DE7541410U - Druckgasbehaelter fuer geloestes explosives gas, vorzugsweise acetylen - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE
DlPL-ING. BUSCH HOFF

Dipl.-ing. hennicke
dipl.- ing. vollbach

5 KÖLN/RH.

KAISER-WILHELM-RING 24

Reg.-Nr.

Ak»e„,, G 75 41 410.7 I Id 186 [ koln, den 19.2.1980 kr.

bitte angeben ":

Anm.: Industriegas GmbH & Co. KG
Widdersdorfer Str. 325
5000 Köln 41

Titel: Druckgasbehälter für gelöstes explosives Gas, vorzugsweise Acetylen

Die Erfindung betrifft einen Druckgasbehälter für gelöstes explosives Gas, vorzugsweise Acetylen, der mit einer porösen oder hochporösen monolithischen Füllmasse gefüllt ist, wobei die Füllmasse im Kopfbereich des Druckgasbehälters einen ebenfalls mit einer porösen Masse gefüllten Innenkanal aufweist.

Für die sichere Handhabung, Lagerung und den Transport des in Druckgasbehältern enthaltenen Gases, wie insbesondere Acetylen, sind zahlreiche poröse Massen anorganischer oder organischer Natur bekannt, die als Schutt-, Stampf- oder Gießmassen eingebracht werden. Als Schutt- oder Stampfmassen werden z.B. körnige Stoffe, wie Bimsgrieß, Kieselgur, Torf, Holzkohle, Zellstoff u.dgl., verwendet.

Es ist seit langem bekannt, zur Erhöhung der Sicherheit poröser Füllmassen diese mit anorganischen oder organischen Stoffen zu imprägnieren, welche bei Zersetzung des Gases verdampfen oder zerfallshemmende Gase abspalten und durch den dadurch bedingten Wärmeverlust die Reaktionstemperatur herabsetzen (DE-PS'en 488 164 und 499 511). Als Imprägnierstoffe werden Ammoniak- oder Ammoniumverbindungen, z.B. Ammoniumsulfat, Ammonoxalat, Ammoncarbonat u.dgl., verwendet. Die poröse Füllmasse, z.B. Torf, wird mit Lösungen dieser Imprägnierstoffe getränkt und anschließend getrocknet, so daß die Imprägniersto fe eine dünne Oberflä-

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chenauflage auf der porösen Füllmasse bilden. Statt dessen können die Imprägnierstoffe aber auch auf der Füllmasse zerstäubt werden.

Die in der Praxis verwendeten porösen Füllmassen bieten zwar eine weitgehende Sicherheit gegen Zersetzung des im Druckgasbehälter gespeicherten Gases und damit gegen Explosion. Sie sind aber dennoch nicht frei von Nachteilen. Bei Verwendung von Schutt- oder Stampfmassen ist es schwierig, wenn nicht unmöglich, sicherzustellen, daß der gesamte Füllrauffi des Druckgasbehälters mit der porösen Masse ausgefüllt bleibt. Insbesondere bei längerem Gebrauch der als Druckflaschen ausgebildeten Druckgasbehälter kommt es häufig zu Setzungen der Füllmasse in den Behältern, wodurch sich in deren Kopfraum ein mehr oder weniger großer unausgefüllter Hohlraum bildet, in dem das explosive Gas ungeschützt vorliegt. Eine Abhilfe kann hier dadurch geschaffen werden, [ daß die Druckgasbehälter in vorgeschriebenen Zeitabständen überprüft werden, wobei im Bedarfsfall poröse Masse nachgefüllt oder die gesamte Masse ausgewechselt wird_e Dies erfordert einen außerordentlich hohen Aufwand.

