NO743870L

NO743870L -

Info

Publication number: NO743870L
Application number: NO743870A
Authority: NO
Inventors: R G Jackson; J R Carlson
Original assignee: Continental Oil Co
Priority date: 1973-12-26
Filing date: 1974-10-28
Publication date: 1975-07-21
Also published as: NL7414082A; SE7412588L; ES432422A1; JPS50113815A; US3895152A; FR2256365A1; CA999290A; IT1026981B; DE2446286A1

Description

Konstruksjon med sluttet sirkulasjonssystem.

Foreliggende oppfinnelse angår en ny konstruksjon eller sammenstilling som kan inneholde væskekomponenter eller gasskomponenter og som har et sluttet sirkulasjonssystem som på en passende måte kan anvendes for å detektere lekkasjer eller for rensing og lignende.

Man kjenner forskjellige konstruksjonstyper som kan inneholder væsker og gasser. Ofte vil disse konstruksjonene inkludere et mellomlag som dekker overflaten av en lastbærende del eller vegg og hvor mellomlaget er ugjennomtrengelig, for væskene eller gassene som er i kontakt med mellomlaget. Noen typiske eksempler på slike konstruksjoner er keramikkbekledde reaktorer, harpiks- eller plastbelagte lagerbeholdere, internt isolerte kryogene beholdere f og lignende. I disse situasjonene kan mellomlaget benyttes for å hindre kontakt mellom væskene eller gassene og den lastbærende delen på grunn av deres korro-sive natur, på grunn av deres fysiske tilstand som ved kryogen væske, eller på grunn av andre karakteristika som kan lede til feil på den lastbærende delen. Andre tilstander hvor slike mellomlag kan benyttes inkluderer situasjoner hvor den lastbærende delen ikke er ugjennomtrengelig eller hvor sikkerthets-krav må tilfredsstilles. Disse spesifiserte situasjoner er bare eksempler og mange andre vil uten tvil inntreffe fordele som arbeider innen feltet^

I et hvilket som helst tilfelle hvor ugjennomtrengelige mellomlag blir benyttet, er det onskelig å være istand til å detektere"lekkasjer som kan utvikles i mellomlagene for det oppstår skadelige virkninger på grunn av slike lekkasjer eller i det minste tilstrekkelig tidlig atil at hvilke som helse-skadelige virkninger blir minimalisert. Det kan, alternativt eller i tillegg, være onskelig av sikkerhetsgrunner å være istand til å rense området i umiddelbar nærhet av mellomlaget på den motsatte siden som er kontakt med væskene eller gassene som oppbevares.

Folgelig sorger foreliggende oppfinnelse for en ny konstruksjon eller sammenstilling som kan inneholde væskekomponenter eller gasskomponenter og som har et sluttet sirkulasjonssystem som passende kan bli anvendt for å detektere lekkasjer i mellomlaget, eller for rensing, eller for hvilke som helst andre hensikter hvor det er onskelig å sirkulere et fluidum mellom mellomlaget og den lastbærende delen. Kort beskrevet består konstruksjonen eller sammenstillingen av et lastbærende underlag, et ugjennomtrengelig ytre mellomlag, og mellom disse er det anbragt et sirkulasjonssystem definert av et nettverk av celler som har sidevegger som generelt er i.en lateral orientering til mellomlaget og det lagtbærende underlaget og hvor i det minste noen av disse sideveggene har åpninger hvorved i det minste noen av cellene er i forbindelse med hverandre og definerer et kontinuerlig sirkulasjonssystem.

Oppfinnelsen kan bli bedre forstått ved henvisning til tegningene hvor flere utforelser er illustrert som folger: Fig. 1 viser, delvis i snitt og sett fra siden, en utfbrelse av en grunnkonstruksjon av oppfinnelsen hvor konstruksjonen som helhet vil danne en beholder. Fig. 2 viser, delvis i snitt og sett fra siden, en modifikasjon av grunnkonstruksjonen som er illustrert i fig. 1. Fig. 3 viser et delsnitt av utforelsen som er illustrert i fig. 2 tatt langs linjen A-A og viser stromningsveiene for fluidumet mellom cellene.• Fig. 4 viser, delvis i snitt og sett fra siden, en ytterligere modifikasjon av grunnkonstruksjonen som er illustrert i fig. 1. Fig. 5 viser et delsnitt av utforelsen som er illustrert i fig. 4 tatt langs lin£ B-B og viser stromningsveiene for fluidumet mellom cellene. Fig. 6 viser et delsnitt, sett fra siden av en ytterligere utfbrelse av oppfinnelsen. Fig. 7 illustrerer skjematisk hvordan et fluidum kan sirkuleres gjennom en typisk konstruksjon i overensstemmelse med oppfinnelsen. Fig. 8 illustrerer eri sylindrisk beholder som besit-ter egenskapene avbildet på fig. 7.

