DE69200606T2

DE69200606T2 - Lining system for tanks with sealed necks.

Info

Publication number: DE69200606T2
Application number: DE69200606T
Authority: DE
Inventors: Ronald M Matyja
Original assignee: Culligan International Co
Current assignee: Culligan International Co
Priority date: 1991-04-25
Filing date: 1992-04-13
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2012-04-14
Also published as: ES2066558T3; EP0510853A3; EP0510853B1; ATE113558T1; AU652240B2; CA2065757A1; DE69200606D1; CA2065757C; AU1512792A; EP0510853A2

Abstract

A tank lining system comprises a tank having a wall defining a first opening. A flexible sheet lining abuts the interior surface of the wall and defines a second opening that is aligned with the first opening of the tank wall. A first collar surrounds the first opening and is attached to the tank, while a second collar surrounds the second opening and is attached to the flexible sheet. Means are provided for retaining the first and second collars together with a seal of the junction area between them. <IMAGE>

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION

Verschiedene Wasserbehälter und dergleichen werden wünschenswerterweise mit einer flexiblen Kunststoffsperrschicht ausgekleidet, um die Korrosion des Behälters oder das Durchsickern unerwünschter Stoffe zu verhindern. Dies ist besonders dann der Fall, wenn der Behälterkörper aus Stahl ist, was, abgesehen vom Korrosionsproblem, anderen Werkstoffen gegenüber bedeutende Vorteile aufweisen kann.Various water tanks and the like are desirably lined with a flexible plastic barrier to prevent corrosion of the tank or seepage of undesirable materials. This is particularly the case when the tank body is made of steel, which, apart from the corrosion problem, can have significant advantages over other materials.

Wie in US-A-4,537,329 beschrieben, ist ein System zum Verbinden einer Kunststoff-Behälterauskleidung mit einer Durchdringungsarmatur vorgesehen, die eine Öffnung durch eine Behälterwand bildet. Mit dieser vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte Struktur für einen Behälter vorgesehen, die sich leichter montieren läßt und zwischen Auskleidung und Behälterwand ohne Verwendung von Dichtungsmitteln oder Direktdruckdichtungen eine luft- und wasserdichte Abdichtung zustandekommen läßt. Eine Direktdruckdichtung ist eine Dichtung, die konstant unter Druck steht. Ein Nachteil einer solchen Dichtung ist, daß sie über eine Zeitspanne hinweg infolge des konstanten Drucks eine bleibende Verformung annehmen kann und ihre Wirkung verlieren kann.As described in US-A-4,537,329, a system is provided for connecting a plastic container liner to a penetration fitting which forms an opening through a container wall. This present invention provides an improved structure for a container which is easier to assemble and which provides an airtight and watertight seal between the liner and the container wall without the use of sealants or direct pressure seals. A direct pressure seal is a seal which is constantly under pressure. A disadvantage of such a seal is that over a period of time it can become permanently deformed and lose its effectiveness due to the constant pressure.

Ebenso wird die zum Einsetzen des Behälterauskleidungssystems in einen Behälter erforderliche Zeit und Anstrengung in dieser Erfindung gegenüber Systemen vom Stand der Technik reduziert, gleichzeitig werden ausgezeichnete Dichtungs- und Haltbarkeitsergebnisse erzielt.Likewise, the time and effort required to insert the vessel liner system into a vessel in this invention is reduced over prior art systems, while achieving excellent sealing and durability results.

Darüber hinaus hat The Culligan International Company ein Behälterauskleidungssystem verkauft, für das ein Joch benötigt wird. Bei dieser Erfindung ist ein derartiges Joch ausgeschlossen.In addition, The Culligan International Company has a A vessel lining system is sold that requires a yoke. This invention excludes such a yoke.

Der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf US-A-4537329, und die kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in Anspruch 1 dargelegt.The preamble of claim 1 is based on US-A-4537329 and the characterizing features of the present invention are set out in claim 1.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltungsform beinhaltet ein Behälterauskleidungssystem einen Behälter mit einer eine erste Öffnung definierenden Wand. Eine flexible Folienauskleidung liegt an der Innenfläche der Wand an und definiert eine zweite Öffnung, die an der ersten Öffnung der Behälterwand ausgerichtet ist. Die erste Öffnung wird von einem ersten Ring umgeben, wobei der erste Ring am Behälter angebracht ist, beispielsweise durch Schweißen, wenn der Behälter aus Metall ist und der erste Ring aus einem Metall hergestellt ist, das mit dem Metall des Behälters verträglich ist. Zum Beispiel können der Behälter und der erste Ring aus Stahl sein.According to a preferred embodiment, a container lining system includes a container having a wall defining a first opening. A flexible film liner abuts the inner surface of the wall and defines a second opening aligned with the first opening of the container wall. The first opening is surrounded by a first ring, the first ring being attached to the container, for example by welding, if the container is metal and the first ring is made of a metal compatible with the metal of the container. For example, the container and the first ring may be steel.