Werden die Druckgasbehälter mit einer als Gießmasse eingebrachten monolithischen porösen Masse, z.B. Calciumsilicat, ausgefüllt, so bilden sich je nach Art der Masse zwischen dieser und der Innenwand des Behälters mehr oder weniger große Spalträume, die zwar im Hinblick auf ein rasches Befüllen des Behälters mit dem Gas vorteilhaft sind, andererseits aber die Gefahr einer Gaszersetzung beträchtlich erhöhen. Um diesen Nachteil zu beheben, hat man vorgeschlagen, die genannten Spalträume mit einer Sintermasse aus feinkörnigen Sintermaterialien auszufüllen (DE-OS 21 11 025).

Die bekannten monolithischen Massen, die als Gießmassen ein-

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gefüllt werden und zu einer zusammenhängenden, feinporigen Masse erhärten, sind als Füllmassen für Acetylenflaschen u.dgl. besonders geeignet. Aufgrund der geringen Gasdurchlässigkeit erfordert aber das Beladen der Flasche mit dem Lösungsmittel und dem Gas einen erheblichen Zeitaufwand. Eine gleichmäßige Befüllung der monolithischen Füllmasse mit dem Lösungsmittel und dem explosiven Gas ist in vielen Fällen schwer zu erreichen. Untersuchungen haben ergeben, daß beim Einfüllen des Lösungsmittels selbst nach längerer Fülldauer der Innenkern der monolithischen Masse weitgehend trocken ist, also kein Lösungsmittel aufgenommen hat. Entsprechend läßt sich beim Einfüllen des Gases eine gleichmäßige Gasverteilung in der monolithischen Masse nicht erreichen. Die ungleichmäßige Verteilung des Lösungsmittels und des Gases ist in sicherheitlicher Hinsicht unerwünscht und führt auch zu einer schlechten Ausnutzung der Füllkapazität des Druckgasbehälters. Nachteilig ist auch, daß in den als Gießmassen eingebrachten hochporösen Füllmassen häufig mehr oder weniger große Nester mit geschlossenen Poren vorhanden sind, die kein Lösungsmittel und auch kein Gas aufnehmen können.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, in die monolithische Füllmasse von oben eine kleine Innenbohrung einzubringen, welche die Füllmasse nur im Bereich des Kopfraumes durchsetzt und mit Sand gefüllt wird. Mit dieser Maßnahme läßt sich aber eine gleichmäßige und rasche Befüllung der Flasche ebenfalls schwer erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Druckgasbehälter der eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Füllmasse so zu verbessern, daß bei Wahrung der Sicherheitseigenschaften immer eine gleichmäßige, möglichst vollständige und rasche Befüllung sowohl mit dem Lösungsmittel als auch mit dem explosiven Gas erreichbar ist.

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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Innenkanal, der sich vorzugsweise bis etwa zum unteren Drittel des Druckgasbehälters erstreckt, zumindest im obe~ ren Bereich eine poröse Sicherheits-Füllmasse aufweist, die aus einem thermisch spaltbaren organischen oder anorganischen Salz oder Salzgemisch besteht oder dieses enthält. Vorzugsweise weist der zentrale Innenkanal einen Durchmesser auf, der mindestens etwa gleich dem Durchmesser der oberen Füllöffnung des im Regelfall als Druckflasche ausgebildeten Druckgasbehälters ist.

Der Innenkanal läßt sich als zentrale Innenbohrung in die monolithische Füllmasse einbringen. Hierbei werden etwaige im Kern der monolithischen Füllmasse vorhandene undurchlässige Nester mit geschlossenen Poren aufgebohrt, so daß auch diese Bereiche für die Aufnahme von Lösungsmittel, im allgemeinen Aceton, und explosivem Gas, wie Acetylen, ausgenutzt werden. Von besonderer Bedeutung ist, daß über den bis in den unteren Bodenbereich des Druckgasbehälters reichenden Innenkanal eine erheblich raschere und auch gleichmäßigere Befüllung des Druckgasbehälters mit Lösungsmittel und Gas erreicht wird, da das Lösungsmittel und das Gas nicht nur vom Kopfbereich des Druckgasbehälters her in die monolithische Füllmasse eindringt, sondern sich über den Innenkanal gleichzeitig auch über den mittleren und unteren Bereich der monolithischen Füllmasse verteilen kann. Dabei ist es im Hinblick auf die rasche und gleichmäßige Befüllung wichtig, daß der Innenkanal einen verhältnismäßig großen Durchmesser hat und seinerseits mit einer durchlässigen Masse gefüllt ist. deren Durchlässigkeit für das Lösungsmittel und das Gas erheblich besser ist als diejenige der monolithischen Füllmasse, dies, ohne die sichernde Wirkung der porösen Masse zu beeinträchtigen.

