Gasbehälter mit harmonikaähnliehem Mantel. In der schweiz. Patentschrift Nr. 183058 sind Gasbehälter mit harmonikaähnlich aus dehn- und zusammenklappbarem Mantel be schrieben, deren I3auptmerkmal darin be steht, dass der Mantel aus Blechringen ge bildet ist, die abwechselnd mit: ihren innern und äussern Rändern auainan:dergeschlossen sind.
Weiter ist dort auch schon der Vor schlag gemacht, der Behälterdecke eine klei nere Fläche zu geben als. dem Boden, so dass die Gesamtform des Behälters. einem abge- etumpften Regel gleicht. Von dieser Behäl terbauart geht die vorliegende Erfindung aus; sie betrifft eine Reihe von baulichen Besonderheiten. die .einzeln oder in ihrer Vereinigung Vorteile für die Brauchbarkeit, Betriebssicherheit und Festigkeit eines der artigen Bauwerkes mit sich bringen und die Aufstellung vereinfachen und erleichtern.
Erfindungsgemäss ist der Mantel, dessen Ringe Wellen bilden, derart ausgebildet, dass bei völlig zusammengeklapptem Behälter die Mantelwellen nächst dem Behälterboden liegen, und zwar in einem ringscheibenför- mgen Raum, der sich zwischen der Befesti gungslinie des Mantels am Behälterboden und dem Umfang der bei völlig zu6ammen- geklapptem Behälter gleichfalls nächst dem Boden liegenden Behälterdecke erstreckt.
Es wird damit einmal erreicht, dass der tote Raum des Behälters, also der bei dem zu sammengeklappten Behälter noch mit Gas gefüllte restliche Raum, auf ein äusserst ge ringes Mass herabgesetzt wird. Dabei kann der Behälter derart ausgebildet sein, dass der tote Raum praktisch gleich Null ist. Alle mit grössern Tatzäumen verbundenen Gefah ren sind dabei also beseitigt, ohne dass Was serfüllungen oder Wasserbecken notwendig werden.
Weiter kann der Behälter derart auts- gebildet sein. dass sich das Gewicht des Be hälters nicht nur in gefülltem, sondern auch in entleertem, zusammengeklapptem Zustand gleichmässig über die Behältergrundfläche verteilt, .:o dass hierbei eine geringe Boden beanspruchung und daher einfache Funda mente in Frage kommen.
In Verbindung mit dem eben erwälliit@,n Merkmal bestellt die Möglichkeit. den Bce- hälter derart. auszubilden, dass der Zusam menbau des Behälters ohne umfangreiche (le- rü.ste, insbesondere ohne hohe Bauten möglich ist. Er kann z.
B. so ausgebildet sein, class die einzelnen Ringe des üantels der Reihe nach aneinandergefügt und schliesslich finit. der Behälterdecke verbunden werden können, während alle diese Teile auf den Boden oder auf niedrigen Stützen dicht über dein Boden liegen. Diese Art der Aufstellung ist gefahr los, billig und kann schnell erfolgen.
Zweckmässig :sind all den Mantelwellen teils aussen und teils innen Verstärkung glieder angebracht. die insgesamt ein den ganzen Behälter überziehendes skelettartige Rahmenwerk bilden, das allen Bewegungen des Mantels folgen kann und unerwünschte Formänderungen sowohl der einzelnen Wel len, als auch des Gesamtbauwerkes verhin dert. Zu diesem Zweck trägt ein Teil der z.
B in radialer Richtung an den Wellen angebrachten stabartigen Verstärkungsglie- der an ihren Enden zweckmässig gelenkige Haken oder Stützen. die sich an das Mantel blech an passender :Stelle anlegen. Auch sind unter Umständen die Verstärkungsglieder selbst gelenkig mit den Mantelwellen ver bunden.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes darge stellt.
