EP0520978A1 - Tank, insbesondere kugelförmiger Tank - Google Patents

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EP0520978A1
EP0520978A1 EP92890154A EP92890154A EP0520978A1 EP 0520978 A1 EP0520978 A1 EP 0520978A1 EP 92890154 A EP92890154 A EP 92890154A EP 92890154 A EP92890154 A EP 92890154A EP 0520978 A1 EP0520978 A1 EP 0520978A1
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EP
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wall
fabric
tank
spacer fabric
resin
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Florian Dipl.-Ing. Leitl
Harald Dr. Dipl.-Ing. Schobermayr
Gerhard Schullerer
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Leitl Beton GmbH
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Leitl Beton GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D90/00—Component parts, details or accessories for large containers
    • B65D90/48—Arrangements of indicating or measuring devices
    • B65D90/50—Arrangements of indicating or measuring devices of leakage-indicating devices
    • B65D90/501—Arrangements of indicating or measuring devices of leakage-indicating devices comprising hollow spaces within walls

Definitions

  • the invention relates to a tank, in particular a spherical tank for storing oil, fuel or chemicals, with an inner wall and an outer wall surrounding it at a distance to form a leak monitoring space, the leak monitoring space being formed by a tissue, and a method for the same Manufacturing.
  • a tank which has an inner wall and an outer wall surrounding the same, formed by a fabric glued to the inner wall.
  • This fabric is impregnated with resin from the outside, the density of the fabric being chosen so that the resin does not penetrate it completely, but only over part of its thickness, so that an untreated and therefore flexible is between the soaked part of the outer wall and the inner wall Tissue is present, which can absorb leakage fluid and enables its display.
  • This The known tank thus has a relatively stable outer shell, which, however, is connected to the inner wall by means of a relatively flexible fabric (namely its unimpregnated layer).
  • This relatively flexible intermediate layer prevents an effective introduction of force from the outer to the inner wall or vice versa, so that the outer wall can contribute only relatively little to the stiffening of the tank.
  • the untreated tissue can make almost no contribution to the force absorption.
  • the invention aims to avoid these disadvantages and difficulties and has as its object to create a tank of the type described in the introduction, in which a concrete layer to be provided for structural reasons is not necessary. Furthermore, material savings should be achieved by reducing the wall thicknesses of the inner and outer walls and simple and inexpensive production of the tank should be possible.
  • the leak monitoring space is formed by a resin-impregnated, hardened spacer fabric made of reinforcing fibers, one fabric layer of which is firmly connected to the inner wall and the other fabric layer of which is firmly connected to the outer wall, and the two fabric layers of which Spacers connecting webs are directed approximately perpendicular to the inner and outer wall to form a cavity.
  • a spacer fabric consists of two fabric layers, which are connected to one another by webs, which are formed by threads of the fabric. These web threads keep the two layers of fabric at a distance.
  • a sandwich laminate with very good physical properties can be produced in a simple manner from such a spacer fabric by impregnating the spacer fabric with resin, either the resin application being metered in precisely or the resin being applied in excess and the excess resin being subsequently squeezed out.
  • the spacer fabric is reshaped by the resin impregnation into a stable three-dimensional structure, the two fabric layers forming rigid plates and the threads or fibers connecting the fabric layers forming rigid webs which extend approximately perpendicular to the plates and fix the fabric layers against one another.
  • the special advantage of the spacer fabric can be seen in the fact that it can be deformed up to a certain minimum bending radius without folds, etc. not only over a cylinder surface, but also over a spherical surface.
  • the part of the tank which is used to achieve the leak monitoring space is therefore also for Force absorption used, ie designed as a load-bearing component.
  • the sandwich construction formed in this way results in a substantial increase in the stability of the tank, so that there is no need for a supporting concrete outer shell. It is also possible to greatly reduce the wall thicknesses of the inner and outer shells without having to accept losses in stability or strength.
  • a particularly inexpensive embodiment is characterized in that the spacer fabric is formed from glass fibers.
  • the spacer fabric is preferably impregnated with polyester resin.
  • a preferred embodiment which results in a particularly high stability, is characterized in that the inner wall and the outer wall are made of glass fiber reinforced plastic and that the spacer fabric with its fabric layers is embedded in the glass fiber reinforced plastic of the inner and outer wall.
  • the webs connecting the two fabric layers of the spacer fabric have a height of 3 to 10 mm, in particular a height of about 5 mm.
