EP0520978B1 - Tank, insbesondere kugelförmiger Tank - Google Patents
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- 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 with the formation of a leak monitoring space, the inner wall and the outer wall being formed from glass-fiber reinforced plastic and 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 webs connecting its two fabric layers, forming a cavity that forms the leak monitoring space, generally at right angles are directed to the inner and outer wall, and a method for its production.
- a tank which has an inner wall and an outer wall surrounding the same, which is 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 untreated part of the outer wall and the inner wall flexible tissue is present, which absorb leakage can and their display enables.
- This known tank thus has a relatively stable outer shell, which, however, is connected to the inner wall via a relatively compliant fabric (namely its unimpregnated layer).
- This relatively compliant 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.
- DE-A-26 58 111 describes a double-walled tank made of glass fiber reinforced plastic, a spacer layer being arranged between the two walls of the tank, which is made of granular material, e.g. Gravel, or consists of preformed spacers, which can optionally be connected to each other by an embedded wire or a laminated glass mat.
- granular material e.g. Gravel
- a tank in which the leak monitoring space is formed from a material which is capable of transmitting forces between the inner and outer wall and which is designed so that liquid in this material can flow.
- felt or a honeycomb structure or plastic ribs or an extruded mesh or fabric with continuous passages is proposed for this.
- the use of a felt if the felt is to be permeable to liquid, does not bring about sufficient power transmission from the inner to the outer shell or vice versa.
- the arrangement of honeycomb structures or plastic ribs on the outer surface of a spherical surface is complex and technically complicated, especially if one and the same structure forming the leak monitoring space is to be usable for tanks of different sizes.
- a non-prepublished older EP-A-504 708 discloses a hollow plastic body, in particular a tank, in which, in one embodiment, a double-pole fabric is provided between an inner wall and an outer wall.
- the double pile fabric consists of an upper fabric, a lower fabric and pile threads extending transversely between them.
- the wall in the form of a winding should consist of one or more strips of an uncut double pole fabric.
- 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.
- the invention aims to avoid the disadvantages and difficulties of the known tanks 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 static 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 manufacture of the tank should be possible.
- the spacer fabric can be used to produce a sandwich laminate with very good physical properties in a simple manner by soaking the spacer fabric with resin, for example polyester resin, with either the resin application being metered precisely or resin being applied in excess and the excess Resin is then squeezed out.
- resin for example polyester resin
- the spacer fabric is reshaped by the resin impregnation into a stable three-dimensional structure, the two fabric layers becoming rigid plates and the threads or fibers connecting the fabric layers being rigid and being approximately perpendicular to the plates Form extending webs that fix the fabric layers against each other. It is particularly advantageous that the spacer fabric can be deformed up to a certain minimum bending radius without folds, not only over a cylinder surface, but also over a spherical surface.
- the part of the tank that is used to achieve the leak monitoring space is also used to absorb the force, i.e. 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 shell without having to accept losses in stability or strength.
- a particularly inexpensive embodiment is characterized in that the outer wall is sprayed onto the spacer fabric.
- 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 the inner wall is made of glass fiber reinforced plastic and liquid resin is applied to the outside of the inner wall before the outer surface of the inner wall has completely hardened, into which a spacer fabric adapted to the shape of the inner wall is applied embedded in the inner wall facing fabric layer, whereupon liquid resin is applied to the outside of the spacer fabric, and that after hardening of the resin-impregnated spacer fabric, but just before it has completely hardened, the outer wall is applied, for example sprayed on.
- 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 apart from a cut of the spacer fabric corresponding to the tank diameter.
- 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 to one another are stiff due to the resin impregnation of the spacer fabric 5 and are oriented 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 from 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 and pressed into this layer, 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, for example sprayed on 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 protection against installation, the outside of the tank can be covered with cheap concrete.