Med henvisning til fig. 1 er det vist en konstruksjon som består av et kraftbærende underlag 1, et nettverk av celler 2 og et ugjennomtrengelig mellomlag 3. Denne konstruksjonen kan i sin helhet danne en beholder for væsker eller gasser av en hvilken som helst type slik som en lagerbeholder, reaktor og.lignende, hvor det lastbærende underlaget 1 repre-senterer den ytre veggen på beholderen eller reaktoren.

Det lastbærende underlaget kan være dannet av hvilket som helst materiale som har passende styrke og andre egenskaper for den spesielle anvendelsen, f.eks. kan det benyttes metaller eller metallegeringer, glassfiberlaminater eller harpikslaminater, tre og plaststoffer. Det er også pekt på at underlaget kan være dannet av et enkelt konstruksjonselement eller en rekke konstruksjonselementer som, når de kombineres, sorger for de nbdvendige karakteristika.

Det ugjennomtrengelige mellomlaget 3 tjener primært

til å hindre at de oppbevarte væskene eller gassene kommer i direkte kontakt med det lastbærende underlaget. Således er det ikke nbdvendig at mellomlaget har de samme styrkekarak-teristika som det lastbærende underlaget. Mellomlaget må imid-lertid være ugjennomtrengelig for væskene eller gassene som oppbevares. En rekke forskjellige, passende materialer er kjent for dette formålet, avhengig av den spesielle situasjonen. Eksempler på slike materialer er glass og andre keramiske materialer, forskjellige plastmaterialer som f.eks. polyuretan, polystyren, polyetylen, PVC, epoksyharpikser, polyestere o.l.

og meialler som f.eks. rustfritt stål, aluminium etc, og lignende .

Nettverket av celler 2 som definerer et sirkulasjonssystem mellom mellomlaget og det lastbærende underlaget, er dannet av en rekke celler 4 som har sidevegger 5 som er utstyrt med åpninger 6. Som illustrert er hver celle i forbindelse med de nærliggende cellene på grunn av tilstedeværelsen av åpningene slik at et fluidum kan bli sirkulert gjennom åpningene. Imid-lertid må man forstå at det etter onske kan sorges for et hvilket som helst monster for kommunikasjon mellom cellene for å fremskaffe et kontinuerlig sirkulasjonssystem.

Den spesielle formen på cellene er ikke en vesentlig egenskap så lenge som sideveggene er generelt orientert lateralt mellom mellomlaget og det lastbærende underlaget. F.eks. kan nettverket av celler bestå av en bikakestruktur av heksagonalformede celler slik som avbildet i fig. 3 og 5 og som blir diskutert nedenfor. På den andre siden kan det benyttes bølge-formede plater som er foyd sammen på en slik måte at de danner et nettverk av celler. Andre konfigurasjoner vil være åpenbare for fagfolk innen området.

Cellene kahvære darmsb av en rekke forskjellige materialer som har passende egenskaper slik san papir, metall, plast og lignende.

Det vil normalt sbrges for åpninger i sideveggene

på cellene når nettverket av sceller blir dannet. Antall åpninger og plasering kan varieres etter bnske for å sbrge for en hvilken som helst type strbmningsvei gjennom nettverket av celler. Denne muligheten til å fremstille en hvilken som helst

type stromningsvei er en spesielt vesentlig egenskap ved foreliggende oppfinnelse. Det er åpenbart at det kan benyttes mer enn én åpning pr. sidevegg. Dersom nettverket av celler skal sorge for en eller annen konstruksjonmessig understottelse, vil det naturligvis være nodvendig å ta hensyn til denne funksjonen ved konstruksjonen av stromningsveien, noe som vil hli forstått av fagfolk innen feltet.

Innen feltet er det kjent forskjellige teknikker for

å danne nettverk av celler av den typen som benyttes i foreliggende oppfinnelse og dette trenger ikke noen ytterligere for-klaring. La det være nok å si at de nbdvendige åpninger i siteveggene kan bli stanset ut, dannet under stoping, eller på annen måte dannet under utforelsen av en hvilken som helst av disse teknikkene ved konstruksjon eller sammenstilling.

