EP0122591A2

EP0122591A2 - Vorrichtung zu Abdichtung des Ringspalts zwischen Behälterwand und schwimmender Abdeckung eines Grossraumbehälters

Info

Publication number: EP0122591A2
Application number: EP84104007A
Authority: EP
Inventors: Heinrich Ing. Grad. Imhof
Original assignee: INGENIEURBURO IMHOF GmbH; Ingenieurbuero Imhof GmbH
Current assignee: INGENIEURBURO IMHOF GmbH; Ingenieurbuero Imhof GmbH
Priority date: 1983-04-14
Filing date: 1984-04-10
Publication date: 1984-10-24
Also published as: US4524878A; EP0122591B1; DE3313564A1; EP0122591A3; ATE37341T1; DE3474128D1

Abstract

Bei einer Ringspaltabdichtung für Großraumbehälter sind U-förmige Federbügel (6) vorgesehen, die den Ringspalt (3) zwischen Behälterwand (1) und schwimmender Abdeckung (4) unter Federspannung überbrücken und mit den Enden ihrer freien Federschenkel (6a) fest mit dem äußeren Dichtelement (12) verbunden sind. Die freien Federschenkel (6a) stützen sich an der Behälterwand (1) ab und sind in der Länge so bemessen, daß sie bei allen Bewegungen der schwimmenden Abdekkung durch die an ihren Extrempunkten angreifenden Reaktionskräfte der Behälterwand (1) stets ihre aufrechte Stellung zur Behälterwand beibehalten. Die direkt an der Behälterwand abgestützten Federbügel bringen erhebliche Zentrierkräfte für die schwimmende Abdeckung auf, wobei sie jedoch das Dichtelement schonend in im wesentlichen gleichbleibender Stellung an die Behälterwand andrücken. Die Vorrichtung ist für Sekundärdichtungen als auch für Kombinationen von Sekundär- und Primärdichtungen geeignet und besitzt oberhalb der schwimmenden Abdeckung nur eine geringe Bauhöhe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abdichtung des Ringspalts zwischen senkrechter Behälterwand und schwimmender Abdeckung eines Großraumbehälters, insbesondere eines Schwimmdachtanks oder eines Festdachtanks mit Innenschwimmdecke, bestehend aus einer Vielzahl in gleichmäßigen Abständen nebeneinander am Umfang der schwimmenden Abdeckung befestigter Federelemente, die den Ringspalt unter Federspannung überbrücken und mit ihren freien Enden ein ringförmig geschlossenes, äußeres Dichtelement gegen die Behälterwand drücken, wobei der Ringspalt durch eine zwischen dem äußeren Dichtelement und der schwimmenden Abdeckung um den gesamten Ringspalt umlaufende Dichtungsschürze verschlossen ist.
Derartige Ringspaltabdichtungen werden vornehmlich bei Lagerung leichtflüchtiger, flüssiger Raffinerieprodukte und Chemikalien zur Vermeidung von Verdunstungsverlusten und der Ansammlung gefährlicher Dämpfe eingesetzt. Der für die Vertikalbewegung der schwimmenden Abdeckung erforderliche Ringspalt zwischen senkrechter Tankwand und Schwimmdecke muß hierbei durch ein möglichst elastisches Dichtsystem verschlossen werden, welches in der Lage ist, betriebsbedingte Änderungen der Ringspaltbreite sowie starke Unrundheiten und Beulen der Tankwand auszugleichen und hierbei das Entweichen von Produktdämpfen bzw. das Eindringen von Niederschlagswasser möglichst weitgehend zu verhindern.
Eine weitere wichtige Aufgabe der Ringspaltabdichtung besteht darin, für eine ausreichende Zentrierung der frei schwimmenden Abdeckung zu sorgen, wodurch die störungsfreie Vertikalbewegung ohne örtliche Überlastungen oder Verkantungen gewährleistet werden soll.
Im Idealfall soll die Ringspaltabdichtung über den gesamten Tankumfang eine gleichmäßig starke Zentrierwirkung ausüben können, mit Hilfe ausreichender Federwege auch extreme örtliche Abweichungen der Ringspaltbreite überbrücken, und möglichst störungsfrei und mit geringem Verschleiß über scharfe Unebenheiten der Tankwand hinweggleiten.
Diesen komplexen Anforderungen versucht man in der Praxis dadurch gerecht zu werden, daß an dem äußeren Rande der schwimmenden Abdeckung ein elastisches Dichtsystem befestigt wird, welches sich der jeweiligen Ringspaltbreite durch Federkräfte (DE-AS 23 58 636), durch Schwerkraft (Bulletin Nr. 3200 aus 1976 der Firma Chicago Bridge & Iron Company), durch Eigenspannung (US-PS 3 795 339) oder durch hydraulische Kräfte (US-PS 4 173 291) anpaßt und den Spalt durch eine umlaufende flexible Dichtungsschürze oder einen mit Flüssigkeit oder Kunststoffschaum gefüllten elastischen Schlauch verschließt.
Ringspaltabdichtungen für Schwimmdachtanks werden heute üblicherweise in eine Primärabdichtung und eine Sekundärdichtung unterteilt, wobei die dem Lagerprodukt zugewendete Primärdichtung den Großteil der Produktdämpfe zurückhalten soll und die gegen die Atmosphäre gerichtete Sekundärdichtung neben der Verbesserung der Gesamtabdichtwirkung insbesondere das Eindringen von Regenwasser verhindern soll. Ringspaltabdichtungen von Innenschwimmdecken in Festdachtanks haben demgegenüber nur die Aufgabe der Begrenzung von Produktemissionen.
