NL1040611C2 - Inwendige vloeistofhouders welke langdurig toegepast kunnen worden in vormvaste opslagtanks voor het, zonder beperkingen voor de operationele en veiligheidseisen, verbeteren van de kwaliteit van het opslaan van vloeistoffen in tanks. - Google Patents

Description

TITEL. Inwendige vloeistofhouders welke langdurig toegepast kunnen worden in vormvaste opslagtanks voor het, zonder beperkingen voor de operationele en veiligheidseisen, verbeteren van de kwaliteit van het opslaan van vloeistoffen in tanks.

De uitvinding heeft betrekking op het voorzien van een stationair geplaatste, vormvaste tank voor de opslag van vloeistoffen van een inwendige vloeistofhouder welke zodanig ontworpen en geconstrueerd is dat er over een langere tijdsperiode vloeistoffen toegevoegd dan wel onttrokken kunnen worden aan of van de tank, de inwendige vloeistofhouder en de eventueel op dat moment daarin bevindende vloeistof, zonder dat er fysieke handelingen, dan wel handelingen van andere aard, aan de tank en de inwendige vloeistof houder dienen plaats te vinden.

De uitvinding heeft tevens betrekking op inwendige vloeistofhouders die zo zijn ontworpen en geconstrueerd dat het alle operationele handelingen (mengen, verwarmen, etc), alle meet- en regelfuncties (niveau, temperatuur meting) en alle beveiligingen (onder-, overdruk, over-bevulling), welke er bij de opslag van vloeistoffen in opslagtanks noodzakelijk dan wel gewenst zijn, op een continue basis mogelijk maken zonder dat de inwendige vloeistofhouders hier enige invloed van welke aard dan ook op uitoefenen.

Het gebruik van een enkelwandige stalen vloeistofhouder heeft het reeds lang onderkende probleem dat de stalen delen van deze houder, in het bijzonder de bodem en de zijwand onderhavig zijn aan corrosie. De bodem en wand verzwakken ten gevolge van deze corrosie, soms tot het punt dat er een lekkage ontstaat. Dit is zeer ongewenst aangezien zowel omdat het vaak om een gevaarlijke vloeistof gaat welke in het milieu dan wel in de ondergrond geraakt en tot vervuiling leidt als omdat het een vaak grote economische en financiële schadepost is. Ter vertraging en mogelijk soms ter voorkoming van het corrosieproces kan er een beschermlaag op de binnenwand en de bodem van de tank aangebracht worden. Een dergelijke beschermlaag kent echter vele nadelen. De bescherming neemt in de loop der tijd af en is niet of slechts ten dele aanwezig daar waar de beschermlaag (te) dun wordt aangebracht of wordt beschadigd, de onderliggende stalen wand kan niet meer direct geïnspecteerd worden. Voor het aanbrengen van deze beschermlaag dienen er veel manuren in de vloeistofhouder gewerkt te worden. Bij de opslag van verschillende vloeistoffen wordt het moeilijker c.q. onmogelijk een materiaal (ook wel "coating" genaamd) te gebruiken welke resistent is en de stalen wand afdoende beschermt tegen ieder der vloeistoffen die mogelijkerwijs opgeslagen kan worden in de houder.

De oplossing voor dit probleem zoals bekend geworden is in de industrie bestaat uit het dubbelwandig uitvoeren van de vloeistofhouder, zodanig dat een eventuele lekkage, vanwege bijvoorbeeld corrosie, van de stalen, mogelijk op het vloeistofcontactvlak van een beschermlaag voorziene, inwendige tank die de vloeistof bevat, geconstateerd en verholpen kan worden voordat de buitenste (stalen) tank eveneens faalt.

