DE4343792A1 - Unterirdischer Lagerbehälter für Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen unterirdischen Lagerbehälter für Flüssigkeiten, insbesondere wassergefährdende, brennbare und nichtbrennbare, aggressive und nichtaggressive flüssige Medien, mit einem metallischen Innenbehälter und einem mittels Abstandhalter vom Innenbehälter distanzierten Außenmantel, zwischen denen ein Überwachungsraum angeordnet ist, der mit einem Leckanzeigegerät verbunden ist.

Unterirdische Lagerbehälter für wassergefährdende, brennbare und nichtbrennbare, aggressive und nichtaggressive Flüssigkeiten sind mechanischen und korrosiven Beanspruchungen durch Erddruck, Frost, Kälte und Füllmedien sowie dem Prüfdruck unterworfen.

Deshalb stellen unterirdische Lagerbehälter äußerst hohe technische und technologische Anforderungen an die verwendeten Einsatzwerkstoffe und Konstruktionen. Die Lagerbehälter müssen den hohen thermischen, mechanischen und korrosiven Belastungen über einen sehr langen Zeitraum standhalten können, ohne undicht zu werden.

Um die Eigenschaftsgewährleistung bei diesen komplexen Beanspruchungen zu erreichen, legt die DIN 6600 ff, insbesondere DIN 6608 "Liegende Behälter (Tanks) aus Stahl" fest, daß die Behälter einen abgeschlossenen flüssigkeitsdichten Außenbehälter haben und damit doppelwandig sein müssen.

Diese Lagerbehälter sind bekanntlich aus einem kreiszylindrischen Teil, Mantel genannt, und zwei nach außen normalgewölbten Böden zusammengesetzt. Die Einzelteile werden durch Umformarbeitsgänge geformt und nach einer Vorreinigung mittels Fügen, beispielsweise Schweißen, zusammengefügt. Abstandhalter sichern, daß zwischen Innen- und Außenbehälter ein ausreichender Abstand besteht, der nicht größer als die Blechdicke des Bodens des Außenbehälters sein darf.

Die klassische Lagerbehälterfertigung ist fertigungsintensiv und verursacht Lärmbelästigungen beim Umformen, beispielsweise durch das Pressen der Böden oder das Walzen der Mantelzargen. Die beim Schweißen entstehenden Schweißdämpfe führen zu einer Dauerbelastung für die Umwelt. Reinigungs- und Lösungsmittel sind nur mit hohem Aufwand und Sondermaßnahmen zu beseitigen, wobei immer ein Rest an Sondermüll anfällt. Der Wasserverbrauch für die Reinigung und die Prüfung dieser bekannten Lagerbehälter ist hoch.

Die metallischen Einsatzwerkstoffe für diese bekannten Lagerbehälter haben außerdem ein relativ hohes Gewicht.

Der bekannte Stand der Technik nach den US- Patentschriften 3,564,526, 4,775073 und 4,805,444 versucht dem gewichtsmäßigen Nachteil dadurch zu begegnen, daß um den Stahlinnenbehälter zunächst eine Gitterkonstruktion aus hochfestem Polyethylen gewickelt wird. Hierbei werden Ausschnitte am Behälter auf das Gitter übertragen und ausgeschnitten. Nachdem der Stahlinnenbehälter mit der Gitterkonstruktion umschlossen ist, wird ein Polyethylenmantel gleicher Qualität um die Gitterkonstruktion gewickelt und der Mantel mit Hilfe von Spannbändern eng um den Stahlinnenbehälter gezogen, abgeschnitten und mittels Überlappschweißung dicht verschweißt. So entsteht ein Doppelmantelraum, dessen Dichtheit durch einen Unterdruck von max. 0,07 bar überwacht wird.

Die Nachteile dieser bekannten Lösung bestehen darin, daß die notwendig gleichmäßige Beabstandung des Kunststoffmantels vom Innenbehälter durch Spannbänder nicht über die gesamte Mantelfläche gewährleistet werden kann.

Der Kunststoffmantel wird auf dem Stahlbehälter nur durch die aufgebrachten Spannkräfte gehalten. Eine Verschiebung des Mantels gegenüber dem Stahlinnenbehälter kann beim Verwinden oder Setzen des Behälters im Erdreich nicht ausgeschlossen werden. Es besteht daher die nicht zu vernachlässigende Gefahr des Bruchs des Mantels und damit der Undichtheit.

Diese Gefahr wird noch dadurch verschärft, daß im Leckagefall der Überwachungsraum das Lagergut aufnehmen und zusätzlich dem Betriebsüberdruck des Innenbehälters standhalten muß.

