DE3709152A1 - Behaelter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Silos, Tanks oder Mischsilos für verfahrenstechnische Prozesse benötigen Einbauten, z.B. Rohre im Behälterin­ neren. Die Rohre werden durch Reibung in lotrechter Richtung und mit Querkräften in horizontaler Richtung belastet. Daraus resultieren Knickbelastungen für die Rohre, die deshalb einer Aussteifung bedürfen. Aus der Praxis ist es bekannt, jedes Rohr in relativ kurzen Ab­ ständen mit winkelförmigen Haltern an der Behälterwand abzustützen. Über die Halter werden Radial-, Vertikal- und Tangentialkräfte in die Behälterwand eingeleitet, die bei der Auslegung des Behälters zu berücksichtigen sind. Es ergibt sich eine große Zahl von Befestigungs­ stellen für die Halter, was den Herstellungsaufwand er­ höht. Aus der DE-PS 27 58 902 ist es bekannt, bei in ei­ nem erheblichen Abstand von der Behälterwand verlaufen­ den Rohren in der Mitte des Behälters ein über die ge­ samte Behälterlänge durchlaufendes großes und steifes Zentralrohr anzubringen und die weiteren Rohre am Zen­ tralrohr abzustützen. Nachteilig ist hierbei, daß ein erheblicher Teil des Behälterfassungsvermögens ungenutzt bleibt und das Zentralrohr schwer ist und einen be­ trächtlichen Materialaufwand bedeutet. Aus der DE-PS 17 57 540 ist es bekannt, zur Erhöhung der Steifigkeit von Rohreinbauten mehrere Einzelrohre zu einem Rohrbündel zusammenzufassen. Jedoch ist auch das Rohrbündel im Be­ hälter mit zahlreichen Haltern an der Behälterwand zu befestigen.

Bei einem aus der DE-PS 33 26 005 bekannten Behälter der eingangs genannten Art sind über die Behälterlänge meh­ rere dreieckige Stützelemente vorgesehen, deren Dreieck­ enden an der Behälterwand befestigt sind. Die Rohre sind ihrerseits an den Dreiecksseiten jedes Stützelementes befestigt. Hierbei ist zur Erhöhung der Knickfestigkeit der Rohre und zu deren Abstützung die Anbringung der Stützelemente an der Behälterwand erforderlich. Es be­ deutet dies einen erheblichen baulichen Aufwand bei der Herstellung des Behälters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Knickfestigkeit und Abstützung der Rohre auf baulich und montagetechnisch einfachere Weise erreicht werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei dieser Ausbildung stellt das käfigartige, biegestei­ fe Gebilde aus den Rohren und mindestens einem Ring be­ reits eine Erhöhung der Knickfestigkeit und eine wirksa­ me Abstützung der Rohre sicher. Es reicht dann aus, das käfigartige Gebilde am Deckel oder Bodenabschluß des Be­ hälters und/oder auch an der Behälterwand abzustützen, jedoch in erheblich weniger Abstützpunkten als beim Stand der Technik. Gegebenenfalls entfallen Abstützungen an der Behälterwand überhaupt.

Das käfigartige Gebilde kann außerhalb des Behälters vorgefertigt und dann in diesen eingebracht und in ihm abgestützt werden. Dies vereinfacht die Herstellung des Behälters und vor allem die Montage.

Ein gestaltfestes, biegesteifes Gebilde entsteht bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 2. Kräfte, die die Rohre nach außen auszuknicken suchen, brauchen hierbei nicht über die Verbindung zwischen den Rohren und dem Ring aufgenommen zu werden, sondern werden allein durch den die Rohre außen umfassenden Ring aufgenommen.

Zweckmäßig ist die Ausführungsform von Anspruch 3, weil der Ring in Form eines Vieleckes die kürzesten und ge­ radlinigen Verbindungen zwischen jeweils zwei Rohren herstellt.

Hinsichtlich der Krafteinleitung in den Ring und der Verbindung der Rohre mit dem Ring ist die Ausführungs­ form von Anspruch 4 zweckmäßig.

