DE8209727U1

DE8209727U1 - Schutzhuelle fuer die Handhabung und Lagerung von gefaehrlichem den Menschen und/oder die Umwelt gefaehrderdem Material

Info

Publication number: DE8209727U1
Application number: DE8209727U
Authority: DE
Original assignee: DUIVELAAR MACHIEL NICOLAAS 5060 BERGISCH GLADBACH DE
Current assignee: DUIVELAAR MACHIEL NICOLAAS 5060 BERGISCH GLADBACH DE
Priority date: 1982-04-05
Filing date: 1982-04-05
Publication date: 1984-07-12

Description

den 5. April 1982

BESCHREIBUNG

zu der Gebrauchsmusteranmeldung

MACHIEL NICOLAAS DUIVELAAR, Moitzfeld 58, 5060 Bergisch Gladbach 1, Deutschland.

betreffend

^ Schutzhülle für die Handhabung und Lagerung von gefährlichem, den Menschen und/oder die Umwelt gefährdendem Material. *".·

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzhülle für die Handhabung und Lagerung von in standardisierte Behälter, insbesondere Fässer, gefülltem gefährlichem, den Menschen und/oder die Umwelt gefährdendem Material, insbesondere radioaktive Abfallstoffe und anderes strahlungsaktives Material, giftige Stoffe und andere die Umwelt schädigende Chemikalien.

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Seit vielen Jahren werden fast unkontrollierbar grosse Mengen von Schwermetallen, insbesondere Quecksilber, Kadmium uns. sowie Gift, insbesondere DDT usw., Salze, Laugen, Chemikalien (Benzole, Xylole, Toluole usw.) und Uranabfälle in Flüssen abgelassen oder in Seen, Meere und Ozeanen versenkt, teilweise auch vergraben mit der Folge einer Verschmutzung des lebenswichtigen Grundwassers und von Bauland, Acker, Wiesen und Waldbestand einer allmählichen Vergiftung und Vernichtung der für den Erhalt der Menschheit wichtigen Nahrungsquellen auf dem Lande. Die Einatmung der bereits vielfach verseuchten Luft belastet den Menschen schon mehr als zulässig. Aber die zusätzliche Benutzung von verseuchten Wasser- und Nahrungsquellen sind tödlich für Mensch und Tier.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile bei der Handhabung und Lagerung von in standardisierte Behälter, insbesondere Fässer, gefülltem gefährlichem, den Menschen und/oder die Umwelt gefährdendem Material, insbesondere radioaktive Abfal"stoffe und anderes strahlungsaktives Material, giftige Stoffe und andere, die Umwelt schädigende Chemikalien oder Arzneimittelabfällen, zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Schutzhülle verwendet wird, deren Innenraum so gross bemessen ist, dass nach Einbringung des das gefährliche Material enthaltenden Behälters zwischen diesem und der Innenwand der Schutzhülle ein den Behälter im wesentlichen allseitig umgebender Zwischenraum verbleibt, in dem eine die Sicherheit bei der Handhabung und/oder Lagerung erhöhende Zwischenraumfüllung einbringbar ist, und dass Abstandshalter vorgesehen sind, die einen gewünschten Abstand des Behälters von der Innenwand der Schutzhülle sicherstellen. Durch die erfindungsgemässe Schutzhülle wird die Sicherheit bei der Handhabung und Lagerung wesentlich erhöht.

Erfindungsgemäss dient vorzugsweise eine Strahlenschutz-, Isolier- und/oder Versieglungsmasse, Druckluft und/oder Druckgas als Zwischenraumfüllung.

Vorteilhafterweise wird die erfindungsgemässe Schutzhülle als vorgefertigter, vorzugsweise zweiteiliger Hohlkörper,der aus zwei verschraubbaren Hälften besteht, ausgebildet und insbesondere aus hochbeständiger Keramik, Glas, z.B. Bleioder Quarzglas, mehrschichtig und mittels Fasern und/oder Vinylzwischenschichten verstärkt, hergestellt.

