WO2023031268A1 - Quarantine container for hazardous items - Google Patents

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WO2023031268A1
WO2023031268A1 PCT/EP2022/074192 EP2022074192W WO2023031268A1 WO 2023031268 A1 WO2023031268 A1 WO 2023031268A1 EP 2022074192 W EP2022074192 W EP 2022074192W WO 2023031268 A1 WO2023031268 A1 WO 2023031268A1
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WO
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container
container according
glass fiber
vehicle
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Application number
PCT/EP2022/074192
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German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Ebert
Joachim Klaus Broetzmann
Original Assignee
Swiss Q Contain Ag
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Publication date
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    • B65D85/00Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/68Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for machines, engines or vehicles in assembled or dismantled form
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    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
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    • A62C3/00Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
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    • A62CFIRE-FIGHTING
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    • A62C99/0018Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using gases or vapours that do not support combustion, e.g. steam, carbon dioxide
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    • A62C3/07Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles
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    • B65D2585/88Batteries

Definitions

  • the invention relates to a container for quarantining a dangerous object, in particular a vehicle with a hybrid, electric or hydrogen drive or a battery, a fuel cell or a fuel storage tank from such a vehicle, as well as other types of dangerous objects.
  • a quarantine area that is 5 x 2.5 m including a clearance area of 188 m 2 for a car and 7.5 x 2.5 m including a distance area for a commercial vehicle.
  • distance area is 219 m 2 .
  • Other requirements for such a quarantine area are accessibility for emergency vehicles, barriers, protection against moisture and the presence of a solid surface.
  • the quarantine area must comply with the ordinance on facilities for handling water-polluting substances.
  • the main purpose of the quarantine area is to prevent belt and explosion protection (preventive fire protection).
  • One object of the present invention was to provide a container for the quarantine of such hazardous objects, with which the disadvantages of the prior art can be at least partially eliminated.
  • the present invention provides a container for the quarantine of a hazardous object, comprising a protective cover made of multiple layers of fire-resistant and/or electrically insulating materials and further means for preventing or controlling fire, explosion or electrical discharge hazards.
  • One subject of the invention is a container for quarantine of a dangerous object comprising:
  • a protective cover delimiting the container with a closable opening for introducing and removing the dangerous object
  • the protective cover and a door element comprise several layers of fire-resistant and/or electrically insulating materials, the following layers being arranged at least partially from the inside to the outside:
  • a shielding layer selected from (i) a layer comprising graphite and optionally an insulating air layer, (ii) a lead layer, (iii) a bulletproof plastic layer, in particular a Kevlar layer, or a combination of several of these layers, (g) a layer comprising a metal alloy, in particular a titanium steel alloy, a titanium molybdenum steel alloy or an aluminum alloy,
  • a flooding unit located on the outside of the container for introducing protective material into the container through a lockable access
  • a sensor unit inside the container which is set up to measure one or more parameters selected from pressure, temperature and gas composition,
  • a data processing unit which is in communication with the sensor unit, the data processing unit being set up to initiate measures to secure the container in response to a signal transmitted by the sensor unit, and
  • the container according to the invention is basically suitable for the quarantine of any hazardous objects.
  • the term "quarantine” includes the storage of the container under safety conditions, including stationary storage or transport. Storage can be outdoors, inside a building or in a transport vehicle.
  • the duration of the quarantine can range from short periods, e.g. one hour, to several days or weeks.
  • the container is set up to quarantine a vehicle, in particular a vehicle with an electric drive, a vehicle with a hybrid drive or a vehicle with a hydrogen drive.
  • the term "electric drive” includes both a purely electric drive and a hybrid drive.
  • the container is designed to quarantine a battery of a vehicle with an electric drive, in particular a lithium-ion battery.
  • the container for quarantine a fuel cell or a fuel storage tank of a hydrogen-powered vehicle is set up.
  • the container is also suitable for quarantining other types of easily flammable or potentially explosive dangerous items, such as explosives such as explosives, ammunition, etc., weapons, hazardous substances, hazardous chemicals, radioactive materials, hazardous biological substances, bacterial and viral contaminated substances, dangerous warfare agents.
  • explosives such as explosives, ammunition, etc.
  • weapons hazardous substances, hazardous chemicals, radioactive materials, hazardous biological substances, bacterial and viral contaminated substances, dangerous warfare agents.
  • the shape and dimensions of the container are adapted to the dangerous object to be stored.
  • the protective cover that delimits the container usually comprises a floor, side walls and a roof.
  • the container can be designed, for example, in the form of a parallelepiped or cube, so that the protective cover includes a base, 4 side walls and a roof.
  • the container usually has dimensions of 5-7 m (length) x 2-4 m (width) and 2-4 m (height).
  • the container usually has dimensions of 1-4 m (length) x 1-2 m (width) and 1-2 m (height).
  • the protective cover contains at least one closable opening for inserting and removing the dangerous object.
  • the size and location of the closable opening in the protective cover may vary with the size and type of hazardous item to be stored. If the dangerous object is a vehicle, the opening is usually formed through one of the side walls. Is it a smaller object, e.g. B. a battery, the opening can also be formed by part of a side wall or the top of the container.
  • the opening can be closed by a cover, ie a door element.
  • the opening can preferably be sealed in a gas-tight and/or liquid-tight manner.
  • the cover of the opening or the door element is part of the protective cover.
  • the container according to the invention is limited by a protective cover made up of several layers. The nature and sequence of the individual layers offer a high level of security against hazards that may emanate from the stored item, such as the risk of fire, pure explosion, electric shock or a combination thereof.
  • the individual layers of the protective covers are usually connected to one another in order to give the protective cover a stable and preferably self-supporting structure. If necessary, the protective cover can also contain one or more carrying elements.
  • the connection between the layers of the protective cover can be made e.g. by lamination and/or by using temperature and fire-resistant adhesives such as ceramic or metal high-temperature adhesives up to 1200°C or higher (e.g. Steigner ST-1000) or fire-resistant fasteners such as screws, rivets etc., take place.
  • at least two of the layers (a) to (g) of the protective cover are connected to one another by lamination, preferably 3, 4, 5, 6 or all 7 layers. A partial compression of the layer materials is also possible.
  • Optional layer (h) can also be combined with layers (a) to (g) as described.
  • the overall thickness of the protective sheath will typically range from about 40mm to about 300mm, preferably from about 50mm to about 200mm.
  • the protective cover comprises at least 7 layers (a) to (g) as described below, arranged from the inside to the outside.
  • the shielding layer (f) may optionally comprise a plurality of layers (f)(i), (f)(ii) and/or (f)(iii). If necessary, one or more further layers can also be present, which can be arranged within layer (a), between the individual layers (a) to (g) and/or outside of layer (g).
  • the layer (a) comprises a glass fiber material, in particular a temperature and pressure-resistant glass fiber, which is selected, for example, from glass fiber of the Sto type.
  • the glass fiber in layer (a) preferably has a temperature resistance of at least 1000° C. and/or a pressure resistance of at least 12 N/mm 2 (12 MPa).
  • the thickness of layer (a) is preferably from 8 to 80 mm.
  • the function of layer (a) is in particular as a reinforcement fabric with properties such as optimized force absorption for maximum security and crack prevention, high tensile strength, displacement resistance and/or alkali resistance.
  • the layer is preferably free of plasticizers and/or acid-resistant. It provides high thermal insulation and favorably has a low heat capacity.
  • Their weight per unit area is preferably 100-200 g/m 2 , for example approx. 165 g/m 2 and their tear strength on delivery is preferably >2500 N/50 mm.
  • Layer (b) comprises a layered silicate, in particular vermiculite.
  • the layered silicate is advantageously built into the protective cover in the form of plates with the desired thickness. This can be done with suitable fasteners, for example.
  • the layered silicate in layer (b) preferably has a temperature resistance of at least 1200° C. and/or a pressure resistance of at least 20 MPa.
  • the thickness of layer (b) is, for example, from 1 to 50 mm, preferably from 1 to 30 mm, more preferably from 1 to 10 mm, and even more preferably from 1 to 5 mm.
  • the thickness of layer (b) is preferably from 10 to 45 mm, more preferably from 20 to 40 mm, and even more preferably from 25 to 35 mm, for example about 30 mm.
  • the function of layer (b) consists in particular of low thermal conductivity, a heat shield function and the absorption of liquids.
  • the layer is electrically non-conductive.
  • the layered silicate in layer (b) is structurally supported and stabilized by the adjacent layers (a) and (c) of glass fiber material.
  • the layer (c) comprises a glass fiber, in particular a glass fiber composite material, which is selected, for example, for. B. Resinpal glass filament fabric.
  • the fiberglass composite material has layers (c) a temperature resistance of at least 1200°C and/or a pressure resistance of at least 150 MPa.
  • the thickness of layer (c) is preferably from 1 to 8 mm, more preferably from 1 to 3 mm.
  • the function of layer (c) consists in particular in additional pressure protection or in its resistance to strong pressure development, eg in the event of an explosion or deflagration, and in the stabilization of layer (b), in particular in combination with the glass fiber material in layer (a).
  • Layer (d) comprises an electrically insulating fluoropolymer selected, for example, from polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), perfluoroalkoxy polymer (PFA), etc.
  • the fluoropolymer has a layer
  • layer (d) a temperature resistance of at least 150°C, preferably 320°C and/or a pressure resistance of at least 420 MPa.
  • the thickness of layer (d) is preferably from 1 to 10 mm, preferably from 1 to 6 mm.
  • the function of layer (d) consists in particular as an inert layer against brief exposure to heat, corrosion protection, acid resistance and as a microbiological barrier layer as a lining material. In the event of a fire or explosion, this layer fuses or bonds with its two neighboring layers (c) and (e) at temperatures above 500° C and forms a new layer with extremely good fire and pressure protection properties. Furthermore, layer (d) can serve as a barrier layer for toxic substances and/or potentially infectious biomaterials.
  • the layer (e) comprises a basalt material, in particular a basalt fiber or a basalt fiber needle fabric, which is selected from type LFJ, for example.
  • the basalt material favorably has a content of at least 50 mol % SiO2.
  • the basalt material is advantageously built into the protective cover in the form of plates with the desired thickness. This can be done with suitable fasteners, for example.
  • the basalt fiber in layer (e) preferably has a temperature resistance of at least 750° C. and/or a (pressure resistance) tensile strength of at least 1000 MPa, preferably 3000 MPa.
  • the thickness of layer (e) is preferably from 1 to 50 mm, more preferably from 3 to 25 mm and even more preferably about 8 mm.
  • the function of layer (e) consists in particular of heat protection with enormous tensile strength.
  • the inorganic fiber is non-combustible and has low thermal conductivity.
  • Layer (f) comprises a layer of shielding material selected from (i) a graphite material, (ii) lead, (iii) a ballistic resistant plastic material, for example an aramid fiber such as Kevlar, or a combination of several of these layers.
  • a layer of shielding material selected from (i) a graphite material, (ii) lead, (iii) a ballistic resistant plastic material, for example an aramid fiber such as Kevlar, or a combination of several of these layers.
  • the shielding layer comprises a graphite material (f)(i) containing, for example, an open structure with gas or air-filled voids.
  • the structure is preferably type D.
  • the graphite material is in the form of (particles) such as cylinders, e.g., with a size of 500 nm to 2 pm, most preferably about 1 pm.
  • the graphite material in layer (f)(i) preferably has a temperature resistance of at least 2500° C., more preferably 4000° C., particularly preferably 5000° C. and/or a pressure resistance of at least 0.8 MPa.
  • the thickness of layer (f)(i) is preferably from 1 to 10 mm, more preferably from 3 to 8 mm.
  • the layer (f) (i) serves in particular as high-temperature protection up to 4000° C. and also contains an air layer with thermally insulating and electrically insulating properties.
  • the container according to the invention preferably comprises a lead layer as shielding layer (f)(ii).
  • the lead layer (f) (ii) in turn is preferably in direct contact with the alloy layer (g).
  • the layer thickness of the lead layer (f) (ii) is preferably 0.5 to 2 mm, for example about 1 mm.
  • the shielding layer (f) comprises a layer of bulletproof plastic (f) (iii), for example an aramid fiber such as Kevlar.
  • the layer thickness of the plastic layer (f) (iii) is preferably 5 to 15 mm, for example approx. 10 mm.
  • the plastic layer (f) is (iii) without further Intermediate layers arranged between the lead layer (f) (ii) and the alloy layer (g).
  • Containers according to the invention comprising a lead layer (f)(ii) and a layer of bulletproof plastic (f)(iii) are particularly suitable for military purposes and/or for radioactive material. Containers designed in this way, for example, offer a high level of protection against bullets.
  • Layer (g) can comprise a titanium-steel alloy, which preferably also contains molybdenum and/or tungsten and optionally vanadium, e.g. a titanium-molybdenum-tungsten-steel alloy.
  • the alloy may, for example, have a content of 1 mol% to 10 mol%, preferably 2 to 5 mol% Ti, a content of 2 mol% to 5 mol%, preferably 3 to 5 mol% Mo , and / or a content of 0.1 mol% to 1 mol%, preferably from 0.3 mol% to 0.8 mol% V comprise.
  • 1-3 mol % W can be present.
  • the alloy in layer (g) preferably has a temperature resistance of at least 1300° C., preferably at least 1500° C., and/or a pressure resistance of at least 1000 MPa.
  • layer (g) comprises an aluminum alloy, in particular a high-strength aluminum alloy such as AlZnMgCu1.5, Al-UT14, Alu7075 F52 etc. with a pressure resistance of at least 650 MPa and/or a melting point of at least 650°C.
  • a high-strength aluminum alloy such as AlZnMgCu1.5, Al-UT14, Alu7075 F52 etc. with a pressure resistance of at least 650 MPa and/or a melting point of at least 650°C.
  • the thickness of layer (g) is preferably from 2 to 10 mm, more preferably from 5 to 8 mm.
  • the function of layer of layer (g) consists in particular as an extremely stable (against pressure and fire) outer metal housing of the container.
  • the layer (g) preferably has a profile, for example a corrugated profile or a trapezoidal profile.
