NO780963L

NO780963L - SEAL FOR STORAGE TANKS.

Info

Publication number: NO780963L
Application number: NO780963A
Authority: NO
Inventors: Paul Hammond Drake; Michael John Allan Woodley
Original assignee: British Petroleum Co
Priority date: 1978-03-17
Filing date: 1978-03-17
Publication date: 1979-09-18

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører tetninger■for lagringstanker, spesielt tanker for lagring av oljer og flyktige petroleumprodukter. The present invention relates to seals for storage tanks, in particular tanks for storing oils and volatile petroleum products.

I konvensjonelle lagringstanker for olje er det et be-tydelig tap av det lagrede produkt til atmosfæren under fyllingen av slike tanker. Flyktige væsker går også vanligvis tapt på grunn av den "pusting" som forårsakes, f.eks. ved daglige temperaturvariasjoner. In conventional storage tanks for oil, there is a significant loss of the stored product to the atmosphere during the filling of such tanks. Volatile liquids are also usually lost due to the "breathing" that is caused, e.g. by daily temperature variations.

De høye priser på petroleumprodukter har tilskyndet en revurdering av effektiviteten av metoder for nedsettelse av damp-tap av disse produkter. Bruken av flytende dekk representerer et velkjent forsøk på å løse dette problem og en annen teknikk er bruk av et system med flytende tak omfattende en sammenklappbar pose av ugjennomtrengelig materiale som flyter på den lagrede væske og beveger seg med væsken og gir således et redusert damp-rom over væsken. Denne sistnevnte metode er mer enkel, unngår bruk av en glidende tetning og er mindre kostbar med hensyn til installasjon enn bruk av flytende dekk. The high prices of petroleum products have prompted a reassessment of the effectiveness of methods for reducing vapor loss of these products. The use of floating decks represents a well-known attempt to solve this problem and another technique is the use of a floating roof system comprising a collapsible bag of impermeable material which floats on the stored liquid and moves with the liquid thus providing a reduced vapor- space above the liquid. This latter method is more simple, avoids the use of a sliding seal and is less expensive in terms of installation than using a floating deck.

Teknikken med den sammenklappbare pose har imidlertid i praksis visse ulemper, hvorav den mest betydelige er den tendens posen har til å klebes til veggene på lagringstanken. Denne klebing hindrer den sammenklappbare pose i å bevege seg opp- However, the collapsible bag technique has certain disadvantages in practice, the most significant of which is the tendency of the bag to stick to the walls of the storage tank. This adhesive prevents the collapsible bag from moving up-

og nedover i tanken etter væskenivået og påfører posen store strekkbelastninger når det er en vesentlig kontaktflate mellom posen og tankens vegger. and downwards in the tank according to the liquid level and imposes large tensile loads on the bag when there is a significant contact surface between the bag and the walls of the tank.

Foreliggende oppfinnelse angår forbedring av egenskapene til dampbarrierer av typen sammenklappbare poser. The present invention relates to improving the properties of vapor barriers of the collapsible bag type.

• Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveie-bragt en lagringstank for væsker omfattende et stivt skall med • According to the present invention, a storage tank for liquids comprising a rigid shell is thus provided

vesentlig vertikale vegger og en sairanenklappbar pose som oppdeler det indre av det stive skall i et luftrom og et væskerom; og en fast periferisk krave rundt skallets vegger og festet til den sammenklappbare pose, idet nevnte krave understøtter den sammenklappbare pose, slik at det dannes en tetning mellom posen og tankens vegger og har den virkning at posen holdes i avstand i tankens vegger. substantially vertical walls and a sairane collapsible pouch dividing the interior of the rigid shell into an air space and a liquid space; and a fixed circumferential collar around the walls of the shell and attached to the collapsible bag, said collar supporting the collapsible bag, so that a seal is formed between the bag and the walls of the tank and has the effect of keeping the bag at a distance in the walls of the tank.

