·- Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4 und bis 8,dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Endschicht 4¹ aus einem Material besteht, welches die Klebung erleichtert und zum Beispiel in seiner Art und Stärke dem Material der ersten Endschicht (2) im wesentlichen gleich ist.

10.- Werkstoff nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet , dass er eine metallische gegenüber den gasförmigen Medien undurchlässige Zwischenschicht (3) in Form von einem EiIm, einer Eolie, einer dünnen Haut oder einem sehr dünnen Blech umfasst, die zwischen den zwei entgegengesetzten vorzugsweise im wesentlichen gleichen Endschichten (2, 4') aus Glasfasern sandwichartig angeordnet ist, wobei diese drei aufeinander

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gelegten Schichten insbesondere durch Klebung oder gleichwertige haftende Oberflächenverbindung miteinander vereinigt sind, und dass wenigstens im fertigen, an der Yerlege- oder Einsatzstelle eingebauten Yerkleidungs- bzw. Ummantelungszustand, zum Beispiel gegen eine Endfläche einer Wandung, wenigstens die sichtbare ausgesetzte Fläche der Glasfaserschicht (4') dieses Werkstoffes (1') mit einer kontinuierlichen Lage zum Schutz gegen mechanische Belastungen aus einem synthetischen, in der Gruppe der unter den Bezeichnungen Adipr.en, Hypalon, Neopren oder dergl. bekannten Stoffe gewählten Material vorzugsweise im wesentlichen gleichförmig verkleidet ist, und zwar in Form eines Filmes (9) oder einer dünnen Haut, der nach Yerlegung des Werkstoffes (1') gegebenenfalls im Pulverspritzverfahren oder durch Beschichtung aufgetragen wird.

11.- Anwendung des Werkstoffes nach Anspruch 10 auf ein dichtes wärmeisoliertes Bauelement (10), welches eine gezwungene Strömungsbahn für insbesondere sehr kalte Flüssigkeiten, wie zum Beispiel ein Rohr, eine Leitung, einen Schlauch, eine Rohrleitung zum Massentransport von Flüssigkeiten bildet und mit einer Seitenwandung aus mehreren übereinanderliegenden Schichten aufweist, welche wenigstens eine Schicht aus wärmeisolierendem Material (11), die mit dem Werkstoff (V) verkleidet ist und eine Dampfsperre mit sichtbarer bzw. ausgesetzter Fläche bildet, welche ihrerseits nach der Verlegung des genannten Werkstoffes (t¹) mit einem Schutzfilm aus Kunststoff versehen ist, aufweist«

12.- Anwendung nach Anspruch 11 auf ein Bauelement (10), welches außschliesslich aus der rohrförmigen Schicht aus zusammenhängendem wärmeisolierenden Material (11) besteht, welches ausreichend starr ist, um dem inneren durch das geförderte Medium ausgeübten Druck standzuhalten, wobei die genannte rohrförmige Schicht , aus wärmeisolierendem Material (11) gegebenenfalls mit einer äusseren Ummantelung (12) versehen ist und auf ihrer Innenfläche mit der Dampfsperre (1')> welche die innere ausgesetzte Wandungsfläche bildet, verkleidet ist.

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13·-'- Anwendung nach Anspruch 11 auf ein Bauelement (13)> das aus einem Innenrohr (14) besteht, welches durch die Schicht aus wärmeisolierendem Material (15) umgeben wird,die ihrerseits auf ihrer äusseren Fläche mit der Dampfsperre (1')> welche die äussere ausgesetzte Wandungsfläche begrenzt, ausgekleidet ist.