Es kann auch vorteilhaft sein, die erfindungsgemässe Schutz- ^; hülle aus Kunststoff, vorzugsweise mehrschichtig, mittels Y* Fasern und/oder Armierungssehichten verstärkt, herzustellen. 1

Falls das gefährliche Material in tonnenförmige Behälter i mit zwei oder mehr Tonnenreifen gefüllt wird, können als Abstandshalter mit öffnungen versehene Ringe dienen, die '■''; von den Stirnseiten des Fasses jeweils bis zur Anlage an [ einen Fassring auf das Fass aufschiebbar sind.

Die vorliegende Erfindung bietet den Vorteil, dass eine Lagerung möglich ist, die eine spätere Verwertung des eingelagerten Materials als Rohstoffquelle zulässt. Zu beachten ist, dass der Hauptanteil der jetzigen Abfälle, die hauptverantwortlich sind für die Vernichtung der lebensnotwendigen Quellen der Menschheit, im Grunde genommen keine Abfälle in dem herkömmlichen Sinne sind, sondern je nach Fortgang der Forschung und der Entwicklung wieder als Roh- ,; stoffe für zukünftige Produkte Verwendung finden könnten, würde man sich dazu entschliessen, die jetzigen Abfallstoffe, anstatt zu vergraben, zu versenken, zu verbrennen oder in Flüssen, Seen, Meere und Ozeanen zu leiten, erfiridungsgemäß einzulagern.

Die vorliegende Erfindung lässt eine 100 %ig erdbeben-

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und katastrojfaensichere, somit für uns und unsere Nachkommen, gefahrlose Lagerung in einem Stollen oder auf dem Meeresboden zu.

Die Kosten sind keinesfalls höher als die jetzt anfallenden Kosten der "Entsorgung".

Für die Lagerurig der Abfälle kann ein stillgelegtes Kohlenoder anderweitiges Bergwerk dienen, das dann als Lagerstätte für die zukünftigen Rohstoffe Verwendung findet. Derartige Lager haben viele Vorteile. In diesen Gebieten sind die Arbeitslosen-/Abwanderurigsquoten am höchsten. Es sind minenbekannte Tag- und Untertag-Arbeitskräfte vorhanden. Die Stollen liegen vielfach in grosser Tiefe, so dass eine eventuelle Grundwasserverseuchung auszuschliessen ist. Zudem wird ein zusätzlicher Strahlenschutz gewährleistet. Obwohl stillgelegt, ist damit zu rechnen, dass die meisten Stollen noch zugänglich bzw. mit geringerem Aufwand und weniger Kosten als für eine Neuerstellung zugänglich zu machen sind. Strassen- und Gleisverbindungen sind vorhanden. Durch stufenweises Auffüllen und Befestigen der Stollen werden zukünftige Bodensenkungen und die damit verbundenen Schäden vermieden. Im allgemeinen sind genügend Flächen, wie alte Haldenplätze, vorhanden, um die benötigten Gebäude für die Verwaltung und die Schlussversiegelungsfabrik zu erstellen, und um die Vorsortierungsflächen für die einzelnen Produkte bis zur Ein-

lagerung übersichtlich zu gestalten. Sehr oft sind auch noch Bauten vorhanden, die mit geringen Mitteln anzupassen sind. Bei einer Neuerstellung müssten weitläufige Bodenuntersuchungen vorgenommen werden, die viel Zeit und Geld kosten. Auch VGn einem stillgelegten Bergwerk sind diese Informationen, sowis sämtliche Bau- und Stollenpläne noch vorhanden, so dass bereits im voraus die jeweilig günstigsten Stollen für die einwandfreie Lagerung nach Gefahrenklassen berechnet und computermässig erfasst werden können.

Sowohl für die chemischen als auch radioaktiven Abfallstoffe bzw. zukünftige Rohstoffe werden vorzugsweise standardisierte 50 kg-Fässer Verwendung finden. Es können zwei Typen von Fässern vorgesehen werden, für Feststoffe mit abnehmbarem Deckelring mit Verschluss und für flüssige Stoffe mit sehr flachem Einfüllventil. Beide Fässer sind nach Beendigung des Abfüllvorganges vorzugsweise nicht mehr zu öffnen.