Unter den neueren Sekundärdichtungen für Schwimmdachtanks sind folgende Grundkonstruktionen bekannt: federnd angedrückte Lippendichtungen (US-PS 4 116 358), federverstärkte Gummischürzen (DE-OS 28 32 978), Lippendichtungen aus Polyurethan-Elastomer (Druckschrift EKT 0028-3-79 der Firma Elastogran), federnd angedrückte Schaumstoffpolster mit abriebfester Umhüllung (eigene Patentanmeldung P 31 45 753.3) sowie federnd angedrückte, elastische Pakkungen mit wasserabstreifender Wirkung (eigene Patentanmeldung P 32 02 278.6).
Sekundärdichtungen in Form von Lippendichtungen mit schräg zur Tankwand gerichteten Federschenkeln sowie federverstärkte Gummischürzen oder Lippendichtungen, welche den Ringspalt unter elastischer Durchbiegung überbrücken, werden durch horizontal verlaufende Gleithindernisse relativ leicht nach unten gestülpt und können die in den Ringspalt einfallenden Niederschläge in dieser Stellung nicht zurückhalten.
In der älteren, bisher unveröffentlichten Patentanmeldung (P 31 45 753.3) wird eine Sekundärdichtung mit voluminösem und allseits gerundetem abdichtendem Element und annähernd senkrecht und dicht an der Tankwand auslaufenden Federschenkeln beschrieben. Bei dieser Konstruktion ist die Gefahr des Umstülpens beseitigt.
Die Forderung der Tankbetreiber nach Sekundärdichtungen mit besonders hoher Abdichtwirkung gegenüber den bei Schlagregen die Tankinnenwand herunterlaufenden Niederschlägen führte zur Entwicklung neuartiger Dichtelemente. In der weiteren, bisher unveröffentlichten Anmeldung (P 32 02 278.6) wird ein Dichtelement beschrieben, welches in der Lage ist, den an der Tankinnenwand herunterlaufenden Wasserfilm mit hohem Wirkungsgrad von der Tankwand abzuführen. Die extrem gute Abstreifwirkung kann jedoch nur dann gewährleistet werden, wenn das beschriebene Dichtelement stets seine gleichbleibend aufrechte Lage an der Tankwand behält.
Die durch Federkraft elastisch an die Tankinnenwand angedrückte Abstreiferpackung darf trotz betriebsbedingter Änderung der Ringspaltbreite sowie der Einwirkung von Reibungskräften und Gleithindernissen keine Kippbewegungen ausführen und soll stets mit ihrer vollen Arbeitsfläche und ausreichender Anpreßkraft an der Tankwand anliegen. Diesen Forderungen werden die bekannten Andruck- und Führungssysteme nicht gerecht. Desweiteren verursacht die starke Änderung der Anpreßkräfte und der Winkellage zur Tankwand einen erhöhten Verschleiß jedes Dichtelements durch örtlich überhöhte Belastung, wodurch häufig ein frühes Versagen der Sekundärdichtung verursacht wird.
Nachfolgend sind zwei weitere wesentliche Nachteile bekann ter Sekundärdichtungen angegeben. Die bisher erläuterten Konstruktionen erfordern eine bestimmte Mindestbauhöhe obe halb der Oberkante des Schwimmdaches, welche von der Breit des Ringspalts, den im Betrieb gegebenen Reibungskräften und der Steifigkeit der jeweiligen Feder- und Führungselemente abhängig ist. Die wirksame Bauhöhe der Sekundärdichtung oberhalb der Oberkante des Schwimmdaches bedeutet jedoch verlorener Tankraum und ist daher möglichst zu begrenzen. Desweiteren wird zur Brandbekämpfung meist eine definierte Beschäumungshöhe über der Oberkante des Abdichtungssystems gefordert, welche mit wachsender Bauhöhe der Sekundärdichtung entsprechend erhöht werden muß.
Im Hinblick auf eine gemeinsame und vereinfachende Konstruktion von Primärdichtung und Sekundärdichtung ergeben sich folgende weitere Forderungen:

- Primärdichtung und Sekundärdichtung sollen möglichst durch separaten Anschluß an das Schwimmdach in ihrer Wirkund voneinander unabhängig sein.
- Das Dichtsystem soll ein geringes Gewicht haben und geringe Reibungskräfte verursachen.
- Die Sekundärdichtung soll so niedrig als möglich angeordnet werden können.
- Die Primärdichtung soll möglichst mit einem abdichtenden Element in das Lagerprodukt eintauchen und einen geringen Dampfraum bilden.
- Die gesamte Abdichtung soll eine gute Zentrierwirkung auf das Schwimmdach ausüben, dabei jedoch leicht über Unebenheiten hinweggleiten können und geringen Verschleiß haben.
- Eine Erhöhung der Zentrierwirkung, z.B. durch Verengung des Ringspaltes, soll nicht automatisch eine Vergrößerung der Anpreßkräfte gegen die Dichtelemente bewirken.

