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Großraumbehälter mit Dehnungsbälgen Die Wände von Großraumbehältern,
wie sie sowohl ortsfest als auch für Transportzwecke auf Lastwagen, Zisternenwagen
und Schiffen Verwendung finden, können infolge Temperaturschwankungen der darin
enthaltenen Materialien großen Dehnungen oder Zusammenziehungen ausgesetzt sein
und müssen andererseits wegen der Art des Inhaltes häufig aus teuren Metallen, wie
Kupfer, Nickelstahl, Leichtlegierung, hergestellt werden. Deshab ist man bestrebt,
ihre Wände aus schwachen Blechen herzustellen, um eine dichte, durch den Inhalt
unangreifbare Hülle zu bilden; die mechanische Festigkeit der Hülle wird durch einen
äußeren Aufbau aus Stahl oder Beton erreicht, auf dem sich die schwachen Blechhüllenwände
abstützen. Die Unterschiede im Ausdehnungskoeffizienten des Hüllenwerkstoffs und
des den äußeren Aufbau bildenden Werkstoffes können jedoch bei starken Temperaturschwankungen
Kräfte erzeugen, die zu Verformungen und sogar zu Zerstörungen der Behälter führen.
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Bekannt sind ferner Behälter aus elastischem Material, wie Kautschuk,
die besonders als Luftbehälter für Kompressoren bestimmt sind. Ihnen fehlt jedoch
ein starrer Rahmen, der ein echtes Gerippe zum Abstützen und Tragen der Behälterwände
darstellt, denn ein Großraumbehälter zur Lagerung und zum Transport von Massengütern,
wie verflüssigten Gasen, z. B.
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Methan, läßt sich aus Kautschuk od. dgl. nicht herstellen, weil die
Bälge sich unter dem hohen Gewicht des Inhaltes deformieren würden. Außerdem verliert
Kautschuk seine Elastizität bei der Temperatur flüssigen Methans. Ferner wurde ein
Behälter beschrieben, der als ganzes aus einem Balg gebildet sein soll, ohne daß
ein hierfür geeignetes Balgmaterial näher angegeben wäre. Da wiederum ein starrer
Stützrahmen oder ein sonstiger starrer äußerer Aufbau fehlt, kommt dieser Behälter
nur zur Aufnahme kleiner Flüssigkeitsmengen in Betracht, und die Herstellung eines
Großraumbehälters in dieser Weise wäre äußerst umständlich.
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Die Erfindung geht deshalb von dem üblichen Großraumbehälter mit
Dehnungsbälgen aus, dessen Wände von schwachen Blechen gebildet werden, welche sich
auf einem äußeren starren Aufbau abstützen. Sie vermeidet aber die sich aus den
starken Temperaturunterschieden und Temperaturschwankungen ergebenden, oben geschilderten
Schwierigkeiten.
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Gemäß der Erfindung sind die starren Wände, z. B. die Seitenwände
des Großraumbehälters, vermittels Bälgen an einem starren Innenrahmen befestigt,
dessen Teile z. B. in Gestalt von Eckständern bzw. Balken in an sich bekannter Weise
die Behälterkanten bilden.
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Der Behälter ist durch Zugstangen verstärkt, die die Eckständer des
Rahmens so miteinander verbinden, daß in waagerechten und lotrechten Ebenen liegende
zusätzliche starre Rahmen entstehen. Die Erfindung sieht auch vor, daß die Bälge
durch schwache Tafeln gebildet sind, die verhältnismäßig lang und an ihren Kanten
durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die
Bälge mit Hilfe von festen Wänden geführt, die mit dem starren Rahmen fest verbunden
sind und deren Breite gleich der geringsten Höhe der Bälge in zusammengedrücktem
Zustand ist, wobei diese Wände in unmittelbarer Nähe der Falten der Bälge angeordnet
sind.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform werden die Bälge
durch bewegliche Wände geführt, welche an den Wänden des Behälters befestigt sind
und bei ihrer Verschiebung durch in den als starres Gerippe ausgebildeten Eckständern
des Behälters angeordnete Nuten geführt sind.