Gemäß der bevorzugten Ausgestaltung umgibt ein zweiter Ring die zweite Öffnung und ist durch ein entsprechendes Schweißen z.B. Hochfrequenz-Heißsiegeln (HF), Quellschweißen, Reibungsschweißen, Ultraschall-Schweißen, Kontakterhitzen oder ein anderes gewünschtes Verfahren, an der flexiblen Folie angebracht. Die flexible Folie kann typisch Vinylkunststoff- oder Polyurethanfolie sein, wobei der zweite Ring aus einem entsprechenden, aber typisch starren Kunststoff hergestellt ist, der schweißungsmäßig mit dem Kunststoff der Folie verträglich ist.According to the preferred embodiment, a second ring surrounds the second opening and is attached to the flexible film by an appropriate welding, e.g., high frequency heat sealing (HF), solvent welding, friction welding, ultrasonic welding, contact heating or other desired method. The flexible film may typically be vinyl plastic or polyurethane film, with the second ring made of an appropriate but typically rigid plastic that is weldably compatible with the plastic of the film.

Es sind Mittel vorgesehen, die den ersten und zweiten Ring zusammenhalten, während eine Dichtung für die zwischen ihnen definierte Verbindungszone vorgesehen ist.Means are provided to hold the first and second rings together, while a seal is provided for the defined connection zone is provided.

Für das Abdichten der Verbindungszone ist ein O-Ring vorgesehen, wobei der O-Ring zwecks einer verbesserten Dichtungsstandzeit eine direktdruckfreie Dichtung ist, wie dies bezüglich O-Ringen der Fall ist.An O-ring is provided for sealing the connection zone, whereby the O-ring is a direct pressure-free seal for the purpose of improved sealing service life, as is the case with O-rings.

Vorzugsweise soll der zweite Ring in zusammengehaltenem Verhältnis vom ersten Ring umgeben sein. Dieses zusammengehaltene Verhältnis kann, wenn gewünscht, einfach durch Befestigen mit Schrauben erzielt werden. Vorzugsweise kann der erste Ring jedoch mit Abstand zueinander angeordnete, nach innen vorstehende erste Verschlußflanschmittel definieren, während der zweite Ring mit Abstand zueinander angeordnete, nach außen vorstehende zweite Verschlußflanschmittel definiert, die so bemessen sind, um axial durch die ersten Verschlußflanschmittel zu passieren und mit den ersten Verschlußflanschmitteln drehend in Eingriff gebracht zu werden. Somit kann relatives Drehen des ersten und zweiten Rings mit ihren betreffenden, zum Eingriff ineinander angeordneten Verschlußflanschmitteln bewirken, daß die zwei Ringe durch die betreffenden Verschlußflansche miteinander in ein drehungsmäßig ineinandereingreifendes Verhältnis kommen, um axiales Verriegeln miteinander zu verursachen.Preferably, the second ring is to be surrounded by the first ring in retained relationship. This retained relationship can, if desired, be achieved simply by fastening with screws. Preferably, however, the first ring may define spaced apart, inwardly projecting first locking flange means, while the second ring defines spaced apart, outwardly projecting second locking flange means, dimensioned to pass axially through the first locking flange means and to be rotationally engaged with the first locking flange means. Thus, relative rotation of the first and second rings with their respective locking flange means arranged to engage one another may cause the two rings to come into rotationally interengaging relationship with one another through the respective locking flanges to cause axial locking with one another.

Eventuell wird auch gewünscht, ein gewindemäßig mit dem zweiten Ring verbundenes und am ersten Ring anstoßendes Mutternmittel vorzusehen, um beim Drehen des Mutternmittels erstes und zweites Verschlußflanschmittel in axialbelastetem Verhältnis zusammen zu zwingen.It may also be desirable to provide a nut means threadedly connected to the second ring and abutting against the first ring in order to force the first and second closure flange means together in an axially loaded relationship when the nut means is rotated.

