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Abdichtung für die Schwimmdecke eines Behälters
Gegenstand der Erfindung
ist eine Abdichtung für die Schwimmdecke eines Behälters mit einem auf die Behälterwandung
wirkenden Schuh oder mit mehreren auf die Behälterwandung wirkenden Schuhen, mit
einer Einrichtung, die den Schuh oder die Schuhe an der Decke abstützt und an die
Behälterwand andrückt, und mit einer Hilfsabdichtung oberhalb der Oberkante des
Schuhes oder der Schuhe.
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Die Erfindung ist besonders auf die bei Petroleumvorratsbehältern
gebräuchlichen Schwimmdecken anwendbar, um die Verdampfungsverluste zu verringern
oder zu beseitigen. Ferner sollen mit der Erfindung eine Schwimmdecke und eine Abdichtung
geschaffen werden, die sich leicht aufbauen lassen, weniger Teile als die bisher
gebräuchlichen Bauarten aufweisen und selbst nach langem Gebrauch noch ihre Aufgabe
wirksam erfüllen.
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Diese Ziele werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Hilfsabdichtung
aus einem Gewebestück besteht, dessen Unterkante an dem Schuh oder an den Schuhen
befestigt und dessen Oberkante in einen Klemmring eingespannt ist, der von dem Schuh
oder den Schuhen getragen und durch eine von dem Schuh oder den Schuhen getragene
Einrichtung nach außen gedrängt wird.
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Bei einer Abdichtung, bei der die Oberkante des Schuhes oder der
Schuhe etwas nach einwärts von der Behälterwandung auf Abstand steht, ist erfindungsgemäß
die Hilfsabdichtung in Umfangs-
richtung des Behälters so lang,
daß sie sich nach außen in Abdichtungsberührung mit der Behälterwandung ausbaucht,
selbst wenn der Schuh oder die Schuhe von der Behälterwandung nach einwärts verschoben
werden.
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Dichtet bei dieser Abdichtung ein zweites Gewebestück den zwischen
dem Schuh oder den Schuhen und der Schwimmdecke befindlichen Ringraum ab, dann werden
die beiden Gewebestücke gegen den Schuh oder gegen die Schuhe nebeneinanderliegend
durch besondere Klemmgestänge geklemmt, die ihrerseits durch gemeinsam an dem Schuh
oder den Schuhen verankerte Klemmen nach außen gedrückt werden.
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Dabei wird der Klemmring für die Oberkante der Hilfsabdichtung von
mehreren Gliedern getragen, die schwingbar auf Bolzen liegen, die in dem Schuh oder
in den Schuhen verankert sind, wobei an den Gliedern Blattfedern anliegen, deren
Befestigung an den Bolzen erfolgt.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt, und zwar zeigt Fig. I eine Draufsicht auf den Behälter, Fig. 2 einen
Schnitt nach Linie 2 der Fig. I, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. I,
Fig. 4 einen 'Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie
5-5 der Fig. 3 und Fig. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 2; Fig. 7 ist ein
senkrechter Schnitt durch einen derartigen Behälter und veranschaulicht das Verfahren
zur Herstellung des Schuhes, und Fig. 8 ist ein Schnitt nach Linie 8-8 der Fig.
7.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gehört die eigentliche
Schwimmdecke 2 zu der Gattung, die mit einem Auftriebskörper oder mit doppelter
Wandung versehen ist. Die Erfindung läßt sich jedoch ebensogut auf Schwimmdecken
anderer Gattungen, beispielsweise auf pfannenförmige Schwimmdecken, anwenden. Die
..Schwimmdecke weist einen äußeren Rand 2a und einen Boden 2b auf, der beispielsweise
die untere Wand der doppelwandigen Schwimmdecke oder lediglich den Boden des ringförmigen
Auftriebskörpers bilden kann. Die Decke ist innerhalb der Seitenwandung 1 eines
zylindrischen Behälters gelagert.
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Die im folgenden beschriebene Abdichtung dient zum Verschließen des
Ringspaltes zwischen der Behälterwandung I und dem äußeren Umfang oder Rand 2a der
Schwimmdecke.