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform geht aus An­ spruch 5 hervor. Mit mehreren Ringen wird ein sehr bie­ gesteifes käfigartiges Gebilde geschaffen, das problem­ los außerhalb des Behälters vorfertigbar und in diesem als Baueinheit einbringbar ist.

Die Gestaltfestigkeit des käfigartigen Gebildes wird bei der Ausführungsform von Anspruch 6 noch erhöht.

Bei der Ausführungsform von Anspruch 7 ergeben sich in der Ringebene ober parallel zu dieser jeweils besonders verformungsfeste Abschnitte im käfigartigen Gebilde.

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform geht aus An­ spruch 8 hervor. Hier wirken die Versteifungsstreben wie Speichen eines Rades, so daß die Rohre im Ring sehr fest abgestützt sind.

Bei einer weiteren, zweckmäßigen Ausführungsform erbrin­ gen die zusätzlichen Zugstreben eine zusätzliche Erhö­ hung der Gestaltfestigkeit des käfigartigen Gebildes und damit eine Erhöhung der Knickfestigkeit der Rohre.

Ein baulich einfache Ausführungsform geht aus Anspruch 10 hervor. Die Seilabschnitte sind dabei in ihrer Mate­ rialauswahl auf die chemischen und fertigungstechnischen Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalles abge­ stimmt.

Für die Befestigung der Zugstreben sind zwei alternative Lösungen gemäß Anspruch 11 zweckmäßig.

Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform, bei der das käfigartige Gebilde auch an der Behälterwand abgestützt ist, geht aus Anspruch 12 hervor. Die winkelförmigen Ab­ stützteile sind primär zur Lagesicherung des käfigarti­ gen Gebildes im Behälter und nur sekundär auch zur Erhö­ hung der Knickfestigkeit der Rohre vorgesehen. Es braucht dabei nicht jedes Rohr mit einem Abstützteil an der Behälterwand abgestützt zu sein. Es ist nur eine ge­ ringe Zahl solcher Abstützteile im Behälter erforder­ lich.

Günstig ist dabei die Maßnahme von Anspruch 13, weil auf diese Weise jedes Rohr in der Ecke des Rings und im Win­ kels des Abstützteils sehr stabil gehalten wird.

Wichtig ist ferner die Maßnahme von Anspruch 14, weil durch das Zusammenfassen mehrerer Schenkelenden an einem gemeinsamen Futterblech die Zahl der Befestigungsstellen an der Behälterwand so klein wie möglich gehalten ist.

Eine weitere, besonders wichtige Maßnahme geht aus An­ spruch 15 hervor. Bei der Vertikalmontage des Behälters werden die Abstützteile während des Baufortschrittes an der Behälterwand befestigt. Vor Schließen des Behälters mit dem Deckel werden die Ringe von oben auf den Ab­ stützteilen positioniert, ehe die Rohre von oben einge­ schoben werden. Es ist dabei eine natürliche Führung für die Rohre gegeben, wodurch die Montage erleichtert wird. Allerdings ist es nicht erforderlich, daß in jeder Ecke des Ringes ein Rohr positioniert wird. Bei nur einen Teil der Länge des Behälters überdeckenden Rohren können trotzdem über die gesamte Behälterhöhe die gleichen Rin­ ge verwendet werden. Bleiben Ecken des Ringes wegen kür­ zerer Rohre frei, so stört dies die Schaffung des käfig­ artigen Gebildes nur in vernachlässigbarem Maß.

Eine weitere, zweckmäßige Ausführungsform, bei der die Rohre von einem Behälterende aus einschiebbar sind, geht aus Anspruch 16 hervor. Hierbei bilden die Abstützteile die Auflager für die Mehreckringe des käfigartigen Ge­ bildes, so daß die Montage erleichtert wird. Das Verbin­ den der Rohre mit den Abstützteilen kann entweder unter­ bleiben oder nach Einführen des käfigkartigen Gebildes vorgenommen werden.

