DE102006008285A1

DE102006008285A1 - Betonbehälter für Vakuumanwendungen

Info

Publication number: DE102006008285A1
Application number: DE102006008285A
Authority: DE
Inventors: Axel Dr. Rückert
Original assignee: HOFMANN MESS und AUSWUCHTTECHN; Hofmann Mess und Auswuchttechnik GmbH and Co KG
Current assignee: HOFMANN MESS und AUSWUCHTTECHN; Hofmann Mess und Auswuchttechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2007-08-23
Also published as: US20080149635A1; WO2007095888A2; WO2007095888A3; EP1986936A2

Abstract

Ein Behälter (1) mit einer Hülle (2) aus Beton ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (2) des Behälters (1) innen oder außen eine Beschichtung (3) mit einer Haftzugfestigkeit aufweist, die mindestens einer Außendruckbeanspruchung von 1 bar entspricht. Der Beton ist als Stahlbeton ausgebildet, und die Beschichtung (3) ist ein Kunststoff, vorzugsweise ein Epoxidharz.

Description

Die Erfindung betrifft einen Betonbehälter für Vakuumanwendungen.

Aus dem Stand der Technik sind Betonbehälter bekannt, um darin gefährliche Versuche und Verfahren durchzuführen, ohne die Umgebung zu gefährden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen Betonbehälter kostengünstig derart weiter zu entwickeln, dass darin auch Verfahren und Versuche durchgeführt werden können, die unter Vakuumbedingungen durchzuführen sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Behälter aus Beton innen oder außen mit einer Beschichtung versehen wird, die eine Haft-Zugfestigkeit aufweist, die mindestens einer Außendruckbeanspruchung von 1 bar entspricht.

Ein solcher Behälter ist kostengünstig herzustellen und einfach zu handhaben, da innerhalb oder außerhalb eines solchen Betonbehälters keine zusätzliche Vakuumhülle z.B. aus Stahl installiert werden muss.

Des weiteren nutzt ein solcher Behälter den zur Verfügung stehenden Raum besonders effizient aus, da weder innerhalb noch außerhalb des Behälters zusätzlicher Raum für eine zusätzliche Vakuumhülle benötigt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Behälter aus Stahlbeton ausgebildet. Dies ermöglicht insbesondere bei größeren Behältern eine stabile aber dennoch kostengünstige und zeitsparende Herstellung.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung einen geeigneten Kunststoff, insbesondere ein geeignetes Epoxidharz umfasst. Kunststoffe bzw. Epoxidharze mit der notwendigen Luftdichtigkeit und Haft-Zugfestigkeit sind kostengünstig und lassen sich vor dem Aushärten besonders einfach zu einer Beschichtung eines Behälters in einer beliebigen Form verarbeiten. In einer besonderen Ausführungsform ist das Epoxidharz ein Zwei-Komponenten-Epoxidharz.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform verfügt der Behälter über Saugstutzen und Öffnungsklappen, wodurch der Behälter besonders einfach evakuiert werden kann und die für die unter Vakuumbedingungen durchzuführenden Verfahren notwendigen Gerätschaften besonders einfach in das Innere des Behälters gebracht werden können.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstutzen und Öffnungsklappen über geeignete Flanschadapter in den Beton eingegossen sind. Dadurch lassen sich die Saugstutzen und Öffnungsklappen besonders einfach öffnen und schließen, warten und bei Bedarf austauschen, ohne den Beton oder die Vakuumbeschichtung zu beschädigen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter ausgestaltet ist, luftdicht verschlossen und über einen Vakuumpumpstand bis auf einen gewünschten Enddruck evakuiert zu werden. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung können in dem erfindungsgemäßen Behälter einfach und kostengünstig Versuche und Verfahren unter Vakuumbedingungen durchgeführt werden.

