(19)
(11) EP 1 106 533 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
13.06.2001  Patentblatt  2001/24

(21) Anmeldenummer: 00126951.3

(22) Anmeldetag:  08.12.2000
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7B65D 88/46
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL LT LV MK RO SI

(30) Priorität: 09.12.1999 DE 19959359

(71) Anmelder: Ingenieurbüro Imhof GmbH
D-63165 Mühlheim (DE)

(72) Erfinder:
  • Imhof, Heinrich
    63179 Obertshausen (DE)

(74) Vertreter: Grimm, Ekkehard, Dipl.-Phys. 
Patentanwälte Grimm & Staudt Edith-Stein-Strasse 22
63075 Offenbach
63075 Offenbach (DE)

   


(54) Vorrichtung zum Abdichten eines Ringspaltes


(57) Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung (1) zum Abdichten des Ringspaltes (2) zwischen einer Behälterinnenwand (3) eines für eine Flüssigkeit (4) bestimmten vertikalen Rundbehälters (5) und einer schwimmenden Abdeckung (6), mit einem umlaufenden, sich an die Behälterinnenwand anlegenden Dichtprofil (8), mit mindestens einem umlaufenden, den Ringspalt (2) zwischen Dichtprofil (8) und schwimmender Abdeckung (6) überbrückenden Dichtelement (9) und mit einer Vielzahl am Umfang der schwimmenden Abdeckung (6) verteilten und an dieser befestigten, federnden Trage- und Andruckeinheiten (7), wobei jede Trage- und Andruckeinheit (7) mindestens einen Federarm (14) aufweist und sich mindestens teilweise über den Ringspalt (2) von der schwimmenden Abdeckung (6) schräg nach oben zur Behälterwand (3) erstreckt und das Dichtprofil (8) gegen die Behälterwand (3) drückt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Trage- und Andruckeinheit (1) mindestens einen oberen Federarm (14) und mindestens einen unteren Federarm (15) umfaßt, daß der obere Federarm (14) und der untere Federarm (15) zumindest federnde Abschnitte einer rahmenförmig oder schleifenförmig geschlossenen Federeinheit bilden, und daß der obere Federarm (14) und der untere Federarm (15) jeweils einerseits mit der schwimmenden Abdeckung (6) fest verbunden ist und andererseits an dem Dichtprofil (8) angreift.




Beschreibung


[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten des Ringspaltes zwischen einer Behälterinnenwand eines für eine Flüssigkeit bestimmten vertikalen Rundbehälters und einer schwimmenden Abdeckung, mit einem umlaufenden, sich an die Behälterinnenwand anlegenden Dichtprofil, mit mindestens einem umlaufenden, den Ringspalt zwischen Dichtprofil und schwimmender Abdeckung überbrückenden Dichtelement und mit einer Vielzahl am Umfang der schwimmenden Abdeckung verteilten und an dieser befestigten, federnden Trage- und Andruckeinheiten, wobei jede Trage- und Andruckeinheit mindestens einen Federarm aufweist und sich mindestens teilweise über den Ringspalt von der Abdeckung schräg nach oben zur Behälterwand erstreckt und das Dichtprofil gegen die Behälterwand drückt.

[0002] Eine derartige Vorrichtung zum Abdichten eines Ringspaltes ist aus der EP 0 080 130 und der EP 0 122 591 bekannt. Während die zuerst genannte EP 0 080 130 als Trage- und Andruckelemente für das an der Behälterwand anliegende Dichtprofil aus einem Federwerkstoff bestehende Bleche vorsieht, die ihre Durchbiegung aufgrund der jeweiligen Breite des Ringspaltes stark verändern, beschreibt die EP 0 122 591 im Querschnitt annähernd U-förmige Trage- und Andruckelemente mit zwei Federschenkeln, wobei der eine Federschenkel immer eine im wesentlichen vertikale Lage einnimmt, während sich der andere Federschenkel mehr oder weniger schräg stellt. Ein wesentlicher Zweck dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, sicherzustellen, daß sich das Dichtprofil immer in einer genau definierten Vertikalstellung an der Behälterwand befindet, unabhängig davon, ob sich die schwimmende Abdeckung auf die Behälterwand zu oder von dieser weg bzw. nach oben oder unten bewegt.

[0003] Ferner ist aus der US 4,116,358 eine Vorrichtung der hier interessierenden Art bekannt, wobei die Trage- und Andruckelemente aus schräg gegen die Behälterwand gerichteten Federblechen bestehen und zwischen einem behälterwandseitigen Dichtprofil und dem äußeren Rand der schwimmenden Abdeckung eine abdichtende Membran aus nichtmetallischem Werkstoff vorgesehen ist.

[0004] Weiterhin sind Vorrichtungen dieser Art mit Federblechen bekannt, wobei auf eine abdichtende Membran zwischen behälterwandseitigem Dichtprofil und schwimmender Abdeckung verzichtet.wird. Die Federbleche sind hierbei seitlich überdeckend angeordnet und über die Berührungsfläche ist ein weiterer Dichtstreifen gelegt.