  • a trapezoidal profile is particularly preferred, in which case the distance between the upper chord and the lower chord can be about 2 to 3 cm.
  • An optional layer of bulletproof plastic (h), eg made of an aramid fiber such as Kevlar) can represent the outer layer.
  • the layer thickness of the plastic layer (h) is preferably 5 to 15 mm, for example approx. 10 mm.
  • the protection against bullets can be further improved by the layer (h), in particular in combination with a further layer of bulletproof plastic (f) (iii) as described above.
  • the container according to the invention also has other security elements.
  • a gas generator for generating a protective gas atmosphere for example a nitrogen, carbon dioxide and/or inert gas atmosphere, in particular a nitrogen atmosphere, is installed inside the container.
  • the gas generator is preferably designed in such a way that it contains the gas forming the protective gas atmosphere in compressed form and in an amount sufficient to completely fill the interior of the container with protective gas.
  • the gas generator advantageously contains the protective gas in an amount which, under standard conditions of temperature and pressure (0° C.; 101.325 kPa), is at least 1.5, 2 or 5 times the internal volume of the container.
  • the container according to the invention contains a flooding unit which is located on the outside of the container and is provided for introducing protective material into the container through an access which can be closed, for example, with a valve or a flap.
  • the flooding unit may include a reservoir for the protective material and/or means for supplying the protective material from an external source.
  • the protective material can be gaseous, liquid or solid, e.g. a powder. Nitrogen, noble gas and/or carbon dioxide, for example, can be considered as the gaseous protective material. Water, for example, can be considered as the liquid protective material.
  • Fire extinguishing powders such as silicate-based granules, aluminum oxide AI2O3-based granules, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, finely ground alkali chlorides (often sodium chloride), finely ground ammonium dihydrogen phosphate and ammonium sulphate, powders or granules (or mixtures thereof) can be considered as solid protective material.
  • a protective material e.g. pellets or beads made of a fire-retardant material such as SiC>2, Al2O3 or a silicate or aluminate, can also be present inside the container in the normal state, which provides additional protection in the event of a hazard.
  • a fire-retardant material such as SiC>2, Al2O3 or a silicate or aluminate
  • the container also contains a sensor unit in its interior, which is set up to measure one or more parameters selected from pressure, temperature and gas composition.
  • the sensor unit is in communication with a data processing unit, which is preferably located on the outside of the container, the data processing unit being set up to initiate measures to secure the container in response to a danger signal transmitted by the sensor unit.
  • the sensor unit is set up to measure the pressure, the temperature and/or the gas composition inside the container. Limit values can be provided for one or more of the monitored parameters, and when these are exceeded, the sensor unit sends a danger signal to the data processing unit.
  • the data processing unit can be in communication with the sensor unit via a wireless connection or via a physical connection to the sensor unit through the protective cover.
  • the connection between the sensor unit and the data processing unit, which passes through the protective cover is set up as an overpressure relief opening.
  • This excess pressure relief opening can be provided, for example, as a thread with a diameter in the range from M8 to M20. In other embodiments, there may also be a separate excess pressure relief port.
  • the data processing unit is set up to emit a warning to secure the container and/or to initiate the introduction of protective material into the container.
  • the warning can be an immediate visual and/or acoustic signal.
  • the data processing unit can also transmit a warning signal via a transmitter to a remote receiver, for example via WLAN, GPS or a satellite-supported connection such as Indium or Inmarsat.
  • the data processing unit can be set up to initiate the introduction of protective material into the container autonomously and/or a signal transmitted by an external operator. This can be done by generating a protective gas atmosphere through the gas generator inside the container and/or by introducing protective material into the container through the flooding unit located on the outside of the container.
  • the container according to the invention can also have, on the outside, one or more elements for electrical insulation from the environment, in particular elements for electrical insulation from the ground on its underside.
  • elements for electrical insulation from the environment in particular elements for electrical insulation from the ground on its underside.
  • Such elements can be made of rubber or electrically insulating plastic material, for example. In this case, insulation against ground fault is guaranteed.
  • Container for quarantine of a dangerous object comprising:
  • a protective cover delimiting the container with a closable opening for introducing and removing the dangerous object
  • the protective cover and a cover closing the opening or a door element closing the opening comprise several layers of fire-resistant and/or electrically insulating materials, the following layers being arranged from the inside to the outside: (a) a layer comprising a glass fiber material, in particular a temperature and pressure-resistant glass fiber,
  • a shielding layer selected from (i) a layer comprising graphite and optionally an insulating air layer, (ii) a lead layer, (iii) a bulletproof plastic layer, in particular a Kevlar layer, or a combination of several of these layers,
  • a layer comprising a metal alloy in particular a titanium-steel alloy, a titanium-molybdenum steel alloy, a titanium-molybdenum-tungsten steel alloy or an aluminum alloy,
  • a flooding unit located on the outside of the container for introducing protective material into the container through a lockable access
  • a sensor unit inside the container which is set up to measure one or more parameters selected from pressure, temperature and gas composition,
  • a data processing unit which is in communication with the sensor unit, the data processing unit being set up to initiate measures to secure the container in response to a signal transmitted by the sensor unit, and
  • Container according to aspect 1 which is set up for the quarantine of a vehicle, in particular a vehicle with an electric drive or a vehicle with a hydrogen drive. 3. Container according to aspect 1, which is set up to quarantine a battery of a vehicle with an electric drive, in particular a lithium-ion battery.
  • the container of aspect 1 configured to quarantine a fuel cell or fuel storage tank of a hydrogen-powered vehicle.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that at least two of the layers (a) to (g) are connected to one another by lamination.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the protective cover comprises a floor, side walls and a roof.
  • the glass fiber in layer (a) has a temperature resistance of at least 1000° C. and/or a pressure resistance of at least 12 N/mm 2 (12 MPa).
  • Container according to any one of the preceding aspects, characterized in that the thickness of layer (a) is from 8 to 80 mm.
  • Container according to one of aspects 1-9 characterized in that the layered silicate in layer (b) has a temperature resistance of at least 1000° C. and/or a pressure resistance of at least 20 MPa.
  • Container according to any of the preceding aspects characterized in that the thickness of layer (b) is from 1 to 30 mm. 12.
  • PVDF polyvinyl fluoride
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy polymer
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the electrically insulating fluoropolymer in layer (d) has a temperature resistance of at least 320° C. and/or a pressure resistance of at least 420 MPa.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the glass fiber composite material in layer (c) is selected from Resinpal and/or glass filament fabric.
  • the glass fiber composite material in layer (c) has a temperature resistance of at least 1200° C. and/or a pressure resistance of at least 150 MPa.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the thickness of layer (c) is from 1 to 8 mm, preferably from 1 to 3 mm.
  • the basalt fabric in layer (e) has a temperature resistance of at least 750° C. and/or a pressure resistance of at least 3000 MPa.
  • the thickness of layer (e) is from 1 to 50 mm, preferably from 3 to 25 mm.
  • the shielding layer (f) comprises a layer of graphite material (f)(i).
  • the shielding layer (f) comprises a layer of lead (f) (ii).
  • the shielding layer (f) comprises a layer of bulletproof plastic (f) (iii), in particular made of an aramide fiber such as Kevlar.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the alloy in layer (g) contains a content of 1 to 10 mol %, preferably 2 to 5 mol % Ti.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the alloy in layer (g) contains 2 to 5 mol %, preferably 3 to 5 mol % Mo.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the alloy in layer (g) has a content of 0.1 mol% to 1 mol%, preferably 0.3 mol% to 0.8 mol% V contains.
  • Container according to any one of the preceding aspects characterized in that the thickness of layer (g) is from 2 to 10 mm. 29.
  • Container according to one of the preceding aspects characterized in that the gas generator is set up to generate a nitrogen atmosphere inside the container.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the flooding unit is set up for introducing protective material selected from a gas, liquid or powder.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the sensor unit is in communication with the data processing unit via a connection passing through the protective cover.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the data processing unit is set up to issue a warning to secure the container and/or to initiate the introduction of protective material into the container.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that it contains elements for electrical insulation from the ground at least on its underside.
  • Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the layer (g) has a profile, in particular a trapezoidal profile.
  • a container according to one of the preceding aspects for transporting a dangerous object.
  • Another aspect of the invention is a bulletproof container for storing an item. Protection against pressure and temperature development inside is not mandatory for this container, unless it is used to store a flammable and/or explosive dangerous object.
  • a container includes:
  • a protective cover delimiting the container with a closable opening for inserting and removing an object
  • the protective cover and the door element comprise several layers, the following layers being arranged at least partially from the inside to the outside:
  • a bulletproof plastic layer in particular a Kevlar layer, preferably with a thickness of 1 to 5 mm, more preferably of 2 to 4 mm, e.g. about 3 mm,
  • a ceramic layer preferably with a thickness of 1 to 8 mm, more preferably 3 to 6 mm, e.g. about 4 mm, another bulletproof plastic layer, in particular a Kevlar layer, preferably with a thickness of 1 to 5mm, more preferably from 2 to 4mm, for example about 3mm,
  • a layer comprising a metal alloy, in particular a titanium-steel alloy, a titanium-molybdenum steel alloy, or a titanium-molybdenum-tungsten steel alloy, the metal alloy inside and/or of a rubber layer, preferably with a thickness of 4 to 12 mm, more preferably 5 to 10 mm, and
  • an optional ballistic resistant plastic layer in particular a Kevlar layer, preferably with a thickness of 1 to 5 mm, more preferably of 2 to 4 mm, for example about 3 mm.
  • the configuration of the plastic layers or the metal alloy layer can be as described above in accordance with layers (f)(iii), (g) and (h).
  • the bulletproof container can be designed in such a way that it is stable with respect to Fire with armor-piercing ammunition, slugs, hollow-point projectiles, squash-head projectiles, rocket-propelled grenades and/or grenade launchers.
  • FIG. 1 shows a section through the protective cover of the container according to the invention.
  • the layer (a) in contact with the interior of the container consists of a temperature-pressure-resistant glass fiber material.
  • the next layer (b) consists of the sheet silicate vermiculite. This is followed by a layer (c) consisting of glass fiber composite material. This is followed by a layer (d) of a fluoropolymer intended for thermal and electrical insulation and a layer (e) of basalt fabric intended for fire protection.
  • the next layer (f), in the embodiment shown, consists of graphite, which may be in an open, void-containing structure, e.g., a cylindrical structure.
  • the outer layer (g) consists of a titanium-steel alloy, which preferably also contains molybdenum and/or tungsten. The structure and sequence of the individual layers provide optimal security for a hazardous object located inside the container by providing pressure compensation and thermal insulation.
  • FIG. 2 shows a perspective representation of a container 1 according to the invention, delimited by a protective cover, with an interior space 2 and an opening 3, which can be closed off fluid-tight by a 2 in the form of a flap 4, which can seal off the interior space 2 in a fluid-tight manner in the closed state.
  • a dangerous object e.g. B. a vehicle on the lowered flap 4 in the interior 2 bring.
  • a larger dangerous object e.g. B. a vehicle or commercial vehicle, this can be pulled into the interior 2 by means of a traction cable and a cable winch (not shown).
  • a sensor unit 5 is provided in the interior 2, which is optionally made up of several separate sensors.
  • the sensor unit 5 is set up to detect physico-chemical parameters, for example the temperature, the pressure and/or the gas composition, in particular the formation of flammable gas atmospheres and/or the formation of smoke, flames and sparks inside the container.
  • the new measured values generated by the sensor unit 5 are transmitted via a wireless connection or a connection passing through the protective cover, e.g. B. a wire connection (not shown), to a data processing unit 6 on the outside of the container 1 is transmitted.
  • the data processing unit 6 can initiate measures to secure the container, e.g. B. the delivery of an acoustic and / or visual warning signal and / or the introduction of protective material into the container by a flooding unit 7 on the outside of the container, which is set up for introducing protective material into the container through a closable access (not shown).
  • a gas generator 8 for generating a protective gas atmosphere in the interior 2.
  • a container equipped with 7 functional layers for accommodating one or more lithium-ion battery cells from a motor vehicle is provided.
  • the weight of the container is 285 kg and its internal volume is 1.25 m 3
  • the outer shell consists of a titanium-molybdenum-tungsten-steel alloy with a thickness of 4 mm, which has a trapezoidal profile.
  • the container has a pressure resistance of up to 1000 KPa and a temperature resistance of up to 1200°C.
  • the container can be flooded with water and/or nitrogen from the outside.
  • the container is provided with a monitoring module.
  • This module has sensors for temperature (eg -30°C - 1000°C), pressure (eg up to 1000 KPa), relative humidity (0 - 100%) and oxygen content (0-22%).
  • the module is set up for automatic fault detection, leak testing and automatic alarming.
  • the container has a self-sufficient power supply. It is also equipped with a USB interface, a GPS location function (track and trace), a GSM data exchange function and a satellite connection (eg Indium).
  • a touch display 800 x 480 px is attached to its outside.
  • It can be filled with battery cells weighing up to 700 kg. Charging and discharging is best done with battery individual cells, e.g. up to 12 individual cells with a total weight of 700 kg and 100 kWh. Vermiculite pellets can be used as filling material for optimal load securing.
  • a container equipped with 7 functional layers for accommodating a motor vehicle.
  • the weight of the tank is 2,700 kg and its internal volume is 35 m 3
  • the outer shell is made of a titanium-molybdenum-tungsten-steel alloy with a thickness of 4 mm, which has a trapezoidal profile.
  • the container has a pressure resistance of up to 1000 KPa and a temperature resistance of up to 1200°C. Inside there is a device for generating nitrogen. The container can be flooded with water and/or nitrogen from the outside.
  • the container is provided with a monitoring module.
  • This module has sensors for temperature (eg -30°C - 1000°C), pressure (eg up to 1000 KPa), relative humidity (0 - 100%) and oxygen content (0-22%).
  • the module is set up for automatic fault detection, leak testing and automatic alarming.
  • the container has a self-sufficient power supply. It is also equipped with a USB interface, a GPS location function (track and trace), a GSM data exchange function and a satellite connection (eg Indium).
  • a touch display 800 x 480 px
  • a motor vehicle of normal dimensions can be stored in this container.