Bei einer bekannten Ringspaltabdichtung der eingangs bezeichneten Gattung (DE-AS 23 58 636) werden schlanke, V-förmig nach oben und unten gegen die Tankwand abgespreizte Federschenkel zum Andrücken der äußeren Dichtelemente für Primärdichtung und Sekundärdichtung verwendet. Die Befestigung der V-förmigen Andruckfeder und der Primär-Dichtungsschürze kann hierbei nur an der vertikalen Seitenwand der schwimmenden Abdeckung erfolgen. Dies ist allgemein unerwünscht, weil durch die hierfür benötigten Bohrungen Undichtigkeiten entstehen können, wodurch Flüssigkeiten oder Dämpfe des Lagerproduktes in den Hohlraum des Schwimmkörpers eindringen können. Außerdem kann das relativ schmale äußere Dichtelement mit dünner Berührungslinie und lediglich punktförmiger Andrückung durch die Enden der Federschenkel keine gute Dichtwirkung erzeugen. Desweiteren können die in spitzem Winkel mit gestreckten Schenkeln und schmalem Dichtelement gegen die Tankwand gerichteten Federarme trotz großer Bauhöhe relativ leicht an der Tankwand festhaken und umkippen. Die bei späterer Realisierung dieses Dichtsystems über die äußeren Dichtelemente gezogenen Gleitbügel reduzieren die Dichtwirkung beträchtlich. Der bei Schlagregen die Tankwand herunterlaufende Wasserfilm kann durch diese Ausführung der äußeren Dichtelemente nicht abgestreift werden.
Bei betriebsbedingter Verengung der Spaltweite wachsen die Federkräfte und damit die Anpreßkräfte der Dichtelemente zu stark an und führen zu vorzeitigem Verschleiß der Dichtelemente. Die Kontakthöhe der Dichtelemente ändert sich mit der Spaltweite. Dies ist insbesondere für die Primärseite der Dichtung von Nachteil, da Länge und Fixierung des Primärschenkels nach der kleinsten zu erwartenden Spaltweite und unter Berücksichtigung unterschiedlicher Eintauchtiefen der schwimmenden Abdeckung festzulegen sind. Hierbei darf die Primärdichtung noch nicht in das Lagerprodukt eintauchen. An den Stellen mittlerer und großer Spaltweiten liegt die Primärdichtung dann zu hoch an der Tankwand an, wodurch der Dampfraum unterhalb der Primärdichtung weiter vergrössert wird, was unerwünscht ist. Bei der ungünstigen Dichtwirkung dieser Dichtelemente können große Mengen an Produktdämpfen in den freien Zwischenraum zwischen Primärschürze und Sekundärschürze entweichen und stellen ein großes Dampfreservoir für die Emissionen an der Sekundärdichtung dar. Die Sekundärdichtung erreicht durch den geraden und spitzwinklig gegen die Tankwand gerichteten Federschenkel eine zu große Bauhöhe.
In der älteren, bisher unveröffentlichten Patentanmeldung des Erfinders (P 31 45 753.3) wird die Ringspaltabdichtung einer Innenschwimmdecke beschrieben. Hierbei wird ein elastisches Dichtelement durch nach unten gegen die Tankwand gerichtete Federarme an die Tankwand angedrückt. Diese Bauweise ist nur dann möglich, wenn zwischen der Oberkante der Schwimmdecke und dem Produktniveau ein ausreichender Höhenunterschied zur Verfügung steht.
Bei Leichtbau-Innenschwimmdecken, z.B. aus Aluminium oder aus Kunststoff, steht häufig nur eine geringe Höhe für die Bemessung der Ringspaltabdichtung zur Verfügung. Desweiteren ist bei Innenschwimmdecken darauf zu achten, daß nur geringe Reibungskräfte von der Abdichtung ausgehen dürfen, da diese Konstruktionen über erheblich kleinere Auftriebskräfte verfügen.
Bei einer weiteren bekannten Abdichtung (DE-AS 11 36 276) sind U-bügelförmige federnde Andrückglieder vorgesehen, die einerseits am Außenumfang des Schwimmdaches befestigt sind und andererseits schwenkbar an Gleitschuhe angreifen, die durch die federnden Andruckglieder unter gleichzeitiger Zentrierung des Schwimmdaches gegen die Innenwandung des Behälters gedrückt werden. Hierbei werden an den Gleitschuhen zusätzlich ringförmige Dichtelemente mit scharfkantigen und steifen Profilen befestigt. Bei Auftreffen auf Gleithindernisse an der Tankwand haken die scharfkantigen-Dichtelemente an der Tankwand fest und die nicht in ihrer Auslenkung begrenzten und drehbar gehaltenen U-bügelförmigen Andruckglieder werden extrem belastet und ggf. deformiert. Die Andruckglieder sind durch die starken Vertikalkräfte sehr robust auszulegen, wodurch bei enger werdendem Spalt die direkt auf die Dichtelemente wirkenden Kräfte unzulässig stark ansteigen. Durch die schlechten Gleiteigenschaften dieser Vorrichtung, in Verbindung mit unzulässig ansteigenden Federkräften besteht die Gefahr, daß die Abdichtung an stärkeren Gleithindernissen (horizontale Schweißnaht) so stark festhakt, daß das gesamte Schwimmdach verkantet und hängenbleibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abdichtung des Ringspalts mit verbesserter Andruckvorrichtung mit gleichzeitigen Feder-, Stütz- und Führungseigenschaften bereitzustellen, welche sowohl bei einzelnen Primär- oder Sekundärdichtungen an Schwimmdachtanks, bzw. an der Abdichtung einer Innenschwimmdecke verwendet werden kann, oder aber in geeigneter Weise für kombinierte Primär-Sekundärdichtungen einsetzbar ist und den zuvor genannten Forderungen entspricht.
Ausgehend von der eingangs bezeichneten Gattung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise (DE-AS 11 36 276) aus schmalen Streifen gefertigte U-förmige Federbügel mit einem Schenkelende am äußeren Rand der schwimmenden Abdeckung befestigt sind, daß sich der freie Federschenkel, mit dessen Ende das äußere Dichtelement starr verbunden ist, mit dem Dichtelement und einer davon in vertikaler Richtung weit abgelegenen zweiten Kontaktstelle an der Tankwand abstützt, so daß bei allen Bewegungen der schwimmenden Abdeckung die an den Kontaktstellen des freien Federschenkels angreifenden Reaktionskräfte der Tankwand den freien Federschenkel stets in gleichbleibend aufrechter Stellung halten.
