NL8002864A - Flexibele scheidingsstructuur. - Google Patents

Description

-1- * i VO 0U12

Flexibele scheidingsstructuur.

De uitvinding heeft betrekking op een flexibele structuur voor het scheiden van fasen in een houder voor het opslaan van fluida en heeft ook betrekking op de werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke structuur. In het bijzonder betreft de uit-5 vinding een scheidingsmembraan voor flexibele of stijve houders, bij voorkeur cylindrische houders voor het opslaan van fluida.

Flexibele scheidingsmembranen voor fluïdumopslaghouders zijn bekend. Deze flexibele scheidingsmembranen zijn vervaardigd uit vellen van flexibel materiaal, waarvan de randen zijn opgesloten 10 tussen twee helften van de houder.

De twee houderhelften zijn met elkaar verbonden volgens een gesloten lijn in het symmetrievlak van de houder, welk vlak evenwijdig aan de grootste afmeting van de houder zelf verloopt.

Op deze wijze verdeelt het vel de binnenruimte van de houder in 15 twee afzonderlijke delen.

Derhalve kan een ander fluïdum in elk van de twee delen worden opgeslagen, zonder dat onderlinge verontreiniging van de twee fluida kan optreden.

Dergelijke bekende flexibele scheidingsmembranen hebben een 20 aantal nadelen. Een van deze nadelen, die optreedt bij grote houders, is het gevolg van de grote afmetingen, die in dat geval ook de flexibele membranen moeten hebben.

Dit geeft aanzienlijke problemen met betrekking tot de vervaardiging van deze flexibele membranen.

25 Aangezien dergelijke membranen gewoonlijk worden vervaar digd van een berubberd weefsel, doet dit nadeel zich gelden tijdens het vulcaniseren, omdat er geen persen bestaan van voldoende grote afmeting om het gehele membraan in een keer te vulcaniseren.

Derhalve moet het voltooide, echter nog niet gevulcaniseerde mem-30 braan, in diverse stappen worden gevulcaniseerd, hetgeen natuurlijk bezwaarlijk is.

Indien echter anderzijds smalle stroken in een keer worden gevulcaniseerd, is dit uit oogpunt van vulcanisatie wel makkelijker, echter moeilijkheden treden dan op bij het met elkaar verbinden en 35 afdichten van deze stroken voor het vormen van het vereiste membraan.

800 2 8 64 -2-

Dergelijke verbindingen zijn uiterst kritisch, aangezien het membraan sterk wordt gebogen en gerekt en indien een van de verbindingen niet geheel perfekt is, is de bedrijfsduur van het membraan niet lang.

5 Het doel van de uitvinding is deze bij bekende mein.branen gebleken nadelen te vermijden. In het bijzonder beoogt deutvinding een membraan, dat makkelijk kan worden vervaardigd, betrouwbaar funktioneert en een lange levensduur heeft en waarbij ook mogelijk gevaar voor vervuiling van de omgeving, in het geval van breuk 10 van de houderwand, wordt gereduceerd.

Een ander doel van de uitvinding is een werkwijze voor het vervaardigen van een flexibel membraan met de gewenste afmetingen, waarbij vulcanisatieproblemen zich niet voordoen.

Hiertoe is een flexibel membraan voor een fluïdum opslag 15 houder volgens de uitvinding gekenmerkt doordat het flexibele mem braan is uitgevoerd als een cylindrisch element.

Hog een doel van de uitvinding is een werkwijze voor het vervaardigen van een flexibel membraan, vervaardigd uit een cylindrisch element en gekenmerkt doordat: 20 a) een buis wordt gevormd door een strook ni et-gevulc ani- seerd flexibel materiaal op een doren te wikkelen; b) druk uit te oefenen op het buitenoppervlak van de in fase (a) verkregen buis en c) de buis te vulcaniseren, terwijl de druk. op het huiten- 25 oppervlak wordt gehandhaafd.

Terverduidelijking van de uitvinding zullen, onder verwijzing naar de tekening, enige uitvoeringsvoorbeelden voor de flexibele scheidingsstructuur worden beschreven.

Figuur 1 is een langsdoorsnede van een houder voor het 30 opslaan van f lui da, uit gerust met een flexibel membraan volgens de uitvinding; figuur 2 is een perspectief aanzicht van een stuk van het flexibele membraan volgens figuur 1 en figuur 3 toont op grotere schaal een detail van een andere 35 uitvoeringsvorm van het flexibele membraan.

