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Behälter für den Transport und/oder die Lagerung
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fließfähiger Medien Die Erfindung betrifft einen Behälter für den
Transport und/oder die Lagerung fließfähiger Medien, mit einem allseitig umschlossenen
Innenraum, der mindestens einen Anschlußstutzen zum Füllen und Entleeren aufweist.
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Für die Aufnahme von Erdöl, Erdölprodukten oder anderer Chemikalien
werden tankförmige Behälter benutzt, deren Wände durch die betreffende Flüssigkeit
kontaminiert werden. Die Behälter sind daher in der Regel ausschließlich für die
betreffende Flüssigkeit anwendbar. Vielfach besteht ein Bedürfnis, einen Behälter
nicht nur mit der einen Flüssigkeit zu füllen, sondern gelegentlich auch mit einer
anderen Flüssigkeit. Eine derartige Anwendung ergibt sich beispielsweise in Tankschiffen,
die aus erdölexportierenden Ländern in erdölverbrauchende Länder fahren. Diese Tankschiffe
fahren in der Regel mit leeren Tanks zurück. Die Möglichkeit, die Tanks vor der
Rückfahrt mit Trinkwasser oder Brauchwasser zu
füllen, besteht nicht,
weil dieses Wasser durch die ölrückstände in den Tanks unbrauchbar gemacht würde.
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Dabei besteht in den meisten erdölexportierenden Ländern, in denen
Wüstenklima herrscht, ein erhebliches Bedürfnis nach Wasser, das zu einem großen
Teil durch den Rücktransport der bltanker befriedigt werden könnte.
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Auch auf anderen Gebieten besteht ein Bedürfnis, in einen Behälter
nacheinander zwei verschiedene Flüssigkeiten einzufüllen, ohne daß die zweite Flüssigkeit
mit Rückständen der ersten Flüssigkeit in Berührung kommt. Darüberhinaus kann es
zweckmäßig sein, zwei verschiedene Flüssigkeiten gleichzeitig in einem Behälter
zu speichern, ohne daß sich diese Flüssigkeiten vermischen. In jedem Fall soll das
gesamte Behältervolumen ausgenutzt werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter der eingangs
genannten Art zu schaffen, der die obengenannten Anforderungen erfüllt und eine
Trennung zweier verschiedener Medien, die gleichzeitig oder nacheinander in dem
Behälter vorhanden sind, ermöglicht, wobei jeweils das gesamte Behältervolumen für
die Flüssigkeitsaufnahme zur Verfügung steht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß in dem
Innenraum des Behälters eine einen abgeschlossenen Hohlraum umschließende, im wesentlichen
frei bewegbare flexible Hülle angeordnet ist, die an mindestens einen weiteren Anschlußstutzen
angeschlossen ist, wobei sich das Volumen des Hohl-
raums in Abhängigkeit
von den inneren und äußeren Drücken der Hülle verändert.
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Erfindungsgemäß befindet sich in dem Innenraum des starren Behälters
eine flexible Hülle in Form eines Sackes oder Ballons. Wird der Innenraum des Behälters
mit Flüssigkeit gefüllt, dann wird die flexible Hülle zusammengedrückt, so daß sie
ein sehr kleines Volumen einnimmt. Die sich im Innenraum des Behälters befindende
Flüssigkeit berührt die zusammengedrückte Hülle nur an deren Außenseite. Wird andererseits
der Hohlraum der Hülle mit Flüssigkeit oder mit einem Gas gefüllt, dann dehnt sich
die Hülle derart aus, daß sie maximal das gesamte Volumen des Innenraums des Behälters
ausfüllt. Die Hülle legt sich dabei an die Wände des Innenraumes an und wird von
diesen abgestützt, so daß sie nicht platzen kann. Der Hohlraum der flexiblen Hülle
bildet demnach eine Kammer mit veränderbaren Volumen im Innenraum des Behälters.