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Die Abdichtung besteht in der Hauptsache aus einem ringförmigen Schuhe,
der mit seiner Breitseite senkrecht und im wesentlichen parallel zur Seitenwand
I des Behälters angeordnet ist und von einer Anzahl von am Umfang der Schwimmdecke
2 angebrachten Aufhängevorrichtungen B gehalten wird. Ein im wesentlichen gasdichtes,
ringförmiges Gewebestück C ist mit der einen Kante am Umfang der Decke 2 und mit
der anderen Kante an der Oberkante des Schuhes A befestigt und schließt den Ringspalt
zwischen dem Schuh und dem Rand 2a der Schwimmdecke ab Außerdem sind am Umfang der
Decke eine Anzahl federnde Druckvorrichtungen D' schwenkbar gelagert, welche Druckstangen
D' tragen, die sich zwischen den Ober- und Unterkanten des Schuhes A gegen diesen
von innen anlegen und einen Druck auf ihn sowohl radial wie in Umfangsrichtung ausüben,
um alle Teile des Schuhes satt gegen die Behälterwandung 1 anzudrücken, wie im folgenden
ausführlich erläutert wird.
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Vorzugsweise ist die oben beschriebene Abdichtung mit einer zweiten
oder HilfsabdichtungE versehen die an der Oberkante des Schuhes A angeordnet und
derart ausgebildet ist, daß sie jederzeit an die Seitenwandung des Behälters angedrückt
wird.
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Der SchuhA kann in jeder gewünschten Weise ausgebildet sein, sofern
er genügende Höhe und genügend Biegsamkeit in der Umfangsrichtung besitzt, um sich
der kreisförmigen oder gekrümmten Seitenwandung I des Behälters im wesentlichen
anzupassen. Der Schuh kann aus einer Anzahl von Kreisabschnitten bestehen, deren
Enden mittels biegsamer, gasdichter Verbindungsglieder miteinander verbunden sind,
oder er kann aus einem einzeigen, sich praktisch ununterbrochen um die ganze Seitenwandung
des Behälters erstreckenden Glied bestehen. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform
ist der Schuh A nach Art eines Spreizringes ausgebildet, der sich ununterbrochen
über den ganzen Umfang des Behälters erstreckt.
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Der Spalt zwischen den SchuhendenA' (Fig. I) ist mittels eines im
wesentlichen gasdichten Gewebestückes Ioo geschlossen, das genügende Breite besitzt,
um Änderungen in der Spaltweite zuzulassen.
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Wie aus Fig. I hervorgeht, wirken die Druckvorrichtungen D der einen
Hälfte des Behälters, von den Schuhenden A' ausgehend, in der einen Umfangsrichtung
und die Druckvorrichtungen der anderen Hälfte in der entgegengesetzten Richtung,
und zwar derart, daß sie den Zwischenraum zwischen den EndenA' zu vergrößern suchen,
und tragen somit dazu bei, alle Teile des Schuhes A in der richtigen Lage zur Seitenwand
des Behälters zu halten.
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Der Schuh A ist nahe seiner Unterkante A" mittels einer Stange 4
versteift, welche durch Klammern 5 in ihrer Lage gehalten wird. Diese Klammern sind
an der Unterkante des Schuhes mittels der Bolzen 5' befestigt, deren Köpfe in die
Schuhe versenkt sind. Die UnterkanteA" selbst ist zweckmäßig etwas nach innen über
die Versteifungs stange 4 hinaus abgebogen. Der Schuh kann aus einem verhältnismäßig
leichten Tafelmaterial hergestellt werden. Es wurde festgestellt, daß ein besonders
hochgalvanisiertes Stahlblech mit einer Wandstärke von etwa I,6 mm vor dem Galvanisieren
sich vorzüglich für diesen Zweck eignet; es können jedoch auch andere Arten von
dünnem Tafelmaterial und selbst Gewebe verwendet werden.
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Gegebenenfalls können auf der Außenseite des Schuhes Reibstreifen
od. dgl. angebracht werden, um die Oberfläche des Tafelmaterials zu schützen.