Der Produzent der Abfälle sollte verpflichtet werden, genaue chemische Bezeichnungen seiner Abfallstoffe anzugeben. Er erhält dann, je nach Gefahrenklasse, die entsprechenden innenseitig beschichteten Fässer. Ferner sollten die Fässer je nach Gefahrenklasse und Produkt mit einem Nummern-Kode versehen, sowie die entsprechenden Innenschutzbeschichtungen der Fässer eindeutig festgelegt werden. Dieser Nummern-Kode sollte von allen Beteiligten bis zur Einlagerung und Stollen-

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nummerierung verwendet werden.

Bei radioaktiven, insbesondere Uranabfällen werden die Fässer vorzugsweise mit einer an der Innenseite angebrachten Bleifolie, die mittels Epoxyharzverbindungen gemäß DE-OS 18 01 und DE-OS 21 34 811 verstärkt werden kann, um Druckstellen zu verhindern. Ausserdem verfügen diese Fässer über einen Deckel-Ringverschluss, um ein unerlaubtes öffnen von Unbefugten zu verhindern.

Aufgrund der Stollen- und Bodenbeschaffungspläne sollten diejenigen Stollen ermittelt und unterteilt werden, in welche die gefährlichen und weniger gefährlichen Materialien zur endgültigen Einlagerung untergebracht werden sollen. Diese Stollen werden karteimässig erfasst und erhalten die gleiche Kode-Nummer wie die Kode-Nummer auf den Fässern, die dort eingelagert werden. Auf diese Weise entstehen Lager, immer aus dem gleichen Material, so daß, wenn die Zeit kommt, daß die gelagerten Abfälle wiederum als neue Rohstoffe Verwendung finden sollen, diese Lager geräumt und für neue Abfallprodukte Verwendung finden können.

Bevor die Fässer endgültig versiegelt werden, müssen Stichproben zur Überprüfung des Inhaltes vorgenommen werden. Das Ventil bei den Fässern mit flüssigem Abfall wird mittels eines Spezialwerkzeuges herausgezogen, Flüssigkeit entnommen

und ein neues Ventil eingebracht.

Die Versiegelung besteht aus vorgefertigten Keramik-, Glasoder Kunststoffbehältern, letztere aus Plexiglas in Schichten, eventuell vinylverstärkt oder Polyesterverbindungen.

Das Gewinde der Verschraubung der beiden Hälften der Schutzhülle ist entsprechend lang zu wählen, um die Toleranzen in ' den Abmessungen der Fässer oder des Innenraumes der Schutzhüllen auszugleichen.

In einer der beiden Hälften der vorfabrizierten Schutzhülle befindet sich ein Ventil, durch das Druckluft bei den Fässern mit chemischem Inhalt oder die Isoliermasse für die Fässer mit Uran- bzw. Strahlungsabfällen eingebracht werden kann.

Ausser den Spezialfässern werden durch das Entsorgungswerk Spezialcontainer (20 ft) für den Transport zur Verfügung gestellt. Bis zur Versiegelung durch das Entsorgungswerk bleiben die Abfälle - auch auf dem Entsorgungsgelände - unter Bewachung in diesen Spezialcontainern. 20 ft-Container besteht aus der herkömmlichen Konstruktion. Die Aussenseite ist neutral zu halten. Die Innenseite besteht aus einer Stahlverkleidung, z.B. -aus V2a-Stahl, auf dem mittels Epoxyharz eine Bleifolie aufgeklebt ist. Die freiliegende Oberfläche | der Bleifolie wird mit Epoxyharz beschichtet; um eine Zer- #

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Setzung und Beschädigung der Bleifolie auszuschliessen.

