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Schwimmdecke für leicht flüchtige Flüssigkeiten enthaltende Behälter
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schwimmdecke für Behälter für flüchtige Flüssigkeiten
mit einer Schwimmscheibe von kleinerem als dem Behälterdurchmesser. Die äußeren
Ränder der Schwimmscheibe sind abgeschrägt, wobei der Ringraum zwischen der Schwimmscheibe
und der Behälterwand mit kleinen runden Schwimmkörpern angefüllt ist. Es sind Schwimmdecken
mit einer mittleren Scheibe bekannt, welche von einem Kranz von Schwimmkörpern umgeben
ist, zur Herstellung eines dichten Flüssigkeitsabschlusses. Hierbei ist der mittlere
Körper mit einer einfachen Schrägfläche versehen, die mit einem Ring von im Querschnitt
dreieckigen Schwimmkörpern zusammenwirkt, dessen innere Seite sich dem Umfang der
mittleren Scheibe anpa.ßt und dessen äußere Seite eine zweite einfache Schrägfläche
bildet, um mit einem zweiten Ring von dreieckigen Schwimmkörpern zusammenzuwirken.
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Hierbei tritt an den sich berührenden Flächen eine erhebliche Reibung
auf. Es können daher nur geringe Unterschiede in dein Behälterdurchmesser durch
Ausfüllen mit solchen Schwimmkörpern ausgeglichen werden. Eine größere Abweichung
kann die Anordnung der Schwimmer in einer solchen Weise stören, daß sie nicht wieder
in ihre normale Lage zurückkehren. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung besteht
darin, daß jeder Ring sich aus einer Anzahl von Segmenten zusammensetzt, die sich
in größeren, radial gerichteten Scheidewänden berühren. Solange sich die Segmente
berühren, mag die Abdichtung erreicht werden. Sobald sich aber der Durchmesser des
Behälters vergrößert, verschieben sich die Segmente, und es bilden sich Zwischenräume,
durch welche die Verdampfung- stattfinden kann.
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Es sind ferner Schwimmdecken bekannt, die aus einem mittleren Schwimmkörper
mit einer kreisförmigen Schrägfläche bestehen, die sich auf eine einzige Reihe von
zylindrischen Schwimmkörpern stützt. Diese Anordnung ist nicht günstig, denn wenn
sich die Schwimmkörper radial verschieben, legen sie einen Teil der Oberfläche frei.
Um diesem Mangel abzuhelfen, ist bei dieser bekannten Einrichtung.im Innern des
Ringes, der durch die Schwimmkörper gebildet wird, eine Art Schirm vorgesehen, wodurch
ein weiterer Abschluß erfolgen soll. Hinzu kommt noch, daß bei der dauernden Abstützung
des mittleren Schwimmkörpers auf dem Ring der Schwimmkörper diese mehr oder weniger
eintauchen, woraus sich eine nicht hinreichende Abdeckung der Flüssigkeit ergibt.
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Es sind ferner Schwimmdecken bekannt, die einen mittleren Schwimmer
von zylindrischem Umfang aufweisen. Der Zwischenraum zwischen diesem mittleren Schwimmer
und der Behälterwand ist hier gleichfalls mit kleinen Schwimmkörpern ausgefüllt,
die in mehreren Lagen übereinander angeordnet sind. Hierdurch wird eine bedeutende
Reibung verursacht, wenn der mittlere Schwimmkörper sich senkrecht oder waagerecht
bewegt, wenn er sich z. B. einer Seite des Behälters nähert. In diesem Falle werden
die kleinen, übereinanderliegenden Schwimmkörper
zusammengedrückt
und übereinandergeschoben, wobei diese sich aneinander und an den Wänden des Behälters
sowie an dem mittleren Schwimmkörper reiben.
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Die Einrichtung nach der Erfindung vermeidet die Mängel der bekannten
Anordnungen; sie geht. von einer, bekannten Schwimm= decke aus, deren Schwimmscheibe
im Durchmesser kleiner ist als der des Behälters. Die Schwimmscheibe ist nach außen
abgeschrägt. Der Ringraum zwischen der Schwimmscheibe und der Behälterwand: ist
mit kleinen runden Schwimmkörpern ausgefüllt. Die Erfindung besteht darin, daß der
Außenrand der Schwimmscheibe nach oben und unten so ab, geschrägt ist, daß die Umfangskante
sich in der Höhe der Flüssigkeitsoberfläche befindet, wobei die Schwimmkörper in-
dem verbleibenden Ringraum einschichtig ausgebreitet sind und sich gegenüber der
Umfangskante so verhalten, daß sie auf die obere oder untere Abschrägung treten,
wenn der Durchmesser des Behälters kleiner wird.