I en utførelse av oppfinnelsen omfatter den sammenklappbare pose i fullt utstrakt form, en sylinder eller en avkortet kjegle, som har langs omkretsen anbragte avstivningsringer hvor ringenes diameter er mindre enn tankens diameter. Ringene består fortrinnsvis av stål. Når tanken fylles med væske, faller eller klapper ringene og posen sammen som et trekkspill og åpnes igjen ettersom tanken tømmes. In one embodiment of the invention, the collapsible bag in fully extended form comprises a cylinder or a truncated cone, which has stiffening rings placed along the circumference, the diameter of the rings being smaller than the diameter of the tank. The rings preferably consist of steel. When the tank is filled with liquid, the rings and bag collapse or flap together like an accordion and open again as the tank is emptied.

I en annen utførelse av oppfinnelsen omfatter den sammenklappbare pose i fullt utstrakt form, en avkortet kjegle som gradvis tilspisses fra posens åpne ende og er tilstrekkelig stiv til å holde posens vegger bort fra eller adskilt fra tankens sidevegger. Kjeglens konisitetsgrad er fortrinnsvis fra 1 til 10° fra vertikallinjen. In another embodiment of the invention, the collapsible bag in fully extended form comprises a truncated cone which gradually tapers from the open end of the bag and is sufficiently rigid to keep the walls of the bag away from or separated from the side walls of the tank. The degree of conicity of the cone is preferably from 1 to 10° from the vertical line.

Den faste perifere krave er fortrinnsvis anbragt.over det øvre væskenivå i tanken og utgjør helst en integrert del av den sammenklappbare pose. The fixed peripheral collar is preferably placed above the upper liquid level in the tank and preferably forms an integral part of the collapsible bag.

Den sammenklappbare pose kan avsluttes ved den perifere krave, idet posen da faktisk er en enkel membran og i et slikt tilfelle kan posens åpning klemmes mellom kraven og tankveggene. Posen fortsetter imidlertid fortrinnsvis over kraven med åpningen festet til et luftehull i tankens tak og kan således gi en ytterligere primær tetning mot dampavgang gjennom luftehullet. The collapsible bag can end at the peripheral collar, as the bag is then actually a simple membrane and in such a case the opening of the bag can be clamped between the collar and the tank walls. The bag, however, preferably continues above the collar with the opening attached to a vent hole in the roof of the tank and can thus provide a further primary seal against steam escaping through the vent hole.

(Dette er spesielt viktig ved lagring av flyktige produkter.) (This is particularly important when storing volatile products.)

Den faste eller festede perifere krave omfatter fortrinnsvis en oppblåsbar slange som er utspilt mot tankens øvre sidevegg for å danne en tetning og en understøttelse og for å gjøre kravens vertikale bevegelse så liten som mulig. For å bidra til oppnåelse av dette, kan kraven være oppblåst i en perifer utsparing eller lignende i tankveggene. Flenser og innhakk i tankveggen kan også anvendes for å bidra til å holde kraven på plass. Som tilfelle er for den sammenklappbare posen, er slangen helst laget av et dampimpermeabelt materiale, men er fortrinnsvis av sterkere konstruksjon enn posen. Det kan således være laget av en syntetisk eller naturlig forekommende gummi, f.eks. en butadien-akrylonitrit kopolymer og ha en veggtykkelse på fortrinnsvis 0,5-15 mm. The fixed or fixed peripheral collar preferably comprises an inflatable tube which is extended against the upper side wall of the tank to form a seal and a support and to minimize vertical movement of the collar. To help achieve this, the collar can be inflated in a peripheral recess or similar in the tank walls. Flanges and notches in the tank wall can also be used to help keep the collar in place. As is the case with the collapsible bag, the tube is preferably made of a vapor impermeable material, but is preferably of stronger construction than the bag. It can thus be made of a synthetic or naturally occurring rubber, e.g. a butadiene-acrylonitrile copolymer and have a wall thickness of preferably 0.5-15 mm.