Volgens de tekening wordt in zijn algemeenheid een flexibel membraan in een (bij voorkeur cylindrische] fluldumopslaghouder 800 2 8 64 i -3- aangebracht, waarbij het membraan een cilindrisch element omvat s dat met de binnenwand van de houder in aanraking kan komen zonder daarbij te worden gespannen.

In figuur 1 is in langsdoorsnede een houder 1 aangegeven, 5 uitgerust met een flexibel membraan 2 volgens de uitvinding.

De houder 1 volgens figuur 1 is een stijve houder, bijv. een tank voor een transportauto, dan wel een vaste houder, die bijv. op de zeebodem kan worden geplaatst.

Het flexibele membraan volgens de uitvinding kan ook wor-10 den ingezet bij niet stijf uitgevoerde houders.

De houder 1 is uitgerust met een metalen cylindrisch huis.

Het einde 3 van de houder is half-bolvormig, terwijl het tegenover liggende uiteinde 1* is uitgerust met een ringflens 5s waarop een deksel 6 op overigens bekende wijze is bevestigd, bijv. met behulp 15 van bouten en moeren (waarvan alleen de hartlijn met streeppunt-lijnen in figuur 1 is aangegeven).

Het flexibele membraan 2 wordt gevormd door een cylindrisch element, vervaardigd van flexibel materiaal en waarvan het met zeven aangegeven einde aan de houder zelf is bevestigd door in-20 klemming van het uiteinde J tussen het deksel 6 en de flens 5, al dan niet gebruikmakend van (niet aangegeven), pakkingen, een en ander op overigens bekende wijze.

In een andere uitvoeringsvorm, welke in figuur 3 is afgeheeld wordt de verbinding tussen het flexibele membraan 2: en de houder 1 25 tot stand gebracht door het aanbrengen van een stijve ring 2' (hetzij eendelig, hetzij samengesteld uit verschillende segmenten), tegen het binnenoppervlak van de houder 1 en door tussen de stijve ring 2' en het betreffende binnenoppervlak van de houder 1, het uiteinde J van het flexibele membraan 2 aan te brengen, waarbij de 30 stijve ring met behulp van bouten 2" aan de houder wordt bevestigd.

Het is duidelijk, dat tussen de stijve ring 2" en de houder 1 eventueel pakkingen kunnen worden aangebracht voor een betere afdichtgarantie.

Het tegenover liggende einde δ van het cylindrische ele-35 ment is op overigens bekende wijze, bij voorkeur mechanisch of door hechten, stikken en/of vastklemming tussen stijve staven, dan wel door vulcaniseren, afgedicht.

Ann 9 n fi* -Λ—

Het cylindrische element Heeft afmetingen in dezelfde orde van grootte en "bij voorkeur niet kleiner dan de binnenafme-tingen van de houder 1.

Het cylindrische element is zodanig in de houder 1 gemon-5 teerd, dat dit, natuurlijk niet in samengeklapte toestand, zich. coaxiaal in de houder uitstrekt.

Het cylindrische element is vervaardigd uit een huis van flexibel materiaal, hijv. berubberd weefsel.

De buisstructuur blijkt uit figuur 2, waarin in pespec-10 tief een deel 9 van de buis is aangegeven.

De buis is verkregen door schroeflijnvormig wikkelen van tenminste een strook 10 van berubberd weefsel met de randen 11 van elke winding in overlappend verband met de randen van de aangrenzende (onderliggende] windingen, zoals met streeplijnen aange-15 geven.

Als elastisch materiaal voor het flexibele membraan 2 kan elk, op zichzelf bekend elastomeer mengsel worden gekozen, mits bestand tegen f lui da, die men in de houder 1 wil opslaan.

De houder 1 is bovendien uitgerust met tenminste een ope-20 ning 12 (zie figuur l), die met de binnenruimte van het flexibele membraan 2 communiceert, in welke binnenruimte het fluïdum, dat in de houder moet worden opgeslagen, wordt aangebracht.

Voor het vergemakkelijken van het afvoeren van het in het flexibele membraan 2 opgeslagen fluïdum, is tenminste een andere 25 opening 13 aangebracht voor het toelaten van enig fluïdum van bui ten de houder zelf naar de houderbinnenruimte wanneer deze moet worden geledigd.

In het geval van onderzeese tanks wordt voor dit fluïdum gebruik gemaakt van het water uit de omgeving van de houder.

