[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abdichtung des Ringspalts zwischen senkrechter
Behälterwand und schwimmender Abdeckung eines Großraumbehälters, insbesondere eines
Schwimmdachtanks oder eines Festdachtanks mit Innenschwimmdecke, bestehend aus einer
Vielzahl in gleichmäßigen Abständen nebeneinander am Umfang der schwimmenden Abdekkung
befestigter schmaler Federbänder, die mit ihren freien Enden federnd gegen die Tankwand
gerichtet sind und ein an ihren freien Enden befestigtes elastisches Dichtprofil entlang
einer Umfangslinie gegen die Behälterwand drücken, wobei der Ringspalt durch eine
zwischen dem Dichtprofil und der schwimmenden Abdeckung um den gesamten Ringspalt
umlaufende Dichtungsschürze verschlossen ist.
[0002] Derartige Ringspaltabdichtungen werden vornehmlich bei Lagerung leichtflüchtiger,
flüssiger Raffinerieprodukte und Chemikalien zur Vermeidung von Verdunstungsverlusten
und der Ansammlung gefährlicher Dämpfe eingesetzt. Der für die Vertikalbewegung der
schwimmenden Abdeckung erforderliche Ringspalt zwischen senkrechter Tankwand und Schwimmdecke
muß hierbei durch ein elastisches Dichtelement verschlossen werden, welches in der
Lage ist, betriebsbedingte Änderungen der Ringspaltbreite sowie starke Unrundheiten
und Beulen der Tankwand auszugleichen und hierbei das Entweichen von Produktdämpfen
bzw. das Eindringen von Niederschlagswasser möglichst weitgehend zu verhindern.
[0003] Eine weitere wichtige Aufgabe der Ringspaltabdichtung besteht darin, für eine ausreichende
Zentrierung der frei schwimmenden Abdeckung zu sorgen, wodurch die störungsfreie Vertikalbewegung
ohne örtliche überlastungen oder Verkantungen gewährleistet werden soll. Allerdings
dürfen insbesondere für den Einsatz an Leichtbau-Schwimmdecken mit geringerer Auftriebskraft
die von der Ringspaltabdichtung ausgehenden Reibungskräfte nicht so groß werden, daß
die Gefahr des Hängenbleibens oder der überflutung der schwimmenden Abdeckung durch
gelagertes Produkt besteht.
[0004] Im Idealfall soll die Ringsspaltabdichtung über den gesamten Tankumfang eine gleichmäßig
starke Zentrierwirkung ausüben können, mit Hilfe ausreichender Federwege Abweichungen
der Ringspaltbreite durch Exzentrizität, Unrundheiten und Beulen leicht ausgleichen
können, durch breitflächige und elastische Anpassung auch kleinere Störstellen und
Unebenheiten der Tankwand abdecken und eine möglichst verschleißfeste äußere Hülle
haben. Daneben sollen die verwendeten Werkstoffe bestens beständig sein, sowohl gegen
die Lagermedien als auch gegen Witterungseinflüsse.
[0005] Diesen komplexen Anforderungen versucht man in der Praxis dadurch gerecht zu werden,
daß an dem äußeren Rande der schwimmenden Abdeckung ein elastisches Dichtelement befestigt
wird, welches sich der jeweiligen Ringspaltbreite durch Federkräfte (DE-OS 27 30 546),
durch Schwerkraft (Bulletin Nr. 3200 aus 1976 der Firma Chicago Bridge &
[0006] Iron Company), durch Eigenspannung (US PS 3 795 339) oder durch hydraulische Kräfte
(US PS 3 173 291) anpaßt und den Spalt durch eine umlaufende, flexible Dichtungsschürze
oder einen mit Flüssigkeit oder Kunststoffschaum gefüllten elastischen Schlauch verschließt.
[0007] Ringspaltabdichtungen für Schwimmdachtanks werden heute üblicherweise in eine Primärabdichtung
und eine Sekundärdichtung unterteilt, wobei die dem Lagerprodukt zugewendete Primärdichtung
den Großteil der Produktdämpfe zurückhalten soll und die gegen die Atmosphäre gerichtete
Sekundärdichtung neben der Verbesserung der Gesamtabdichtwirkung insbesondere das
Eindringen von Regenwasser verhindern soll. Ringspaltabdichtungen von Innenschwimmdecken
in Festdachtanks haben demgegenüber nur die Aufgabe der Begrenzung von Produktemissionen.
