DE4141896A1

DE4141896A1 - Foam filling of joints in low temp. fluid containers - uses expandable, elastic cross-shaped blocks at joint intersections and covers over joints before polyurethane foam is injected

Info

Publication number: DE4141896A1
Application number: DE19914141896
Authority: DE
Inventors: Peter Ohnimus; Peter Dipl Ing Hainke
Original assignee: Rheinhold and Mahla AG
Current assignee: Bilfinger Berger Industrial Services GmbH
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1993-06-24

Abstract

A process and device for filling joints, esp. panel joints, in containers for low temp. fluid gas, with an insulating material. Expansion joints along all adjacent edges of the panels allow insertion of a cross-shaped elastomeric component at the meeting point of the panel joints. Lateral and longitudinal panel joints are covered on the vehicle side by a shell like cover held by vacuum. The hollow chamber under the shell and between the blocked off panel meeting points are filled with a low temp. flexible polyurethane foam. After foam curing the cross-shaped blocks are removed and the vacant cavities are filled with PU foam. The cross-shaped blocks have a hollow internal chamber allowing them to be pressurised against the joint walls. USE/ADVANTAGE - For filling the joints between panels of low temp. liquified gas containers and avoids the possibility of heat bridging across the joint gap filler.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausfüllen von Fugen an Tiefsttemperaturbehältern, insbesondere von Paneelfu gen von Flüssiggastanks, mit einem isolierenden Material, wobei die einzelnen, rechteckigen Wandungspaneele entlang aller Sei tenkanten durch Dehnungsfugen von den benachbarten Paneelen beabstandet sind, sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for filling in Joints on ultra-low temperature containers, especially of panel fuels gen of liquid gas tanks, with an insulating material, wherein the individual, rectangular wall panels along all sides edge through expansion joints from the adjacent panels are spaced, and devices for performing this Procedure.

Bei Tiefsttemperaturbehältern, wie sie beispielsweise als Flüs siggastanks auf entsprechenden Transportschiffen verwendet wer den, ist es üblich, die Wandungen dieser Tanks mit isolierenden Paneelen zu verkleiden, die üblicherweise aus verstärktem Hart schaum mit einer sichtseitigen Metallplatte bestehen. Diese Paneele sind aus Dehnungsgründen auf Abstand, d. h. mit dazwi schen liegenden Fugen angeordnete wobei diese Fugen bisher mit einem Glaswollematerial ausgefüllt wurden. Beim Füllen der Tanks mit Flüssiggas, das üblicherweise eine Temperatur von -162°C aufweist, ziehen sich die Paneele zusammen, so daß sich die Fugen zwischen den Paneelen noch weiter vergrößern. Bei ei ner solchen Verbreiterung können sich die bisher als Fugenfül ler verwendeten Glaswolleeinlagen ausdehnen, wodurch sich aber das Lückenvolumen innerhalb der Glaswolle erhöht. Dadurch kommt es bei der hohen Temperaturdifferenz von etwa 182°C, nämlich von der Umgebungstemperatur von 20°C auf die Flüssiggastempera tur von -162°C, zu einer freien Konvektion innerhalb der Glas wollefüller und damit zu einer entsprechend erhöhten Wärmeleit fähigkeit. Damit werden diese Fugenfüller zu unerwünschten Wär mebrücken.In the case of low-temperature containers such as rivers siggas tanks are used on corresponding transport ships it is common to insulate the walls of these tanks Panels to be clad, usually made of reinforced hard foam with a visible metal plate. These Panels are spaced apart for reasons of expansion, i. H. with dazwi arranged lying joints, these joints so far with were filled with a glass wool material. When filling the Tanks with liquefied gas, which is usually at a temperature of -162 ° C, the panels contract, so that enlarge the joints between the panels even further. With egg ner such broadening can so far as a joint fill stretch the glass wool inserts used, but this the gap volume within the glass wool increases. It comes it at the high temperature difference of about 182 ° C, namely from the ambient temperature of 20 ° C to the liquid gas temperature from -162 ° C to free convection inside the glass wool filler and thus a correspondingly increased thermal conductivity ability. This makes these joint fillers undesirable heat bridge.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Material und ein Verfahren zur Verfüllung dieser Fugen an zugeben, wonach einmal derartige Wärmebrücken sicher vermieden werden und zum anderen aber auch ein einfaches Verfüllen der Fugen ermöglicht wird.The present invention is therefore based on the object a material and a method for backfilling these joints admit that once such thermal bridges are safely avoided and on the other hand a simple filling of the Jointing is made possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Paneelfugen an ihren Kreuzungspunkten mit einem kreuzförmi gen, abdichtbaren Blockelement ausgefüllt und die sich zwischen den Kreuzungspunkten längs und quer erstreckenden Paneelfugen zur Sichtseite hin mit einer vakuumgehalterten Schalung flüs sigkeitsdicht abgedeckt werden, daß die so entstandenen Hohl räume im Injektionsverfahren mit einem cryogen-flexiblen Schaumstoffsystem ausgefüllt werden und daß nach Aushärtung die Blockelemente an den Kreuzungsstellen entfernt und diese Stel len in gleicher Weise ausgeschäumt werden.To solve this problem, the invention provides that the panel joints at their crossing points with a cross-shaped filled, sealable block element and which between the intersections of longitudinal and transverse panel joints flow to the visible side with a vacuum-held formwork be covered so that the resulting hollow rooms in the injection procedure with a cryogen-flexible Foam system to be filled and that after curing the Block elements removed at the crossing points and this Stel len are foamed in the same way.