Es wird vorgezogen, die eingesetzte, flexible Auskleidung im Behälter an einem Zeitpunkt des Montageprozesses mit Luft oder Flüssigkeit unter Druck zu setzen, damit die Luftblasen zwischen der inneren Behälterwand und der flexiblen Auskleidung durch die Verbindungszone zwischen dem ersten und zweiten Ring aus dem System herausgedrückt werden, bevor eine Dichtung dieser Verbindungszone angebracht wird. Nach dem Anbringen der Dichtung wird dann der Raum zwischen dem Behälter und der Folienauskleidung prinzipiell abgedichtet und bleibt abgedichtet, da die Luft nach dem Abdichten des Systems nicht mehr in den Raum zwischen Behälterwand und flexibler Kunststoffauskleidung zurückkehren kann.It is preferred to install the flexible lining in the To pressurize the container with air or liquid at some point in the assembly process so that the air bubbles between the inner container wall and the flexible lining are forced out of the system through the connection zone between the first and second rings before a seal is applied to this connection zone. After the seal is applied, the space between the container and the film lining is then essentially sealed and remains sealed because the air can no longer return to the space between the container wall and the flexible plastic lining once the system is sealed.

EXPLANATION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist eine bruchstückartige Längsschnittansicht eines Wasserbehälters mit einem Behälterauskleidungssystem;Fig. 1 is a fragmentary longitudinal sectional view of a water tank with a tank lining system;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang Linie 2-2 von Fig. 1, die das System während des Montageprozesses zeigt; undFig. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of Fig. 1, showing the system during the assembly process; and

Fig. 3 ist eine bruchstückartige Schnittansicht ähnlich Fig. 2, die das System in seiner zusammengebauten Form zeigt.Fig. 3 is a fragmentary sectional view similar to Fig. 2 showing the system in its assembled form.

EXPLANATION OF SPECIFIC DESIGNS

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 wird ein Stahlwasserbehälter 10 beschrieben, umfassend eine Behälterwand 12, an der ein erster Ring 14 aus Stahl angebracht ist, der eine erste Öffnung 16 definiert. Erster Ring 14 ist durch eine ringförmige Schweißlinie 18 am Rest der Behälterwand 12 angeschweißt.Referring to Figures 1 to 3, a steel water tank 10 is described comprising a tank wall 12 to which is attached a first ring 14 made of steel defining a first opening 16. First ring 14 is welded to the remainder of tank wall 12 by an annular weld line 18.

Behälter 10 trägt eine innere Kunststoffauskleidung 20 aus Polyvinylchlorid-Kunststoff oder ähnlichem. Am oberen Ende der genannten Kunststoffauskleidung 20 ist eine Öffnung 21, wobei ein ringförmiger Abschnitt 22 von Kunststoffauskleidung 20 durch HF- Heißsiegeln oder dergleichen fest an zweitem Ring 24 angeschweißt ist. Zweiter Ring 24 kann aus starrem Polyvinylchlorid sein, da es wünschenswert ist, in einem derartigen Fall die Schweißungsverträglichkeit zu fördern. Zweiter Ring 24 sitzt teleskopmäßig in erstem Ring 14, so daß ein Teil von zweitem Ring 24 von erstem Ring 14 umgeben ist.Container 10 carries an inner plastic liner 20 of polyvinyl chloride plastic or the like. At the upper end of said plastic liner 20 is an opening 21, an annular portion 22 of plastic liner 20 being securely welded to second ring 24 by RF heat sealing or the like. Second ring 24 may be of rigid polyvinyl chloride as it is desirable to promote weld compatibility in such a case. Second ring 24 telescopically fits within first ring 14 so that a portion of second ring 24 is surrounded by first ring 14.

In dieser Ausgestaltung definiert zweiter Ring 24 drei nach außen vorstehende Verschlußflansche 26. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind Verschlußflansche 26 mit Zwischenräumen angeordnet, die typisch einen leicht größeren Umfangswinkel haben als der Umfangswinkel jedes Verschlußflansches 26.In this embodiment, second ring 24 defines three outwardly projecting closure flanges 26. As shown in Fig. 2, closure flanges 26 are spaced apart that typically have a slightly larger circumferential angle than the circumferential angle of each closure flange 26.