Das Material der Hülle ist undurchlässig für jedes der beiden Medien. Die Hülle
kann beispielsweise aus Gummi oder aus einem flexiblen Kunststoffmaterial bestehen.
Wichtig ist, daß dieses Material sowohl mit dem Medium, das mit der Außenseite der
Hülle in Berührung kommt, als auch mit dem Medium, das mit der Innenseite der Hülle
in Berührung kommt, verträglich ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Hülle
unter der Einwirkung ihres Innendrucks elastisch auf ein Mehrfaches ihres Volumens
aufweitbar und ihre Größe ist so bemessen, daß sie bei
größtmöglicher
Aufweitung den Innenraum unter Anpressung an dessen Wände im wesentlichen ausfüllt.
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Eine elastisch verformbare Hülle hat den Vorteil, daß sie sich in
Abhängigkeit von der Menge des in ihr befindlichen Mediums aufweitet und zusammenzieht,
so daß sie jeweils nur die unbedingt erforderliche Größe annimmt. Das von der Hülle
nicht eingenommene Volumen des Behälters bleibt mit Luft oder mit einem anderen
Medium gefüllt. Ferner wird bei einer flexiblen Hülle, die beispielsweise an der
oberen Wand des Behälters befestigt ist, erreicht, daß ein im unteren Bereich des
Behälters befindlicher Auslaufstutzen nicht von dem Material der leeren Hülle verstopft
werden kann.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist die Hülle
ein flexibler aber nicht wesentlich dehnbarer Sack. Ein solcher Sack kann ebenfalls
durch einen von außen einwirkenden Druck zusammengedrückt und durch einen inneren
Druck aufgeweitet werden. Ist er zusammengedrückt, dann nimmt er allerdings im Innern
des Behälters eine nicht definierte Form ein, wenn er nicht durch zusätzliche Befestigungsmittel
festgelegt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Hülle als
Faltenbalg ausgebildet, der sich im entspannten Zustand in definierter Weise zusammenzieht.
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Bei einem derartigen Faltenbalg verbleibt zwar im zusammengedrückten
Zustand ein nicht unbeträchtliches Restvolumen, jedoch bietet der Faltenbalg den
Vorteil einer definierten Verformung.
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Die Hülle ist zweckmäßigerweise derart geformt, das sie im gefüllten
Zustand auch ohne die Umschnürung durch die Wände des Innenraumes im wesentlichen
die Form des Innenraumes annimmt. Hierzu bedarf es einer besonderen Formung und
Anpassung der Hülle an die Form des starren Behälters. Der Vorteil besteht darin,
daß die Hülle im gefüllten Zustand eine gleichmäßige Spannungsverteilung aufweist,
so daß im Material der Hülle keine ausgeprägten Spannungsspitzen auftreten. Dies
kann insbesondere für dehnbare Hüllen von Bedeutung sein. Bei nicht wesentlich dehnbaren
Hüllen besteht der Vorteil, daß die Hülle sich glatt an die Behälterwände anlegt,
so daß Faltenbildungen vermieden werden.
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Bei dehnbaren Hüllen beträgt die Dehnbarkeit vorzugsweise zwischen
etwa 100% bis etwa 2000%. Dies bedeutet, daß das Volumen sich zwischen dem achtfachen
und dem achttausendfachen des Ursprungsvolumens der Hülle vergrößert. Das Ursprungsvolumen
kennzeichnet hierbei die maximale Größe der Hülle im ungespannten Zustand - also
im nicht-zusammengedrückten Zustand Die Hülle benötigt mindestens eine öffnung zum
Füllen und Entleeren. Hierzu weist sie vorteilhaft einen aus relativ hartem Material
bestehenden rohrförmigen Ansatz auf, der in dem weiteren Anschlußstutzen des Behälters
fixiert ist. Auf diese Weise ist die Hülle einerseits relativ zu dem Behälter an
mindestens einer Stelle fixiert, andererseits kann sie sich aber in das Behälterinnere
frei ausdehnen. Vorzugsweise erfolgt die Fixierung an der Oberwand des Behälters,
so daß die Hülle sich beim Füllen des Hohlraumes vornehmlich nach unten hin ausdehnt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat die Hülle die
Form eines Schlauches, dessen beide Enden jeweils mit einem Anschlußstutzen verbunden
sind. Ein derartiger Schlauch erstreckt sich über die gesamte Höhe des Innenraums
des Behälters und er erfährt beim Füllen eine Ausdehnung in seitlicher Richtung.
