DE20108781U1 - Speicherbehälter, insbesondere Niederdruck-Gasspeicher, mit mindestens einer flexiblen, dichtenden Membran - Google Patents

Description

Beschreibung;

Speicherbehälter, insbesondere Niederdruck-Gasspeicher, mit mindestens einer flexiblen, dichtenden Membran

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Speicherbehälter, insbesondere Niederdruck-Gasspeicher, wie Trockengasspeicher, Wiggins-Gasspeicher, Scheibengasspeicher, oder Schwimmdachtank oder Gülle-Lagerbehälter mit aufgesetztem Gasspeicher, mit mindestens einer flexiblen, dichtenden Membran, die zwischen einem feststehenden Behälterteil und einem in diesem beweglichen Behälterteil angeordnet ist und die mit ihrem inneren Rand in einer inneren Membraneinspannung am beweglichen Behälterteil und mit ihrem äußeren Rand in einer äußeren Membraneinspannung am feststehenden Behälterteil gasdicht eingespannt ist, wobei jede Einspannung einen umlaufenden festen, an einem der Behälterteile vorgesehenen Flansch und einen mit diesem über Verbinder lösbar verbundenen umlaufenden Gegenflansch umfaßt, zwischen denen der Membranrand eingeklemmt ist.

Speicherbehälter der genannten Art sind seit langem bekannt. So beschreibt beispielsweise die DE-PS 40 779 einen Trockengasspeicher mit einer flexiblen, dichtenden Membran, die zwischen einem feststehenden Behälterteil und einem in diesem beweglichen Behälterteil angeordnet und innen wie außen ringsum gasdicht befestigt ist. Zusätzlich ist hier eine zentrale Führungssäule vorgesehen, auf der der bewegliche Behälterteil mittels einer

gasdichten Führung vertikal verschieblich ist. Konkrete Hinweise für die Art und Weise der Einspannung der Membran an ihrem inneren und an ihrem äußeren Umfang gibt diese Schrift nicht.

Ein weiterer Gasbehälter mit einer flexiblen Membran ist in der DE 29 45 009 Al beschrieben. Die Membran ist hier an ihrem inneren und ihrem äußeren Umfang umlaufend in einem dichten Rasterabstand gelocht, wobei jeweils ein Verbinder in Form eines Schraubbolzens durch jedes Loch im Membranrand und deckungsgleiche Löcher im Flansch und im Gegenflansch läuft. Außerdem ist dort eine doppelte Verstärkung der Membran vorgesehen, um ein Ausreißen zu vermeiden. Der Nachteil bei dieser Einspannung der Membran besteht insbesondere darin, daß für die Herstellung der Einspannung eine Vielzahl von Schraubbolzen und Schraubenmuttern sowie Unterlegscheiben angebracht werden muß, was zu einem hohen Montage- und Materialaufwand führt. Außerdem stellen Löcher im Membranrand potentielle Schwachstellen dar, von wo aus Risse entstehen können. Um dies auszuschließen, ist eine sehr kräftige Verstärkung des Membranrandes erforderlich, was den Aufwand bei der Herstellung der Membran vergrößert.

Die DE 198 07 887 C2 beschreibt eine Membraneinspannung für flexible Membranen als gasdichte Abdeckung von Behältern zur Speicherung von Gasen, wobei durch die Einspannung die Membran am Behältergehäuserand fixiert wird. Dazu weist der Behältergehäuserand an seiner Außenseite eine den gesamten Behälter zumindest stückweise umgebende Aufnahme auf, in den mindestens ein den Behälter umschlingendes, die Membran gegen die Gehäusewand anpressendes biegeschlaffes Klemmelement eingelegt ist, welches mittels einer Spannvorrichtung spannbar ist. Diese Membraneinspannung vermeidet zwar Löcher im Randbereich der Membran, jedoch ist diese Art der Einspannung nur verwendbar, wenn die Membran gegen den Außenumfang des

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Behälters oder einer dort angebrachten Aufnahme angepreßt werden kann. Eine solche Anordnung ist in vielen Fällen in der Praxis nicht oder nur unter erhöhtem Aufwand möglich. Außerdem muß das Klemmelement zur Erzielung einer völligen Dichtheit der Membraneinspannung mehrfach um die Aufnahme herumgeschlungen werden, was neben dem Nachteil des hohen Aufwandes noch zu dem Nachteil führt, daß ein Nachspannen des Klemmelements wegen hoher Reibung nicht oder kaum mehr möglich ist. Für eine Membran in einem Speicherbehälter der eingangs genannten Art ist diese Einspannung zudem weniger geeignet, weil aufgrund der Bewegung des beweglichen Behälterteils eine in einer Radialebene liegende Einspannung der Ränder der Membran vorzuziehen ist, da auf diese Weise die Biegung der Membran nach beiden Seiten hin etwa gleich groß ist.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, einen Speicherbehälter der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden und bei dem die Membraneinspannung einerseits mit einem geringeren Material- und Herstellungsaufwand möglich ist und bei dem andererseits eine erhöhte Zuverlässigkeit der Membraneinspannung und der Dichtheit des Speicherbehälters gewährleistet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Speicherbehälter der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist,

