[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 Abdeckung
befestigter Federelemente, die den Ringspalt unter Federspannung überbrücken und mit
ihren freien Enden ein ringförmig geschlossenes, äußeres Dichtelement gegen die Behälterwand
drücken, wobei der Ringspalt durch eine zwischen dem äußeren Dichtelement 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 möglichst elastisches Dichtsystem 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.
[0004] Im Idealfall soll die Ringspaltabdichtung über den gesamten Tankumfang eine gleichmäßig
starke Zentrierwirkung ausüben können, mit Hilfe ausreichender Federwege auch extreme
örtliche Abweichungen der Ringspaltbreite überbrücken, und möglichst störungsfrei
und mit geringem Verschleiß über scharfe Unebenheiten der Tankwand hinweggleiten.
[0005] Diesen komplexen Anforderungen versucht man in der Praxis dadurch gerecht zu werden,
daß an dem äußeren Rande der schwimmenden Abdeckung ein elastisches Dichtsystem befestigt
wird, welches sich der jeweiligen Ringspaltbreite durch Federkräfte (DE-AS 23 58 636),
durch Schwerkraft (Bulletin Nr. 3200 aus 1976 der Firma Chicago Bridge & Iron Company),
durch Eigenspannung (US-PS 3 795 339) oder durch hydraulische Kräfte (US-PS 4 173
291) anpaßt und den Spalt durch eine umlaufende flexible Dichtungsschürze oder einen
mit Flüssigkeit oder Kunststoffschaum gefüllten elastischen Schlauch verschließt.
[0006] 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.
[0007] 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), federnd angedrückte Schaumstoffpolster mit abriebfester Umhüllung
(eigene Patentanmeldung P 31 45 753.3) sowie federnd angedrückte, elastische Pakkungen
mit wasserabstreifender Wirkung (eigene Patentanmeldung P 32 02 278.6).
[0008] Sekundärdichtungen in Form von Lippendichtungen mit schräg zur Tankwand gerichteten
Federschenkeln sowie federverstärkte Gummischürzen oder Lippendichtungen, welche den
Ringspalt unter elastischer Durchbiegung überbrücken, werden durch horizontal verlaufende
Gleithindernisse relativ leicht nach unten gestülpt und können die in den Ringspalt
einfallenden Niederschläge in dieser Stellung nicht zurückhalten.
[0009] In der älteren, bisher unveröffentlichten Patentanmeldung (P 31 45 753.3) wird eine
Sekundärdichtung mit voluminösem und allseits gerundetem abdichtendem Element und
annähernd senkrecht und dicht an der Tankwand auslaufenden Federschenkeln beschrieben.
Bei dieser Konstruktion ist die Gefahr des Umstülpens beseitigt.
[0010] Die Forderung der Tankbetreiber nach Sekundärdichtungen mit besonders hoher Abdichtwirkung
gegenüber den bei Schlagregen die Tankinnenwand herunterlaufenden Niederschlägen führte
zur Entwicklung neuartiger Dichtelemente. In der weiteren, bisher unveröffentlichten
Anmeldung (P 32 02 278.6) wird ein Dichtelement beschrieben, welches in der Lage ist,
den an der Tankinnenwand herunterlaufenden Wasserfilm mit hohem Wirkungsgrad von der
Tankwand abzuführen. Die extrem gute Abstreifwirkung kann jedoch nur dann gewährleistet
werden, wenn das beschriebene Dichtelement stets seine gleichbleibend aufrechte Lage
an der Tankwand behält.
[0011] Die durch Federkraft elastisch an die Tankinnenwand angedrückte Abstreiferpackung
darf trotz betriebsbedingter Änderung der Ringspaltbreite sowie der Einwirkung von
Reibungskräften und Gleithindernissen keine Kippbewegungen ausführen und soll stets
mit ihrer vollen Arbeitsfläche und ausreichender Anpreßkraft an der Tankwand anliegen.
Diesen Forderungen werden die bekannten Andruck- und Führungssysteme nicht gerecht.
Desweiteren verursacht die starke Änderung der Anpreßkräfte und der Winkellage zur
Tankwand einen erhöhten Verschleiß jedes Dichtelements durch örtlich überhöhte Belastung,
wodurch häufig ein frühes Versagen der Sekundärdichtung verursacht wird.
[0012] Nachfolgend sind zwei weitere wesentliche Nachteile bekann ter Sekundärdichtungen
angegeben. Die bisher erläuterten Konstruktionen erfordern eine bestimmte Mindestbauhöhe
obe halb der Oberkante des Schwimmdaches, welche von der Breit des Ringspalts, den
im Betrieb gegebenen Reibungskräften und der Steifigkeit der jeweiligen Feder- und
Führungselemente abhängig ist. Die wirksame Bauhöhe der Sekundärdichtung oberhalb
der Oberkante des Schwimmdaches bedeutet jedoch verlorener Tankraum und ist daher
möglichst zu begrenzen. Desweiteren wird zur Brandbekämpfung meist eine definierte
Beschäumungshöhe über der Oberkante des Abdichtungssystems gefordert, welche mit wachsender
Bauhöhe der Sekundärdichtung entsprechend erhöht werden muß.
