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Wasserloser Glockengasbehälter mit Gleitdichtung Die in der Praxis
bekannten trockenen oder wasserlosen Gasbehälter bestehen aus einem senkrecht stehenden,
rohrförmigen Mantel von kreisrundem oder vieleckigem Querschnitt, in welchem sich
eine Abschlußscheibe bewegt. Gegenstand der Erfindung ist demgegenüber eine Anordnung
für trockene oder wasserlose Gasbehälter, deren hauptsächlichstes Kennzeichen darin
besteht, daß über einem feststehenden Boden eine am Umfang des Bodens gleitende
und gegen dessen Rand abgedichtete Glocke gestülpt ist, welche mit der zu- oder
abnehmenden Gasfüllung steigt oder fällt. Die Abdichtung kann von ganz beliebiger
Art sein, entweder ganz trocken, oder es können irgendwelche geeignete Abdichtungsmittel
verwendet werden, wie Flüssigkeiten, Fette von größerer oder geringerer Konsistenz,
Gase oder sonstige geeignete Stoffe.
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Diese Anordnung besitzt gegenüber den bekannten Scheibengasbehältern
wie auch gegenüber den neuerdings vorgeschlagenen Teleskopgasbehältern mit Gleitdichtung
eine Reihe sehr erheblicher Vorteile.
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Ein empfindlicher Mangel sowohl der Teleskopgasbehälter mit Gleitdichtung
als auch der Scheibengasbehälter liegt darin, daß die Abdichtungsstelle beweglich
ist. Bei den Scheibengasbehältern ist sie außerdem schwer zugänglich, da man, um
sie zu erreichen, erst die ganze Behälterwand auf der Außenseite ersteigen und dann
auf der Innenseite des Behälters wieder auf die Scheibe absteigen muß. Bei der vorliegenden
Erfindung bleibt die Abdichtungsstelle am Bodenrand stets am gleichen Ort und ist,
ebenso wie die Führungsrollen bzw. Gleitbacken, leicht zugänglich.
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Ein weiterer Vorteil, insbesondere gegenüber den Scheibengasbehältern,
liegt darin, daß abgeschlossene Räume, in welchen sich bei Undichtigkeiten der Blechwand
explosible Gemische bilden können, vermieden sind.
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Ein sehr wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht weiterhin darin,
daß die in der Behälterwand auftretenden Kräfte erheblich vermindert werden und
infolgedessen die Wand der Glocke wesentlich leichter werden kann als bei bekannten
Anordnungen.
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Der neue Behälter kann sowohl mit rundem als auch mit vieleckigem
Grundriß ausgeführt werden.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in
mehreren Ausführungsformen dargestellt. In Fig. r stellt a den Boden dar, welcher
durch ein entsprechendes Gerüst b getragen wird. Der Boden a kann mit einer verschließbaren
Öffnung versehen sein, um Niederschlagswasser aus dem Inneren des Behälters abzulassen.
Diese Öffnung wird zweckmäßigerweise an den Bodenrand verlegt, und rings um diesen
kann eine Heizvorrichtung vorgesehen
sein, welche das bei Frost
am Mantel sich absetzende Eis zum Schmelzen bringt. Um ein Festhaften des Eises
an der Innenseite des Mantels zu- verhindern, können Berieselungsvorrichtungen q
(Fig.4) angeord= net sein, durch welche Teeröl am Umfang des Mantels verteilt wird.
Über dem Boden befindet sich die Behälterglocke c, welche an den Stellen d in bekannter
Weise gegen den Umfang der Abschlußscheibe abgedichtet ist und sich dort an ihr
führt. Der Boden a trägt in seiner Mitte das fest mit ihm verbundene Führungsrohr
f, an welchem mittels einer zentralen Öffnung die Glocke in ihrem oberen Teil nochmals
geführt ist. Der Anschluß der Glocke c an das Führungsrohr f wird gleichfalls in
bekannter Weise mit einer Abdichtungsvorrichtung versehen.