14·- Anwendung des Werkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auf einen dichten wärmeisolierten Behälter (5) für sehr kalte Flüssigkeiten, der eine Wanne mit Mehrschichtenwandung bildet," die in der starren selbsttragenden äusseren Struktur (6) integriert ist, mit einer dünnen inneren Bndwandung zur Speicherung des enthaltenen Mediums, welche aus einer biegsamen undurchlässigen, die primäre Dichtheitssperre bildenden und aus dem Werkstoff (1) zusammengesetzten Membran besteht, sowie mit einer wärmeisolierenden verhältnismässig dicken Zwischenschicht (7) versehen ist, die ihrerseits an der äusseren Struktur (6) befestigt ist und die an die Zwischenschicht anliegende Membran von Letzterer trennt, wobei diese wärmeisolierende Schicht (7) die durch die kryogene Flüssigkeit ausgeübten Belastungen standhält und sie der äusseren Struktur (6) überträgt.

15·- Anwendung nach Anspruch 14 auf einen Behälter mit wenigstens einer undurchlässigen Zwischenwandung, die zwischen der äusseren Struktur (6) und der primären Sperre (1) angeordnet ist und daher eine zweite Dichtheitssperre bildet, welche aus dem Werkstoff . (V) besteht. ·

16.- Anwendung des Werkstoffes"nach Anspruch 10 auf einen dichten geschlossenen wärmeisolierten Behälter (5) für sehr kalte Medien, der eine Wanne mit geschichteter Wandung bildet, die in einer starren selbsttragenden äusseren Rahmenstruktur (6) integriert ist und mit einer dünnen inneren Bndwandung (1 '■) zur Lagerung des enthaltenen Mediums, welche aus einer biegsamen undurchlässigen, die primäre Dichtheitssperre bildenden Membran besteht, sowie mit wenigstens einer wärmeisolierenden verhältnismässig dicken Zwischenschicht (7) versehen ist, die an der äusseren Struktur

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(6) befestigt ist und die an die Zwischenschicht anliegende Membran von dieser Struktur trennt, wobei diese wärmeisolierende Schicht (7) die durch die kryogene Flüssigkeit ausgeübten Belastungen standhält und sie der äusseren Rahmenstruktur (6) überträgt, wobei die genannte primäre Sperre aus dem Werkstoff (1¹) besteht, dessen ausgesetzte Innenfläche (A-') mit einem Schutzfilm (9) aus Kunststoff, der nach der Verlegung des genannten Werkstoffes d¹) aufgetragen wird, verkleidet ist.

17·- Anwendung nach Anspruch 16 auf einen Behälter (5), dessen primäre Sperre (1^!) gegen die Schicht (7) von wärmeisoliendem Material örtlich in voneinander getrennten Punkten (16) geklebt wird uni dabei zwischen den aufeinander folgenden Punkten durch einen Werkstoff Überschuss Falten oder wellige !Erhebungen bildet, so dass der geodätische Abstand zwischen zwei nebeneinander liegenden Punkten auf der Oberfläche der wärmeisolierenden Schicht (7) geringer als die krummlinige Entfernung dieser Punkte an der Oberfläche der primären Sperre ist.

18.- Anwendung des Werkstoffes nach Anspruch 10 auf einen geschlossenen dichten wärmeisolierten Behälter (17) insbesondere für sehr kalte Flüssigkeiten, der eine undurchlässige im wesentlichen starre selbsttragende Metallwanne (20) aufweist, die auf ihrer Aussenfläche mit wenigstens einer an dieser Wannenfläche befestigten Schicht (21, 21') aus wärmeisolierendem Material umgeben ist, wobei die genannte Schicht (21, 21') auf wenigstens ihrer ausgesetzten Umfangsflache mit einer Ummantelung versehen ist, die eine aus dem Werkstoff (1¹) bestehende dichte Dampfsperre bildet.

19·- Anwendung des Werkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auf ein Verbundbauelement, das in Form von einheitlichen Verbundplatten und gegebenenfalls -blocken oder von geschichteten Auskleidungs-, Verkleidungs- und Füllungsplatten vorliegt«

20,- Anwendung nach Anspruch 19 auf ein G-efäss, welches einen Behälter bzw. eine Wanne besitzt, die aus den Verbundbauelementen besteht.

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