Herstellungstechnisch ist die Ausführungsform von An­ spruch 17 günstig, weil für größere Behälter der Ring aus einem zusammenhängenden Profilstrang schwierig zu formen wäre.

Zweckmäßig sind ferner die Befestigungsarten gemäß An­ spruch 19 und/oder gemäß Anspruch 20.

Beim horizontalen Einbau der Rohre ist es zweckmäßig, das vorgefertigte käfigartige Gebilde aus Rohren und Ringen als Einheit einzusetzen, bevor der Behälter ver­ schlossen wird. Bei einem kleinen Teilkreisdurchmesser der Rohre ist auch die Montage durch eine entsprechende Öffnung im Dach nachträglich möglich, d.h. es lassen sich auf diese Weise auch bereits im Betrieb gewesene Behälter nachträglich umrüsten, d.h. auch stehende Be­ hälter.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfin­ dungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Innenan­ sicht eines stehenden Behäl­ ters mit Rohreinbauten, wobei die Rohreinbauten zum besse­ ren Verständnis unterbrochen dargestellt sind,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine wei­ tere Ausführungsform eines Behälters bei abgenommenem Deckel,

Fig. 3 eine perspektivische Innenan­ sicht eines Behälters von Fig. 2, und

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich der von Fig. 2 einer anderen Ausfüh­ rungsform eines Behälters.

Ein Behälter 1 gemäß Fig. 1 besitzt eine zylindrische Behälterwand 2 und einen oberen Verschlußdeckel 3. Im Behälterinneren 4 ist ein käfigartiges Gebilde G ange­ ordnet, das aus annähernd vertikal verlaufenden, paral­ lelen Rohren 5 a-5 e und in Abständen angeordneten, senkrecht zur Behälterlängsachse liegenden Ringen 6, im vorliegenden Ausführungsfall regelmäßige Fünfecke, be­ steht. Der Behälter 1 ist ein Schüttgutbehälter, aus dem über die Rohre 5 a-5 e aus unterschiedlichen Höhenberei­ chen Schüttgut abgezogen oder trockene Luft zum Trocknen des Schüttgutes eingeblasen werden kann.

Die Rohre 5 a-5 e sind innen in die mit 8 bezeichneten Ecken der Ringe eingesetzt und, z.B. durch Schweißen, bei 9 fest mit dem Ring 6 verbunden. Die geraden Ab­ schnitte 7 des Ringes 6 verbinden jeweils zwei benach­ barte Rohre. Zusätzlich sind zwischen jeweils zwei be­ nachbarten Rohren schrägverlaufende Zugstreben 10 befe­ stigt (bei 12) die das Gebilde G fachwerkartig erwei­ tern. Obwohl nur jeweils eine Zugstrebe 10 zwischen zwei benachbarten Rohren verläuft, könnten auch zwei sich überkreuzende und im Kreuzungspunkt miteinander verbun­ dene Zugstreben vorgesehen sein. Die Zugstreben 10 müs­ sen nicht notwendigerweise an den Rohren befestigt sein. Sie könnten genauso gut auch an den Ringen 6 befestigt sein.

Die Ringe 6 bestehen zweckmäßigerweise aus Bandmaterial, das zur Bildung der Ecken 8 eingekerbt wurde oder im Be­ reich der Ecken 8 der Rundung der Rohre 5 a-5 e entspre­ chend bogenförmig ausgekehlt ist. Die Ringe könnte auch aus einem extrudiertem Leichtmetall, z.B. Aluminium, hergestellt sein. Die Zugstreben 10 sind entweder aus Bandmaterial hergestellt oder bestehen aus extrudiertem Leichtmetall. Denkbar wäre auch die Verwendung von Seil­ abschnitten als Zugstreben 10. Das Gebilde G kann am Deckel 3, z.B. in Führungsbereichen 11, und/oder am nicht-dargestellten Bodenabschluß des Behälters 1 abge­ stützt sein. Gegebenenfalls sind auch nicht-dargestellte Abstützungen an der Behälterwand 2 vorgesehen.

