Vorrichtung zur Lagerung des Innenbehälters eines vakuumisolierten zylindrischen Transportbehälters

Abstract

 Bei vakuumisolierten zylindrischen Transportbehältern für tiefsiedende verflüssigte Gase werden an die Lagerung des Innenbehälters (1) im Außenbehälter (2) als Forderungen gestellt:
Sichere Aufnahme aller auftretenden Kräfte, kleine wärmeleitende Querschnitte und geringes Gewicht. Um diesen Forderungen zu entsprechen, wird der Innenbehälter im Außenbehälter mittels einer Zweipunktlagerung, bestehend aus einem Festlager (3) und einem Loslager (4), gelagert. Ein Teil der seitlichen und die nach oben gerichteten Kräfte werden durch elastische Halterungen, beispielsweise um den Innenbehälter gelegte Seile (5), aufgenommen. Das Loslager und das Festlager sind als biegesteife Blechkonstruktionen ausgebildet, die sich im unteren Teil des zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter befindlichen Zwischenraumes in Umfangrichtung erstrecken. Im Schnitt parallel zum Umfang des Transportbehälters besitzen die biegesteifen Blechkonstruktionen einen mäanderförmigen Querschnitt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagerung des Innenbehälters eines vakuumisolierten zylindrischen Transportbehälters für tiefsiedende verflüssigte Gase im Außenbehälter.

[0002] Zur Lagerung des Innenbehälters eines doppelwandigen vakuumisolierten Transportbehälters werden in der Technik im wesentlichen Zug- und Druckstangen, elastische Bänder und Seile, sowie Gleitlager und Festlager verwendet. Diesen Stand der Technik zeigen beispielsweise die DE-AS 1 805 785, US-PS 2 814 410 und GB-PS 877 741. An die Lagerung des Innenbehälters im Außenbehälter werden drei wesentliche Forderungen gestellt. Die Lagerung muß so stark dimensioniert sein, daß alle auftretenden statischen und dynamischen Kräfte sicher aufgenommen werden.

[0003] Die Lagerelemente sollen möglichst leicht sein und so gestaltet sein, daß der Innenbehälter einen möglichst großen Durchmesser erhalten kann. Hierdurch soll der Anteil der Nutzlast am zulässigen Behälte_rgesamtgewicht ^a möglichst groß gehalten werden. Schließlich sollen die Lagerelemente schlechte Wärmebrücken sein, damit sie die Vakuumisolation nicht zu sehr beeinträchtigen. Hierdurch sollen die Verdampfungsverluste gering gehalten werden. | Diese Forderungen stehen im Widerspruch zueinander. Ziel der Behälterkonstrukteure ist es deshalb, Innenbehälterlagerungen zu schaffen, die einen optimalen Kompromiß aus den gegensätzlichen Forderungen darstellen.

[0004] Die nationalen und internationalen Transportvorschriften für gefährliche Güter schränken die Möglichkeiten des Konstrukteurs weiter ein. Nach diesen Vorschriften muß die Innenbehälterlagerung so ausgeführt sein, daß das zweifache Gesamtgewicht in Fahrtrichtung und in vertikaler Richtung nach unten und das einfache Gesamtgewicht nach oben und in horizontal seitlicher Richtung aufgenommen wird. Als zusätzliche einschränkende Bedingung sei genannt, daß die Form der Böden und die zylindrische Form des Außenbehälters nicht unterbrochen werden darf, da derartige Unterbrechungen die Nutzlast überproportional verringern. Eine weitere Beschränkung ist durch die Herstellkosten gegeben, welche technisch zu aufwendige Innenbehälterlagerungen von vornherein ausschließen.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Innenbehälterlagerung im Rahmen der genannten Bedingungen zu schaffen, mit der sich große Nutzlasten realisieren und die Herstellkosten reduzieren lassen.

[0006] Bei einer Vorrichtung zur Lagerung des Innenbehälters eines vakuumisolierten zylindrischen Transportbehälters für tiefsiedende verflüssigte Gase im Außenbehälter, bestehend aus einer Zweipunktauflagerung mit einem Festlager und einem Loslager, sowie elastischen Halterungen zur Aufnahme der nach oben und eines Teils der zur Seite gerichteten Kräfte wird,dies gemäß der Erfindung durch folgende Merkmale erreicht:

a) Das Loslager und das Festlager sind als biegesteife Blechkonstruktionen ausgebildet, die sich im unteren Teil des zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter befindlichen Zwischenraumes in Umfangsrichtung erstrecken;

b) Im Schnitt parallel zum Umfang des Transportbehälters besitzen die biegesteifen Blechkonstruktionen einen mäanderförmigen Querschnitt;

c) Die in Längsrichtung des Transportbehälters verlaufenden Quersegmente der biegesteifen Blechkonstruktionen haben zumindest beim Festlager die Form eines Trapezes, dessen große Seite mit dem Außenbehälter und dessen kleine Seite mit dem Innenbehälter verbunden ist.