Den oppblåsbare slangen har fortrinnsvis en forbindelse med en egnet åpning i tankens tak for å gi adgang for oppblåsning og opprettholdelse av denne oppblåsning fra en utvendig The inflatable hose preferably has a connection with a suitable opening in the roof of the tank to allow access for inflation and maintenance of this inflation from an external

v v

trykkilde. En spesiell fordel som skriver seg fra bruk av en oppblåsbar slange, er at slangen i sammenklappet tilstand og posen forbundet til dette rør, kan innføres gjennom en relativt liten åpning i tankens tak og deretter oppblåses for inntagelse av riktig stilling. Foreliggende oppfinnelse er således særlig egnet for tilføring av en tetning til eksisterende tanker og selv med nye tanker er det ikke nødvendig å anbringe slangen og posen i stilling før man monterer tankens tak. Posen og/eller slangen kan være forskynt med en eller flere liner av f.eks. nylon som danner forbindelse med tankens tak for å gi ekstra støtte. Hvis disse liner er ført gjennom en åpning, kan posen og slangen fjernes og lett erstattes i tilfelle posen eller slangen skades. pressure source. A special advantage that arises from the use of an inflatable hose is that the hose, in a collapsed state and the bag connected to this pipe, can be introduced through a relatively small opening in the roof of the tank and then inflated to take the correct position. The present invention is thus particularly suitable for adding a seal to existing tanks and even with new tanks it is not necessary to place the hose and the bag in position before mounting the tank's roof. The bag and/or hose can be provided with one or more lines of e.g. nylon that forms a connection with the roof of the tank to provide extra support. If these lines are routed through an opening, the bag and tubing can be removed and easily replaced in the event the bag or tubing is damaged.

Dimensjonene på den perifere krave velges fortrinnsvis slik at den sammenklappbare posen (ved kraven) er beliggende i avstand fra tankens vegger i en grad av 1-10% av tankens dybde, dvs. tankdybden fra kraven til tankens bunn. The dimensions of the peripheral collar are preferably chosen so that the collapsible bag (at the collar) is located at a distance from the tank walls to a degree of 1-10% of the tank's depth, i.e. the tank depth from the collar to the bottom of the tank.

For lagring av petroleumprodukter er det ønskelig at gjennomtrengningsgraden for slike produkter gjennom den sammenklappbare posen er meget liten av økonomiske og bevaringsmessige grunner. For lagring av petroleumprodukter, er således posen fortrinnsvis laget av filmer av polyvinylfluorid ("Tedlar"), polyvinylidenklorid ("Såran"), eller polyester ("Mylar"). For the storage of petroleum products, it is desirable that the degree of penetration of such products through the collapsible bag is very small for economic and conservation reasons. Thus, for storage of petroleum products, the bag is preferably made of films of polyvinyl fluoride ("Tedlar"), polyvinylidene chloride ("Såran"), or polyester ("Mylar").

For de ovennevnte plastmaterialer varierer tykkelsen av den sammenklappbare pose typisk fra 10 til 70 mikrometer. For the above-mentioned plastic materials, the thickness of the collapsible bag typically varies from 10 to 70 micrometers.

Posen er fortrinnsvis laget i seksjoner som er varmeforseglet slik at det oppnås en gasstett tetning. The bag is preferably made in sections which are heat-sealed so that a gas-tight seal is achieved.

Anti-statiske forbindelser blir fortrinnsvis inkorporert Anti-static compounds are preferably incorporated

i de sammenklappbare poser for å unngå oppbygning av statiske ladninger, hvilket ville representere en fare dersom f.eks. lagringstankene anvendes for lagring av petroleumprodukter. in the collapsible bags to avoid the build-up of static charges, which would represent a danger if e.g. the storage tanks are used for storing petroleum products.