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Tank, insbesondere 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 die Innenwand und die Außenwand aus glasfaserverstärktem Kunststoff gebildet sind und wobei 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 seine beiden Gewebeschichten verbindenden Stege unter Bildung eines Hohlraumes, der den Leck-Überwachungsraum bildet, allgemein rechtwinkelig zur Innen- und Außenwand gerichtet sind, 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-26 58 971 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, so daß 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, so daß die Außenwand nur relativ wenig zur Versteifung des Tanks beitragen kann. Das unbehandelte Gewebe kann zur Kraftaufnahme nahezu keinen Beitrag leisten.
- In der DE-A-26 58 111 ist ein doppelwandiger Tank aus glasfaserverstärktem Kunststoff beschrieben, wobei zwischen den beiden Wänden des Tanks eine Distanzschicht angeordnet ist, die aus körnigem Material, z.B. Kies, oder aus vorgeformten Distanzkörpern besteht, die gegebenenfalls zusätzlich durch einen eingebetteten Draht oder eine aufkaschierte Glasmatte miteinander verbunden sein können.
- Aus der EP-A-0 431 258 ist ein Tank bekannt, bei dem der Leck-Überwachungsraum von einem Material gebildet ist, 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 Leck-Überwachungsraum bildende Struktur für Tanks unterschiedlicher Größe verwendbar sein soll.
- In der nicht vorveröffentlichten älteren EP-A-504 708 ist schließlich ein Kunststoffhohlkörper, insbesondere Tank, geoffenbart, bei dem in einer Ausführungsform eine Doppelpolware zwischen einer Innenwand und einer Außenwand vorgesehen ist. Die Doppelpolware besteht dabei aus einer Oberware, einer Unterware und sich dazwischen quer erstreckenden Polfäden. Im einzelnen soll dabei die Wandung in Form einer Wicklung aus einem oder mehreren Bändern einer unaufgeschnittenen Doppelpolware bestehen.
- Eine solche Doppelpolware kann dabei mit einem Abstandsgewebe der hier in Rede stehenden Art verglichen werden. 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.
- Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der Nachteile und Schwierigkeiten der bekannten Tanks 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 das ein Sandwich-Laminat bildende Abstandsgewebe als tragender Bauteil gestaltet ist und hierfür mit seinen Gewebschichten in den glasfaserverstärkten Kunststoff der Innen- und Außenwand eingebettet ist.
- Beim vorliegenden Tank läßt sich aus dem Abstandsgewebe auf einfache Art ein Sandwich-Laminat mit sehr guten physikalischen Eigenschaften herstellen, indem das Abstandsgewebe mit Harz, z.B. Polyesterharz, 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. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß sich das Abstandsgewebe bis zu einem bestimmten Mindestbiegeradius ohne Falten verformen läßt, und zwar 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 die Außenwand auf das Abstandsgewebe aufgespritzt 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 die Innenwand aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt wird und auf die Außenseite der Innenwand vor dem vollständigen Aushärten der äußeren Oberfläche 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, jedoch knapp vor seinem völligen Aushärten, die Außenwand aufgebracht, z.B. aufgespritzt 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 (4)
- 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 die Innenwand (1) und die Außenwand (3) aus glasfaserverstärktem Kunststoff gebildet sind und wobei 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 seine beiden Gewebeschichten (6, 7) verbindenden Stege (8) unter Bildung eines Hohlraumes (4), der den Leck-Überwachungsraum bildet, allgemein rechtwinkelig zur Innen- und Außenwand (1, 3) gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Sandwich-Laminat bildende Abstandsgewebe (5) als tragender Bauteil gestaltet ist und hierfür mit seinen Gewebschichten (6, 7) in den glasfaserverstärkten Kunststoff der Innen- und Außenwand (1, 3) eingebettet ist.
- Tank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (3) auf das Abstandsgewebe (5) aufgespritzt ist.
- Tank nach Anspruch 1 oder 2, 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 5 mm, aufweisen.
- Verfahren zum Herstellen eines Tankes nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand (1) aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt wird und auf die Außenseite der Innenwand (1) vor dem vollständigen Aushärten der äußeren Oberfläche 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), jedoch knapp vor seinem völligen Aushärten, die Außenwand (3) aufgebracht, z.B. aufgespritzt, wird.
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