Der Behälter 1′ gemäß den Fig. 2 und 3 enthält wiederum ein käfigartiges, selbsttragendes Gebilde G im Behälter­ inneren 4, wobei jedoch keine Zugstreben wie im vorher­ gehenden Ausführungsbeispiel vorgesehen sind. Das Gebil­ de G ist bei dieser Ausführungsform über mehrere Abstützteile 12 an der Behälterwand 2 abgestützt. Die Abstützteile 12 sind winkelförmig und besitzen zwei aus­ einanderstrebende Schenkel 13 und 14. Die Abstützteile 12 sind von innen um die Rohre 5 a-5 e herumgelegt und mit den Enden ihrer Schenkel an Futterblechen 24 befe­ stigt, die ihrerseits an der Behälterwand 2 festgelegt sind, z.B. durch eine Schweißung 17. Dabei werden je­ weils die Enden zweier Schenkel 13, 14 zweier benachbar­ ter Abstützteile 12 gemeinsam auf einem Futterblech 24 festgelegt, z.B. durch Schweißungen 16, so daß die Zahl der Befestigungsstellen an der Behälterwand 2 so niedrig wie möglich ist. In Fig. 2 sind für alle Rohre 5 a-5 e Abstützteile 12 dargestellt. Es können aber auch weniger Abstützteile 12 vorgesehen werden. Die Abstützteile 12 erstrecken sich annähernd parallel zu den Ringen 6, je­ doch unterhalb oder oberhalb derselben. Die Rohre 5 a-5 e sind in den Winkel 15 der Abstützteile 12 ebenfalls befestigt, z.B. durch eine Schweißung 16. Die Enden der Schenkel 13, 14 der Abstützteile 12 sind am jeweiligen Futterblech 24 mit einem Zwischenabstand angeschweißt, um die Montage zu vereinfachen. Der vertikale Abstand zwischen den Ringen 6 richtet sich nach der erforderli­ chen Aussteifung, die von den zu erwartenden Belastun­ gen, der Größe des Behälters und der Länge, dem Durch­ messer und dem Material der Rohre abhängt. Die Abstütz­ teile 12 können auch mit einem erheblichen Abstand zu den Ringen 6 angeordnet sein, so wie dies in Fig. 3 im unteren Teil des Behälters erkennbar ist.

Dadurch, daß der Ring 6 jedes Rohr 5 a-5 e von außen und jeder Abstützteil 12 das gleiche Rohr von innen umfaßt, wird für jedes Rohr eine Führung 18 geschaffen, die vor­ teilhaft für die Montage und das Festschweißen dient.

Bei dem Behälter 1′′ gemäß Fig. 4 werden die Rohre 5 a-5 e außen vom Ring 6 umschlossen. Sie sind am Ring 6 festgeschweißt. Zusätzlich dazu sind zwischen jeweils zweien der Rohre 5 a-5 e Versteifungsstreben 20 einge­ setzt, die auch wie die Zugstreben 10 von Fig. 1 verlau­ fen können. In der dargestellten Ausführungsform verlau­ fen die Versteifungsstreben entweder in der Ebene des Ringes 6 oder darüber oder darunter.

Weiterhin sind Versteifungsstreben 21 vorgesehen, die in der Ebene des Ringes 6 bzw. parallel zu dessen Ebene liegen und von einem gemeinsamen Knotenpunkt 23 ausge­ hend strahlenförmig zu den Rohren 5 a-5 e führen. Die Versteifungsstreben 21 sind wie auch die Versteifungs­ streben 20 annähernd senkrecht auf der Rohroberfläche mit einem stumpfen Stoß, z.B. bei 22, festgeschweißt. Das käfigartige Gebilde G ist zweckmäßigerweise am Deckel und am Bodenabschluß des Behälters 1′′ geführt. Denk­ bar wäre es auch, zusätzlich die in Fig. 3 gezeigten Ab­ stützteile 12 vorzusehen.

