-
Arbeits- und/oder Lagerbehälter für flüssige
-
und/oder gasförmige Stoffe und/oder Schüttgüter Zusatz zu Patent
... (Patentanmeldung P 25 42 437.7) Die Erfindung betrifft einen Arbeits- und/oder
Lagerbehälter mit vornehmlich ebenen Flächen für flüssige und/oder gasförmige Stoffe
und/oder Schüttguter, bei dem die Wandungen aus Gitterrosten hoher Steifigkeit als
Stützkonstruktion und aus einer Innenschale aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff,
die auch den Behälterboden bedeckt, bestehen, nach Patent (Patentanmeldung P 25
42 437.7).
-
Derartige Behälter, die zum Beispiel für größere Trinkwasserreservoire
für die Lagerung von Heizöl, von chemischen Flüssigkeiten und/oder Substanzen oder
dergleichen geeignet sind, sind aus der DT-OS 25 42 437 bekannt. Diese bekannten
Behälterkonstruktionen sind jedoch nur bedingt einsatzfähig, wenn der auf die Innenschale
einwirkende Außendruck größer als der im Behälterinneren
herrschende
Druck ist. Wenn solche Behälter mit einem gegenüber dem zumeist atmosphärischen
Außendruck geringeren Innendruck, das heißt also mit Vakuum in Normalatmosphäre
betrieben werden sollen, besteht die Gefahr, daß die Innenschale von der tragenden
Gitterrostkonstruktion abgehoben wird. Grundsätzlich ist zwar eine mechanische Befestigung
der Innenschale durch Befestigungsklammern an der Gitterrostkonstruktion möglich,
wie dies in der DT-OS 25 42 437 dargestellt und beschrieben ist. Die mechanische
Befestigung birgt jedoch bei größerer Beanspruchung die Gefahr, daß sich an der
Behälterinnenschale Spannungspitzen ausbilden, die ein Brechen der Innenschale zur
Folge haben können.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Behälter der eingancs erwähnten
Art dahingehend zu verbessern, daß sie ohne Schwierigkeiten auch unter einem gegenüber
dem Außendruck hohen Unterdruck betrieben werden können.
-
Diese Aufgabe findet ihre Lösung gemäß der Erfindung im wesentlichen
dadurch, daß der Behälter zumindest im Bereich der Seitenwandungen mit einer luftdichten
Außenwand versehen ist, die an den Gitterrosten aufliegt, und daß entweder die Innenschale
oder die Außenwand mindestens einen Durchbruch aufweist, der mit einer Unterdruckquelle
in Verbindung steht.
-
Durchbricht man die Innenschale eines unter Vakuum stehenden Behälters
mit einer luftdichten Außenwand oberhalb des maximalen Füllstandes des Behälters,
so stellt sich zwischen dem Behälterinneren und dem Raum zwischen Innenschale und
Außenwand ein Gleichgewichtszustand ein. Die zweckmäßig aus Blech bestehende Außenwand
wird durch den an ihrer Außenseite herrschenden Druck belastet, während die Innenschale
durch den Druckausgleich zwischen dem Behälterinneren und dem Raum zwischen den
beiden Behälterwandungen praktisch spannungsfrei bleibt.
-
Das einfache Prinzip der Durchbrechungen an der Innenschale ist immer
dann anwendbar, wenn nicht zu befürchten ist, daß auf die Gitterrostkonstruktion
und die Außenwand korrosiv wirkende Dämpfe oder ähnliches, zum Beispiel durch Druckschwankungen,
hinter die Innenschale dringen. Alleine das Evakuieren des Zwischenraumes zwischen
Innenschale und Außenwand ist für die statisch wirksame Gitterrostkonstruktion und
die Außenwand hinsichtlich Korrosionsbeanspruchung ohne Bedeutung.
-
Eine weitere Möglichkeit der Stabilisierung des Systems besteht darin,
den Unterdruck im Zwischenraum unabhängig vom Druck im Behälter zu erzeugen. Dies
kann durch eine Vakuumpumpe erfolgen, die an einen Durchbruch in der Außenwand angeschlossen
ist. Die Innenschale wird dann luftdicht ausgeführt. Der Unterdruck im Zwischenraum
kann selbstverständlich durch Druckschalter, gegebenenfalls in Abhängigkeit vom
Innendruck des Behälters gesteuert werden. Wenn ein Rückschlagventil zwischen Vakuumpumpe
und Außenverkleidung vorhanden ist,so kann die Vakuumpumpe nach Erreichen eines
bestimmten Unterdruckes in dem Zwischenraum abgeschaltet werden und braucht erst
wieder eingeschaltet zu werden, wenn ein ceringerer Druck im Zwischenraum gewünscht
wird oder der Druck :.m Zwischenraum über einen bestimmten Betrag angestiegen ist.
