DE2409002C3 - Schwimmdach für einen Flüssigkeitsspeichertank - Google Patents

Description

45

Die Erfindung betrifft ein Schwimmdach für einen Flüssigkeitsspeichertank, das aus einer Vielzahl flüssigkeitsdicht miteinander verbundener rechteckiger Platten besteht, dessen annähernd ebene Unterseite unmittelbar auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmt und das auf seiner Oberseite eine Vielzahl von mit den Platten fest verbundenen, gleichmäßig verteilten hohlen Auftriebskörpern aufweist.

Bei derartigen bekannten einwandigen Schwimmdächern (vgl. DE-OS 2213 348) dienen die auf der vs Oberseite vorgesehenen Hilfsauftriebskörper dazu, durch ihren Auftrieb das Schwimmdach zu tragen, falls in dem Schwimmdach ein Leck entsteht oder aber sich auf der Oberseite des Schwimmdaches eine größere Menge Regenwasser angesammelt hat. Bei dem ^ho bekannten Schwimmdach sind die Hilfsauftriebskörper Zylinder, insbesondere Hohlzylinder, deren Achsen sich jeweils senkrecht zur Oberseite des Schwimmdaches erstrecken und von denen jeweils zwei auf einem Teil der Platten angeordnet sind. Diese zylindrischen ^(lS Hilfsauftriebskörper haben infolge ihrer Form und Anordnung einen Auftrieb, der proportional zu ihrer Eintauchtiefe ist. Um das aus schweren Stahlplatten bestehende Schwimmdach zu tragen, muß eine verhältnismäßig große Anzahl von derartigen Hilfsauftriebskörpern auf der Oberseite des Schwimmdaches angeordnet sein. So werden beispielsweise bei einem Durchmesser von 85 m etwa 241 Auftriebskörper und bei einem Durchmesser von 105 m ungefähr 365 Auftriebskörper benötigt. Diese Auftriebskörper haben, da sich ihre Achsen senkrecht zur Oberseite des Schwimmdaches erstrecken, eine verhältnismäßig große Windangriffsiläche. Diese führt bei der erheblichen Größe des Schwimmdaches dazu, daß das ganze Schwimmdach in eine wellenförmige Bewegung versetzt wird. Dabei sind die Verbindungsnähte zwischen den einzelnen Platten stark beansprucht, so daß es mit der Zeit zu Ermüdungsbrüchen und örtlichen Leckstellen kommen kann. Die Hilfsauftriebskörper tragen nicht dazu bei, die Platten des Schwimmdaches an deren Rändern zu versteifen.

Es ist ferner bei einem zweischaligen Schwimmdach (vgl. US-PS 33 19 329) bekannt, über die ganze Fläche des Schwimmdaches gleichmäßig verteilte Rohre vorzusehen, die sich senkrecht zur Fläche des Schwimmdaches erstrecken und durch die beiden Schalen ties Schwimmdaches hindurchgeführt und mit diesen verschweißt sind. Die Rohre dienen zur Aufnahme von in den Rohren längs verstellbar angeordneten Stützpfosten, die an der Unterseite des Schwimmdaches vorstehen. Bei einer Verringerung des Tankinhaltes unter ein gewisses Flüssigkeitsniveau kommen die Stützpfosten mit dem Tankboden in Berührung und tragen dann das Schwimmdach. Auf diese Weise wird ein Aufsitzen des Daches auf dem Boden des Tankes vermieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der Vorteile eines einwandigen Schwimmdaches der eingangs erwähnten Art mit Hilfsauftriebskörpern auf der Oberseite, ein Schwimmdach zu schaffen, bei dem die bei starkem Wind auftretenden Verformungen geringer sind und bei dem die Gefahr von Ermüdungsrissen in den Plattennähten kleiner ist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß jeder Hilfsauftriebskörper als langgestreckter, sich parallel zur Platte erstreckender und diese versteifender Körper ausgebildet ist, dessen Länge größer ist als seine Breite und dessen vertikaler Querschnitt sich nach oben verjüngt, wobei jeweils eine der Platten die Basis eines der Hilfsauftriebskörper bildet. Bei diesem Schwimmdach haben die Hilfsauftriebskörper nicht nur die Funktion, bei einem auftretenden Leck oder bei Regenwasserbelastung den nötigen Auftrieb zu erzeugen, sondern sie versteifen auch die einzelnen Platten, aus denen das Schwimmdach hergestellt ist. Durch die langgestreckte flache Form der Auftriebskörper, deren vertikaler Querschnitt sich noch dazu nach oben verjüngt, ist die Windangriffsfläche wesentlich reduziert, so daß auch die wellenartige Verformung der Abdeckung verringert ist. Zu dieser Verringerung der Verformung tragen auch die durch die Hilfsauftriebskörper versteiften Platten bei. Insgesamt ist die Gefahr von Ermüdungsrissen infolge Verformung des Daches durch Wind wesentlich verringert und dadurch die Haltbarkeit des Daches erhöht. Die langgestreckten Hilfsauftriebskörper, die in Dachnähe den größten vertikalen Querschnitt aufweisen, haben weiterhin den Vorteil, daß gerade in Dachnähe, wo sich das Regenwasser oder auch durch Lecks hindurchgetretene Tankflüssigkeit ansammelt, der größte Auftrieb erzeugt wird. Dieser große Auftrieb verbessert die Schwimm-