Bekend in de techniek en de industrie is reeds het gebruik van dubbelwandige stalen tanks. De vloeistof die opgeslagen wordt bevindt zich in de binnenste stalen tank welke iets kleinere afmetingen heeft dan de buitenste tank die tijdens de productie, niet verwijderbaar, om de inwendige tank wordt aangebracht. Deze dubbelwandige tanks bieden de mogelijkheid om de omgeving van de tank te beschermen tegen de gevolgen van een lekkage waardoor de opgeslagen vloeistof in het milieu of de ondergrond terecht zou kunnen komen. Hiertoe wordt de dubbelwandige stalen tank bijvoorbeeld voorzien van een glycol systeem. Bij een lekkende inwendige tank verplaatst de glycol die zich normaal wanneer er geen lekkage is, tussen de beide wanden bevindt, door het lek naar het binnenste van de inwendige tank. Hierdoor zakt het glycol niveau in het kijkglas reservoir bovenop de tanks. Deze niveau verandering van de glycol dient vervolgens bemerkt te worden hetgeen weer tot een serie van activiteiten te leiden waardoor een uiteindelijke "spill" voorkomen wordt. Dit systeem kent belangrijke nadelen zoals het niet kunnen inspecteren tussen de beide tankwanden, maar ook het feit dat er altijd lucht aanwezig is bij de opgeslagen vloeistof.

Bekend in de industrie is tevens de mogelijkheid om een kunststof tank te construeren in een (stalen) externe vloeistof houder waartoe een vervormbare kunststof in delen in de externe houder gebracht wordt. Vervolgens wordt de interne kunststofvloeistofhouder geconstrueerd tot één geheel en wordt door het trekken en behouden van een vacuüm blijvend tegen de inwendige wand van de externe houder gepositioneerd.

Het grote nadeel van bovengenoemde mogelijkheden zijn dat deze uitsluitend een alternatieve oplossing voor het aanbrengen van een inwendige beschermlaag, coating, en dus uitsluitend voor het tijdelijk vertragen van een corrosieproces bieden.

Vooral vloeistofhouders welke verplaatsbaar zijn worden veel sneller en vaker blootgesteld aan extern veroorzaakte beschadigingen, dan aan corrosieschade, door bijvoorbeeld het onzorgvuldig inrijden van een heftruck of het botsen met een ander object. Wanneer beide wanden van een dubbelwandige stalen tank dezelfde sterkte hebben of wanneer de kunststof inwendige wand uitsluitend functioneert bij het behoudt van het vacuüm tussen beide wanden dan zal bij een heftig contact met een extern object vrijwel altijd zowel de uitwendige als de inwendige houderwand falen.

Deze problematiek wordt in de industrie deels opgelost door een tank te voorzien van een inwendige, vrijwel altijd van een vervormbare kunststof gemaakte, vloeistofhouder welke van een corrosiebestendig vloeistof resistent materiaal, gemaakt is, zodanig dat de vloeistof niet meer in contact komt met de tank c.q. buitenste vloeistofhouder en dat de inwendige vloeistofhouder zodanig gedimensioneerd is dat deze door de hydrostatische druk van de opgeslagen vloeistof tegen de binnenwand van de buitenste vloeistofhouder wordt gedrukt.

Het gebruik van een inwendige vloeistofhouder in een vormvaste opslag tank is bekend van diverse octrooien en patenten. De mogelijk bekendste daarvan is "US 2007/095423 van 3 May 2007 van Vigano Tullio. Deze uitvinding betreft een vloeistofhouder welke in een vat(tank) geplaatst wordt en welke een eigen vuldop heeft. Deze dop wordt verwijderd voor het vullen van de vloeistof houder en na het geheel vullen van de houder terug geplaatst, waarna het vat (de tank) van zijn deksel en de vergrendeling wordt voorzien zodanig dat er een gesloten houder ontstaat. Na de beoogde opslagperiode van de vloeistof dient de deksel ontgrendeld en verwijderd te worden. Hierna dient de sluitdop van de inwendige vloeistofhouder verwijderd te worden voordat de vloeistof uit de inwendige vloeistofhouder en daarmee tevens uit het vat (tank) verwijderd kan worden. Deze uitvinding maakt daarmee vele handelingen voor het veranderen van het vloeistof volume in de tank noodzakelijk en laat bovendien geen tussentijdse handelingen, metingen of beveiligingen toe zonder dat de inwendige vloeistofhouder hier een, beperkende of anderszins ongewenste invloed op uitoefent.