[0005] Rundbehälter der hier betrachteten Art dienen vor allem zur Lagerung und Zwischenspeicherung von Erdöl und Erdölprodukten. Sie weisen in vielen Fällen beträchtliche Abmessungen auf. Auch variiert der tatsächliche Durchmesser von Behälter und Abdeckung aufgrund von Herstellungstoleranzen zuweilen erheblich. Dies hat zur Folge, daß der Ringspalt zwischen der Behälterwand und der schwimmenden Abdeckung an verschiedenen Stellen des Umfanges stark schwanken kann. Eine ausreichende Abdichtung des Ringspaltes muß dennoch immer gewährleistet sein.

[0006] Grundsätzlich wird in Bezug auf die erwähnten Abdichtungen zwischen sogenannten primären und sekundären Abdichtungen unterschieden. Als primäre Abdichtungen werden die Dichtungen bezeichnet, die von der schwimmenden Abdeckung aus nach unten zur Flüssigkeit gerichtet sind und meist in die Flüssigkeit eintauchen. Als sekundäre Dichtungen werden die Dichtungen bezeichnet, die oberhalb einer primären Abdichtung angeordnet sind und eine zweite Abdichtung für den Ringspalt bilden.

[0007] Alle bisherigen Vorrichtungen dieser Art mit einarmigen sowie federnd gegen die Behälterwand gerichteten Trage- und Andruckelementen an sekundären Dichtungen unterliegen bei unerwarteter Spaltvergrößerung zwischen Behälterwand und schwimmender Abdekkung dem Risiko, daß die Vorrichtungen bei Aufwärtsbewegung der schwimmenden Abdeckung durch Reibungskräfte und Gleithindernisse an der Behälterwand umgestülpt und beschädigt oder zerstört werden.

[0008] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzusehen, mit deren Hilfe es möglich ist, ein Umstülpen oder Einknicken des Dichtelements mit Trage- und Andrukkeinheiten, das dem sekundären Dichtelement zugeordnet ist, zu verhindern, selbst wenn sich die herstellungsbedingten Ungenauigkeiten der Behälterwand und der schwimmenden Abdeckung in ungünstiger Weise addieren.

[0009] Die Vorrichtung soll jedoch nicht nur über eine hohe Standsicherheit gegen Umstülpen verfügen, sondern gleichzeitig eine möglichst geringe effektive Bauhöhe aufweisen, so daß nur ein geringes Lagervolumen durch die Bauhöhe der Vorrichtung verloren geht.

[0010] Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Trage- und Andruckeinheit mindestens einen oberen Federarm und mindestens einen unteren Federarm umfaßt, daß der obere Federarm und der untere Federarm zumindest federnde Abschnitte einer rahmenförmig oder schleifenförmig geschlossenen Federeinheit bilden, und daß der obere Federarm und der untere Federarm jeweils einerseits mit der schwimmenden Abdeckung fest verbunden ist und andererseits an dem Dichtprofil angreift.

[0011] Voraussicht ist, daß jeweils mindestens ein oberer Federarm und mindestens ein unterer Federarm vorgesehen sind, die zumindest Abschnitte einer rahmenförmig oder schleifenförmig geschlossenen Federeinheit bilden. Durch die rahmenförmig geschlossene und federnde Trage- und Andruckeinheit werden einerseits hohe Federkräfte in Richtung der Behälterwand bereitgestellt und andererseits ergeben sich hohe Widerstandskräfte gegen Umstülpen der Dichtungsvorrichtung bzw. des Dichtprofils. Gleichzeitig läßt sich eine geringe Bauhöhe zwischen Oberkante der schwimmenden Abdeckung und Dichtprofil realisieren. Dies führt dazu, daß nur ein geringes Lagervolumen durch die Bauhöhe der Vorrichtung verlorengeht.

[0012] In einer bevorzugten Ausführungsform wird der obere Federarm so ausgebildet, daß er einen U-förmig gebogenen Federarmabschnitt aufweist. Ein solcher U-förmiger Abschnitt bildet eine Art Schleife oberhalb des Dichtprofils in dem oberen Federarm, der sich zwischen Dichtprofil und Abdeckung ansonsten schräg nach oben von der Abdeckung aus gesehen in den Ringspalt erstreckt.

[0013] Die in ihrer Form vertikal voneinander ausgreifenden oberen und unteren Federarme bilden eine rahmenförmig geschlossene Federeinheit hoher Stabilität, wcmit auch ein extrem breiter Ringspalt sicher überbrückt werden kann.

[0014] Hierbei sind die Federarme mit U-förmigem Federarmteil derart bemessen, daß der U-förmige Federarmabschnitt bei maximaler Öffnung des Ringspaltes in vertikalem Abstand zu dem Dichtprofil an der Behälterwand abstützbar ist.

[0015] Die aus mehreren Federarmen und ggf. dem Dichtprofil rahmenförmig geschlossene Federeinheit verfügt über eine hohe Standfestigkeit gegenüber Deformationskräften, liefert hohe Anpreßkräfte für das Dichtprofil und hohe Zentrierkräfte für die schwimmende Abdeckung, bei gleichzeitig geringer effektiver Bauhöhe zwischen schwimmender Abdeckung und Dichtprofil.