Fig. 1 zeigt schematisch in einem senk rechten Schnitt die linke Hälfte desselben, wobei sich der Gasbehälter in ausgezogenem, gefülltem Zustand befindet: Fig. ? ist ein ähnlicher Schnitt wie Fig. 1, wobei der Gasbehälter zusammengeklappt, also leer ist und die Mantelwellen und die Behälterdecke am Boden abgestützt sind;
Fig. 3 ist ein Teilschnitt durch den aus- bezogenen Behältermantel in der Nähe des Bodens in grösserem Massstab; Fig. -t zeigt denselben bei entleerten Be hälter. und Fig. 5 zeigt die abnutzfeste Verbindung zwischen einem Glied des Verstärkungsgerü- stes und dein Mantel.
Der dargestellte Gasbehälter bestellt der Hauptsache nach au, einem Boden 10. der auf dem Fundament 11 ruht., aus einem 11an- lel 12, der die Seitenwand des Behälters bil det. und aus einer Behälterdecke 13.
Der Querschnitt des Behälters kann dabei kreis förmig oder vieleckig sein. Die Bodenfläche des Gasbehälters hat einen beträchtlich grösseren Durchmesser als die Decke, so dass die Umrisslinie des Mantels schief zur Hori zontalen verläuft und das ganze Bauwerk in gefülltem Zustand, wie in Fig. 1 gezeigt, mehr oder weniger einem abgestumpften Ke gel oder einer abgestumpften vielseitigen Pyramide ähnelt.
Die Umrisslinie des Ma.n- lels braucht nicht in einer geraden Linie züi verlaufen, sondern kann, wie gezeigt, auch et-#vas@ gewölbt sein.
Der Mantel 12 ist am Umfang 14 der Be hälterdecke 13 befestigt und auf dem Flansch 15 (siehe Fig. 3 und 4) der am Boden 1() befestigten Wand 16, die gasdicht mit dem Boden verbunden ist. Der Boden kann aus gasdichtem Beton bestehen, er kann mit Blech abgedeckt sein oder in irgendeiner andern geeigneten Art hergestellt sein.
Der Mantel besteht aus einer Reihe von in waagrechter Richtung verlaufenden, über einander < angeordneten elastischen biegsamen Wellen 211, damit er sich ausdehnen oder zu sammenziehen kann, wie z. B. ein Blasebalg oder eine Harmonika. Das wesentliche ist hierbei, dass der Mantel in vollständig ent leertem Zustand des Gasbehälters nahezu auf den Behälterboden zu liegen kommt, wobei die Urellen, die sich teilweise überdecken. nebeneinander liegen.
Der Behälterdeckel be findet sich dabei nächst dem mittleren Teil des Bodens und die Mantelwellen nehmen den ringscheibenförmigen Raum zwischen dein Befestigungsflansch 15 und dem Um- fang 11 der Behälterdecke ein. Damit diese Möglichkeit erreicht wird, muss der N'eigungs- Winkel des Mantels bei gefülltem Behälter so bestimmt.
werden, dass zwischen der Be hälterdecke und der Verbindungsstelle des Mantels mit dem Boden genügend Raum vor handen ist, um die zusammengedrückten Wellen aufzunehmen, ohne dass. der Mantel ausgebaucht oder geknickt wird. Auch die Gestalt der Wellen muss entsprechend ge wählt werden.
Die Wellen des Mantels werden so tief und so lang gemacht, dass das Material kei ner unzulässigen Beanspruchung ausgesetzt ist. Vorzugsweise sind die die Wellen bil denden Blechringe und Verbindungsstücke so durchgebildet, dass der Baustoff praktisch keinerlei Biegungsbeanspruchungen (Span nungen) unterworfen ist, wenn der Gasbe hälter zur Hälfte .gefüllt ist, also die einzel nen Wellen sich etwa zur Hälfte auseinander gezogen haben. Die grösste.Materialbeanspru- chung ergibt sich dann, wenn der Behälter ganz voll oder ganz leer ist.
Ausserdem er gibt sich hierbei der Vorteil, dass der Mantel leicht einer Ausdehnung oder einer Verklei- r-erung nachgibt, so dass nur kleine<B>Druck--</B> unterschiede notwendig sind, um eine Bewe gung herbeizuführen.