Belangrijk hierbij is tevens dat beide houders een op zichzelf staand karakter hebben. Er is geen vaste verbinding tussen de vul- c.q. uitstroom opening(-en) van de beide houders. De openingen van de houders hebben hun eigen afsluiting bijvoorbeeld de deksel van het vat en de dop van de inwendige vloeistofhouder. Er is geen fysieke verbinding tussen beide houders. De oriëntatie van de beide houders onderling is onderhavig aan de installateur van de inwendige houder in de externe houder of van eventuele gebeurtenissen na de installatie. En er is geen operationele instrumentatie noch voorzieningen ter beveiliging van het opslagsysteem. Deze dubbele vloeistofhouder systemen worden uitsluitend gebruikt bij de opslag en het éénmalig transporteren van relatief kleinere hoeveelheden vloeistoffen, bijvoorbeeld 5 liter wijn in een kunststof zak welke in een kartonnen houder is geplaatst of chemicaliën in een kunststof zak welke in een 166 liter vat geplaatst is. De inwendige vloeistofhouder wordt, vaak tezamen met de externe houder, na het éénmalige gebruik afgeschreven en vernietigd. Deze manier van vloeistof opslag, transport is vaak zowel economisch aantrekkelijker dan de alternatieven en tevens hygiënisch en ter handhaving van de vloeistof kwaliteit verantwoord.

Behalve de corrosie problematiek en de risico's van beschadiging van een enkelwandige vloeistofhouder, wordt de industrie ook in toenemende mate geconfronteerd met de emissie problematiek van in vloeistofhouders opgeslagen vloeistoffen, vooral wanneer deze als gevaarlijk bestempeld zijn.

Het gebruik van een membraam in een vormvaste opslag tank, welke het verdampen van vloeistoffen reduceert is bekend van diverse octrooien en patenten. De mogelijk bekendste daarvan is "US 5,979,481" of November 9, 1999 van Loren Ayersman. Deze uitvinding betreft een membraam systeem welke middels een pneumatisch systeem dat zich extern van de vloeistofhouder bevindt en zodanig werkt dat het membraam te allen tijde het vrije bovenoppervlak van de vloeistof in de houder afdekt.

Er zijn dus voorzieningen in de industrie bekend, soms zelfs gepatenteerd welke binnen in een enkelwandige vloeistofhouder of tank geplaatst kunnen worden, die bewerkstelligen dat de combinatie van deze voorziening en de enkelwandige vloeistofhouder of tank minder snel tot een vloeistof of damp verliezen naar de omgeving leiden. Voorzieningen die bijvoorbeeld ad hoe vloeistof volumemutaties, of die eventuele metingen of beveiligingen mogelijk moeten maken worden, in het beperkte aantal gevallen dat dit voorkomt, op het hoogste punt van de beide vloeistofhouders geplaatst en worden beduidend sterker uitgevoerd dan de overige wanddelen der vloeistofhouders. De vloeistofhouders zullen ook in deze situatie als een zelfstandige eenheid blijven functioneren en geen geïntegreerd onderdeel vormen van een groter permanent geïnstalleerd complex, zoals een terminal of depot.

Al deze in de industrie bekende varianten waarmee vloeistofhouders en tanks als zijnde dubbelwandig uitgevoerd zijn echter niet toepasbaar in vloeistofhouders welke op langdurige basis, vaak vijftig jaren of meer, als permanent onderdeel van een groter systeem van aan de houder, tank bevestigde leidingen, operationele meet- en regelsystemen en voorzieningen ter beveiliging van zowel de vloeistofhouder als het systeem, terminal waar deze houder onderdeel van uit maakt.

Vloeistofhouders, welke wel permanent onderdeel zijn van een groter systeem van aan de vloeistofhouder c.q. tank bevestigde leidingen, operationele meet- en regelsystemen en voorzieningen ter beveiliging van zowel de vloeistofhouder als het systeem, terminal of depot waar deze houder onderdeel van uit maakt, dienen in steeds maar toenemende mate vanwege aan de veiligheid gerelateerde, wetgevende, economische of maatschappelijke redenen: - tegen corrosie beschermd te worden - een minimaal (geen) risico op lekkages te hebben - minimale (geen) emissie te veroorzaken - een productwissel of de uitvoer van inspecties of onderhoud mogelijk te maken na een zo eenvoudig en snel mogelijk uitgevoerde, maar bij voorkeur zonder, schoonmaak, - operationeel zo flexibel mogelijk ingezet te kunnen worden, mogelijk zelfs met meer dan één deellading tegelijkertijd of bijvoorbeeld met minimaal energie verbruik van een warmtesysteem, - het risico op brand of explosie zo klein als mogelijk ("ALARP") te maken, en in geval van een calamiteit in de omgeving de consequenties hiervan voor zowel de vloeistofhouder als voor de daarin opgeslagen vloeistof te minimaliseren, - de kwaliteit van de opgeslagen vloeistof bij voorkeur onveranderd te handhaven. - zonder ingrijpende modificaties aangepast en verbeterd te kunnen worden.