Den sammenklappbare pose omfatter fortrinnsvis anordninger for dypping ("dipping") av tanken. Posen er fortrinnsvis forskynt med et kort rør som går gjennom og er tett festet til posen, idet røret også har et lokk som kan åpnes for dypping av tanken. Røret er helst forskynt med en flytekrave for å forbedre den vertikale stabilitet og hindre synking under installering av den sammenklappbare posen. The collapsible bag preferably includes devices for dipping ("dipping") of the tank. The bag is preferably provided with a short tube that passes through and is tightly attached to the bag, as the tube also has a lid that can be opened for dipping the tank. The pipe is preferably fitted with a float collar to improve vertical stability and prevent sinking during installation of the collapsible bag.

v v

Oppfinnelsen skal i det følgende■beskrives under hen-visning til en utføresle som er illustrert på de medfølgende tegninger, hvor: The invention shall be described below with reference to an embodiment which is illustrated in the accompanying drawings, where:

figur 1 viser et tversnitt av en lagringstank som har figure 1 shows a cross-section of a storage tank which has

en flytende tetning med omkretsavstivning, a floating seal with circumferential bracing,

■ figur 2 viser avstivningen av tetningen, ■ figure 2 shows the bracing of the seal,

figur 3 viser en lagringstank som har en flytende tetning med avsmalnende kanter, figure 3 shows a storage tank having a floating seal with tapered edges,

figur 4 viser en lagringstank som har en flytende tetning med en dyppings-modifikasjon. figure 4 shows a storage tank having a floating seal with a dipping modification.

Lagringstanken 1 har et innløp 2 og et utløp 3 for fylling og uttak av lagringsvæske, vanligvis et petroleumprodukt. Tanken 1 har et ståltak 4 med en eller flere lufteåpninger 5, hvorigjennom man har adgang til tankens indre for montering og understøttelse. Tanken omfatter vanligvis en trykkavlastnings-ventil for frigjøring av overskudd lufttrykk. The storage tank 1 has an inlet 2 and an outlet 3 for filling and withdrawing storage liquid, usually a petroleum product. The tank 1 has a steel roof 4 with one or more ventilation openings 5, through which you have access to the inside of the tank for assembly and support. The tank usually includes a pressure relief valve for releasing excess air pressure.

Den sammenklappbare posen 6 består av et egnet væske-ugjennomtrengelig materiale som er inert, motstandsdyktig over-for riving eller punktering og er fleksibelt. Gjennomtrengnings-gradene eller hastighetene for 100 oktan bensin gjennom noen av plastmaterialene er vist i tabell 1. De oppnådde verdier viser at hvilket som helst materiale som er like godt som eller bedre enn "Såran 19" kan anvendes for tanker inneholdende bensin. The collapsible bag 6 consists of a suitable liquid impermeable material which is inert, resistant to tearing or puncture and is flexible. The penetration rates or velocities of 100 octane petrol through some of the plastic materials are shown in Table 1. The values obtained show that any material as good as or better than "Såran 19" can be used for tanks containing petrol.

Posen innføres i tanken 1 og er av en slik størrelse at når tanken er tom, fyller posen 6 i det vesentlige tankens indre i den form som er vist i figur 1. The bag is introduced into the tank 1 and is of such a size that when the tank is empty, the bag 6 essentially fills the interior of the tank in the form shown in Figure 1.