[0013] Im Hinblick auf eine gemeinsame und vereinfachende Konstruktion von Primärdichtung
und Sekundärdichtung ergeben sich folgende weitere Forderungen:
- Primärdichtung und Sekundärdichtung sollen möglichst durch separaten Anschluß an
das Schwimmdach in ihrer Wirkund voneinander unabhängig sein.
- Das Dichtsystem soll ein geringes Gewicht haben und geringe Reibungskräfte verursachen.
- Die Sekundärdichtung soll so niedrig als möglich angeordnet werden können.
- Die Primärdichtung soll möglichst mit einem abdichtenden Element in das Lagerprodukt
eintauchen und einen geringen Dampfraum bilden.
- Die gesamte Abdichtung soll eine gute Zentrierwirkung auf das Schwimmdach ausüben,
dabei jedoch leicht über Unebenheiten hinweggleiten können und geringen Verschleiß
haben.
- Eine Erhöhung der Zentrierwirkung, z.B. durch Verengung des Ringspaltes, soll nicht
automatisch eine Vergrößerung der Anpreßkräfte gegen die Dichtelemente bewirken.
[0014] Bei einer bekannten Ringspaltabdichtung der eingangs bezeichneten Gattung (DE-AS
23 58 636) werden schlanke, V-förmig nach oben und unten gegen die Tankwand abgespreizte
Federschenkel zum Andrücken der äußeren Dichtelemente für Primärdichtung und Sekundärdichtung
verwendet. Die Befestigung der V-förmigen Andruckfeder und der Primär-Dichtungsschürze
kann hierbei nur an der vertikalen Seitenwand der schwimmenden Abdeckung erfolgen.
Dies ist allgemein unerwünscht, weil durch die hierfür benötigten Bohrungen Undichtigkeiten
entstehen können, wodurch Flüssigkeiten oder Dämpfe des Lagerproduktes in den Hohlraum
des Schwimmkörpers eindringen können. Außerdem kann das relativ schmale äußere Dichtelement
mit dünner Berührungslinie und lediglich punktförmiger Andrückung durch die Enden
der Federschenkel keine gute Dichtwirkung erzeugen. Desweiteren können die in spitzem
Winkel mit gestreckten Schenkeln und schmalem Dichtelement gegen die Tankwand gerichteten
Federarme trotz großer Bauhöhe relativ leicht an der Tankwand festhaken und umkippen.
Die bei späterer Realisierung dieses Dichtsystems über die äußeren Dichtelemente gezogenen
Gleitbügel reduzieren die Dichtwirkung beträchtlich. Der bei Schlagregen die Tankwand
herunterlaufende Wasserfilm kann durch diese Ausführung der äußeren Dichtelemente
nicht abgestreift werden.
[0015] Bei betriebsbedingter Verengung der Spaltweite wachsen die Federkräfte und damit
die Anpreßkräfte der Dichtelemente zu stark an und führen zu vorzeitigem Verschleiß
der Dichtelemente. Die Kontakthöhe der Dichtelemente ändert sich mit der Spaltweite.
Dies ist insbesondere für die Primärseite der Dichtung von Nachteil, da Länge und
Fixierung des Primärschenkels nach der kleinsten zu erwartenden Spaltweite und unter
Berücksichtigung unterschiedlicher Eintauchtiefen der schwimmenden Abdeckung festzulegen
sind. Hierbei darf die Primärdichtung noch nicht in das Lagerprodukt eintauchen. An
den Stellen mittlerer und großer Spaltweiten liegt die Primärdichtung dann zu hoch
an der Tankwand an, wodurch der Dampfraum unterhalb der Primärdichtung weiter vergrössert
wird, was unerwünscht ist. Bei der ungünstigen Dichtwirkung dieser Dichtelemente können
große Mengen an Produktdämpfen in den freien Zwischenraum zwischen Primärschürze und
Sekundärschürze entweichen und stellen ein großes Dampfreservoir für die Emissionen
an der Sekundärdichtung dar. Die Sekundärdichtung erreicht durch den geraden und spitzwinklig
gegen die Tankwand gerichteten Federschenkel eine zu große Bauhöhe.
[0016] In der älteren, bisher unveröffentlichten Patentanmeldung des Erfinders (P 31 45
753.3) wird die Ringspaltabdichtung einer Innenschwimmdecke beschrieben. Hierbei wird
ein elastisches Dichtelement durch nach unten gegen die Tankwand gerichtete Federarme
an die Tankwand angedrückt. Diese Bauweise ist nur dann möglich, wenn zwischen der
Oberkante der Schwimmdecke und dem Produktniveau ein ausreichender Höhenunterschied
zur Verfügung steht.
[0017] Bei Leichtbau-Innenschwimmdecken, z.B. aus Aluminium oder aus Kunststoff, steht häufig
nur eine geringe Höhe für die Bemessung der Ringspaltabdichtung zur Verfügung. Desweiteren
ist bei Innenschwimmdecken darauf zu achten, daß nur geringe Reibungskräfte von der
Abdichtung ausgehen dürfen, da diese Konstruktionen über erheblich kleinere Auftriebskräfte
verfügen.