De uitvinding heeft betrekking op essentiële details van het ontwerp en op de functionele werkwijze van een vervormbare vloeistofhouder die in een niet, of relatief veel minder, vervormbare vloeistofhouder of opslagtank welke verbonden is met één of meer leidingen en welke voorzien is van één of meer instrumenten en, of andere voorzieningen ten behoeve van bijvoorbeeld de veiligheid, geplaatst kan worden. Deze vervormbare vloeistofhouder met hulponderdelen is zo ontworpen en gefabriceerd dat deze voorkomt dat de niet vervormbare (externe) houder, waarin deze geplaatst is ook over langere tijd in contact komt met de vloeistof, ook bij mutaties in het volume van de vloeistof, of bij eventuele operationeel noodzakelijke meet en regel of veiligheid gerelateerde operaties, zonder dat hierbij manuele dan wel machinale handelingen noodzakelijk zijn. Hierdoor is de relatief niet-vervormbare (externe) houder, tank niet meer onderhavig aan de corrosie processen zoals die op zouden treden wanneer deze vervormbare vloeistofhouder niet geplaatst zou zijn. Bovendien elimineert de vervormbare vloeistofhouder de noodzaak van het schoonmaken van de niet- vervormbare (externe) houder, tank.

Tevens is deze vervormbare vloeistofhouder zo ontworpen voor de niet vervormbare vloeistofhouder, en ge(pre-)fabriceerd, dat wanneer deze geplaatst is in de niet vervormbare houder er voor zorg draagt dat de in de houders opgeslagen vloeistof zijn kwantiteit en kwaliteit behoudt doordat het geen componenten door lekkages of verdamping kan verliezen en omdat de vloeistof niet met lucht in contact kan komen of met de eventueel uit lucht voortkomende elementen, zoals condenserend water of bacteriën, kan reageren.

Tevens is deze vervormbare vloeistofhouder zo ontworpen en ge(pre)fabriceerd dat deze, in lege toestand, vanwege de vervormbaarheid opgerold of gevouwen kan worden, en via een in de niet-vervormbare externe houder aangebracht zogenaamd "mangat", of bij grote vervormbare houders via een opening aan de bovenzijde van de niet-vervormbare houder, in de niet-vervormbare opslagtank geplaatst kan worden. En er ook weer op deze manier uit verwijderd kan worden.

De uitvinding beoogt daarom een voorziening, c.q. inrichting of element voor een vloeistofhouder, ook wel opslagtank genaamd, van willekeurige vorm of maat te verschaffen, welke uitsluitend de vloeistof die opgeslagen is, en dus geen lucht of dampen, bevat en welke uitgerust is met onderdelen die een vloeistofdichte verbinding vormen met tussen de voorziening en de aansluitingen van de vloeistofhouder c.q. opslagtank met leidingen, instrumenten, veiligheden of andere openingen in de anders geheel gesloten wanden van de vloeistofhouder.

De voorziening, c.q. inrichting of element voor een vloeistofhouder, ook wel opslagtank genaamd, is hiermee geen gesloten houder van of voor vloeistoffen maar laat op alle noodzakelijke plaatsen in- of uitstroming, functioneel contact tussen een meetinstrument en de vloeistof of voor de veiligheid noodzakelijk vloeistof bewegingen toe. De voorziening, c.q. inrichting of element kan dus niet als een op zich zelf staande vloeistofhouder dienen en kan bovendien de aan de uitvinding gerelateerde functies slechts uitoefenen, en voordelen bereiken wanneer deze volledig geïntegreerd is in de vloeistofhouder waartoe deze voorziening, c.q. inrichting of element specifiek ontworpen en gebouwd is.

De uitvinding zal hierna met behulp van de tekening met enkele uitvoeringsvoorbeelden van het vloeistof houdende element, nader worden toegelicht, waarbij kenmerken en andere voordelen naar voren zullen treden.