Zweckmäßigerweise wird dabei als Schaumsystem ein bei Tiefst temperatur flexibler Polyurethan-Ortschaum verwendet.Appropriately, a foam system is used at low temperature flexible polyurethane foam used.

Damit wird also ein Material zur Verfügung gestellt, daß ein dichtes Ausfüllen der Fugen gewährleistet und daß auch bei ent sprechender Dehnung der Fugen stets eine volle Füllung ohne Entstehen von Wärmebrücken gewährleistet. Darüberhinaus ist es durch die angegebenen Verfahrensschritte möglich, die einzelnen Fugen nach außen sauber abzudichten, so daß sie dann im Injek tionsverfahren leicht mit dem Schaumsystem verfüllt werden kön nen. Thus, a material is made available that a ensures tight filling of the joints and that even with ent speaking expansion of the joints always a full filling without Guaranteed formation of thermal bridges. Furthermore, it is possible through the specified process steps, the individual Seal joints to the outside cleanly, so that they can then be injected can easily be filled with the foam system nen.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Fugen mit dem Schaumsy stem derart verfüllt werden, daß sich eine Rohdichte des die Fugen ausfüllenden Schaumes ergibt, die um etwa 50-80% über der freien Rohdichte des Schaumsystems liegt.It is particularly useful if the joints with the foam system stem be filled in such a way that a bulk density of the Grouting filling foam results that are about 50-80% over the free bulk density of the foam system.

Als eine der Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Kreuzungsblockelemente aus einem teilelastischen Kunststoff- oder Elastomermaterial ge fertigt sind und im Inneren druckluftbeaufschlagbare Kammern zum Anpressen an die Fugenwandungen aufweisen, um damit auch Toleranzen in den Fugenbreiten kompensieren zu können.As one of the devices for performing the method provided according to the invention that the crossing block elements a partially elastic plastic or elastomeric material are manufactured and inside can be pressurized with compressed air for pressing against the joint walls, so as to To be able to compensate for tolerances in the joint widths.

Diese Blockelemente weisen zweckmäßigerweise die Höhe der Fugen und ihre abragenden Kreuzarme angenähert Länge und Breite ent sprechend einer Fugenbreite auf.These block elements expediently have the height of the joints and their protruding cross arms approximate length and width speaking of a joint width.

Eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens be steht erfindungsgemäß darin, daß zur Abschottung der freien Fu genlängen zur Sichtseite hin auf diese Fugen seitlich die be nachbarten Paneele streifenförmig überdeckende Schalungsplatten aufgelegt sind, die über brückenförmige, sich quer zu den Scha lungsplatten erstreckenden Leisten mit an ihren Enden auf be nachbarten Paneelen aufgesetzten Vakuumdosen abdichtend nieder gehalten werden.Another device for performing the method be is according to the invention that for the isolation of the free foot along the visible side on these joints the be neighboring panels formwork panels covering stripes are laid on the bridge-shaped, extending transversely to the Scha tion plates extending strips with at their ends on be adjacent vacuum panels sealed sealing being held.

Zusätzlich können zwischen den querverlaufenden Leisten und den Schalungsplatten noch einstellbare Andruckzylinder angeordnet sein.You can also choose between the transverse bars and the Formwork panels still arranged adjustable pressure cylinders be.

Damit ergeben sich nach allen Seiten sauber abgedichtete Fugen, die anschließend mit dem Schaumsystem im Injektionsverfahren verfüllt werden können. This results in cleanly sealed joints on all sides, which then with the foam system in the injection process can be filled.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Funktions weise eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung näher er läutert. Dabei zeigenBased on a schematic drawing, structure and function example of an embodiment according to the invention he closer purifies. Show

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Paneelbereich mit teilweise eingesetzten Kreuzungsblockelementen und abgedeckten Fugen, Fig. 1 is a plan view of a panel area with partially junction block elements used and covered joints,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Paneelbereich entsprechend der Schnittlinie II-II nach Fig. 1 und Fig. 2 shows a cross section through the panel area according to section line II-II of Fig. 1 and

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Kreuzungsblockele mentes. Fig. 3 is a perspective view of a Kreuzungsblockele mentes.

Wie man aus den Fig. 1 und 2 ersieht, sind auf die eigentli che Tankwandung 1 eine Reihe von Isolierpaneelen 2 aufgesetzt, die beispielsweise eine Größe von 1 m×3 m aufweisen können und zwischen denen sich Längsfugen 3 und Querfugen 4 erstrec ken.As can be seen from FIGS. 1 and 2, a series of insulating panels 2 are placed on the tank wall 1 , which may have a size of 1 m × 3 m, for example, and between which longitudinal joints 3 and transverse joints 4 are first.

Diese Fugen 3 und 4 müssen nun mit einem wärmeisolierenden Ma terial dicht ausgefüllt werden, das auch die Tiefsttemperatur schwindungen der Paneele 2 ausgleichen kann. Nach der Erfindung wird dafür ein bei Tiefsttemperatur flexibler Polyurethan-Ort schaum verwendet, der als flüssige Reaktionsmischung zunächst in die einzelnen Fugen 3 und 4 eingebracht werden muß. Es ist dafür erforderlich, die Fugen 3 und 4 nach allen Seiten sicher abzudichten, damit das flüssige Reaktionsgemisch beim Einfüllen nicht herauslaufen kann.These joints 3 and 4 must now be filled with a heat-insulating material, which can also compensate for the low temperature shrinkage of the panels 2 . According to the invention, a flexible polyurethane foam is used at low temperature, which must first be introduced as a liquid reaction mixture in the individual joints 3 and 4 . It is necessary to securely seal joints 3 and 4 on all sides so that the liquid reaction mixture cannot run out when filling.