For å illustrere to av mange mulige stromningsveier gjennom et nettverk av celler, henvises det' til fig. 2-5

hvor nettverket av celler er .illustrert som en bikakekonstruksjon av heksagonalformede celler. I fig. 2 er hver celle 14 vist med en åpning 16 gjennom hver sidevegg 15. Denne konstruksjonen sorger for stromningsveier mellom en individuell celle og hver av de seks nærliggende celler som vist ved de små dobbelte pilene. I konstrast til denne omnidireksjonale stromningsveien kan åpningene være anbragt på en slik måte at det sorges for mer kontroll over stromningsveien. Et eksempel på en k&ontrol-lert stromningsvei er illustrert i fig. 4 og 5 hvor det bare er sbrget for åpninger 26 i de sideveggene 25 av cellene 24 som befinner seg langs .den samme aksen. Som et resultat sbrged. det for en serie med parallelle stromningsveier på linje med de samme aksene. Disse stromningsveiene kan forbindes innbyrdes ved ganske enkelt å sbrge for åpninger i en passende sidevegg slik at det dannes en samlet krumlinjet stromningsvei gjennom hele konstruksjonen ifolge foreliggende oppfinnelse, f.eks. en beholder eller reaktor.

I fig. 7 er det vist innretninger for å sirkulere et fluidum gjennom et sirkulasjonssystem dannet av et nettverk av celler slik som det som er beskrevet ovenfor. Konstruksjonen som er vist i fig.. 7, kan forstås lettere dersom man betrakter en slik konstruksjon som former en sylindrisk beholder C,

slik som illustrert i fig. 8. Felles egenskaper som er illustrert

i de to tegningene, inkluderer det lastbærende underlaget 61 som danner den ytre overflaten av beholderen C, det ugjennomtrengelige mellomlaget 63 som danner den indre overflaten av beholderen C og manifolden 67 som har innlop 68 og utlop 69. Alt dette vil bli beskrevet i mer detalj nedenfor. Man må forstå at under bruk vil beholderen C bli utstyrt med en passende bunn- og topp, fortrinnsvis av lignende konstruksjon som side-veggen, festet til beholderen.

Konstruksjonen i fig. 7 består av det lastbærende underlaget 61 og det ugjennomtrengelige mellomlaget 63 med et nettverk av celler 62 anbragt mellom disse. Disse elementene og deres sammensetning er det samme som de korresponderende elementer vist i fig. 1 og beskrevet ovenfor. Således definerer nettverket av celler 62 et sirkulasjonssystem dannet ved cellene 64 som har sidevegger 65 utstyrt med åpninger 66. Stromningsveien som det er sbrget av konstruksjonen som er illustrert,

er lik.den som er vist i fig. 3 hvor hver celle er i forbindelse med alle nær liggere celler. I tillegg er nettverket av celler utstyrt med et valgfritt isolasjonslag 71 som fyller en del av hver celle 64 og ligger nær det lastbærende underlaget 61. Dette isolerende laget kan være skumplast, fiberglass, eller andre konvensjonelle isolasjonsmaterialer og kan i seg selv være porost eller ugjennomtrengelig, noe som er kjent innen feltet. Skumplast kan dannes på stedet under sammenstillingen. Det er å foretrekke at lose isolasjonsmaterialer blir dusjet med et bindemiddel eller annet passende materiale slik søm et limstoff slik at i det minste materialene ved overflaten fester seg til hverandre for at det ikke skal oppstå noen forstyrrelse med sirkulasjonssystemet.

Mellom de motstående ender og dæ forseglende kontakt med sammenstillingen som består av det lastbærende underlaget 61 og nettverket av celler 62, er det plasert en manifold 67 som har fluiduminnlbp 68 og fluidumutlop 69. Manifolden 67 strekker seg fortrinnsvis ikke helt gjennom konstruksjonen av foreliggende oppfinnelse, men bare i utstrekning av sirkulasjonssystemet av nettverket av celler. Som vist ligger således det ugjennomtrengelige mellomlaget 63 og det lastbærende underlaget over manifolden. Fluiduminnlop 68 er i forbindelse med nettverket av celler på den ene siden av manifolden, mens fluidumutlop 69 er i forbindelse med nettverket av celler på

den andre siden. Ved å innfore et fluidum gjennom inrilLopet 68 til sirkulasjonssystemet, vil det stromme gjennom cellene i nettverket av celler og til sist nå utlopet 69 og blir trukket vekk fra systemet. Ved å forbinde innlbpet 68 og utlopet 69 til en passende sirkulasjonspumpe, kan fluidumet kontinuerlig bli sirkulert gjennom sirkulasjonssystemet av konstruksjonen ifolge oppfinnelsen.