Fig. 1 toont een niet vervormbare vloeistofhouder bestaande uit een verticaal geplaatste cilinder (1) een vast hierop gemonteerd dak (2) en een bodem (3) allen vaak gemaakt uit staal, soms beton. Deze vloeistofhouder heeft één of meer vast aan het dak verbonden (gelaste) aansluitingen (4) waarop mogelijk instrumenten (5) voor het meten van het vloeistofniveau, de temperatuur voor het nemen van monsters van de vloeistof of voor het voorzien in veiligheid gerelateerde apparatuur. Bovendien is de vloeistofhouder voorzien van één of meer vaste aansluitingen (6) op de zijwand op posities relatief niet ver boven de bodem van de vloeistofhouder, welke aansluitingen dienen voor het toe- dan wel afvoeren van vloeistof van de vloeistofhouder. Deze aansluitingen zullen, vrijwel altijd middels een afsluiter, klep (7), verbonden zijn met (pijp-)leidingen (8) welke op een permanente basis aan de vloeistofhouder bevestigd zijn. Daarnaast is de vloeistofhouder voorzien van een zogenaamd "mangat" (9) waarmee er toegang voor mensen en, of machines tot het binnenste van de vloeistofhouder in lege toestand mogelijk wordt gemaakt en welk gat tijdens opslag van vloeistoffen afgesloten wordt door een mangatdeksel (10). Mogelijk bevinden zich ook nog één of meer roerders (11) in de vloeistofhouder, welke aangedreven wordt door een externe motor, of verwarmingselementen (12) welke de in de houder opgeslagen vloeistof kunnen verwarmen (of soms koelen) vanaf een externe warmtebron.

Fig. 2 toont de samenstelling van de in figuur 1 weergegeven niet vervormbare vloeistofhouder (bestaande uit 1,2,3,4,6 en 9) met daarin een vervormbare van kunststof of rubber gemaakt vloeistof houdend element (13) in gedeeltelijk met vloeistof (14) gevulde toestand.

Fig. 3 toont details van de vloeistofdichte aansluiting van het vloeistof houdende element met de zich te allen tijde boven de vloeistof bevindende (dak-)aansluitingen (4). Deze bestaan uit een vouwbare balg voorziening (15), een zich daarin bevindende standpijp met openingen (16), een element met opdrijvend vermogen (17), en mogelijk een extra ophangvoorziening hiertoe direct onder de aansluiting op het dak (18).

Fig. 4 toont details van de vloeistofdichte aansluiting van het vloeistof houdende element (13) met de aansluitingen (6) die vloeistof aan- en afvoer mogelijk maken wanneer dergelijke aansluitingen een component, meestal uitgevoerd in de vorm van een pijpsegment, in de niet vervormbare vloeistofhouder hebben. Ter plaatste van de aan- of afvoer aansluiting is element (13) voorzien van een interne trompet (19) bestaande uit een conisch deel (19a) en een cilindrisch deel (19b) waarop een knel afdichting (20) aangebracht kan worden. Het conische deel creëert speling ter compensatie van mogelijke dimensioneringsafwijkingen tussen de niet vervormbare houder en het vervormbare vloeistof houdende element. Het cilindrische gedeelte reduceert de plooivorming ter plekke van de afdichting (20) welke daardoor beter functioneert.

Fig. 5 toont details van de vloeistofdichte aansluiting van het vloeistof houdende element (13) met de tot de niet vervormbare vloeistofhouder toegang gevende voorziening (9). Ter plaatste van de opening is element (13) voorzien van een externe trompet (20) bestaande uit een cilindrisch deel (20a) en een ring (20b) welke laatste tijdens de opslag van vloeistof in de houder geklemd is tussen de flens van het mangat (9) en de mangatdeksel (10). Het mangatdeksel (10) wordt bovendien voorzien van een aan het mangat bevestigd opvul-element (22) dat voorkomt dat er materiaal van het vervormbare vloeistof houdende element (13), anders dan de trompet (20), zich zou kunnen verplaatsen in het mangat.

Alle aansluitingen en apparatuur met componenten zowel binnen in als buiten de niet vervormbare vloeistofhouder, zoals ook eerder genoemde roerders (11) en verwarmingselementen (12) en dergelijke, worden dan wel van een interne (19) dan wel van een externe trompet (21) en daarbij behorende afdichting zoals in figuur 4 en 5 respectievelijk beschreven, voorzien.

