DE19641712C1 - Gasbehälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbehälter, in dem das Gasvolumen durch eine gewichtsbelastete, flexible Membrane begrenzt wird, und bei dem in das durch die Membrane begrenzte Volumen eine Gaszu- und -abfuhrleitung mündet.

Derartige Gasbehälter - insbesondere für kleinere zu speichernde Gasvolumina - mit flexibler Membran werden derzeit im wesentli­ chen in zwei Ausführungen eingesetzt.

Bei einer ersten Ausführungsform befindet sich in einem Schutz­ kasten aus Blech oder ähnlichen Materialien ein geschlossener Membransack, der lediglich über eine Gaszu- bzw.-abfuhr ver­ fügt. Leichte Gewichte, die von oben auf den Membransack ge­ setzt werden, verhindern eine völlig unkontrollierte Ausdehnung des Sacks, wenn dieser mit Gas gefüllt wird.

Diese Speicher werden als drucklos bezeichnet, d. h., daß der Gasdruck im Innern des Membransacks nicht ausreicht, um ohne zusätzliche Vorkehrungen Gas an den jeweiligen Verbraucher zu liefern. Es ist daher ein Gebläse zur Aufbringung dieses Vor­ drucks nötig. Es wird also immer Hilfsenergie zur Versorgung der Verbraucher benötigt, was aber dann problematisch wird, wenn der Verbraucher selbst Aufgaben der Notstromversorgung zu erfüllen hat. Außerdem erlaubt diese Bauart nur eine sehr unzu­ reichend exakte Füllstandsanzeige, da die Gewichte den Membran­ sack in undefinierter Weise verformen. Darüber hinaus ist der Membransack durch den direkten Kontakt mit den Gewichten einem gewissen Verschleiß ausgesetzt.

Bei der zweiten bekannten Ausführungsform ist in einen vorzugs­ weisen liegenden, im Querschnitt ovalen Behälter in halber Höhe eine Membranfolie eingespannt, die die obere Begrenzung des Gasvolumens bildet. Mit der Folie verbunden ist eine Ballast­ decke, die die zur Erzeugung des Gasdrucks erforderliche Kraft durch Ballastgewichte aufbringt.

Da diese Ballastgewichte erheblich sind, muß die Decke geführt werden, wozu teleskop- oder scherenartige Führungssysteme ein­ gesetzt werden, die im oberen Scheitel des ovalen Behälters montiert sind und mit der Ballastdecke bzw. den Ballastgewich­ ten verbunden sind.

Diese Ausführungsform benötigt keine Fremdenergie zur Versor­ gung der Verbraucher, allerdings ist die Konstruktion sehr auf­ wendig und kostenintensiv.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gasbehäl­ ter der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß seine Füllung und Entleerung derart kontrolliert vonstatten geht, daß der Füllstand jederzeit exakt ablesbar ist und Hilfsenergie zur Versorgung der Verbraucher nicht notwendig ist, der jedoch eine einfache Bauart aufweist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 dadurch, daß in einem Gestell, das in Länge und Breite der Länge und dem Durchmesser der Membran ent­ spricht, eine konvexe Auflage vorgesehen ist, oberhalb welcher die das Gasvolumen aufnehmende, allseitig geschlossene Membran in einem Rahmen angeordnet ist, der in Führungen infolge seines Eigengewichts gegen den Membraninnendruck vertikal in Richtung Auflage im Gestell verschiebbar ist.

Dabei preßt sich der Membransack derart in den Rahmen, daß sich beim Entleerungsvorgang und der hierdurch erfolgenden Ab­ senkung des Rahmens die obere Membranhälfte auf die untere fal­ tet und beide Lagen übereinander auf der Auflage zu liegen kom­ men, die auch bei Zwischenfüllständen als Stütze des Membran­ sacks dient, der zudem je nach Füllstand immer eine definierte Geometrie aufweist. Somit ist der Füllstand jederzeit exakt ab­ lesbar.

Das Gas kann unter Verbraucherbedarfsdruck ( üblicherweise bis 50 m bar ü ) gespeichert werden, so daß keine Hilfsenergie von außen zugeführt werden muß. In der Regel reicht das Eigenge­ wicht des Rahmens, um diesen Druck aufzubringen und aufrechtzu­ erhalten.

Durch die exakte Füllstandsablesbarkeit und die Möglichkeit, das Gas unter Verbraucherbedarfsdruck zu speichern ergibt sich der weitere Vorteil, daß nachgeschaltete Verbraucher exakt ge­ steuert werden können.

Da keinerlei Ballastgewichte direkt mit der Membran in Berüh­ rung kommen, ist eine schonende Behandlung der Membran beim Füllen und Entleeren gewährleistet. Somit können auch übliche Klärgasmembranen eingesetzt werden.