[0007] Die trapezförmigen Quersegmente des Festlagers bilden eine schubfeste Verbindung zwischen Innen- und Außenbehälter, welche sich entsprechend dem Momentenverlauf zum Außenbehälter hin erweitert, so daß die Längskräfte in Fahrtrichtung aufgenommen werden können. Da diese Längskräfte vom Loslager nicht aufgenommen werden müssen, haben dort die Quersegmente vorzugsweise die Form eines Rechtecks, um Gewicht einzusparen. Vorzugsweise werden außerdem je ein T-förmiger Verstärkungsring auf der Innenfläche des Innenbehälters im Bereich des Festlagers und des Loslagers angeordnet. Als elastische Halterungen werden Seile bevorzugt, die im Bereich von Festlager und Loslager über den Innenbehälter geführt sind und in Wider- lagern befestigt sind, die auf der Innenfläche des Außen- ; behälters angeordnet sind.

[0008] Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Abstand im Bereich der Innenbehälterlagerung zwischen Innen- und Außenbehälter gegenüber bisherigen Konstruktionen beträchtlich verringert werden kann, ohne daß die Wärmeisolierung und die Stabilität verringert werden. Hierdurch ergibt sich eine beträchtliche Vergrößerung der Nutzlast. Die konstruktive Ausbildung des Fest- und des Loslagers ist zudem so einfach, daß die Herstellkosten spürbar verringert werden.

[0009] Die Zeichnungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

[0010] Es zeigen:

Fig.1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Transportbehälters,

Fig.2 einen Schnitt durch das Festlager,

Fig.3 einen Schnitt durch das Loslager,

Fig.4 eine Draufsicht auf das Festlager,

Fig.5 eine Draufsicht auf das Loslager,

Fig.6 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig.1

Fig.7 einen Ausschnitt aus Fig.6.

[0011] Der in Fig.1 dargestellte vakuumisolierte Transportbehälter besteht aus dem Innenbehälter 1 und dem Außenbehälter 2. Das Fahrwerk und die Befestigung des Außenbehälters auf dem Fahrwerk sind nicht dargestellt. Zwischen dem Innenbehälter 1 und dem Außenbehälter 2 wird zur Isolation ein Vakuum aufrechterhalten. Die Lagerung des Innenbehälters 1 im Außenbehälter 2 erfolgt durch ein Festlager 3, ein Loslager 4 und Seile 5. Die

[0012] Seile 5 sind an Widerlagern 6 befestigt, die am Außenbehälter 2 angeordnet sind.

[0013] Die Fig.2 und 4 zeigen das Festlager 3 im Querschnitt und in Draufsicht. Erfindungsgemäß besteht das Festlager 3 aus einer biegesteifen Blechkonstruktion mit einem mäanderförmigen Querschnitt parallel zum Umfang des Transportbehälters. Diese biegesteife Blechkonstruktion besteht im wesentlichen aus in Längsrichtung des Transportbehälters angeordneten Quersegmenten 7 und in Umfangsrichtung verlaufenden Segmenten 8. Erfindungsgemäß haben die Quersegmente 7 die Form eines Trapezes, dessen große Seite mit dem Außenbehälter 2 und dessen kleine Seite mit dem Innenbehälter 1 verbunden ist. Ein weiteres Teil des Festlagers 3 ist die Lagerschale 9, die auf dem Stützring 10 befestigt ist, der auf den Innenbehälter 1 geschweißt ist. Am Außenbehälter 2 ist ein entsprechender Stützring 11 vorgesehen.

[0014] Die Fig.3 und 5 zeigen das Loslager 4 im Schnitt und in Draufsicht. Fig.6 zeigt eine Seitenansicht des Loslagers 4. Das Loslager 4 ist ebenfalls erfindungsgemäß als biegesteife Blechkonstruktion ausgebildet. Im Prinzip entspricht es dem Festlager 3, besteht also im wesentlichen aus Quersegmenten 12 und Segmenten 13. Ferner sind Stützringe 14 und 15 am Innen- bzw. Außenbehälter vorhanden. Die Verbindung zum Innenbehälter 1 erfolgt über eine Lagerschale 16, die aber im Gegensatz zum Festlager 3 nicht starr mit dem Innenbehälter 1 verbunden ist. Der Innenbehälter 1 gleitet daher mittels des Stützringes 14 auf der Lager- _; schale 16. Das Loslager 4 wird daher durch temperaturbedingte Längenänderungen des Innenbehälters 1 nicht beansprucht. Da Beanspruchungen des Loslagers 4 in Längs- ! richtung nicht auftreten, ist es nicht erforderlich, den Quersegmenten 12 eine Trapezform zu geben wie sie das Festlager 3 aufweist. Beim Loslager 4 haben daher die Quersegmente 12 die Form eines Rechtecks. Im Innenbehälter 1 ist ein Verstärkungsring 17 mit T-förmigem Querschnitt im Bereich des Loslagers 4 vorgesehen. Ein entsprechender Verstärkungsring befindet sich auch im Bereich des Festlagers 3, ist aber auf der Zeichnung nicht dargestellt. Die Kräfte nach oben werden durch Seile 5 aufgenommen. Fig.7 zeigt die Befestigung der Seile 5 am Außenbehälter im Detail. Die Seile 5 sind über dem Innenbehälter 1 geführt und an Widerlagern 6 befestigt. Die Befestigung und Verspannung erfolgt durch Verschraubungen 18. Die Widerlager 6 sind an die Innenseite des Außenbehälters 2 geschweißt. Die Widerlager 6 sind durch Versteifungsbleche 19 und 20 verstärkt.