- daß je Membraneinspannung einer der beiden Flansche mit mindestens einer von dem eingespannten Membranrand überdeckten Nut mit einem darin angeordneten, mit einem Druckmedium beaufschlagten Dichtschlauch ausgeführt ist, und

- daß der Membranrand jeweils durchbrechungsfrei ausgeführt ist und die Verbinder jeweils in einem Bereich außerhalb des eingespannten Membranrandes angeordnet sind.

Vorteilhaft bietet die erfindungsgemäße Membraneinspannung eine über den gesamten Umfang jeder Einspannung
gleichmäßigen Anpreßdruck, da der Dichtschlauch über
seine gesamte, in Umfangsrichtung verlaufende Länge eine gleiche Anpreßkraft auf den Membranrand ausübt. Damit
werden ungleichmäßige Anpreßkräfte, wie sie bei verschraubten
Flanschen zwangsläufig auftreten, sicher ausgeschlossen. Außerdem sind Löcher im Membranrand für die Einspannung nicht mehr erforderlich, so daß auch diese
potentiellen Schwachstellen, von denen Risse ausgehen
könnten, in der Membran nicht mehr vorhanden sind. Damit ist auch die Herstellung der Membran vereinfacht. Auch
die Herstellung der Membraneinspannung ist nun einfacher und schneller und damit kostengünstiger durchführbar, da zunächst eine vorläufige Einspannung der Membran möglich ist, bei der noch keine Gasdichtigkeit erreicht werden
muß. Diese Gasdichtigkeit wird dann abschließend dadurch erzeugt, daß der Dichtschlauch mit dem Druckmedium befüllt
wird.

Eine erste Weiterbildung des Speicherbehälters gemäß Erfindung sieht vor, daß je Einspannung einer der Flansche ein umlaufendes U-Profil ist oder umfaßt, dessen Inneres die Nut für den Dichtschlauch bildet, wobei das U-Profil durchlaufend oder abschnittsweise von einer Halterung in seiner Position gehalten ist. Durch die Verwendung des U-Profils ist der Aufwand für die Herstellung der Nut zur Aufnahme des Dichtschlauchs vorteilhaft niedrig, so daß eine kostengünstige Herstellung gewährleistet ist. Die
erwähnte Halterung sorgt dafür, daß das U-Profil seine
gewünschte Position innerhalb der Einspannung behält und nicht durch das den Dichtschlauch beaufschlagende Druckmedium aus seiner Soll-Lage herausbewegt werden kann.

Bevorzugt ist die erwähnte Halterung durch in Abständen angeordnete Pratzen gebildet, die jeweils an ihrem membranfernen Ende auf dem jeweils anderen Flansch des zu-

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sammenwirkenden Flanschpaares abgestützt sind und die jeweils mit ihrem membranzugewandten Teil das U-Profil über- und hintergreifen, wobei die Verbinder die Pratzen zwischen ihrem membranfernen Ende und ihrem membranzugewandten Teil durchlaufen. Die Pratzen sind dabei zweckmäßig in solchen Abständen anzubringen, daß in den zwischen den Pratzen liegenden Abschnitten des U-Profils keine Verformung des Profils durch den Druck des Druckmediums im Dichtschlauch auftreten kann. Der Abstand der Pratzen ist dabei in jedem Falle wesentlich größer als der Abstand der einzelnen Schrauben bei einer Einspannung mit gegeneinander unter Zwischenlage des Membranrandes verschraubten Flanschen. Dadurch, daß die Verbinder die Pratzen in der angegebenen Weise durchlaufen, genügt pro Pratze in den meisten Fällen ein einzelner Verbinder, so daß eine schnelle Montage gewährleistet ist. Die Verbinder laufen dabei, wie oben schon erläutert, nicht durch den Membranrand, so daß auch bei dieser Ausführung des Speicherbehälters der Membranrand absolut frei von Löchern bleibt.

Damit die Membran bei ihrer Bewegung innerhalb des Speicherbehälters nicht durch Bauteile des Behälters beschädigt wird, ist zweckmäßig vorgesehen, daß das U-Profil und/oder die Halterung in ihren von der Membran bei deren Bewegung berührten Bereichen kantenfrei und abgerundet ausgeführt sind/ist.