Die mittels der Spezialcontainer zum Entsorgungswerk transportierten Fässer rollen durch die Fassreifen ausgerichtet in eine Maschine, die die Schutzhüllen anbringt. Das Fass wird angehoben. Zuerst wird ein erste öffnungen aufweisender Abstandsring auf die eine Fasshälfte bis zum ersten Fassreifen aufgeschoben. Die öffnungen in dem Abstandsring sind notwendig für den Durchgang der Zwischenraumfüllung. Nach Aufschieben des Abstandsringes wird die erste Hälfte der Schutzhülle über die mit dem Abstandsring versehene Fasshälfte aufgeschoben. Das Fass wird auf diese angebrachte Hälfte der Schutzhülle senkrecht aufgesetzt. Das Gewinde des Glasbehälters wird nun automatisch mit einer Klebdichtungsmasse versehen, z.B. gemäss DE-OS 21 34 811. Diese Klebmasse hält laut den internationalen Prüfungsberichten einen Druck bis über 80 atü stand und hat trotz der hohen Druckfestigkeit aussergewöhnliche Biegezugfestigkeiten. Dann wird der zweite mit öffnungen versehene Abstandsring von der anderen Stirnseite über das Fass geschoben und die zweite Hälfte der Schutzhülle aufgeschraubt. Durch das Verschrauben der beiden Hälften werden die bestehenden Toleranzen ausgeglichen, d.h. das Fass ist nunmehr über die Abstandsringe in seiner Lage in der Schutzhülle festgelegt.

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Die Schutzhüllen werden automatisch mit den Kode-Nummern versehen (etikettiert). Um Verwechslungen auszuschliessen, werden während einer Zeitspanne des Versiegeins immer nur Abfälle mit der gleichen Kode-Nummer verarbeitet.

Das in einer Schutzhülle verpackte, etikettierte Fass wird etwa 24 h zwischengelagert. Dieser Zeitraum wird benötigt, um eine vollständige Aushärtung der Kleb-, Dichtungsmasse zu erzielen. Anschliessend erfolgt eine Nachkontrolle sowie das Einbringen der Ispliermasse bzw. Druckluft durch das Ventil. Das Ventil wird danach mittels Epoxyharz oder dergleichen verschlossen und das Fass ist jetzt zur endgültigen Einlagerung präpariert. Die eingebrachte Menge Druckluft dient zürn Aufbau eines Gegendruckes, wodurch sehr hohe Aussendruckbelasturigen, z.B. bei Unterwasserlagerungen, ausgeglichen werden können.

Bei Fässern mit Uran- bzw. Strahlungsabfällen bleibt der Vorgang der Präparierung wie bei der vorstehend beschriebenen Versiegelung der Fässer mit chemischem Abfall. Nur wird nach ca. 24 h in den Zwischenraum der Schutzhüllen eine radioaktive Strahlungsabsorbierende, Blei enthaltende Epoxymasse gemäss DE-OS 18 01 578 in flüssigem Zustand unter Druck eingebracht. Durch Dauerversuche des Hahn-Meitner-Institutes in Berlin wurde für eine derartige Epoxymasse

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ausgezeichnete Beständigkeit und wirkungsvollen Schutz gegen Strahlungen nachgewiesen. Hinzu kommt, daß die Fässer bereits über einen von Innen angebrachten Schutz verfügen, so daß hauptsächlich Sekundärstrahlungen abzuschirmen sind. Es kann auch verflüssigtes reines Blei in den Zwischenraum der Schutzhüllen eingefüllt werden. Bei sehr starker Strahlung des zu lagernden Materials kann das Faß, bevor es in eine Schutzhülle gebracht wird, noch zusätzlich mit einer Bleifolie abgeschirmt werden. Vor Einbringung der Zwischenraumfüllung kann die im Zwischenraum vorhandene Luft entweder über das Ventil zum Einfüllen der Füllmasse abgesaugt werden oder es kann ein zusätzliches Entlüftungsventil vorgesehen werden, durch das die Luft beim Einfüllen der Füllmasse entweichen kann. Die Ventile werden nach Füllung des Zwischenraumes dicht versiegelt.