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Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Behälter mit darin
angeordneter Hülle, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines anderen Behälters
mit Hülle, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig.2, Fig.4 eine
perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Behälters mit Hülle,
Fig. 5 und 6 eine Hülle in Form eines Faltenbalges in aufgeweitetem und in entspanntem
Zustand, und
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform des Behälters
mit sich über die gesamte Behälterhöhe erstreckender schlauchförmiger Hülle.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ein im wesentlichen zylindrischer
Behälter 10 vorgesehen, der in seiner oberen Stirnwand außermittig einen Einlaßstutzen
11 und in seiner unteren Stirnwand mittig einen Auslaßstutzen 12 aufweist. Der Behälter
10 kann aus Metall oder Kunststoff bestehen. Der Innenraum 13'des Behälters 10 dient
zur Aufnahme einer Flüssigkeit.
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In dem Innenraum 13 befindet sich die Hülle 14, die die Form einer
elastisch aufweitbaren Blase hat. Die Hülle 14 ist mit einem rohrförmigen Ansatz
15 versehen, der an seinem Ende einen Stirnflansch 16 aufweist. Der Ansatz 15 und
der Stirnflansch 16 sind starr. Der Ansatz 15 paßt in einen mittig in der oberen
Stirnwand des Behälters 10 angeordneten Anschlußstutzen 17 hinein.
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Die Hülle 14 besteht aus elastischem Material, beispielsweise aus
Gummi. Sie hat im Ursprungszustand die Form eines Ballons.
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Wenn in den Anschlußstutzen 11 des Behälters 10 ein Medium eingefüllt
wird, während der Anschlußstutzen 12 ist, steigt das Medium in dem Behälter an und
verdrängt die flexible Hülle 14 nach oben. Die Hülle 14 wird dabei zusammengedrückt,
so daß sie das für das Medium zur Verfügung stehende Behältervolumen praktisch nicht
verkleinert.
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Ist der Innenraum 13 des Behälters dagegen von Medium leer und wird
in diesem Zustand der Behälter 14 durch den Anschlußstutzen 17 hindurch gefüllt,
dann senkt sich die Wand der Hülle 14 bis auf den Behälterboden hinab, so daß die
Hülle 14, die mit 14' bezeichnete, gestrichelt eingezeichnete Form erhält. Die Hülle
14 kann noch weiter gefüllt und gedehnt werden, wobei sie sich schließlich vollständig
an die Wände des Behälters 10 anlegt.
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Das Entleeren der gedehnten Hülle 14' erfolgt durch den Anschlußstutzen
17 hindurch, beispielsweise mit einem in die Hülle eingeführten Tauchrohr, durch
das das Medium abgesaugt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der Behälter 101 mit seiner
einen Wand 18 der gebogenen Form eines Schiffrumpfes angepaßt. Im übrigen hat der
Behälter rechteckige Form. Im Innern des Behälters 101 befindet sich die flexible
Hülle 141, die ebenfalls aus einem elastischen Material, z.B. Gummi, besteht. Die
Hülle 41 ist so vorgeformt, daß sie im gedehnten Zustand die Innenform des Behälters
101 annimmt. Im ungedehnten Zustand zieht sie sich zusammen. Durch eine öffnung
19 in der Oberwand des Behälters 101 ragt der mit der Hülle 141 integral verbundene
starre rohrförmige Anschlußstutzen 20 hindurch. Dieser Anschlußstutzen, der in Fig.