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Bei wieder einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Bälge
durch starre Profilteile verstärkt, die auf einer Seite zwischen die verformbaren
Teile der Bälge eingesetzt und gegeneinander verschiebbar sind.
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Bei dem Behälter nach der Erfindung ist vorteilhaft der Boden in
seinem Zentrum an dem äußeren Aufbau mit Hilfe von gekreuzten Rippen oder Nuten
verankert,
die senkrecht zu den Seiten des Behälters liegen und
in gekreuzte Nuten des äußeren Aufbaues so eingreifen, daß sie gleichzeitig die
Führung während der Dehnungs- und Zusammenziehungsbewegung des Bodens bewirken.
Die die Decke des Behälters bildende Wand ist in leerem Zustand des Behälters durch
Stützteile gehalten, die an den die oberen Teile des starren Rahmens verbindenden
waagerechten Zugstangen befestigt sind. Ferner kann der Boden die Form einer Schale
haben, die ohne Zuhilfenahme von Bälgen unmittelbar mit dem starren Rahmen verbunden
ist.
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Schließlich hat es sich bisweilen als vorteilhaft erwiesen, den Behälter
nach der Erfindung durch mehrere aneinander angesetzte Elementarbehälter zu bilden,
die miteinander durch Bälge in Verbindung stehen.
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beispielhafte Ausbildungen
zeigende Zeichnung erläutern.
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Fig. 1 zeigt einen Behälter mit Bälgen in einem waagerechten Schnitt;
Fig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht desselben; Fig.3 ist eine schaubildliche
Ansicht eines Behälters nach Entfernung der Decke; F i g. 4 bis 7 zeigen im Querschnitt
mehrere Ausführungsformen der Bälge; Fig. 8 zeigt schaubildlich einen Behälter,
dessen Wände gebogene Formen haben; Fig. 9 zeigt in einem waagerechten Schnitt einen
Behälter mit mehreren Abteilungen; Fig. 10 und 11 zeigen in einer geschnittenen
Seitenansicht zwei Ausführungsformen der Verankerung und Führung des Bodens des
Behälters; Fig. 12 zeigt schaubildlich unter Wegbrechung von Teilen den Zusammenbau
des inneren starren Gerippes eines erfindungsgemäßen Behälters.
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Der in F i g. 1 bis 3 dargestellte Behälter hat eine parallelepipedische
Form und besteht im wesentlichen aus einem inneren starren Rahmen aus vier Eckständern
1, 2, 3, 4, welche an einem schalenförmigen Boden 5 (Fig. 12) befestigt und an ihren
oberen Enden durch vier waagerechte Balken 6, 7 (Fig.2) miteinander verbunden sind.
An den das Gerippe des Behälters bildenden waagerechten und lotrechten Teilen sind
die lotrechten Wände 8, 9, 10, 11 und die Decke 12, welche aus dünnen Blechen bestehen,
mit Hilfe von rechteckigen Ausdehnungsbälgen 13, 14, 15, 16 befestigt, welche auch
abgerundete Ecken haben können, wie für den Balgl7 in Fig. 2 dargestellt, wobei
sich diese Wände an dem aus einem geeigneten Werkstoff hergestellten äußeren Aufbau
18 abstützen.
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Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann das starre Gerippe des Behälters
durch einen oder mehrere zusatzliche Rahmen verstärkt werden, welche z. B. durch
waagerechte Zugstangen 19, 20, 21, 22 und 19', 20', 21', 22' gebildet werden, welche
die Ständer 1 bis 4 des Hauptrahmens miteinander verbinden. Wie aus Fig. 12 hervorgeht,
kann diese Verstärkung durch Querrahmen 23, 23' vervollständigt werden, deren obere
waagerechte Seiten mit Platten 24, 24' versehen sind, auf welchen sich die Decke
12 des Behälters abstützt, wenn dieser leer ist. Es können geeignete Einrichtungen
vorgesehen werden, um die Seitenwände 8 bis 11 zu versteifen und ihnen während des
Zusammenbaus und wenn der Behälter leer ist, einen geeigneten Halt zu geben.