Weiter wird vorgeschlagen, daß die Membranränder mit einer Materialverstärkung sowie mit einer einen Randabschluß bildenden weiteren Randverdickung als Ausziehsicherung ausgeführt sind. Die Materialverstärkung sorgt dafür, daß Ermüdungsbrüche im Bereich der stärksten Membranbewegungen für eine lange Einsatzzeit der Membran vermieden werden, so daß ein Membranaustausch nur in großen Zeitabständen erforderlich wird. Die erwähnte weitere Randverdickung der Membranränder bildet eine Auszieh-

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sicherung, die ein Herausziehen der Membran aus ihrer Einspannung verhindert, wenn die Einspannung nicht mehr oder noch nicht ihre volle Anpreßkraft auf die Membran ausübt.

Weiter ist vorgesehen, daß der Dichtschlauch mit einer Druckmediumquelle verbunden ist, daß der Dichtschlauch mit einer den in seinem Inneren herrschenden Druck erfassenden und anzeigenden Meß- und Anzeigeeinrichtung verbunden ist und daß nach Maßgabe dieser Einrichtung zur Aufrechterhaltung oder Einstellung eines vorgebbaren Drucks im Dichtschlauch automatisch oder durch Bedienungspersonal Druckmedium aus der Druckmediumquelle in den Dichtschlauch einleitbar und/oder Druckmedium aus dem Dichtschlauch ablaßbar ist. Durch diese Maßnahmen ist eine ständige Funktionssicherheit des Speicherbehälters gewährleistet, wobei diese Sicherheit auch erhalten bleibt, wenn, was zwangsläufig geschieht, Druckmedium durch allmähliche Diffusion aus dem Dichtschlauch entweicht.

Damit das Druckmedium keine ungünstigen Einflüsse auf das Material des Druckschlauchs ausüben kann, ist das Druckmedium bevorzugt Druckluft oder ein Inertgas.

Insbesondere bei Speicherbehältern mit einem größeren Durchmesser sind Maßnahmen sinnvoll oder erforderlich, die ein Verkanten oder Kippen des beweglichen Behälterteils sicher ausschließen. Eine diesbezügliche Weiterbildung des Speicherbehälters schlägt deshalb vor, daß der bewegliche Behälterteil mit seinem Außenumfang am Innenumfang des festen Behälterteils und/oder in einem von seinem Außenumfang nach innen hin entfernten Bereich an wenigstens einer in seiner Bewegungsrichtung verlaufenden Führungssäule dichtend mittels (je) einer Gleitführung geführt ist und daß die Gleitführung auf der Seite des beweglichen Behälterteils (jeweils) mit wenigstens

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einer Nut mit einem darin angeordneten, mit einem Druckmedium beaufschlagten Dichtschlauch ausgeführt ist. Bei einer solchen Ausführung des Speicherbehälters lassen sich mit Druckmedium beaufschlagte Dichtschläuche vorteilhaft in zwei Funktionen einsetzen, wobei die eine Funktion die gasdichte Membraneinspannung und die andere Funktion die bewegliche Abdichtung der gegeneinander beweglichen Behälterteile ist. Hinsichtlich der beweglichen Abdichtung läßt sich durch Variation des im Dichtschlauch herrschenden Drucks des Druckmediums der optimale Kompromiß zwischen Dichtwirkung und Leichtgängigkeit der Verschiebung der Behälterteile gegeneinander erzielen.

Zur Erzielung einer doppelten Abdichtung und zugleich einer längeren Führungsbasis schlägt eine Weiterbildung vor, daß die Gleitführung auf der Seite des beweglichen Behälterteils (jeweils) mit zwei voneinander in dessen Bewegungsrichtung beabstandeten Nuten mit je einem darin angeordneten Dichtschlauch ausgeführt ist und daß zwischen den Nuten wenigstens ein Distanzstück und/oder Gleit- und Führungskörper angeordnet ist.

Schließlich schlägt die Erfindung noch eine Abwandlung des Speicherbehälters vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Speicherbehälter statt mit einer Membran als membranloser Speicherbehälter mit einer nach Art eines fliegenden Kolbens bewegbaren Ballastscheibe als beweglichem Behälterteil ausgeführt ist. Die Ballastscheibe ist dabei zumindest an ihrem Außenumfang innerhalb des feststehenden Behälterteils in der zuvor beschriebenen Art und Weise mittels einer Gleitführung mit integriertem Dichtschlauch geführt und abgedichtet. Sofern die Ballastscheibe auch noch auf einer oder mehreren Führungssäulen geführt ist, sind hier entsprechende Führungen mit Dichtschlauch vorzusehen. Bei dieser Ausführung des Speicherbehälters dienen dann Dichtschläuche

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allein zur beweglichen Abdichtung zwischen dem feststehenden und dem beweglichen Behälterteil; eine Membran ist hier nicht vorhanden, so daß auch eine Membraneinspannung nicht benötigt wird. Zwar sind membranlose Speicherbehälter mit einer Ballastscheibe an sich aus der DE-PS 551 411 bekannt, jedoch ist die bewegliche Abdichtung gemäß Erfindung daraus nicht entnehmbar.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Figur 1 einen Speicherbehälter in einer ersten Ausführung, in der linken Hälfte der Zeichnung in Ansicht und in der rechten Hälfte der Zeichnung im Vertikalschnitt,

Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Speicherbehälter gemäß Figur 1 in dem mit II gekennzeichneten Bereich,

Figur 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Behälter gemäß Figur 1 in dem mit III gekennzeichneten Bereich,

Figur 4 den Speicherbehälter in einer zweiten Ausführung im Vertikalschnitt,

Figur 5 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Speicherbehälter gemäß Figur 4 in dem mit V gekennzeichneten Bereich,

Figur 6 den Speicherbehälter in einer dritten Ausführung im Vertikalschnitt,

Figur 7 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Speicherbehälter gemäß Figur 6 in dem mit VII gekenn-

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zeichneten Bereich,

Figur 8 den Speicherbehälter in einer vierten Ausführung im Vertikalschnitt und

Figur 9 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Behälter gemäß Figur 8 in dem mit IX gekennzeichneten Bereich.

Figur 1 der Zeichnung zeigt einen Speicherbehälter 1 für Gas von äußerlich gängiger, zylindrischer Bauform mit einem Boden 11, einer Umfangswand 12 und einem Dach 13, die zusammen einen festen Behälterteil 10 bilden, und mit einem diesen Behälterteil 10 gegenüber vertikal beweglichen Behälterteil 15 in Form einer Ballastscheibe. Die Ballastscheibe 15 ist im Inneren des Speicherbehälters 1 angeordnet. Dabei ist in Figur 1 die Ballastscheibe 15 einmal in ihrer unteren Stellung, die sie bei leerem Speicherbehälter 1 einnimmt, und einmal in ihrer oberen Stellung, die sie bei gefülltem Speicherbehälter 1 einnimmt, dargestellt. Der äußere Umfangsbereich der Ballastscheibe 15 und der Innenumfang der Umfangswand 12 in etwa deren halber Höhe sind über eine flexible Membran 2, 2' gasdicht miteinander verbunden. Mit der Bezugsziffer 2' ist dabei der Verlauf der Membran dargestellt, den diese bei leerem Speicherbehälter 1 einnimmt; mit der Bezugsziffer 2 ist der Verlauf der Membran gekennzeichnet, den diese bei gefülltem Speicherbehälter 1 einnimmt.

Um die gewünschte Gasdichtigkeit des Speicherbehälters 1 zu erzielen, ist die Membran 2, 2' mittels einer ersten Membraneinspannung 3 gasdicht mit dem äußeren Umfang der Ballastscheibe 15 und mittelts einer zweiten, äußeren Membraneinspannung 4 gasdicht mit dem Innenumfang der Umfangswand 12 verbunden. Hierzu ist der innere Rand 23 der Membran 2, 2' in der inneren Membraneinspannung 3

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und der äußere Rand 24 der Membran 2, 2' in der äußeren Membraneinspannung 4 gasdicht eingeklemmt.

Das Befüllen und Entleeren des Speicherbehälters 1 erfolgt durch einen nur schematisch dargestellten Gasein- und -auslaß 17, der nahe dem Boden 11 durch die Umfangswand 12 verläuft. Die weiteren in Figur 1 enthaltenen Einzelheiten des Speicherbehälters 1 sind üblich und für den Gegenstand der Anmeldung nicht wesentlich.

Figur 2 der Zeichnung zeigt in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt des Behälters 1 gemäß Figur 1 in dem mit II gekennzeichneten Bereich, der die innere Membraneinspannung 3 umfaßt. Unten links in Figur 2 ist der äußere Randbereich der Ballastscheibe 15 erkennbar, auf den ein umlaufender Flansch 16 aufgesetzt, üblicherweise aufgeschweißt ist. In Draufsicht gesehen ist die Ballastscheibe 15 rund, wobei auch der Behälter 1 in Draufsicht rund ist, also eine zylindrische Form aufweist.

Auf der Oberseite des Flansches 16 liegt der innere Rand 2 3 der Membran 2, 2' auf und ist in dieser Lage festgelegt. Zur Festlegung des Randes 23 der Membran 2, 2' dient ein Dichtschlauch 31, der in eine Nut 30 eingelegt ist, die durch ein umlaufendes U-Profil 3 2 gebildet ist. Das U-Profil 32 ist umlaufend oder in regelmäßigen Abständen durch eine Halterung an dem Flansch 16 festgelegt, hier durch Pratzen 33. Die Pratzen 3 3 sind über Verbinder 34, hier Gewindebolzen, mit dem Flansch 16 der Ballastscheibe 15 lösbar verbunden. Bei fest auf den Gewindebolzen aufgeschraubter Mutter wird die Pratze 33 mit ihrem radial äußeren, nach rechts weisenden Teil auf die Rückseite des U-Profils 32 gedrückt, so daß dieses seine dargestellte Lage beibehält. Der Dichtschlauch 31 ist mit einer nicht eingezeichneten Druckmediumquelle verbunden oder verbindbar, aus der ein geeignetes Druckmedium, z.B. Druckluft oder ein Inertgas, in das Dicht-

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schlauchinnere förderbar ist. Da der Dichtschlauch 31 in der Nut 30 im U-Profil 32 liegt, kann bei steigendem Druck des Druckmediums der Dichtschlauch 31 nur nach unten hin, d.h. in Richtung zum Rand 23 der Membran 2, 2' expandieren. Hierdurch wird der Rand 23 der Membran 2, 2' gasdicht an den Flansch 16 angepreßt.