Die Wellen können verschiedene Grössen und Formen aufweisen. Vorteilhaft besteht jede Welle aus zwei mehr oder weniger ebe nen, elastisch biegsamen Ringen 211 und 21a, aus einem innern gebogenen Verbindungs stück 22 und 'aus einem äussern gebogenen Verbindungsstück 2.3.. Die Ringe 21 sind breiter als die Ringe 21a. In der Umfangs richtung können die Wellen einen vielseitigen Umriss oder eine Kreisform besitzen.
Der Gasbehälter ist durch ein gelenkiges, skelettartiges Rahmenwerk verstärkt und versteift, das, wie schon oben erwähnt, die freie Beweglichkeit des Mantels nicht hindert. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzt das Rahmenwerk Stäbe 24 und 25, die an der Aussenseite des Mantels an demselben befe stigt sind, sowie Bleche 26 und Stäbe 27, die innerhalb des Mantels an demselben befestigt sind. Jedes Stabpaar 24 und 25 ist mit den einander zugekehrten Enden auf der Aussen- sehe und in der Nähe der Mitte des zuge hörigen breiteren Ringes 21 durch Schwei ssuni oder Vernietung an demselben befe stigt.
Jedes Blech 26 liegt auf der Innenseite des breiteren Ringes 21 vorteilhaft unter den einander benachbarten Enden der Stäbe 24 und 25 und ist ebenfalls durch Schweissuni oder Vernietung mit dem zugehörigen Blech ring verbunden. Der Zwischenraum 24a zwi schen den benachbarten Enden zweier ein ander zugeordneten Stäben 24, 25 hat, wie weiter unten angegeben ist, den Zweck, ein vollständiges Zusammenlegen der Wellen zu ermöglichen. Es ist möglich, die Stäbe 24 und 25 zu einem einzigen Stab zu vereinigen, wobei unter Umständen das Blech 26 fort fallen kann.
An dem äussern Ende jedes Stabes 24 ist mit einem Gelenk 28 ein hakenförmiges Glied 29 drehbar befestigt, welche Glieder die äussern gebogenen Verbindungsstücke 23 um fassen. Das freie Ende 30 jedes Gliedes 29 ist abgeflacht und es liegt dort an dem zuge hörigen Verbindungsstück 23 an, wo das ebenfalls abgeflachte Ende 31 des benachbar ten Stabes 27, der auf der Innenseite des zu gehörigen schmäleren Ringes 21a angeordnet ist, sich befindet. Auf diese Weise können Kräfte von den Stäben 27 auf die Glieder 29 und umgekehrt übertragen werden.
Jeder Stab 27 ist mit einem waagrechten Drehzapfen 32 an einem Winkel 33 drehbar befestigt; diese letzteren sind an den Ringen 21a angeschweisst oder angenietet. Auf diese Weise können die Stäbe sich Änderungen der Wölbung der Ringe 21a anpassen.
Das innere Ende des Stabes 25 trägt mit einem Gelenk 37 eine Stütze 36, deren abge flachtes Ende 35 etwa dort an dem Mantel bezw. dem benachbarten innern gebogenen Verbindungsstück 22 anliegt, wo das abge flachte Ende 34 des benachbarten innen lie genden Stabes 27 sich befindet. Auch hier ist also für eine Kraftübertrabgung von einem Wellenring auf .den andern gesorgt.
Die Stüt zen 36 steifen die gebogenen Verbindungs stücke 22 insofern aus, als ein Zusammen- knicken derselben unter dem Garndruck oder beim Zusammenlegen des Mantels verhindert wird. Die hakenförmigen Glieder 29 schützen in ähnlicher Weise die gebogenen -'erbin- dungs.stüche ?3 vor zu starken Dehnungen.
Damit vermieden wird. dass die Enden 30 der lia.lienförmigen Glieder 29 an dem Mantel- hIech sich reiben, und damit die hakenför migen Glieder 29 und die Stützen 36 gleich zeitig in einer richtigen Lage gehalten -er den, sind Stifte 38 (siehe Fig. 51 vorgesehen. deren Köpfe 39 am Mantelblech angeschweisst oder sonstwie befestigt sind.