Oppfinnelsen er tiltenkt sirkulasjonen av forskjellig slags, fluidum for forskjellige formål gjennom sirkulas jons-systemet. Uttrykket "fluidum" er ment å skulle dekke både væsker og gasser. F.eks. kan luft-sirkuleres som en opprenskings-gass for å fjerne hvilke som helst materialer som gradvis kan lekke gjennom mellomlageib. På den andre siden kan sikkerhets-, betraktninger kreve at det benyttes et inaktivt fluidum for dette formålet. Fluidumet som blir sirkulert, kan benyttes for oppvarming eller avkjbling ved å la det stromme gjennom en ytre varmeveksler. I disse situasjonene vil fluidumet normalt være en væske. En spesiell anvendelse som betraktes som spesielt viktig for konstruksjonen ifolge foreliggende oppfinnelse går ut på at det sendes et fluidum gjennom sirkulasjonssystemet for å detektere lekkasjer som kan utvikles i mellomlaget. Normalt vil en gass bli benyttet for dette formål. Gassen vil ha en annen sammensetning enn materialene som oppbevares på den andre siden av mellomlaget. Dersom en lekkasje således skulle utvikles i mellomlaget, blir den sirkulerende gassen kontaminert og ved å la den kontaminerte gassen eller en del av denne stromme gjennom en standard analysator for å detektere endringer i sammensetningen, f.eks. en gass-væske-kromatograf, kan en slik lekkasje raskt bli detektert.

Konstruksjonen av oppfinnelsen kan gis en rekke forskjellige utforelser som alle inkluderer grunnkonstruksjonen som er beskrevet med henvisning til fig. 1. F.eks. som avbildet i fig. 2, kan det sorges for et isolasjonslag 17 som. delvis fyller nettverket av celler i områdene nær det lastbærende underlaget 11. Det må bemerkes at denne utforelsen er den samme som den som er beskrevet med henvisning til fig. 7.

Fremstilling av en utfbrelse av ddenne typen kan utfores ved

å feste et på forhånd fremstilt nettverk av celler til det lastbærende underlaget i form av en beholder, fylle cellene i nettverket av celler med isolasjon i en passende hoyde slik at det ikke forstyrrer sirkulasjonssystemet, og deretter ved å anbringe og feste det ugjennomtrengelige mellomlaget. ' Fremgangsmåten for å anbringe og feste de forskjellige elementene til hverandre vil bestemmes primært ved å ta hensyn til typen av materialer som blir anvendt, noe som er kjent innen feltet.

En annen utforelse er avbildet i fig. 4 og denne er lik den som er beskrevet ovenfor med unntagelse av at det kan anbringes en tilleggsbarriere 28 for å hindre passasje av fluidum mellom det ugjennomtrengelige mellomlag 23 og nettverket av celler som består av cellene 24. En slik barriere kan være en metallplate eller metallfolie eller et ugjennomtrengelig plastlag. Det lastbærende underlaget 21 og isolasjonen 27 er den samme som beskrevet ovenfor.

Fig. 6 avbilder enda en utfbrelse av konstruksjonen av oppfinnelsen og denne er tiltenkt en spesiell anvendelse i form av en lagerbeholder for en kryogen væske, slik som flytende naturgass. På samme måten som med de tidligere utfbrelser er det et lastbærende underlag 31 som kan danne den ytre veggen

på lagertanken. I sidestilling til dette er det et nettverk av celler 32 som består av cellene 34 med sidevegger 35 som har åpninger 36 som derved definerer et sirkulasjonssystem. Over den ovre delen av nettverket av celler ligger det et ugjennomtrengelig mellomlag 33, noe som fremgår av tegningen. Mellomlaget i dette tilfellet blir. dannet av et ugjennomtrengelig polyuretanskum eller et lignende materiale og .er i kontakt med den kryogene væsken og danner således den primære barrieren. De b*vre kantene av celleveggene av nettverket av celler ligger inne i mellomlaget for å sikre at de_ er godt festet.

Inne i cellene 34 som utgjor nettverket av dceller

i området nær det lastbærende underlaget, er det anbragt en isolasjon 37. Såik isolasjon er av en ugjennomtrengelig type og danner derved en sekundær barriere for å beskytte det lastbærende underlaget og kan være det samme som det som danner

mellomlaget 33. Denne isolasjonen fyller bare delvis cellene 34 slik at den ikke forstyrrer sirkulasjonssystemet.