-
Um den im Zwischenraum erzeugten Unterdruck auch dann aufrechtzuerhalten,
wenn der Behälterinnenraum zeitweise einem höheren Innendruck ausgesetzt ist oder
wenn eventuell die Vakuumpumpe unerwarteterweise ausfallen sollte, kann es in jedem
Falle vorteilhaft sein, daß der Durchbruch durch ein zu der Unterdruckquelle hin
öffnendes Rückschlagventil verschließbar ist.
-
Sofern bei Behältern ohne Vakuumpumpe mit Druckschwankungen während
des Betriebes zu rechnen ist, kann man durch die Anordnung eines Rückschlagventils
an der Innen schale ein Eindringen der im Behälterinneren vorhandenen Atmosphäre
verhindern. Es wird sich dann zwischen den beiden Wänden ein Druck einstellen, der
dem
niedrigsten Druck entspricht. Bei Druckerhöhung im Behälter
bleibt der niedrigere Druck im Zwischenraum erhalten, wodurch die Konstruktion im
stabilen Bereich verbleibt.
-
Wenn damit gerechnet werden muß, daß sich in dem Zwischenraum durch
das Rückschlagventil ein Differenzdruck entwickelt, der die Innenschale von der
Stützkonstruktion abhebt, so kann dem durch eine zusätzliche mechanische Befestigung
der Innenschale an der Stützkonstruktion in einfacher Weise entgegengewirkt werden.
-
Die erfindungsgemäßen Behälter können auch als Stapel- oder Sektionsbehälter
aus mehreren Behälterabschnitten zusammengesetzt sein, wenn nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung jeder Behälterabschnitt an den Enden der aneinanderstoßenden
Gitterrostabschnitte einen umlaufenden, nach außen gerichteten Verbindungsflansch
aufweist, der mit der Außenwand abdichtend verbunden ist und bei aneinander- oder
aufeinandergesetzten Behälterabschnitten einem identischen Verbindungsflansch an
dem benachbarten Behälterabschnitt gegenüberliegt. Haben die einzelnen Behälterabschnitte
einen unterschiedlichen Innendruck, so kann es zweckmäßig sein, auch die umgebenden
Zwischenräume benachbarter Behälter voneinander zu trennen, was nach einem weiteren
Merkmal der Erfindung dadurch geschehen kann, daß die in der Verbindungsebene der
Verbindungsflanschen liegende Wandung der Innenschale an einem der benachbarten
Behälter randseitig zwischen die beiden Verbindungsflansche nach außen ragt und
zwischen diesen über den gesamten Behälterumfang abdichtend eingespannt ist.
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen
Fig. 1 die Konstruktion eines quaderförmigen 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 Wandung des
Behälters gemäß Fig. 1 und 2, Fig. 4 einen Ausschnitt der Behälterwandung mit einem
Durchbruch an der Innenschale des Behälters, Fig. 5 die Anordnung eines Rückschlagventils
an der Durchbrechung der Behälterinnenschale, Fig. 6 einen Ausschnitt einer Behälterwand,
bei der der Zwischenraum mit einer Vakuumpumpe verbunden ist, Fig. 7 eine Rohrdurchführung
bei einem Behälter an der Stelle VII von Fig. 2 in vergrößerter Teildarstellung,
Fig. 8 und 9 zwei verschiedene Anbringungsmöglichkeiten von rechteckigen Anschlußstutzen
an der Stelle VIII des in Fig. 2 gezeigten Behälters, Fig. 10 einen als Stapel-
oder Sektionsbehälter ausgebildeten Behälterabschnitt gemäß Schnitt X - X in Fig.
11, Fig. 11 einen aus mehreren derartigen Behälterabschnitten zusammengesetzten
Stapel- oder Sektionsbehälter, bei dem die Behälterwandung stellenweise entsprechend
Schnittlinie XI - XI in Fig. 10 weggebrochen dargestellt ist, während Fig. 12 und
13 Einzelheiten der Behälterverbindung an den Stellen XII und XIII von Fig. 11 in
vergrößerter Teildarstellung zeigen.