  • Example 1 A simulation of the temperature and pressure resistance for the container described in Example 1 was carried out using the Multiphysics Comsol V 5.6 program. A vermiculite layer with a thickness of 30 mm was assumed.
  • the container was loaded with 3 lithium-ion battery cells (standard Li-Po cells with 8 kWh).
  • the maximum burning time of the individual Li-Po cells was assumed to be 9 minutes each with a maximum temperature of more than 1700°C.
  • the individual Li-Po cells ignited at different times.

Abstract

The invention relates to a container for quarantining a hazardous item, in particular a vehicle with a hybrid, electric or hydrogen drive, or a battery, a fuel cell or a propellant reservoir from such a vehicle.

Description

Quarantänebehälter für Gefahrengegenstände Quarantine container for dangerous objects
Beschreibung Description
Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Quarantäne eines Gefahrengegenstandes, insbesondere eines Fahrzeugs mit Hybrid-, Elektro- oder Wasserstoffantrieb oder einer Batterie, einer Brennstoffzelle oder eines Treibstoffspeichers aus einem solchen Fahrzeug, sowie anderen Arten Gefahrengegenständen. The invention relates to a container for quarantining a dangerous object, in particular a vehicle with a hybrid, electric or hydrogen drive or a battery, a fuel cell or a fuel storage tank from such a vehicle, as well as other types of dangerous objects.
Der Anteil von Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr, die einen alternativen Antrieb, beispielsweise einen elektrischen Antrieb oder einen Wasserstoffantrieb verfügen, hat in jüngster Zeit stark angestiegen. In Zukunft ist mit einer weiteren starken Zunahme zu rechnen. Solche Fahrzeuge bzw. Batterien oder Treibstoffspeicher aus solchen Fahrzeugen stellen bei einem Unfall oder einer sonstigen Havarie potenzielle Gefahrengegenstände dar. The proportion of motor vehicles on the road that have an alternative drive, for example an electric drive or a hydrogen drive, has risen sharply in recent times. A further strong increase is to be expected in the future. Such vehicles and/or batteries or fuel storage units from such vehicles pose potential hazards in the event of an accident or other accident.
So müssen nach den Vorschriften der Autohersteller Hybridfahrzeuge, E-Fahrzeuge und Hochvoltbatterien auf einer Quarantänefläche gesichert werden, die bei einem PKW 5 x 2,5 m inkl. Abstandsfläche 188 m2 und bei einem Nutzfahrzeug 7,5 x 2,5 m inkl. Abstandsfläche 219 m2 beträgt. Weitere Anforderungen für eine solche Quarantänefläche sind Zugänglichkeit für Rettungsfahrzeuge, Absperrung, Schutz vor Feuchtigkeit und Vorhandensein eines befestigten Untergrunds. Insbesondere muss die Quarantänefläche der Verordnung über Anlagen zum Umgang von wassergefährdenden Stoffen entsprechen. Die Quarantänefläche dient in der Hauptsache der Vorbeugung des Band- und Explosionsschutzes (vorbeugender Brandschutz). According to car manufacturer regulations, hybrid vehicles, e-vehicles and high-voltage batteries must be secured in a quarantine area that is 5 x 2.5 m including a clearance area of 188 m 2 for a car and 7.5 x 2.5 m including a distance area for a commercial vehicle. distance area is 219 m 2 . Other requirements for such a quarantine area are accessibility for emergency vehicles, barriers, protection against moisture and the presence of a solid surface. In particular, the quarantine area must comply with the ordinance on facilities for handling water-polluting substances. The main purpose of the quarantine area is to prevent belt and explosion protection (preventive fire protection).
Auch der Transport von Unfallfahrzeugen mit alternativen Antrieben erfordert ein hohes Maß der Absicherung, da gerade während des Transports eine erhebliche Gefahr vom Fahrzeug oder Bestandteilen davon wie Batterien, Brennstoffzellen oder Treibstoffspeichern ausgehen kann. Daher müssen gerade für den Transport von Gefahrengegenständen besondere Vorkehrungen für den vorbeugenden Brandschutz gewährleistet sein. The transport of vehicles involved in accidents with alternative drives also requires a high level of protection, since the vehicle or parts of it, such as batteries, fuel cells or fuel storage units, can pose a significant risk during transport. Therefore need straight for transportation of dangerous objects, special precautions for preventive fire protection must be guaranteed.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Behälter zur Quarantäne von solchen Gefahrengegenständen bereitzustellen, mit dem die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise ausgeräumt werden können. One object of the present invention was to provide a container for the quarantine of such hazardous objects, with which the disadvantages of the prior art can be at least partially eliminated.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Behälter zur Quarantäne eines Gefahrengegenstandes bereitgestellt, der eine Schutzhülle aus mehreren Schichten feuerbeständiger und/oder elektrisch isolierender Materialien und weiterhin Mittel zur Verhinderung oder Bekämpfung von Gefahren durch Brände, Explosionen oder elektrische Entladungen enthält. The present invention provides a container for the quarantine of a hazardous object, comprising a protective cover made of multiple layers of fire-resistant and/or electrically insulating materials and further means for preventing or controlling fire, explosion or electrical discharge hazards.
Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Behälter zur Quarantäne eines Gefahrengegenstands umfassend: One subject of the invention is a container for quarantine of a dangerous object comprising:
- eine den Behälter begrenzende Schutzhülle mit einer verschließbaren Öffnung zum Einbringen und zur Entnahme des Gefahrengegenstandes,- a protective cover delimiting the container with a closable opening for introducing and removing the dangerous object,
- wobei die Schutzhülle und ein Türelement mehrere Schichten feuerbeständiger und/oder elektrisch isolierender Materialien umfassen, wobei von innen nach außen zumindest teilweise die folgenden Schichten angeordnet sind: - wherein the protective cover and a door element comprise several layers of fire-resistant and/or electrically insulating materials, the following layers being arranged at least partially from the inside to the outside:
(a) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere eine temperatur- und druckbeständige Glasfaser, (a) a layer comprising a glass fiber material, in particular a temperature and pressure-resistant glass fiber,
(b) eine Schicht umfassend ein Schichtsilikat, insbesondere Vermiculit,(b) a layer comprising a sheet silicate, in particular vermiculite,
(c) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere ein Glasfaser verbundmaterial, (c) a layer comprising a glass fiber material, in particular a glass fiber composite material,
(d) eine Schicht umfassend ein Fluorpolymer (c), (d) a layer comprising a fluoropolymer (c),
(e) eine Schicht umfassend ein Basaltmaterial, insbesondere eine Basaltfaser, (e) a layer comprising a basalt material, in particular a basalt fiber,
(f) eine Abschirmschicht ausgewählt aus (i) einer Schicht umfassend Graphit und optional eine isolierende Luftschicht, (ii) einer Bleischicht, (iii) einer beschussfesten Kunststoffschicht, insbesondere einer Kevlarschicht, oder einer Kombination von mehreren dieser Schichten, (g) eine Schicht umfassend eine Metalllegierung, insbesondere eine Titan- Stahl-Legierung, eine Titan-Molybdän-Stahl-Legierung oder eine Aluminium- Legierung, (f) a shielding layer selected from (i) a layer comprising graphite and optionally an insulating air layer, (ii) a lead layer, (iii) a bulletproof plastic layer, in particular a Kevlar layer, or a combination of several of these layers, (g) a layer comprising a metal alloy, in particular a titanium steel alloy, a titanium molybdenum steel alloy or an aluminum alloy,
(h) eine optionale beschussfeste Kunststoffschicht, insbesondere eine Kevlarschicht, (h) an optional bulletproof plastic layer, in particular a Kevlar layer,
- einen Gasgenerator zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre im Inneren des Behälters, - a gas generator for generating an inert gas atmosphere inside the container,
- eine außen am Behälter befindliche Flutungseinheit zum Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch einen verschließbaren Zugang,- a flooding unit located on the outside of the container for introducing protective material into the container through a lockable access,
- eine Sensoreinheit im Inneren des Behälters, die zur Messung eines oder mehrerer Parameter ausgewählt aus Druck, Temperatur und Gaszusammensetzung eingerichtet ist, - a sensor unit inside the container, which is set up to measure one or more parameters selected from pressure, temperature and gas composition,
- eine Datenverarbeitungseinheit, die in Kommunikation mit der Sensoreinheit steht, wobei die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, auf ein von der Sensoreinheit übermitteltes Signal Maßnahmen zur Sicherung des Behälters zu veranlassen, und - a data processing unit which is in communication with the sensor unit, the data processing unit being set up to initiate measures to secure the container in response to a signal transmitted by the sensor unit, and
- eine Überdruck-Entlastungsöffnung. - an overpressure relief port.
Der erfindungsgemäße Behälter ist grundsätzlich zur Quarantäne beliebiger Gefahrengegenstände geeignet. Der Begriff „Quarantäne“ umfasst dabei die Aufbewahrung des Behälters unter Sicherheitsbedingungen einschließlich einer stationären Lagerung oder eines Transports. Die Aufbewahrung kann dabei im Freien, innerhalb eines Gebäudes oder in einem Transportvehikel erfolgen. Die Dauer der Quarantäne kann von kurzen Zeiträumen, z.B. einer Stunde bis zu mehreren Tagen oder Wochen reichen. The container according to the invention is basically suitable for the quarantine of any hazardous objects. The term "quarantine" includes the storage of the container under safety conditions, including stationary storage or transport. Storage can be outdoors, inside a building or in a transport vehicle. The duration of the quarantine can range from short periods, e.g. one hour, to several days or weeks.
In einer spezifischen Ausführungsform wird der Behälter zur Quarantäne eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, eines Fahrzeugs mit Hybridantrieb oder eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet. Der Begriff „Elektroantrieb“ umfasst dabei sowohl einen rein elektrischen Antrieb als auch einen Hybridantrieb. In einer weiteren spezifischen Ausführungsform ist der Behälter zur Quarantäne einer Batterie eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, insbesondere einer Lithium-Ionen-Batterie eingerichtet. In noch einer weiteren spezifischen Ausführungsform ist der Behälter zur Quarantäne einer Brennstoffzelle oder eines Treibstoffspeichers eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet. Neben den genannten Gefahrengegenständen ist der Behälter auch zur Quarantäne anderer Arten von leicht entflammbaren oder explosionsgefährdeten Gefahrengegenständen geeignet, beispielsweise Explosivstoffe, wie Sprengstoff, Munition etc., Waffen, Gefahrstoffen, gefährlichen Chemikalien, strahlenden Materialien, gefährlichen biologischen Stoffen, bakteriellen und viralen kontaminierten Stoffen, gefährlichen Kampfstoffen. In a specific embodiment, the container is set up to quarantine a vehicle, in particular a vehicle with an electric drive, a vehicle with a hybrid drive or a vehicle with a hydrogen drive. The term "electric drive" includes both a purely electric drive and a hybrid drive. In a further specific embodiment, the container is designed to quarantine a battery of a vehicle with an electric drive, in particular a lithium-ion battery. In yet another specific Embodiment, the container for quarantine a fuel cell or a fuel storage tank of a hydrogen-powered vehicle is set up. In addition to the dangerous items mentioned, the container is also suitable for quarantining other types of easily flammable or potentially explosive dangerous items, such as explosives such as explosives, ammunition, etc., weapons, hazardous substances, hazardous chemicals, radioactive materials, hazardous biological substances, bacterial and viral contaminated substances, dangerous warfare agents.
Die Form und die Ausmaße des Behälters sind an den aufzubewahrenden Gefahrengegenstand angepasst. Die den Behälter begrenzende Schutzhülle umfasst üblicherweise einen Boden, Seitenwände und ein Dach. Der Behälter kann beispielsweise und in Form eines Quaders bzw. Würfels ausgebildet sein, sodass die Schutzhülle einen Boden, 4 Seitenwände und ein Dach umfasst. Zur Aufnahme eines Fahrzeugs hat der Behälter üblicherweise Ausmaße von 5-7 m (Länge) x 2-4 m (Breite) und 2-4 m (Höhe). Zur Aufnahme einer Batterie, einer Brennstoffzelle oder eines Wasserstoffspeichers hat der Behälter üblicherweise Ausmaße von 1 -4 m (Länge) x 1 -2 m (Breite) und 1 -2 m (Höhe). The shape and dimensions of the container are adapted to the dangerous object to be stored. The protective cover that delimits the container usually comprises a floor, side walls and a roof. The container can be designed, for example, in the form of a parallelepiped or cube, so that the protective cover includes a base, 4 side walls and a roof. To accommodate a vehicle, the container usually has dimensions of 5-7 m (length) x 2-4 m (width) and 2-4 m (height). To accommodate a battery, a fuel cell or a hydrogen storage tank, the container usually has dimensions of 1-4 m (length) x 1-2 m (width) and 1-2 m (height).
Die Schutzhülle enthält mindestens eine verschließbare Öffnung zum Einbringen und zur Entnahme des Gefahrengegenstandes. Die Größe und Positionierung der verschließbaren Öffnung in der Schutzhülle können mit der Größe und Art des aufzubewahrenden Gefahrengegenstandes variieren. Falls es sich bei dem Gefahrengegenstand um ein Fahrzeug handelt, wird die Öffnung üblicherweise durch eine der Seitenwände gebildet. Handelt es sich um einen kleineren Gegenstand, z. B. eine Batterie, kann sich die Öffnung auch durch einen Teil einer Seitenwand oder die Decke des Behälters gebildet sein. The protective cover contains at least one closable opening for inserting and removing the dangerous object. The size and location of the closable opening in the protective cover may vary with the size and type of hazardous item to be stored. If the dangerous object is a vehicle, the opening is usually formed through one of the side walls. Is it a smaller object, e.g. B. a battery, the opening can also be formed by part of a side wall or the top of the container.