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Mit dieser Einrichtung wird die Oberfläche der Flüssigkeit in dem
Ringraum zwischen der Schwimmscheibe und der Wand des Behälters, j e nachdem sich
der Durchmesser des Behälters vergrößert oder verkleinert, selbsttätig von den Schwimmkörpern
bedeckt. Die kugeligen Schwimmkörper, die beim Ausweichen über oder unter den abgeschrägten
Rand der Scheibe treten, bleiben stets miteinander- in Berührung; und es können
sich hierbei nur Zwischenräume bilden, die kleiner sind als der, Kugeldurchmesser.
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Der Umfang der Schwimmscheibe wird durch eines Kante gebildet, die
nach oben und unten abgeschrägt ist. Die Schwimmscheibe ist so eingerichtet, daß,
wenn sie auf der Flüssigkeit schwimmt, die kreisförmige Kante sich stets auf der
Oberfläche der Flüssigkeit befindet.
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Die kleinen runden Schwimmkörper bleiben bei jeder radialen Lage der
Schwimmscheibe miteinander in Berührung. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß
die kleinen kugeligen Schwimmkörper, die in ständiger Berührung untereinander frei
auf der Flüssigkeit schwimmen, sich so an die Kante der Schwimmscheibe legen, daß
sie leicht über oder unter die obere Schräge wandern. Hierbei ist wegen der rollenden
Bewegung der Schwimmkörper -eine Reibung so gut wie nicht vorhanden.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes -ist auf der Zeichnung
dargestellt.
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Die schematischen Fig. z und 2 zeigen einen senkrechten Schnitt bzw.
einen waagerechten Schnitt oberhalb des Schwimmdeckels. Fig.3 stellt einen teilweiser
senkrechten Schnitt, Fig. 4 einen teilweisen waagerechten Schnitt durch den Behälter
dar.
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8 bezeichnet die Seitenwand des Behälters, 32 dessen Boden und 33
das ortsfeste Dach von gewöhnlicher Bauart.
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Auf der im Behälter enthaltenen Flüssigkeit schwimmt ein dichter Ring
34, dessen äußerer Rand 34a so abgeschrägt ist, daß dessen Oberseite 35 nach unten,
und dessen Unterseite 36 nach oben geneigt " verläuft. Hierbei befindet sich die
Außenkante 34a annähernd in der Höhe des Flüssigkeitsspiegels.
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Der Durchmesser dieses Ringes 34 ist etwas kleiner als der kleinste
innere Behälterdurchmesser in jeder beliebigen Höhe.
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In dem zwischen der Außenkante 34a und dein Behälterrand befindlichen
Ringraum schwimmen auf der Flüssigkeit die Kugeln 37 von ziemlich kleinem Durchmesser.
Diese Kugeln bestehen aus Holz, Metall, Celluloid, Glas usw.
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Das Gewicht dieser Kugeln ist so gewählt, da.ß sie teilweise vorzugsweise
bis zur halben Höhe eintauchen. Diese bedecken an der Stelle des größten Behälterdurchmessers
die ganze freie Oberfläche der Flüssigkeit im Ringraum unter gegenseitiger Berührung.
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Gelangt nun die Schwimmdecke bei ihrer senkrechten Bewegung an eine
solche Stelle des Behälters, wo der innere Durchmesser kleiner ist als die oben
angegebene Abmessung (im oberen Teile der Fig. 3 strichpunktiert angedeutet), so
verschieben sich die Kugeln 37 derart, daß die in der Nähe der Kante 3411 befindlichen
Kugeln entweder auf die Oberseite 35 aufrollen, wie dies bei 37a
angedeutet
ist, oder unter die Unterseite 36 gelangen, wie dies bei 37b gezeigt ist.
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Das Gewicht der aus der Flüssigkeit gehobenen Kugeln 37a und der auf
die Kugeln 37b einwirkende hydrostatische DMck, in Verbindung mit den geneigten
Seiten 35, 36, üben auf die stets noch schwimmenden Kugeln eine Kraft aus, die radial
nach außen gerichtet ist.
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Hierdurch bleiben die Kugeln stets miteinander in Berührung, und die
Flüssigkeit wird dadurch bedeckt.