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Ein derartiger Schuh kann ohne weiteres an Ort und Stelle, d. h. da
wo der Behälter aufgestellt ist, hergestellt werden. Er ist billig und verhältnismäßig
leicht, aber trotzdem genügend widerstandsfähig, um seine Gestalt beizubehalten,
und in Umfangs-
richtung genügend biegsam, um ein inniges Anpassen
an die Gestalt der Behälterwandung zu gewährleisten.
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Die den Schuh tragenden Aufhängevorrichtungen B sind im Abstand voneinander
über den Umfang der Schwimmdecke 2 verteilt und so gestaltet, daß sie nicht nur
den Schuh in seiner senkrechten Lage halten, sondern darüber hinaus die Decke konzentrisch
zur Seitenwand des Behälters zu halten suchen. Wie in der Zeichnung dargestellt,
besteht jede Aufhängevorrichtung aus einem aufrechten Glied B, zweckmäßig aus Winkeleisen,
das am unteren Ende mittels eines waagerechten Gelenkzapfens 6 in Lageraugen 7 der
Schwimmdecke gelagert ist. Am oberen Ende des Gliedes B befindet sich ein Lagerblock
8, an welchem eine Stange 9 aufgehängt ist. Die Stangen g tragen den Schuhe, wie
im folgenden beschrieben wird. Zum senkrechten Verstellen des Schuhes trägt das
obere Ende 9a der Stange 9 zwei Muttern 10, die sich beiderseits an das Lager 8
anlegen. Das Glied B trägt am oberen Ende eine Laufrolle II oder eine ähnliche reibungsverringernde
Vorrichtung, die sich gegen die Innenseite der Behälterwandung 1 anlegt und die
waagerechte Kraftkomponente unmittelbar auf diese Wandung überträgt.
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Mit dem Glied B ist eine nachgiebige Vorrichtung verbunden, welche
das Glied annähernd in der richtigen Lage hält, es sich jedoch gegenüber der Behälterwandung
etwas nach innen und außen bewegen läßt. Diese Einrichtung besteht vorzugsweise
aus einer Federstange F, die senkrecht in einem Sockel 12 auf der Schwimmdecke gelagert
und am oberen Ende mit einem Verbindungsglied 13 versehen ist, welches die Stange
F mit dem Aufhänger B verbindet. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht das
Verbindungsglied aus einer waagerechten Zugstange 13, die bei 14 am Aufhänger B
angelenkt ist und am anderen Ende an einem Gewindeteil 1 4a zwei Muttern 15 trägt,
die sich beiderseits gegen einen Lagerarm 16 am oberen Ende der Federstange F anlegen.
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Die Stangen, an der der Schuh nach Art eines Vorhanges aufgehängt
ist, übt in jeder Lage einen nach oben gerichteten Zug auf den Schuh aus, und dieser
Zug greift unmittelbar am Schuh selbst an, so daß jedes Kippmoment beseitigt ist.
Die Laufrolle ii am oberen Ende des Aufhängers gestaltet die Aufhängung fast reibungsfrei,
und infolge der verhältnismäßig großen Länge des Schwenkgliedes B ist der waagerechte
Druck dieses Gliedes auf die Behälterwandung nur sehr gering und wird überdies durch
den Zug der Federstange F fast vollständig aufgehoben. Infolgedessen sucht die ganze
auf den Aufhänger relativ zur Decke wirkende Kraft die Declie innerhalb des Behälters
zentriert zu halten. Bei der gewöhnlichen Wirkungsweise der Decke zieht die Federstange
f den Aufhänger zurück. wenn er sich aus der dargestellten Lage nach außen bewegt,
und drängt ihn nach außen, wenn er sich nach innen bewegt. Die waagerechte Komponente
des Schuhgewichtes und der Reibung wird von der Laufrolle 11 am oberen Ende des
Aufhängers aufgenommen, und somit verursacht das Schuhgewicht keine zusätzliche
Reibung. Infolge der zwei Muttern 10 kann der Aufhänger den Schuh sowohl nach oben
ziehen wie nach unten schieben.
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Um zwischen dem Schuh und der Seitenwand des Behälters eine satte
Berührung herbeizuführen, wird die Abdichtung erfindungsgemäß mit einer neuartigen
Andrückvorrichtung versehen, die auf den Schuh einen Druck nach außen in einer solchen
Weise ausübt, daß er sich über den ganzen Umfang dicht an die Behälterwand anlegt.