[0016] Bei maximaler Öffnung des Ringspaltes stützt sich der obere Federarm in der einen Ausführungsform mit dem U-förmigen Federarmabschnitt gegen die Behälterwand an einer Stelle vertikal abgelegen von dem Dichtprofil ab. Hierdurch verlagern sich die Andruckkräfte von dem Dichtprofil auf den Kontaktpunkt zwischen Behälterwand und oberen Federarmabschnitt und die Reibungskräfte und damit die Gefahr des Umstülpens der Ringspaltabdichtung werden stark vermindert.

[0017] Die zu geschlossenen federnden Rahmen verbundenen oberen und unteren Federarme können bezüglich Federarmwerkstoff, Federblattdicken und Federform in weiten Bereichen variiert werden.

[0018] Die Federarme können schwimmdeckenseitig an gleicher Stelle oder an unterschiedlichen Stellen befestigt werden. Bei vertikal unterschiedlichen Befestigungspunkten und bei vertikal voneinander stark ausgreifenden Federarmformen ergeben sich Federeinheiten mit hoher Standsicherheit gegen die vertikal angreifenden Reibungskräfte.

[0019] Die oberen Federarme werden vorzugsweise aus federhartem Flachstabmaterial gebildet und können zur Werkstoffoptimierung eine größere Dicke aufweisen als die unteren, vorzugsweise geraden und kürzeren Federarme. Für die unteren Federarme eignen sich sowohl Federstäbe, vorzugsweise aus Federwerkstoff, als auch dünne Bleche ohne spezielle Federqualität.

[0020] In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform kann der untere Federarm einen im wesentlichen geraden Federarmabschnitt aufweisen mit einer geringeren, gestreckten Länge als de obere Federarm.

[0021] Wie bereits vorstehend erwähnt, können der obere Federarm und/oder der untere Federarm aus Flachstabmaterial gebildet werden, dessen Querschnittsbreite 30 bis 80 mm und dessen Querschnittshöhe 1 bis 3 mm beträgt, vorzugsweise mit Querschnittsdimensionen von etwa 50 mm x 2 mm.

[0022] Um eine besonders bewitterungsfeste Ringspaltabdichtung zu erzielen, können die unteren Federarme jeweils aus Blechen gebildet sein und sich jeweils Bleche benachbarter, um den Umfang der schwimmenden Abdeckung verteilter Trage- und Andruckeinheiten überlappen. Weiterhin sollten dann solche sich überlappenden Flächen gegeneinander gedichtet sein, falls keine abdichtende Membran unterhalb der Bleche vorgesehen ist. Solche Bleche, die die unteren Federarme bilden, sollten eine Breite größer 200 mm und eine Dicke zwischen 0,5 und 1,5 mm aufweisen.

[0023] Die Trage- und Andruckeinheit kann, in Umfangsrichtung der schwimmenden Abdeckung gesehen, mehrere zueinander beabstandete, obere Federarme und/oder mehrere, beabstandete untere Federarme haben. Eine solche Aufteilung der Trage- und Andruckeinheit in mehrere Federarme bietet die Möglichkeit, die jeweils erforderlichen Federkräfte und Stützkräfte zu optimieren. Beispielsweise können hierbei jeweils zwei untere Arme und ein oberer Arm für eine solche Trage- und Andruckeinheit vorgesehen werden. Auch solche Federarme bilden dann eine rahmen- oder scheifenförmige Anordnung, wenn sie aus seitlicher Ansicht betrachtet werden.

[0024] Das Dichtprofil kann zum einen an Teilen des unteren Federarms gehalten werden. Es ist aber auch möglich, das Dichtprofil an einem separaten Stützprofil zu halten, an dem die oberen und unteren Federarme angreifen. Ein solches Stützprofil bildet dann einen Abschnitt der rahmenförmig oder schleifenförmig geschlossenen Federeinheit.

[0025] In einer weiteren Ausgestaltung der Anordnung kann der obere Federarm einen Verlängerungsabschnitt aufweisen, der in vertikaler Richtung gesehen das Dichtprofil überragt und einen kufenförmigen Endabschnitt aufweist, wobei der Verlängerungsabschnitt so dimensioniert und ausgelegt ist, daß dieser Endabschnitt bei größter, möglicher Breite des Ringspalts an der Behälterwand zur Anlage gelangt. Ein solcher Verlängerungsabschnitt stellt eine alternative Maßnahme dar, um zu erreichen, daß bei größtmöglicher Ringspaltbreite die horizontalen Andruckkräfte an dem metallischen Verlängerungsabschnitt geleitet bzw. geführt und damit die vertikal wirksamen Reibungskräfte reduziert werden.

[0026] Es ist ersichtlich, daß der obere und der untere Federarm aus einem einstückigen Federstabmaterial gebildet sein können, wobei sich dann der untere und der obere Federarm, in radialer Richtung gesehen, in der Projektion aufeinander überdecken.

[0027] Somit läßt sich jedes federunterstützte Dichtsystem, wie es vorstehend beschrieben ist, bezüglich Werkstoffeinsatz und Federkräften optimal gestalten und verfügt über außergewöhnliche Standsicherheit und Dichtkräfte.