Erster Ring 14 wiederum definiert drei mit Zwischenräumen angeordnete, nach innen vorstehende Verschlußflansche 28. Die Verschlußflansche 26, 28 sind jeweils so bemessen und angeordnet, daß sie zwischeneinander passen, wie besonders in Fig. 2 gezeigt wird, wenn der erste und der zweite Ring 14, 24 in bezug aufeinander axial bewegt werden. Die betreffenden Ringe können somit in eine Position, wie in Fig. 1 und auch Fig. 3 veranschaulicht, gebracht werden, indem sie durch die Konfiguration von Fig. 2 passiert und dann erster und zweiter Ring 14, 24 entsprechend auf die Position von Fig. 1 und 3 gedreht werden, wo die betreffenden Verschlußflansche 26, 28 in drehungsmäßig ineinandereingreifendes Verhältnis gebracht werden, um die betreffenden Ringe 14, 24 in axial verriegeltem Verhältnis zusammenzuhalten.First ring 14 in turn defines three spaced, inwardly projecting locking flanges 28. The locking flanges 26, 28 are each sized and arranged to fit between one another as particularly shown in Fig. 2 when the first and second rings 14, 24 are moved axially with respect to one another. The respective rings can thus be brought into a position as illustrated in Fig. 1 and also Fig. 3 by passing through the configuration of Fig. 2 and then rotating the first and second rings 14, 24 accordingly to the position of Figs. 1 and 3 where the respective locking flanges 26, 28 are brought into rotationally intermeshing relation to the respective rings 14, 24 in an axially locked relationship.

Zweiter Ring 24 definiert auch einen ringförmigen, nach außen vorstehenden Flansch 30, der einen O-Ring 32 trägt. Die Verbindungszone zwischen den betreffenden Ringen 14, 24 wird durch das Vorhandensein von O-Ring 32 abgedichtet. Vor dem Einsetzen von O-Ring 32 in das System ist es jedoch typisch möglich, die flexible Auskleidung 20 mit Luft zu füllen, um sie eng an die Wand 12 des Behälters zu drücken, um praktisch alle Luft aus der Verbindungszone zwischen Auskleidung 20 und Wand 12 zu forcieren, wobei die Luft durch die Verbindungszone zwischen erstem und zweitem Ring 14, 24 wandert. O-Ring 32 kann dann eingesetzt werden, um das Zurückwandern von Luft in die Verbindungszone zwischen Wand 12 und Auskleidung 20 zu verhindern.Second ring 24 also defines an annular, outwardly projecting flange 30 carrying an O-ring 32. The junction zone between the respective rings 14, 24 is sealed by the presence of O-ring 32. However, prior to inserting O-ring 32 into the system, it is typically possible to fill flexible liner 20 with air to press it tightly against vessel wall 12 to force substantially all air out of the junction zone between liner 20 and wall 12, with the air migrating through the junction zone between first and second rings 14, 24. O-ring 32 can then be inserted to prevent air from migrating back into the junction zone between wall 12 and liner 20.

Daraufhin kann Gewindemutter 34 auf dem äußeren Gewinde 36 von Ring 24 angebracht werden. Das Mutternelement wird in Abwärtsrichtung gedreht, bis sein Flansch 38 an einer Ringschulter 40 von erstem Ring 14 anstößt, wodurch nach oben gerichteter Druck auf zweiten Ring 24 im Verhältnis zu erstem Ring 14 erzeugt wird. Dies verursacht die Entwicklung einer Last zwischen den jeweiligen Verschlußflanschen 26, 28 für besseres Abdichten und Halten des Systems.Threaded nut 34 can then be installed on the external thread 36 of ring 24. The nut member is rotated in a downward direction until its flange 38 abuts an annular shoulder 40 of first ring 14, thereby creating upward pressure on second ring 24 relative to first ring 14. This causes a load to develop between the respective closure flanges 26, 28 for better sealing and retention of the system.

Mutter 34 kann über eine Haube oder Abdeckung 42, die aus Stahlblech oder dergleichem angefertigt ist, an die Schulter 40 von erstem Ring 14 anliegen, um den oberen Teil des Behälters, wie in Fig. 2 gezeigt, zu schützen. Haube 42 trägt auch ein unteres ringförmiges Dichtungselement 44, das gegen die Behälterwand 12 abdichtet.Nut 34 may engage shoulder 40 of first ring 14 through a hood or cover 42 made of sheet steel or the like to protect the upper portion of the container as shown in Fig. 2. Hood 42 also carries a lower annular sealing member 44 which seals against container wall 12.

Die Behälterauskleidung ist deshalb mit einer relativ einfachen Konstruktion versehen, wobei die flexible Behälterauskleidung den zweiten Ring 24 in verschweißtem Verhältnis trägt, so daß der betreffende erste und zweite Ring leicht miteinander in Eingriff gebracht und ohne die im Stand der Technik erforderlichen Kompliziertheiten abgedichtet werden können.The vessel liner is therefore provided with a relatively simple construction, the flexible vessel liner supporting the second ring 24 in welded relationship so that the respective first and second rings can be easily engaged and sealed without the complexities required in the prior art.

Zweiter Ring 24 definiert auch Innengewinde 46 in Öffnung 21 zur Anbringung eines herkömmlichen Anschlußteils.Second ring 24 also defines internal threads 46 in opening 21 for attachment of a conventional connector.

