Behälter mit Wandbelag zu Kontrollzwecken
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Behälter, insbesonders auf einen langgezogenen rohrförmigen Behälter, beispielsweise auf eine Pipeline, dessen Wände mit einem luftdichten Wandbelag, z. B. aus geeignetem Kunststoff, ausgestattet sind. Zwischen den Behälterwänden und dem Wandbelag sind Hohlräume vorgesehen, welche über Kontrollorgane mit der Saugleitung einer Vakuumpumpe verbunden sind. Die Vakuumpumpe bewirkt einen ständigen Unterdruck in den erwähnten Hohlräumen, und sobald Ider Behälter an einer Stelle undicht wird, ändert sich der herrschende Unterdruck, und die Kontrollorgane zeigen diese Änderung sofort an. Behälter der genannten Art mit einem Wandbelag sind bekannt.
Der Wandbelag wird im Inneren des Behälters an den Wänden desselben angeordnet, luft- und flüssigkeitsdicht verschweisst und besitzt in Richtung zur Behälterwand Rillen, welche die Hohlräume bilden und mit der Saugleitung und mit der Vakuumpumpe in Verbindung stehen. Bei anderen Ausführungsformen wird ein glatter Wandbelag verwendet, und die Rillen werden auf der Innenwand des Behälters angeordnet, oder es wird zwischen dem glatten Wandbelag und der glatten Behälterwand eine gitterartige Zwischenlage vorgesehen, welche gleichfalls Hohlräume bildet.
Bei anderen bekannten Behältern mit Wandbelag wird aus elastischem Material eine Blase oder ein Innenbehälter vorgefertigt, welcher durch eine geeignete Öffnung im Behälter in das Innere desselben eingeführt wird und sich unter dem atmosphärischen Druck und dem Gewicht des flüssigen oder pulverförmigen Behälterinhaltes an die Innenwände des Behälters presst.
Viele dieser dermassen ausgebildeten Behälter mit einem inneren Wandbelag aus einer vorgefertigten Blase besitzen gleichfalls zwischen dem Wandbelag und den Wänden des Behälters Hohlräume, welche über Kontrollorgane mit einer Vakuumpumpe verbunden sind, so dass eine Undichtigkeit des inneren Wandbelages sofort erkannt werden kann.
Es ist offensichtlich, dass die Anordnung eines Wandbelages der oben erwähnten Art im Inneren eines Behälters mit grossen Nachteilen verbunden ist.
Die luft- und flüssigkeitsdichte Verschweissung der Nahtstellen des Wandbelages bereitet zumal bei Behältern mit geringen Innendurchmesser grosse Schwierigkeiten, und diese zeitraubenden und schwierigen Arbeiten erhöhen die Gestehungskosten eines dermassen ausgebildeten Behälters aussergewöhnlich.
Bei sehr engen Behältern, beispielsweise bei Rohrleitungen, ist die Anordnung eines inneren Wandbelages überhaupt unmöglich oder könnte nur schrittweise innerhalb sehr kleiner Teilstücke dieser Rohrleitung angeordnet werden, was aus wirtschaftlichen Gründen untragbar erscheint. Auch bei vorgefertigten Wandbelägen in Form einer elastischen Blase bestehen grosse Schwierigkeiten, einen dichten Abschluss der Öffnung der Blase mit der Öffnung des Behälters zu erwirken, da hierfür komplizierte konstruktive Massnahmen erforderlich sind.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Behälter mit Wandbelag vorzusehen, bei welchem die Nachteile der bekannten, mit Innenwandbelag ausgestatteten Behälter vermieden werden und wobei trotzdem die Möglichkeit gegeben ist, auftretende Undichtigkeiten des Behälters sofort festzustellen und in einfachster Art und Weise zu beseitigen, ohne dass der Behälter oder eine Rohrleitung geöffnet und längere Zeit ausser Betrieb gestellt werden muss.