Ein Teil dieser Andrückvorrichtungen befindet sich außerhalb der Schwimmdecke und
ein Teil befindet sich in dem ringförmigen Gasraum X zwischen der Seitenwand des
Behälters und dem Rand 2a der Schwimmdecke, aber die Andrückvorrichtungen sind so
gebaut, daß sie das biegsame Dichteglied C nicht durchdringen, welches am Umfang
der Schwimmdecke und am Schuh befestigt ist. Zweckmäßig werden eine Anzahl solcher
Andrückvorrichtungen D vorgesehen, die im Abstand über die Umfangskante der Schwimmdecke
verteilt sind, wie aus Fig. 1 hervorgeht. Jede dieser Vorrichtungen umfaßt eine
senkrecht angeordnete Welle I7, die in einem Lager oder einer Stopfbüchse I8 an
der Schwimmdecke gelagert ist und einen waagerechten oberen Arm 19 oberhalb der
Decke sowie einen waagerechten unteren Arm 20 aufweist, der an einer waagerecht
angeordneten Druckstange D' befestigt ist. Diese DruckstangeD' legt sich gegen die
Innenseite des Schuhes A an, wie aus Fig. 2 und 3 hervorgeht. Am Ende des oberen
Armes 19 der Andrückvorrichtung greift eine Schraubenfeder 21 an, so daß der Arm
20 die DruckstangeD' und den SchuhA gegen die Seitenwandung des Behälters andrückt.
Auf diese Weise wird der Schuh mittels einer waagerecht angeordneten federbelasteten
Einrichtung, nämlich der Druchstange D', im Eingriff mit der Behälterwandung gehalten,
wobei die Einrichtung an einer Stelle zwischen der Ober- und Unterkante des Schuhes
auf diesen einwirkt. Die Verbindung zwischen der Druckstange D' und dem Arm 20 ist
beim dargestellten Ausführungsbeispiel mittels eines Lagers 22 auf der Innenseite
der Druckstange hergestellt, das einen senkrecht abgebogenen Zapfenfortsatz 23 des
Armes 20 aufnimmt und somit eine Gelenkverbindung zwischen der Druckstange und ihrer
Betätigungsvorrichtung herstellt. Die Druckstangen D' stehen mit dem Schuh A im
Reibungseingriff, so daß, wenn sich der Schuh nach innen oder außen bewegt, die
Stangen D' in Umfangsrichtung an dem Schuh gleiten. Wie oben beschrieben, sind die
Druckvorrichtungen auf der einen Seite des Behälters in umgekehrter Richtung gegen
über den anderen Druckvorrichtungen angeordnet, so daß der Umfangsdruck dieser Vorrichtungen
die Enden A' des Schuhes A auseinanderzuspreizen sucht (Fig. 1).
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Bei dieser Anordnung unterliegt der Schuh im wesentlichen über seinen
ganzen Umfang einem nach außen und in Umfangsrichtung wirkenden Druck, wobei die
Druckangriffssteiie zweckmäßig
annähernd auf halber Höhe des Schuhes
liegt. Wie bereits erwähnt, sind die Umfangsmomente dieses Druckes auf gegenüberliegenden
Seiten des Schuhes (beiderseits der EndenA') umgekehrt gerichtet und suchen den
Spalt zwischen diesen Enden zu vergrößern. Alle auf den Schuh wirkenden Kräfte suchen
die Decke im Behälter zu zentrieren. Die Federn 21 sind außen auf der Decke gelagert,
sind also leicht zugänglich und der schädlichen Wirkung der von dem Petroleum im
Behälter aufsteigenden Dämpfe nicht ausgesetzt.