[0028] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0029] Ausführungsbeispiele der Erfindung in Form von sekundären Dichteinheiten werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen
Figur 1
eine perspektivische sowie zum Teil im Schnitt wiedergegebene Darstellung der Vorrichtung,
Figur 2
einen Schnitt der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung schematisch in kleinerem Maßstab bei geringer Breite des Ringspalts,
Figur 3
einen Schnitt entsprechend der Figur 2 mit einem Ringspalt extremer Breite,
Figur 4
eine perspektivische sowie zum Teil im Schnitt wiedergegebene Darstellung einer weiteren Vorrichtung mit drei Federarmen, die einer Trage- und Andruckeinheit zugeordnet sind,
Figur 5
einen Schnitt einer weiteren Vorrichtung,
Figur 6
eine perspektivische sowie zum Teil im Schnitt wiedergegebene Darstellung einer weiteren Vorrichtung mit einteiligen Trage- und Andruckelementen, und
Figur 7
einen Schnitt durch eine Trage- und Andruckeinheit, die einen nach oben, über das Dichtprofil hinausragenden, kufenförmigen Endabschnitt aufweist.


[0030] Eine Vorrichtung 1 zum Abdichten des Ringspaltes 2 zwischen einer Behälterwand 3 eines für eine Flüssigkeit bestimmten vertikalen Rundbehälters 5 und einer schwimmenden Abdeckung 6 in Gestalt eines Schwimmdaches oder einer schwimmenden Abdeckung bzw. Schwimmdecke umfaßt Trage- und Andruckeinheiten 7 für ein Dichtprofil 8. Ferner ist eine den Ringspalt 2 überbrückende Membran 9 bzw. ein Dichtelement vorgesehen und gasdicht mit dem Dichtprofil 8 sowie gemäß Figur 1 mit einem Ringflansch 12 am oberen Rand 110 der schwimmenden Abdeckung 6 verbunden.

[0031] An dem Ringflansch 12 am oberen Rand 110 der schwimmenden Abdeckung 6 sind übereinander angeordnet zwei Reihen Federarme 14 und 15 durch Schrauben 18 befestigt. Die unteren Federarme 15 bestehen aus rechteckigen und im wesentlichen geraden Blechen, die den Ringspalt 2 unter Durchbiegung überbrücken und behälterwandseitig annähernd gerade auslaufen. Benachbarte Federarme 15 oder Bleche sind seitlich überdekkend angeordnet.

[0032] Über den Federarmen 15 sind in Form und Größe von den Federarmen 15 abweichende Federarme 14 aus Flachstabmaterial mit rechteckigem Querschnitt unter seitlichem Abstand an dem Ringflansch 12 mittels Schrauben 18 befestigt. Die Federarme 14 beginnen am Ringflansch 12 mit einem horizontalen Federarmfuß 14a, erstrecken sich zunächst radial und bogenförmig in Richtung Behälterwand 3, verlaufen dann mit einem annähernd geraden Federarmabschnitt nach oben und enden mit einem zur Behälterwand gerichteten U-förmigen Federarmabschitt14b, dessen Enden mit den vertikal aufragenden Enden der Federarme 15 mittels Schrauben 17 fest verbunden sind.

[0033] Jeweils zwei übereinander angeordnete Federarme 14 und 15 mit voneinander ausgreifenden Formen bilden durch ihre festen Verbindungen an der schwimmenden Abdeckung 6 und an dem Dichtprofil 8 rahmenförmig bzw. schleifenförmig geschlossene Federeinheiten.

[0034] Die unteren Federarme 15 können auch als behälterwandseitig angeordnet und die oberen Federarme 14 als schwimmdachseitig angeordnet beschrieben werden.

[0035] Das Dichtprofil 8 wird gebildet aus einem Membranteil 10 als Teil der endlos über den gesamten Umfang des Ringspaltes 2 abdichtenden Membran 9 und einem aus einzelnen Segmenten zusammengesetzten Weichschaum-Polsterring 11.

[0036] Die an der Behälterwand 3 annähernd gerade auslaufenden Enden der Federarme 15 dienen gleichzeitig als Stützprofil 15a für den Weichschaum-Polsterring 11. Zur Fixierung des Weichschaum-Polsterringes 11 an den Federarmen 15 bzw. 15a sind Klemmprofile 13 sowie Schrauben 16 vorgesehen. Das Dichtprofil 8 wird sowohl durch die unteren Federarme 15 als auch durch oberen die Federarme 14 gegen die Behälterwand gedrückt.

[0037] Die Membran 9 aus einem flexiblen, abriebfesten und gasdichten Polymerwerkstoff dichtet behälterwandseitig mit dem Membranteil 10 ab und ist schwimmdachseitig zwischen Ringflansch 12 und unteren Federarmen 15 mit Unterstützung von Klemmprofilen 19 und Schrauben 18 dichtend eingespannt.

[0038] Für die behälterwandseitigen, unteren Federarme 15 eignen sich beispielsweise Bleche in normalen Stahlqualitäten und Edelstahlqualitäten sowie in federharten Stahlqualitäten. Für die schwimmdachseitigen, oberen Federarme 14 eignen sich vorteilhafterweise im Querschnitt rechteckige Stäbe mit etwa zwei- bis dreifacher Dicke gegenüber den Blechen der Federarme 15 sowie in federharten Stahlqualitäten.