[0018] Bei einer weiteren bekannten Abdichtung (DE-AS 11 36 276) sind U-bügelförmige federnde
Andrückglieder vorgesehen, die einerseits am Außenumfang des Schwimmdaches befestigt
sind und andererseits schwenkbar an Gleitschuhe angreifen, die durch die federnden
Andruckglieder unter gleichzeitiger Zentrierung des Schwimmdaches gegen die Innenwandung
des Behälters gedrückt werden. Hierbei werden an den Gleitschuhen zusätzlich ringförmige
Dichtelemente mit scharfkantigen und steifen Profilen befestigt. Bei Auftreffen auf
Gleithindernisse an der Tankwand haken die scharfkantigen-Dichtelemente an der Tankwand
fest und die nicht in ihrer Auslenkung begrenzten und drehbar gehaltenen U-bügelförmigen
Andruckglieder werden extrem belastet und ggf. deformiert. Die Andruckglieder sind
durch die starken Vertikalkräfte sehr robust auszulegen, wodurch bei enger werdendem
Spalt die direkt auf die Dichtelemente wirkenden Kräfte unzulässig stark ansteigen.
Durch die schlechten Gleiteigenschaften dieser Vorrichtung, in Verbindung mit unzulässig
ansteigenden Federkräften besteht die Gefahr, daß die Abdichtung an stärkeren Gleithindernissen
(horizontale Schweißnaht) so stark festhakt, daß das gesamte Schwimmdach verkantet
und hängenbleibt.
[0019] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Abdichtung des Ringspalts
mit verbesserter Andruckvorrichtung mit gleichzeitigen Feder-, Stütz- und Führungseigenschaften
bereitzustellen, welche sowohl bei einzelnen Primär- oder Sekundärdichtungen an Schwimmdachtanks,
bzw. an der Abdichtung einer Innenschwimmdecke verwendet werden kann, oder aber in
geeigneter Weise für kombinierte Primär-Sekundärdichtungen einsetzbar ist und den
zuvor genannten Forderungen entspricht.
[0020] Ausgehend von der eingangs bezeichneten Gattung wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß in an sich bekannter Weise (DE-AS 11 36 276) aus schmalen Streifen gefertigte
U-förmige Federbügel mit einem Schenkelende am äußeren Rand der schwimmenden Abdeckung
befestigt sind, daß sich der freie Federschenkel, mit dessen Ende das äußere Dichtelement
starr verbunden ist, mit dem Dichtelement und einer davon in vertikaler Richtung weit
abgelegenen zweiten Kontaktstelle an der Tankwand abstützt, so daß bei allen Bewegungen
der schwimmenden Abdeckung die an den Kontaktstellen des freien Federschenkels angreifenden
Reaktionskräfte der Tankwand den freien Federschenkel stets in gleichbleibend aufrechter
Stellung halten.
[0021] Die erfindungsgemäße Ringspaltabdichtung verfügt über folgende Vorteile:
- Der U-förmige Federbügel kann an der Tankwand nicht festhaken und umkippen; das
abdichtende Element bleibt stets in seiner vorgegebenen aufrechten Stellung.
- Die wirksame Bauhöhe der Sekundärdichtung kann auf das erforderliche Mindestmaß
zur Ableitung der Niederschläge begrenzt werden.
- Das abdichtende Element bleibt immer in der gleichen Höhenlage.
- Der U-förmige Federbügel kann große Änderungen der Spaltbreite ausgleichen, ohne
große Änderung der Federkräfte.
- Ein erheblicher Teil der Federkräfte wird allein zur Zentrierung der schwimmenden
Abdeckung eingesetzt; der Verschleiß der Dichtelemente bleibt damit wegen schonender
Andrückung begrenzt.
- Die an der Tankwand gleitenden Federbügel bewirken eine zusätzliche Erdung der schwimmenden
Abdeckung.
- Die Gesamtvorrichtung besitzt an der Tankwand gute Gleiteigenschaften.
[0022] Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Merkmale der Erfindung gehen aus den Weiterbildungen
der Erfindung betreffende Unteransprüchen 2 bis 14 hervor.
[0023] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Schnittansicht der Sekundärdichtung an einem Schwimmdachtank
mit einem wasserabstreifenden Dichtelement,
Fig. 2 bis 5 verschiedene Schnitte durch die Sekundärdichtung gemäß Fig. 1 zur Illustration
der Wirkungsweise derselben,
Fig. 6 einen Schnitt durch eine Sekundärdichtung eines Schwimmdachtanks, bei anderer
Ausbildung und Anbringung des Dichtelements,
Fig. 7 einen Schnitt durch eine Sekundärdichtung eines Schwimmdachtanks, mit einem
wasserabstreifenden Dichtelement, konstruktiv verbunden mit einer herkömmlichen Primärdichtung,
Fig. 8 einen Schnitt durch eine gemeinsame Konstruktion für Primärdichtung und Sekundärdichtung
an einem Schwimmdachtank,
Fig. 9 einen Schnitt durch eine Ringspaltabdichtung - für die Innenschwimmdecke eines
Festdachtanks,
Fig. 10 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer gemeinsamen Konstruktion
für Primärdichtung und Sekundärdichtung an einem Schwimmdachtank und
Fig. 11 eine Schnitteinzelheit insbesondere der in
Fig. 10 gezeigten Konstruktion.