Die Öffnung ist durch eine Abdeckung, d.h. ein Türelement verschließbar. Vorzugsweise kann die Öffnung gas- und/oder flüssigkeitsdicht verschlossen werden. Die Abdeckung der Öffnung bzw. das Türelement ist ein Bestandteil der Schutzhülle. Der erfindungsgemäße Behälter ist durch eine aus mehreren Schichten aufgebaute Schutzhülle begrenzt. Die Beschaffenheit und die Abfolge der einzelnen Schichten bieten ein hohes Maß an Sicherheit gegenüber Gefahren, die von dem aufzubewahrenden Gegenstand ausgehen können, z.B. die Gefahr eines Brandes, reiner Explosion, eines Stromschlags oder einer Kombination davon. The opening can be closed by a cover, ie a door element. The opening can preferably be sealed in a gas-tight and/or liquid-tight manner. The cover of the opening or the door element is part of the protective cover. The container according to the invention is limited by a protective cover made up of several layers. The nature and sequence of the individual layers offer a high level of security against hazards that may emanate from the stored item, such as the risk of fire, pure explosion, electric shock or a combination thereof.
Die einzelnen Schichten der Schutzhüllen sind üblicherweise miteinander verbunden, um der Schutzhülle eine stabile und vorzugsweise selbsttragende Struktur zu geben. Sofern erforderlich kann die Schutzhülle aber auch ein oder mehrere Trageelemente enthalten. Die Verbindung zwischen den Schichten der Schutzhülle kann z.B. durch Laminierung und/oder durch Verwendung temperaturund feuerbeständiger Haftmittel wie etwa keramische oder metallische Hochtemperatur-Klebstoffe bis 1200°C oder höher (z. B. Steigner ST-1000) oder feuerbeständigen Befestigungselementen wie Schrauben, Nieten etc., erfolgen. Vorzugsweise sind mindestens zwei der Schichten (a) bis (g) der Schutzhülle vorzugsweise 3, 4, 5, 6 oder alle 7 Schichten durch Laminierung miteinander verbunden. Eine teilweise Verpressung der Schichtmaterialen ist ebenso möglich. Die optionale Schicht (h) kann ebenfalls wie beschrieben mit den Schichten (a) bis (g) verbunden werden. The individual layers of the protective covers are usually connected to one another in order to give the protective cover a stable and preferably self-supporting structure. If necessary, the protective cover can also contain one or more carrying elements. The connection between the layers of the protective cover can be made e.g. by lamination and/or by using temperature and fire-resistant adhesives such as ceramic or metal high-temperature adhesives up to 1200°C or higher (e.g. Steigner ST-1000) or fire-resistant fasteners such as screws, rivets etc., take place. Preferably at least two of the layers (a) to (g) of the protective cover are connected to one another by lamination, preferably 3, 4, 5, 6 or all 7 layers. A partial compression of the layer materials is also possible. Optional layer (h) can also be combined with layers (a) to (g) as described.
Die Gesamtdicke der Schutzhülle liegt üblicherweise im Bereich von etwa 40 mm bis etwa 300 mm, vorzugsweise von etwa 50 mm bis etwa 200 mm. The overall thickness of the protective sheath will typically range from about 40mm to about 300mm, preferably from about 50mm to about 200mm.
Die Schutzhülle umfasst mindestens 7 Schichten (a) bis (g) wie im Folgenden beschrieben, die von innen nach außen angeordnet sind. Die Abschirmungsschicht (f) kann gegebenenfalls mehrere Schichten (f) (i), (f) (ii) und/oder (f) (iii) umfassen. Gegenfalls können noch eine oder mehreren weitere Schichten vorhanden sein, die innerhalb der Schicht (a), zwischen den einzelnen Schichten (a) bis (g) und/oder außerhalb der Schicht (g) angeordnet sein können. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist ferner eine äußere beschussfeste Kunststoffschicht (h), insbesondere eine Kevlarschicht vorhanden. Die Schicht (a) umfasst ein Glasfasermaterial, insbesondere eine temperatur- und druckbeständige Glasfaser, die beispielsweise ausgewählt ist aus Glasfaser Typ Sto. Vorzugsweise weist die Glasfaser in Schicht (a) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1000°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 12 N/mm2 (12 MPa) auf. Die Dicke von Schicht (a) ist vorzugsweise von 8 bis 80 mm. Die Funktion von Schicht (a) besteht insbesondere als Armierungsgewebe mit Eigenschaften wie etwa optimierter Kraftaufnahme für höchste Sicherheit und Rissvermeidung, hoher Zugfestigkeit, Verschiebefestigkeit und/oder Alkalibeständigkeit. Vorzugsweise ist die Schicht weichmacherfrei und/oder säurefest. Sie stellt eine hohe thermische Isolation bereit und weist günstigerweise eine niedrige Wärmekapazität auf. Ihr Flächengewicht beträgt vorzugsweise. 100- 200 g/m2, z.B. ca. 165 g/m2 und ihre Reißfestigkeit bei Anlieferung ist vorzugsweise > 2500 N/50 mm. The protective cover comprises at least 7 layers (a) to (g) as described below, arranged from the inside to the outside. The shielding layer (f) may optionally comprise a plurality of layers (f)(i), (f)(ii) and/or (f)(iii). If necessary, one or more further layers can also be present, which can be arranged within layer (a), between the individual layers (a) to (g) and/or outside of layer (g). In further preferred embodiments, there is also an outer bulletproof plastic layer (h), in particular a Kevlar layer. The layer (a) comprises a glass fiber material, in particular a temperature and pressure-resistant glass fiber, which is selected, for example, from glass fiber of the Sto type. The glass fiber in layer (a) preferably has a temperature resistance of at least 1000° C. and/or a pressure resistance of at least 12 N/mm 2 (12 MPa). The thickness of layer (a) is preferably from 8 to 80 mm. The function of layer (a) is in particular as a reinforcement fabric with properties such as optimized force absorption for maximum security and crack prevention, high tensile strength, displacement resistance and/or alkali resistance. The layer is preferably free of plasticizers and/or acid-resistant. It provides high thermal insulation and favorably has a low heat capacity. Their weight per unit area is preferably 100-200 g/m 2 , for example approx. 165 g/m 2 and their tear strength on delivery is preferably >2500 N/50 mm.
Die Schicht (b) umfasst ein Schichtsilikat, insbesondere Vermiculit. Das Schichtsilikat wird dabei günstigerweise in Form von Platten mit der gewünschten Dicke in die Schutzhülle eingebaut. Dies kann z.B. mit geeigneten Befestigungselementen erfolgen. Vorzugsweise weist das Schichtsilikat in Schicht (b) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1200°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 20 MPa auf. Die Dicke von Schicht (b) ist beispielsweise von 1 bis 50 mm, vorzugsweise von 1 bis 30 mm, stärker bevorzugt von 1 bis 10 mm, und noch stärker bevorzugt 1 bis 5 mm. In weiteren Ausführungsformen ist die Dicke von Schicht (b) vorzugsweise von 10 bis 45 mm, stärker bevorzugt von 20 bis 40 mm, und noch stärker bevorzugt 25 bis 35 mm, z.B. etwa 30 mm. Die Funktion von Schicht (b) besteht insbesondere in einer geringen Wärmeleitfähigkeit, einer Hitzeschildfunktion und der Absorbierung von Flüssigkeiten. Die Schicht ist elektrisch nichtleitend. Durch die benachbarten Schichten (a) und (c) aus Glasfasermaterial wird das Schichtsilikat in Schicht (b) strukturell gestützt und stabilisiert. Layer (b) comprises a layered silicate, in particular vermiculite. The layered silicate is advantageously built into the protective cover in the form of plates with the desired thickness. This can be done with suitable fasteners, for example. The layered silicate in layer (b) preferably has a temperature resistance of at least 1200° C. and/or a pressure resistance of at least 20 MPa. The thickness of layer (b) is, for example, from 1 to 50 mm, preferably from 1 to 30 mm, more preferably from 1 to 10 mm, and even more preferably from 1 to 5 mm. In further embodiments, the thickness of layer (b) is preferably from 10 to 45 mm, more preferably from 20 to 40 mm, and even more preferably from 25 to 35 mm, for example about 30 mm. The function of layer (b) consists in particular of low thermal conductivity, a heat shield function and the absorption of liquids. The layer is electrically non-conductive. The layered silicate in layer (b) is structurally supported and stabilized by the adjacent layers (a) and (c) of glass fiber material.
Die Schicht (c) umfasst eine Glasfaser, insbesondere ein Glasfaserverbundmatenal, das beispielsweise ausgewählt ist z. B. Resinpal Glasfilamentgewebe. Vorzugsweise weist das Glasfaserverbundmatenal in Schicht (c) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1200°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 150 MPa auf. Die Dicke von Schicht (c) ist vorzugsweise von 1 bis 8 mm, stärker bevorzugt von 1 bis 3 mm. Die Funktion von Schicht (c) besteht insbesondere im zusätzlichen Druckschutz bzw. in ihrer Beständigkeit gegenüber starker Druckentwicklung, z.B. bei einer Explosion oder Verpuffung, und in der Stabilisierung von Schicht (b) insbesondere in Kombination mit dem Glasfasermaterial in Schicht (a). The layer (c) comprises a glass fiber, in particular a glass fiber composite material, which is selected, for example, for. B. Resinpal glass filament fabric. Preferably, the fiberglass composite material has layers (c) a temperature resistance of at least 1200°C and/or a pressure resistance of at least 150 MPa. The thickness of layer (c) is preferably from 1 to 8 mm, more preferably from 1 to 3 mm. The function of layer (c) consists in particular in additional pressure protection or in its resistance to strong pressure development, eg in the event of an explosion or deflagration, and in the stabilization of layer (b), in particular in combination with the glass fiber material in layer (a).
Die Schicht (d) umfasst ein elektrisch isolierendes Fluorpolymer, das beispielsweise ausgewählt ist aus Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Perfluoralkoxypolymer (PFA) etc. Vorzugsweise weist das Fluorpolymer in SchichtLayer (d) comprises an electrically insulating fluoropolymer selected, for example, from polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), perfluoroalkoxy polymer (PFA), etc. Preferably, the fluoropolymer has a layer
(d) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 150°C, bevorzugt 320°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 420 MPa auf. Die Dicke von Schicht (d) ist vorzugsweise von 1 bis 10 mm, bevorzugt von 1 bis 6 mm. Die Funktion von Schicht (d) besteht insbesondere als inerte Schicht gegen kurze Hitzebelastung, Korrosionsschutz, Säurebeständigkeit und als mikrobiologische Sperrschicht als Auskleidungsmaterial. Beim Brand oder Explosionsfall verschmilzt bzw. verbindet sich diese Schicht bei Temperaturen über 500° C mit ihren beiden Nachbarschichten (c) und (e) und bildet eine neue Schicht mit extrem guten Brand- und Druckschutzeigenschaften. Weiterhin kann Schicht (d) als Sperrschicht für toxische Substanzen und/oder potenziell infektiöse Biomaterialien dienen. (d) a temperature resistance of at least 150°C, preferably 320°C and/or a pressure resistance of at least 420 MPa. The thickness of layer (d) is preferably from 1 to 10 mm, preferably from 1 to 6 mm. The function of layer (d) consists in particular as an inert layer against brief exposure to heat, corrosion protection, acid resistance and as a microbiological barrier layer as a lining material. In the event of a fire or explosion, this layer fuses or bonds with its two neighboring layers (c) and (e) at temperatures above 500° C and forms a new layer with extremely good fire and pressure protection properties. Furthermore, layer (d) can serve as a barrier layer for toxic substances and/or potentially infectious biomaterials.
Die Schicht (e) umfasst ein Basaltmaterial, insbesondere eine Basaltfaser bzw. ein Basaltfasernadelgewebe, das beispielsweise ausgewählt ist aus Typ LFJ. Günstigerweise weist das Basaltmaterial ein Gehalt von mindestens 50 mol-% SiÜ2 auf. Das Basaltmaterial wird dabei günstigerweise in Form von Platten mit der gewünschten Dicke in die Schutzhülle eingebaut. Dies kann z.B. mit geeigneten Befestigungselementen erfolgen. Vorzugsweise weist die Basaltfaser in Schicht (e) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 750°C und/oder eine (Druckbeständigkeit) Zugfestigkeit von mindestens 1000 MPa, vorzugsweise 3000 MPa auf. Die Dicke von Schicht (e) ist vorzugsweise von 1 bis 50 mm, stärker bevorzugt von 3 bis 25 mm und noch stärker bevorzugt etwa 8 mm. Die Funktion von Schicht (e) besteht insbesondere im Hitzeschutz bei enormer Zugfestigkeit. Die anorganische Faser ist nicht brennbar und weist eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf. The layer (e) comprises a basalt material, in particular a basalt fiber or a basalt fiber needle fabric, which is selected from type LFJ, for example. The basalt material favorably has a content of at least 50 mol % SiO2. The basalt material is advantageously built into the protective cover in the form of plates with the desired thickness. This can be done with suitable fasteners, for example. The basalt fiber in layer (e) preferably has a temperature resistance of at least 750° C. and/or a (pressure resistance) tensile strength of at least 1000 MPa, preferably 3000 MPa. The thickness of layer (e) is preferably from 1 to 50 mm, more preferably from 3 to 25 mm and even more preferably about 8 mm. The function of layer (e) consists in particular of heat protection with enormous tensile strength. The inorganic fiber is non-combustible and has low thermal conductivity.
Die Schicht (f) umfasst eine Schicht aus einem Abschirmungsmatenal, das ausgewählt ist aus (i) einem Graphitmaterial, (ii) Blei, (iii) einem beschussfestes Kunststoffmaterial, z.B. einer Aramidfaser wie Kevlar oder eine Kombination von mehreren dieser Schichten. Layer (f) comprises a layer of shielding material selected from (i) a graphite material, (ii) lead, (iii) a ballistic resistant plastic material, for example an aramid fiber such as Kevlar, or a combination of several of these layers.