Posen 6 holdes i stilling mot veggen i tanken 1 ved hjelp av en periferisk oppblåsbar krave 7. En fleksibel slange 11 tjener til å blåse opp kraven 7 og kan også anvendes for å trekke inn en defekt krave eller pose. Posen 6 kan være perma-nent sveiset til kraven 7 eller kantene på posen 6 kan være ført over kraven 7 som deretter oppblåses slik at posen 6 klemmes mot veggene i tanken 1. Posen 6 løper over toppen og innsiden av kraven 7, ellers er det funnet at friksjonen mellom posen 6 og tanken 1 er så stor at man får klebing av posen 6 til tankveggene. Posen 6 fastklemmes ved adgangsåpningen og danner en primær tetning ved 5. The bag 6 is held in position against the wall of the tank 1 by means of a circumferential inflatable collar 7. A flexible hose 11 serves to inflate the collar 7 and can also be used to retract a defective collar or bag. The bag 6 can be permanently welded to the collar 7 or the edges of the bag 6 can be passed over the collar 7 which is then inflated so that the bag 6 is pressed against the walls of the tank 1. The bag 6 runs over the top and inside of the collar 7, otherwise it is found that the friction between the bag 6 and the tank 1 is so great that the bag 6 sticks to the tank walls. The bag 6 is clamped at the access opening and forms a primary seal at 5.

Når væske føres inn i tanken 1 gjennom inntaket 2, presses væsken mot undersiden av posen 6 slik at posen sammen- klappes og luft fortrenges fra tankens indre 8 bg gjennom åpningene 5. På grunn av av at posen 6 er ugjennomtrengelig, vil denne fortrengte luft inneholde intet eller lite damp fra den lagrede væske. Fylling fortsettes etter behov eller inntil f.eks. en sikkerhets-lukkningskrets avbryter fylleoperasjonen. Likeledes, når tanken tømmes, beveger den sammenklappbare posen 6 seg nedover med væskenivået og atmo^færeluft passerer gjennom åpningene 5 for å erstatte det volum som er etterlatt av væsken. Figur 2 viser i detalj konstruksjonen av den sammenklappbare. posen 6. Posen er dannet av plateformede felt av ugjennomtrengelig plastmateriale, f.eks. "Tedlar", "Såran", "Mylar", som er sammensveiset ved hjelp av varme til form av en lukket sylinder 9. Posen er forsterket med i omkretsen anbragte stål-bånd eller ringer eller pneumatiske ringer 10 som bevirker, at posen gis foldevirkning som et trekkspill ettersom væskenivået i tanken beveger seg opp og ned. Figur 3 viser en ytterlige utførelse av oppfinnelsen. I dette tilfellet anvendes ikke stålringene 10.. Isteden er den sammenklappbare posen laget slik at den har sider som skråner vekk fra tankveggene. Denne avsmalning av posen reduserer posens tendens til klebing mot tankveggene på grunn av vegg/pose-'friksjonskrefter som oppstår. Posen kan trekkes tilbake ved hjelp'av linen 15 som også virker som en ekstra støtte. Figur 4 viser en ytterligere modifikasjon av tank-tetningen som muliggjør dypping, f.eks. for testformål som kan utføres på samme måte som benyttet i forbindelse med konvensjonelle flytende tak. When liquid is fed into the tank 1 through the intake 2, the liquid is pressed against the underside of the bag 6 so that the bag collapses and air is displaced from the interior of the tank 8 bg through the openings 5. Because the bag 6 is impermeable, this displaced air will contain no or little vapor from the stored liquid. Filling is continued as needed or until e.g. a safety shutdown circuit interrupts the filling operation. Likewise, when the tank is emptied, the collapsible bag 6 moves downwards with the liquid level and atmospheric air passes through the openings 5 to replace the volume left by the liquid. Figure 2 shows in detail the construction of the collapsible. the bag 6. The bag is formed by plate-shaped fields of impermeable plastic material, e.g. "Tedlar", "Såran", "Mylar", which are welded together with the help of heat to form a closed cylinder 9. The bag is reinforced with steel bands or rings or pneumatic rings 10 placed around the circumference, which cause the bag to be folded. like an accordion as the liquid level in the tank moves up and down. Figure 3 shows a further embodiment of the invention. In this case, the steel rings 10 are not used. Instead, the collapsible bag is made so that it has sides that slope away from the tank walls. This narrowing of the bag reduces the tendency of the bag to stick to the tank walls due to wall/bag frictional forces that arise. The bag can be pulled back using the line 15 which also acts as an additional support. Figure 4 shows a further modification of the tank seal which enables dipping, e.g. for testing purposes which can be carried out in the same way as used in connection with conventional floating roofs.