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Das Lager 18 für die Welle 17 ist an einem Flanschteil 24 der Schwimmdecke
angebracht, der sich über den Dampfraum X erstreckt. Dieser Flansch befindet sich
oberhalb des normalen Flüssigkeitsspiegels und macht es dadurch möglich, die Druckvorrichtungen
derart an der Schwimmdecke anzubringen, daß sie weder das Dichtungsgewebe noch den
Schwimmkörper der Decke behindern. Der Flansch 24 macht es nicht nur möglich, die
Druckvorrichtung D ohne ein Durchlöchern des Gewebeteiles C an der Schwimmdecke
anzubringen, sondern er bewirkt auch eine erhebliche Ersparnis an Gewebe für das
Dichteglied C, da sich der Flansch seitlich verhältnismäßig dicht an die Seitenwand
des Behälters erstrecken und dennoch genügend Platz unterhalb des Flansches belassen
kann, um darin Vorrichtungen unterzubringen, die den Schuh gegen die Seitenwand
des Behälters andrücken sollen. Ein weiterer Vorteil, der sich aus dem Seitenflansch
24 ergibt, besteht darin, daß eine geringere Menge Stahl für die eigentliche Decke
gebraucht wird, da die Bodenplatte 2 und der Randteil 2a der Schwimmdecke kleiner
sind als wenn die Decke nicht mit dem Seitenflansch 24 versehen wäre, der den Gasraum
am Umfang der Decke überragt.
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Die zweite oder Hilfsabdichtung E ist an der Oberkante des Schuhes
A angeordnet und besteht vorzugsweise aus einem biegsamen Glied, z. B. einem im
wesentlichen gasdichten Gewebe. Dieser Teil E ist an seiner Oberkante mittels eines
Klemmringes 25 befestigt und an der Unterkante mit der Oberkante des Schuhes A verbunden,
und zwar durch die mittels der Klammern 27 auf den Bolzen 28 festgehaltene Stange
26. Der Klemmring 25 wird von einer Anzahl senkrechter Glieder 29 gehalten, die
mittels der Muttern 30, 31 lose auf den Bolzen 28 gelagert sind. Die Glieder 29
erstrecken sich unterhalb der Bolzen 28 und tragen am unteren Ende Bügel32, die
sich um die unteren Enden von Federn 33 legen, welche ebenfalls auf den Bolzen 28
gelagert sind, und zwar zwischen den Muttern 30 und Klammern 27. Diese Federn 33
drücken das untere Ende der Glieder 29 nach innen und somit den Klemmring 25 nach
außen, um die Falte der Dichtung nachgiebig im Eingriff mit der Seitenwand des Behälters
zu halten.
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Das Gewebe E ist in senkrechter Richtung genügend breit gehalten,
so daß, wie aus Fig. 4 und 5 hervorgeht, sich ein nach außen gerichteter Wulst bildet,
der sich gegen die Behälterwand 1 anlegt und dadurch eine gute, nachgiebige Berührung
über den ganzen Umfang der Hilfsabdichtung bewirkt.
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Der Spalt zwischen dem Deckenrand und dem Schuh ist mittels eines
im wesentlichen gasdichten Gewebes verschlossen. Die Oberkante dieses Gewebes ist
unmittelbar unterhalb der Bolzen 28 mittels eines Ringes 34 an den SchuhA angeklemmt,
wobei der Ring 34 durch die unteren Enden der Klammern 27 gehalten wird.
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Wie aus Fig.S hervorgeht, wird der Ring 34 außerdem noch an einigen
Stellen von Klammern 27' gehalten, die auf kürzeren Bolzen 28' mit Muttern30' gelagert
sind. Die unteren Enden der Klammern 27' sind bei 27a abgebogen, um die Stange 34
hakenförmig zu untergreifen. Die oberen Enden der Klammern 27' sind nach außen abgebogen
und bilden Abstandsflansche 27b, die unterhalb der Stange 28 liegen. Diese Bauart
erleichtert den Zusammenbau der Abdichtung. Zunächst können einige der Klammern
27' angebracht werden, um den Ring 34 zu befestigen, danach werden zwischen den
Klammern 27' weitere Klammern 27 angebracht, um den Ring 26 zu befestigen und dem
Ring 34 einen zusätzlichen Halt zu geben.
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Die Unterkante des Gewebes C ist an dem Flansch 24 der Schwimmdecke
befestigt, und zwar mittels der durch die Klammern 27" und Bolzen 28" gehaltenen
Stange 34'. Auf diese Weise ist die Unterkante des Gewebes C zwischen der Stange
34' und dem Deckenflansch 24 eingespannt.