[0008] Unter den neueren Sekundärdichtungen für Schwimmdachtanks sind folgende Grundkonstruktionen
bekannt: federnd angedrückte Lippendichtungen (US PS 4 116 358), federverstärkte Gummischürzen
(DE-OS 28 32 978), Lippendichtungen aus Polyurethan-Elastomer (Druckschrift EKT 0028-3-79
der Firma Elastogran) und federnd angedrückte Schaumstoffpolster mit abriebfester
Umhüllung.
[0009] Lippendichtungen haben den Nachteil, daß sie nur entlang einer schmalen und relativ
steifen Lippe abdichten, wobei scharfe Unebenheiten, z.B. vertikale Schweißnähte,
nicht abgedichtet werden können und häufig die Gefahr des Umstülpens, z.B. an horizontalen
Schweißnähten, besteht. Federverstärkte Gummischürzen sind ebenfalls relativ steif,
können daher senkrechte Schweißnähte nicht ausreichend abdichten und sind auch gegen
Umstülpen gefährdet. Federnd angedrückte Schaumstoffpolster mit abriebfester Umhüllung
haben die beste Chance, durch hohe Verformbarkeit, breite Dichtfläche und gut abgerundete
äußere Formen eine Abdichtung mit besonderer Wirkung und Betriebssicherheit zu gewährleisten.
Unbefriedigend bei bekannten Ausführungen dieser Art ist die oft ungenügende Korrosionsbeständigkeit
und Dauerbelastbarkeit der verwendeten Federelemente sowie die daraus resultierende
Beschränkung des möglichen Federweges.
[0010] Für die Abdichtung leichter Innenschwimmdecken in Festdachtanks sind bisher noch
keine optimalen Lösungen bekanntgeworden. Die bekannten Primärdichtungen für Schwimmdachtanks
sind für diese Anwendung zu schwer und ergeben zu hohe Reibungskräfte. Die häufig
verwendeten Lippendichtungen aus Polyurethan-Elastomer bieten keine ausreichende Dichtfläche
und können wegen der Gefahr des Umstülpens keine Gewähr für eine vollkommene Abdichtung
und gleichmäßige Zentrierung der Schwimmdecke geben, zumal das Umstülpen der Dichtung
meist nicht über den gesamten Tankumfang erfolgt.
[0011] Bei einer bekannten Ringspaltabdichtung der eingangs bezeichneten Gattung (DE-AS
23 58 636) sind als Federbänder Blattfedern vorgesehen, die mit großen gegenseitigen
Abständen angeordnet sind, wodurch die Verwendung dicker Federbänder erforderlich
ist. Diese dicken Federbänder sind relativ steif, setzen der elastischen Verformung
einen erheblichen Widerstand entgegen und drücken das Dichtprofil punktförmig an die
Behälterwand an. Durch die Steifigkeit der Federbänder wird die Montage dieser bekannten
Ringspaltabdichtung sehr erschwert. Die äußeren Enden der Federbänder sind spitzwinkelig
zur Tankwand gerichtet, wodurch das mit nur verhältnismäßig kleinen Querschnittsabmessungen
ausgestattete und harte Dichtprofil bei Vertikalbewegungen der schwimmenden Abdeckung
leicht hängenbleiben kann. Außerdem ist die bekannte Ringspaltabdichtung nur für die
gleichzeitige Primär- und Sekundärabdichtung eines Schwimmdachtanks ausgebildet, wobei
die Vorspannung der nach oben und unten ausliegenden Blattfederschenkel durch eine
mittlere in eine senkrechte Wand der schwimmenden Abdeckung eingreifende Befestigungsschraube
einstellbar sein soll. Die Anbringung der hierfür benötigten Befestigungsbohrungen
in der senkrechten Wand der schwimmenden Abdeckung ist unerwünscht, weil durch derartige
Bohrungen Undichtigkeiten des Schwimmkörpers eintreten können. Außerdem sind die Befestigungsstellen
nach Anbringung der Dichtungsschürze nicht mehr zugänglich, so daß spätere-Federeinstellungen
nur nach Abnahme der Schürze möglich erscheinen.