[0039] Auf die den Ringspalt 2 zwischen Dichtprofil 8 und schwimmender Abdeckung 6 überbrükkende Membran 9 kann auch verzichtet werden. In diesem Falle werden die aus Blechen gefertigten unteren Federarme 15 seitlich gegeneinander abgedichtet. Die blechförmigen Federarme 15 werden damit gleichzeitig Teil des Dichtelementes bzw. tragen dieses.

[0040] Die vorteilhafterweise aus Blechen gefertigten unteren Federarme 15 können an ihren behälterwandseitigen Enden zur Behältermitte hin abgewinkelt oder gebogen sein, wobei die winkelförmigen oder bogenförmigen Endstücke gleichzeitig Stützprofil für das Dichtprofil sind.

[0041] Die unteren Federarme 15 können auch in seitlichem Abstand zueinander angeordnet sein.

[0042] Die Figuren 2 und 3 zeigen die Vorrichtung der Figur 1 im Schnitt in zwei verschiedenen Positionen, in Figur 2 bei mittlerer Ringspaltweite 2' und in Figur 3 extrem großer Ringspaltweite 2".

[0043] Gleiche Teile der Vorrichtung weisen die gleichen Bezugszahlen auf, ergänzt durch einen hochgestellten Strich bzw. zwei hochgestellte Striche.

[0044] Die Schnitte der Figuren 2 und 3 der Vorrichtung zeigen deutlich die in ihrer Form voneinander ausgreifenden bzw. gespreizten oberen Federarme 14', 14" und unteren Federarme 15', 15". Durch die feste Verbindung ihrer Enden entstehen rahmenförmig bzw. schleifenförmig geschlossene Federeinheiten mit hoher Stabilität gegen Deformationskräfte.

[0045] Die rahmenförmig geschlossene Federeinheit führt bei Änderung der Ringspaltweite eine Drehbewegung um den Befestigungspunkt am Ringflansch 12', 12" aus. Durch geeignete Bemessung an Form und Größe stützt sich das U-förmige Federarmteil 14b" des Federarmes 14" bei maximaler Öffnung des Ringspaltes 2" oberhalb des Dichtprofiles 8" gegen die Behälterwand 3" ab. Für eine indirekte Abstützung des U-förmigen, oberen Federarmteiles 14b" kann behälterwandseitig vor dem U-förmigen, Federarmteil 14b" ein zusätzliches Gleitelement oder Schleißelement vorgesehen sein, wie dies in Figur 7 dargestellt ist und nachfolgend noch beschrieben wird.

[0046] Figur 4 zeigt gegenüber Figur 1 eine Dichtungsvorrichtung 21 mit abgewandeltem unteren Federarm 36 und abgewandeltem Dichtprofil 28. Sowohl die oberen bzw. schwimmdachseitigen Federarme 35 wie die unteren bzw. behälterwandseitigen Federarme 36 bestehen aus Federstäben mit rechteckigem Querschnitt und sind zweckmäßigerweise aus federhartem Stahl gefertigt.

[0047] Die unteren Federarme 36 und die oberen Federarme 35 sind indirekt über Stützprofile 40 des Dichtprofiles 28 fest miteinander verbunden. Jeweils zwei untere Federarme 36 und ein oberer Federarm 35 bilden mit einem Stützprofil 40 im Vertikalschnitt eine rahmenförmig bzw. schleifenförmig geschlossene Federeinheit. Länge und Gestalt der unteren und oberen Federarme 35 und 36 weichen stark voneinander ab, bedingt durch das U-förmige Federarmteil 35b der oberen Federarme 35. Durch die voneinander ausgreifende bzw. gespreizte Gestalt der oberen und unteren Federarme zueinander entsteht die rahmenförmige bzw. schleifenförmige Gesamtform der Kräfte tragenden Teile der Vorrichtung, wodurch eine hohe Standfestigkeit gegen Deformationskräfte entsteht.

[0048] Die unteren Federarme 36 bestehen aus relativ kurzen und geraden Federstäben. Die oberen Federstäbe 35 haben einen horizontalen Federfuß 35a, erstrecken sich nach einem kurzen Bogen mit einem annähernd geraden Federarmabschnitt vertikal nach oben und enden mit einem U-förmigen Federarmabschnitt 35b. Das vorzugsweise aus Blech gefertigte Stützprofil 40 des Dichtprofiles 28 hat ein im Querschnitt etwa winkelförmiges Profil mit einem etwa parallel zur Behälterwand 23 verlaufenden längeren Schenkel 41 und einem von der Behälterwand weg zeigenden kürzeren Schenkel 42 mit vertikal nach unten zeigendem Endstück. Die winkelförmigen Stützprofile 40 stützen das Dichtprofil 28 schulterartig. Das obere Ende des Federarmes 36 ist mit dem längeren Schenkel 41 des Stützprofiles 40 durch Schrauben 37 fest verbunden, das Ende des U-förmigen Federarmteiles 35b der oberen Federarme 35 ist durch Schrauben 38 mit dem von der Behälterwand weg zeigenden kürzeren Schenkel 42 der Stützprofile 40 fest verbunden.

[0049] Die Höhendifferenz zwischen Ringflansch 32 und Dichtprofil 28 beträgt nur etwa 2/3 der Gesamthöhe der Dichtungsvorrichtung.

[0050] Sowohl die oberen Federarme als auch die unteren Federarme sind in weitem seitlichen Abstand zueinander angeordnet.

