[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.
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.