  • a method for producing a tank according to the invention is characterized in that liquid resin is applied to the outside of the inner wall, in which a spacer fabric adapted to the shape of the inner wall is embedded with its fabric layer facing the inner wall, whereupon liquid resin is applied to the outside of the spacer fabric and that after hardening of the spacer fabric soaked in resin, the outer wall is applied, the inner wall advantageously being made of glass fiber reinforced plastic and the resin to be applied thereon being applied before the outer surface of the inner wall has completely hardened.
  • a particular advantage of the invention can be seen in the simple and inexpensive production, since one and the same spacer fabric can be used for tanks with different diameters, with no adaptation work being required except for a cut of the spacer fabric corresponding to the tank diameter.
  • Fig. 1 shows a tank in section
  • Fig. 2 shows a detail of Fig. 1 on a larger scale.
  • the tank has an inner wall 1, which is made of glass fiber reinforced plastic.
  • This inner wall 1 is surrounded at a distance 2 by an outer wall 3, which is also made of glass fiber reinforced plastic.
  • the space 4 lying between the inner and outer walls 1 and 3 represents a leak monitoring space which is formed by a resin-impregnated spacer fabric 5.
  • the two fabric layers 6, 7 of the spacer fabric 5 are each firmly and inseparably connected to the inner or outer wall 1 or 3 adjacent to them. This is achieved in that each fabric layer 6, 7 is embedded in a resin layer applied to the respective wall 1 or 3.
  • the fibers or threads connecting the two fabric layers 6, 7, hereinafter referred to as webs 8, are stiff due to the resin impregnation of the spacer fabric 5 and are approximately perpendicular to the fabric layers 6, 7.
  • the fabric layers 6, 7 are fixed against each other and the inner wall 1 with the Outer wall 3 rigidly connected, although a gas and liquid permeable space 4 is present between the inner and outer walls 1 and 3.
  • the wall thicknesses of the inner and outer walls can be greatly reduced without loss of strength compared to tanks according to the prior art, which in addition to saving concrete results in material and cost savings.
  • the procedure for manufacturing the tank is as follows: First, the inner wall 1 is made of glass fiber reinforced plastic in a conventional manner. Even before the outer surface of the inner wall 1 has completely solidified, a layer of liquid resin, preferably unsaturated polyester, is applied to this and a spacer fabric 5 adapted to the geometric shape of the inner wall 1 is placed in this layer and pressed so that the inner wall 1 faces Fabric layer 6 of the spacer fabric 5 is embedded in the resin layer.
  • a layer of liquid resin preferably unsaturated polyester
  • liquid chaff is applied to the outer fabric layer 7 of the spacer fabric 5.
  • the liquid resin also impregnates the webs 8 connecting the fabric layers 6 and 7 by capillary action, as a result of which they align approximately at right angles to the fabric layers 6, 7 and form a cavity 4 between the fabric layers 6, 7.
  • the outer wall 3 is applied just before the resin-impregnated spacer fabric 5 has completely hardened, for example if glass-fiber-reinforced plastic is used.
  • the spacer fabric is preferably formed from glass fibers; however, other materials can also be considered, e.g. Aramid fibers, carbon fibers or natural fibers.
  • a reinforced concrete outer jacket is only to be provided in the tank according to the invention if the tank is subjected to additional loads, e.g. driving over motor vehicles, etc. As installation protection, the outside of the tank can be clad with cheap concrete.

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Abstract

Bei einem Tank ist eine Innenwand (1) mit Distanz (2) unter Bildung eines Leck-Überwachungsraumes (4) von einer Außenwand (3) umgeben, wobei der Lecküberwachungsraum von einem Gewebe gebildet ist. Zur Verminderung der Herstellungskosten und des Gewichtes des Tanks sowie zur Materialeinsparung ist der Leck-Überwachungsraum (4) von einem harzgetränkten ausgehärteten Abstandsgewebe (5) aus Verstärkungsfasern gebildet, dessen eine Gewebeschicht (6) mit der Innenwand (1) und dessen andere Gewebeschicht (7) mit der Außenwand (3) fest verbunden ist und dessen die beiden Gewebeschichten (6, 7) des Abstandsgewebes verbindenden Stege (8) unter Bildung eines Hohlraumes (4) etwa senkrecht zur Innen- und Außenwand (1, 3) gerichtet sind (Fig. 2). <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Tank, insbesondere einen kugelförmigen Tank zur Lagerung von Öl, Treibstoff oder Chemikalien, mit einer Innenwand und einer diese mit Distanz unter Bildung eines Leck-Überwachungsraumes umgebenden Außenwand, wobei der Lecküberwachungsraum von einem Gewebe gebildet ist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Bei Tanks ist es bekannt, zur Bildung des Leck-Überwachungsraumes zwischen der Innen- und der Außenwand eine poröse Matte einzulegen, die sich bei Auftreten eines Lecks mit dem im Tank gelagerten Stoff tränken kann (AT-B 339 589). Aus der DE-A 2 658 971 ist es bekannt, eine der Vakuumüberwachung dienende luftdurchlässige Zwischenschicht, die von einem Vlies gebildet ist, vorzusehen.
