DE19807887C2 - Einspannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung für flexible Membranen als gasdichte Abdeckung von Behältern zur Speicherung von Gasen im Niederdruckbereich, durch welche die Membran am Behältergehäuserand fixiert wird.

In Gasbehältern zur Speicherung von Gasen im Niederdruckbereich werden entweder geschlossene Membransäcke oder in einer Ein­ spannung fixierte und abgedichtete Membranfolien eingesetzt.

Im ersten Fall wird in einen Schutzkasten aus Blech oder ähnli­ chem Material ein geschlossener Membransack eingebaut. Dichtig­ keitsprobleme im Bereich der Einspannung ergeben sich in der Regel nicht. Eine derartige Lösung bietet sich jedoch lediglich bei der Speicherung kleinerer Gasvolumina an.

Zur Speicherung größerer Gasvolumina werden ovale bzw. zylin­ drische Behälter mit Durchmessern, die über 20 m liegen können, eingesetzt. In diesen Behältern wird in etwa halber Höhe die Membranfolie im Randbereich des Behälters eingespannt.

Die Einspannung wird bislang in der Regel auf zwei verschiedene Arten bewerkstelligt.

Bei der einen Alternative besteht die Einspannvorrichtung aus einem Flanschenpaar, wobei die Membranfolie zwischen den beiden Flanschenflächen eingeklemmt wird. Die Klemmkraft wird durch eine Vielzahl von auf dem Flanschumfang vorgesehenen Verschrau­ bungen aufgebracht, wobei die Schraubenbolzen die Membranfolie durchbohren bzw. durch zuvor eingebrachte Lochungen hindurch­ geführt sind. Nachteilig bei dieser Alternative ist zum einen die durch die Lochungen hervorgerufene Schwächung der Membrane und zum anderen die Tatsache, daß die Flansche biegesteife Ele­ mente sind, die zur zuverlässigen Abdichtung sehr exakt vorge­ fertigt werden müssen, was die Konstruktion sehr aufwendig und kostenintensiv macht. Darüber hinaus besteht an fertigungsbe­ dingt notwendigen Stoßstellen der Flanschenpaare bei dem vor­ liegenden sehr großen Durchmesser die Gefahr einer Undichtig­ keit.

Die zweite angesprochene Alternative besteht darin, die Mem­ branfolie mittels eines Rundprofils auf den Behälterflansch an­ zudrücken, wobei die Klemmkraft durch eine Vielzahl von auf dem Umfang verteilten Klemmkloben aufgebracht wird, die durch ein­ zelne Verschraubungen auf das Rundprofil drücken. Eine Lochung der Membranfolie ist hierbei nicht erforderlich, da der Folien­ rand um ein hinter dem klemmenden Rundprofil angeordnetes wei­ teres Rundprofil geschlungen wird und ebenfalls unter das klem­ mende Rundprofil zu liegen kommt. Die Montage ist hierdurch je­ doch zeitaufwendig. Darüber hinaus muß zur Aufbringung einer homogenen Klemmkraft auf das Rundprofil eine sehr hohe Anzahl an Klemmkloben eingesetzt werden. An den Stoßstellen des Rund­ profils besteht auch hier die Gefahr einer Undichtigkeit. Somit ist auch diese Konstruktion aufwendig und kostenintensiv.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einspannvorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestal­ ten, daß eine zuverlässig abdichtende und dabei konstruktiv einfache Einspannung der Membranfolie gewährleistet ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch, daß der Behältergehäuserand an seiner Außenseite eine den gesamten Behälter zumindest stück­ weise umgebende Aufnahme aufweist, in die mindestens ein den Behälter umschlingendes, die Membran gegen die Gehäusewand an­ pressendes biegeschlaffes Klemmelement eingelegt ist, welches mittels einer Spannvorrichtung spannbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung entfallen bis auf die eventuell bei der Spannvorrichtung benötigten sämtliche Ver­ schraubungen, was die Montage und auch die Herstellung der Vor­ richtung entscheidend vereinfacht. Die Verwendung eines biege­ schlaffen Spannelements reduziert den Vorfertigungsaufwand der Vorrichtung und führt durch die gleichmäßige Kraftwirkung zu einer homogenen Klemmung und dadurch zu einer zuverlässigen Ab­ dichtung über den gesamten Umfang des Behälters.