3 im Schnitt dargestellt ist, weist an seiner Oberseite einen Stirnflansch 21 auf,
gegen den von beiden Seiten her Metallflansche 22,23 gesetzt sind. Der aus drei
Schichten bestehende Verbund-Flansch 21,22,23
weist an seinem Rand
radiale Schlitze 24 auf, durch die Schrauben oder andere Verbindungselemente zum
Anschluß einer Leitung hindurchgesteckt werden können.
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An der Oberwand des Behälters 101 ist ein Anschlußstutzen 25 vorgesehen,
der in den Innenraum des Behälters hineinführt. Aus dem Innenraum führt ein in der
Nähe der Bodenwand vorgesehener Anschlußstutzen 26 zum Entleeren hinaus.
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Der in Fig. 4 dargestellte starre Behälter 102 ist von rechteckiger
Form. Er enthält die flexible dehnbare Hülle 142, die mit ihrem Anschlußstutzen
20 durch die Oberwand des Behälters 102 hindurchgeht und an dieser befestigt ist.
Die Hülle 20 ist so vorgeformt, daß sie sich im gedehnten Zustand vollflächig an
die Innenseiten der Behälterwände anlegt. Die Hülle 142, die mit Ausnahme der Öffnung
des Anschlußstutzens 20 allseitig geschlossen ist, wird durch den Anschlußstutzen
20 hindurch gefüllt. Zum Entleeren der Hülle 142 wird ein Tauchrohr 27 durch den
Anschlußstutzen 20 hindurch in die Hülle 142 eingesenkt. Durch das Tauchrohr 27
hindurch kann das in der Hülle enthaltene Medium abgesaugt werden.
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Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Hülle 143 im gedehnten
Zustand. Der zugehörige starre Behälter ist nicht dargestellt. Die Hülle 143 hat
im wesentlichen zylindrische Form, wobei von ihrer oberen Stirnseite der starre
rohrförmige Anschlußstutzen 20 abgeht. Fig. 6 zeigt dieselbe Hülle 143 im entspannten
Zustand. Aus dieser Darstellung ist erkennbar,
daß die Hülle als
Faltenbalg vorgeformt ist, so daß ihre Wand übereinander angeordnete Ringe bildet
und ziehharmonikaartig gestaltet ist. Bei einem von außen auf die Hülle 143 einwirkenden
Druck zieht sich die Hülle 143 in vertikaler Richtung zusammen, wobei sich die ringförmigen
Falten dicht gegeneinanderlegen.
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Eine ähnliche Ziehharmonikafaltung kann anstelle des dargestellten
Ausführungsbeispiels auch in horizontaler Richtung erfolgen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 hat der starre Behälter 104
eine im wesentlichen zylindrische Form.
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Von der oberen Stirnwand bis zur unteren Stirnwand erstreckt sich
die schlauchförmige flexible Hülle 144.
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Die Hülle 144 weist an ihrem oberen Ende einen Anschlußstutzen 29
und an ihrem unteren Ende einen Anschlußstutzen 30 auf. Diese Anschlußstutzen ragen
durch die jeweilige Stirnwand des Behälters 104 hindurch. Der Behälter 104 weist
ferner an seiner oberen Stirnwand einen Anschlußstutzen 25 und an seiner unteren
Stirnwand einen Anschlußstutzen 26 auf, die mit dem Innenraum 13 in Verbindung stehen.
Wird der Innenraum 13 mit einem ersten Medium gefüllt, dann wird die schlauchförmige
Hülle 144 radial zusammengedrückt.
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Wird andererseits der Hohlraum der Hülle 144 mit einem zweiten Medium
gefüllt, dann weitet sich die Hülle 144 seitlich so weit auf, daß sie sich an die
Behälterwände anlegt, so daß der Hohlraum nunmehr den gesamten Innenraum des Behälters
104 ausfüllt.
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