In einer Ausführungsform umfasst die Abschirmschicht ein Graphitmaterial (f) (i), das beispielsweise eine offene Struktur mit gas- oder luftgefüllten Leerräumen enthält. Die Struktur ist bevorzugt Typ D. Besonders bevorzugt liegt das Graphitmaterial in Form von (Partikeln) wie etwa Zylindern, z.B. in einer Größe von 500 nm bis 2 pm, besonders bevorzugt ca. 1 pm vor. Vorzugsweise befindet sich zwischen den Partikeln des Graphitmaterials Luft, z.B. in einem Anteil von 30 % bis 80 % des Gesamtvolumens. Vorzugsweise weist das Graphitmaterial in Schicht (f) (i) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 2500°C, stärker bevorzugt 4000°C, besonders bevorzugt 5000°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 0,8 MPa auf. Die Dicke von Schicht (f) (i) ist vorzugsweise von 1 bis 10 mm, besonders bevorzugt von 3 bis 8 mm. Die Schicht (f) (i) dient insbesondere als Hochtemperaturschutz bis 4000°C und beinhaltet zusätzlich eine Luftschicht mit thermoisolierenden und elektroisolierenden Eigenschaften. In one embodiment, the shielding layer comprises a graphite material (f)(i) containing, for example, an open structure with gas or air-filled voids. The structure is preferably type D. More preferably, the graphite material is in the form of (particles) such as cylinders, e.g., with a size of 500 nm to 2 pm, most preferably about 1 pm. Preferably there is air between the particles of the graphite material, for example in a proportion of 30% to 80% of the total volume. The graphite material in layer (f)(i) preferably has a temperature resistance of at least 2500° C., more preferably 4000° C., particularly preferably 5000° C. and/or a pressure resistance of at least 0.8 MPa. The thickness of layer (f)(i) is preferably from 1 to 10 mm, more preferably from 3 to 8 mm. The layer (f) (i) serves in particular as high-temperature protection up to 4000° C. and also contains an air layer with thermally insulating and electrically insulating properties.
Insbesondere für den Transport radioaktiver Materialien umfasst der erfindungsgemäße Behälter bevorzugt als Abschirmschicht (f) (ii) eine Bleischicht. Die Bleischicht (f) (ii) liegt wiederum bevorzugt direkt an der Legierungsschicht (g) an. Die Schichtdicke der Bleischicht (f) (ii) beträgt bevorzugt 0,5 bis 2 mm, z.B. ca. 1 mm. In particular for the transport of radioactive materials, the container according to the invention preferably comprises a lead layer as shielding layer (f)(ii). The lead layer (f) (ii) in turn is preferably in direct contact with the alloy layer (g). The layer thickness of the lead layer (f) (ii) is preferably 0.5 to 2 mm, for example about 1 mm.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Abschirmschicht (f) eine Schicht aus beschussfestem Kunststoff (f) (iii), z.B. aus einer Aramidfaser wie Kevlar. Die Schichtdicke der Kunststoffschicht (f) (iii) beträgt bevorzugt 5 bis 15 mm, z.B. ca. 10 mm. In einer Ausführungsform ist die Kunststoffschicht (f) (iii) ohne weitere Zwischenschichten zwischen der Bleischicht (f) (ii) und der Legierungsschicht (g) angeordnet. Erfindungsgemäße Behälter umfassend eine Bleischicht (f) (ii) und eine Schicht aus beschussfestem Kunststoff (f) (iii) eignen sich insbesondere für militärische Zwecke und/oder für radioaktives Material. Derartig ausgestaltete Behälter weisen beispielsweise bieten eine hohe Schutzwirkung gegen Beschuss. In a further embodiment, the shielding layer (f) comprises a layer of bulletproof plastic (f) (iii), for example an aramid fiber such as Kevlar. The layer thickness of the plastic layer (f) (iii) is preferably 5 to 15 mm, for example approx. 10 mm. In one embodiment, the plastic layer (f) is (iii) without further Intermediate layers arranged between the lead layer (f) (ii) and the alloy layer (g). Containers according to the invention comprising a lead layer (f)(ii) and a layer of bulletproof plastic (f)(iii) are particularly suitable for military purposes and/or for radioactive material. Containers designed in this way, for example, offer a high level of protection against bullets.
Die Schicht (g) kann eine Titan-Stahl-Legierung, die vorzugweise zusätzlich Molybdän und/oder Wolfram sowie ggf. Vanadium enthält, z.B. eine Titan- Molybdän-Wolfram-Stahl-Legierung, umfassen. Die Legierung kann die beispielsweise einen Gehalt von 1 mol-% bis 10 mol-%, vorzugsweise von 2 bis 5 mol-% Ti, einen Gehalt von 2 mol-% bis 5 mol-%, vorzugsweise von 3 bis 5 mol-% Mo, und/oder einen Gehalt von 0,1 mol-% bis 1 mol-%, vorzugsweise von 0,3 mol- % bis 0,8 mol-% V umfassen. In bevorzugten Ausführungsformen können 1 -3 mol- % W enthalten sein. Layer (g) can comprise a titanium-steel alloy, which preferably also contains molybdenum and/or tungsten and optionally vanadium, e.g. a titanium-molybdenum-tungsten-steel alloy. The alloy may, for example, have a content of 1 mol% to 10 mol%, preferably 2 to 5 mol% Ti, a content of 2 mol% to 5 mol%, preferably 3 to 5 mol% Mo , and / or a content of 0.1 mol% to 1 mol%, preferably from 0.3 mol% to 0.8 mol% V comprise. In preferred embodiments, 1-3 mol % W can be present.
Vorzugsweise weist die Legierung in Schicht (g) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1300°C, bevorzugt mindestens 1500°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 1000 MPa auf. The alloy in layer (g) preferably has a temperature resistance of at least 1300° C., preferably at least 1500° C., and/or a pressure resistance of at least 1000 MPa.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die Schicht (g) eine Aluminiumlegierung, insbesondere eine hoch feste Aluminiumlegierung wie z.B. AIZnMgCu1 ,5, AI-UT14, Alu7075 F52 etc. mit einer Druckbeständigkeit von mindestens 650 MPa und/oder eine Schmelztemperatur von mindestens 650°C. In another embodiment, layer (g) comprises an aluminum alloy, in particular a high-strength aluminum alloy such as AlZnMgCu1.5, Al-UT14, Alu7075 F52 etc. with a pressure resistance of at least 650 MPa and/or a melting point of at least 650°C.
Die Dicke von Schicht (g) ist vorzugsweise von 2 bis 10 mm, besonders bevorzugt 5 bis 8 mm. Die Funktion von Schicht von Schicht (g) besteht insbesondere als extrem stabiles (gegen Druck und Brand) Metallaußengehäuse des Behälters. The thickness of layer (g) is preferably from 2 to 10 mm, more preferably from 5 to 8 mm. The function of layer of layer (g) consists in particular as an extremely stable (against pressure and fire) outer metal housing of the container.
Die Schicht (g) weist vorzugsweise ein Profil, z.B. ein Wellenprofil oder ein Trapezpofil auf. Besonders bevorzugt ist ein Trapezprofil, wobei der Abstand zwischen Obergurt und Untergurt etwa 2 bis 3 cm sein kann. Eine optionale Schicht aus beschussfestem Kunststoff (h), z.B. aus einer Aram idfaser wie Kevlar) kann die äußerte Schicht darstellen. Die Schichtdicke der Kunststoffschicht (h) beträgt bevorzugt 5 bis 15 mm, z.B. ca. 10 mm. Durch die Schicht (h) kann der Schutz gegen Beschuss noch weiter verbessert werden, insbesondere in Kombination mit einer weiteren Schicht aus beschussfestem Kunststoff (f) (iii) wie zuvor beschrieben. The layer (g) preferably has a profile, for example a corrugated profile or a trapezoidal profile. A trapezoidal profile is particularly preferred, in which case the distance between the upper chord and the lower chord can be about 2 to 3 cm. An optional layer of bulletproof plastic (h), eg made of an aramid fiber such as Kevlar) can represent the outer layer. The layer thickness of the plastic layer (h) is preferably 5 to 15 mm, for example approx. 10 mm. The protection against bullets can be further improved by the layer (h), in particular in combination with a further layer of bulletproof plastic (f) (iii) as described above.
Neben der Schutzhülle weist der erfindungsgemäße Behälter noch weitere Sicherheitselemente auf. So ist im Inneren des Behälters ein Gasgenerator zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise eine Stickstoff-, Kohlenstoffdioxid- und/oder Edelgasatmosphäre, insbesondere einer Stickstoffatmosphäre angebracht. Der Gasgenerator ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass er das die Schutzgasatmosphäre bildende Gas in komprimierter Form und in einer Menge enthält, die ausreicht, um das Innere des Behälters vollständig mit Schutzgas zu füllen. Günstigerweise enthält der Gasgenerator das Schutzgas in einer Menge, die bei Normalbedingungen von Temperatur und Druck (0°C; 101 ,325 kPa) mindestens das 1 ,5-, 2- oder 5-fache des Behälter- Innenvolumens beträgt. In addition to the protective cover, the container according to the invention also has other security elements. A gas generator for generating a protective gas atmosphere, for example a nitrogen, carbon dioxide and/or inert gas atmosphere, in particular a nitrogen atmosphere, is installed inside the container. The gas generator is preferably designed in such a way that it contains the gas forming the protective gas atmosphere in compressed form and in an amount sufficient to completely fill the interior of the container with protective gas. The gas generator advantageously contains the protective gas in an amount which, under standard conditions of temperature and pressure (0° C.; 101.325 kPa), is at least 1.5, 2 or 5 times the internal volume of the container.
Weiterhin enthält der erfindungsgemäße Behälter eine Flutungseinheit, die sich außen am Behälter befindet und zum Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch einen beispielsweise mit einem Ventil oder einer Klappe verschließbaren Zugang vorgesehen ist. Die Flutungseinheit kann ein Reservoir für das Schutzmaterial und/oder Mittel zur Zufuhr des Schutzmaterials aus einer externen Quelle umfassen. Das Schutzmaterial kann gasförmig, flüssig oder fest, z. B. ein Pulver, sein. Als gasförmiges Schutzmaterial kommen beispielsweise Stickstoff, Edelgas und/oder Kohlenstoffdioxid in Betracht. Als flüssiges Schutzmaterial kommt beispielsweise Wasser in Betracht. Als festes Schutzmaterial kommen beispielsweise Feuerlöschpulver wie Silikat basierte-Granulate, Aluminiumoxid AI2O3 basierte Granulate, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, feinst vermahlenen Alkalichloriden (häufig Natriumchlorid), feinst vermahlenem Ammonium-Dihydrogenphosphat und Ammoniumsulfat, Pulver oder Granulate (oder deren Mischungen) in Betracht. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Schichtsilikat, z.B. Vermiculit, in Form von Partikeln oder Pellets als festes Schutzmaterial eingesetzt. Furthermore, the container according to the invention contains a flooding unit which is located on the outside of the container and is provided for introducing protective material into the container through an access which can be closed, for example, with a valve or a flap. The flooding unit may include a reservoir for the protective material and/or means for supplying the protective material from an external source. The protective material can be gaseous, liquid or solid, e.g. a powder. Nitrogen, noble gas and/or carbon dioxide, for example, can be considered as the gaseous protective material. Water, for example, can be considered as the liquid protective material. Fire extinguishing powders such as silicate-based granules, aluminum oxide AI2O3-based granules, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, finely ground alkali chlorides (often sodium chloride), finely ground ammonium dihydrogen phosphate and ammonium sulphate, powders or granules (or mixtures thereof) can be considered as solid protective material. In a preferred embodiment a layered silicate, eg vermiculite, used in the form of particles or pellets as a solid protective material.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann im Inneren des Behälters auch im Normalzustand ein Schutzmaterial, z.B. Pellets oder Kügelchen aus einem feuerhemmenden Material wie etwa SiC>2, AI2O3 bzw. einem Silikat oder Aluminat vorliegen, das im Falle einer Gefahr eine zusätzliche Schutzwirkung ermöglicht. In a further embodiment of the invention, a protective material, e.g. pellets or beads made of a fire-retardant material such as SiC>2, Al2O3 or a silicate or aluminate, can also be present inside the container in the normal state, which provides additional protection in the event of a hazard.
Der Behälter enthält weiterhin ist eine Sensoreinheit in seinem Innenraum, die zur Messung eines oder mehrerer Parameter ausgewählt aus Druck, Temperatur und Gaszusammensetzung eingerichtet ist. Die Sensoreinheit steht in Kommunikation mit einer Datenverarbeitungseinheit, die sich vorzugsweise außen am Behälter befindet, wobei die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, in Reaktion auf ein von der Sensoreinheit übermitteltes Gefahrensignal Maßnahmen zur Sicherung des Behälters zu veranlassen. The container also contains a sensor unit in its interior, which is set up to measure one or more parameters selected from pressure, temperature and gas composition. The sensor unit is in communication with a data processing unit, which is preferably located on the outside of the container, the data processing unit being set up to initiate measures to secure the container in response to a danger signal transmitted by the sensor unit.
Die Sensoreinheit ist zur Messung des Drucks, der Temperatur und/oder der Gaszusammensetzung innerhalb des Behälters eingerichtet. Dabei können Grenzwerte für einen oder mehrere der überwachten Parameter vorgesehen werden, bei deren Überschreitung die Sensoreinheit ein Gefahrensignal an die Datenverarbeitungseinheit sendet. The sensor unit is set up to measure the pressure, the temperature and/or the gas composition inside the container. Limit values can be provided for one or more of the monitored parameters, and when these are exceeded, the sensor unit sends a danger signal to the data processing unit.