Die erfindungsgemäße Ringspaltabdichtung verfügt über folgende Vorteile:

- Der U-förmige Federbügel kann an der Tankwand nicht festhaken und umkippen; das abdichtende Element bleibt stets in seiner vorgegebenen aufrechten Stellung.
- Die wirksame Bauhöhe der Sekundärdichtung kann auf das erforderliche Mindestmaß zur Ableitung der Niederschläge begrenzt werden.
- Das abdichtende Element bleibt immer in der gleichen Höhenlage.
- Der U-förmige Federbügel kann große Änderungen der Spaltbreite ausgleichen, ohne große Änderung der Federkräfte.
- Ein erheblicher Teil der Federkräfte wird allein zur Zentrierung der schwimmenden Abdeckung eingesetzt; der Verschleiß der Dichtelemente bleibt damit wegen schonender Andrückung begrenzt.
- Die an der Tankwand gleitenden Federbügel bewirken eine zusätzliche Erdung der schwimmenden Abdeckung.
- Die Gesamtvorrichtung besitzt an der Tankwand gute Gleiteigenschaften.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Merkmale der Erfindung gehen aus den Weiterbildungen der Erfindung betreffende Unteransprüchen 2 bis 14 hervor.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Schnittansicht der Sekundärdichtung an einem Schwimmdachtank mit einem wasserabstreifenden Dichtelement,
Fig. 2 bis 5 verschiedene Schnitte durch die Sekundärdichtung gemäß Fig. 1 zur Illustration der Wirkungsweise derselben,
Fig. 6 einen Schnitt durch eine Sekundärdichtung eines Schwimmdachtanks, bei anderer Ausbildung und Anbringung des Dichtelements,
Fig. 7 einen Schnitt durch eine Sekundärdichtung eines Schwimmdachtanks, mit einem wasserabstreifenden Dichtelement, konstruktiv verbunden mit einer herkömmlichen Primärdichtung,
Fig. 8 einen Schnitt durch eine gemeinsame Konstruktion für Primärdichtung und Sekundärdichtung an einem Schwimmdachtank,
Fig. 9 einen Schnitt durch eine Ringspaltabdichtung - für die Innenschwimmdecke eines Festdachtanks,
Fig. 10 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer gemeinsamen Konstruktion für Primärdichtung und Sekundärdichtung an einem Schwimmdachtank und
Fig. 11 eine Schnitteinzelheit insbesondere der in
Fig. 10 gezeigten Konstruktion.

Aus Fig. 1 geht die senkrechte Behälterwand 1 eines Schwimmdachtanks hervor, der die allgemein mit der Bezugszahl 2 bezeichnete Ringspaltabdichtung anliegt, welche den Ringspalt 3 zwischen der Behälterwand 1 und dem Schwimmdach 4 überbrückt. Die Ringspaltabdichtung 2 kommt oberhalb einer herkömmlichen, nicht dargestellten Primärdichtung zur Anwendung. An dem horizontal nach innen gerichteten Flansch 5 des Schwimmdaches 4 sind U-förmige Federbügel 6 mittels Schrauben 7 und unter Zwischenlage von Klemmleisten 8 befestigt. Die freien Schenkel 6a der Federbügel 6 sind mittels Schrauben 9 an vertikal nach oben gerichteten Flanschen 10 von C-förmigen Aufnahmeprofilstücken 11 befestigt, wobei jeweils etwa zwei bis vier Federbügel 6 mit einem Aufnahmeprofilstück 11 verbunden sind. Die zur Tankwand 1 hin geöffneten Aufnahmeprofilstücke 11 drücken ein wasserabstreifendes Dichtelement 12 annähernd lückenlos gegen die Tankwand 1.
An einem zweiten, vertikal nach unten gerichteten Flansch 13 der Aufnahmeprofilstücke 11 sind mittels Klemmleisten 14 und Schrauben 15 Verlängerungsarme 6b der freien Federschenkel 6a, sowie die endlos um den gesamten Ringspalt umlaufende Dichtungsschürze 17 befestigt. Die C-förmigen Aufnahmeprofilstücke 11 sind an der Rückseite bei 16 perforiert. Im oberen Bereich der freien Federschenkel 6a sind kurze Gleitkufen 18 angebracht.
Entsprechend der jeweiligen Vertikalbewegung des Schwimmdaches 4 verteilen sich die Andruckkräfte der Federbügel 6 auf das Dichtelement 12 und die vertikalen Extrempunkte der freien Federschenkel 6a zur Tankwand, gebildet durch die Verlängerungsarme 6b und die Gleitkufen 18. Die an der Tankwand 1 herunterlaufenden Niederschläge werden von dem Dichtelement 12_aufgenommen und an der Perforation 16 der Aufnahmeprofilstücke 1_"1 abgegeben. Von hier werden die Niederschläge über die umlaufende Dichtungsschürze 17 zum Schwimmdach 4 abgeleitet.
Die U-förmigen Federbügel 6 sind aus schmalen Streifen eines rostfreien Federbandstahls gefertigt. Die Verlängerungsarme 6b der freien Federschenkel 6a werden aus funkenfreiem Metall (z.B. Messing) hergestellt und sind V-förmig ausgebildet, wobei die schräg nach oben zurückgeführten Schenkel 6c die umlaufende Dichtungsschürze 17 bei enger werdendem Ringspalt 3 unterstützen, so daß das von der Tankwand 1 abgestreifte Wasser nicht in größeren Mengen auf der Dichtungsschürze 17 angesammelt werden kann. Die an den freien Federschenkeln 6a befestigten Gleitkufen 18 sind ebenfalls aus funkenfreiem Metall hergestellt.