Figuur 6. toont een op het halve hoogte van de niet-vervormbare vloeistofhouder afgehangen vervormbare vloeistof houdende element (13) in compleet gevulde toestand en idem in

Figuur 6a. bij halfgevulde toestand, en in Figuur 6b. in lege toestand.

Figuur 7. toont een op het hele hoogte van de niet-vervormbare vloeistofhouder afgehangen vervormbare vloeistof houdende element (13) in compleet halfgevulde toestand.

Figuur 8. toont een niet aan de niet-vervormbare vloeistofhouder bevestigde vervormbare vloeistof houdende element (13) in compleet halfgevulde toestand.

Claims (4)

1. Vervormbaar element dat geïntegreerd kan worden in een permanent opgestelde houder voor vloeistoffen welke middels aangekoppelde leidingen, instrumentatie en beveiligingen onderdeel uit maakt van een grotere installatie waarbij het element uitsluitend de opgeslagen vloeistof bevat en door daartoe ontworpen onderdelen van het element, het element vloeistofdicht verbinden met alle aan de houder gekoppelde leidingen, instrumenten, beveiligingen en dergelijke; het vervormbare element is zodanig gedimensioneerd ten opzichte van de houder, dat element zich vanwege de hydrostatische druk van de opgeslagen vloeistof tegen de binnenwand van de houder drukt en dat de overige, niet onder hydrostatische druk staande, delen van het element bovenop de vloeistof liggen, met het kenmerk, dat het element in volume verandert evenredig aan de hoeveelheid vloeistof die een de houder wordt onttrokken of toegevoegd, zonder dat er hierbij lucht of al-dan-niet van de opgeslagen vloeistof afkomstige dampen in het element aanwezig zijn of gaan komen, en dat die onderdelen van het element die voor een vloeistofdichte verbinding zorgen van het element met de aansluitingen van de houder zodanig in lengte kunnen variëren dat het element een vloeistofvolume kan bevatten variërend tussen de 0 en 100% van de opslagcapaciteit van de houder, en dat het element is vervaardigd uit een materiaal dat chemisch resistent is tegen de vloeistof in de houder en niet of nauwelijks permeabel is, en dat het element zowel door haar ontwerp, constructie als geïntegreerde installatie in de bij het element behorende houder alle voor corrosie gevoelige delen van de houder, tegen door de opgeslagen vloeistof -mede- veroorzaakte corrosie beschermd, en het contact tussen de opgeslagen vloeistof en de binnenwand van de houder voorkomt zodanig dat de noodzaak tot schoonmaken van de houder binnenwand bij een vloeistof productwissel niet of nauwelijks nog noodzakelijk is, en dat het element zowel door haar ontwerp, constructie als geïntegreerde installatie in de bij het element behorende houder alle lucht gescheiden houdt van de opgeslagen vloeistof waardoor er geen in de lucht bevindende componenten of elementen kunnen migreren naar of reageren met de vloeistof en de vloeistof geen componenten door bijvoorbeeld verdamping kan overdragen aan de in de houder aanwezige lucht, en dat het element in lege toestand relatief eenvoudig in de houder gebracht kan worden of er uit verwijderd kan worden,

2. Element volgens conclusie 1, waarbij het element aan de houder bevestigd is zodanig dat er geen of minder materiaal van het element langs de binnenwand van de houder beweegt.

3. Element volgens conclusies 1 en 2, waarbij er een vloeistofdetectie tussen het element en de houder aangebracht is waarmee een eventuele lekkage of ander verlies van vloeistof door het element geconstateerd kan worden voordat dit leidt tot een lekkage of verlies van vloeistof van de houder naar de externe omgeving.

4. Element volgens conclusies 1, 2 en 3, waarbij de balgvormige verbindende onderdelen van het element en de zich in het dak van de houder bevindende aansluitingen gekoppeld zijn aan een tot het element behorende gesloten luchtbalg met variabel volume, zodanig dat bij de in de balgvormige verbinding(-en) aanwezige lucht of damp zich, bij een volume verandering van de vloeistof, kan verplaatsen naar of kan worden aangevuld vanuit de luchtbalg.