-
Fig. 1 und 2 zeigen einen quaderförmigen, allseitig geschlossenen
Behälter 1, bei dem die Seitenwandungen 2, der Behälterboden 3
und
die Behälterdekce 3a aus Metallgitterrosten 4 hoher Steifigkeit als Stützkonstruktion
und aus einer sowohl die Seitenwände 2 als auch den Behälterboden 3 und die Behälterdecke
3a auskleidenden Innenschale 5 aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff, insbesondere
Kunststoff, bestehen.
-
Die Gitterroste 4 bestehen, wie in Fig. 3 im einzelnen zu erkennen
ist, aus Tragstäben 6 mit einem rechteckigen Profilquerschnitt, die sowohl im Bereich
der Seitenwandungen 2 als auch am Behälterboden 3 und an der Behälterdecke 3a mit
einer ihrer Profil-Schmalseiten hochkant stehend gegen die Innenschale 5 gerichtet
und durch Querstäbe 7 fest miteinander verbunden sind.
-
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 als Innenbehälter ausgebildete Innen schale 5 kann unmittelbar
in die Gitterrostkonstruktion eingefügt werden, wie in Fig.
-
1 und 2 zu erkennen ist, wenn die Steifigkeit der verwendeten plattenförmigen
Werkstoffe ausreicht, um den bei gefülltem Behälter auftretenden Behälterinnendruck
aufzunehmen, das heißt also, wenn die zwischen den Stäben 6, 7 des Gitterrostes
4 auftretende Durchbiegung der Innenschale 5 klein genug ist, um technisch nicht
zu stören.
-
Die Innenschale 5 ist im übrigen in allen ihren wesentlichen Einzelheiten
so ausgebildet, wie dies in der DT-OS 25 42 437 beschrieben worden ist. Dies gilt
auch hinsichtlich der dort beschriebenen zusätzlichen Abstützung bei großen Behältern,
bei
denen das Trägheits- bzw. Widerstandsmoment der Gitterroste
nicht mehr ausreicht, um die ganze Last der Behälterseitenwandungen zu tragen. Auch
können die Tragstäbe 6 bei Bedarf im oberen Teil des Behälters 1 entsprechend des
statischen Erfordernissen dünner oder in einem größeren gegenseitigen Abstand als
im unteren Behälterteil ausgebildet sein.
-
Zusätzlich zu der bekannten Behälterkonstruktion ist der in Fig. 1
und 2 gezeigte Behälter mit einer luftdichten Außenwand 20 versehen, die zweckmäßig
aus Blech besteht und an den Gitterrosten 4, 6, 7 aufliegt. Dies ist im einzelnen
in Fig.
-
4 bis 9 zu erkennen.
-
Bei dem in Fig. 4 gezeigten vergrößerten Behälterausschnitt ist an
der Behälterinnenschale ein Durchbruch 21 vorgesehen, durch den ein Ausgleich zwischen
dem im Behälterinnenraum herrschenden Unterdruck und dem Druck im Zwischenraum zwischen
der Innenschale 5 und der luftdichten Außenwand 20, das heißt also im Bereich der
Gitterrostkonstruktion 4, 6, 7, möglich ist.
-
In Fig. 5 ist der Durchbruch 21 durch ein zum Behälterinneren hin
öffnendes federbelastetes Rückschlagventil 22 verschließbar, dessen Führungskörper
23 an der Innenschale 5 befestigt ist. Außerdem ist an der Außenseite der Innenschale
5 eine Befestigungsklammer 13 dargestellt, die ebenso wie in der DT-OS 25 42 437
über einen Querstab 7 hinweg so an die Innenschale 5 angeschweißt ist, daß die Innenschale
in diesem Bereich zwar an dem Gitterrost 4 gesichert ist, jedoch gleichzeitig noch
eine Dehnung der Innenschale in beschränktem Maße möglich ist.
-
Die Befestigungsklammer 13 kann natürlich auch an die Innenschale
5 angeklebt sein.
-
Bei dem Ausschnitt von Fig. 6 ist der Durchbruch 21 nicht an der Innenschale
5, sondern an der Außenwand 20 vorgesehen und steht über einen Schlauch oder eine
Rohrleitung 24 mit einer Vakuumpumpe
25 in Verbindung, die beispielsweise
auf einer an der Außenwand 20 befestigten Konsole 26 montiert ist. Auch hier kann
in dem Schlauchanschluß oder in der Rohrleitung 24 ein Rückschlagventil angebracht
sein.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel von Fig. 7 ist ein Anschlußstutzen 30
(Einzelheit VII in Fig. 2) für eine Rohrleitung oder dergleichen mit der Innen schale
5 fest verschweißt und durch die Außenwand 20 mit Spiel hindurchgeführt. Die Durchführung
an der Außenwand ist durch eine Dichtungsanordnung 31, vorzugsweise eine 0-Ring-Dichtung,
abgedichtet.