Aus den schematisierten Fig. 2 bis 5 ist die Wirkungsweise der U-förmigen Federbügel 6 erkennbar. Fig. 2 zeigt die Form eines Federbügels bei extrem weitem Spalt 3, Fig. 3 bei extrem engem Spalt 3. Aus Fig. 4 geht die Lage des Federbügels bei Abwärtsbewegung des Schwimmdaches 4 hervor. Durch die zwischen Dichtelement 12 und Tankwand 1 entstehende Reibungskraft entsteht eine leichte Spreizung des U-förmigen Federbügels. Hierdurch wird das untere Ende des freien Federschenkels 6b gegen die Tankwand gedrückt, wodurch die Anpreßkraft zwischen Tankwand und Dichtelement reduziert und eine weitere Spreizung des Federbügels verhindert wird.
In Fig.5 ist die Lage des Federbügels bei Aufwärtsbewegung des Schwimmdaches dargestellt. Hierbei verursacht die Reibung zwischen Tankwand 1 und Dichtelement 12 ein Zusammendrücken des Federbügels. Das obere Ende des freien Federschenkels 6a bekommt hierbei Kontakt zur Tankwand und reduziert die Anpreßkräfte gegen das Dichtelement. Hierdurch werden die Reibungskräfte zwischen Tankwand und Dichtelement vermindert und ein weiteres Zusammendrücken des Federbügels verhindert.
Das an dem freien Federschenkel 6a befestigte Dichtelement erfährt bei allen Relativbewegungen des Schwimmdaches zur Tankwand nur eine geringfügige Lageänderung. Die Wirkung des Dichtelementes wird hierdurch nicht beeinträchtigt. In den Fig.2 bis 5 sind die unterschiedlichen Bewegungsrichtungen des Schwimmdaches 4 durch entsprechende Pfeile angedeutet.
Aus Fig.6 geht die Sekundärdichtung 2' eines Schwimmdachtanks mit einem dampfdichten, elastischen Dichtelement 12' hervor, welches in erster Linie zur Begrenzung der Produktemission bestimmt ist. Die darunter angeordnete Primärdichtung ist nicht dargestellt. Vergleichbare Bauteile sind mit den für Fig.1 verwendeten Bezugszahlen bezeichnet, die jedoch mit einem Indexstrich versehen sind.
Das um den gesamten Ringspalt 3' umlaufende Dichtelement 12' wird durch einzelne, C-formige Aufnahmeprofilstücke 11' annähernd lückenlos gegen die Tankwand T' gedrückt. Die freien Federschenkel 6a' und ihre nach unten gerichteten Verlängerungsarme 6b' sind durch Schrauben 9' bzw. 15' an horizontalen Schenkeln der C-förmigen Aufnahmeprofilstükke 11' befestigt, wobei jeweils etwa zwei bis vier Federbügel 6' mit einem Aufnahmeprofilstück 11' verbunden sind.
Die umlaufende Dichtungsschürze 17' ist mittels Klemmleisten 14' und Schrauben 15' am unteren Schenkel der Aufnahmeprofilstücke 11' befestigt. Die an den vertikalen Extrempunkten der freien Federschenkel 6a' und 6b' angreifenden Reaktionskräfte der Tankwand 1' halten das mit mehreren übereinanderliegenden Dichtlippen ausgestattete Dichtelement 12¹ stets in gleichbleibend aufrechter Stellung.
Aus Fig. 7 geht die Konstruktion einer Sekundärdichtung 2" mit einem wasserabstreifenden Dichtelement 12" in Verbindung mit einer herkömmlichen Primärdichtung 19 hervor. Vergleichbare Bauteile sind mit den für Fig. 1 verwendeten Bezugszahlen bezeichnet, die jedoch mit zwei Indexstrichen versehen sind. Die U-förmigen Federbügel 6" sind mittels abgewinkelter Klemmleisten 8" und Schrauben 7" gemeinsam mit der Dichtungsschürze 22 der Primärdichtung 19 am horizontalen Flansch 5" des Schwimmdaches 4" befestigt. Die Dichtungsschürze 17" der Sekundärdichtung 2" ist einerseits mit dem unteren Flansch 13" der C-förmigen Aufnahmeprofilstücke 11" verbunden und andererseits mittels Klemmleisten 20 und Schrauben 21 gemeinsam mit der Dichtungsschürze 22 der Primärdichtung 19 am oberen Ende der Gleitbleche 23 befestigt. Die Gleitbleche 23 der Primärdichtung 19 sind mittels Gelenkscheren 24 horizontal beweglich mit dem äußeren Rand des Schwimmdaches 4" verbunden. Jeweils etwa zwei bis vier Federbügel 6" sind mit einem Aufnahmeprofilstück 11" verbunden.