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Der zentrale Innenkanal der monolithischen Füllmasse kann vollständig mit der genannten Sicherheits-Füllmasse ausgefüllt sein, die, wie bekannt, aus Stoffen oder Stoffgemischen besteht oder diese enthält, welche bei Zersetzung des gespeicherten Gases verdampfen oder zerfallen und dabei zerfallshemmende Gase abspalten und außerdem durch den Wärmeverbrauch die Reaktionstemperatur herabsetzen. Solche I Sicherheits-Füllmassen bestehen demgemäß aus thermisch spaltbaren Salzen oder Verbindungen, wie insbesondere Ammonium- oder Ammoniakverbindungen, z.B. Ammoniumsulfat, die zumeist als Imprägnierung an einen Trägerstoff, insbesondere gemahlenen Torfmull, der zweckmäßig noch Aktivkohle enthält, gebunden sind.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Innenkanal mit einer normalen Füllmasse, z.B. Torfmull mit Aktivkohle, ;

Bimskies u.a., zu füllen und lediglich am oberen Ende des Innenkanals z.B. in Form eines Stopfens eine Sicherheits- '. Füllmasse der genannten Art einzubringen.

Für die hochporöse monolithische Füllmasse, welche den Hauptraum des Druckgasbehälters ausfüllt, können die herkömmlichen Massen verwendet werden, die, wie z.B. Calciumsilicat, als Gießmasse in den Druckgasbehälter eingebracht und dann z.B. durch Wärmeeinwirkung zur Aushärtung gebracht ■ werden.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der zur Bildung eines Kopfraumes die hochporöse monolithische Füllmasse so in den Druckgasbehälter eingebracht wird, daß sie dessen Innenraum nur bis zu einer im Abstand unterhalb der Füllöffnung des Druckgasbehälter befindlichen Stelle, vor- _ir zugsweise bis etwa zur Flaschenschulter, ausfüllt, wobei der von der monolithischen Füllmasse nicht ausgefüllte Kopf-

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raum oberhalb der monolithischen Masse mit einer porösen Füllmasse gefüllt ist, deren Durchlässigkeit für das Gas und dessen Lösungsmittel erheblich größer ist als die Durchlässigkeit der monolithischen Füllmasse, Auch hier empfiehlt es sich, den Kopfraum mit einer porösen Sicherheits-Füllmasse der genannten Art zu füllen.

Da hierbei die monolithische Füllmasse nur bis zu einer unterhalb der engen Einfüllöffnung liegenden Stelle reicht, ergibt sich eine große Oberfläche der monolithischen Füllmasse, welche das rasche und gleichmäßige Befüllen von der Oberseite her begünstigt. Bei dieser Anordnung kann unter Umjü bänden von der Verwendung einer Sicherheits-Füllmasse zur Ausfüllung des Innenkanals und/oder des Kopfraumes abgesehen werden, obwohl es sich im allgemeinen empfiehlt, zumindest den Kopfraum mit einer solchen Sicherheits-Füllmasse, die als Schutt- oder Stampfmasse eingebracht wird, auszufüllen. Der Innenkanal selbst kann dann mit einer herkömmlichen Schutt- oder Stampfmasse, z.B. einem Gemisch aus Torfmull mit körniger Aktivkohle, Bimskies usw., gefüllt werden.