Das Auswuchten und Schleudern von Rotoren für hochtourige Maschinen erfordert besondere Sicherheitsvorkehrungen, da von sehr schnell laufenden Rotoren, die bei der Beschleunigung auf ihre Maximaldrehzahl auch kritische Drehzahlbereiche durchlaufen müssen, verschiedene Gefahren ausgehen. So können sich Auswuchtgewichte oder Teile des Rotors lösen, die dann mit hoher Energie weggeschleudert werden. Im Extremfall kann es auch zum Bruch des Rotors kommen. Um ernste Schäden durch die bei solchen Schäden entstehenden hochenergetischen Geschosse zu verhindern, werden größere Rotoren in Einhausungen aus Stahlbeton ausgewuchtet.

Während unbeschaufelte Rotoren unter atmosphärischen Bedingungen ausgewuchtet und geschleudert werden, würde der Luftwiderstand bei beschaufelten Rotoren, wie z.B. Turbinen, zu einer unzulässigen Aufheizung des Rotors führen und extrem hohe Antriebsleistungen erfordern. Deshalb werden beschaufelte Rotoren unter Vakuumbedingungen ausgewuchtet und geschleudert. Die dafür notwendigen Einhausungen werden bisher so aufgebaut, dass um den Rotor zunächst eine vakuumdichte Stahlhülle aufgebaut wird, die der Außendruckbelastung standhält. Diese Stahlhülle wird dann mit Stahlbeton umgossen, um die Umgebung vor Bauteilen zu schützen, die möglicherweise von dem Rotor weggeschleudert werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Betonbehälter dementsprechend ausgebildet ist, um in seinem Inneren Rotoren unter Vakuumbedingungen auszuwuchten. Dadurch können Rotoren kostengünstig und sicher unter Vakuumbedingungen ausgewuchtet werden.

Bei derartigen Behältern ist vorteilhaft, dass Teile eines Rotors oder Auswuchtgewichte, die sich bei hohen Drehzahlen von dem Rotor lösen und mit hoher Energie weggeschleudert werden können, sicher abgefangen werden. Dadurch können Rotoren kostengünstig unter Vakuumbedingungen ausgewuchtet werden, ohne die Umgebung durch Teile zu gefährden, die bei möglichen Schäden mit hoher Energie von dem Rotor weggeschleudert werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den auszuwuchtenden Rotoren um Turbinen oder Kompressoren handelt, die mit Schaufeln ausgestattet sind. Dabei können die Rotoren so gestaltet sein, dass die Schaufeln selbst am Rotor befestigt sind oder die Rotoren beschaufelte Laufräder tragen. Dadurch können Turbinen oder Kompressoren kostengünstig und sicher ausgewuchtet werden, ohne dass größere Ventilationsverluste u. a. zu einer unzulässigen Aufheizung des Rotors und der Notwendigkeit für extrem hohe Antriebsleistungen führen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die auszuwuchtenden Rotoren für den Einsatz in Motoren oder Generatoren ausgebildet sind und elektrische Wicklungen umfassen. Dadurch können für den Einsatz in Motoren oder Generatoren vorgesehene Rotoren besonders kostengünstig in Vakkumbehältern ausgewuchtet werden, ohne dass Teile der Wicklungen, die sich bei hohen Drehzahlen möglicherweise von dem Rotor lösen, die Umgebung gefährden.