[0024] 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 U-förmige Federbügel 6 mittels Schrauben 7 und unter Zwischenlage von Klemmleisten
8 befestigt. Die freien Schenkel 6a der Federbügel 6 sind mittels Schrauben 9 an vertikal
nach oben gerichteten Flanschen 10 von C-förmigen Aufnahmeprofilstücken 11 befestigt,
wobei jeweils etwa zwei bis vier Federbügel 6 mit einem Aufnahmeprofilstück 11 verbunden
sind. Die zur Tankwand 1 hin geöffneten Aufnahmeprofilstücke 11 drücken ein wasserabstreifendes
Dichtelement 12 annähernd lückenlos gegen die Tankwand 1.
[0025] An einem zweiten, vertikal nach unten gerichteten Flansch 13 der Aufnahmeprofilstücke
11 sind mittels Klemmleisten 14 und Schrauben 15 Verlängerungsarme 6b der freien Federschenkel
6a, sowie die endlos um den gesamten Ringspalt umlaufende Dichtungsschürze 17 befestigt.
Die C-förmigen Aufnahmeprofilstücke 11 sind an der Rückseite bei 16 perforiert. Im
oberen Bereich der freien Federschenkel 6a sind kurze Gleitkufen 18 angebracht.
[0026] Entsprechend der jeweiligen Vertikalbewegung des Schwimmdaches 4 verteilen sich die
Andruckkräfte der Federbügel 6 auf das Dichtelement 12 und die vertikalen Extrempunkte
der freien Federschenkel 6a zur Tankwand, gebildet durch die Verlängerungsarme 6b
und die Gleitkufen 18. Die an der Tankwand 1 herunterlaufenden Niederschläge werden
von dem Dichtelement 12_aufgenommen und an der Perforation 16 der Aufnahmeprofilstücke
1
"1 abgegeben. Von hier werden die Niederschläge über die umlaufende Dichtungsschürze
17 zum Schwimmdach 4 abgeleitet.
[0027] Die U-förmigen Federbügel 6 sind aus schmalen Streifen eines rostfreien Federbandstahls
gefertigt. Die Verlängerungsarme 6b der freien Federschenkel 6a werden aus funkenfreiem
Metall (z.B. Messing) hergestellt und sind V-förmig ausgebildet, wobei die schräg
nach oben zurückgeführten Schenkel 6c die umlaufende Dichtungsschürze 17 bei enger
werdendem Ringspalt 3 unterstützen, so daß das von der Tankwand 1 abgestreifte Wasser
nicht in größeren Mengen auf der Dichtungsschürze 17 angesammelt werden kann. Die
an den freien Federschenkeln 6a befestigten Gleitkufen 18 sind ebenfalls aus funkenfreiem
Metall hergestellt.
[0028] Aus den schematisierten Fig. 2 bis 5 ist die Wirkungsweise der U-förmigen Federbügel
6 erkennbar. Fig. 2 zeigt die Form eines Federbügels bei extrem weitem Spalt 3, Fig.
3 bei extrem engem Spalt 3. Aus Fig. 4 geht die Lage des Federbügels bei Abwärtsbewegung
des Schwimmdaches 4 hervor. Durch die zwischen Dichtelement 12 und Tankwand 1 entstehende
Reibungskraft entsteht eine leichte Spreizung des U-förmigen Federbügels. Hierdurch
wird das untere Ende des freien Federschenkels 6b gegen die Tankwand gedrückt, wodurch
die Anpreßkraft zwischen Tankwand und Dichtelement reduziert und eine weitere Spreizung
des Federbügels verhindert wird.
[0029] In Fig.5 ist die Lage des Federbügels bei Aufwärtsbewegung des Schwimmdaches dargestellt.
Hierbei verursacht die Reibung zwischen Tankwand 1 und Dichtelement 12 ein Zusammendrücken
des Federbügels. Das obere Ende des freien Federschenkels 6a bekommt hierbei Kontakt
zur Tankwand und reduziert die Anpreßkräfte gegen das Dichtelement. Hierdurch werden
die Reibungskräfte zwischen Tankwand und Dichtelement vermindert und ein weiteres
Zusammendrücken des Federbügels verhindert.
[0030] Das an dem freien Federschenkel 6a befestigte Dichtelement erfährt bei allen Relativbewegungen
des Schwimmdaches zur Tankwand nur eine geringfügige Lageänderung. Die Wirkung des
Dichtelementes wird hierdurch nicht beeinträchtigt. In den Fig.2 bis 5 sind die unterschiedlichen
Bewegungsrichtungen des Schwimmdaches 4 durch entsprechende Pfeile angedeutet.