Die Lösung dieser erfindungsgemäss gestellten Aufgabe erfolgt bei einem Behälter, insbesondere bei einem langgezogenen rohrförmigen Behälter, beispielsweise einer Pipeline, mit einem z. B. gegen Wasser korrosionsfesten, luftdichten Wandbelag, der gegen die Behälterwand durch Erhöhungen zwischen Rillen in der Behälterwand oder im Wandbelag selbst oder durch gitterartige Zwischenlagen so abgestützt ist, dass zwischen der Behälterwand und dem Wandbelag Hohlräume entstehen, welche über Kontrollorgane mit der Saugleitung einer Vakuumpumpe in Verbindung stehen, dadurch, dass der Wandbelag auf der Aussenseite des Behälters angeordnet ist.
Diese ebenso neuartige wie fortschrittliche Ausbildung eines Behälters oder einer Rohrleitung mit einem auf der Aussenseite des Behälters angeordneten Wandbelag gestattet es, jeden vorhandenen Behälter oder jede Rohrleitung nach der Fertigstellung oder auch schrittweise in den einzelnen Fertigungsstufen mit einem Wandbelag zu versehen. Ein luftund flüssigkeitsdichtes Verschweissen der Nahtstellen des Wandbelages kann in einfachster Weise rasch und sorgfältig auch bei sehr engen Behältern oder bei Rohrleitungen mit kleinem Innendurchmesser erfolgen, was bei allen bekannten Behältern mit einem auf der Innenseite angeordneten Wandbelag nur schwer oder gar nicht möglich ist.
Um die Anordnung des Wandbelages, beispielsweise den schrittweisen Fertigungsstufen einer Pipeline, anpassen zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Wandbelag aus einzelnen, im wesentlichen rechteckigen und zylindermantelförmig zusammengeschweissten Teilstücken besteht.
Das Zusammenschweissen solcher einzelner Teilstücke bietet durch die erfindungsgemässe Anordnung auf der Aussenseite des Behälters oder einer Rohrleitung keinerlei Schwierigkeiten. Wird jedoch für den Wandbelag aus betriebstechnisch bedingten Gründen ein Material verwendet, welches nicht schweissbar ist, so kann eine Teillänge in Form eines nahtlos gefertigten Rohrstückes verwendet werden.
Solche nahtlos gefertigte Teillängen, beispielsweise in Form nahtlos geschleuderter und glasfaserverstärkter Polyesterrohre, kennzeichnen sich durch eine sehr grosse mechanische Festigkeit, so dass deren Verwendung, beispielsweise beim Bau von Pipelines, welche mit Druckgrössen bis zu 80 atü arbeiten, erforderlich sein kann. In diesem Fall ist es zweckmässig, wenn zwischen den einzelnen Teillängen mit diesen gas- und flüssigkeitsdicht verbundene Zwischenmanschetten angeordnet und an den Rändern mit voneinander luftdicht getrennten, die Hohlräume jeder der seitlich anliegenden Teillängen jedoch verbindenden, ringförmigen Kanälen ausgestattet werden.
Durch diese Ausbildung bandförmiger Zwischenmanschetten, welche die Hohlräume jeder einzelnen Teillänge miteinander verbinden, ist es möglich, die einzelnen Teillängen getrennt durch die Vakuumpumpe abzusaugen und festzustellen, wenn an einer dieser Teillängen eine undichte Stelle des Behälters vorhanden ist.
Es ist ausserdem ein besonderer Vorteil, wenn bei der Verwendung von Teillängen für die Zwischenmanschetten das gleiche Material Verwendung findet wie für die Teilstücke des Wandbelages. Für die Teillängen wird man die Rillen axial in Längsrichtung des Behälters oder der Rohrleitung anordnen, während man die aus dem gleichen Material vorbereiteten Zwischenmanschetten so um den Behälter legt, dass die Rillen senkrecht zur Behälteroder Rohrachse liegen. Die Herstellung der ringförmigen Kanäle erfolgt dann in einfachster Art und Weise dadurch, dass von den beiden Randkanten jeweils ein Streifen abgetrennt wird, so dass die Aussenwände der an den beiden Seiten liegenden äussersten Rillen oder Nuten wegfallen.