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Derartige mittlere Führungen für die Behälterglocke sind _ bei Gasbehältern
mit Wasserbassin schon früher vorgeschlagen worden. Ihre Verwendung stößt dort jedoch
auf erhebliche Schwierigkeiten, weil dieses mittlere Führungsorgan, wenn es seinen
Zweck erfüllen, also erhebliche Seitendrücke aufnehmen soll, eine sehr kräftige
Fundierung im Behälterboden erhalten muß. Die Behälterböden von Gasbehältern mit
Wasserfüllung bestehen bekanntlich aus Mauerwerk, gegebenenfalls sind sie mit einem
dünnen Bodenblech belegt. Eine ausreichende Standfestigkeit des mittleren Führungsorgans
bedingt somit ein besonders kräftiges Fundament. In der vorliegenden Verwendungsform
läßt sich das mittlere Führungsorgan jedoch sehr leicht anbringen, da der Behälterboden
an sich aus Eisenfachwerk besteht und die Verbindung des Führungsorgans mit diesem
Eisenfachwerk ohne weiteres bewerkstelligt werden kann, wie die Fig. i und 6 erkennen
lassen. Besonders einfach wird die Befestigung des Führungsorgans bei Anordnung
gemäß Fig. 4 und 5.
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Die Fig. i läßt die Hauptvorteile der Erfindung klar erkennen. Die
Dichtungsvorrichtung d bleibt nämlich, wie nunmehr leicht erkenntlich ist, stets
an der gleichen Stelle. Sie kann von der Innenseite des Gerüstes her leicht erreicht
werden, wenn sie in entsprechender Weise ausgebildet ist.
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Der zweite Hauptvorteil, nämlich die Vermeidung von Räumen, in denen
sich explosible Gemische bilden können, wird dadurch gesichert, daß das Gerüst b
offen ausgebildet werden kann und daß weiterhin das Führungsrohr f oben und unten
offen gelassen wird, so daß es selbsttätig eine stark wirkende Ventilation des Raumes
unter dem Boden a herbeiführt. Diese ausgiebige Belüftung erlaubt es auch, den unter
dem Boden a gelegenen Raum ganz oder teilweise abzuschließen und zu beliebigen Zwecken
auszunutzen. Es müssen nur in der Umfassungswand genügend Öffnungen bleiben, daß
die Zugwirkung des Rohres f nicht unterbunden wird.
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Der dritte angeführte Hauptvorteil ergibt sich aus dem Vergleich der
Fig. i mit der Fig. -2-,. welche einen Scheibengasbehälter von bekannter Art vorstellt.
Zur Führung der Abschlußscheibe bei dem bekannten alten System dienen Rollen, welche
in Fig. 2 mit lz bezeichnet sind. Das Moment, welches dem Kippen der Scheibe entgegenwirkt,
besitzt also hier nur den verhältnismäßig kleinen Hebelarm i, woraus sich relativ
hohe Rollendrücke ergeben. Entsprechend diesen auftretenden Drücken muß sowohl die
Konstruktion der Scheibe als auch die Stärke des Umfassungsmantels bemessen sein.
Demgegenüber erfolgt bei dem Gegenstand der Erfindung die Führung der Abschlußglocke
einerseits durch Rollen m, welche am unteren Ende der Abschlußglocke sitzen und
auf dem Traggerüst b laufen, andererseits durch Rollen, welche in der Nähe der oberen
Abdichtung g sich befinden. Das Moment, welches dem Kippen der Glocke entgegenwirkt,
besitzt demnach hier den Momentenarm k, welcher, wie ohne weiteres ersichtlich,
ein Vielfaches von demjenigen ist, der bei der Führung der Scheibe älterer Anordnung
zur Verfügung steht. Infolgedessen treten entsprechend geringere Drücke in den Führungen
an den Auflagerstellen der Führungsrollen auf.