Um ein Ausziehen des Randes 23 der Membran 2, 2' aus der Membraneinspannung 3 zu verhindern, ist ganz innen am Rand 23, d.h. in der Zeichnung links, an diesem eine zusätzliche Randverdickung 23' angebracht, die die Form eines Wulstes hat, der das unerwünschte Ausziehen verhindert.

Um Schäden an der Membran 2, 2' in ihrem der Membraneinspannung 3 unmittelbar benachbarten Bereich zu verhindern, sind alle bei der Bewegung der Membran 2, 2' mit dieser in Kontakt kommenden Teile der Membraneinspannung 3 kantenfrei und abgerundet ausgeführt. Außerdem sorgt eine Materialverstärkung im Bereich des Randes 23 für eine erhöhte Stabilität der Membran in ihren besonders belasteten Zonen.

Figur 3 der Zeichnung zeigt ebenfalls in einer vergrößerten Darstellung einen weiteren Ausschnitt aus Figur 1, nun in dem mit III gekennzeichneten Bereich des Speicherbehälters 1. Dieser Bereich umfaßt die äußere Membraneinspannung 4, in der der äußere Rand 24 der Membran 2, 2' mit der Umfangswand 12 des Behälters 1 verbunden ist. Die Membraneinspannung 4 ist technisch ganz ähnlich mit der Membraneinspannung 3 ausgeführt, wobei der Unterschied lediglich darin besteht, daß nun die das U-Profil 42 halternden Pratzen 43 an der Umfangswand 12 mittels Verbindern 44 lösbar befestigt sind. Die Nut 40 im U-Profil 42 weist hier in Radialrichtung nach außen, also zum Innenumfang der Umfangswand 12. Auch hier über- und hintergreifen die Pratzen 43 das U-Profil 42, so daß die-

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ses in seiner Lage festgelegt wird. Das gasdichte Anpressen des äußeren Randes 24 der Membran 2, 2' erfolgt auch hier mittels eines Druckmediums, das in das Innere des Dichtschlauchs 41 eingeleitet wird. Auch an ihrem äußeren Rand 24 besitzt die Membran 2, 2' wieder eine Randverdickung 24', die ein Ausziehen der Membran 2, 2' aus ihrer äußeren Membraneinspannung 4 unterbindet, auch wenn der Druck des Druckmediums im Dichtschlauch 41 noch nicht oder nicht mehr seinen Sollwert hat.

In durchgezogenen Linien ist die Lage der Membran 2' bei leerem Speicherbehälter 1 dargestellt; in strichpunktierten Linien ist die Lage der Membran 2 bei gefülltem Speicherbehälter 1 gezeigt.

Wie die Figuren 2 und 3 verdeutlichen, erfolgt hier die gasdichte Einspannung der Membran 2, 2' in den Membraneinspannungen 3, 4, ohne daß die Membran 2, 2' in ihrem inneren Rand 2 3 oder äußeren Rand 24 Druchbrechungen für die Hindurchführung von Verbindern 34, 44 aufweisen muß. Vielmehr laufen die Verbinder 34, 44 außerhalb des Bereichs der Membranränder 23, 24, so daß der Membranrand 23, 24 jeweils durchbrechungsfrei und damit unanfällig für Rißschäden ausgeführt sein kann.

Figur 4 der Zeichnung zeigt den Speicherbehälter 1 in einer zweiten Ausführung im Vertikalschnitt. Diese Ausführung des Speicherbehälters 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich im Zentrum des Behälters 1 eine vertikale Führungssäule 18 angeordnet ist, an der die den beweglichen Behälterteil darstellende Ballastplatte 15 in Vertikalrichtung verschieblich gasdicht geführt ist.

Der Speicherbehälter 1 besitzt auch hier einen runden Boden 11, eine hohlzylindrische Umfangswand 12 und ein Dach 13, die beispielsweise aus Stahlblech bestehen. Die zentrale Führungssäule 18 ist an ihrem unteren Ende mit

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dem Boden 11 und an ihrem oberen Ende mit dem Dach 13 des Speicherbehälters 1 verbunden. Die Ballastscheibe 15 ist dabei einmal in ihrer unteren Stellung bei leerem Behälter 1 und einmal in strichpunktierten Linien in ihrer oberen Stellung bei gefülltem Speicherbehälter 1 dargestellt.