[0031] Aus Fig.6 geht die Sekundärdichtung 2' eines Schwimmdachtanks mit einem dampfdichten,
elastischen Dichtelement 12' hervor, welches in erster Linie zur Begrenzung der Produktemission
bestimmt ist. Die darunter angeordnete Primärdichtung ist nicht dargestellt. Vergleichbare
Bauteile sind mit den für Fig.1 verwendeten Bezugszahlen bezeichnet, die jedoch mit
einem Indexstrich versehen sind.
[0032] Das um den gesamten Ringspalt 3' umlaufende Dichtelement 12' wird durch einzelne,
C-formige Aufnahmeprofilstücke 11' annähernd lückenlos gegen die Tankwand T' gedrückt.
Die freien Federschenkel 6a' und ihre nach unten gerichteten Verlängerungsarme 6b'
sind durch Schrauben 9' bzw. 15' an horizontalen Schenkeln der C-förmigen Aufnahmeprofilstükke
11' befestigt, wobei jeweils etwa zwei bis vier Federbügel 6' mit einem Aufnahmeprofilstück
11' verbunden sind.
[0033] Die umlaufende Dichtungsschürze 17' ist mittels Klemmleisten 14' und Schrauben 15'
am unteren Schenkel der Aufnahmeprofilstücke 11' befestigt. Die an den vertikalen
Extrempunkten der freien Federschenkel 6a' und 6b' angreifenden Reaktionskräfte der
Tankwand 1' halten das mit mehreren übereinanderliegenden Dichtlippen ausgestattete
Dichtelement 12
1 stets in gleichbleibend aufrechter Stellung.
[0034] Aus Fig. 7 geht die Konstruktion einer Sekundärdichtung 2" mit einem wasserabstreifenden
Dichtelement 12" in Verbindung mit einer herkömmlichen Primärdichtung 19 hervor. Vergleichbare
Bauteile sind mit den für Fig. 1 verwendeten Bezugszahlen bezeichnet, die jedoch mit
zwei Indexstrichen versehen sind. Die U-förmigen Federbügel 6" sind mittels abgewinkelter
Klemmleisten 8" und Schrauben 7" gemeinsam mit der Dichtungsschürze 22 der Primärdichtung
19 am horizontalen Flansch 5" des Schwimmdaches 4" befestigt. Die Dichtungsschürze
17" der Sekundärdichtung 2" ist einerseits mit dem unteren Flansch 13" der C-förmigen
Aufnahmeprofilstücke 11" verbunden und andererseits mittels Klemmleisten 20 und Schrauben
21 gemeinsam mit der Dichtungsschürze 22 der Primärdichtung 19 am oberen Ende der
Gleitbleche 23 befestigt. Die Gleitbleche 23 der Primärdichtung 19 sind mittels Gelenkscheren
24 horizontal beweglich mit dem äußeren Rand des Schwimmdaches 4" verbunden. Jeweils
etwa zwei bis vier Federbügel 6" sind mit einem Aufnahmeprofilstück 11" verbunden.
[0035] Die an der Tankwand 1" anliegenden freien Federschenkel 6a" haben keine Verlängerung
unterhalb der Aufnahmeprofilstücke 11". Bei Abwärtsbewegung des Schwimmdaches 4" streckt
sich aufgrund der Reibung zwischen Tankwand 1" und Dichtelement 12" die Dichtungsschürze
17" und verhindert ein weiteres Aufbiegen der Federbügel 6". Bei Aufwärtsbewegung
des Schwimmdaches 4" verhindert das Oberteil der freien Federschenkel 6a" durch Anlage
der Gleitkufen 18" an die Tankwand ein weiteres Zusammendrücken der Federbügel 6"
aufgrund verminderter Reibungskräfte. Das durch das wasserabstreifende Dichtelement
12" von der Tankwand 1" abgeführte Wasser läuft über die Dichtungsschürze 22 der Primärdichtung
19 auf das Schwimmdach 4". Die Höhe der Dichtungsschürze 17" ist vorteilhafterweise
so bemessen, daß die Sekundärdichtung 2" auch bei mangelnder Anpassung der Primärdichtung
19 an die Tankwand t" stets ungehinderten Kontakt zur Tankwand T" bekommt, wobei gleichzeitig
das Dichtelement 12" bezüglich der Höhenlage des Schwimmdaches 4" so niedrig als möglich
an der Tankwand 1" zur Anlage kommt.
[0036] Aus Fig.8 ist die gemeinsame Konstruktion einer Primärdichtung 19 und einer Sekundärdichtung
2 eines Schwimmdachtanks zu entnehmen. Vergleichbare Bauteile zu der in Fig.1 dargestellten
Sekundärdichtung sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Die Dichtungsschürze
17 und die Federbügel 6 der Sekundärdichtung 2 sind mittels Schrauben 7 und Klemmleisten
8 am horizontal zur Tankmitte gerichteten Flansch 5 des Schwimmdaches 4 befestigt.
An den freien Federschenkeln 6a der Federbügel 6 sind mittels Schrauben 9 kurze Aufnahmeprofilstücke
11 an den etwa vertikal nach oben gerichteten Flanschen 10 verschraubt und drücken
ein wasserabstreifendes Dichtelement 12.gegen die Tankwand 1. Jeweils etwa zwei bis
vier Federbügel 6 sind mit einem Aufnahmeprofilstück 11 verbunden.