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Die günstigere Kräftewirkung der neuen Anordnung beruht weiterhin
auf folgendem Umstand: Bei Berechnung des Behältermantels nach altem System muß
für die Winddruckberechnung die Annahme zugrunde gelegt werden, daß die Scheibe
sich in ihrer tiefsten Lage befindet, weil dann die ungünstigsten Verhältnisse herrschen.
Wenn nämlich die Abschlußscheibe in ihrer höchsten Lage ist, steht fast der gesamte
Mantel unter der Wirkung des inneren Gasdruckes und wird dadurch in radialer Richtung
versteift. Ist hingegen die Abschlußscheibe in tiefer Lage, so kommt diese Versteifung
in Wegfall. Da nun der Behälter dem Winddruck bei allen Lagen der Scheibe standhalten
muß, so muß der Berechnung die tiefste Lage der Scheibe zugrunde gelegt werden.
Es kann somit die versteifende Wirkung des inneren Gasdruckes in keiner Weise ausgenutzt
werden. Bei dem Gegenstand der Erfindung liegen diese Verhältnisse ungleich günstiger.
Hier ist nämlich der obere Teil der Glocke, soweit sie sich über dem Boden a befindet,
stets unter der Wirkung des inneren Gasdruckes. Außerdem wirken im Sinne einer Versteifung
das Eigengewicht
des frei herabhängenden Mantels und eventuelle
Belastungsgewichte L, welche am unteren Rande der Glocke angebracht sein können,
um den inneren Gasdruck im Behälter beliebig zu erhöhen. Die versteifende Wirkung
des inneren Gasdruckes kann deshalb bei der Berechnung und Bemessung der Glocke
voll ausgenutzt werden. Diejenigen Teile des Mantels, welche bei abgesunkener Glocke
unterhalb des Bodens a liegen und infolgedessen nicht mehr durch den inneren Gasdruck
versteift werden, finden bei dem Gegenstand der Erfindung die notwendige Stütze
am Traggerüst b, welches zu diesem Zweck mit eventuell einstellbaren Gleitbacken
x (Fig. 5) ausgerüstet sein kann. Infolge dieser Verhältnisse ergibt die Rechnung
erheblich geringere Gewichte für die Mantelkonstruktion einschließlich der Bleche
als bei bekannten Anordnungen älterer Art.
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Das Traggerüst b trägt an seinem oberen Ende den starren Boden a,
welcher alle Windkräfte gleichmäßig auf die einzelnen Stützen und Felder des Traggerüstes
b verteilt, wodurch das Traggerüst den geringstmöglichen Konstruktionsaufwand erhält.
Der unter den Boden a hinabgesunkene Teil der Glocke ist an seiner Innenfläche gegen
Witterungseinflüsse geschützt. Ebenso besteht keinerlei Gefahr, daß sich an dieser
nach unten vorragenden Innenwand der Glocke Kondenswasser absetzt und bei Frost
Eis bildet, da der Raum unterhalb des Bodens d in ständiger unmittelbarer Verbindung
mit der Außenluft steht.
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Eine vereinfachte Form der Erfindung zeigt die Fig. 3, bei welcher
das Führungsrohr f weggelassen ist. Um trotzdem eine zureichende Sicherung gegen
Kippen der Glocke zu erhalten, ist der Glockenmantel nach unten verlängert bzw.
mit Führungsansätzen versehen, so daß für die Führungen bei der dargestellten höchsten
Lage der Glocke noch der Momentenarm k1 zur Verfügung steht. Es ist dabei nicht
erforderlich, den Mantelabschnitt k1 vollwandig auszuführen, wie es die rechte Seite
der Fig. 3 zeigt. Man kann vielmehr, wie in der linken Seite dieser Figur angedeutet,
diesen unteren Mantelteil ersetzen durch eine Führungskonstruktion k2, welche an
ihrem unteren Ende die unteren Führungsrollen in, trägt.