Modifikasjonen består i et kort rør 12 sveiset til bunnen av posen 6. Røret 12 har et lokk 13 som kan heves fra tankens tak når dypping er ønsket og som hindrer utslipp av damp i lukket tilstand. Røret 12 omfatter en flytekrave 14 som for-bedrer den vertikale stabilitet og hindrer synking under installering av posen 6. Lengden av røret 12 over bunnen av posen 6 The modification consists of a short tube 12 welded to the bottom of the bag 6. The tube 12 has a lid 13 which can be raised from the roof of the tank when dipping is desired and which prevents the emission of steam in the closed state. The pipe 12 includes a float collar 14 which improves the vertical stability and prevents sinking during installation of the bag 6. The length of the pipe 12 above the bottom of the bag 6

er valgt slik at forskyvningen som skyldes posen 6, alltid er tilstrekkelig til å heve posen 6 og overkomme friksjonskrefter før væsken kommer inn i tankens indre 8 gjennom røret 12. is chosen so that the displacement caused by the bag 6 is always sufficient to raise the bag 6 and overcome frictional forces before the liquid enters the interior of the tank 8 through the pipe 12.

Claims

1. Storage tank for liquids, characterized in that it comprises a rigid shell with substantially vertical walls and a collapsible bag which divides the interior of the rigid shell into an air space and a liquid space and an attached circumferential collar around the walls of the shell and attached to the collapsible bag, as said collar supports the bag, to form a seal between the collapsible bag and the walls of the tank, and also acts so that the collapsible bag is kept away from the walls of the tank.

2. Tank according to claim 1, characterized in that the collapsible bag in fully extended form comprises a truncated cone which tapers away from the open end of the bag.

3. Tank according to claim 2, characterized in that the degree of conicity of the cone is 1-10° from the vertical line.

4. Tank according to claim 1, characterized in that the collapsible bag in fully extended form comprises a cylinder or a truncated cone which has stiffening rings arranged around the circumference, the diameter of the rings being smaller than the diameter of the tank.

5. Tank according to any one of the preceding claims, characterized in that the fixed circumferential collar is located above the liquid level in the tank.

6. Tank according to any one of the preceding claims, characterized in that the peripheral collar is integral with the collapsible bag.

7. A tank according to any one of the preceding claims, characterized in that the mouth of the collapsible bag extends to an air opening in the roof of the tank and is adapted to form a further seal against the release of steam.

8. Tank according to any one of the preceding claims, characterized in that said collar comprises an inflatable hose which is extended against the upper side wall of the tank to form a seal and support.

9. Tank according to claim 8, characterized in that said hose is also held in place by means of a circumferential recess, flange or notch in the tank walls.

10. Tank according to claim 8 or 9, characterized in that said hose is connected to an external pressure source for inflation and maintenance of the inflated state.

11. Tank according to any of the preceding claims, characterized in that one or more lines or ropes which form a connection between the collapsible bag and the tank, further support said bag. v

12. Tank, characterized in that the collapsible bag by means of the peripheral collar is located at a distance from the side walls of the tank to a degree of 1-10% of the depth of the tank.

13. Tank according to any one of the preceding claims, characterized in that the collapsible bag is made in sections.

14. Tank according to any of the preceding claims, characterized in that it is equipped with devices for "dipping" the tank's liquid level.

15. Tank according to claim 14, characterized in that a short tube is passed through and is sealed to the collapsible bag, the tube also having a lid that can be opened for tank "dipping".

16. Tank according to claim 15, characterized in that the pipe comprises a float collar.