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Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist das GewebeC mit von der Oberkante
zur Unterkante verlaufenden Falten versehen, d.h., es ist in der Umfangsrichtung
mit etwas überschüssiger Länge versehen, so daß sich Falten bilden, die radial und
senkrecht von der Decke zum Schuh verlaufen, Diese Falten ermöglichen eine Relativbewegung
zwischen Decke und Schuh in Umfangsrichtung.
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Die Stangen 26 und 34 an der Oberkante des Schuhes A dienen nicht
nur dazu, die Gewebe E und C am Schuh festzuklammern, sondern versteifen auch die
Oberkante des Schuhes in der gleichen Weise, wie die Stange 4 die Unterkante versteift.
Das obere EndeA" des Schuhes ist ähnlich der UnterkanteA' etwas nach innen gekrümmt,
um die Bewegung des Schuhes nach oben und unten über etwaige Unebenheiten der Seitenwandung
des Behälters zu erleichtern. Die Köpfe der Bolzen 283 28' und 5' sind in den SchuhA
versenkt, um ein Abschleifen dieser Köpfe an der Behälterwandung zu vermeiden. Dieses
Versenken wird zweckmäßig dadurch erreicht, daß man den Werkstoff des Schuhes A
einfach an den entsprechenden Steilen nach innen versenkt.
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Der Schuh ist in der folgenden Weise an den Stangen g aufgehängt.
An den'Stellen, wo sich die Aufhänger B befinden, ist ein kurzes Winkeleisen 50
(Fig. 5) an zwei benachbarten Klammern 27' angebracht. Die Stangeg durchsetzt eine
Öffnung 51 im waagerechten Flansch des Winkeleisens 50, und an ihrem unteren Ende
ist ein Querglied 52 angeschweißt, das sich gegen das Winkeleisen 50 legt.
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Oberhalb des Winkeleisens 50 durchsetzt ein Stift 53
die
Stange 9, um ein Verschieben dieser Stange nach unten gegenüber dem Winkeleisen
zu verhindern. Der Schuh A ist somit mittels der Winkeleisen 50, der Klammern 27'
und der Bolzen 28' an den Stangen 9 aufgehängt.
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In Fig. 7 und 8 ist ein Verfahren zum Errichten des Schuhes im Behälter
dargestellt. Bei Ia ist eine der waagerechten Nähte in der Seitenwand des Behälters
angedeutet. An verschiedenen Stellenunterhalb der Naht 1a werden Augen 70 vorübergehend
an der Behälterwandung angeschweißt, die sich alle im gleichen Abstand von der Naht
1a befinden.
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Danach werden Abschnitte A3 des Schuhes A auf die Augen 70 aufgesetzt
und an ihren Stoßenden A4 verschweißt. Auf diese Weise folgt der fertige Schuh A
allen etwaigen senkrechten Unebenheiten in der Naht 1a, nachdem er aus den AbschnittenA3
aufgebaut ist. Nach dem Fertigstellen des Schuhes und Aufhängen an der Decke mittels
der Aufhänger werden die Augen 70 wieder entfernt. Es hat sich als besser erwiesen,
den Schuh den etwaigen senkrechten Unregelmäßigkeiten des Behälters anzupassen,
als ihn genau waagerecht zu gestalten.
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PATENTANSPROCHE: I. Abdichtung für die Schwimmdecke eines Behälters
mit einem oder mit mehreren auf die Behälterwandung wirkenden Schuhen, mit einer
Einrichtung, die den Schuh oder die Schuhe an der Decke abstützt und an die Behälterwandung
andrückt, und mit einer Hilfsabdichtung oberhalb der Oberkante des Schuhes oder
der Schuhe, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsabdichtung (E) aus einem Gewebestück
besteht, dessen Unterkante (bei 26) an dem Schuh oder den Schuhen (A) befestigt
ist und dessen Oberkante in einen Klemmring (25) eingespannt ist, der von dem Schuh
oder den Schuhen getragen und durch einevon dem Schuh oder den'Schuhen getragene
Einrichtuhg (33) nach außen gedrängt wird.