Die Datenverarbeitungseinheit kann mit der Sensoreinheit über eine drahtlose Verbindung oder über eine durch die Schutzhülle hindurchtretende physische Verbindung mit der Sensoreinheit in Kommunikation stehen. In bestimmten Ausführungsformen ist die durch die Schutzhülle hindurchtretende Verbindung zwischen Sensoreinheit und Datenverarbeitungseinheit als Überdruck- Entlastungsöffnung eingerichtet. Diese Überdruck-Entlastungsöffnung kann beispielsweise als Gewinde mit einem Durchmesser im Bereich von M8 bis M20 vorgesehen sein. In anderen Ausführungsformen kann auch eine separate Überdruck-Entlastungsöffnung vorliegen. Bei Übermittlung eines Gefahrensignals durch die Sensoreinheit ist die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet, zur Sicherung des Behälters eine Warnung abzugeben und/oder das Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter zu veranlassen. Bei der Warnung kann es sich dabei um ein unmittelbares optisches und/oder akustisches Signal handeln. Alternativ oder zusätzlich kann die Datenverarbeitungseinheit ein Warnsignal auch über einen Sender an einen örtlich entfernten Empfänger, beispielsweise über WLAN, GPS oder eine satellitengestützte Verbindung, wie etwa Indium oder Inmarsat, übermittelt werden. Weiterhin kann die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet sein, autonom und/oder ein von einem externen Operator übermitteltes Signal das Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter zu veranlassen. Dies kann dabei mittels Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre durch den Gasgenerator im Inneren des Behälters und/oder durch Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch die außen am Behälter befindliche Flutungseinheit erfolgen. The data processing unit can be in communication with the sensor unit via a wireless connection or via a physical connection to the sensor unit through the protective cover. In certain embodiments, the connection between the sensor unit and the data processing unit, which passes through the protective cover, is set up as an overpressure relief opening. This excess pressure relief opening can be provided, for example, as a thread with a diameter in the range from M8 to M20. In other embodiments, there may also be a separate excess pressure relief port. When a danger signal is transmitted by the sensor unit, the data processing unit is set up to emit a warning to secure the container and/or to initiate the introduction of protective material into the container. The warning can be an immediate visual and/or acoustic signal. Alternatively or additionally, the data processing unit can also transmit a warning signal via a transmitter to a remote receiver, for example via WLAN, GPS or a satellite-supported connection such as Indium or Inmarsat. Furthermore, the data processing unit can be set up to initiate the introduction of protective material into the container autonomously and/or a signal transmitted by an external operator. This can be done by generating a protective gas atmosphere through the gas generator inside the container and/or by introducing protective material into the container through the flooding unit located on the outside of the container.
Der erfindungsgemäße Behälter kann außerdem außen ein oder mehrere Elemente zur elektrischen Isolierung gegenüber der Umgebung, insbesondere auf seiner Unterseite Elemente zur elektrischen Isolierung gegenüber dem Boden, enthalten. Solche Elemente können beispielsweise aus Gummi oder elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial ausgebildet sein. In diesem Falle wird eine Isolation gegen Erdschluss gewährleistet. The container according to the invention can also have, on the outside, one or more elements for electrical insulation from the environment, in particular elements for electrical insulation from the ground on its underside. Such elements can be made of rubber or electrically insulating plastic material, for example. In this case, insulation against ground fault is guaranteed.
Im Folgenden werden bevorzugte Aspekte der Erfindung als Bestandteil der Beschreibung offenbart. In the following, preferred aspects of the invention are disclosed as part of the description.
1 . Behälter zur Quarantäne eines Gefahrengegenstands umfassend: 1 . Container for quarantine of a dangerous object comprising:
- eine den Behälter begrenzende Schutzhülle mit einer verschließbaren Öffnung zum Einbringen und zur Entnahme des Gefahrengegenstandes,- a protective cover delimiting the container with a closable opening for introducing and removing the dangerous object,
- wobei die Schutzhülle und eine die Öffnung verschließende Abdeckung bzw. ein die Öffnung verschließendes Türelement mehrere Schichten feuerbeständiger und/oder elektrisch isolierender Materialien umfassen, wobei von innen nach außen die folgenden Schichten angeordnet sind: (a) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere eine temperatur- und druckbeständige Glasfaser, - wherein the protective cover and a cover closing the opening or a door element closing the opening comprise several layers of fire-resistant and/or electrically insulating materials, the following layers being arranged from the inside to the outside: (a) a layer comprising a glass fiber material, in particular a temperature and pressure-resistant glass fiber,
(b) eine Schicht umfassend ein Schichtsilikat, insbesondere Vermiculit,(b) a layer comprising a sheet silicate, in particular vermiculite,
(c) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere ein Glasfaserverbundmaterial, (c) a layer comprising a glass fiber material, in particular a glass fiber composite material,
(d) eine Schicht umfassend ein Fluorpolymer, (d) a layer comprising a fluoropolymer,
(e) eine Schicht umfassend ein Basaltmaterial, insbesondere eine Basaltfaser, (e) a layer comprising a basalt material, in particular a basalt fiber,
(f) eine Abschirmschicht ausgewählt aus (i) einer Schicht umfassend Graphit und optional eine isolierende Luftschicht, (ii) einer Bleischicht, (iii) einer beschussfesten Kunststoffschicht, insbesondere einer Kevlarschicht, oder einer Kombination von mehreren dieser Schichten, (f) a shielding layer selected from (i) a layer comprising graphite and optionally an insulating air layer, (ii) a lead layer, (iii) a bulletproof plastic layer, in particular a Kevlar layer, or a combination of several of these layers,
(g) eine Schicht umfassend eine Metalllegierung, insbesondere eine Titan- Stahl-Legierung, eine Titan-Molybdän-Stahl-Legierung, eine Titan- Molybdän-Wolfram-Stahl-Legierung oder eine Aluminium-Legierung,(g) a layer comprising a metal alloy, in particular a titanium-steel alloy, a titanium-molybdenum steel alloy, a titanium-molybdenum-tungsten steel alloy or an aluminum alloy,
(h) eine optionale beschussfeste Kunststoffschicht, insbesondere eine Kevlarschicht, (h) an optional bulletproof plastic layer, in particular a Kevlar layer,
- einen Gasgenerator zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre im Inneren des Behälters, - a gas generator for generating an inert gas atmosphere inside the container,
- eine außen am Behälter befindliche Flutungseinheit zum Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch einen verschließbaren Zugang,- a flooding unit located on the outside of the container for introducing protective material into the container through a lockable access,
- eine Sensoreinheit im Inneren des Behälters, die zur Messung eines oder mehrerer Parameter ausgewählt aus Druck, Temperatur und Gaszusammensetzung eingerichtet ist, - a sensor unit inside the container, which is set up to measure one or more parameters selected from pressure, temperature and gas composition,
- eine Datenverarbeitungseinheit, die in Kommunikation mit der Sensoreinheit steht, wobei die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, auf ein von der Sensoreinheit übermitteltes Signal Maßnahmen zur Sicherung des Behälters zu veranlassen, und - a data processing unit which is in communication with the sensor unit, the data processing unit being set up to initiate measures to secure the container in response to a signal transmitted by the sensor unit, and
- eine Überdruck-Entlastungsöffnung. - an overpressure relief port.
2. Behälter nach Aspekt 1 , der zur Quarantäne eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb oder eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet ist. 3. Behälter nach Aspekt 1 , der zur Quarantäne einer Batterie eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, insbesondere einer Lithiumionen-Batterie eingerichtet ist. 2. Container according to aspect 1, which is set up for the quarantine of a vehicle, in particular a vehicle with an electric drive or a vehicle with a hydrogen drive. 3. Container according to aspect 1, which is set up to quarantine a battery of a vehicle with an electric drive, in particular a lithium-ion battery.
4. Behälter nach Aspekt 1 , der zur Quarantäne einer Brennstoffzelle oder eines Treibstoffspeichers eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet ist. 4. The container of aspect 1 configured to quarantine a fuel cell or fuel storage tank of a hydrogen-powered vehicle.
5. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Schichten (a) bis (g) durch Laminierung miteinander verbunden sind. 5. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that at least two of the layers (a) to (g) are connected to one another by lamination.
6. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle einen Boden, Seitenwände und ein Dach umfasst. 6. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the protective cover comprises a floor, side walls and a roof.
7. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfaser in Schicht (a) ausgewählt ist aus Glasfaser Typ Sto. 7. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the glass fiber in layer (a) is selected from glass fiber type Sto.
8. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfaser in Schicht (a) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1000°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 12 N/mm2 (12 MPa) aufweist. 8. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the glass fiber in layer (a) has a temperature resistance of at least 1000° C. and/or a pressure resistance of at least 12 N/mm 2 (12 MPa).
9. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (a) von 8 bis 80 mm ist. 9. Container according to any one of the preceding aspects, characterized in that the thickness of layer (a) is from 8 to 80 mm.
10. Behälter nach einem der Aspekte 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsilikat in Schicht (b) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1000°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 20 MPa aufweist. 10. Container according to one of aspects 1-9, characterized in that the layered silicate in layer (b) has a temperature resistance of at least 1000° C. and/or a pressure resistance of at least 20 MPa.
11 . Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (b) von 1 bis 30 mm ist. 12. Behälter nach einem der Aspekte 1 -11 , dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Fluorpolymer in Schicht (d) ausgewählt ist aus Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Perfluoralkoxypolymer (PFA). 11 . Container according to any of the preceding aspects, characterized in that the thickness of layer (b) is from 1 to 30 mm. 12. Container according to one of aspects 1 -11, characterized in that the electrically insulating fluoropolymer in layer (d) is selected from polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), perfluoroalkoxy polymer (PFA ).
13. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Fluorpolymer in Schicht (d) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 320°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 420 MPa aufweist. 13. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the electrically insulating fluoropolymer in layer (d) has a temperature resistance of at least 320° C. and/or a pressure resistance of at least 420 MPa.
14. Behälter nach einem der Aspekte 1 -13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (d) von 1 bis 6 mm, ist. 14. A container according to any one of aspects 1-13, characterized in that the thickness of layer (d) is from 1 to 6 mm.
15. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfaserverbundmaterial in Schicht (c) ausgewählt ist aus Resinpal und/oder Glasfilamentgewebe. 15. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the glass fiber composite material in layer (c) is selected from Resinpal and/or glass filament fabric.
16. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfaserverbundmaterial in Schicht (c) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1200°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 150 MPa aufweist. 16. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the glass fiber composite material in layer (c) has a temperature resistance of at least 1200° C. and/or a pressure resistance of at least 150 MPa.
17. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das die Dicke von Schicht (c) von 1 bis 8 mm, vorzugsweise von 1 bis 3 mm ist. 17. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the thickness of layer (c) is from 1 to 8 mm, preferably from 1 to 3 mm.
18. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das Basaltgewebe in Schicht (e) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 750°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 3000 MPa aufweist. 18. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the basalt fabric in layer (e) has a temperature resistance of at least 750° C. and/or a pressure resistance of at least 3000 MPa.
19. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (e) von 1 bis 50 mm, vorzugsweise von 3 bis 25 mm ist. 20. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmschicht (f) eine Schicht aus Graphitmaterial (f) (i) umfasst. 19. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the thickness of layer (e) is from 1 to 50 mm, preferably from 3 to 25 mm. 20. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the shielding layer (f) comprises a layer of graphite material (f)(i).
21 . Behälter nach Aspekt 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Graphitmaterial in Schicht (f) (i) Partikel, insbesondere zylindrische Strukturen umfasst. 21 . Container according to aspect 20, characterized in that the graphite material in layer (f)(i) comprises particles, in particular cylindrical structures.
22. Behälter nach Aspekt 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (f) (i) von 1 bis 10 mm ist. 22. Container according to aspect 20 or 21, characterized in that the thickness of layer (f)(i) is from 1 to 10 mm.
23. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmschicht (f) eine Schicht aus Blei (f) (ii) umfasst. 23. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the shielding layer (f) comprises a layer of lead (f) (ii).
24. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmschicht (f) eine Schicht aus beschussfestem Kunststoff (f) (iii), insbesondere aus einer Aram idfaser wie Kevlar umfasst. 24. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the shielding layer (f) comprises a layer of bulletproof plastic (f) (iii), in particular made of an aramide fiber such as Kevlar.
25. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in Schicht (g) einen Gehalt von 1 bis 10 mol-%, vorzugsweise von 2 bis 5 mol-% Ti enthält. 25. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the alloy in layer (g) contains a content of 1 to 10 mol %, preferably 2 to 5 mol % Ti.
26. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in Schicht (g) einen Gehalt von 2 bis 5 mol-%, vorzugsweise von 3 bis 5 mol-% Mo enthält. 26. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the alloy in layer (g) contains 2 to 5 mol %, preferably 3 to 5 mol % Mo.
27. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in Schicht (g) einen Gehalt von 0,1 mol-% bis 1 mol-%, vorzugsweise von 0,3 mol-% bis 0,8 mol-% V enthält. 27. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the alloy in layer (g) has a content of 0.1 mol% to 1 mol%, preferably 0.3 mol% to 0.8 mol% V contains.
28. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (g) von 2 bis 10 mm ist. 29. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator zur Erzeugung einer Stickstoff-Atmosphäre im Inneren des Behälters eingerichtet ist. 28. Container according to any one of the preceding aspects, characterized in that the thickness of layer (g) is from 2 to 10 mm. 29. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the gas generator is set up to generate a nitrogen atmosphere inside the container.
30. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Flutungseinheit zum Einbringen von Schutzmaterial ausgewählt aus einem Gas, Flüssigkeit oder Pulver, eingerichtet ist. 30. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the flooding unit is set up for introducing protective material selected from a gas, liquid or powder.
31 . Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit über eine durch die Schutzhülle hindurchtretende Verbindung mit der Datenverarbeitungseinheit in Kommunikation steht. 31 . Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the sensor unit is in communication with the data processing unit via a connection passing through the protective cover.
32. Behälter nach Aspekte 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Überdruck-Entlastungsöffnung eingerichtet ist. 32. Container according to aspects 31, characterized in that the connection is set up as an overpressure relief opening.
33. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, zur Sicherung des Behälters eine Warnung abzugeben und/oder das Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter zu veranlassen. 33. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the data processing unit is set up to issue a warning to secure the container and/or to initiate the introduction of protective material into the container.
34. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest auf seiner Unterseite Elemente zur elektrischen Isolierung gegenüber dem Boden enthält. 34. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that it contains elements for electrical insulation from the ground at least on its underside.
35. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (g) ein Profil, insbesondere ein Trapezpofil aufweist. 35. Container according to one of the preceding aspects, characterized in that the layer (g) has a profile, in particular a trapezoidal profile.
36. Verwendung eines Behälters nach einem der vorhergehenden Aspekte zur stationären Aufbewahrung eines Gefahrengegenstandes. 36. Use of a container according to one of the preceding aspects for the stationary storage of a dangerous object.