Die an der Tankwand 1" anliegenden freien Federschenkel 6a" haben keine Verlängerung unterhalb der Aufnahmeprofilstücke 11". Bei Abwärtsbewegung des Schwimmdaches 4" streckt sich aufgrund der Reibung zwischen Tankwand 1" und Dichtelement 12" die Dichtungsschürze 17" und verhindert ein weiteres Aufbiegen der Federbügel 6". Bei Aufwärtsbewegung des Schwimmdaches 4" verhindert das Oberteil der freien Federschenkel 6a" durch Anlage der Gleitkufen 18" an die Tankwand ein weiteres Zusammendrücken der Federbügel 6" aufgrund verminderter Reibungskräfte. Das durch das wasserabstreifende Dichtelement 12" von der Tankwand 1" abgeführte Wasser läuft über die Dichtungsschürze 22 der Primärdichtung 19 auf das Schwimmdach 4". Die Höhe der Dichtungsschürze 17" ist vorteilhafterweise so bemessen, daß die Sekundärdichtung 2" auch bei mangelnder Anpassung der Primärdichtung 19 an die Tankwand t" stets ungehinderten Kontakt zur Tankwand T" bekommt, wobei gleichzeitig das Dichtelement 12" bezüglich der Höhenlage des Schwimmdaches 4" so niedrig als möglich an der Tankwand 1" zur Anlage kommt.
Aus Fig.8 ist die gemeinsame Konstruktion einer Primärdichtung 19 und einer Sekundärdichtung 2 eines Schwimmdachtanks zu entnehmen. Vergleichbare Bauteile zu der in Fig.1 dargestellten Sekundärdichtung sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Die Dichtungsschürze 17 und die Federbügel 6 der Sekundärdichtung 2 sind mittels Schrauben 7 und Klemmleisten 8 am horizontal zur Tankmitte gerichteten Flansch 5 des Schwimmdaches 4 befestigt. An den freien Federschenkeln 6a der Federbügel 6 sind mittels Schrauben 9 kurze Aufnahmeprofilstücke 11 an den etwa vertikal nach oben gerichteten Flanschen 10 verschraubt und drücken ein wasserabstreifendes Dichtelement 12.gegen die Tankwand 1. Jeweils etwa zwei bis vier Federbügel 6 sind mit einem Aufnahmeprofilstück 11 verbunden.
Am oberen Ende der Seitenwand 4a des Schwimmdaches 4 sind federnde Verlängerungsarme 21 der Primärdichtung 19 mittels Schrauben 20 befestigt. An dem freien unteren Ende jedes Verlängerungsarmes 21 sind ein U-förmiger Federbügel 22 und ein weiterer einarmiger Federbügel 23 mittels Schraubverbindungen 24 befestigt. An dem oberen Ende eines zur Tankwand 1 gerichteten Federschenkels 22a sind -unter Verwendung von Schrauben 25 und Klemmleisten 26 an vertikal nach unten gerichteten Flanschen 27 kurzer Aufnahmeprofilstücke 28 eine Dichtungsschürze 30, mit einem bei 32 angeschweißten, separaten Tauchband 31, verschraubt. An oberen, vertikal gerichteten Flanschen 29 der Aufnahmeprofilstücke 28 sind mittels Schrauben 35 kufenartig ausgebildete Verlängerungsarme 22b der Federschenkel 22a befestigt. Jeweils etwa zwei bis vier Federbügel 22 sind mit einem Aufnahmeprofilstück 28 verbunden.
Die Dichtungsschürze 30 der Primärdichtung 19 wird nach Befestigung unterhalb der Aufnahmeprofilstücke 28 mittels einer Verbindungsschürze 33 um die Primärdichtung 19 herum nach oben weitergeführt und an den unteren, vertikalen Flanschen 13 der Aufnahmeprofilstücke 11 der Sekundärdichtung 2 zusammen mit den kufenartig ausgebildeten Verlängerungsarmen 6b der Federschenkel 6a unter Verwendung von Klemmleisten 14 und Schrauben 15 gasdicht verklemmt. In den Aufnahmeprofilstücken 28 ist ein elastisches Dichtelement 34 kraftschlüssig und entlang dem Tankumfang lükkenfrei gehalten. Die Dichtungsschürze 30 ist mittels des angeschweißten, separaten Tauchbandes 31 mit dem elastischen Dichtelement 34 gasdicht verbunden. Der Dampfraum zwischen der Seitenwand 4a des Schwimmdaches 4, der Dichtungsschürze 30, dem Tauchband 31 und dem Produktniveau 36 wird hierdurch absolut gasdicht verschlossen. Die Verbindungsschürze 33 zwischen Primärdichtung 19 und Sekundärdichtung 2 stellt einen großen gasfreien Raum zwischen den beiden Dichtsystemen her und bildet eine auf Zug belastbare Verbindung zwischen Primärdichtung und Sekundärdichtung.
Da die U-förmig ausgebildeten Federbügel der Primärdichtung und der Sekundärdichtung gegeneinander gerichtet sind und diese Federbügel bei Vertikalbewegung des Schwimmdaches in Richtung der Federscheitel den geringeren Gleitwiderstand haben, stellt die auf Zug belastbare Verbindungsschürze 33 ein Sicherheitselement bei Gleitstörungen einer der beiden Abdichtungen dar. Die Verbindungsschürze 33 hat damit die gleiche Wirkung wie die Verlängerungsarme 6b und 22b der an der Tankwand anliegenden Federschenkel 6a und 22a und kann diese ggf. ersetzen. Die Federbügel 23 unterstützen die Federkräfte der Federbügel 22 und der Verlängerungsarme 21.
Die Verlängerungsarme 21 können aufgrund ihrer geringen Winkeländerung aus Normalstahl gefertigt werden. Die Federbügel 22, 23 und 6 sind vorteilhafterweise aus rostfreiem Federbandstahl gefertigt, die Aufnahmeprofilstücke 28 und 11 aus rostfreiem Stahl. Die an den Federbügeln 22 und 6 befestigten Gleitkufen 37 bzw. 18, sowie die Verlängerungsarme 22b und 6b der Federschenkel 22a und 6a werden aus funkenfreiem Metall gefertigt. Die Dichtungsschürzen 30, 31, 33 und 17 sind aus entsprechend produkt- und witterungsbeständigen Kunststoffen mit Gewebeverstärkung vorgesehen. Die Dichtelemente 34 und 12 müssen darüberhinaus gegen die Reibungskräfte an der Tankwand ausreichend widerstandsfähig sein.