Falls zwischen der Innenwandung des Druckgasbehälters und der hochporösen monolithischen Füllmasse ein Spaltraum vorhanden ist, so läßt sich dieser ebenfalls mittels einer Füllmasse, vorzugsweise einer Sicherheits-Füllmasse der genannten Art, füllen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung im Längsschnitt durch einen als Druckflasche ausgebildeten Druckgasbehälter dargestellt.

Der als Druckflasche ausgebildete Druckgasbehälter 10, der insbesondere zur Aufnahme von Acetylen verwendet wird, weist,

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wie üblich, awi Kopf eine Füll- und Entnahmeöffnung 11 mit j einem Ventil 12 auf.

Gemäß Fig. 1 ist der Druckgasbehälter mit einer an sich bekannten hochporösen monolithischen Füllmasse 13 gefüllt, welche im wesentlichen den gesamten Innenraum des Behälters vom Boden 14 bis zur oberen Füll- und Entnahmeöffnung 11 ausfüllt. Diese monolithische Füllmasse wird als Gießmasse in den Druckgasbehälter eingegossen und durch Wärmeeinwirkung oder chemische Abbindung zu einem zusammenhängenden porösen Körper erhärtet. Für die monolithische Füllmasse können die hierfür bekannten härtbaren Massen, z.B. Calciumsilicat oder sonstige Zementmassen u.dgl., verwendet werden. In die hochporöse monolithische Füllmasse 13 ist von oben her ein Innenkanal 15 gebohrt oder auf andere Weise eingebracht, der sich von der Füll- und Entnahmeöffnung 11 bis etwa zum unteren Drittel des Druckgasbehälters erstreckt, derart, daß das untere Ende 15' dieses Innenkanals 15 in einem Abstand von dem Boden 14 liegt, der möglichst nicht größer ist; als etwa 1/3 der Gesamthöhe des Füllraumes des Druckgasbehälters. Der Durchmesser des Innenkanals 15 ist etwa gleich dem Innendurchmesser der Füll- und Entnahmeöffnung 11 „

Der Innenkanal 15 ist seinerseits mit einer porösen Füllmasse gefüllt, deren Durchlässigkeit für das Lösungsmittel (Aceton) und das explosive Gas (Acetylen) zweckmäßig erheblich größer ist als die Durchlässigkeit der monolithischen Füllmasse 13. Für die Füllung des Innenkanals 15 wird zweckmäßig eine Sicherheits-Füllmasse 16 der obengenannten Art verwendet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Innenkanal 15 im Bereich zwischen seinem unteren Ende 15' bis zu einer im oberen Bereich liegenden Stelle mit einer normalen Füllmasse, z.B. zerkleinertem Torfmull mit Aktivkohle, Bimskies usw., zu füllen und lediglich in das obere Ende des

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Innenkanals 15 eine Sicherheits-Füllmasse der genannten Art als Stopfen einzubringen.

Falls sich bei der Herstellung der monolithischen Füllmasse 13 zwischen dieser und der Innenwandung des Druckgasbehälters 10 ein Spaltraum 17 bildet, so wird dieser zweckmäßig ebenfalls mit einer porösen Füllmasse, insbesondere einer Sicherheits-Füllmasse der genannten Art, gefüllt, wie dies bei 18 angedeutet ist.