  • Bei diesen bekannten Tanks ist es notwendig, zur Aufnahme der von außen (Erddruck) auf den Tank wirkenden Kräfte trotz der relativ dicken, den Leck-Überwachungsraum einschließenden und dem Flüssigkeitsdruck von außen und innen standzuhaltenden Wände außenseitig zusätzlich eine tragende Betonschale vorzusehen. Hierdurch verteuert sich der Tank erheblich.
  • Aus der US-A - 4,993,581 ist ein Tank bekannt, der eine Innenwand und eine diese umgebende, von einem mit der Innenwand verklebten Gewebe gebildete Außenwand aufweist. Dieses Gewebe ist von außen mit Harz getränkt, wobei die Dichte des Gewebes so gewählt ist, daß das Harz dieses nicht zur Gänze, sondern nur über einen Teil dessen Dicke durchdringt, sodaß zwischen dem durchtränkten Teil der Außenwand und der Innenwand ein unbehandeltes und daher nachgiebiges Gewebe vorhanden ist, welches Leckflüssigkeit aufnehmen kann und deren Anzeige ermöglicht. Dieser bekannte Tank weist somit eine relativ stabile Außenschale auf, die jedoch mit der Innenwand über ein relativ nachgiebiges Gewebe (nämlich dessen ungetränkter Schicht) in Verbindung steht. Diese relativ nachgiebige Zwischenschicht verhindert eine effektive Krafteinleitung von der Außen- zur Innenwand bzw. umgekehrt, sodaß die Außenwand nur relativ wenig zur Versteifung des Tanks beitragen kann. Das unbehandelte Gewebe kann zur Kraftaufnahme nahezu keinen Beitrag leisten.
  • Aus der EP-A - 0 431 258 ist ein Tank der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei dem der Lecküberwachungsraum von einem Material gebildet wird, das imstande ist, Kräfte zwischen der Innen- und Außenwand zu übertragen, und so beschaffen ist, daß in diesem Material Flüssigkeit fließen kann. Konkret vorgeschlagen wird hierfür Filz oder eine Bienenwabenstruktur oder Plastikrippen bzw. ein extrudiertes Netz oder Gewebe mit kontinuierlichen Durchlässen. Die Verwendung eines Filzes bringt jedoch, falls der Filz flüssigkeitsdurchlässig sein soll, keine ausreichende Kraftübertragung von der Innenzur Außenschale bzw. umgekehrt. Das Anordnen von Bienenwabenstrukturen oder Plastikrippen an der Außenfläche einer Kugeloberfläche gestaltet sich aufwendig und ist technisch kompliziert, insbesondere wenn ein- und dieselbe den Lecküberwachungsraum bildende Struktur für Tanks unterschiedlicher Größe verwendbar sein soll.
  • Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, einen Tank der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem sich eine aus statischen Gründen vorzusehende Betonschicht erübrigt. Weiters soll eine Materialeinsparung durch Verringerung der Wandstärken der Innen- und der Außenwand erreichbar sowie eine einfache und kostengünstige Herstellung des Tanks möglich sein.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Tank der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Leck-Überwachungsraum von einem harzgetränkten ausgehärteten Abstandsgewebe aus Verstärkungsfasern gebildet ist, dessen eine Gewebeschicht mit der Innenwand und dessen andere Gewebeschicht mit der Außenwand fest verbunden ist und dessen die beiden Gewebeschichten des Abstandsgewebes verbindenden Stege unter Bildung eines Hohlraumes etwa senkrecht zur Innen- und Außenwand gerichtet sind.
  • Ein Abstandsgewebe besteht aus zwei Gewebeschichten, die durch Stege, die von Fäden des Gewebes gebildet sind, miteinander verbunden sind. Diese Stegfäden halten die beiden Gewebeschichten auf Abstand. Aus einem solchen Abstandsgewebe läßt sich auf einfache Art ein Sandwich-Laminat mit sehr guten physikalischen Eigenschaften herstellen, indem das Abstandsgewebe mit Harz getränkt wird, wobei entweder der Harzauftrag genau dosiert wird oder Harz im Überfluß aufgetragen wird und das überschüssige Harz anschließend ausgequetscht wird.