Die Erfindung wird deutlicher durch die nachfolgende, ausführliche Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei
die 1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Behälter 1 zeigt.
Eine Rotationsachse 7 läuft in der Mitte der Figur horizontal von links nach rechts. Das in der 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Behälters 1 ist rotationssymmetrisch um die Rotationsachse 7.
Ganz links zeigt die 1 eine Öffnungsklappe 5, die an einem Stahlflansch 4 befestigt ist. Die Öffnungsklappe weißt eine kreisförmige Nut 5a auf, in die ein Dichtungsring 11 eingelassen ist. Solche Dichtungsringe 11 sind dem Fachmann bekannt und z.B. aus Gummi oder Kautschuk hergestellt. Dieser Dichtungsring 11 schließt die Verbindung zwischen Öffnungsklappe 5 und dem Stahlflansch 4 luftdicht ab.
An den Stahlflansch 4 schließt sich auf der rechten Seite eine Klebeschicht 10 an, auf welche die Betonhülle 2 folgt. Die Klebeschicht verbindet den Stahlflansch 4 luftdicht mit der Betonhülle 2. In einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform ist der Stahlflasch 4 ohne Verwendung einer Klebeschicht 10 luftdicht in die Betonhülle 2 eingegossen.
Die Betonhülle 2 weist um die Rotationsachse 7 einen rotationssymmetrischen Innenraum 8 auf.
Die Betonhülle 2 ist auf der dem Innenraum 8 zugewandten Seite vollständig mit einer Beschichtung 3 bedeckt. Die Beschichtung 3 weist eine Haft-Zugfestigkeit auf, die mindestens einer Außendruckbeanspruchung von 1 bar entspricht. In einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform ist die Beschichtung 3 auf den Außenwänden 9a, 9b der Betonhülle aufgebracht.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht die Beschichtung 3 aus einem geeigneten Kunststoff und insbesondere aus einem geeigneten Epoxiharz. Solche Kunststoffe sind kostengünstig, sehr haltbar und können besonders einfach an unterschiedliche Formen des Innenraumes angepaßt und verarbeitet werden.
An dem in der 1 rechts dargestellten Ende der Betonhülle 2 ist ein Stahlflansch 6 luftdicht in die Betonhülle 2 eingegossen. Über diesen Stahlflansch kann z. B. eine in der 1 nicht dargestellte Vakuumpumpe angeschlossen werden, um den Innenraum 8 des Behälters zu evakuieren.
In einer nicht gezeigten alternativen Ausführungsform ist der Stahlflansch 6 mittels einer Klebeschicht 10 luftdicht an der Betonhülle 2 befestigt.
Durch die Öffnungsklappe 5 werden die für die unter Vakuumbedingungen durchzuführenden Versuche und Verfahren benötigten Versuchs- und Verfahrensanordnungen in den Behälter 1 eingebracht und später wieder aus diesem entfernt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird eine Auswuchtvorrichtung zum Auswuchten von Rotoren in den Behälter eingebracht.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei den auszuwuchtenden Rotoren um Turbinen oder Kompressoren mit Schaufeln oder um Motoren oder Generatoren mit elektrischen Wicklungen.

Claims

Behälter (1) mit einer Hülle (2) aus Beton, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle (2) des Behälters (1) innen oder außen eine Beschichtung (3) mit einer Haftzugfestigkeit aufweißt, die mind. einer Außendruckbeanspruchung von 1 bar entspricht.
Behälter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beton als Stahlbeton ausgebildet ist.
Behälter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (3) einen Kunststoff umfasst.
Behälter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Epoxidharz umfasst.
Behälter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Epoxidharz ein Zwei-Komponenten-Epoxidharz ist.
Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter über Saugstutzen und Öffnungsklappen (5) verfügt.
Behälter (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstutzen und Öffnungsklappen (5) an Flanschadaptern (6) befestigt sind, die in die Hülle (2) eingegossen sind.
Behälter (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugstutzen und Öffnungsklappen (5) an Flanschadaptern (6) befestigt sind, die durch eine Klebeschicht (10) an der Hülle (2) befestigt sind.
Behälter (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) ausgebildet ist, luftdicht verschlossen und über einen Vakuumpumpstand bis auf einen gewünschten Enddruck evakuiert zu werden.
Behälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) dimensioniert ist, um in seinem Innenraum (8) Rotoren unter Vakuumbedingungen auszuwuchten.
Behälter (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Rotoren um Turbinen oder Kompressoren handelt.
Behälter (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren Schaufeln umfassen.
Behälter (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln selbst im Rotor befestigt sind.
Behälter (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren beschaufelte Laufräder tragen.
Behälter (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotoren für den Einsatz in Elektromotoren oder Generatoren ausgebildet sind und Wicklungen umfassen.