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Die in Fig. 8 dargestellt, können gewisse Wände des Behälters, anstatt
eben zu sein, eine gewisse Krümmung aufweisen, wie die Wand 25, z. B. wenn die Behälter
in den Laderäumen von Schiffen angeordnet-sind und sich der Form des Rumpfes dqrselben
anpassen sollen.
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Falls die in dem Behälter enthaltene Flüssigkeit einen starken Druck
auf die Bälge ausübt, zeigen diese die Neigung, sich zu verformen und auszubauchen.
Diesem Nachteil kann auf verschiedene Weise abgeholfen werden. Bei der Ausführung
der F i g. 4 werden die Teile 26, 26', 26" usw. der Bälge durch flache Tafeln gebildet,
deren Ränder durch eine dichte Schweißnaht 27, 27' usw. vereinigt sind.
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Der Druck übt dann nur eine geringe Kraft in den inneren Falten aus,
welche nur eine kleine Oberfläche besitzen, auf welche der Druck wirken kann.
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Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführung werden die Verformungen
der Bälge durch Führungsplatten 28, 28' verhindert, welche an dem Eckständer 1 des
Gerippes befestigt sind oder mit diesem ein Stück bilden. Dieser Eckständer hat
hier die Form eines Winkeleisens, an welchem die Bälge 13, 14 befestigt sind. Bei
der Ausführungsabwandlung der F i g. 6 sind die Führungsplatten an den Wänden 8,
9 des Behälters befestigt, und ihre Unterkante wird bei der Verschiebung bei Dehnungen
oder Zusammenziehungen der Bälge 13, 14 in Nuten 29, 29' geführt, welche in dem
massiven Ständer 1 des Gerippes ausgearbeitet sind.
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Bei der Ausführung der F i g. 7 sind starre Profilteile 30, 30' usw.
in die nach außen offenen Falten des Balgs eingesetzt. Diese starren Profilteile
30, 30' sind gegeneinander so verschiebbar, daß sie die Ausdehnung und die Zusammenziehung
der nach außen offenen Teile 31, 31' der Bälge zulassen, aber Störverformungen in
einer zu der Zusammenziehungs-und Ausdehnungsbewegung senkrechten Richtung verhindern,
welche von einer Ausbauchung der Bälge durch den in dem Behälter herrschenden Druck
herrühren können.
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Wie in Fig.9 dargestellt, ermöglicht die Erfindung die Herstellung
von Behältern mit mehreren Abteilungen 32, 32', 32" usw., deren jede durch einen
Behälter der obigen Art gebildet wird, wobei jedoch eine oder zwei Seitenwände fortgefallen
sind, wobei die hierdurch entstehenden Öffnungen von zwei nebeneinanderliegenden
Behältern durch Verbindungsbälge 33, 33' miteinander verbunden sind. Jede Abteilung
des Mehrfachbehälters ist durch ihren Boden an dem äußeren Gebilde so verankert,
daß ein »Kriechen« des Behälters unter der Einwirkung einer unsymmetrischen Dehnungs-
oder Zusammenziehungsbewegnng verhindert wird. Diese Maßnahme ist natürlich auch
auf die einfachen Behälter der Fig. 1 bis 3 und 8 und 12 anwendbar. Hierfür weist
der Boden 5 eines jeden Behälters gekümpelte, sich rechtwinklig schneidende Nuten
34, 35 auf, in welche an dem äußeren Aufbau 18 (Fig. 10) vorgesehene Rippen 36 eingreifen.
Das Zentrum 37 des Bodens 5 des Behälters bildet dann einen Festpunkt, während die
Dehnungs- und Zusammenziehungsbewegungen des Bodens 5 durch die Nuten 34 und die
Rippen 36 geführt werden. Bei der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsabwandlung
kann der Boden gekümpelte Rippen 38 aufweisen, welche an dem Boden vorspringen und
in Nuten 39 des äußeren Gebildes eingreifen.