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Das Führungsrohr f kann, wie Fig. 4 zeigt, bis zum Boden durchgeführt
werden und dann als Mittelstütze für den Behälterboden a dienen. Es muß in diesem
Falle, wenn es zugleich als Abzugsrohr dienen soll, an geeigneter Stelle mit Abzugsöffnungen
7a versehen sein. Fig. 5 zeigt eine weitere Anordnung, bei welcher das Führungsrohr
f in seinem unterhalb des Bodens liegenden Teil aufgelöst und nicht auf ein eigenes
Fundament, sondern auf das Fundament des äußeren Traggerüstes abgestützt ist. Diese
Anordnung hat gegenüber Fig. 4 den Vorteil, daß der Behälter gegenüber Bodensenkungen
in hohem Grade unempfindlich ist, weil keinerlei Zerrungen in die gasabschließende
Haut a kommen können.
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Der Erfindung kommen noch eine Reihe weiterer Vorteile zu. Die eigenartige
Gesamtanordnung ermöglicht eine wesentliche Verkleinerung der Fundamente. Bei den
bekannten Anordnungen wirkt nämlich der innere Gasdruck unmittelbar auf den Erdboden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird er durch die Vermittlung des in sich tragfähigen,
überhöhten Bodens a in das Traggerüst und von dort in die Fundamente geleitet. Die
Windkräfte bewirken, daß auf der Windseite die Fundamente auf Anheben beansprucht
werden. Diese Wirkung wird nun bei der vorliegenden Anordnung durch den Gasdruck
zum Teil oder ganz aufgehoben, was bei den vorbekannten Anordnungen nicht der Fall
ist. Infolgedessen können die Fundamente viel leichter gehalten werden. Bei völlig
entleertem Behälter setzt sich bei ,der vorliegenden Erfindung die Glocke c unmittelbar
auf den Boden a auf und ersetzt dann die Wirkung des Gasdruckes. Dieses Aufsetzen
hat außerdem den Vorteil, daß der Mantel der Glocke frei herabhängt und somit nicht
auf Knickung beansprucht wird.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Gasanschlüsse
an zugängiger Stelle ins Freie gelegt werden können und besondere Schächte dafür
unnötig werden. Es ist dies eine Forderung, auf deren Erfüllung in der Praxis bei
schweren Gasen, z. B. Hochofengas, größter Wert gelegt wird.
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Die Erfindung läßt noch eine Reihe anderer Ausführungsformen zu. So
kann beispielsweise der Abschlußboden a in geringerer Höhe oder ganz zu ebener Erde
verlegt werden und das Absenken der Glocke durch eine ringförmige Grube, in welche
der Glockenmantel hineinsinkt, ermöglicht werden. Des weiteren kann der ganze Behälter
in bekannter Weise als Spiralbehälter ausgebildet werden. Will man dagegen ein Verdrehen
der Glocke verhindern, so kann dies mit bekannten Mitteln bewirkt werden. Es können
z. B, die senkrechten Nietnähte des Mantels gemäß Fig. 8 ausgebildet sein. r und
r1 sind in dieser Figur die zu verbindenden Bleche in einem waagerechten Schnitt.
Auf der Innen- und Außenseite ist je ein Flacheisen s, s1 aufgelegt. Die Nieten
t sind an der Innenseite versenkt, damit diese der Dich= tungsvorrichtung zugekehrte
Seite glatt ist. Das innere Flacheisen s wirkt als Sicherung
gegen
das Verdrehen der Glocke. Die waagerecht verlaufenden Blechnähte werden zweckmäßigerweise
durch Schweißung hergestellt.
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Bildet man die Behälterdecke flach aus, damit sie bei leerem Behälter
unmittelbar auf dem flachen Boden a aufruht (Fig. 6), so ergibt sich der Mangel,
daß das Regenwasser von der flachen Behälterdecke nicht mit Sicherheit abläuft.