Es werden dazu zunächst in die Kreuzungsbereiche zwischen den Längsfugen 3 und den Querfugen 4 kreuzförmige Blockelemente 5 eingesetzt, wie sie in perspektivischer Ansicht in Fig. 3 ein zeln dargestellt sind. Diese Blockelemente 5 weisen dabei vier Kreuzungsarme 6, 7, 8 und 9 auf, deren Breite der Breite einer Fuge 3 oder 4 entspricht und deren Länge angenähert die gleiche Größe hat. Diese Blockelemente 5 sind dabei aus einem teilela stischen Kunststoff- oder Elastomermaterial gefertigt und im Inneren mit nicht näher dargestellten Kammern versehen, die über einen oberseitigen Anschluß 10 mit Preßluft beaufschlagt werden können.. Damit können diese Blockelemente 5 nach Einset zen an die entsprechenden Kreuzungspunkte quasi aufgeblasen und fest gegen die Wandungen benachbarter Paneele 2 gepreßt werden, so daß sie eine sichere Abdichtung jedes Kreuzungsbereiches zu den angrenzenden Fugen 3 und 4 hin bewirken.For this purpose, cross-shaped block elements 5 are first used in the intersection areas between the longitudinal joints 3 and the transverse joints 4 , as shown individually in a perspective view in FIG. 3. These block elements 5 have four crossing arms 6 , 7 , 8 and 9 , the width of which corresponds to the width of a joint 3 or 4 and the length of which is approximately the same size. These block elements 5 are made of a teilela-elastic plastic or elastomer material and provided inside with chambers, not shown, which can be acted upon with compressed air via an upper connection 10 .. This block elements 5 after insertion zen to the corresponding crossing points quasi inflated and pressed firmly against the walls of adjacent panels 2 , so that they bring about a secure seal of each crossing area to the adjacent joints 3 and 4 .

Die Abdichtung der Fugen 3 bzw. 4 geschieht auf folgende Weise. In den Fig. 1 und 2 ist dabei die Abdeckung einer Längsfuge 3 gezeigt. Auf eine solche Fuge 3 wird nunmehr eine Schalungs platte 11 aufgelegt, die die benachbarten Paneele 2 an ihren Längsseiten streifenförmig überdeckt. Zur Halterung dieser Schalungsplatten 11 sind quer zu den Platten brückenförmige Leisten 12 vorgesehen, die an ihren Enden über Vakuumdosen 13 auf das darunterliegende Paneel 2 aufgesetzt sind. Dabei befin den sich zweckmäßigerweise zwischen den querverlaufenden Lei sten 12 und den Schalungsplatten 11 noch einstellbare Andruck zylinder 14, die die Schalungsplatten 11 entsprechend nieder halten.The joints 3 and 4 are sealed in the following way. In Figs. 1 and 2 while covering a longitudinal joint 3 is shown. On such a joint 3 , a formwork plate 11 is now placed, which covers the adjacent panels 2 in strips on their long sides. To hold these formwork panels 11 , bridge-shaped strips 12 are provided transversely to the panels, which are placed at their ends via vacuum sockets 13 on the panel 2 underneath. It is conveniently located between the transverse Lei most 12 and the formwork panels 11 still adjustable pressure cylinder 14 , which hold the formwork panels 11 down accordingly.

Damit ist also durch die beiden Blockelemente 5 sowie die Scha lungsplatte 11 beispielsweise die Längsfuge 3′ nach allen Sei ten sicher abgedichtet und kann jetzt im Injektionsverfahren mit dem Schaumsystem verfüllt werden.So that is sealed by the two block elements 5 and the sounding plate 11, for example, the longitudinal joint 3 'after all Be th and can now be filled with the foam system in the injection process.

Zweckmäßigerweise erfolgt dabei eine Fugenfüllung in der Menge, daß die Rohdichte des die Fugen ausfüllenden Schaumes um etwa 50- 80% über der freien Rohdichte des Schaumstoffes liegt. Wenn beispielsweise die freie Rohdichte dieses cryogen-flexi blen Schaumsystems 28 kg/m³ beträgt, so sollte die Überfüllung der Fuge 3′ in einer solchen Menge erfolgen, daß dann eine Roh dichte von 45 kg/m³ erreicht wird. Damit ist sichergestellt, daß bei einer Schrumpfung der Paneele 2 und einer damit verbun denen Erweiterung der Fugen 3 bzw. 4 der eingefüllte Schaum elastisch expaniert und stets an den Paneelwandungen anliegt.It is expedient for the joints to be filled in such a way that the bulk density of the foam filling the joints is about 50-80% above the free bulk density of the foam. If, for example, the free bulk density of this cryogenic-flexible foam system is 28 kg / m ³ , the joint 3 'should be overfilled in such an amount that a raw density of 45 kg / m ^{3 is then} achieved. This ensures that when the panels 2 shrink and thus expand the joints 3 and 4, the filled foam expands elastically and is always in contact with the panel walls.