Die Umwicklung des Stahlinnenbehälters mit der Gitterkonstruktion erhöht außerdem den Fertigungsaufwand und verteuert diesen Behältern nicht unerheblich.

Bei einem bekannten Lagerbehälter (DE-OS 40 16 324) für flüssige und/oder feste chemische Fällungsmittel, vorzugsweise für den Einsatz im Erdreich, wird auf ein beliebig festes Trägermaterial eine gegen chemische Fällungsmittel resistente Sperrschichtfolie aus Niederdruck-Polyethylen mit innenliegender Sperrschicht aufgebracht, auf der eine einseitig mit Noppen versehene ebenfalls gegen chemische Fällungsmittel resistente Polyethylenplatte, noppenseitig aufliegend, vorgesehen ist. Der durch die Noppen gebildete Hohlraum ist mit einem Vakuumüberwachungsgerät verbunden.

In der DE-OS 41 35 600 besteht das Material der Wandung des Lagerbehälters aus wenigstens einer Niederdruck- Polyethylenschicht. Auf dieser Schicht ist eine weitere mit Noppen versehene Polyethylenschicht angeordnet.

Die Nachteile dieser bekannten Lagerbehälter sind darin begründet, daß Niederdruck-Polyethylenschichten als drückfester Behältermantel ungeeignet ist, weil sie bei Zug- und Druckbelastungen in Verbindung mit aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen zur Rißbildung und Spannungsrißkorrosion neigen.

Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Lagerbehälter der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der die komplexe Eigenschaftsgewährleistung im Lagerbehälterbau auch für Kunststoffwerkstoffe bei voller Recyclingfähigkeit ermöglicht und der die Werkstoffvorteile der Kunststoffwerkstoffe wie Wegfall von Korrosionsschutzmaßnahmen, Einsparung an Gewicht und die wesentliche Verbesserung der Automatisierbarkeit bei der Herstellung von Lagerbehältern zur Geltung bringt.

Dies wird bei dem Lagerbehälter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Außenmantel innenseitig zum Innenbehälter mit einer Vielzahl von im wesentlichen gleichmäßig verteilten, einstückig und unverlierbar am Außenmantel angeformten, als Profil ausgebildete, punktartige Auflager mit ebenflächigen Kontaktflächen versehen ist, die integraler Bestandteil des Außenmantels und durch Klebverbindung stoffschlüssig mit dem Mantel des Innenbehälters verbunden sind.

Der Außenmantel und die Auflager bestehen vorzugsweise aus Polyethylen hoher Dichte, beispielsweise Lupolen mit einer Dichte von 0,90 bis 0,97 g/cm³ und einer Schüttdichte von 250 bis 600 kg/m³.

Der Außenmantel und die Auflager können natürlich auch aus Stahlblech, beispielsweise Warzenblech, bestehen, ohne die Erfindung zu verlassen.

Ebensogut können der Außenmantel und die Auflager auch aus werkstoffverschiedenem Kunststoff mit oder ohne Faserstoffeinlagerungen bestehen.

In bevorzugten weiteren Merkmalen der Erfindung bestehen die Auflager aus Warzenprofilen, Noppenprofilen, Fischgrätenprofilen, Rautenprofilen oder auch aus in sich geschlossenen, ineinander angeordneten Ringprofilen.

Die Auflager können natürlich auch miteinander kombiniert werden.

Die Profile der Auflager weisen vorteilhafterweise konkave oder konvexe Seitenflächen auf. Dies wird sich danach zu richten haben, welche mechanischen, statischen und korrosive Beanspruchungen auf die Auflager einwirken.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die ebenflächigen profilartigen Auflager mit dem Mantel des Innenbehälters verklebt, so daß eine stoffschlüssige, verschiebesichere und gleichmäßig distanzierte Verbindung zwischen Außenmantel und Innenmantel entsteht. Zur Herstellung einer widerstandsfähigeren Klebeverbindung sind die seitenflächen der Auflager zweckmäßigerweise geriffelt.

Ein weiteres bevorzugtes Merkmal des erfindungsgemäßen Lagerbehälters sieht vor, daß das Verhältnis der Kontaktfläche, d. h. Klebefläche, zur Mantelfläche des Innenbehälters abhängig von Beanspruchungsart und Prüfüberdruck gestaltet ist.

Durch alle diese Merkmale wird erreicht, daß der erfindungsgemäße Lagerbehälter den komplexen Beanspruchungen im Einsatz gerecht wird und die geforderten komplexen Gebrauchseigenschaften sicher gewährleistet werden.