Auch bei dieser Ausführung des Speicherbehälters 1 ist der äußere Umfangsbereich der Ballastscheibe 15 mittels einer Membran 2, 2' mit dem inneren Umfangsbereich der Umfangswand 12 gasdicht verbunden. Die innere Membraneinspannung 3 und die äußere Membraneinspannung 4 entsprechen hier den in den Figuren 2 und 3 dargelegten Konstruktionen.

Um die Verschiebung der Ballastscheibe 15 in Vertikalrichtung entlang der zentralen Führungssäule 18 zu ermöglichen, besitzt die Ballastscheibe 15 in ihrem Zentrum eine gasdichte Gleitführung 5, die die vertikale Verschiebung gestattet, ohne daß es dabei zu einem Durchtritt von Gas zwischen der Ballastscheibe 15 und der Führungssäule 18 kommen kann.

Figur 5 der Zeichnung zeigt in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus dem Speicherbehälter 1 gemäß Figur 4 in dem mit V gekennzeichneten Bereich, der die Gleitführung 5 umfaßt.

Ganz unten in Figur 5 ist der Boden 11 erkennbar, von dessen Zentrum aus sich die zentrale Führungssäule 18 nach oben hin erstreckt. Parallel zum Boden 11 verläuft die Ballastscheibe 15, die in ihrem Zentrum mit der Gleitführung 5 ausgestattet ist. Die Gleitführung 5 umfaßt zwei in vertikalem Abstand zueinander angeordnete U-Profile 52, die jeweils eine in Radialrichtung nach innen hin zur Führungssäule 18 offene Nut 50 bilden. In jede Nut ist ein umlaufender Dichtschlauch 51 eingelegt,

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der mit einer Druckmediumquelle verbunden oder verbindbar ist, um ein Druckmedium mit vorgebbarem Druck in das Innere jedes Dichtschlauchs 51 zu fördern.

Zwischen den U-Profilen 52 ist ein Gleit- und Führungskörper 53 angeordnet, der mit geringer Reibung auf dem Außenumfang der Führungssäule 18 verschiebbar ist. Zu diesem Zweck besteht der Gleit- und Führungskörper 53 zweckmäßig aus Kunststoff.

Der Druck des Druckmediums in den beiden Dichtschläuchen 51 wird zweckmäßig so eingestellt, daß einerseits die gewünschte Gasdichtigkeit zwischen Ballastscheibe 15 und Führungssäule 18 erreicht wird und andererseits noch eine ausreichend leichtgängige Verschiebbarkeit der Gleitführung 5 auf der Führungssäule 18 möglich bleibt.

Zur mechanischen Stabilisierung der Anordnung aus Ballastscheibe 15 und Gleitführung 5 sind mehrere Rippen 54 vorgesehen, die den radial inneren Randbereich der Ballastscheibe 15 mit dem Außenumfang der Gleitführung 5 verbinden. Um bei Bedarf schadhafte Teile der Gleitführung 5 auswechseln zu können, sind deren Teile miteinander durch Schraubbolzen lösbar verbunden; ebenso ist die Gleitführung 5 insgesamt mit der Ballastscheibe 15 durch Schraubverbinder lösbar verbunden.

Figur 6 der Zeichnung zeigt eine dritte Ausführung des Speicherbehälters 1, die sich dadurch auszeichnet, daß hier eine membranlose Ausführung mit einer sowohl radial innen wie auch radial außen dichtend geführten Ballastscheibe 15 vorliegt. Die innere Führung erfolgt dabei wieder entlang einer zentralen Führungssäule 18, während die äußere Gleitführung 6 zwischen dem Außenumfang der Ballastscheibe 15 und der Innenumfangsfläche der Umfangswand 12 erfolgt. Die innere Gleitführung 5 der Ballastscheibe 15 des Speicherbehälters 1 gemäß Figur 6 ent-

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spricht der in Figur 5 beschriebenen Ausführung.

Die äußere Gleitführung 6 ist ebenfalls gasdicht ausgeführt, um einen unerwünschten Austritt von Gas aus dem Speicherbehälter 1 zu unterbinden. Wie schon in den Figuren 1 und 4 ist auch in Figur 6 die Ballastscheibe 15 einmal in ihrer unteren Stellung bei leerem Speicherbehälter 1 und zum anderen in strickpunktierten Linien in ihrer oberen Stellung bei gefülltem Behälter 1 gezeichnet. Bei Teilfüllung des Behälters 1 nimmt die Ballastscheibe entsprechend eine Zwischenlage ein.