[0012] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vorzugsweise als Sekundärdichtung
für Schwimmdachtanks sowie als Ringspaltabdichtung für Innenschwimmdecken von Festdachtanks
verwendbare Konstruktion bereitzustellen, welche die Nachteile der bekannten Konstruktionen
vermeidet, insbesondere bei relativ geringen Reibungskräften,und gleichmäßiger Zentrierwirkung
für die schwimmende Abdeckung ein Höchstmaß an Flexibilität, Abdichtwirkung und Betriebssicherheit
bei gleichzeitig geringer Korrosionsempfindlichkeit der verwendeten Bauteile ermöglicht.
[0013] Ausgehend von der eingangs bezeichneten Gattung wird diese Aufgabe durch die vorliegende
Erfindung dadurch gelöst, daß die Federbänder aus dünnen, dicht nebeneinander liegenden
Streifen eines korrosionsfesten und bleibend federelastischen Materials gebildet sind,
mit ihren der schwimmenden Abdeckung zugekehrten Enden an dieser etwa horizontal befestigt
sind und unter elastischer Durchbiegung den Ringspalt überspannen, daß jeweils ein
Federband an seinem freien Ende oder mehrere benachbarte Federbänder (6, 6') an ihren
freien Enden mit einem zur Tankwand hin geöffneten Aufnahmeprofilstück (10, 10') verbunden
ist bzw. sind, und daß entlang dem-Umfang des Behälters mehrere Schaumstoffelemente
angeordnet sind, die auf Stoß aneinandergesetzt sind, wobei jedes Schaumstoffelement
von mehreren, dicht nebeneinander sitzenden Aufnahmeprofilstücken (10, 10') gegen
die Tankwand gedrückt ist.
[0014] Die erfindungsgemäße Ringspaltabdichtung verfügt über bleibend hohe Federlastizität
und gleichmäßige Zentrierwirkung für die schwimmende Abdeckung. Die von den Federbändern
erzeugten Anpreßkräfte werden mittels der annähernd lückenlos wirkenden Aufnahmeprofilstücke
gleichmäßig auf die Schaumstoffelemente übertragen.
[0015] Durch breitflächige und weichelastische Andrückung des äußeren Dichtkörpers wird
eine hohe Abdichtwirkung bei geringen Reibungskräften erreicht. Aufgrund der durch
ihre Durchbiegung praktisch parallel zur Tankwand auslaufenden Federbänder und des
voluminösen, weichen und allseits gerundeten äußeren Dichtkörpers ist die Gefahr des
Umstülpens beseitigt. Die einzelnen Federbänder sind ohne Demontage der Dichtungsschürze
leicht zugänglich.
[0016] Vorteilhaft ist die Anordnung so getroffen, daß die Aufnahmeprofilstücke im wesentlichen
einen C-förmigen Querschnitt und einen etwa senkrecht an die Profilöffnung anschließenden
Flansch besitzen, an welchem die freien Enden der Federbänder befestigt sind. Die
Querschnittsausbildung der Aufnahmeprofilstücke erlaubt eine problemlose Anbringung
der einzelnen zu einem Ring zusammenzufügenden Schaumstoffelemente, wobei der an die
Profilöffnung etwa senkrecht anschließende Flansch die Befestigung an den freien Enden
der Federbänder derart gestattet, daß die Federbänder mit diesen freien Enden praktisch
parallel zur Tankwand ausgerichtet sind, wodurch eine erhebliche radial gerichtete
Elastizität der Ringspaltabdichtung erreicht wird, ohne daß die Gefahr des Umstülpens
oder Hängenbleibens besteht. Für die Befestigung der Schaumstoffelemente ist es von
Vorteil, wenn die freien Enden der Federbänder in die Profilöffnung der Aufnahmeprofilstücke
hineinragen und zusammen mit einer gegenüberliegenden Profilabkantung eine krallenartige
Halterung für die Schaumstoffelemente bilden.
[0017] Zur Erzielung einer definierten Anlage der Schaumstoffelemente an die Behälterwand
sind die Schaumstoffelemente für die Verwendung an einer Sekundärabdichtung vorzugsweise
so ausgebildet, daß sie im Querschnitt gesehen an ihrer gegen die Tankwand gerichteten
Seite derart abgefast sind, daß sie im ungedrückten Zustand die Form eines nach oben
gerichteten stumpfen Keils besitzen. Die Abfasung sorgt dafür, daß auch bei enger
werdendem Spalt stets die Oberkante des äußeren Dichtkörpers fest an die Tankwand
angedrückt wird und eine ausreichend breite Dichtfläche entsteht. Zweckmäßig sind
die freien Enden von jeweils zwei bis sechs benachbarten Federbändern an einem Aufnahmeprofilstück
befestigt. Hierbei bilden also zwei bis sechs Federbänder und ein Aufnahmeprofilstück
eine Federeinheit.