Dadurch können Verrostungen der Decke verhältnismäßig leicht auftreten. Um dieser
Gefahr zu begegnen, gibt man der Decke zweckmäßigerweise einen ringsumlaufenden
Rand und bedeckt sie mit einer das Rosten verhindernden Flüssigkeit, zweckmäßigerweise
Teer. Dieser Teer kann gleichzeitig als Auflast dienen und ersetzt dann die Betongewichte
i (Fig. i). Um ein unbeabsichtigtes Verlagern der Auflast nach einer Seite zu verhindern,
ordnet man zweckmäßigerweise innerhalb des Randes, der das Abfließen des Teers verhindert,
noch eine Anzahl von Schottwänden o an.
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Der neue Behälter kann auch als Teleskopbehälter gebaut werden, wie
in Fig. 7 angedeutet ist. Man erreicht dabei den Vorteil, daß das Traggerüst niedriger
wird; infolgedessen vermindert sich auch die Höhe des Gesamtbauwerks, und hieraus
ergibt sich ein geringerer Momentenarm der vom Traggerüst aufzunehmenden Windkräfte.
Dagegen muß man den Nachteil in Kauf nehmen, daß nur noch eine der Dichtungsstellen
(d in Fig. 7) ihren Ort .beibehält, während alle übrigen Dichtungsstellen (z. B.
p in Fig. 7) ortsveränderlich werden.
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Um ein unzulässiges Anheben der Glocke zu vermeiden, können an geeigneter
Stelle, also entweder am Rohr f oder am Traggerüst b, Anschläge vorgesehen sein,
die den Hub der Glocke nach oben begrenzen. Diese Anschläge können so angeordnet
sein, daß sie erst wirken, wenn die Glocke einen geringen Spalt über dem Boden a
oder am Rohr f freigelegt hat, so daß das überschüssige Gas entweichen kann. Wie
ersichtlich, bläst in diesem Falle das Gas in ganz unschädlicher Weise ins Freie
ab. Die Anschläge können jedoch auch so angeordnet sein, daß das Gas nicht abblasen
kann, sondern eine Druckerhöhung im Behälter eintritt. Die dabei auftretenden Zugkräfte
gleichen sich innerhalb der Konstruktion aus. Um ein Überschreiten des zulässigen
Höchstdruckes zu vermeiden, können Sicherheitsventile in bekannter Art vorgesehen
werden.
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Selbstverständlich kann der Behälter auch noch mit einem besonderen
äußeren Führungsgerüst bekannter Art versehen werden.
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Das Aufstellen des Behälters erfolgt zweckmäßigerweise in der Art,
daß zuerst das Traggerüst b mit dem Boden a fertiggestellt wird. Hierauf wird auf
dem Boden a die Glockendecke zusammengestellt und an diese die Mantelbleche von
oben nach unten angebaut, wobei die Glocke entsprechend dem Fortschreiten der Arbeiten
allmählich gehoben und in der gewünschten Lage in geeigneter Weise, z. B. durch
Konsolen w, zu" festgehalten werden kann. Das Anheben kann durch Hochblasen oder
durch mechanische Mittel bewirkt werden. Zweckmäßigerweise wird dabei die Führungssäule
f als Aufzugsmast verwendet. Fig.9 veranschaulicht diesen Vorgang. a ist der Boden,
b das Traggerüst, v die Dichtungsvorrichtung; cl ist die Glockendecke, an welcher
die oberste Mantelblechreihe c2 bereits befestigt ist. Die Figur gibt den Zustand
wieder, in welchem das Anfügen der zweiten Mantelblechreihe c3 erfolgt. Um diese
Arbeit zu ermöglichen, ist eine Arbeitsbühne u provisorisch am Traggerüst
b befestigt. Wenn die Blechreihe c3 mit c2 verbunden ist, wird der fertiggestellte
Teil der Glocke in geeigneter Weise um die Höhe einer Mantelblechreihe gehoben,
und es erfolgt dann in gleicher Weise das Anfügen der nächsten Mantelblechreihe.