  • Das Abstandsgewebe formt sich durch die Harztränkung zu einem stabilen dreidimensionalen Gebilde um, wobei die beiden Gewebeschichten zu starren Platten und die die Gewebeschichten verbindenden Fäden bzw. Fasern starre und sich etwa senkrecht zu den Platten erstreckende Stege bilden, die die Gewebeschichten gegeneinander fixieren.
  • Der besondere Vorteil des Abstandsgewebes ist darin zu sehen, daß es sich bis zu einem bestimmten Mindestbiegeradius ohne Falten verformen läßt, u.zw. nicht nur über eine Zylinderoberfläche, sondern auch über eine sphärische Oberfläche.
  • Erfindungsgemäß ist somit der Teil des Tanks, der zur Erzielung des Leck-Überwachungsraumes dient, ebenfalls zur Kraftaufnahme herangezogen, d. h. als tragender Bauteil gestaltet. Die solcherart gebildete Sandwichkonstruktion ergibt eine wesentliche Erhöhung der Stabilität des Tanks, so daß auf eine tragende Betonaußenschale verzichtet werden kann. Es ist weiters möglich, die Wandstärken der Innen- und der Außenschale stark zu reduzieren, ohne Stabilitäts- bzw. Festigkeitsverluste,in Kauf nehmen zu müssen.
  • Eine besonders kostengünstige Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsgewebe aus Glasfasern gebildet ist.
  • Vorzugsweise ist das Abstandsgewebe mit Polyesterharz getränkt.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform, die eine besonders hohe Stabilität ergibt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand und die Außenwand aus glasfaserverstärktem Kunststoff gebildet sind und daß das Abstandsgewebe mit seinen Gewebeschichten in den glasfaserverstärkten Kunststoff der Innen- und Außenwand eingebettet ist.
  • Für Tanks in der Größenordnung von 4.000 bis 16.000 Liter Fassungsvermögen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die die beiden Gewebeschichten des Abstandsgewebes verbindenden Stege eine Höhe von 3 bis 10 mm, insbesondere eine Höhe von etwa 5 mm, aufweisen.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Tanks ist dadurch gekennzeichnet, daß auf die Außenseite der Innenwand flüssiges Harz aufgebracht wird, in das ein der Form der Innenwand angepaßtes Abstandsgewebe mit seiner der Innenwand zugekehrten Gewebeschicht eingebettet wird, worauf auf die Außenseite des Abstandsgewebes flüssiges Harz aufgetragen wird, und daß nach Erhärten des in Harz getränkten Abstandsgewebes die Außenwand aufgebracht wird, wobei vorteilhaft die Innenwand aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt wird und das darauf aufzubringende Harz vor dem vollständigen Aushärten der äußeren Oberfläche der Innenwand aufgebracht wird.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist in der einfachen und kostengünstigen Herstellung zu sehen, da ein- und dasselbe Abstandsgewebe für Tanks mit unterschiedlichen Durchmessern eingesetzt werden kann, wobei außer einem dem Tankdurchmesser entsprechenden Zuschnitt des Abstandsgewebes keine Anpassungsarbeiten anfallen.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei Fig. 1 einen Tank im Schnitt und Fig. 2 ein Detail der Fig. 1 in größerem Maßstab zeigen.
  • Der Tank weist eine Innenwand 1 auf, die aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt ist. Diese Innenwand 1 wird mit Distanz 2 von einer Außenwand 3, die ebenfalls aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt ist, umgeben. Der zwischen der Innen- und Außenwand 1 und 3 liegende Raum 4 stellt einen Leck-Überwachungsraum dar, der von einem harzgetränkten Abstandsgewebe 5 gebildet ist. Die beiden Gewebeschichten 6, 7 des Abstandsgewebes 5 sind jeweils mit der ihr benachbarten Innen- bzw. Außenwand 1 bzw. 3 fest und untrennbar verbunden. Dies ist dadurch verwirklicht, daß jede Gewebeschicht 6, 7 in einer an der jeweiligen Wand 1 bzw. 3 aufgebrachten Harzschicht eingebettet ist.
  • Die die beiden Gewebeschichten 6, 7 miteinander verbindenden Fasern bzw. Fäden,nachfolgend Stege 8 genannt, sind infolge der Harztränkung des Abstandsgewebes 5 steif und etwa senkrecht zu den Gewebeschichten 6, 7 gerichtet. Durch diese Stege werden die Gewebeschichten 6, 7 gegeneinander fixiert sowie die Innenwand 1 mit der Außenwand 3 starr verbunden, obwohl zwischen der Innen- und Außenwand 1 und 3 ein gas- und flüssigkeitsdurchlässiger Raum 4 vorhanden ist.