Die Vorrichtung besteht nur aus wenigen Einzelelementen, was zu einer Kostenreduzierung gegenüber den bislang gebräuchlichen Vorrichtungen führt.

Die Montage ist - wie gesagt - einfach und zeitunaufwendig. Die einzuspannende Membranfolie wird mit ihrem Rand über den Behäl­ terrand und die an der Behälterwand vorgesehene Aufnahme gelegt und vorausgerichtet. Danach wird das biegeschlaffe Verspannele­ ment um den Behälter geschlungen und gespannt, so daß es sich mit der dazwischen befindlichen Folie in die Aufnahme legt, und beim Spannen des Klemmelements die Folie dichtgeklemmt wird.

Um auch im Bereich der Spannvorrichtung auf einfache Weise ab­ solute Dichtigkeit zu erreichen, umschlingt das Klemmelement gemäß Anspruch 2 den Behälter um mehr als 360°, so daß sich die Enden des Klemmelements überlappen.

Um die Membranfolie im Übergang zur Aufnahme vor Beschädigungen zu schützen, sieht der Anspruch 3 vor, diesen Bereich abzurun­ den.

Die Aufnahme kann auf verschiedene Weise ausgestaltet sein. Es ist beispielsweise denkbar, in die Behälterwand eine umlaufende sickenartige Vertiefung einzuformen.

Konstruktiv einfacher (und auch bei vorhandenen Behältern leicht nachzurüsten) ist es, unterhalb des Behälterrandes ein umlaufendes Rundeisen anzuschweißen, wobei dieses Rundeisen zum einen die zum Schutz der Folie erforderliche Abrundung bildet und zum anderen ein Verrutschen des eingespannten Klemmelements nach oben verhindert.

Bevorzugt werden jedoch gemäß Anspruch 4 zwei parallel zueinan­ der verlaufende Rundeisen vorgesehen, so daß die durch die bei­ den Profile gebildete Nut eine sichere Fixierung und Führung des Klemmelements gewährleistet.

Zur Verstärkung des Einspannbereichs sieht der Anspruch 5 vor, daß der Behälterrand durch ein umlaufendes U-Profil gebildet ist, dessen U-Schenkel in Richtung Behälterachse weisen, und auf dessen Umfangsfläche das/die Rundeisen aufgeschweißt ist/sind.

Wird dieses U-Profil gemäß Anspruch 6 in entgegengesetzter Ori­ entierung aufgeschweißt, besteht die Möglichkeit, daß der Zwi­ schenraum zwischen den U-Schenkeln als Aufnahme für das Klemm­ element verwendet wird, wobei jedoch zumindest der obere U- Schenkel einen entsprechend großen Kantenradius aufweisen muß, damit die Folie in diesem Bereich vor Beschädigungen hinrei­ chend geschützt ist.

Als weiteren Schutz vor Beschädigung der Folie wird das Klemme­ lement gemäß Anspruch 7 in einer flexiblen glatten, schlauchar­ tigen Hülse geführt, bzw. gemäß Anspruch 8 auf flexiblen Gleit­ blechen. Hierdurch werden die Reibungskräfte des Spannelements auf der Membran verringert, die eine gleichmäßige Spannung auf dem Umfang erschweren.

Zur Steigerung der Dichtigkeit und vor allen Dingen zur Vergrö­ ßerung der Sicherheit werden gemäß Anspruch 9 zwei parallel zu­ einander verlaufende Klemmelemente vorgesehen, so daß beim eventuellen Riss eines Klemmelement die Dichtfunktion weiter gewährleistet ist.

Als Klemmelemente bieten sich Seile (Anspruch 10) oder auch Ge­ webebänder (Anspruch 11) bzw. Stahlbänder (Anspruch 12) an.

Zur Erleichterung der Ausrichtung der Membran vor dem eigentli­ chen Einspannvorgang weist der verstärkte Folienrand auf seinem Umfang verteilte Löcher bzw. Laschen auf, die der besseren Handhabung dienen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im nachfolgenden an­ hand von Zeichnungen dargestellt und näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1: den Randbereich eines Gasbehälters mit Einspannvor­ richtung,

Fig. 2: Detail X aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3: Detail X gemäß Fig. 2 mit zwei biegeschlaffen Klemme­ lementen.