Die Membran hat eine lange Lebensdauer, da kaum Verschleiß auf­ tritt, sie gewährleistet darüberhinaus eine hohe passive Be­ triebssicherheit.

Alles in allem ist die erfindungsgemäße Konstruktion einfach aufgebaut, wartungsarm und preiswert.

Gemäß Anspruch 2 ist das Gestell quaderförmig und vorzugsweise nach Anspruch 7 ein oben offener Normcontainer (20 oder 40 Fuß), und der Membransack ist in gefülltem Zustand zylinderför­ mig oder im Querschnitt oval ausgebildet, wobei gemäß Anspruch 8 die Stirnseiten halbkugelförmig oder halbkugel-halbzylinder­ förmig sind.

Nach Anspruch 3 hat die Auflage einen U-förmigen Querschnitt, wobei der gekrümmte Bereich zwischen den U-Schenkeln als ei­ gentliche Auflagefläche für den Membransack dient. Die U-Schen­ kel weisen zur Gestellwand einen gewissen Abstand auf, so daß der Rahmen, der den Membransack hält, in diese Zwischenräume eintauchen kann, bis sich die Anschlagpunkte der Membran am Rahmen in Höhe der Krümmungsenden des U-Profils befinden und die zusammengelegte Membran voll flächig auf diesem Profil auf­ liegt.

Vorteilhafter Weise besteht die Auflage dabei aus einem glat­ ten, gewalzten Blech.

Die Auflage ist mit ihren nach unten weisenden Schenkeln auf dem Boden des Gestells ( Containers ) befestigt.

Die Führungen für den Rahmen sind gemäß Anspruch 5 derart aus­ gestaltet, daß sie als mindestens zweiteilige, um Gelenke klappbare Schienen ausgebildet sind, wobei ein Teilstück vom oberen Rand des Gestells in dieses hineinreicht und das minde­ stens eine andere Teilstück im aufgeklappten Zustand über den Rand des Gestells hinausragt. Im vollständig gefüllten Zustand des Membransacks ragt somit auch der Rahmen, der den Membran­ sack übergreifende Vorsprünge aufweist, ebenfalls über das Ge­ stell hinaus. Bei der Versorgung von Verbrauchern sackt die Membran langsam in sich zusammen, wobei der Rahmen in das Ge­ stell eintaucht und dabei infolge seines Eigengewichts den Druck im Inneren der Membran aufrechterhält. Ist die Membran vollständig entleert, ist der Rahmen gänzlich in das Gestell eingetaucht. Jetzt können die oberen Führungsteile eingeklappt werden, so daß der Behälter wie ein normaler Container trans­ portiert werden kann, da dessen Höhenabmessungen nunmehr das übliche Maß nicht mehr überschreiten.

Damit das Absenken und das Anheben des Rahmens in den Führungen reibungsarm vor sich gehen kann, sind nach Anspruch 6 am Rahmen Rollen angeordnet, die in den Führungsschienen abrollen.

Werden andere (höhere) Drücke in der Membran gewünscht, kann das Gewicht des Rahmens durch Auflegen von Ballastgewichten vergrößert werden, wie es der Anspruch 9 vorschlägt.

Durch die besondere Ausgestaltung der Auflage ist der Raum im Gestell unterhalb der Auflage zugänglich und kann für Sicher­ heitsorgane oder ähnliches Behälterzubehör benutzt werden.

Die Gaszufuhr- bzw. -abfuhrleitung befindet sich vorzugsweise auf der Unterseite der Membran am Scheitelpunkt der Auflage, in welcher eine Öffnung vorgesehen ist, durch die die Leitung mit Spiel hindurch geführt ist, d. h., die Leitung ist nicht starr mit der Auflage verbunden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen darge­ stellt und näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Behälter mit vollständig gefüllter zylindrischer Mem­ bran,