[0051] Figur 5 zeigt einen Schnitt einer gegenüber Figur 4 abgewandelten Dichtungsvorrichtung 51. Die schwimmdachseitigen Enden der oberen und unteren Federarme 65 und 66 sind an vertikal unterschiedlichen Stellen und mit unterschiedlichem Federfuß an der schwimmenden Abdeckung 56 befestigt. Die oberen Federarme 65 entsprechen annähernd den Beispielen in Figur 1 - 4 mit horizontalem Federfuß 65a. Die unteren Federarme 66 sind in vertikalem Abstand zu dem Ringflansch 62 an dem vertikalen Randblech 61 der schwimmenden Abdeckung 56 mit vertikal gerichtetem Federfuß befestigt.

[0052] Die auf Abstand zueinander angeordneten oberen und unteren Federarme 65 und 66 bilden zusammen mit dem Stützprofil 70 des Dichtprofiles 58 und dem Randblech 61 der schwimmenden Abdeckung 56 eine rahmenförmig bzw. schleifenförmig geschlossene Federeinheit mit hoher Widerstandskraft gegen Deformation.

[0053] Das Dichtprofil 58 ist wie bei Figur 4 zwischen den behälterwandseitigen Enden der oberen und unteren Federarme 55 und 66 angeordnet. Die Membran 59 verläuft zwischen oberen und unteren Federarmen zu dem Ringflansch 62.

[0054] Figur 5 zeigt die schwimmende Abdeckung 56 in voller Höhe sowie die abzudichtende Lagerflüssigkeit 4.

[0055] Figur 6 zeigt eine Dichtungsanordnung 71 mit abgewandelten Trage- und Andruckelementen 85 und abgewandeltem Dichtprofil 78.

[0056] Anstelle von zweiteiligen Trage- und Andruckelementen sind einstückige Trage- und Andruckelemente vorgesehen, bestehend aus etwa U-förmigen bzw. schleifenförmigen Federstäben mit zwei übereinander angeordneten Federarmen und einem bogenförmigen Zwischenstück.

[0057] Die freien Enden der Federarme 86 und 87 sind gemeinsam und direkt übereinander sitzend unter Biegespannung an dem horizontalen Ringflansch 82 mittels Schrauben 88 befestigt.

[0058] Das vor Einbau etwa U-förmige Trage- und Andruckelement 85 wird nach Befestigung am Ringflansch 82 zu einer rahmenförmig bzw. schleifenförmig geschlossenen Federeinheit mit hoher Widerstandskraft gegen Deformation.

[0059] Das p-förmige Dichtprofil 78 aus elastischem Polymerwerkstoff verfügt über einen etwa vertikal nach unten gerichteten Flansch 78a. Bezüglich der auf das Dichtprofil 78 übertragenen Federkräfte kann das Trage- und Andruckelement 85 sinngemäß auch auf zwei separate Federarme aufgeteilt werden, welche jeweils kurz hinter der Schraubverbindung 84 enden, nämlich einem oberen Federarm bestehend aus einem annähernd geraden Federarmteil 86 und einem U-förmigen Federarmteil 86b und aus einem annähernd geraden und kurzen unteren Federarm 87, jeweils endend kurz hinter der Schraubverbindung 84.

[0060] Die Federstäbe sind derart bemessen, daß das bogenförmige Zwischenstück bei maximaler Öffnung des Ringspaltes 72 in vertikalem Abstand zu dem Dichtprofil 78 an der Behälterwand 73 abstützbar ist. Ein eventuelles Umstülpen der Dichtungsanordnung 71 bei gleichzeitiger Aufwärtsbewegung der schwimmenden Abdeckung wird damit sicher verhindert.

[0061] Auf etwa 2/3 der Gesamthche der Trage- und Andruckelemente 85 ist das Dichtprcfil 78 behälterwandseitig an den Trage und Andruckelementen 85 mittels Schrauben 84 befestigt.

[0062] Die Behälterwand 73 endet nach oben mit einem horizontalen Ringflansch 74. Der Behälter 75 kann mit Flüssigkeit so weit angefüllt werden, daß das Dichtprofil 78 gerade noch unterhalb des Ringflansches 74 an der Behälterwand 73 anliegt.

[0063] Hierbei ragen die U-förmigen Federarmteile 85b bereits über das obere Ende des Lagerbehälters 75 hinaus.

[0064] Eine sowohl an dem Dichtprofil 78 wie an dem Ringflansch 82 durch Klemmprofile und Schrauben dichtend eingespannte Membran 79 verschließt den Ringspalt 72 zwischen Dichtprofil 78 und schwimmender Abdeckung 76.

[0065] Grundsätzlich müssen die freien Enden der Federarme 86 und 87 nicht direkt übereinander sitzend an der schwimmenden Abdeckung befestigt sein. Stattdessen können die Federarme 86 und 87 auch unterschiedlich lang sein und an vertikal unterschiedlichen Punkten mit der schwimmenden Abdeckung befestigt sein.