Die Fig. 1 zeigt im Ausschnitt den Einspannbereich für eine Membranfolie 1 in einem ansonsten nicht weiter dargestellten Gasbehälter. Der Einspannbereich besteht aus einem umlaufenden U-förmigen Stahlprofil 2, dessen U-Schenkel 3 in Richtung Be­ hälterachse a weisen. Auf die den Schenkeln 3 entgegengesetzte plane Fläche 4 des U-Profils 2 sind leicht über die Flächenkan­ ten vorstehende Rundeisen 5 aufgeschweißt, die den Umfang des Profils 2 umgeben. Zwischen den Rundeisen 5 verbleibt ein Zwi­ schenraum, der als Aufnahme 6 für ein biegeschlaffes Klemmele­ ment 7, beispielsweise ein Seil, dient.

Das Klemmelement 7 umschlingt den Behälter bzw. das Befesti­ gungsprofil 2 um mehr als 360°, so daß sich die Enden des Klemm­ elements 7 überlappen. Mittels einer nicht dargestellten Spannvorrichtung wird das Klemmelement 7 nach Einlegen in die Aufnahme 6 gespannt, so daß es sich zusammen mit dem über die Aufnahme 6 gezogenen Membranfolienrand gegen die Fläche 4 des Befestigungsprofils 2 pressend anlegt.

Dabei dient das obere Rundeisen 5 nicht nur der Sicherung gegen Verrutschen des Klemmelements 7 nach oben, sondern auch als Schutz gegen Beschädigung der umgelegten Membranfolie 1.

In der Fig. 3 ist als Alternative die Einspannvorrichtung mit zwei parallel zueinander verlaufenden Klemmelementen 7 ausge­ stattet, wobei jedes Klemmelement 7 in einer glatten, flexi­ blen, schlauchförmigen Hülse 8 geführt ist.

Die Hülse 8 dient ebenfalls der Schonung der Membranfolie 1 und darüber hinaus zur Vergleichmäßigung der Spannkraft auf dem Um­ fang.

Die Anordnung zweier Klemmelemente 7 in der Aufnahme 6 erhöht die Sicherheit der Klemmung und der Dichtigkeit, da, auch wenn ein Klemmelement 7 einmal reissen sollte, die Klemmung und da­ mit die Dichtigkeit durch das andere Klemmelement 7 voll erhal­ ten bleibt.

Claims (12)

1. Einspannvorrichtung für flexible Membranen als gasdichte Ab­ deckung von Großbehältern zur Speicherung von Gasen im Nie­ derdruckbereich, durch welche die Membran am Behältergehäu­ serand fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Behältergehäuserand an seiner Außenseite eine den gesamten Behälter zumindest stückweise umgebende Aufnahme (6) aufweist, in die mindestens ein den Behälter umschlingendes, die Membran (1) gegen die Gehäusewand (4) anpressendes biegeschlaffes Klemmelement (7) eingelegt ist, welches mittels einer Spannvorrichtung spannbar ist.

2. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine biegeschlaffe Klemmelement (7) den Behälter um mehr als 360° umschlingt.

3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich zwischen der Oberkante des Gehäuserandes und der Aufnahme (6) abgerundet ist.

4. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (6) durch den Zwischenraum zwischen zwei auf den Gehäuserand (4) aufgeschweißten, parallel zueinan­ der verlaufenden Rundeisen (15) gebildet ist.

5. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behältergehäuserand (4) durch ein umlaufendes U- Profil (2) gebildet ist, dessen U-Schenkel (3) in Richtung Behälterachse (a) weisen.

6. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behältergehäuserand durch ein umlaufendes U-Profil (2) gebildet ist, dessen U-Schenkel (3) von der Behälter­ achse (a) weg weisen und die Aufnahme (6) für das minde­ stens eine Klemmelement (7) durch den Zwischenraum zwi­ schen den Schenkeln (3) des Profils (2) gebildet ist.

7. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine biegeschlaffe Klemmelement (7) in einer flexiblen glatten Hülse geführt ist.

8. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine biegeschlaffe Klemmelement (7) auf flexiblen Gleitblechen geführt ist.

9. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei biegeschlaffe Klemmelemente (7) vorgesehen sind.

10. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Klemmelement (7) ein Seil ist.

11. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine biegeschlaffe Klemmelement (7) ein Gurt aus textilem Gewebe ist.

12. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine biegeschlaffe Klemmelement (7) ein Metallband ist.