Die Primärdichtung ist vorteilhafterweise so zu dimensionieren, daß das Dichtelement 34 bei tiefster Eintauchung des Schwimmdaches 4 dicht über dem Flüssigkeitsniveau 36 abschließt. Die Sekundärdichtung ist vorteilhafterweise so zu bemessen, daß das Dichtelement 12 in möglichst geringer Hohe über dem Schwimmdach 4 an die Tankwand 1 anliegt, so daß das von der Tankwand 1 abgestreifte Wasser gerade noch zum Schwimmdach hin abgeführt werden kann.
Aus Fig. 9 geht die Ringspaltabdichtung 202 einer Innenschwimmdecke 204 mit extrem niedriger Bauhohe hervor. Die um den gesamten Ringspalt 203 umlaufende Dichtungsschürze 217 und die schmalen, U-förmigen Federbügel 206 sind mittels Klemmwinkel 208 und Schrauben 207 am äußeren oberen Rand 205 der Innenschwimmdecke 204 befestigt. An den freien, an der Tankwand 201 anliegenden Schenkeln 206a der Federbügel 206 sind Kontaktleisten 218 bei 219 angenietet. Die Federbügel 206 tauchen nach Befestigung an der Innenschwimmdecke 204 in das Lagerprodukt ein. Die freien Federschenkel 206a sind oberhalb des Produktniveaus 220 von der Tankwand 201 weggebogen und durch Klemmleisten 210 und Schrauben 209 mit den Aufnahmeprofilstücken 211 verschraubt. In den C-förmig ausgebildeten Aufnahmeprofilstücken 211 sind Schaumstoffelemente 212 formschlüssig gehalten. Um die Aufnahmeprofilstükke 211 und die Schaumstoffelemente 212 ist der äußere Teil 217a der Dichtungsschürze 217 herumgeschlungen, so daß ein vollkommen geschlossener äußerer Dichtkörper entsteht. An dem oberen Schenkel der Aufnahmeprofilstücke 211 sind durch Klemmleisten 214 und Schrauben 215 die Aufnahmeprofilstükke 211, Dichtungsschürze 217 und die Verlängerungsarme 206b der freien Federschenkel 206a fest verbunden. Die Kontaktleisten 218 und die Verlängerungsarme 206b der freien Federschenkel 206a sind aus funkenfreiem Metall hergestellt. Als_' Material für die Federbügel 206 wird vorteilhafterweise rostfreier Federbandstahl verwendet. Bei Vertikalbewegung der Innenschwimmdecke 204 werden die durch Reibung zwischen Tankwand 201 und Dichtungsschürze 217a hervorgerufenen Kippbewegungen der Ringspaltabdichtung 202 durch Kontakt der vertikalen Extrempunkte der freien Federschenkel 206a, 206b zur Tankwand 201 begrenzt. Die freien Federschenkel 206a, 206b übertragen einen Teil der Federkräfte direkt auf die Tankwand 201, wodurch eine gute Zentrierung der Innenschwimmdecke 204 erreicht wird und gleichzeitig der Verschleiß der Dichtungsschürze 217a gering gehalten wird. Jeweils zwei bis vier Federbügel 206 sind mit einem Aufnahmeprofilstück 211 verbunden.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 handelt es sich um eine vereinfachte Konstruktion für eine gemeinsame Primär-Sekundär-Dichtung eines Schwimmdachtanks. Hierbei sind im Ringspalt 103 zwischen Schwimmdach 104 und Tankwand 101 sich nach oben öffnende U-förmige Federbügel 106 angeordnet, die an einem vertikalen Flanschrand der Seitenwand104a des Schwimmdaches unter gleichzeitiger Einspannung der Ränder einer Sekundär-Dichtungsschürze 117 und einer Primär-Dichtungsschürze 122 durch Schrauben 107 befestigt sind. Das obere Ende des freien Schenkels 106a eines jeden Federbügels 106 ist mittels einer Schraube 109 mit einem abwärts gerichteten Flansch eines zur Tankwand 101 geöffneten C-förmigen Aufnahmeprofilstücks 111 unter gleichzeitiger Einspannung des äußeren Randes der Sekundär-Dichtungsschürze 117 fest verbunden. Die um den vollständigen Tankumfang ringförmig mit geringen Zwischenräumen angeordneten Aufnahmeprofilstücke 111 drücken ein wasserabstreifendes Sekundär-Dichtelement 112 annähernd lückenlos gegen die Tankwand 101. Auch hier sind jeweils zwei bis vier Federbügell06 mit einem Aufnahmeprofilstück 111 verbunden.
An jedem Federbügel 106 ist eine nach unten weisende; von der Tankwand 101 abgebogene Zusatzfeder 40 (durch Niete od. dgl.) befestigt. An den freien Enden der Zusatzfedern 40 ist ein der Tankwand 101 federnd anliegendes Primär-Dichtelement 134 unter gleichzeitiger dichter Einspannung des äußeren Randes der Primär-Dichtungsschürze 122 und eines Tauchbandes 131 angeschraubt.
Die Besonderheit dieser Konstruktion besteht im wesentli_- chen darin, daß die Federbügel 106 mit ihren freien Schenkeln 106a in der Nähe der von der Tankwand 101 abgebogenen Scheitelbereiche immer Kontakt mit der Tankwand haben, wodurch die Federbügel 106 große Zentrierkräfte auf das Schwimmdach 104 ausüben, ohne die Dichtkräfte an den Dichtelementen 112 und 134 zu erhöhen.