Der dünnere Teil 40 jedes Stiftes wird von einem Lang loch .10a, das in dem Ende des zugehörigen Gliedes 29. respektive der zugehörigen Stütze 36 vorgesehen ist. umfasst, so dass zum Teil beschränkte Bewegungsfreiheit belassen ist.
Die Stäbe 24. 25 und 27 können irgendwie winkelförmi.,', U-förmig, T-förmig oder flach sein, sie können auch verechiedenarti;en Querschnitt besitzen.
Die am Mantel entlang laufenden Zick- zaekIiiiien der beschriebenen Versteifung-s- 0 1. ieder 21. 25, 2 i usw. wiederholen sieh je weils in Zwischenräumen von etwa 1 bis 11!_, m.
Bei rrösseren Behältern können diese Glieder noch durch waagrecht laufende Ver stärkungsglieder verbunden werden, beispiels- wei.se durch Stäbe 41, die an den hakeriför- migen Gliedern 29 angebracht sind. Ähnliche Verbindungsglieder können auch für die übri gen Stäbe vorgesehen sein.
Das beschriebene Rahmenwerk dient einer .eits dazu, den ganzen Gasbehälter zu ver steifen. so dass dieser dem Winddruck besser ,widerstehen kann. Ausserdem stützen sich die Blechringe der Mantelwellen gegen die Versteifuno@sglieider und diese verhindern, dass eine übermässige Verbiegung der Ringe eintreten kann.
Die Versteifungsglieder können auch dazu dienen. einen Teil der Belast.ungsge- wichte aufzunehmen, die dazu dienen, im Behälter den gewünschten (-7rasdruek zii er zeugen. Bei dein Ausführungsbeispiel sind Betonblöcke 42 und 43 auf den Stäben 24 und unterhalb der breiteren Blechringe 21 angebracht.
Die Blöcke erstrecken sich über den Abstand zweier nebeneinanderliegender Stäbe. Die Blöcke 43 .sind durch Bügel 44 befestigt. Die Betonblöcke können durch ei serne Gewichte ersetzt werden.
Die unterhalb der Blechringe 21 liegen den Blöcke sind vorteilhaft so angeordnet und gestaltet, dass sie, wenn sich der Behälter in zusammengeklapptem Zustand befindet. auf dem Boden des Behälters aufliegen und die Mantelwellen stützen.
Die Behälterdecke 13 ist aus Blech her- gestellt und gasdicht am Mantel befestigt. Die Belastung auf .der Decke kann die Form einer Betonschicht ly-,sitzen oder aus einzel- nen Gewichten bestehen. Unter Umständen ist es möglich. die ganze Belastung auf der Decke unterzubringen und auf Gewichte an den Mantelwellen zu verzichten.
Wie in .den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, be steht jeder Ring 21 bezw. ?1a der Mantel wellen aus zwei Zonen, von denen die der schmäleren Ringe 21a, bei -19. 51 und die der breiteren Ringe 21 bei 50 miteinander verei nigt sind, wobei die Ränder der Zonen sich überlappen.
Randstreifen 52 der einen Zone der schmäleren Ringe 21a sind von der Man teloberfläche abgebogen, um einen Flansch zu bilden, der dazu dient, den entsprechenden Mantelring 21a in ,der Querrichtung zu ver steifen. Um die breiteren Ringe 21. zu ver steifen, sind dieselben wie bei 53 gezeigt, gekröpft; es wird dadurch die Festigkeit ge gen Biegung in der Umfangsrichtung erhöht.
Ein wichtiges Merkmal des beschriebenen Gasbehälters ist der dass derselbe in allen seinen Teilen .auf den Boden mon tiert werden kann, ohne dass irgendwelche hohen Gerüste usw. benötigt werden. Die CTnkosten und die Schwierigkeiten der Auf stellung werden hierdurch beträchtlich ver ringert.