Der Schaumvorgang selbst erfolgt zweckmäßigerweise durch eine Hochdruckinjektionsanlage, wobei ein computergesteuertes Men genwahlsystem mit Programmabruf am Injektionskopf verwendet werden kann.The foaming process itself is advantageously carried out by a High-pressure injection system, with a computer-controlled menu Genialwahlsystem with program call on the injection head used can be.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist nur die Füllung einer einzelnen Fuge 3′ dargestellt. Es ist aber in gleicher Weise auch möglich, daß gleichzeitig mehrere Längs- und/oder Querfugen 3 bzw. 4 abgedeckt und verfüllt werden. Nach Aus schäumen der einzelnen Fugen werden dann die entsprechenden Kreuzungsblockelemente 5 entfernt, diese Bereiche gleichfalls abgedeckt und können dann in gleicher Weise ausgeschäumt wer den, wobei die Kreuzungsbereiche dann stirnseitig durch das be reits verfüllte und ausgehärtete Schaumsystem abgedeckt sind.In the illustrated embodiment, only the filling of a single joint 3 'is shown. But it is also possible in the same way that several longitudinal and / or transverse joints 3 and 4 are covered and filled at the same time. After foaming out of the individual joints, the corresponding intersection block elements 5 are then removed, these areas are likewise covered and can then be foamed in the same way, the intersection areas then being covered on the end face by the already filled and hardened foam system.

Das beschriebene Verfahren hat besondere Vorteile auch deshalb, weil damit auf einfache Weise auch die entsprechenden Fugen an den vertikal aufsteigenden Seitenwänden und auch an der Decken fläche eines solchen Flüssiggastankes verfüllt werden können, ohne daß dabei größere Einbauten innerhalb des Tankraumes zur Abdichtung der Fugen erforderlich sind.The described method also has particular advantages because the corresponding joints are also easy to do the vertically ascending side walls and also on the ceiling area of such a liquid gas tank can be filled, without large internals inside the tank room Sealing of the joints are required.

Claims

1. A method for filling joints of deep temperature containers, in particular panel joints of liquid gas tanks, with egg nem insulating material, the individual, rectangular wall panels being spaced apart along all side edges by expansion joints from the adjacent panels, characterized in that the panel joints on their Crossing points are filled with a cross-shaped, sealable block element and the panel joints, which extend longitudinally and transversely between the crossing points, are covered liquid-tight with a vacuum-held formwork, so that the resulting cavities are filled with a cryogen-flexible foam system in the injection process and after that From hardening, the block elements are removed at the crossing points and these points are foamed in the same way.

2. The method according to claim 1, characterized in that as Foam system a flexible polyurethane at low temperature Local foam is used.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the joints with the foam system are filled in such a way that gives a bulk density of the foam filling the joints, which about 50-80% above the free bulk density of the foam system lies.

4. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the crossing block elements ( 5 ) are filled from a partially elastic plastic or elastomer material and have compressed air chambers inside for pressing against the joint walls.

5. The device according to claim 4, characterized in that the block elements ( 5 ) have the height of the joints ( 3 , 4 ) and their projecting cross arms ( 6 , 7 , 8 , 9 ) approximate length and width corresponding to a joint width.

6. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that for sealing off the free joints length to the visible side towards the joints ( 3 , 4 ) the adjacent panels ( 2 ) strip-like covering formwork plate ( 11 ) are placed on the About bridge-shaped, transversely to the formwork panels ( 11 ) extending strips ( 12 ) with at their ends on adjacent panels ( 2 ) vacuum cans ( 13 ) are held down sealingly.

7. The device according to claim 6, characterized in that between the transverse bars ( 12 ) and the Schalungsplat ten ( 11 ) adjustable pressure cylinder ( 14 ) are arranged.