Der erfindungsgemäße Lagerbehälter unterliegt keiner Korrosion, so daß der äußere Korrosionsschutz, beispielsweise durch aufwendigen und umweltgefährdenden Bitumenauftrag, entfallen kann, wodurch außerdem Entsorgungsmaßnahmen der im Bitumen enthaltenen, die Gesundheit gefährdenden Stoffe eingespart werden können.

Die erfindungsgemäßen Lagerbehälter mit einem direkt auf dem Innenbehälter aufgebrachten Kunststoffaußenmantel besitzen gegenüber den Stahlbehältern ein wesentlich geringeres Gewicht und sind auch gegenüber den mit Kunststoffolie und Kunststoffnetz bewickelten Lagerbehältern erheblich einfacher und kostengünstiger herzustellen.

Außerdem sind die erfindungsgemäßen Lagerbehälter mit einem Kunststoffaußenmantel wartungsfrei, weil keine Korrosionsprodukte entstehen.

Der erfindungsgemäße Lagerbehälter gestattet es ferner, einen weit höheren Automatisierungsgrad bei der Lagerbehälterfertigung zu erreichen, da die Auflager integraler Bestandteil des Außenmantels sind, und die aufwendige zweimalige Umwicklung der Lagerbehälter entfallen kann.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausbildung von Außen- und Innenmantel des erfindungsgemäßen Lagerbehälters,

Fig. 2 eine Ansicht des Außenmantels mit Kunststoffauflagern,

Fig. 3 eine Ansicht des mit dem Innenbehälter verklebten Auflagers und

Fig. 4 ein Warzenprofil eines Auflagers mit konkaver Seitenfläche.

Der erfindungsgemäße Lagerbehälter 1 besteht gemäß Fig. 1 aus einem in konventioneller Weise gefertigten Stahlinnenbehälter 2, der von einem Außenmantel 3 umgeben ist.

Der Außenmantel 3 (Fig. 2) ist aus einer Polyethylenfolie gefertigt, die auf ihrer Innenseite eine Vielzahl von gleichmäßig in Höhe und Breite voneinander distanzierten vollflächigen Auflagern 4 aufweist.

Außenmantel 3 und Auflager 4 sind einstückig und werkstoffgleich. Die Auflager 4 sind als Warzenprofil 5 ausgebildet, die eine ebenflächige Oberfläche 6 und eine konkave Seitenfläche 7 besitzen.

Die auf einem Coil aufgewickelte Polyethylenfolie mit einer Dicke von etwa 2,5 mm läuft über Treiberollen auf den durch ein Drehwerk in Drehung versetzten Innenbehälter auf. Vor dem Auflaufen der Folie wird Kontaktklebstoff auf die ebenflächigen Auflager 4 des Außenmantels 3 der Folie und den entsprechenden Außenflächen des metallisch reinen Außenmantels des Innenbehälters 2 aufgetragen (Fig. 3).

Der Auftrag auf die sich bewegenden Kontaktflächen erfolgt so, daß eine ausreichende Zeit zur Abdunstung beider Klebflächen verbleibt, bevor die Auflager und die Außenflächen mit Andruckrollen aufeinander gepreßt werden. Nachdem die Folie den Innenbehälter 360° umschlossen hat, wird die Folie mit Spannbändern fest an den Innenbehälter gepreßt. Die Randbereiche der Folie sind frei von Auflagern 4, damit sich die einzelnen sich überlappenden Folienbahnen mittels Schweißung dicht verschweißen lassen. Als nächstes wird Kontaktklebstoff auf die normalgewölbten Böden 8 des Innenbehälters 2 und auf die Auflager 4 der zuvor entsprechend angepaßten Polyethylenböden aufgetragen. Nach Abdunstung der Klebflächen erfolgt ein Aufpressen der Polyethylenböden auf die Böden 8 des Innenbehälters 2 und ein Verschweißen mit der Polyethylenfolie des Außenmantels 3.

Neben Warzenprofilen können natürlich auch andere geeignete Profilformen wie Noppenprofile, Frischgrätenprofile und Rautenprofile die Auflager 4 bilden, ohne die Erfindung zu verlassen.

Durch die konkave Seitenfläche 7 des Warzenprofils 5 entsteht nach dem Aushärten des Kontaktklebstoffes eine äußerst widerstandsfähige Verbindung (Fig. 4), weil die Seitenfläche 7 zumindest teilweise vom Kontaktklebstoff beim Anpressen auch von außen umschlossen wird.