37. Verwendung eines Behälters nach einem der vorhergehenden Aspekte zum Transport eines Gefahrengegenstandes. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein beschusssicherer Behälter zur Aufbewahrung eines Gegenstands. Für diesen Behälter ist ein Schutz vor Druck- und Temperaturentwicklung im Inneren nicht obligatorisch, wenn er nicht zur Aufbewahrung eines brennbaren und/oder explosiven Gefahrengegenstandes dient. Ein solcher Behälter umfasst: 37. Use of a container according to one of the preceding aspects for transporting a dangerous object. Another aspect of the invention is a bulletproof container for storing an item. Protection against pressure and temperature development inside is not mandatory for this container, unless it is used to store a flammable and/or explosive dangerous object. Such a container includes:
- eine den Behälter begrenzende Schutzhülle mit einer verschließbaren Öffnung zum Einbringen und zur Entnahme eines Gegenstandes, - a protective cover delimiting the container with a closable opening for inserting and removing an object,
- wobei die Schutzhülle und das Türelement mehrere Schichten umfassen, wobei von innen nach außen zumindest teilweise die folgenden Schichten angeordnet sind: - wherein the protective cover and the door element comprise several layers, the following layers being arranged at least partially from the inside to the outside:
- eine beschussfeste Kunststoffschicht, insbesondere eine Kevlarschicht, vorzugsweise mit einer Dicke von 1 bis 5 mm, stärker bevorzugt von 2 bis 4 mm, z.B. etwa 3 mm, - a bulletproof plastic layer, in particular a Kevlar layer, preferably with a thickness of 1 to 5 mm, more preferably of 2 to 4 mm, e.g. about 3 mm,
- eine Keramikschicht (bitte noch das Material spezifizieren), vorzugsweise mit einer Dicke von 1 bis 8 mm, stärker bevorzugt von 3 bis 6 mm, z.B. etwa 4 mm, eine weitere beschussfeste Kunststoffschicht, insbesondere eine Kevlarschicht, vorzugsweise mit einer Dicke von 1 bis 5 mm, stärker bevorzugt von 2 bis 4 mm, z.B. etwa 3 mm, - a ceramic layer (please also specify the material), preferably with a thickness of 1 to 8 mm, more preferably 3 to 6 mm, e.g. about 4 mm, another bulletproof plastic layer, in particular a Kevlar layer, preferably with a thickness of 1 to 5mm, more preferably from 2 to 4mm, for example about 3mm,
- eine Schicht umfassend eine Metalllegierung, insbesondere eine Titan- Stahl-Legierung, eine Titan-Molybdän-Stahl-Legierung, oder eine Titan- Molybdän-Wolfram-Stahl-Legierung, wobei die Metalllegierung innen und/oder von einer Kautschuk-Schicht, vorzugsweise mit einer Dicke von 4 bis 12 mm, stärker bevorzugt von 5 bis 10 mm, und - A layer comprising a metal alloy, in particular a titanium-steel alloy, a titanium-molybdenum steel alloy, or a titanium-molybdenum-tungsten steel alloy, the metal alloy inside and/or of a rubber layer, preferably with a thickness of 4 to 12 mm, more preferably 5 to 10 mm, and
- eine optionale beschussfeste Kunststoffschicht, insbesondere eine Kevlarschicht, vorzugsweise mit einer Dicke von 1 bis 5 mm, stärker bevorzugt von 2 bis 4 mm, z.B. etwa 3 mm. - an optional ballistic resistant plastic layer, in particular a Kevlar layer, preferably with a thickness of 1 to 5 mm, more preferably of 2 to 4 mm, for example about 3 mm.
Die Ausgestaltung der Kunststoffschichten bzw. der Metalllegierungsschicht kann entsprechend den Schichten (f)(iii), (g) und (h) wie zuvor beschrieben sein. The configuration of the plastic layers or the metal alloy layer can be as described above in accordance with layers (f)(iii), (g) and (h).
Der beschusssichere Behälter kann so ausgestaltet sein, dass er stabil gegenüber Beschuss mit panzerbrechender Munition, Wuchtgeschossen, Hohlmantelgeschossen, Quetschkopfgeschossen, Panzerfäusten und/oder Granatwerfern ist. The bulletproof container can be designed in such a way that it is stable with respect to Fire with armor-piercing ammunition, slugs, hollow-point projectiles, squash-head projectiles, rocket-propelled grenades and/or grenade launchers.
Weiterhin wird die Erfindung durch die im Folgenden genannten Figuren und Beispiele näher erläutert. Furthermore, the invention is explained in more detail by the figures and examples mentioned below.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch die Schutzhülle des erfindungsgemäßen Behälters. Die mit dem Innenraum des Behälters in Kontakt stehende Schicht (a) besteht aus einem temperatur- druckbeständigen Glasfasermaterial. Die nächste Schicht (b) besteht aus dem Schichtsilikat Vermiculit. Daran schließt eine aus Glasfaserverbundmaterial bestehende Schicht (c) an. Es folgen eine zur thermischen und elektrischen Isolierung vorgesehene Schicht (d) aus einem Fluorpolymer und eine zum Brandschutz vorgesehene Schicht (e) aus Basaltgewebe. Die nächste Schicht (f) besteht in der gezeigten Ausführungsform aus Graphit, das in einer offenen, Leerräume enthaltenden Struktur, z.B. einer Zylinderstruktur vorliegen kann. Die äußere Schicht (g) besteht aus eine Titan-Stahl- Legierung, die vorzugsweise auch Molybdän und/oder Wolfram enthält. Der Aufbau und die Abfolge der einzelnen Schichten bewirken eine optimale Sicherheit für einem im Innenraum des Behälters befindlichen Gefahrengegenstand, indem sie für Druckkompensation und thermische Isolierung sorgen. FIG. 1 shows a section through the protective cover of the container according to the invention. The layer (a) in contact with the interior of the container consists of a temperature-pressure-resistant glass fiber material. The next layer (b) consists of the sheet silicate vermiculite. This is followed by a layer (c) consisting of glass fiber composite material. This is followed by a layer (d) of a fluoropolymer intended for thermal and electrical insulation and a layer (e) of basalt fabric intended for fire protection. The next layer (f), in the embodiment shown, consists of graphite, which may be in an open, void-containing structure, e.g., a cylindrical structure. The outer layer (g) consists of a titanium-steel alloy, which preferably also contains molybdenum and/or tungsten. The structure and sequence of the individual layers provide optimal security for a hazardous object located inside the container by providing pressure compensation and thermal insulation.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines durch eine Schutzhülle begrenzten erfindungsgemäßen Behälters 1 mit einem Innenraum 2 und einer Öffnung 3, die durch eine 2 in Form einer Klappe 4, die in geschlossenem Zustand den Innenraum 2 fluiddicht abschließen kann. Im geöffneten Zustand ist es möglich, einen Gefahrengegenstand, z. B. ein Fahrzeug, über die heruntergelassene Klappe 4 in den Innenraum 2 einzubringen. Zum Einbringen eines größeren Gefahrengegenstandes, z. B. eines Fahrzeugs oder Nutzfahrzeugs, kann dieser mittels eines Zugseils und, einer Seilwinde (nicht gezeigt), in den Innenraum 2 gezogen werden. FIG. 2 shows a perspective representation of a container 1 according to the invention, delimited by a protective cover, with an interior space 2 and an opening 3, which can be closed off fluid-tight by a 2 in the form of a flap 4, which can seal off the interior space 2 in a fluid-tight manner in the closed state. When open, it is possible to see a dangerous object, e.g. B. a vehicle on the lowered flap 4 in the interior 2 bring. To introduce a larger dangerous object, e.g. B. a vehicle or commercial vehicle, this can be pulled into the interior 2 by means of a traction cable and a cable winch (not shown).
Im Innenraum 2 ist eine Sensoreinheit 5 vorgesehen, die gegebenenfalls aus mehreren separaten Sensoren aufgebaut ist. Die Sensoreinheit 5 ist eingerichtet ist, physikalisch-chemische Parameter, z.B., die Temperatur, den Druck und/oder die Gaszusammensetzung, insbesondere die Bildung entzündlicher Gasatmosphären und/oder die Entstehung von Rauch, Flammen und Funken im Inneren des Behälters zu detektieren. Die von der Sensoreinheit 5 neuen erzeugten Messwerte werden über eine drahtlose Verbindung oder eine durch die Schutzhülle hindurchtretende Verbindung, z. B. eine Drahtverbindung (nicht gezeigt), an eine die Datenverarbeitungseinheit 6 an der Außenseite des Behälters 1 übertragen. A sensor unit 5 is provided in the interior 2, which is optionally made up of several separate sensors. The sensor unit 5 is set up to detect physico-chemical parameters, for example the temperature, the pressure and/or the gas composition, in particular the formation of flammable gas atmospheres and/or the formation of smoke, flames and sparks inside the container. The new measured values generated by the sensor unit 5 are transmitted via a wireless connection or a connection passing through the protective cover, e.g. B. a wire connection (not shown), to a data processing unit 6 on the outside of the container 1 is transmitted.
Sobald die Datenverarbeitungseinheit 6 durch ein von der Sensoreinheit 5 übermitteltes Gefahrensignal erkennt, dass im Inneren des Behälters einer oder mehrerer der überwachten Parameter außerhalb des vorbestimmten Sicherheitsbereichs liegen, kann sie Maßnahmen zur Sicherung des Behälters veranlassen, z. B. die Abgabe eines akustischen und/oder optischen Warnsignals und/oder das Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch eine außen am Behälter befindliche Flutungseinheit 7, die zum Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch einenden verschließbaren Zugang (nicht gezeigt) eingerichtet ist. Im Inneren des Behälters befindet sich weiterhin ein Gasgenerator 8 zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre im Innenraum 2. As soon as the data processing unit 6 recognizes from a danger signal transmitted by the sensor unit 5 that one or more of the monitored parameters are outside the predetermined safety range inside the container, it can initiate measures to secure the container, e.g. B. the delivery of an acoustic and / or visual warning signal and / or the introduction of protective material into the container by a flooding unit 7 on the outside of the container, which is set up for introducing protective material into the container through a closable access (not shown). Inside the container there is also a gas generator 8 for generating a protective gas atmosphere in the interior 2.
Beispiel 1 example 1
Quarantänebehälter für Lithium ionen-Akkuzellen Quarantine container for lithium ion battery cells
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein mit 7 Funktionsschichten ausgestatteter Behälter zur Aufnahme von einer oder mehreren Lithiumionen- Akkuzellen aus einem Kfz bereitgestellt. Das Gewicht des Behälters ist 285 kg und sein Innenvolumen ist 1 ,25 m3 Die Außenhülle besteht aus einer Titan-Molybdän- Wolfram-Stahl-Legierung mit einer Dicke von 4 mm, die ein Trapezprofil aufweist. Der Behälter hat eine Druckfestigkeit bis zu 1000 KPa und eine Temperaturbeständigkeit bis zu 1200°C. Im Inneren ist eine Vorrichtung zur Stickstofferzeugung vorhanden. Von außen kann der Behälter mit Wasser und/oder Stickstoff geflutet werden. Der Behälter ist mit einem Überwachungsmodul versehen. Dieses Modul weist Sensoren für Temperatur (z.B. -30°C - 1000°C), Druck (z.B. bis 1000 KPa), die relative Luftfeuchtigkeit (0 - 100%) und den Sauerstoffgehalt (0-22%) auf. Das Modul ist für eine automatische Störungserkennung, eine Dichtigkeitskontrolle und eine automatische Alarmierung eingerichtet. Außerdem weist der Behälter eine autarke Stromversorgung auf. Er ist ferner mit einer USB-Schnittstelle, einer GPS- Ortungsfunktion (Track and Trace), einer GSM Datenaustausch-Funktion und einer Satellitenverbindung (z.B. Indium) ausgestattet. An seiner Außenseite ist ein Touch- Display (800 x 480 px) angebracht. In one embodiment of the invention, a container equipped with 7 functional layers for accommodating one or more lithium-ion battery cells from a motor vehicle is provided. The weight of the container is 285 kg and its internal volume is 1.25 m 3 The outer shell consists of a titanium-molybdenum-tungsten-steel alloy with a thickness of 4 mm, which has a trapezoidal profile. The container has a pressure resistance of up to 1000 KPa and a temperature resistance of up to 1200°C. Inside there is a device for generating nitrogen. The container can be flooded with water and/or nitrogen from the outside. The container is provided with a monitoring module. This module has sensors for temperature (eg -30°C - 1000°C), pressure (eg up to 1000 KPa), relative humidity (0 - 100%) and oxygen content (0-22%). The module is set up for automatic fault detection, leak testing and automatic alarming. In addition, the container has a self-sufficient power supply. It is also equipped with a USB interface, a GPS location function (track and trace), a GSM data exchange function and a satellite connection (eg Indium). A touch display (800 x 480 px) is attached to its outside.
Er kann mit Akku-Zellen bis zu einem Gewicht von 700 kg befüllt werden. Die Be- und Entladung erfolgt günstigerweise mit Akku-Einzelzellen, z.B. bis zu 12 Einzelzellen mit einem Gesamtgewicht von 700 kg und 100 kWh. Als Füllmaterial können Vermiculit-Pellets für eine optimale Ladungssicherung verwendet werden. It can be filled with battery cells weighing up to 700 kg. Charging and discharging is best done with battery individual cells, e.g. up to 12 individual cells with a total weight of 700 kg and 100 kWh. Vermiculite pellets can be used as filling material for optimal load securing.
Beispiel 2 example 2
Quarantänebehälter für ein Kfz Quarantine container for a motor vehicle
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein mit 7 Funktionsschichten ausgestatteter Behälter zur Aufnahme eines Kfz bereitgestellt. Das Gewicht des Behälters ist 2.700 kg und sein Innenvolumen ist 35 m3 Die Außenhülle besteht aus einer Titan-Molybdän-Wolfram-Stahl-Legierung mit einer Dicke von 4 mm, die ein Trapezprofil aufweist. Der Behälter hat eine Druckfestigkeit ist bis 1000 KPa und eine Temperaturbeständigkeit bis zu 1200°C. Im Inneren ist eine Vorrichtung zur Stickstofferzeugung vorhanden. Von außen kann der Behälter mit Wasser und/oder Stickstoff geflutet werden. In a further embodiment of the invention, a container equipped with 7 functional layers is provided for accommodating a motor vehicle. The weight of the tank is 2,700 kg and its internal volume is 35 m 3 The outer shell is made of a titanium-molybdenum-tungsten-steel alloy with a thickness of 4 mm, which has a trapezoidal profile. The container has a pressure resistance of up to 1000 KPa and a temperature resistance of up to 1200°C. Inside there is a device for generating nitrogen. The container can be flooded with water and/or nitrogen from the outside.