Die nunmehr fertig präparierten und mit Kode-Nummern gekennzeichneten Fässer werden jeweils nach Gefahrenklasse getrennt, in Stollen eingebracht, die jeweils die gleiche Kode-Nummer aufweisen. Um zu verhindern, daß bei einem Minenbrand Kalamitäten entstehen oder eine Kettenreaktion - verursacht durch Feuer oder Falschlagerungen von strahlungsaktiven Abfällen - hervorgerufen wird, sind noch folgende Massnahmen erforderlich:

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In den einzelnen Stollen sollten in gewissen Abständen jeweils nach Stapelung einer bestimmten Anzahl von Fässern, stets eine armierte Betonschutzmauer errichtet werden. In dieser Mauer werden Öffnungen zum Durchführen eines Druckschlauches belassen. Nach Aushärtung der Betonmauer wird nun durch die freigehaltenen Öffnungen Betongemisch mit Druck eingespritzt, wodurch sämtliche Hohlräume aufgefüllt und somit eine totale Verfestigung des Stollens erzielt wird und Bodenabsenkungen unterbunden werden.

In der anliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schutzhülle dargestellt. Dabei ist die zylindrische Schutzhülle allgemein mit 1 bezeichnet und besteht aus den beiden Hälften 2 und 3, die mittels eines Gewindes 4 miteinander verschraubbar sind. Die Schutzhüllenhälfte 2 ist mit einem Ventil 5 versehen. Ein zylindrisches Fass 6 mit zwei Fassreifen 8 ist im Inneren der Schutzhülle angeordnet, wobei ein Zwischenraum 10 das Fass allseitig umgibt, das mittels zwei Abstandsringen 12 in seiner Lage innerhalb der Schutzhülle fixiert ist. Die Abstandsringe sind über die Enden des Fasses 6 geschoben und liegen einerseits an den Fassreifen 8 und andererseits an ringförmigen Anlageflächen 14 der Schutzhülle an, die dadurch gebildet werden, daß der Innenraum der Schutzhülle in seinem mittleren Bereich einen grösseren Durchmesser als im Bereich der beiden Stirnseiten aufweist. Öffnungen 16 der Ringe ermöglichen das Füllen der äußeren Zwischenraumteile.

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Die erfindungsgemässe Schutzhülle kann verwendet werden, um gefährliches, den Menschen und/oder die Umwelt gefährdendes Material, insbesondere radioaktive Abfallstoffe und anderes strahlungsaktives Abfallmaterial, Giftstoffe und den Menschen und/oder die Umwelt schädigendes chemisches Abfallmaterial oder Arzneimittelabfallmaterial, das in standardisierte Behälter, insbesondere Fässer gefüllt ist, unter Wasser oder in unterirdischen Stollen sicher und als zukünftige Rohstoffquelle wieder nutzbar zu lagern.

Hierzu wird gefährliches Material mit jeweils gleicher oder gleichartiger Zusammensetzung in die standardisierten Behälter, insbesondere in Fässer, gefüllt, die mit einer Kennzeichnung versehen werden, aus der die Zusammensetzung und Gefährlichkeit des Materials ersichtlich ist und nachdem die gefüllten Behälter in der erfindungsgemässen Weise mit Schutzhüllen umhüllt worden sind, werden jeweils Behälter mit gefährlichem Material gleicher oder gleichartiger Zusammensetzung gruppenweise zusammengefaßt und unter Wasser oder in unterirdischen Stollen so gelagert, daß eine spätere Wiederverwendung als Rohstoffquelle möglich ist. Eine derartige Lagerung ist in einer vom Anmelder gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel: "Verfahren zur sicheren Lagerung von gefährlichem, den Menschen und/oder die Umwelt gefährdendem Material¹·

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(Anwaltszeichen 1A-4163) näher beschrieben. Zur Lagerung können die umhüllten Behälter auf Paletten in den unterirdischen Stollen eingebracht werden, und mindestens ein Teil des Stollens, in dem das gefährliche Material lagert, kann erfindungsgemäß mit einer im wesentlichen alle Hohlräume ausfüllenden, die Sicherheit der Lagerurig erhöhenden Füllmasse ausgefüllt werden.