Figur 7 der Zeichnung zeigt in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt aus dem Speicherbehälter 1 gemäß Figur 6 in dem Bereich VII, der die äußere Gleitführung 6 umfaßt. Ganz rechts in Figur 7 ist ein Ausschnitt aus der Umfangswand 12 des Speicherbehälters 1 erkennbar, entlang deren Innenumfang die äußere Gleitführung 6 zusammen mit der Ballastscheibe 15 in Vertikalrichtung verschiebbar ist, wie durch die Bewegungspfeile oberhalb und unterhalb der Gleitführung 6 angedeutet ist.

Auch hier werden zwei im Abstand zueinander angeordnete U-Profile 62 mit jeweils einem darin eingelegten Dichtschlauch 61 eingesetzt. Dabei bildet jedes U-Profil 62 wieder eine in Radialrichtung nach außen zur Umfangswand 12 hin offene Nut. Zwischen den beiden U-Profilen 62, die in Vertikalrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind, ist hier ein Distanzstück 63' angeordnet, das keinen Kontakt zur Innenumfangsflache der Umfangswand hat.

Durch Einleiten eines Druckmediums in das Innere der Dichtschläuche 61 werden diese in Richtung zur Umfangs wand 12 hin expandiert, wodurch die gewünschte Abdichtung erzielt wird. Zur Verbesserung der Abdichtung kön nen die Dichtschläuche 61, wie in Figur 7 zeichnerisch

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angedeutet, mit einer geeigneten, in Umfangsrichtung des Behälters verlaufenden Profilierung versehen sein. Der Druck in den Dichtschläuchen 61 wird auch hier zweckmäßig so eingestellt, daß die gewünschte Gasdichtigkeit zwischen der Gleitführung 6 und der Umfangswand 12 gewährleistet ist, zugleich aber die Ballastscheibe 15 mit der Gleitführung 6 innerhalb des Behälters 1 noch ausreichend leichtgängig durch den Druck der Gasfüllung des Behälters 1 verschoben werden kann.

Auch bei der äußeren Gleitführung 6 sind zur mechanischen Stabilisierung der Anordnung in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Rippen 64 vorgesehen, die den Übergang zwischen dem äußeren Randbereich der Ballastscheibe 15 und der äußeren Gleitführung 6 aussteifen.

In Figur 8 der Zeichnung ist schließlich eine vierte Ausführung des Speicherbehälters 1 dargestellt, die sich von dem Speicherbehälter 1 gemäß Figur 6 durch das Fehlen einer zentralen Führungssäule unterscheidet. Damit ist bei dem Speicherbehälter 1 gemäß Figur 8 die Ballastscheibe 15 als beweglicher Behälterteil allein an ihrem radial äußeren Umfangsbereich an der Innenumfangsflache der Umfangswand 12 geführt. Dazu besitzt die Ballastscheibe 15 eine umlaufende äußere Gleitführung 6 an ihrem äußeren Umfangsbereich, die hier sowohl die gasdichte Abdichtung und die vertikale Verschiebbarkeit als auch die Führung der Ballastscheibe 15 gewährleistet. Auch in Figur 8 ist in durchgezogenen Linien die Ballastscheibe 15 mit ihrer Gleitführung 6 in ihrer unteren Stellung bei leerem Speicherbehälter 1 sowie in strichpunktierten Linien in ihrer oberen Stellung bei gefülltem Behälter 1 dargestellt.

Figur 9 der Zeichnung zeigt noch einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Speicherbehälter 1 gemäß Figur 8 in dem mit IX gekennzeichneten Bereich, der die äußere Gleitfüh-

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rung 6 umfaßt. In ihrer grundsät2lichen Ausführung entspricht die Gleitführung 6 gemäß Figur 9 der Gleitführung 6 gemäß Figur 7; der Unterschied besteht darin, daß bei der Gleitführung 6 gemäß Figur 9 anstelle des Distanzstücks 63' ein Gleit- und Führungskörper 63 vorgesehen ist. Der Gleit- und Führungskörper 63 besitzt einen Außendurchmesser, der im wesentlichen mit dem Innendurchmesser der Umfangswand 12 übereinstimmt, so daß diese Außenumfangsflache des Gleit- und Führungskörpers 63 an der Innenumfangsfläche der Umfangswand 12 anliegt. Hierdurch wird eine gute Führung der Ballastscheibe 15 bei ihrer Bewegung in Vertikalrichtung innerhalb des Speicherbehälters 1 bewirkt, so daß ein Verkanten oder Kippen der Ballastscheibe 15 ausgeschlossen ist.

Hinsichtlich der Abdichtung mittels der Dichtschläuche 61 entspricht die Gleitführung 6 der in Figur 7 beschriebenen Ausführung.