Ober den zentral in der monolithischen Füllmasse liegenden und weit nach unten reichenden Innenkanal 15 läßt sich eine wesentlich raschere und gleichmäßigere Befüllung der monolithischen Füllmasse mit dem Lösungsmittel und mit dem Gas erreichen, da die Befüllung nicht nur vom Kopfbereich her erfolgt, sondern zugleich auch über den Innenkanal vom Kern der monolithischen Füllmasse her.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 vor allem dadurch, daß die hochporöse monolithische Füllmasse 13 den Füllraum des Druckgasbehälters 10 nur bis zu einer Stelle 19 ausfüllt, die im Abstand unterhalb der Füll- und Entnahmeöffnung 11 liegt. Es wird daher im oberen Bereich des Druckgasbehälters ein Kopfraum 20 gebildet, welcher seinerseits mit einer porösen Füllmasse ausgefüllt wird. Hierfür wird eine nicht-monolithische Füllmasse, z.B_o eine als Schutt- oder Stampfmasse eingebrachte Füllmasse 21, verwendet, deren Durchlässigkeit für das Lösungsmittel und das Gas erheblich größer ist als diejenige der monolithischen Füllmasse 13. Vorzugsweise wird der Kopfraum 20 mit einer Sicherheits-Püllmasse der vorgenannten Art, wie insbesondere einer Torfmull-Füllmasse, gefüllt, die mit Ammoniumsulfat od.dgl. imprägniert ist. Mit der gleichen Füllmasse kann auch der Innenkanal 15

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gefüllt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, in den Innenkanal 15 eine andere, nicht imprägnierte Füllmasse, z.B. ein Gemisch aus zerkleinertem Torfmull mit Aktivkohle, Bimskies usw., einzubringen,, Dies gilt insbesondere dann, wenn der Kopfraum 20 mit der genannten Sicherheits-Füllmasse gefüllt wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 weist die monolithische Füllmasse 13 sowohl in dem Innenkanal 15 als auch an ihrer Oberseite 19 eine große freiliegende Oberfläche auf, wodurch das rasche und gleichmäßige Befüllen begünstigt wird.

Claims (6)

Schutzansprüche

1. Druckgasbehälter für gelöstes explosives Gas, vorzugsweise Acetylen, der mit einer hochporösen monolithischen Füllmasse gefüllt ist, wobei die Füllmasse im Kopfbereich des Druckgasbehälters einen ebenfalls mit einer porösen Masse gefüllten axialen Innenkanal aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkanal (15)» der sich vorzugsweise mindestens bis etwa zum unteren Drittel des Druckgasbehälters (10) erstreckt, zumindest im oberen Bereich eine poröse Sicherheits-Füllmasse aufweist, die aus einem thermisch spaltbaren organischen oder anorganischen Salz oder Salzgemisch besteht oder dieses enthält.

2. Druckgasbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale Innenkanal (15) einen Durchmesser aufweist, der vorzugsweise mindestens gleich dem Durchmesser der oberen Füll- und Entnahmeöffnung (11) des Druckgasbehälters (10) ist.

3. Druckgasbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Kopfraumes (20) die hochporöse monolithische Füllmasse (13) den Füll-

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raum des Druckgasbehälters (10) nur bis zu einer im Abstand unterhalb der Füll- und Entnahmeöffnung (11) befindlichen Stelle, vorzugsweise bis etwa zur Flaschenschulter, ausfüllt, wobei der Kopfraum (20) oberhalb der monolithischen Füllmasse mit einer porösen Füllmasse (21) ausgefüllt ist, deren Durchlässigkeit für das Gas und das Lösungsmittel größer ist als die Durchlässigkeit der monolithischen Füllmasse.

4. Druckgasbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- \ net, daß der Kopf raum (20) mit einer porösen Siclier-

\ heits-Füllmasse der genannten Art gefüllt ist.

5. Druckgasbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkanal (15) unterhalb des Kopfraumes (20) mit einer inerten porösen Füllmasse, wie z.B. einem Gemisch aus Torfmull mit körniger Aktivkohle, Bims usw., gefüllt ist.

6. Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Innenwandung des Druckgasbehälters (10) und der hochporösen monolithischen Füllmasse (13) ein Spaltraum (17) vorhanden ist, der mit einer Sicherheits-Füllmasse der genannten Art gefüllt ist.