Die Anordnung der Zwischenmanschetten ermöglicht es, dass die Hohlräume jeder Teillänge mit einem eigenen Kontrollorgan ausgestattet und über dieses mit der Saugleitung der Vakuumpumpe verbunden sind.
Es ist dadurch möglich, genau festzustellen, auf welcher Teillänge eine eventuelle Undichtigkeit eingetreten ist.
Es ist besonders bei einem zylinderförmigen Behälter vorteilhaft, dass die Saugleitung ausserhalb des Wandbelages parallel zur Achse des Behälters angeordnet und über die Kontrollorgane mit mindestens zwei Teillängen verbunden ist.
Durch diese Anordnung der Saugleitung ist es möglich, mehrere Teillängen durch eine einzige Vakuumpumpe abzusaugen.
Um ein möglichst gleichmässiges Vakuum in allen Teillängen aufrechtzuerhalten, ist es wichtig, dass die Saugleitung dem mit grösser werdendem Abstand von der Vakuumpumpe abnehmenden Unterdruck entsprechend in der Richtung zu einem entfernt liegenden Kontrollorgan mit ständig kleiner werdendem Innendurchmesser ausgebildet ist.
Durch diese Ausbildung der Saugleitung wird gewährleistet, dass in sämtlichen an einer Vakuumpumpe angeschlossenen Teillängen praktisch der gleiche Unterdruck aufrechterhalten wird.
Bei beengten Raumverhältnissen ist es möglich, die Saugleitungen im Innern des Behälters anzuordnen.
Die Kontrollorgane können in Form an sich bekannter Rückschlagventile ausgebildet und mit Schaltkontakten ausgestattet sein. Es ist auch möglich, dass die Hohlräume mit eingelegten, der Druckverformung entgegenwirkenden Verstärkungsspiralen ausgestattet sind.
Die Anordnung von Verstärkungsfedern in den Hohlräumen selbst ermöglicht es, nur dort solche Verstärkungsfedern anzuordnen, wo dies infolge erhöhter Druckeinwirkung erforderlich ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der Wandbelag an der Aussenseite eines in bekannter Weise im wesentlichen aus nahtlosen Kunststoffrohren gefertigten Behälters angeordnet.
Nahtlos gefertigte Kunststoffrohre, beispielsweise aus Polyestermaterialien mit Glasfaserverstärkung, zeichnen sich nicht nur durch eine aussergewöhnlich hohe mechanische Festigkeit aus, sondern ausserdem durch nahezu spiegelglatte Oberflächen der Aussenund Innenwandungen. Der gas- und flüssigkeitsdichte Abschluss der Zwischenmanschetten zwischen den einzelnen Teillängen des Wandbelages lässt sich auf diesen glatten Oberflächen wesentlich leichter erreichen, als dies beispielsweise bei rauhen Stahlrohren der Fall ist.
Die Zeichnung dient dem besseren Verständnis der Erfindung und zeigt mögliche Ausführungsformen derselben.
Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt eine Rohrleitung mit einem erfindungsgemäss auf der Aussenwand derselben angeordneten Wandbelag mit Hohlräumen.
Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie I-I von Fig. 1.
Fig. 3 zeigt schematisch eine längere Rohrleitung mit darauf angeordnetem äusserem Wandbelag in Verbindung mit einer Vakuumpumpe.
Fig. 4 zeigt im grösseren Massstab die Ausbildung einer Zwischenmanschette.
Fig. 5 zeigt ein Rückschlagventil mit Schaltkontakten.
Fig. 6, 7, 8 zeigen Ausführungsformen des Wandbelages mit Verstärkungsdrähten oder Verstärkungsspiralen.