Fig. 2 Behälter gemäß Fig. 1 bei minimalem Füllstand,

Fig. 3 Behälter gemäß den Fig. 1 und 2 in einer Zwischenstellung,

Fig. 4 zylindrischer Membransack in Seitenansicht,

Fig. 5 Behälter mit vollständig gefüllter ovaler Membran.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Gasbehälter dargestellt und all­ gemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Der Gasbehälter 1 be­ steht im wesentlichen aus einem Gestell 2, das ein oben offener Normcontainer sein kann. Innerhalb des Gestells 2 ist eine Auf­ lagekonstruktion 3 angeordnet, die im Querschnitt ein U-förmi­ ges Profil aufweist. Mit den U-Schenkeln 4 steht die Auflage 3 auf dem Gestellboden 5 auf. Die U-Schenkel 4 weisen einen Ab­ stand a zu den Gestellwänden auf, so daß Führungsschienen 6, die mit einem Teil 7 über den Rand des Gestells 2 hinausragen, an den U-Schenkeln 4 vorbei bis zum Boden des Gestells 2 ange­ ordnet werden können. Der Abstand a ist weiterhin so bemessen, daß noch ein weiterer Zwischenraum zwischen den U-Schenkeln 4 und den Führungsschienen 6 verbleibt, in den ein Rahmen 8 ein­ tauchen kann, in dem oberhalb der Auflage 3 ein zylinderförmi­ ger Membransack 9 befestigt ist. Die Befestigungspunkte 10 sind so gewählt, daß bei vollständig eingetauchtem Rahmen, d. h. bei vollständig entleertem Membransack die Hälften der Membranwan­ dung aufeinander gefaltet die Krümmung des U-förmigen Auflage­ profils vollständig bedecken. Am Rahmen 8 sind seitlich Rollen 11 angeordnet, die in den Führungen 6 abrollen. An der Ober­ kante des Rahmens 8 sind horizontal verlaufende Stege 12 vorge­ sehen, auf denen zusätzlich Ballastgewichte 13 auflegbar sind. Die Längen der Rahmenseitenteile 14 sind so bemessen, daß sie die zusammengefaltete Membrane umschließen und den Rahmen mit dem Führungssystem sicher führen.

Der Raum unterhalb der Auflagekonstruktion 3 bleibt frei und kann somit beispielsweise für Sicherheitsorgane oder ähnliches Behälterzubehör benutzt werden. Darüber hinaus wird von hier aus durch eine Öffnung im Scheitelpunkt der Auflage 3 die Zu- und Abfuhrleitung 15 in die Membran 9 geführt. Die Öffnung ist so bemessen, daß die Leitung 15 mit einem gewissen Spiel hin­ durchgeführt werden kann, so daß diese nicht starr mit der Auf­ lage verbunden ist.

Die Führungsschienen können so ausgestaltet sein, daß das über den Behälterrand, der entsprechend verstärkt ausgeführt ist, hinausragende Teilstück 7 um ein Gelenk umklappbar ist, was je­ doch in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen anschaulich die verschiedenen Füll­ zustände der Membran 9. Insbesondere ist deutlich dargestellt, wie sich der Membransack 9 im Laufe seiner Entleerung über die konvexe Auflage 3 zieht.

Die Fig. 4 zeigt einen vollständig gefüllten Membransack 9, der aus einem zylindrischen Teil 16 und halbkugelförmigen Stirnseiten 17 besteht.

Der Inhalt des Gasspeichers bzw. des Membransacks 9 wird aus dem Höhenstand umgerechnet und angezeigt.

Claims (10)

1. Gasbehälter, in dem das Gasvolumen durch eine gewichtsbelastete flexible Membran begrenzt wird, und bei dem in das durch die Membran begrenzte Volumen eine Gaszu- und -abfuhrleitung mündet, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gestell (2), das in Länge und Breite der Länge und dem Durchmesser der Membran (9) entspricht, eine konvexe Auflage (3) vorgesehen ist, oberhalb welcher die das Gasvolumen aufnehmende, allseitig geschlossene Membran (9) in einem Rahmen (8, 12, 14) angeordnet ist, der in Füh­ rungen (6, 7) infolge seines Eigengewichts vertikal in Richtung Auflage (3) im Gestell (2) verschiebbar ist.

2. Gasbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (2) quaderförmig und die Membran (9) im wesentlichen zylinderförmig oder im Querschnitt oval aus­ gebildet ist.

3. Gasbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (3) im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist und der Abstand vom Scheitelpunkt des U zum Gestellbo­ den (5) derart bemessen ist, daß bei vollständig in das Gestell (2) eingefahrenem Rahmen (8, 12, 14) die entleerte und aufeinandergefaltete Membran (9) die konvexe Oberflä­ che der Auflage (3) bedeckt.

4. Gasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszu- und -abfuhrleitung (15) mit Spiel durch eine im Scheitelpunkt der Auflage (3) angeordnete Öffnung hin­ durchgeführt ist.

5. Gasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (6, 7) als mindestens zweiteilige, um Ge­ lenke klappbare Schienen ausgebildet sind, wobei ein Teil­ stück vom oberen Rand des Gestells (2) in dieses hinein­ reicht und das mindestens eine andere Teilstück (7) im aufgeklappten Zustand über den Rand des Gestells (2) hin­ ausragt.

6. Gasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen (14) Rollen (11) gelagert sind, die in den Führungen (6, 7) abrollen.

7. Gasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (2) ein oben offener Container ist.

8. Gasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten (17) der zylinderförmigen Membran (9) halbkugelförmig bzw. der ovalen Membran halbkugel-halbzy­ lindrisch ausgebildet sind.

9. Gasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rahmen (12) Zusatzgewichte (13) anbringbar sind.

10. Gasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (3) aus einem glatten, gewalzten Blech be­ steht.