Stabilität des Schwimmdaches und sorgt für ein verringertes Eintauchen des Schwimmdaches im Falle eines Lecks oder bei Regenbelastung.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist jeder Hilfsauftriebskörper den Querschnitt eines Kreissegmentes auf, welches kleiner ist als eine Halbkxeisfläche. Die Schale des Hilfsauftriebskörpers, welche damit einen Teil einer Zylindermantelfläche bildet, ist einfach herstellbar, weist wenig Schweißnähte auf und verleiht dem Schwimmdach in der Nähe seiner Oberseite einen größtmöglichen Auftrieb.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ist in folgendem anhand von mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Tank mit Schwimmdach,

F i g. 2 eine Teildraufsicht auf das Schwimmdach,

F i g. 3 einen vertikalen Querschnitt,

Fig.4 einen Längsschnitt durch einen Hilfsauftriebskörper nach der Linie 4-4 der F i g. 2,

Fig.ä einen Querschnitt durch einen Hilfsauftriebskörper nach der Linie 5-5 der F i g. 4,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 7 einen (,verschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Flüssigkeitsspeichertank bezeichnet, der beispielsweise zur Aufnahme von flüssigen Kohlenwasserstoffen dient. Der Flüssigkeitsspeichertank 10 hat einen Tankboden 11 und ein Schwimmdach 13, dessen annähernd ebene Unterseite 19 unmittelbar auf der Oberfläche der Flüssigkeit 12 schwimmt. Das Schwimmdach 13 ist als einwandiges Dach ausgebildet und weist nur an seinem Rand eine Ringkammer 53 mit einer das Schwimmdach gegenüber der zylindrischen Tankwandung abdichtenden Dichtung 54 auf. Der Tank 10 kann beispielsweise einen Durchmesser von 100 m besitzen.

Das Schwimmdach 13 besteht aus einer Vielzahl von flüssigkeitsdicht miteinander verbundenen rechteckigen Platten 16. Diese Platten 16 bestehen normalerweise aus Stahl und sind an ihren Rändern miteinander verschweißt. Die miteinander verschweißten Platten 16 bilden eine annähernd ebene Unterseite 19 mit der das Schwimmdach 13 unmittelbar auf der Oberfläche der Flüssigkeit 12 schwimmt. Auf der Oberseite weist das Schwimmdach 13 eine Vielzahl von mit den Platten 16 fest verbundenen Hilfsauftriebskörpern 18 auf. Diese Hilfsauftriebskörper sind, wie insbesondere aus den F i g. 2,4 und 5 zu entnehmen ist, als langgestreckte, sich parallel zur Platte 16 erstreckende und diese versteifende Körper ausgebildet. Ihre Länge ist großer als ihre Breite und ihr vertikaler Querschnitt verjüngt sich nach oben. Hierdurch haben die Hilfsauftriebskörper 18 eine niedrige Bauhöhe und eine entsprechend kleine Windangriffsfläche. Die Hilfsauftriebskörper 18 sind an ihren Rändern jeweils mit den Platten J6 verschweißt, wobei jeweils eine der Platten 16 die Basis eines Hilfsauftriebskörpers 18 bildet.

Bei dem in den Fig.2, 4 und 5 dargestellten, bevon:ugten Ausführungsbeispiel besteht jeder der Hilfsauftriebskörper 18 aus einer konvexen Schale 41, die einen Teil des Mantels eines Hohlzylinders bildet, dessen Erzeugende parallel zur Plattenlängsrichtung verläuft. Die konvexe Schale 41 kann gegebenenfalls auch Teil eines Elliosoids sein. An beiden Enden ist die

hohlzyündrische Schale 41 durch zwei Endplatten 44 und 45 abgeschlossen. Diese Endplatten 44 und 45 sind ebenso wie die Schale 41 an ihren unteren Rändern mit der Platte 16 verschweißt Auf diese Weise erhält der Hilfsauftriebskörper 18 den Querschnitt eines Kreissegmentes, welches kleiner ist als eine Halbkreisfläche (vgl. F ig. 5).