  • Beim erfindungsgemäßen Tank, der prinzipiell ohne Betonaußenmantel Verwendung findet, können die Wandstärken der Innen- und Außenwand ohne Festigkeitsverlust gegenüber Tanks nach dem Stand der Technik stark reduziert werden, wodurch sich zusätzlich zur Betoneinsparung Material- und Kosteneinsparungen ergeben.
  • Zur Herstellung des Tanks wird zweckmäßig wie folgt vorgegangen:
       Zunächst wird in herkömmlicher Weise die Innenwand 1 aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Noch bevor die äußere Oberfläche der Innenwand 1 vollständig erstarrt ist, wird auf diese eine Schicht flüssigen Harzes, vorzugsweise ungesättigtes Polyesterhatz, aufgetragen und in diese Schicht ein der geometrischen Form der Innenwand 1 angepaßtes Abstandsgewebe 5 aufgelegt und angepreßt, so daß die der Innenwand 1 zugekehrte Gewebeschicht 6 des Abstandsgewebes 5 in der Harzschicht eingebettet ist.
  • Anschließend wird flüssiges Hatz auf die äußere Gewebeschicht 7 des Abstandsgewebes 5 aufgetragen. Das flüssige Harz tränkt durch Kapillarwirkung auch die die Gewebeschichten 6 und 7 verbindenden Stege 8, wodurch diese sich etwa im rechten Winkel zu dem Gewebeschichten 6, 7 ausrichten und zwischen den Gewebeschichten 6, 7 einen Hohlraum 4 bilden.
  • Knapp vor dem völligen Aushärten des harzgetränkten Abstandsgewebes 5 wird die Außenwand 3 aufgebracht, z.B. im Falle des Verwendens von glasfaserverstärktem Kunststoff aufgespritzt.
  • Das Abstandsgewebe ist vorzugsweise von Glasfasern gebildet; es kommen jedoch auch andere Materialien in Betracht, z.B. Aramidfasern, Kohlefasern oder auch Naturfasern.
  • Ein Stahlbetonaußenmantel ist beim erfindungsgemäßen Tank nur dann vorzusehen, wenn der Tank zusätzlichen Belastungen ausgesetzt ist, wie z.B. dem Überfahren von Kraftfahrzeugen etc. Als Einbauschutz kann der Tank außenseitig mit Billigbeton verkleidet sein.

Claims (7)

  1. Tank, insbesondere kugelförmiger Tank zur Lagerung von Öl, Treibstoff oder Chemikalien, mit einer Innenwand (1) und einer diese mit Distanz (2) unter Bildung eines Leck-Überwachungsraumes (4) umgebenden Außenwand (3), wobei der Lecküberwachungsraum von einem Gewebe gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leck-Überwachungsraum (4) von einem harzgetränkten ausgehärteten Abstandsgewebe (5) aus Verstärkungsfasern gebildet ist, dessen eine Gewebeschicht (6) mit der Innenwand (1) und dessen andere Gewebeschicht (7) mit der Außenwand (3) fest verbunden ist und dessen die beiden Gewebeschichten (6, 7) des Abstandsgewebes (5) verbindenden Stege (8) unter Bildung eines Hohlraumes (4) etwa senkrecht zur Innen- und Außenwand (1, 3) gerichtet sind.
  2. Tank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsgewebe (5) aus Glasfasern gebildet ist.
  3. Tank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsgewebe (5) mit Polyesterharz getränkt ist.
  4. Tank nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (1) und die Außenwand (3) aus glasfaserverstärktem Kunststoff gebildet sind und daß das Abstandsgewebe (5) mit seinen Gewebeschichten (6, 7) in den glasfaserverstärkten Kunststoff der Innen- und Außenwand (1, 3) eingebettet ist.
  5. Tank nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Gewebeschichten (6, 7) des Abstandsgewebes (5) verbindenden Stege (8) eine Höhe von 3 bis 10 mm, insbesondere eine Höhe von etwa 5 mm, aufweisen.
  6. Verfahren zum Herstellen eines Tanks nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Außenseite der Innenwand (1) flüssiges Harz aufgebracht wird, in das ein der Form der Innenwand (1) angepaßtes Abstandsgewebe (5) mit seiner der Innenwand (1) zugekehrten Gewebeschicht (6) eingebettet wird, worauf auf die Außenseite des Abstandsgewebes (5) flüssiges Harz aufgetragen wird, und daß nach Erhärten des in Harz getränkten Abstandsgewebes (5) die Außenwand (3) aufgebracht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (1) aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt wird und das darauf aufzubringende Harz vor dem vollständigen Aushärten der äußeren Oberfläche der Innenwand (1) aufgebracht wird.
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