Claims (20)

1. Behälter, insbesondere Silo, Tank oder Mischsilo mit mehreren im Behälterinneren liegenden Rohren, mit einem Deckel und einem Bodenabschluß und mit wenigstens einem zur Behälterlängsachse etwa senkrecht stehenden Stütz­ element, an dem die Rohre befestigt sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Stützelement ein im Abstand von der Behälterwand (3) umlaufender, geschlossener Ring (6) ist, der mit den im wesentlichen zur Behälterlängsachse parallel verlaufenden Rohren (5 a-5 e) ein käfigartiges biegesteifes Gebilde (G) bildet, das am Deckel (3) bzw. Bodenabschluß und/oder an der Behälterwand (2) abge­ stützt ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) außen um die Rohre (5 a-5 e) umgeschrieben ist.

3. Behälter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (6) ein Vieleck ist, und daß die Rohre (5 a-5 e) in Ecken (8) des Vieleckes befestigt sind.

4. Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken (8) des Ringes (6) dem Außenumfang der Rohre (5 a-5 e) entsprechend geformt, z.B. gerundet, sind.

5. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die Behälterlänge meh­ rere Ringe (6) mit Zwischenabständen vorgesehen sind.

6. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rohren (5 a- 5 e) Versteifungsstreben (10, 21, 20) vorgesehen sind.

7. Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsstreben (20, 21) in einer zur Ringebene prallelen Ebene oder in der Ringebene liegen.

8. Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsstreben (21) einenends einen gemeinsamen Knotenpunkt (23) aufweisen und davon ausgehend strahlen­ förmig zu den Rohren (5 a-5 e) verlaufen.

9. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei be­ nachbarten Ecken (8) des Ringes (6) befestigten Rohren (5 a-5 e) schräg zur Ringebene verlaufende Zugstreben (10) vorgesehen sind, die das käfigartige Gebilde (G) fachwerkartig erweitern.

10. Behälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstreben (10) aus Seilabschnitten bestehen.

11. Behälter nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Enden jeder Zugstrebe (10) an den Rohren (5 a-5 e) und/oder an zwei benachbarten Ringen (6) befestigt sind.

12. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß winkelförmige Abstütz­ teile (12) vorgesehen sind, deren jeder annähernd paral­ lel zur Ringebene liegt und um zumindest eines der in einer Ecke (8) des Ringes (6) gefaßten Rohre (5 a-5 e) innenseitig herumgelegt ist, und daß die beiden Enden der Schenkel (13, 14) des Abstützteiles (12) an der Be­ hälterwand (2) befestigt sind.

13. Behälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (5 a-5 e) im Winkel (15) des Abstützteils (12) befestigt ist.

14. Behälter nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeweils die Enden zweier benachbarter Schenkel (13, 14) zweier benachbarter Abstützteile (12) an einem gemeinsamen, an der Behälterwand (2) befestig­ ten Futterblech (15) befestigt sind.

15. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (15) jedes Abstützteils (12) zusammen mit der in Rohrlängsrichtung darauf ausgerichteten Ecke (8) des Ringes (6) eine Ein­ schiebeführung (18) für das Rohr (5 a-5 e) bildet.

16. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Rohre von einem Behälterende aus ein­ schiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstütz­ teile (12) in Einschieberichtung vor dem Ring (6) ange­ ordnet sind und als Auflager für den Ring dienen, bis die Rohre (5 a-5 e) eingeschoben und daran festgelegt sind.

17. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) aus einzel­ nen Abschnitten besteht, von denen jeder mit seinen bei­ den Enden an zwei benachbarten Rohren, vorzugsweise in je einem senkrechten stumpfen Stoß, befestigt ist.

18. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (6) und die Ab­ schnittsteile (12) aus gebogenen Einzelabschnitten aus Profilmaterial zusammengesetzt sind.

19. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ring (6), die Ab­ stützteile (12), die Zugstreben (10) und die Verstei­ fungsstreben (21, 20) durch Schweißen, Nieten, Schrau­ ben, Klemmen oder Kleben mit den Rohren verbunden sind.

20. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Futterbleche (24) durch Schweißen, Nieten, Schrauben, Klemmen oder Kleben mit der Behälterwand (2) verbunden sind.