Die Mehrzahl oder alle der Hilfsauftriebskörper 18 können ferner mit Rohren 47 versehe» sein, welche sich durch die Hilfsauftriebskörper 18 hindurch erstrecken und senkrecht zu den Platten 16 angeordnet sind. Jedes der Rohre 47 ist jeweils mit der Platte 16 und auch der Schale 41 des Hilfsauftriebskörpers an seiner Durchtrittsstelle durch diese Teile verschweißt. Das Rohr 47 erfüllt damit die wichtige Funktion, die bauliche Festigkeit und Steifigkeit des Hilfsauftriebskörpers 18 zu erhöhen. Zusätzlich haben die Rohre 47 die Funktion, daß sie zur Aufnahme von Stützposten 49 dienen, die mittels Steckbolzen 51 höhenverstellbar in Jen Rohren 47 gelagert sind und an der Unterseite 19 der Platten 16 vorstehen. Diese Stützpfosten 19 dienen zur Abstützung des Schwimmdaches gegenüber dem Tankboden 11 beim Absinken des Flüssigkeitsspiegels. Ein Aufsetzen des Schwimmdaches 13 auf dem Tankboden 11 wird damit vermieden. Außerdem wird durch die Rohre 47 eine günstige Verteilung der Spannungen in dem Schwimmdach 13 erreicht, sobald sich die Stützpfosten 49 auf dem Boden des Tankes abstützen. Die hierbei auftretenden Kräfte werden nämlich nicht nur an der Durchtrittsstelle des Rohres 47 durch die Platte 16 in diese eingeleitet, sondern außerdem noch über die Schale41 anderen Rändern.

Die Hilfsauftriebskörper 18, 18' können, wie es aus Fig.2 ersichtlich ist, in mehreren parallelen Reihen angeordnet sein, die sich in Längsrichtung der Hilfsauftriebskörper 18 erstrecken. Diese Reihen können dabei parallel zur vorherrschenden Windrichtung W ausgerichtet sein. Die Hilfsauftriebskörper 18 zweier benachbarter paralleler Reihen können dabei in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet sein, daß eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Hilfsauftriebskörper auf der Oberseite des Schwimmdaches erreicht wird. Es ist auch möglich, die Hilfsauftriebskörper 18', wie es in Fig. 2 links unten dargestellt ist, jeweils nur um die Hälfte ihrer Länge gegeneinander versetzt anzuordnen. In ähnlicher Weise können auch, wie es in Fig. 2 rechts unten dargestellt ist, die Nähte der Platten 16 an ihren Querseiten versetzt zu den Hilfsauftriebskörpern bzw. den benachbarten Platten angeordnet sein.

In die F i g. 6 und 7 sind noch zwei weitere Ausf'jhrungsformen der Hilfsauftriebskörper 118 bzw. 218 dargestellt. Bei dem in F i g. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Hilfsauftriebskörper aus zwei ebenen Platten 22 und 23, die zusammen mit der Platte 16 als Basis einen dreieckförmigen Querschnitt einschließen. Der Hilfsauftriebskörper 118 weist dabei die Form eines langgestreckten Prismas auf, das an seinen beiden Enden durch Endplatten 24 abgeschlossen ist.

Bei dem in F i g. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Hilfsauftriebskörper 218 einen trapezförmigen Querschnitt. Er besteht aus den beiden Platten 22 und 23, die mit der Platte 16 als Basis verschweißt und gegenüber der Basisplatte in spitzem Winkel zueinander geneigt sind. Oben ist der Hilfsauftriebskörper 218 durch eine schmalere Platte 28 abgeschlossen. An den beiden Enden des Hilfsauftriebskörpers 218 sind

Endplatten 27 vorgesehen. Wie man jedoch durch Vergleich der F i g. 6 und 7 mit der F i g. 5 feststellen kann, ist das in Fig.5 dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel günstiger, da weniger Schweißnähte erforderlich sind. ^

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schwimmdach für einen Flüssigkeitsspeichertank, das aus einer Vielzahl flüssigkeitsdicht > miteinander verbundener rechteckiger Platten besteht, dessen annähernd ebene Unterseite unmittelbar auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmt und das auf seiner Oberseite eine Vielzahl von mit den Platten fest verbundenen, gleichmäßig verteilten, i" hohlen Hilfsauftriebskörpern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hilfsauftriebskörper (18, 18', 118, 218) als langgestreckter, sich parallel zur Platte erstreckender und diese versteifender Körper ausgebildet ist, dessen Länge größer ist als seine Breite und dessen vertikaler Querschnitt sich nach oben verjüngt, wobei jeweils eine der Platten (1£) die Basis eines der Hilfsauftriebskörper {la, 18', 118,218) bildet.

2. Schwimmdach nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hilfsauftriebskörper (18, 18') den Querschnitt eines Kreissegmentes aufweist, welches kleiner ist als eine Halbkreisfläche.

3. Schwimmdach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Mehrzahl der Hilfsauftriebskörper (18, 18', 218) senkrecht zu den Platten (16) erstreckende Rohre (47) hindurchgeführt sind, von denen jedes jeweils mit einer der Platten und dem zugehörigen Hilfsauftriebskörper verschweißt ist und zur Aufnahme eines unten über die Platte (16) vorstehenden Stützpfostens (49) dient.

4. Schwimmdach nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsauftriebskörper (18,18') in parallelen Reihen angeordnet sind, die sich in Längsrichtung der Hilfsauftriebskörper (18,18') erstrecken.

5. Schwimmdach nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsauftriebskörper (18, 18') zweier benachbarter paralleler Reihen in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.