-
In Fig. 8 und 9 sind Durchführungen von rechteckigen Anschlußstutzen
40, die mit der Innenschale 5 fest verschweißt sind, durch die Außenwand 20 entsprechend
der Einzelheit VIII in Fig.
-
2 gezeigt.
-
Sowohl in Fig. 8 als auch in Fig. 9 ist der Anschlußstutzen an seinem
innenliegenden Ende bei 41 mit der Innenschale 5 fest verschweißt. In Fig. 9 weist
der Anschlußstutzen 40 zusätzlich eine in die Innenschale 5 hineinragende Dehnungsschleife
42 auf, um eventuelle äußere mechanische Belastungen besser aufnehmen zu können.
In beiden Fällen hat der Anschlußstutzen 40 an seinem äußeren Ende einen nach außen
gerichteten Befestigungsflansch 43 und ist von einem Mantelstutzen 44 mit Spiel
umgeben, der an einem Ende mit der Außenwand 20 fest verbunden bzw. verschweißt
ist und am anderen Ende einen nach außen gerichteten Verbindungsflansch 45 hat,
der gegebenenfalls unter Einschaltung einer Ringdichtung mit dem Befestigungsflansch
43 des Anschlußstutzens 40 abdichtend verbunden ist. Die Außenseite des Befestigungsflansches
ist bei beiden gezeigten Ausführungsbeispielen durch einen Abschlußdeckel oder Blindflansch
46 verschlossen.
-
In Fig. 10 ist ein Abschnitt 1a eines Stapel- oder Sektionsbehälters
gezeigt, der aus mehreren Behälterabschnitten zusammensetzbar
ist.
Die Innenschale 5 und die Außenwand 20 sind dabei genauso ausgebildet, wie dies
in Verbindung mit Fig. 1 und 2 der Zeichnung beschrieben wordenist. Jeder Behälterabschnitt
weist jedoch an den Enden der Gitterrostabschnitte 4, 6, 7, die beim Zusammenbau
der Behälterabschnitte 1a, 1b, 1c entsprechend Fig.
-
11 bis 13 aneinanderstoßen, einen nach außen gerichteten Verbindungsflansch
50 auf, der mit der Außenwand 20 abdichtend verbunden ist und bei aneinander- oder
aufeinandergesetzten Behälterabschnitten la, 1b, lc einem identischen Verbindungsflansch
51 an dem benachbarten Behälterabschnitt gegenüberliegt.
-
Die Flanschverbindung 50, 51 der Behälterabschnitte wird im folgenden
anhand der in Fig. 12 und 13 vergrößert dargestellten Ausschnitte XII und XIII von
Fig. 11 näher erläutert.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 12 ist die Flanschverbindung
50, 51 so ausgebildet, daß die Außenwände 20 der beiden Behälterabschnitte 1a, 1b
durch angeschweißte umlaufende und miteinander verschraubte U-Profil-Flansche fest
verbunden sind, während die Zwischenräume zwischen Innenschale 5 und Außenwand 20
an beiden benachbarten Behälterabschnitten 1a, ib ineinander übergehen und dadurch
stets unter einem gleichen Innendruck stehen.
-
Bei dem in Fig. 13 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Zwischenräume
demgegenüber druckmäßig dadurch gegeneinander abeschirmt, daß bei einem (1c) der
beiden Behälterabschnitte 1b, 1c die in der Verbindungsebene der beiden Verbindungsflansche
liegende Wandung 5a der Innenschale mit ihrem Rand Sb zwischen die beiden Verbindungsflansche
50, 51 nach außen hervorsteht und zwischen diesen über den gesamten Behälterumfang
abdichtend eingespannt ist.
-
In beiden gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Gitterrostkonstruktionen
der benachbarten Behälterabschnitte 1a, 1b, 1c jeweils
bei 52
mit den U-Profilschenkeln der Verbindungsflansche 50, 51 verschweißt, so daß die
aus der Verbindung der Behälterabschnitte resultierenden Kräfte von den Gitterrostkonstruktionen
und nicht von den mit den Flanschen verbundenen Außenwänden 20 aufgenommen werden.
-
Leerseite