Weiter kann der Teil des Stollens, in dem das gefährliche Material lagert, mittels einer Mauer, vorzugsweise einer armierten Betonmauer, verschlossen werden, die vorzugsweise mindestens eine Öffnung aufweist, über die mindestens ein Teil der die Hohlräume ausfüllenden und die Sicherheit der Lagerung erhöhenden Füllmasse in den zu verschliessenden Teil des Stollens eingebracht wird, und daß diese Öffnung bzw. Öffnungen nach dem Einbringen der vorgenannten Füllmasse verschlossen wird bzw. werden.

Auch kann es vorteilhaft sein, die mit der genannten Schutzhülle versehenen Behälter jeweils zusammengefaßt zu einer Gruppe von Behältern, die in bezug auf eine spätere Verwendung des gefährlichen Materials als Rohstoffquelle gleichartige oder gleichwertige Materialien enthalten, in einem seewasserbeständigen Container oder Schiff, vorzugsweise einem ausser Dienst gestellten Schiff oder Unterseeboot,

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bis auf den Boden des Meeres oder eines hinreichend tiefen Sees zu versenken. Dabei kann es vorteilhaft sein, einen Container oder ein Schiff mit Tauchzellen zu verwenden," die zu gegebener Zeit, wenn das Material in den Behältern als Rohstoffquelle verwendet werden soll, ein Heben des Containers bzw. Schiffes erleichtern, da sie mit Preßluft oder Perlen aus geschäumtem Kunststoff füllbar sind.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

Claims

den 5. April 1982 ANSPRÜCHE

1. Schutzhülle für die Handhabung und Lagerung von in standardisierte Behälter, insbesondere Fässer, gefülltem gefährlichem, den Menschen und/oder die Umwelt gefährdendem Material, insbesondere radioaktive Abfallstoffe und anderes strahlungsaktives Material, giftige Stoffe und andere die Umwelt schädigende Chemikalien, dadurch gekennzeic hn e t , dass der Innernraum der Schutzhülle so gross bemessen ist, dass nach Einbringung des das gefährliche Material enthaltenden Behälters zwischen diesem und der Innenwand der Schutzhülle ein den Behälter im wesentlichen allseitig umgebender Zwischenraum verbleibt, in dem eine die Sicherheit bei der Handhabung und/oder Lagerung erhöhende Zwischenraumfüllung einbringbar ist, und dass Abstandshalter vorgesehen sind, die einen gewünschten Abstand des Behälters von der Innenwand der Schutzhülle sicherstellen.

2. Schutzhülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strahlenschutz-, Isolier- und/oder Versieglungsmasse, Druckluft und/oder Druckgas als Zwischenraumfüllung dient.

3. Schutzhülle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sie als vorgefertigter, vor zugsweise zweiteiliger Hohlkörper ausgebildet ist.

4. Schutzhülle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß sie aus hochbeständiger Keramik, Glas, insbesondere Blei- oder Quarzglas, vorzugsweise mehrschichtig, mittels Fasern und/oder Vinylschichten-verstärkt, hergestellt ist.

5. Schutzhülle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß sie . aus Kunststoff, vorzugsweise mehrschichtig, mittels Fasern und/oder Armierungsschichten verstärkt, hergestellt ist.

6. Schutzhülle nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß sie aus zwei ver^chraubbaren Hälften besteht.

7. Schutzhülle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 für tonnenförmige Behälter mit zwei oder mehr Tonnen reifen, dadurch gekennzeichnet , daß als Abstandshalter mit Öffnungen versehene Ringe dienen, die von den-Süirnseiten des Fasses jeweils bis zur Anlage an einen Faßring auf das Faß aufschiebbar sind.

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8. Schutzhülle nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , dass sie mit mindestens einer vorzugweise als Ventil ausgebildeten Öffnung zum Einfüllen der Zwischenraumfüllung versehen ist.