[0037] Am oberen Ende der Seitenwand 4a des Schwimmdaches 4 sind federnde Verlängerungsarme
21 der Primärdichtung 19 mittels Schrauben 20 befestigt. An dem freien unteren Ende
jedes Verlängerungsarmes 21 sind ein U-förmiger Federbügel 22 und ein weiterer einarmiger
Federbügel 23 mittels Schraubverbindungen 24 befestigt. An dem oberen Ende eines zur
Tankwand 1 gerichteten Federschenkels 22a sind -unter Verwendung von Schrauben 25
und Klemmleisten 26 an vertikal nach unten gerichteten Flanschen 27 kurzer Aufnahmeprofilstücke
28 eine Dichtungsschürze 30, mit einem bei 32 angeschweißten, separaten Tauchband
31, verschraubt. An oberen, vertikal gerichteten Flanschen 29 der Aufnahmeprofilstücke
28 sind mittels Schrauben 35 kufenartig ausgebildete Verlängerungsarme 22b der Federschenkel
22a befestigt. Jeweils etwa zwei bis vier Federbügel 22 sind mit einem Aufnahmeprofilstück
28 verbunden.
[0038] Die Dichtungsschürze 30 der Primärdichtung 19 wird nach Befestigung unterhalb der
Aufnahmeprofilstücke 28 mittels einer Verbindungsschürze 33 um die Primärdichtung
19 herum nach oben weitergeführt und an den unteren, vertikalen Flanschen 13 der Aufnahmeprofilstücke
11 der Sekundärdichtung 2 zusammen mit den kufenartig ausgebildeten Verlängerungsarmen
6b der Federschenkel 6a unter Verwendung von Klemmleisten 14 und Schrauben 15 gasdicht
verklemmt. In den Aufnahmeprofilstücken 28 ist ein elastisches Dichtelement 34 kraftschlüssig
und entlang dem Tankumfang lükkenfrei gehalten. Die Dichtungsschürze 30 ist mittels
des angeschweißten, separaten Tauchbandes 31 mit dem elastischen Dichtelement 34 gasdicht
verbunden. Der Dampfraum zwischen der Seitenwand 4a des Schwimmdaches 4, der Dichtungsschürze
30, dem Tauchband 31 und dem Produktniveau 36 wird hierdurch absolut gasdicht verschlossen.
Die Verbindungsschürze 33 zwischen Primärdichtung 19 und Sekundärdichtung 2 stellt
einen großen gasfreien Raum zwischen den beiden Dichtsystemen her und bildet eine
auf Zug belastbare Verbindung zwischen Primärdichtung und Sekundärdichtung.
[0039] Da die U-förmig ausgebildeten Federbügel der Primärdichtung und der Sekundärdichtung
gegeneinander gerichtet sind und diese Federbügel bei Vertikalbewegung des Schwimmdaches
in Richtung der Federscheitel den geringeren Gleitwiderstand haben, stellt die auf
Zug belastbare Verbindungsschürze 33 ein Sicherheitselement bei Gleitstörungen einer
der beiden Abdichtungen dar. Die Verbindungsschürze 33 hat damit die gleiche Wirkung
wie die Verlängerungsarme 6b und 22b der an der Tankwand anliegenden Federschenkel
6a und 22a und kann diese ggf. ersetzen. Die Federbügel 23 unterstützen die Federkräfte
der Federbügel 22 und der Verlängerungsarme 21.
[0040] Die Verlängerungsarme 21 können aufgrund ihrer geringen Winkeländerung aus Normalstahl
gefertigt werden. Die Federbügel 22, 23 und 6 sind vorteilhafterweise aus rostfreiem
Federbandstahl gefertigt, die Aufnahmeprofilstücke 28 und 11 aus rostfreiem Stahl.
Die an den Federbügeln 22 und 6 befestigten Gleitkufen 37 bzw. 18, sowie die Verlängerungsarme
22b und 6b der Federschenkel 22a und 6a werden aus funkenfreiem Metall gefertigt.
Die Dichtungsschürzen 30, 31, 33 und 17 sind aus entsprechend produkt- und witterungsbeständigen
Kunststoffen mit Gewebeverstärkung vorgesehen. Die Dichtelemente 34 und 12 müssen
darüberhinaus gegen die Reibungskräfte an der Tankwand ausreichend widerstandsfähig
sein.
[0041] Die Primärdichtung ist vorteilhafterweise so zu dimensionieren, daß das Dichtelement
34 bei tiefster Eintauchung des Schwimmdaches 4 dicht über dem Flüssigkeitsniveau
36 abschließt. Die Sekundärdichtung ist vorteilhafterweise so zu bemessen, daß das
Dichtelement 12 in möglichst geringer Hohe über dem Schwimmdach 4 an die Tankwand
1 anliegt, so daß das von der Tankwand 1 abgestreifte Wasser gerade noch zum Schwimmdach
hin abgeführt werden kann.