Wenn gewünscht wird, daß das Ablassen von Luft aus dem Raum zwischen Wand 12 und flexibler Auskleidung 20 weiter ermöglicht wird, können in der Wand 12 des Behälters eine oder mehrere Öffnungen 46 eingeformt werden, um das Ablassen von Luftblasen zwischen den betreffenden Elementen 12, 20 möglich zu machen. Dann, wenn der Prozeß beendet ist, können Öffnung bzw. Öffnungen 46 mit einem Dichtungsmittel oder ähnlichem, wie in Fig. 1 gezeigt, geschlossen werden. Dies kann in Verbindung mit Ablassen von Luft durch die Verbindungszone zwischen erstem und zweitem Ring 14, 24 oder als Ersatz für dieses Verfahren verwendet werden.If it is desired to further permit the venting of air from the space between wall 12 and flexible liner 20, one or more openings 46 may be formed in the wall 12 of the container to permit the venting of air bubbles between the respective elements 12, 20. Then, when the process is completed, the opening or openings 46 may be closed with a sealant or the like as shown in Fig. 1. This may be used in conjunction with venting air through the junction zone between first and second rings 14, 24 or as a substitute for this method.

Haube 58 sorgt für äußerlichen Schutz und verleiht dem System ein ästhetisches Aussehen.Hood 58 provides external protection and gives the system an aesthetic appearance.

Es wird somit ein vereinfachtes Behälterauskleidungssystem vorgesehen, das leichter zu installieren ist und hervorragende Haltbarkeit und Nutzlebensdauer zeigt. Die flexible Auskleidung 20 wird einfach in den Behältermund eingesetzt. Die betreffenden Ringe werden miteinander in Eingriff gebracht. Das Behältersystem wird unter Druck gesetzt oder mit Wasser gefüllt, um die Auskleidung in ein enges Verhältnis mit der Behälterwand zu drücken, und das System kann verschlossen werden und für langjährige Nutzlebensdauer bereit sein.A simplified vessel lining system is thus provided which is easier to install and which exhibits excellent durability and service life. The flexible lining 20 is simply inserted into the vessel mouth. The respective rings are engaged with each other. The vessel system is pressurized or filled with water to press the lining into to press into a close relationship with the container wall and the system can be sealed and ready for many years of service.

Claims

1. A container (10) comprising a wall (12) defining a first opening (16), a flexible film lining (20) adjacent to the inner surface of said wall (12) and defining a second opening (21) aligned with the first opening (16), a first ring (14) surrounding said first opening (16), a second ring (24) surrounding said second opening (21) and attached to said flexible film lining (20), and means (26, 28) for holding said first and second rings together, characterized in that the first ring (14) is attached to the container wall (12) and surrounds the second ring (24) and is spaced from at least a portion thereof, and a separate O-ring of the direct pressure-free type is provided, the O-ring (32) being insertable into the space between the rings (14, 24) to form a seal in the connection zone between the rings (14, 24).

2. A container according to claim 1, in which said first ring (14) and container wall (12) are each made of metal, wherein the flexible film lining (20) and second ring (24) are each made of plastics which are compatible with one another for welding.

3. A container according to claim 1 or 2, wherein said means for holding comprises a portion of the first ring (14) defining spaced, inwardly projecting first closure flange means (28) and a portion of said second ring (24) defining spaced, outwardly projecting second locking flange means (26) sized to pass through and be rotationally engaged with the first locking flange means (28) to cause axial locking of said first and second rings (14, 24) together.

4. A container according to claim 3, including a nut (34) threadably connected to said second ring (24) and abutting said first ring (14) to urge said first and second closure flange means (26, 28) into an axially loaded relationship upon rotation of said nut (34).

5. Container according to one of claims 1 to 4, in which said first and second rings are screwed together.

6. A container according to any preceding claim, wherein the second ring (24) defines a support flange (30) which supports the O-ring.

7. A method of sealing the container of claim 1 using the O-ring (32) of claim 1 comprising (a) evacuating air from the space between the inner surface of said container wall (12) and said flexible film liner (20) to cause the flexible film liner (20) to intimately contact the inner surface of the wall (12), when the air is evacuated from said space and between the first ring (14) and the second ring (24) and (b) inserting said O-ring (32) of the direct pressure-free type at the junction between said first and second rings (14, 24) to create a seal between said rings (14, 24) thereby preventing the flow of air into the space between the container wall (12) and the film liner (20).

8. The method of claim 71 further comprising the step of disposing (c) a nut (34) over said first and second rings (14, 24) and O-ring (32).