Die aufeinanderfolgenden Abselinittc des Mantels werden aufgebaut und anein ander befestigt und während dieses ganzen Vorganges bleiben die Abschnitte auf dem Boden des Gasbehälters oder auf niedrigen Stützen dicht über dem Boden.
so dass die Arbeiter leicht daran arbeiten können. So wird .der erste oder äusserste Mantela.bselinitt 55 an der Wand 1-6 befestigt, während die Arbeiter auf dem Boden bleiben.
Weiter wird dann der zweite Abschnitt 56 an dem ersten Abschnitt befestigt; dabei werden idie Ab schnitte 55 und 56 keinerlei äusserer Bean spruchung ausgesetzt, sie sind praktisch also spannungslos.
Dann werden -die -Stäbe 24, 25 und 41 befestigt, sowie -die Betonblöcke 42 und 43 aufgesetzt bezw. aufgehängt. Dadurch wird :
das äussere gebogene Verbindungsstück 23 des Abschnittes 55 zusammengedrückt und nimmt die in Fig. 4 dargestellte Form ein. Der obere Teil des Abschnittes -56 mit dem bogenförmigen Verbindungsstück 22 bleibt praktisch ohne ,Spannung. Nunmehr wird ,der nächste Abschnitt 5,5' an :
den Abschnitt 56 befestigt und darauf der Abschnitt 56' an den Abschnitt 55' angelieftet. Nach Anbrin- gung -der zugehörigen,Stäbe 27 werden jetzt die zugehörigen Betonblöcke auf den obern Teil des Abschnittes 55' und an den untern Teil -des Abschnittes 56' auf- respektive an gebracht, so !dass das äussere Verbindungs stück,23 :
des Abschnittes 55' und das Verbin dung stück 22 des Abschnittes 56 zusammen gedrückt werden, während ähnlich wie vor hin das innere Verbindungsstück 22 des Ab- schnittes 56 praktisch von Beanspruchungen frei ist, iso dass wieder Idas freie Ende des Abschnittes 56' frei rin die Luft ragt.
Beim weiteren Fortschritt ides Baues nehmen die aufeinanderfolgenden Wellen die in Fig. 2 und 4 ,gezeigten iStellungen ein, bis ,die innerste Welle an d @er Behälterdecke befestigt wird.
Am vorteilhaftesten ist es, das Ganze derart auszubilden, dass @die Beanspruchungen bezw. Spannungen in !den Mantelabschnitten Null werden, wenn der Gasbehälter unge fähr halb gefüllt ist, also wenn die Wellen etwa zur Hälfte auseinandergezogen sind.
Diese Bedingung wird, wie leicht ersichtlich, dann erfüllt, wenn bei dem oben beschriebe- nen Zusammenbau sämtliche Teile der Man telabschnitte, insbesondere auch die bogen förmigen Verbindungsstücke 2'2 und 23 so gestaltet sind, wie es dem halb ausgezogenen Gasbehälter entspricht. Beim zusammenge- klappten Gasbehälter sind die Wellen dann nach der einen Seite und beim ganz :
gefüll ten Gasbehälter nach der andern Seite am stärksten aus ihrer Normalgestalt verbogen, also ;am stärksten beansprucht.
Um eine unzulässige Ausdehnung des Gasbehälters zu vermeiden, empfiehlt es sioh, Sicherheitsvorrichtungen etwa in Form der aus -Stäben 57 und Ketten 5$ ;gebildeten Ein- riehtung anzubringen. Diese Teile können an irgendwelchen passenden Gliedern des Rah menwerkes angebracht werden, z. B. an den Gliedern 29.
Man kann dieser Sicherheits- vorrichtung gleichzeitig die Form einer Lei ter zum Besteigen des Behälters geben.
Ein an der Behälterdecke 1,3 angeordnetes Sicherheitsventil 59 vermeidet ein unzuläs siges Ansteigen des Gas,druckes im Behälter.