An den Kontaktstellen zwischen den Federbügeln 106 und der Tankwand 101 können Gleitbügel aus vorzugsweise funkenfreiem Material an den Federbügeln 106 befestigt sein, wie das mit Bezug auf andere Ausführungsbeispiele schon beschrieben worden ist. Falls jedoch die starke Reibung der Federbügel 106 an der Tankwand 101 unerwünscht ist, z.B. bei beschichteten Tankwänden, so kann an jedem Federbügel eine Rolle 41 befestigt sein, wie Fig. 11 veranschaulicht. Hierdurch tritt an den Kontaktpunkten keine Gleitreibung, sondern nur noch die wesentlich geringere Rollreibung auf, wodurch der Verschleiß erheblich reduziert wird. Die Rollen 41 sind jeweils mittels eines Lagerbockes 42 an den freien Schenkeln 106a der Federbügel durch Schrauben 43 befestigt.
Entsprechende Rollen können auch an den Tankwand-Kontaktstellen der vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele vorgesehen werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Abdichtung des Ringspalts zwischen senkrechter Behälterwand und schwimmender Abdeckung eines Großraumbehälters, insbesondere eines Schwimmdachtanks oder eines Festdachtanks mit Innenschwimmdecke, bestehend aus einer Vielzahl in gleichmäßigen Abständen nebeneinander am Umfang der schwimmenden Abdeckung befestigter Federelemente, die den Ringspalt unter Federspannung überbrücken und mit ihren freien Enden ein ringförmig geschlossenes, äußeres Dichtelement gegen die Behälterwand drücken, wobei der Ringspalt durch eine zwischen dem äußeren Dichtelement und der schwimmenden Abdeckung um den gesamten Ringspalt umlaufende Dichtungsschürze verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise aus schmalen Streifen gefertigte U-förmige Federbügel (6) mit einem Schenkelende am äußeren Rand der schwimmenden Abdeckung (4) befestigt sind, daß sich der freie Federschenkel (6a), mit dessen Ende das äußere Dichtelement (12) starr .verbunden ist, mit dem Dichtelement und einer davon in vertikaler Richtung weit abgelegenen zweiten Kontaktstelle an der Tankwand (1) abstützt, so daß bei allen Bewegungen der schwimmenden Abdeckung (4) die an den Kontaktstellen des freien Federschenkels (6a) angreifenden Reaktionskräfte der Tankwand (1) den freien Federschenkel (6a) stets in gleichbleibend aufrechter Stellung halten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht ausreichender Länge der freien Federschenkel (6a) kufenartig auslaufende Verlängerungsarme (6b) im Anschluß an das Dichtelement (12) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung (der Ringspaltabdichtung) als Sekundärdichtung (eines Schwimmdachtanks) die freien FedeTschenkel (6a) so weit nach unten geführt sind, daß die Höhendifferenz zwischen Dichtelement (12) und Schwimmdach (4) gerade noch ausreicht, das von der Tankwand (1) abgestreifte Wasser zum Schwimmdach (4) hin abzuführen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß V-förmig ausgebildete Verlängerungsarme (6b) der freien Federschenkel (6a) vorgesehen sind, deren schräg nach oben zurückgeführte Schenkel (6c) die Dichtungsschürze (17) bei engem Ringspalt (3) unterstützen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung als Primärdichtung (19) und als Sekundärdichtung (2) die U-förmigen Federbügel (22) der Primärdichtung und die U-förmigen Federbügel (6) der Sekundärdichtung mit ihren offenen Seiten gegeneinander ausgerichtet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung als Primärdichtung (19) und als Sekundärdichtung (2) zwischen den Dichtelementen der Primärdichtung (34) und der Sekundärdichtung (12) eine Verbindungsschürze (33) verwendet wird.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung als Primärdichtung (19) und als Sekundärdichtung (2) anstelle einer Verbindungsschürze einzelne Zugbänder verwendet werden.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß für Primärdichtung und für Sekundärdichtung gemeinsame U-förmige Federbügel (106) verwendet werden, welche nach oben offen sind, mit ihren freien Federschenkeln (106a) über das Schwimmdach (104) hinausragen und mit ihren Scheiteln tief in den Ringspalt (103) herunterreichen und die primären und sekundären Dichtelemente (134, 112) an den in vertikaler Richtung weit auseinanderliegenden Enden der freien Federschenkel (106a) befestigt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Dichtelement (134) mittels separater Zusatzfedern (40) an die Tankwand (101) gedrückt wird, welche im unteren Bereich der Federbügel (106) befestigt und so bemessen sind, daß der Federbügel (106) stets Kontakt zur Tankwand (101) behält.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, @daß die Federbügel (6, 22, 106) an ihren Kontaktstellen mit der Tankwand Gleitkufen (18, 37) oder Rollen (41) tragen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Dichtelement (12, 34, 112) in kurzen voneinander unabhängig wirkenden Aufnahmeprofilstücken gehalten ist, wobei jeweils zwei bis vier Federbügel (6, 22, 106) mit einem Aufnahmeprofilstück (11, 28, 111) verbunden sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeprofilstücke (11, 28) mit mindestens einem vertikal gerichteten Flansch (10, 13, 27, 29) zur Befestigung mit den freien Federschenkeln (6a, 22a) und deren Verlängerungsarmen (6b, 22b) versehen sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbügel (6, 22, 106) aus rostfreiem Federbandstahl gefertigt sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Tankwand (1, 101) gleitend anliegenden Teile aus funkenfreiem Metall gefertigt sind.