[0018] Im Verfolg des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Federbänder aus rostfreiem
Federstahlblech und die Aufnahmeprofilstücke aus rostfreiem Stahlblech gefertigt sind.
[0019] Weitere Einzelheiten werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele darstellenden
Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Schnittansicht einer Ringspaltabdichtung als Sekundärdichtung
eines Schwimmdachtanks.
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Ringspaltabdichtung an einer Innenschwimmdecke eines
Festdachtanks und
Fig. 3 einen Querschnitt durch das in;Verbindung mit der Sekundärabdichtung gem. Fig.
1 verwendete Schaumstoffelement.
[0020] Aus Fig. 1 geht die senkrechte Behälterwand 1 eines Schwimmdachtanks hervor, der
die allgemein mit der Bezugszahl 2 bezeichnete Ringspaltabdichtung anliegt, welche
den Ringspalt 3 zwischen der Behälterwand 1 und dem Schwimmdach 4 überbrückt. Die
Ringspaltabdichtung 2 kommt oberhalb einer herkömmlichen nicht dargestellten Primärdichtung
zur Anwendung. An dem horizontal nach innen gerichteten Flansch 5 des Schwimmdaches
4 sind die dünnen und dicht nebeneinander liegenden Federbänder 6 mittels Schrauben
7 und unter Zwischenlage einer Klemmleiste 8 befestigt. Die um den gesamten Ringspalt
endlos umlaufende Dichtungsschürze 9 ist einerseits an den Aufnahmeprofilstücken 10
befestigt, wird gegen die Tankwand um die Schaumstoffelemente 14 herumgeschlagen und
ist mit dem anderen Ende an dem horizontalen Flansch 5 befestigt. Die Federbänder
6 bestehen aus etwa 1 mm dicken und etwa 100 bis 200 mm breiten Blechstreifen aus
rostfreiem Federstahl.
[0021] Im gezeichneten Beispiel werden jeweils drei Federbänder 6 durch ein im Querschnitt
C-förmiges Aufnahmeprofilstück 10 zu einem Federelement zusammengefaßt. Die Aufnahmeprofilstücke
10 besitzen einen etwa senkrecht an die Profilöffnung anschließenden Flansch 11, an
welchem von außen her die freien Enden der Federbänder 6 bei 12 befestigt sind. Die
Federbänder 6 sind so mit den Aufnahmeprofilstücken 10 verbunden, daß jeweils ein
kurzes Endstück 13 der Federbänder in das C-Profil hineinragt und die Schaumstoffelemente
14 im Zusammenwirken mit einer gegenüberliegenden Profilabkantung 15 krallenartig
festhält.
[0022] Die jeweils über mehrere Aufnahmeprofilstücke 10 durchgehenden und aus einem Polyurethan-
Weichschaum hergestellten Schaumstoffelemente 14 besitzen einen etwa quadratischen,
rechteckigen oder rhombischen Querschnitt, beispielsweise den aus Fig. 3 ersichtlichen
Querschnitt. Wie aus Fig. 3 hervorgeht sind die Schaumstoffelemente 14 an ihrer gegen
die Tankwand gerichteten Seite mit einer Abfasung 16 versehen, so daß die Form eines
nach oben gerichteten stumpfen Keils entsteht. Hierdurch wird erreicht, daß der äußere
Dichtkörper auch bei enger gewordenem Spalt stets mit seiner Oberkante an der Tankwand
1 anliegt und daß das bei Regen die Tankwand herunterlaufende Wasser von der Tankwand
abgedrängt wird, ohne daß sich ein größerer Stauraum über der Dichtung bilden kann.
[0023] Die Dichtungsschürze 9 besteht .aus einem gewebeverstärkten Gummimaterial oder Kunststoff
mit hoher Flexibilität und Abriebfestigkeit. Die Dichtungsschürze 9 ist außer der
bereits beschriebenen Befestigung am Schwimmdach 4 an der Rückseite der Aufnahmeprofilstücke
10 unter Vermittlung von Kleimleisten 17 bei 18 befestigt.