[0042] Aus Fig. 9 geht die Ringspaltabdichtung 202 einer Innenschwimmdecke 204 mit extrem
niedriger Bauhohe hervor. Die um den gesamten Ringspalt 203 umlaufende Dichtungsschürze
217 und die schmalen, U-förmigen Federbügel 206 sind mittels Klemmwinkel 208 und Schrauben
207 am äußeren oberen Rand 205 der Innenschwimmdecke 204 befestigt. An den freien,
an der Tankwand 201 anliegenden Schenkeln 206a der Federbügel 206 sind Kontaktleisten
218 bei 219 angenietet. Die Federbügel 206 tauchen nach Befestigung an der Innenschwimmdecke
204 in das Lagerprodukt ein. Die freien Federschenkel 206a sind oberhalb des Produktniveaus
220 von der Tankwand 201 weggebogen und durch Klemmleisten 210 und Schrauben 209 mit
den Aufnahmeprofilstücken 211 verschraubt. In den C-förmig ausgebildeten Aufnahmeprofilstücken
211 sind Schaumstoffelemente 212 formschlüssig gehalten. Um die Aufnahmeprofilstükke
211 und die Schaumstoffelemente 212 ist der äußere Teil 217a der Dichtungsschürze
217 herumgeschlungen, so daß ein vollkommen geschlossener äußerer Dichtkörper entsteht.
An dem oberen Schenkel der Aufnahmeprofilstücke 211 sind durch Klemmleisten 214 und
Schrauben 215 die Aufnahmeprofilstükke 211, Dichtungsschürze 217 und die Verlängerungsarme
206b der freien Federschenkel 206a fest verbunden. Die Kontaktleisten 218 und die
Verlängerungsarme 206b der freien Federschenkel 206a sind aus funkenfreiem Metall
hergestellt. Als
' Material für die Federbügel 206 wird vorteilhafterweise rostfreier Federbandstahl
verwendet. Bei Vertikalbewegung der Innenschwimmdecke 204 werden die durch Reibung
zwischen Tankwand 201 und Dichtungsschürze 217a hervorgerufenen Kippbewegungen der
Ringspaltabdichtung 202 durch Kontakt der vertikalen Extrempunkte der freien Federschenkel
206a, 206b zur Tankwand 201 begrenzt. Die freien Federschenkel 206a, 206b übertragen
einen Teil der Federkräfte direkt auf die Tankwand 201, wodurch eine gute Zentrierung
der Innenschwimmdecke 204 erreicht wird und gleichzeitig der Verschleiß der Dichtungsschürze
217a gering gehalten wird. Jeweils zwei bis vier Federbügel 206 sind mit einem Aufnahmeprofilstück
211 verbunden.
[0043] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 handelt es sich um eine vereinfachte Konstruktion
für eine gemeinsame Primär-Sekundär-Dichtung eines Schwimmdachtanks. Hierbei sind
im Ringspalt 103 zwischen Schwimmdach 104 und Tankwand 101 sich nach oben öffnende
U-förmige Federbügel 106 angeordnet, die an einem vertikalen Flanschrand der Seitenwand104a
des Schwimmdaches unter gleichzeitiger Einspannung der Ränder einer Sekundär-Dichtungsschürze
117 und einer Primär-Dichtungsschürze 122 durch Schrauben 107 befestigt sind. Das
obere Ende des freien Schenkels 106a eines jeden Federbügels 106 ist mittels einer
Schraube 109 mit einem abwärts gerichteten Flansch eines zur Tankwand 101 geöffneten
C-förmigen Aufnahmeprofilstücks 111 unter gleichzeitiger Einspannung des äußeren Randes
der Sekundär-Dichtungsschürze 117 fest verbunden. Die um den vollständigen Tankumfang
ringförmig mit geringen Zwischenräumen angeordneten Aufnahmeprofilstücke 111 drücken
ein wasserabstreifendes Sekundär-Dichtelement 112 annähernd lückenlos gegen die Tankwand
101. Auch hier sind jeweils zwei bis vier Federbügell06 mit einem Aufnahmeprofilstück
111 verbunden.
[0044] An jedem Federbügel 106 ist eine nach unten weisende; von der Tankwand 101 abgebogene
Zusatzfeder 40 (durch Niete od. dgl.) befestigt. An den freien Enden der Zusatzfedern
40 ist ein der Tankwand 101 federnd anliegendes Primär-Dichtelement 134 unter gleichzeitiger
dichter Einspannung des äußeren Randes der Primär-Dichtungsschürze 122 und eines Tauchbandes
131 angeschraubt.
[0045] Die Besonderheit dieser Konstruktion besteht im wesentli
- chen darin, daß die Federbügel 106 mit ihren freien Schenkeln 106a in der Nähe der
von der Tankwand 101 abgebogenen Scheitelbereiche immer Kontakt mit der Tankwand haben,
wodurch die Federbügel 106 große Zentrierkräfte auf das Schwimmdach 104 ausüben, ohne
die Dichtkräfte an den Dichtelementen 112 und 134 zu erhöhen.