Bei normalem Betrieb des Behälters be darf es wegen der grossen Elastizität ,der Man telwellen nur sehr kleiner Druckunterschiede, um :den Behälter weiter zu füllen oder ihn zu entleeren. Wenn in den vollständig zusam- mengeklappten Behälter Gas eingelassen wird, wird sich zunächst die Decke 13 ein wenig heben, es werden dann aber durch :
den Druck des Gases sofort sämtliche Mantel wellen gleichmässig angehoben werden. Decke und Mantel schwimmen so auf der Gasmenge, die im Behälter enthalten ist. Das Gas ist somit von vornherein dem ,gesamten toten,Ge- wicht des Gasbehälters ausgesetzt und wird keiner weiteren Belastung unterworfen, wenn der Behälter sieh mehr und mehr auffüllt.
Der Gasdruck bleibt somit, abgesehen von der geringen Veränderung ,der Elastizität der Wellen, bei allenFüllungsverhältnissen prak tisch gleich. Erforderlich ist allerdings, dass der Neigungswinkel des Mantels richtig ge- wälilt wird. Dieser Winkel kann annähernd durch eine Gleichung zwischen :
der Belastung und dem Gewicht ,des Mantels einerseits und dem gesamten Aufwärtsdruck, der durch das Gas auf den Mantel ausgeübt wird, anderer- seits bestimmt werden.
Wie schon erwähnt, ist der Innenraum des leeren Gasbehälters dadurch, dass in zu sammengeklapptem Zustand die BehäIter-
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wellen <SEP> flaeli <SEP> nächst <SEP> dem <SEP> ssodi'n <SEP> aufliegen.
<tb> äusserst <SEP> klein. <SEP> Diesel- <SEP> Raum <SEP> kann <SEP> weiterhin
<tb> noch <SEP> dadurch <SEP> verringert <SEP> -erden, <SEP> da.ss <SEP> eine
<tb> Reihe <SEP> von <SEP> ringförmigen <SEP> Körpern. <SEP> <B>Al</B> <SEP> (Fig. <SEP> 1)
<tb> aus <SEP> Beton <SEP> oder <SEP> dergleichen <SEP> vorgesehen <SEP> we <SEP> i- den, <SEP> .die <SEP> so <SEP> gestaltet <SEP> sind, <SEP> dass <SEP> sie <SEP> die <SEP> R;innie
<tb> 60 <SEP> möglieli:
,t <SEP> ausfüllen. <SEP> Der <SEP> .letzt <SEP> noch <SEP> ülni@.
<tb> bleibende, <SEP> praktisch <SEP> allerdings <SEP> verschwin dend <SEP> gerins-e <SEP> schädliche <SEP> Raum <SEP> h;iiirrte <SEP> allen falls <SEP> noch <SEP> dadureli <SEP> restlos <SEP> beseitigt <SEP> werden,
<tb> da.ss <SEP> über <SEP> dem <SEP> Boden <SEP> eine <SEP> Ffü@,sigk <SEP> eit@sfüllung
<tb> vorgesehen <SEP> wird, <SEP> wie <SEP> dieses <SEP> an <SEP> ,sich <SEP> bei <SEP> der artigen. <SEP> CTabehältern <SEP> bekannt <SEP> ist.
<tb>
Al,z <SEP> Bartstoff <SEP> für <SEP> den <SEP> llaniel <SEP> wirr( <SEP> in
<tb> erster <SEP> Linie <SEP> Eisen- <SEP> bez-,v. <SEP> Stahll-ileeh <SEP> in <SEP> Frage
<tb> kommen. <SEP> Es <SEP> ist <SEP> natürlich <SEP> ;i.ueh <SEP> die <SEP> Anferli gung <SEP> au.s <SEP> irgendwelchen <SEP> andern <SEP> Stoffen, <SEP> Alu-.
<tb> minium, <SEP> Legierungen <SEP> oder <SEP> dergleichen. <SEP> miig@ lieb, <SEP> vorausgesetzt. <SEP> dass <SEP> diese <SEP> Stoffe <SEP> ,den <SEP> er forderlichen <SEP> Grad <SEP> von <SEP> laastizitdit <SEP> und <SEP> Bieg amkeit <SEP> aufweisen.