[0024] Aus Fig. 2 geht die Ringspaltabdichtung 2' zwischen der senkrechten Behälterwand
1' und der Innenschwimmdecke 4' eines Festdachtanks hervor, dessen Füllstand durch
die Niveaulinie 19 angedeutet ist. Vergleichbare Bauteile sind mit den für Fig. 1
verwendeten Bezugszahlen bezeichnet, die jedoch mit einem Indexstrich versehen sind.
Die Federbänder 6' sind hierbei nach unten gegen die Tankwand 1' gebogen. Die Schaumstoffelemente
14' haben in ungedrückter Form einen etwa quadratischen Querschnitt. Die Dichtungsschürze
9' wird bei diesem Beispiel an der Verbindungsstelle zwischen dem Flansch 11' und
den Federbändern 6' unter Vermittlung von Klemmleisten 17' mit eingespannt, nach unten
um die Schaumstoffelemente 14' geschlagen und unterhalb der Federbänder 6' am äußeren
Randflansch 5' der Innenschwimmdecke 4' durch Schrauben 7' und Klemmleisten 8' befestigt.
1. Vorrichtung zur Abdichtung des Ringspalts zwischen senkrechter Behälterwand und
schwimmender Abdeckung eines Großraumbehälters, insbesondere eines Schwimmdachtanks
oder eines Festdachtanks mit Innenschwimmdecke, bestehend aus einer Vielzahl in gleichmäßigen
Abständen nebeneinander am Umfang der schwimmenden Abdeckung befestigter schmaler
Federbänder, die mit ihren freien Enden federnd gegen die Tankwand gerichtet sind
und ein an ihren freien Enden befestigtes elastisches Dichtprofil entlang einer Umfangslinie
gegen die Behälterwand drücken, wobei der Ringspalt . durch eine zwischen dem Dichtprofil
und der schwimmenden Abdeckung um den gesamten Ringspalt umlaufende Dichtungsschürze
verschlossen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Federbänder (6, 6') aus dünnen, dicht nebeneinander liegenden Streifen eines
korrosionsfesten und bleibend federelastischen Materials gebildet sind, mit ihren
der schwimmenden Abdeckung (4, 4') zugekehrten Enden an dieser etwa horizontal befestigt
sind und unter elastischer Durchbiegung den Ringspalt(3, 3') überspannen,
daß jeweils ein Federband an seinem freien Ende oder mehrere benachbarte Federbänder
(6, 6') an ihren freien Enden mit einem zur Tankwand hin geöffneten Aufnahmeprofilstück
(10, 10') verbunden ist bzw. sind,
und daß entlang dem Umfang des Behälters mehrere Schaumstoffelemente (14, 14') angeordnet
sind, die auf Stoß aneinandergesetzt sind, wobei jedes Schaumstoffelement von mehreren,
dicht nebeneinander sitzenden Aufnahmeprofilstücken (10, 10') gegen die Tankwand gedrückt
ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeprofilstücke
(10, 10') im-wesentlichen einen C-förmigen Querschnitt und einen etwa senkrecht an
die Profilöffnung anschließenden Flansch (11, 11') besitzen, an welchen die freien
Enden der Federbänder (6, 6') befestigt sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien
Enden der Federbänder (6, 6') in die Profilöffnung der Aufnahmeprofilstücke (10, 10')
hineinragen (13, 13') und zusammen mit einer gegenüberliegenden Profilabkantung (15,
15') eine krallenartige Halterung für die Schaumstoffelemente (14, 14') bilden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffelemente
-(14) für die Verwendung an einer Sekundärabdichtung im Querschnitt gesehen an ihrer
gegen die Tankwand (1) gerichteten Seite derart abgefast (16) sind, daß sie im ungedrückten
Zustand die Form eines nach oben gerichteten stumpfen Keils besitzen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffelemente
(14, 141) durch Ubermaß in den Aufnahmeprofilstücken (10, 10') kraftschlüssig gehalten sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die freien
Enden von jeweils zwei bis sechs benachbarten Federbändern (6, 6') an einem Aufnahmeprofilstück
(10, 10') befestigt sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbänder
(6, 6') aus rostfreiem Federstahlblech und die Aufnahmeprofilstücke (10, 10') aus
rostfreiem Stahlblech gefertigt sind.