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An Stelle der Kugeln können auch Körper von ei- oder ellipsenförmiger
Gestalt Verwendung finden.
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Die Oberfläche der Flüssigkeit im Innern des Ringes 34 ist mit einer
dünnen, undurchlässigen Membran r bedeckt. Diese Membran ruht auf der Flüssigkeit
und ist mit ihrem Rand dicht schließend auf dem Ring 34 befestigt. Die Membran z
kann z. B. aus Aluminiumfolie, aus Zellstoff, aus dünnem widerstandsfähigem Metall,
Celluloid, aus
flüssigkeitsdichtem Tuch oder widerstandsfähigem
Papier bestehen, wobei diese durch ein Drahtgitter verstärkt werden können.
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Die Membran i soll, jede Berührung zwi-, schen der flüchtigen Flüssigkeit
und der Luft verhindern. Weiter ist die Entstehung von Gasblasen zwischen der Membran
i und der Flüssigkeit zu verhindern. Hierzu sind an mehreren Stellen des Schwimmringes
34 Löcher 15 vorgesehen, die die Außenluft mit der Unterseite der Membran durch
ein kleines schräges Rohr 16 verbinden.
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Zum Reinigen des Behälterbodens sowie zum Ausbessern der beschriebenen
Vorrichtung wird unter dieser ein Metallgitter vorgesehen, das aus Profileisenstäben
besteht und auf dem Boden 32 ruht.
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Dieses Gitter enthält eine Reihe von Stäben 38, die an einen kreisförmigen
Rand 39 befestigt sind, der annähernd den gleichen Durchmesser als der Ring 34 hat.
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Es ist an verschiedenen Stellen des Randes 39 an senkrechten Seilen
oder Stäben 4o befestigt, die durch den Ring 34 durch Kanäle 3.1.L flüssigkeitsdicht
durch den mittleren Schwimmkörper hindurchgeführt sind. Die Seile oder Stäbe treten
ebenfalls durch das Dach des Behälters dicht schließend hindurch. Die Seile oder
Stäbe können von außen durch geeignete Mittel gehoben werden, z. B. ein Windwerk
oder Schrauben 41. .
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Ist der Behälter leer, so ruhen der Rahmen 34 und die Membran i auf
dem Gitter (im unteren Teile der Fig. 3 strichpunktiert angedeutet). Es ist dann
beispielsweise zum Ausführen von Ausbesserungs- oder Reinigungsarbeiten möglich,
das Ganze so zu heben, daß der Raum zwischen dem Boden 32 und der Schwimmdecke zugänglich
wird.
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Diese Seile oder Stäbe 40 dienen als Führungen, an denen der Schwimmdeckel
parallel zu den Behälterwänden entlang gleitet, ohne sich drehen zu, können.
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Ist das Gitter angehoben, so bleiben die Kugeln 37 auf dem Boden 32
und werden dort durch einen kreisförmigen, auf dem Boden befestigten Winkel 42 verhindert,
nach innen zu dringen.
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Bei sehr großen Behältern wird ein ortsfestes Gitter vorgesehen, das
mit Füßen auf dem Boden ruht, damit der Raum unter dem Schwimmdeckel zugänglich
ist, wenn dieser sich auf das Gitter legt. Diese Anordnung ist an sich bekannt und
wird bei zahlreichen anderen Schwimmdecken benutzt. Hierbei wird der Winkel 42 durch
einen leichten Schwimmer von ringförmiger Gestalt ersetzt, der den gleichen Durchmesser
wie der Winkel hat. Wenn die Schwimmdecke auf dem Gitter ruht, sinkt der ringförmige
Schwimmer mit der Oberfläche der Flüssigkeit ab, bis er .sich schließlich auf den
Boden des Behälters niedersetzt. Hierdurch werden die Kugeln ,beständig zusammengehalten.
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Um zu vermeiden, daß durch die Saugwirkung an der Ablaßöffnung oder
durch den Druck an der Einlaßöffnung die Membran i zerrissen wird oder die Kugeln
37 verschoben werden, wird jede öffnung, z. B. 26, von einer Blechscheibe 28 so
überdeckt, daß hierdurch die Strömung vermindert wird.
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Da der Ring 34 über und unter dem Flüssigkeitsspiegel nur eine geringe
Höhe hat, z. B. io bis 15 cm, so kann die Schwimmdecke bis zum oberen Rand
und bis auf den Boden des Behälters gebracht werden.