Durch Flutung mit Stickstoff im gesamten Behälter kann unter Sauerstoffabschluss eine Wiederentzündung der Akkuzellen verhindert werden. Optional kann durch Flutung mit Wasser im Behälter bis zu einer Höhe von 80 cm z.B. für 72 Std. eine Wiederentzündung der Akkuzellen des Kfz verhindert werden. Der Behälter ist mit einem Überwachungsmodul versehen. Dieses Modul weist Sensoren für Temperatur (z.B. -30°C - 1000°C), Druck (z.B. bis 1000 KPa), die relative Luftfeuchtigkeit (0 - 100%) und den Sauerstoffgehalt (0-22%) auf. Das Modul ist für eine automatische Störungserkennung, eine Dichtigkeitskontrolle und eine automatische Alarmierung eingerichtet. Außerdem weist der Behälter eine autarke Stromversorgung auf. Er ist ferner mit einer USB-Schnittstelle, einer GPS- Ortungsfunktion (Track and Trace), einer GSM Datenaustausch-Funktion und einer Satellitenverbindung (z.B. Indium) ausgestattet. An seiner Außenseite ist ein Touch- Display (800 x 480 px) angebracht. By flooding the entire container with nitrogen, the battery cells can be prevented from re-igniting in the absence of oxygen. Optionally, by flooding the container with water up to a height of 80 cm, the battery cells of the vehicle can be prevented from re-igniting, for example for 72 hours. The container is provided with a monitoring module. This module has sensors for temperature (eg -30°C - 1000°C), pressure (eg up to 1000 KPa), relative humidity (0 - 100%) and oxygen content (0-22%). The module is set up for automatic fault detection, leak testing and automatic alarming. In addition, the container has a self-sufficient power supply. It is also equipped with a USB interface, a GPS location function (track and trace), a GSM data exchange function and a satellite connection (eg Indium). A touch display (800 x 480 px) is attached to its outside.
In diesem Behälter kann ein Kfz von üblichen Ausmaßen aufbewahrt werden. A motor vehicle of normal dimensions can be stored in this container.
Beispiel 3 Example 3
Test auf Temperatur- und Druckbeständigkeit Test for temperature and pressure resistance
Es wurde eine Simulation der Temperatur- und Druckbeständigkeit für den in Beispiel 1 beschriebenen Behälter mit dem Programm Multiphysics Comsol V 5.6 durchgeführt. Dabei wurde eine Vermiculit-Schicht mit einer Dicke von 30 mm angenommen. A simulation of the temperature and pressure resistance for the container described in Example 1 was carried out using the Multiphysics Comsol V 5.6 program. A vermiculite layer with a thickness of 30 mm was assumed.
Es wurde von einer Beladung des Behälters mit 3 Lithiumionen-Akkuzellen (Standard Li-Po Zellen mit 8 kWh) ausgegangen. Die maximale Brenndauer der einzelnen Li-Po Zellen wurde auf jeweils 9 Minuten mit einer Maximaltemperatur von jeweils mehr als 1700°C angenommen. Die einzelnen Li-Po Zellen zündeten zu unterschiedlichen Zeiten. It was assumed that the container was loaded with 3 lithium-ion battery cells (standard Li-Po cells with 8 kWh). The maximum burning time of the individual Li-Po cells was assumed to be 9 minutes each with a maximum temperature of more than 1700°C. The individual Li-Po cells ignited at different times.
Als Ergebnis wurde gefunden, dass fast die gesamte Verbrennungswärme von der Vermiculit-Schicht absorbiert wurde. Die weiter außen gelegenen Kohlenstoff- und Basaltschichten dienten als zusätzliche Wärmeabsorptions- und Isolationsschichten. Das Metall des Außengehäuses wurde kaum erhitzt (Temperatur weniger als 50°C). As a result, it was found that almost all of the combustion heat was absorbed by the vermiculite layer. The layers of carbon and basalt further out served as additional layers of heat absorption and insulation. The metal of the outer case was hardly heated (temperature less than 50°C).
In einem Vergleichsexperiment wurde eine Simulation mit einem entsprechenden Behälter ohne Funktionsschichten durchgeführt. Dabei wurde die Verbrennungswärme fast komplett auf die äußere Metallschicht übertragen, die eine Temperatur von mehr als 1300°C, d.h. oberhalb des Schmelzpunkt erreichte. Dies würde zu einer Zerstörung des Gehäuse verbunden mit einer eheblichen Umweltgefährdung führen. In a comparison experiment, a simulation was carried out with a corresponding container without functional layers. The heat of combustion was almost completely transferred to the outer metal layer, which reached a temperature of more than 1300°C, ie above the melting point. This would lead to the housing being destroyed, with a considerable environmental hazard.

Claims

24 Ansprüche 24 claims
1 . Behälter zur Quarantäne eines Gefahrengegenstands umfassend: eine den Behälter begrenzende Schutzhülle mit einer verschließbaren Öffnung zum Einbringen und zur Entnahme des Gefahrengegenstandes, wobei die Schutzhülle und ein die Öffnung verschließendes Türelement mehrere Schichten feuerbeständiger und/oder elektrisch isolierender Materialien umfassen, wobei von innen nach außen die folgenden Schichten angeordnet sind: 1 . Container for the quarantine of a dangerous object, comprising: a protective cover delimiting the container with a closable opening for introducing and removing the dangerous object, wherein the protective cover and a door element closing the opening comprise several layers of fire-resistant and/or electrically insulating materials, with from the inside to the outside the are arranged in the following layers:
(a) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere eine temperatur- und druckbeständige Glasfaser, (a) a layer comprising a glass fiber material, in particular a temperature and pressure-resistant glass fiber,
(b) eine Schicht umfassend ein Schichtsilikat, insbesondere Vermiculit,(b) a layer comprising a sheet silicate, in particular vermiculite,
(c) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere ein Glasfaser verbundmaterial, (c) a layer comprising a glass fiber material, in particular a glass fiber composite material,
(d) eine Schicht umfassend ein Fluorpolymer, (d) a layer comprising a fluoropolymer,
(e) eine Schicht umfassend ein Basaltmaterial, insbesondere eine Basaltfaser,(e) a layer comprising a basalt material, in particular a basalt fiber,
(f) eine Abschirmschicht ausgewählt aus (i) einer Schicht umfassend Graphit und optional eine isolierende Luftschicht, (ii) einer Bleischicht, (iii) einer beschussfesten Kunststoffschicht, insbesondere einer Kevlarschicht, oder einer Kombination von mehreren dieser Schichten, (f) a shielding layer selected from (i) a layer comprising graphite and optionally an insulating air layer, (ii) a lead layer, (iii) a bulletproof plastic layer, in particular a Kevlar layer, or a combination of several of these layers,
(g) eine Schicht umfassend eine Metalllegierung, insbesondere eine Titan-Stahl- Legierung, eine Titan-Molybdän-Stahl-Legierung oder eine Aluminium- Legierung, (g) a layer comprising a metal alloy, in particular a titanium steel alloy, a titanium molybdenum steel alloy or an aluminum alloy,
(h) eine optionale beschussfeste Kunststoffschicht, insbesondere eine Kevlarschicht, einen Gasgenerator zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre im Inneren des Behälters, eine außen am Behälter befindliche Flutungseinheit zum Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch einen verschließbaren Zugang, eine Sensoreinheit im Inneren des Behälters, die zur Messung eines oder mehrerer Parameter ausgewählt aus Druck, Temperatur und Gaszusammensetzung eingerichtet ist, eine Datenverarbeitungseinheit, die in Kommunikation mit der Sensoreinheit steht, wobei die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, auf ein von der Sensoreinheit übermitteltes Signal Maßnahmen zur Sicherung des Behälters zu veranlassen, und eine Überdruck-Entlastungsöffnung. (h) an optional bulletproof plastic layer, in particular a Kevlar layer, a gas generator for generating a protective gas atmosphere inside the container, a flooding unit on the outside of the container for introducing protective material into the container through a lockable access, a sensor unit inside the container, which is set up to measure one or more parameters selected from pressure, temperature and gas composition, a data processing unit which is in communication with the sensor unit, wherein the data processing unit is set up to take measures for a signal transmitted by the sensor unit to induce fuse of the container, and an overpressure relief port.
2. Behälter nach Anspruch 1 , der zur Quarantäne eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit Elektro- oder Hybridantrieb oder eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet ist. 2. Container according to claim 1, which is set up to quarantine a vehicle, in particular a vehicle with an electric or hybrid drive or a vehicle with a hydrogen drive.
3. Behälter nach Anspruch 1 , der zur Quarantäne einer Batterie eines Fahrzeugs mit Elektro- oder Hybridantrieb, insbesondere einer Lithiumionen-Batterie, oder zur Quarantäne einer Brennstoffzelle oder eines Treibstoffspeichers eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet ist. 3. Container according to claim 1, which is set up to quarantine a battery of a vehicle with an electric or hybrid drive, in particular a lithium-ion battery, or to quarantine a fuel cell or a fuel storage device of a vehicle with a hydrogen drive.
4. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfasermaterial in Schicht (a) ausgewählt ist aus Glasfaser Typ STO und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1000°C, vorzugsweise von mindestens 1250°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 1000 MPa, vorzugsweise von mindestens 5000 MPa aufweist. 4. Container according to one of the preceding claims, characterized in that the glass fiber material in layer (a) is selected from glass fiber type STO and has a temperature resistance of at least 1000°C, preferably at least 1250°C and/or a pressure resistance of at least 1000 MPa , preferably of at least 5000 MPa.
5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsilikat in Schicht (b) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1000°C, vorzugsweise von mindestens 1300°C aufweist. 5. Container according to one of Claims 1-4, characterized in that the layered silicate in layer (b) has a temperature resistance of at least 1000°C, preferably of at least 1300°C.
6. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfasermaterial in Schicht (c) ausgewählt ist aus Glasfaserverbundmatenal und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 500°C, vorzugsweise von mindestens 1000°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 100 MPa, vorzugsweise von mindestens 1000 MPa aufweist. 6. Container according to one of the preceding claims, characterized in that the glass fiber material in layer (c) is selected from glass fiber composite materials and has a temperature resistance of at least 500°C, preferably of at least 1000°C and/or a pressure resistance of at least 100 MPa, preferably of at least 1000 MPa.
7. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Fluorpolymer in Schicht (d) ausgewählt ist aus Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), und Perfluoralkoxypolymer (PFA)und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 150°C, vorzugsweise von mindestens 300°C aufweist. 7. Container according to one of the preceding claims, characterized in that the electrically insulating fluoropolymer in layer (d) is selected from polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), and perfluoroalkoxy polymer (PFA) and a temperature resistance of at least 150°C, preferably at least 300°C.
8. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basaltmaterial in Schicht (e) einen Gehalt von mindestens 50 mol-% SiCh und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 750°C, vorzugsweise von mindestens 1000°C aufweist. 8. Container according to one of the preceding claims, characterized in that the basalt material in layer (e) has a SiCh content of at least 50 mol % and a temperature resistance of at least 750°C, preferably at least 1000°C.
9. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmschicht (f) eine Schicht aus Graphitmaterial (f) (i) umfasst, wobei das Graphitmaterial in Schicht (f) (i) vorzugsweise Partikel und besonders bevorzugt zylindrische Strukturen umfasst. 9. Container according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding layer (f) comprises a layer of graphite material (f)(i), the graphite material in layer (f)(i) preferably comprising particles and particularly preferably cylindrical structures.
10. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Graphitmaterial in Schicht (f) (i) eine offene Struktur mit darin enthaltenen Leerräumen umfasst und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 4000°C, vorzugsweise von mindestens 5000°C aufweist. 10. Container according to one of the preceding claims, characterized in that the graphite material in layer (f)(i) comprises an open structure with voids contained therein and has a temperature resistance of at least 4000°C, preferably at least 5000°C.
11 . Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in Schicht (g) einen Gehalt von mindestens 10 mol-% Ti + Mb + W, vorzugsweise bis zu 20 mol-% Ti + Mb + W enthält und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1200°C, vorzugsweise von mindestens 1500°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 1000 MPa, vorzugsweise von mindestens 5000 MPa aufweist. 11 . Container according to one of the preceding claims, characterized in that the alloy in layer (g) has a content of at least 10 mol% Ti + Mb + W, preferably up to 20 mol% Ti + Mb + W and a temperature resistance of at least 1200°C, preferably at least 1500°C and/or a pressure resistance of at least 1000 MPa, preferably at least 5000 MPa.
12. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Innenraum ein Schutzmaterial, z.B. Pellets oder Kügelchen aus einem feuerhemmenden Material, für den Normalzustand vorgesehen ist. 27 12. Container according to one of the preceding claims, characterized in that a protective material, for example pellets or beads made of a fire-retardant material, is provided for the normal state in the interior. 27
13. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit über eine durch die Schutzhülle hindurchtretende Verbindung mit der Datenverarbeitungseinheit in Kommunikation steht, wobei die Verbindung als Überdruck-Entlastungsöffnung eingerichtet ist. 13. Container according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit is in communication with the data processing unit via a connection passing through the protective cover, the connection being set up as an overpressure relief opening.
14. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, zur Sicherung des Behälters eine Warnung abzugeben und/oder das Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter zu veranlassen. 14. Container according to one of the preceding claims, characterized in that the data processing unit is set up to emit a warning to secure the container and/or to initiate the introduction of protective material into the container.
15. Verwendung eines Behälters nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur stationären Aufbewahrung oder zum Transport eines Gefahrengegenstandes. 15. Use of a container according to any one of the preceding claims for stationary storage or for transporting a dangerous object.
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