[0015] Die Erfindung ermöglicht es, bei einem Straßentransportbehälter üblicher Größe den Abstand zwischen Innen- und Aussenbehälter von ca. 150 mm auch im Bereich der Innenbehälterlagerung beizubehalten. Dies bedeutet einen hohen Anteil der Nutzlast am zuslässigen Behältergesamtgewicht. Gleichzeitig wird der wärmeleitende Querschnitt vom Innenzum Außenbehälter so klein gehalten, daß die Wärmeisolierung dem derzeitigen Stand der Technik entspricht. Die Schrumpfungen des Innenbehälters im Durchmesser bei der Temperaturänderung vom Montagezustand zum Betriebszustand werden durch entsprechende Vorspannung der Seile 5 berücksichtigt, so daß die Seile im Betriebszustand spannungsfrei sind. Bei einer ausgeführten Konstruktion wurde die Nutzlast um ca. 500 kg erhöht. Da die biegesteife Konstruktion der Sattellager verhältnismäßig einfach ist, wurden darüber hinaus ca. 200 Stunden bei der Fertigung eingespart.

[0016] Bei sehr großen Transportbehältern, d.h. solchen, die das zulässige Gesamtgewicht voll ausnutzen, kann es aus Stabilitätsgründen erforderlich werden, die biegesteifen Blechkonstruktionen durch zusätzliche Segmente 8, 13 zu ergänzen, so daß sich im Schnitt parallel zum Umfang des Transportbehälters durch die Lager aneinandergereihte rechteckförmige Querschnitte ergeben. Derartige biegesteife Blechkonstruktionen sind zwar schwerer und leiten mehr Wärme als solche mit mäanderförmigen Querschnitt, wegen der relativ höheren Nutzlast bei großen Transportbehältern kann dies aber in Kauf genommen werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Lagerung des Innenbehälters (1) eines vakuumisolierten zylindrischen Transportbehälters für tiefsiedende verflüssigte Gase im Außenbehälter (2), ; bestehend aus einer Zweipunktauflagerung mit einem Festlager (3) und einem Loslager (4), sowie elastischen Halterungen zur Aufnahme der nach oben und eines Teils der zur Seite gerichteten Kräfte, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) das Loslager und das Festlager sind als biegesteife Blechkonstruktionen ausgebildet, die sich im unteren Teil des zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter befindlichen Zwischenraumes in Umfangsrichtung erstrecken;

b) im Schnitt parallel zum Umfang des Transportbehälters besitzen die biegesteifen Blechkonstruktionen einen mäanderförmigen Querschnitt;

c) die in Längsrichtung des Transportbehälters verlaufenden Quersegmente (7,12) der biegesteifen Blechkonstruktionen haben zumindest beim Festlager die Form eines Trapezes, dessen große Seite mit dem Außenbehälter und dessen kleine Seite mit dem Innenbehälter verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die in Längsrichtung des Transportbehälters verlaufenden Quersegmente (12) der biegesteifen Blechkonstruktion des Loslagers die Form eines Rechtecks haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch je einen T-förmigen Verstärkungsring (17) auf der Innenfläche des Innenbehälters im Bereich von Festlager und Loslager.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elastischen Halterungen als Seile (5) ausgebildet sind, die im Bereich von Festlager und Loslager über den Innenbehälter geführt sind und in Widerlagern (6) befestigt sind, die auf der Innenfläche des Außenbehälters angeordnet sind.

5. Abwandlung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere für sehr große Transportbehälter, dadurch gekennzeichnet,
daß die biegesteifen Blechkonstruktionen durch zusätzliche Segmente (8, 13) ergänzt sind, so daß sich im Schnitt parallel zum Umfang des Transportbehälters durch die Lager rechteckförmige Querschnitte ergeben.

Zeichnung