[0046] An den Kontaktstellen zwischen den Federbügeln 106 und der Tankwand 101 können Gleitbügel
aus vorzugsweise funkenfreiem Material an den Federbügeln 106 befestigt sein, wie
das mit Bezug auf andere Ausführungsbeispiele schon beschrieben worden ist. Falls
jedoch die starke Reibung der Federbügel 106 an der Tankwand 101 unerwünscht ist,
z.B. bei beschichteten Tankwänden, so kann an jedem Federbügel eine Rolle 41 befestigt
sein, wie Fig. 11 veranschaulicht. Hierdurch tritt an den Kontaktpunkten keine Gleitreibung,
sondern nur noch die wesentlich geringere Rollreibung auf, wodurch der Verschleiß
erheblich reduziert wird. Die Rollen 41 sind jeweils mittels eines Lagerbockes 42
an den freien Schenkeln 106a der Federbügel durch Schrauben 43 befestigt.
[0047] Entsprechende Rollen können auch an den Tankwand-Kontaktstellen der vorangehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele vorgesehen werden.
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 Federelemente,
die den Ringspalt unter Federspannung überbrücken und mit ihren freien Enden ein ringförmig
geschlossenes, äußeres Dichtelement gegen die Behälterwand drücken, wobei der Ringspalt
durch eine zwischen dem äußeren Dichtelement und der schwimmenden Abdeckung um den
gesamten Ringspalt umlaufende Dichtungsschürze verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in an sich bekannter Weise aus schmalen Streifen gefertigte U-förmige Federbügel
(6) mit einem Schenkelende am äußeren Rand der schwimmenden Abdeckung (4) befestigt
sind, daß sich der freie Federschenkel (6a), mit dessen Ende das äußere Dichtelement
(12) starr .verbunden ist, mit dem Dichtelement und einer davon in vertikaler Richtung
weit abgelegenen zweiten Kontaktstelle an der Tankwand (1) abstützt, so daß bei allen
Bewegungen der schwimmenden Abdeckung (4) die an den Kontaktstellen des freien Federschenkels
(6a) angreifenden Reaktionskräfte der Tankwand (1) den freien Federschenkel (6a) stets
in gleichbleibend aufrechter Stellung halten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht ausreichender
Länge der freien Federschenkel (6a) kufenartig auslaufende Verlängerungsarme (6b)
im Anschluß an das Dichtelement (12) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung
(der Ringspaltabdichtung) als Sekundärdichtung (eines Schwimmdachtanks) die freien
FedeTschenkel (6a) so weit nach unten geführt sind, daß die Höhendifferenz zwischen
Dichtelement (12) und Schwimmdach (4) gerade noch ausreicht, das von der Tankwand
(1) abgestreifte Wasser zum Schwimmdach (4) hin abzuführen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß V-förmig
ausgebildete Verlängerungsarme (6b) der freien Federschenkel (6a) vorgesehen sind,
deren schräg nach oben zurückgeführte Schenkel (6c) die Dichtungsschürze (17) bei
engem Ringspalt (3) unterstützen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung
als Primärdichtung (19) und als Sekundärdichtung (2) die U-förmigen Federbügel (22)
der Primärdichtung und die U-förmigen Federbügel (6) der Sekundärdichtung mit ihren
offenen Seiten gegeneinander ausgerichtet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung
als Primärdichtung (19) und als Sekundärdichtung (2) zwischen den Dichtelementen der
Primärdichtung (34) und der Sekundärdichtung (12) eine Verbindungsschürze (33) verwendet
wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung
als Primärdichtung (19) und als Sekundärdichtung (2) anstelle einer Verbindungsschürze
einzelne Zugbänder verwendet werden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß
für Primärdichtung und für Sekundärdichtung gemeinsame U-förmige Federbügel (106)
verwendet werden, welche nach oben offen sind, mit ihren freien Federschenkeln (106a)
über das Schwimmdach (104) hinausragen und mit ihren Scheiteln tief in den Ringspalt
(103) herunterreichen und die primären und sekundären Dichtelemente (134, 112) an
den in vertikaler Richtung weit auseinanderliegenden Enden der freien Federschenkel
(106a) befestigt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das primäre Dichtelement
(134) mittels separater Zusatzfedern (40) an die Tankwand (101) gedrückt wird, welche
im unteren Bereich der Federbügel (106) befestigt und so bemessen sind, daß der Federbügel
(106) stets Kontakt zur Tankwand (101) behält.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, @daß die
Federbügel (6, 22, 106) an ihren Kontaktstellen mit der Tankwand Gleitkufen (18, 37)
oder Rollen (41) tragen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
äußere Dichtelement (12, 34, 112) in kurzen voneinander unabhängig wirkenden Aufnahmeprofilstücken
gehalten ist, wobei jeweils zwei bis vier Federbügel (6, 22, 106) mit einem Aufnahmeprofilstück
(11, 28, 111) verbunden sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aufnahmeprofilstücke (11, 28) mit mindestens einem vertikal gerichteten Flansch (10,
13, 27, 29) zur Befestigung mit den freien Federschenkeln (6a, 22a) und deren Verlängerungsarmen
(6b, 22b) versehen sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Federbügel (6, 22, 106) aus rostfreiem Federbandstahl gefertigt sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
an der Tankwand (1, 101) gleitend anliegenden Teile aus funkenfreiem Metall gefertigt
sind.