30 De uitvinding betreft eveneens een werkwijze voor het ver vaardigen van een flexibel membraan volgens de uitvinding.

In het algemeen omvat de werkwijze voor het vervaardigen van het flexibele membraan, zoals in het voorgaande beschreven een cylindrisch element, de volgende stappen: 35 een eerste fase, waarin een buis wordt gevormd, door wikke len van een strook van flexibel materiaal op een doren; een tweede fase, waarbij druk op het buitenoppervlak van 800 2 8 64 * Λ -5- de in de voorgaande fase gevormde tuis -wordt uit geoefend en een derde fase, waarbij de buis wordt gevulcaniseerd, terwijl de druk op het buitenoppervlak daarvan wordt gehandhaafd.

Gezien de aanzienlijke afmetingen, die de flexibele mem-5 branen volgens de uitvinding kunnen hebben, verdient het aanbeveling dorens te gebruiken, uitgerust met middelen voor het toevoeren van warmte van binnenuit, zodat geen autoclaven behoeven te worden gebruikt.

Een bijzondere werkwijze voor het vervaardigen van een 10 flexibel membraan is volgens de uitvinding de hierna volgende:

Op een van de dorens wordt tenminste een strook van onge-vulcaniseerd, berubberd weefsel gewikkeld voor het vormen van een buis.

Elke slag van de strook, die schroeflijnvormig over de 15 doren wordt gewikkeld, overlapt met de randen de randen van aangrenzende windingen, zodat een continue buiswand wordt gevormd.

Bovendien kunnen in bepaalde gevallen tenminste twee v stroken over elkaar worden gewikkeld, waarbij schering en inslag van het in elke strook ingebedde weefsel (op overigens bekende 20 wijze) hellen ten opzichte van schering en inslag van het weefsel, ingebed in de volgende strook, waardoor een sterkere buis wordt verkregen.

Het elastomere materiaal van de strook of de verschillende stroken bevindt zich nog steeds in ongevulcaniseerde toestand.

25 Derhalve moet, voorafgaande aan het vulcaniseren, daaromheen een wikkeling worden aangebracht van geschikt materiaal (bijv. een weefsel), dat op overigens bekende wijze is behandeld, zodanig, dat het niet aan het elastomeer materiaal, waaruit de buis zelf wordt gevormd, hecht.

30 Deze wikkeling heeft tot doel op de buis een geschikte druk uit te oefenen, in het bijzonder gedurende de daarop volgende vulcanisatiefase.

Met het wikkelen wordt bij voorkeur tevens gezorgd voor het thermisch isoleren van de buis gedurende de daarop volgende 35 vulcanisatiefase, waarbij van binnenuit warmte wordt toegevoerd voor het vulcaniseren van de buis zelf.

Alleen bij buizen met geringe afmetingen kan het vulcaniseren op geschikte wijze worden uitgevoerd in een autoclaaf. In -6- .

het laatste geval heeft het wikkelen geen thermisch-isolerende funktie.

In het "bijzonder "bij huizen met grote diameter en indien • autoclaven niet kunnen worden ingezet, is het bijzonder gunstig 5 gebruik te maken van wikkelingen van textielweefseistroken, welke indien onderworpen aan warmte, krimpen.

Daarbij zullen, als gevolg van de vanaf de doren toegevoerde warmte, tegelijkertijd uitzetting van het elastomeermateriaal van de buis en samentrekking van de wikkeling van bij warmte krim-10 pend materiaal plaatshebben.

Aldus wordt in de zone tussen de doren en de wikkeling een druk opgewekt, die een perfekte hechting tussen de windingen van het berubberde weefsel in de overlappingszones en het vulcanl-seren van het elastomeermateriaal garandeert, waarbij de vorming 15 van blazen en/of het optreden van poreuse zones, wordt vermeden.

Na beëindiging van de vulcanisatie van de buis, wordt de wikkeling verwijderd en de buis wordt van de doren weggehaald met behulp van persluchtstralen in de scheidingszone tussen doren en buis.

20 De buis wordt bij een van zijn uiteinden zodanig geperst, dat de binnenoppervlakken van de buis volgens een lijn in contact worden gebracht.

Door toepassing van, bij voorkeur mechanische middelen of door hechting en/of vastklemming tussen metalen staven, dan wel 25 door middel van stikken, wordt het betreffende huiseinde langs de genoemde lijn afgedicht en waterdicht' gemaakt.