Um den unterschiedlichsten Beanspruchungsarten in Abhängigkeit von der Art des Füllmediums, des Erddruckes, der Temperaturen und dem Prüfdruck gerecht zu werden, läßt sich die Anzahl der Auflager 4, vorzugsweise im Anschlußbereich von Außenmantel 3 und Boden 8 variieren. Je nach Beanspruchung läßt sich ein gewünschtes Verhältnis von Klebefläche zur Mantelfläche einstellen. Dies kann durch Vergrößerung der Klebefläche pro Auflager oder aber durch eine größere Dichte der Auflager pro cm² Mantelfläche geschehen.

Die entsprechenden Ausschnitte am Innenbehälter werden vor dem Verkleben auf die Polyethylenfolie übertragen.

Als Kunststoffmaterial für den Außenmantel 3 findet vorzugsweise ein thermoplastischer Kunststoff mit ausgewogenem Verhältnis von Steifigkeit, Schockzähigkeit und Spannungsrißbeständigkeit, beispielsweise ein hochfestes Polyethylen mit der Bezeichnung "Lupolen 4261 A" Anwendung. Dieser Werkstoff ist Gewähr dafür, daß im Zusammenwirken mit der Klebverbindung der Außenmantel 3 flüssigkeitsdicht und verschiebesicher auf dem äußeren Außenmantel des Innenbehälters 2 verankert ist.

Durch die gleichmäßige punktartige Auflagerung des Außenmantels 3 auf der Mantelfläche des Innenbehälters 2 mittels der Auflager 4 entsteht zwischen Außenmantel 3 und der Mantelfläche des Innenbehälters 2 ein definierter Überwachungsraum, der von bekannten, hier nicht dargestellten, Unterdruck bzw. Überdruck-Leckanzeigern überwacht wird.

Die stoffschlüssige Klebverbindung von Außenmantel und Innenmantel ermöglicht es auch, ohne Probleme eine Dichtheitsprüfung mit 0,6 bar Überdruck durchzuführen.

Je nach Beanspruchungsart, Größe und gewählter Form der Lagerbehälter kann der Außenmantel 3 und die Auflager 4 werkstoffgleich oder auch werkstoffverschieden sein. Alle möglichen Kombinationen der genannten Auflagerarten sind möglich.

Bezugszeichenliste

1 Lagerbehälter
2 Stahlinnenbehälter
3 Außenmantel
4 Auflager
5 Warzenprofil
6 Oberfläche des Warzenprofils 5
7 Seitenfläche des Warzenprofils
8 Behälterboden

Claims (13)

1. Unterirdischer Lagerbehälter für Flüssigkeiten, insbesondere wassergefährdende, brennbare und nichtbrennbare, aggressive und nichtaggressive flüssige Medien, mit einem metallischen Innenbehälter und einem mittels Abstandhalter vom Innenbehälter distanzierten Außenmantel, zwischen denen ein Überwachungsraum angeordnet ist, der mit einem Leckanzeigegerät verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (3) innenseitig zum Innenbehälter (2) mit einer Vielzahl von im wesentlichen gleichmäßig auf der Mantelfläche verteilten, einstückig und unverlierbar am Außenmantel angeformten, als Profil (5) ausgebildeten, punktartigen Auflagern (4) mit im wesentlichen ebenflächigen Kontaktflächen (6) versehen ist, die integraler Bestandteil des Außenmantels (3) und durch Klebverbindung stoffschlüssig mit dem Innenbehälter (2) verbunden sind.

2. Lagerbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (1) und die Auflager (4) vorzugsweise aus Polyethylen hoher Dichte, beispielsweise Lupolen mit einer Dichte von 0,90 bis 0,97 g/cm³ und einer Schüttdichte von 250 bis 600 kg/m³, bestehen.

3. Lagerbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (1) und die Auflager (4) vorzugsweise aus metallischem Werkstoff, beispielsweise Stahl, bestehen.

4. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflager (4) Warzenprofil haben.

5. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflager (4) Noppenprofil haben.

6. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflager (4) Frischgrätenprofil haben.

7. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflager (4) Rautenprofil haben.

8. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflager (4) aus in sich geschlossenen, ineinander angeordneten Ringprofilen bestehen.

9. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ebenflächigen Kontaktflächen (6) an die Krümmung des Innenbehältermantels anpassen.

10. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflager (4) konkave oder konvexe Seitenflächen (7) aufweisen.

11. Lagerbehälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen eine Riffelung aufweisen.

12. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Kontaktfläche zu Mantelfläche abhängig von Beanspruchsart und Prüfüberdruck gestaltet ist.

13. Lagerbehälter nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebverbindung eine Haftklebung ist.