[0066] Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, daß die Trage- und Andruckelemente 7 jeweils mindestens zwei miteinander verbundene Federarme 14, 15 umfassen, wobei mindestens ein Federarm (überwiegend) behälterwandseitig und mindestens ein Federarm 15 (überwiegend) schwimmdachseitig vorgesehen ist, und daß beide Federarme 14 und 15 mittelbar oder unmittelbar mit ihren der Behälterwand 3 abgewandten Enden an der schwimmenden Abdeckung 6 befestigt sind. Jeweils ein bogenförmiges Verbindungsstück verbindet die Federarme miteinander.

[0067] Ferner bilden die miteinander verbundenen Federarme 86 und 87 einen geschlossenen sowie federnden, an der schwimmenden Abdeckung befestigten Rahmen.

[0068] Vor dem Einbau können die Federarme 86 und 87 bei einstückiger Ausbildung einen im Querschnitt annähernd U-förmigen Federbügel bilden.

[0069] Die Federarme können unterschiedlich lang sein, wobei zusätzlich Federarmstücke und/oder Dichtbleche als Federarm-Ersatz bzw. als Federarm-Elemente mit ihren der Behälterwand abgewandten Enden an der schwimmenden Abdeckung befestigt sind.

[0070] Bei der Vorrichtung handelt sich in erster Linie um eine Sekundärdichtung, die vom Schwimmdach bzw. der Schwimmdecke aus nach oben gerichtet ist. Grundsätzlich könnte sie aber auch als Primärdichtung verwendet werden.

[0071] Figur 7 zeigt eine sekundäre Dichteinheit, die sich von dem Ringflansch 92 und dem oberen Rand 91 der schwimmenden Abdeckung 96 schräg nach oben zu der Behälterwand 93 eines Behälters 95 erstreckt.

[0072] Wiederum sind ein unterer Tragarm 106 sowie ein oberer Tragarm 105 vorgesehen, wobei das Dichtprofil 108 an einem Stützprofil 100 gehalten ist. Der obere Tragarm 105, das Stützprofil 100 und der untere Tragarm 106 bilden hierbei die rahmenförmig oder schleifenförmig geschlossene Federeinheit. Weiterhin ist in dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 ein Verlängerungsabschnitt 109 vorgesehen, der sich in Verlängerung des oberen Tragarms 105 schräg nach oben zur Behälterwand 93 hin erstreckt. Dieser Verlängerungsabschnitt 109 besitzt einen kufenförmigen Endabschnitt 111, der von der Behälterinnenwand weg weisend abgewinkelt ist. Es ist ersichtlich, daß sich bei enger werdendem Ringspalt 102 der kufenförmige Endabschnitt 111 der Innenwand des Behälters 93 annähert, bis er dann zur Anlage gelangt. Hierbei werden Andruckkräfte über den Endabschnitt 111 geleitet und der Andruck zwischen Dichtprofil 108 und Behälterwand 93 reduziert. Ein Umstülpen der Dichtungsvorrichtung bei Aufwärtsbewegung der schwimmenden Abdekkung 96 wird verhindert.


Ansprüche

1. Vorrichtung zum Abdichten des Ringspaltes (2; 2'; 2"; 22; 52; 72; 102) zwischen einer Behälterinnenwand (3; 3'; 3"; 23; 53; 73; 93) eines für eine Flüssigkeit (4) bestimmten vertikalen Rundbehälters (5; 75; 95) und einer schwimmenden Abdeckung (6; 6'; 6"; 26; 56; 76; 96), mit einem umlaufenden, sich an die Behälterinnenwand (3; 3'; 3"; 23; 53; 73; 93) anlegenden Dichtprofil (8; 8'; 8"; 28; 58; 78; 108), mit mindestens einem umlaufenden, den Ringspalt (2; 2'; 2"; 22; 52; 72; 102) zwischen Dichtprofil (8; 8'; 8"; 28; 58; 78; 108) und schwimmender Abdeckung (6; 6'; 6"; 26; 56; 76; 96) überbrückenden Dichtelement (9; 9'; 9"; 59; 79) und mit einer Vielzahl am Umfang der schwimmenden Abdeckung (6; 6'; 6"; 26; 56; 76; 96) verteilten und an dieser befestigten, federnden Trage- und Andruckeinheiten (7), wobei jede Trage- und Andruckeinheit (7) mindestens einen Federarm (14, 14b; 14', 14b'; 14", 14b"; 35, 35b; 65, 65b; 86, 86b; 105, 109; 15; 15'; 15"; 36; 66; 87; 106) aufweist und sich mindestens teilweise über den Ringspalt (2; 2'; 2"; 22; 52; 72; 102) von der schwimmenden Abdeckung (6; 6'; 6"; 26; 56; 76; 96) schräg nach oben zur Behälterwand (3; 3'; 3"; 23; 53; 73; 93) erstreckt und das Dichtprofil (8; 8'; 8"; 28; 58; 78; 108) gegen die Behälterwand (3; 3'; 3"; 23; 53; 73; 93) drückt,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Trage- und Andruckeinheit (1) mindestens einen oberen Federarm (14, 14b; 14', 14b'; 14", 14b"; 35, 35b; 65, 65b; 86, 86b; 105, 109) und mindestens einen unteren Federarm (15; 15'; 15"; 36; 66; 87; 106) umfaßt,

daß der obere Federarm (14, 14b; 14',14b ; 14", 14b"; 35, 35b; 65, 65b; 86, 86b; 105, 109) und der untere Federarm (15; 15'; 15"; 36; 66; 87; 106) zumindest federnde Abschnitte einer rahmenförmig oder schleifenförmig geschlossenen Federeinheit bilden,

und daß der obere Federarm (14, 14b; 14', 14b'; 14", 14b"; 35, 35b; 65, 65b; 86, 86b; 105, 109) und der untere Federarm (15; 15'; 15"; 36; 66; 87; 106) jeweils einerseits mit der schwimmenden Abdeckung (6; 6'; 6"; 26; 56; 76; 96) fest verbunden ist und andererseits an dem Dichtprofil (8; 8'; 8"; 28; 58; 78; 108) angreift.