Thans, wordt door inschuiven van de buis in de houder en door het van het open buiseinde afgekeerde einde met de binnenzijde van de houder te verbinden (op een van de in het voorgaande beschre-30 ven wijzen), in de houder een flexibel membraan verkregen, gevormd door een cylindrisch element, voor het verdelen van de binnenruimte van de houder in twee gescheiden en volstrekt waterdichte delen.

liet de in het voorgaande beschreven werkwijze voor het vervaardigen van een flexibel membraan in de vorm van een cylindrisch 35 element, kunnen volgens de uitvinding op eenvoudige wijze flexibele membranen met aanzienlijke afmetingen worden vervaardigd, zowel betreffende de diameter als de lengte, welke membranen in een enkele 800 2 8 64 -7- stap zijn gevulcaniseerd.

Derhalve is de kans op breukvorming, zoals bij bekende, flexibele membranen met verbindingen tussen diverse onderdelen of segmenten, waaruit het flexibele membraanmateriaal is vervaardigd, 5 vermeden.

Met het flexibele membraan volgens de uitvinding kan al hetgeen, zoals in het voorgaande beschreven, wordt beoogd, ook worden bereikt.

De flexibele membranen in de vorm van cylindrische elemen-10 ten volgens de uitvinding verschaffen verder afscheidingen (behalve die welke reeds door het houderhuis zelf worden gevormd) tussen opgeslagen vloeistof en de omgeving.

Derhalve zal, ook in het geval, dat in de houder een lek optreedt, geen uitlekken van opgeslagen fluïdum met als gevolg ver-15 ontreiniging van de omgeving, optreden.

Aangezien bovendien de cylindrische houders zodanig kunnen worden ontworpen, dat het flexibele membraan slechts aan een uiteinde daarvan met de houders zijn verbonden, in plaats van volgens een beschrijvende lijn in het symmetrievlak (zoals bij bekende 20 houders) is de mogelijkheid, dat met de membranen verliezen optreden in de zone waar het flexibele membraan met een houder is bevestigd, aanzienlijk verkleind. Dit blijkt duidelijk bij vergelijking van twee houders met gelijk volume, de ene met een bekend membraan en de andere uitgerust met een membraan volgens de uitvinding.

25 In de verbindingszone tussen de halve schalen van de be kende houders, welke zone zich uitstrekt langs een beschrijvende lijn in een symmetrievlak van de houder zelf, is de lengte gelijk aan tweemaal de houderlengte en tweemaal de houderdiameter of -breedte.

30 Daarentegen zal bij toepassing van een flexibel membraan volgens de uitvinding, de lengte van de verbindingszone voor het flexibele membraan gelijk zijn aan de omtrek van de houder.

Tenslotte is het door de cylindrische vorm van het flexibele membraan volgens de uitvinding ook mogelijk ruimten binnen steun-35 kolommen van buitengaatse boorplatforms te benutten voor opslag van fluxda, zonder dat voor dit doel speciale houders behoeven te worden ontworpen.

800 2 8 64 -8-

Het is duidelijk, dat de uitvinding niet is "beperkt tot de beschreven uitvoeringsvormen van de flexibele structuur voor het scheiden van fasen in fluidum-opslaghouders en tot de beschreven vervaardigingsverkwijze, maar dat diverse wijzigingen binnen het 5 raam van de uitvinding mogelijk zijn.

800 2 8 64

Claims (5)

1. 2. Flexibel membraan volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het cilindrische element aan een einde gesloten is, volgens een lijn, terwijl het tegenover liggende einde waterdicht volgens zijn omtrek met de houder is verbonden. 3._ Flexibel membraan volgens conclusie 1 of 2, met het 10 kenmerk, dat het cylindrische element is voorzien van tenminste een strook flexibel materiaal, dat schroeflijnvormig is gewikkeld * met overlappende randen van de opeenvolgende windingen. b. Flexibel membraan volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het cylindrische element coaxiaal 15 ten opzichte van de houder is aangebracht.
2. 5- Flexibel membraan volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het cylindrische membraan afmetingen heeft, die niet kleiner zijn dan de binnenafmetingen van de houder.
3. 6. Werkwijze voor het vervaardigen van een flexibel mem-20 braan in de vorm van een cylindrisch element, gekenmerkt door de hierna volgende stappen: a) het vormen van een buis door wikkeling van een strook niet gevulcaniseerd flexibel materiaal op een doren; b) het uitoefenen van druk op het buitenoppervlak van de 25 in fase (a) verkregen buis en c) het vulcaniseren van de buis, terwijl op het buitenoppervlak druk wordt uitgeoefend.
4. 7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de druk op het buitenoppervlak van de buis wordt opgewekt door 30 omwikkeling.
5. 8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de op de buis uitgeoefende druk tijdens- het vulcaniseren het resultaat is van de thermische uitzetting van het elastomere materiaal van de buis en thermische krimp van de omwikkeling. 80 0 2 8 64