I området av cellene 34 som danner sirkulasjonssystemet kan det også etter valg anbringes en poros isolasjon 38 slik som glassfibre eller lose perilittkorn eller lignende materiale som ikke vil sette sirkulasjonssystemet ut av funksjon og likevel sbrge for en ekstra isolerende virkning.

Det er helt klart at det er mange andre variasjoner ved grunnkonstruks jonen av oppfinnelfsenn som det er lett å opp-dage og som ikke trenger noen spesiell beskrivelse. F.eks. kan det i utforelsen i fig. 6 benyttes keramiske overtrekk istedæifor isolasjonen som ble benyttet for mellomlaget 33 og isolasjonen 37, for således å danne en beholder som vil tere meget passende ved utforing av en rekke reaksjoner.

Det er også pekt på at plastlagene kan inneholde forsterkninger slik som armeringsfibre, lerret, vevet stoff eller lignende, dersom kravene til styrke er slike at det er nodvendig.

Av denne detaljerte beskrivelsen av oppfinnelsen vil det bli forstått av fagfolk innen feltet at visse variasjoner og modifikasjoner kan bli utfort uten å avvike fra ånden og rekkevidden av oppfinnelsen som.definert ovenfor og i vedlagte krav.

Claims

1. Sammensatt konstruksjon, karakterisert ved at den består av et lastbærende underlag, et ugjennomtrengelig mellomlag, og hvor det mellom disse er anbragt ét sirkulasjonssystem definert av et nettverk av celler som har sidevegger som-er generelt i lateral orientering med mellomlaget og det lastbærende underlaget, og hvor i det minste noen av sideveggene har åpninger hvorved i det minste noen nærliggende celler er i forbindelse med hverandre.

2. Sammensatt konstruksjon i overensstemmelse med krav 1, karakterisert ved at cellene har form av en bikake.

3. Sammensatt konstruksjon i overensstemmelse me.d krav 2, karakterisert ved at bare visse sidevegger har åpninger slik at det fdefineres en kontinuerlig stromningsvei som går i omveier gjennom sirkulasjonssystemet.

4. Sammensatt konstruksjon i overensstemmelse med krav 1, karakterisert ved at et ugjennomtrengelig isolasjonslag delvis fyller cellene nær det lastbærende underlaget.

5. Sammensatt konstruksjon i overensstemmelse med krav 4,. karakterisert ved at det ugjennomtrengelige mellomlaget er polyuretanskum og det ugjennomtrengelige isolasjonslaget er polyuretanskum.

6. Sammensatt konstruksjon i overensstemmelse med krav 5, karakterisert ved at en porbs isolasjon er anbragt i cellene mellom det ugjennomtrengelige isolasjonslaget og det ugjennomtrengelige mellomlag.

7. Sammensatt konstruksjon i overensstemmelse med krav 5, karakterisert ved at polyuretanskummet i det ugjennomtrengelige mellomlaget er forsterki med fibre eller lerret.

8. Sammensatt konstruksjon i overensstemmelse med krav 1, karakterisert ved at cellene er av metall, p]ast eller papir.

9. Sammensatt konstruksjon i overensstemmelse med krav 1, karakterisert ved at cellene er av metall og det ugjennomtrengelige mellomlaget er keramisk.

10. Sammensatt konstruksjon i overensstemmelse med krav 1, karakterisert ved at en barrieredel er anbragt mellom det ugjennomtreigelige mellomlaget og sirkulasjonssystemet for ytterligere å hindre passasje av fluidum.

11. Sammensatt konstruksjon i overensstemmelse med krav 1, karakterisert ved at den i kombinasjon har innretning for å sirkulere et fluidum gjennom sirkulasjonssystemet.

12. Sammensatt kombinert konstruksjon i overensstemmelse med krav 11, karakterisert ved at nevnte innretning inkluderer innretning for å analysere sammensetningen av fluidumet som blir sirkulert.

13. Sammensatt kombinert konstruksjon i overensstemmelse med krav 11, karakterisert ved at nevnte innretning inkluderer en varmeveksler hvor fluidumet blir sirkulert gjennom.

14. Sammensatt kombinert konstruksjon i overensstemmelse med krav 11, karakterisert ved at nevnte innretning inkluderer en kfl.de med inaktivt fluidum for sirkula-sjon gjennom sirkulasjonssystemet.

15. Sammensatt konstruksjon i overensstemmelse med krav 1, karakterisert ved at den har form av en lagerbeholder. r