Claims (10)

1. Speicherbehälter (1), insbesondere Niederdruck-Gasspeicher, wie Trockengasspeicher, Wiggins-Gasspeicher, Scheibengasspeicher, oder Schwimmdachtank oder Gülle-Lagerbehälter mit aufgestztem Gasspeicher, mit mindestens einer flexiblen, dichtenden Membran (2), die zwischen einem feststehenden Behälterteil (10) und einem in diesem beweglichen Behälterteil (15) angeordnet ist und die mit ihrem inneren Rand (23) in einer inneren Membraneinspannung (3) am beweglichen Behälterteil (15) und mit ihrem äußeren Rand (24) in einer äußeren Membraneinspannung (4) am feststehenden Behälterteil (10) gasdicht eingespannt ist, wobei jede Einspannung (3, 4) einen umlaufenden festen, an einem der Behälterteile (10, 15) vorgesehenen Flansch (12, 16) und einen mit diesem über Verbinder (34, 44) lösbar verbundenen umlaufenden Gegenflansch (32, 42) umfaßt, zwischen denen der Membranrand (23, 24) eingeklemmt ist, dadurch gekennzeichnet,

- daß je Membraneinspannung (3, 4) einer der beiden Flansche (12, 42; 16, 32) mit mindestens einer von dem eingespannten Membranrand (23, 24) überdeckten Nut (30, 40) mit einem darin angeordneten, mit einem Druckmedium beaufschlagten Dichtschlauch (31, 41) ausgeführt ist, und

- daß der Membranrand (23, 24) jeweils durchbrechungsfrei ausgeführt ist und die Verbinder (34, 44) jeweils in einem Bereich außerhalb des eingespannten Membranrandes (23, 24) angeordnet sind.

2. Speicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je Einspannung (3, 4) einer der Flansche (12, 42; 16, 32) ein umlaufendes U-Profil (32, 42) ist oder umfaßt, dessen Inneres die Nut (30, 40) für den Dichtschlauch (31, 41) bildet, wobei das U- Profil (32, 42) durchlaufend oder abschnittsweise von einer Halterung (33, 43) in seiner Position gehalten ist.

3. Speicherbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (33, 43) durch in Abständen angeordnete Pratzen gebildet ist, die jeweils an ihrem membranfernen Ende auf dem jeweils anderen Flansch (12, 16) des zusammenwirkenden Flanschpaares (12, 42; 16, 32) abgestützt sind und die jeweils mit ihrem membranzugewandten Teil das U-Profil (32, 42) über- und hintergreifen, wobei die Verbinder (34, 44) die Pratzen zwischen ihrem membranfernen Ende und ihrem membranzugewandten Teil durchlaufen.

4. Speicherbehälter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das U-Profil (32, 42) und/oder die Halterung (33, 43) in ihren von der Membran (2) bei deren Bewegung berührten Bereichen kantenfrei und abgerundet ausgeführt sind/ist.

5. Speicherbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranränder (23, 24) mit einer Materialverstärkung sowie mit einer einen Randabschluß bildenden weiteren Randverdickung (23', 24') als Ausziehsicherung ausgeführt sind.

6. Speicherbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtschlauch (31, 41) mit einer Druckmediumquelle verbunden ist, daß der Dichtschlauch (31, 41) mit einer den in seinem Inneren herrschenden Druck erfassenden und anzeigenden Meß- und Anzeigeeinrichtung verbunden ist und daß nach Maßgabe dieser Einrichtung zur Aufrechterhaltung oder Einstellung eines vorgebbaren Drucks im Dichtschlauch (31, 41) automatisch oder durch Bedienungspersonal Druckmedium aus der Druckmediumquelle in den Dichtschlauch (31, 41) einleitbar und/oder Druckmedium aus dem Dichtschlauch (31, 41) ablaßbar ist.

7. Speicherbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmedium Druckluft oder ein Inertgas ist.

8. Speicherbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Behälterteil (15) mit seinem Außenumfang am Innenumfang des festen Behälterteils (10) und/oder in einem von seinem Außenumfang nach innen hin entfernten Bereich an wenigstens einer in seiner Bewegungsrichtung verlaufenden Führungssäule (18) dichtend mittels (je) einer Gleitführung (5, 6) geführt ist und daß die Gleitführung (5, 6) auf der Seite des beweglichen Behälterteils (15) (jeweils) mit wenigstens einer Nut (50, 60) mit einem darin angeordneten, mit einem Druckmedium beaufschlagten Dichtschlauch (51, 61) ausgeführt ist.

9. Speicherbehälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitführung (5, 6) auf der Seite des beweglichen Behälterteils (15) (jeweils) mit zwei voneinander in dessen Bewegungsrichtung beabstandeten Nuten (50, 60) mit je einem darin angeordneten Dichtschlauch (51, 61) ausgeführt ist und daß zwischen den Nuten (50, 60) wenigstens ein Distanzstück (63') und/oder Gleit- und Führungskörper (53, 63) angeordnet ist.

10. Speicherbehälter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß er statt mit einer Membran (2) als membranloser Scheibenbehälter mit einer nach Art eines fliegenden Kolbens bewegbaren Ballastscheibe als beweglichem Behälterteil (15) ausgeführt ist.