 
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Federarm (14, 14b; 14',14b'; 14", 14b"; 35, 35b; 65, 65b; 86, 86b; 105, 109) einen U-förmig gebogenen Federarmabschnitt (14b; 14b'; 14b"; 35b; 65b; 86b; 106) aufweist.
 
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmig gebogene Federarmabschnitt (14b; 14b'; 14b"; 35b; 65b; 86b) des oberen Federarms (14, 14b; 14',14b'; 14", 14b"; 35, 35b; 65, 65b; 86, 86b) das Dichtprofil (8; 8'; 8"; 28; 58; 78), in vertikaler Richtung gesehen, überragt und so dimensioniert und ausgelegt ist, daß der U-förmig gebogene Federarmabschnitt (14b; 14b'; 14b"; 35b; 65b; 86b) bei größter, möglicher Breite des Ringspalts (2; 2'; 2"; 22; 52; 72;) an der Behälterwand (3; 3'; 3"; 23; 53; 73) zur Anlage gelangt.
 
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Federarm (15; 15'; 15"; 36; 66; 87) einen im wesentlichen geraden Federarmabschnitt aufweist mit einer geringeren gestreckten Länge als der obere Federarm (14, 14b; 14',14b'; 14", 14b"; 35, 35b; 65, 65b; 86, 86b).
 
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Federarm (14, 14b; 14',14b'; 14", 14b"; 35, 35b; 65, 65b; 86, 86b; 105, 109) und/oder der untere Federarm (36; 66; 87; 106) aus Flachstabmaterial gebildet sind, dessen Querschnittsbreite 30 bis 80 mm und dessen Querschnittshöhe 1 bis 3 mm beträgt, vorzugsweise eine Querschnittsdimension von etwa 50 mm x 2 mm aufweist.
 
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Federarm (15) aus Blech gebildet ist und sich jeweils Bleche benachbarter, um den Umfäng der schwimmenden Abdeckung (6) verteilter Trage- und Andruckeinheiten (7) überlappen.
 
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die sich überlappenden Bleche gegeneinander gedichtet sind.
 
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech eine Breite größer 200 mm und eine Dicke zwischen 0,5 und 1,5 mm aufweist.
 
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trage- und Andruckeinheit (7), in Umfangsrichtung der schwimmenden Abdeckung (6) gesehen, mehrere beabstandete, obere Federarme und/oder mehrere beabstandete, untere Federarme (36) aufweist.
 
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine unterschiedliche Anzahl oberer und unterer Federarme (35, 35b; 36) vorgesehen ist.
 
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei untere Federarme (36) und ein oberer Federarm (35, 35b) vorgesehen sind, wobei der obere Federarm (35, 35b) zwischen den beiden unteren Federarmen (36), in Umfangsrichtung der schwimmenden Abdeckung (6) gesehen, angeordnet ist.
 
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen einer rahmenförmig oder schleifenförmig geschlossenen Federeinheit zugeordneten Federarme (86, 86b, 87) an derselben Stelle (88) an der schwimmenden Abdeckung (6) befestigt sind.
 
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen einer rahmenförmig oder schleifenförmig geschlossenen Federeinheit zugeordneten Federarme (35, 35b, 36; 65, 65b, 66; 105, 109, 106) an unterschiedlichen Stellen (43, 44) an der schwimmenden Abdeckung (26; 56; 96), radial und/oder vertikal voneinander beabstandet, befestigt sind.
 
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtprofil (8; 8'; 8"; 78) an Teilen des unteren Federarms (15; 15'; 15"; 87) gehalten ist.
 
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtprofil (28; 58; 108) an einem Stützprofil (40; 70; 100) gehalten ist, an dem die Federarme (35b, 36; 65b, 66; 105, 106) angreifen und das einen Abschnitt der rahmenförmig oder schleifenförmig geschlossenen Federeinheit bildet.
 
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Federarm (105) einen Verlängerungsabschnitt (109) aufweist, der in vertikaler Richtung gesehen das Dichtprofil (108) überragt und einen kufenförmigen Endabschnitt (111) aufweist, wobei der Verlängerungsabschnitt (109) so dimensioniert und ausgelegt ist, daß der Endabschnitt (111) bei größter, möglicher Breite des Ringspalts (102) an der Behälterwand (93) zur Anlage gelangt.
 
17. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer (86, 86b) und ein unterer (87) Federarm vorgesehen sind und diese aus einem einstückigen Federstabmaterial gebildet sind, wobei sich der untere (87) und der obere (86, 86b) Federarm, in radialer Richtung gesehen, in Projektion aufeinander überdecken.
 




Zeichnung






















Recherchenbericht