In Fig. 1 ist eine Rohrleitung 1 auf der Aussenseite mit einem Wandbelag, welcher im allgemeinen mit der Bezugsziffer 2 gekennzeichnet ist, ausgestattet. Der Wandbelag besteht aus einzelnen Teilstücken 3, welche im wesentlichen rechteckig ausgebildet, zylindermantelförmig zusammengebogen und an den Nahtstellen 4 luft- und flüssigkeitsdicht verschweisst sind. Die Teilstücke 3 weisen auf der Innenseite Rillen 5 mit dazwischenliegenden Erhöhungen 6 auf, welche parallel zur Längsachse der Rohrleitung 1 angeordnet sind. Mehrere dieser Teilstücke 3 sind an den Rändern so miteinander verschweisst, dass alle durch die Rillen 5 gebildeten Hohlräume untereinander kommunizieren und eine Teillänge 7 (Fig. 3) entsteht. Zwischen den einzelnen Teillängen 7 sind bandförmige Zwischenmanschetten 8 (Fig. 1 und 3) angeordnet, welche mit seitlichen ringförmigen Kanälen 9 ausgestattet sind.
Diese seitlichen ringförmigen Kanäle 9 sind wohl gegeneinander durch die dazwischenliegenden Erhöhungen 6 luftdicht getrennt, verbinden jedoch die Mündungen sämtlicher Rillen 5 jeder der seitlich anliegenden Teillängen 7. Die bandförmige Manschette 8 bewirkt demzufolge, dass die Rillen 5 mit der auf der rechten Seite der Manschette anliegenden Teillänge 7 gemeinsam einen Hohlraum bilden, welcher gegenüber dem Hohlraum, der durch die Rillen 5 der auf der linken Seite anliegenden Teillänge 7 gebildet wird, luftdicht getrennt ist. Am Umfang der bandförmigen Manschette 8 sind radial liegende Saugstutzen 10 angeordnet, welche jeweils in die ringförmigen Kanäle 9 münden. Aus der Fig. 4 lässt sich deutlich entnehmen, dass die bandförmige Manschette 8 in einfachster Art und Weise aus dem gleichen Material hergestellt werden kann wie die einzelnen Teilstücke 3.
Man schneidet beispielsweise aus dem Material einen länglichen Streu fen aus, dessen Breite sich über drei Rillen 5, 9 erstreckt, während die Erhöhungen 6, welche ausserhalb der beiden äussersten Rillen 9 liegen, abgeschnitten werden, wie dies in Fig. 4 in gestrichelten Linien angedeutet ist. Hierdurch bilden sich an den Rändern der bandförmigen Manschette 8 ringförmige Kanäle 9, welche gegeneinander durch die beiden dazwischenliegenden und auf-die Wandung der Rohrleitung 1 gepressten Erhöhungen 6 luftdicht getrennt sind. Die dermassen vorbereitete bandförmige Manschette 9 wird sodann um die Rohrleitung 1 gelegt, fest gegen diese gedrückt und an den Stossrändern 11 und seitlich mit den anliegenden Teillängen 7 verschweisst.
Der Hohlraum, welcher durch sämtliche Rillen 5 einer Teillänge 7 gebildet wird, ist durch den Saugstutzen 10 und über ein eigenes Kontrollorgan 12 mit der Saugleitung 13 einer Vakuumpumpe 14 verbunden. Die Saugleitung 13 ist ausserhalb des Wandbelages 2 parallel zur Achse der Rohrleitung 1 angeordnet und über die Kontrollorgane 12 mit beispielsweise zwei Teillängen 7 (Fig. 3) verbunden. Um dem mit der grösser werdenden Entfernung von der Vakuumpumpe 14 abnehmenden Unterdruck Rechnung zu tragen, vermindert sich der Durchmesser der Rohrleitung 13, je grösser die Entfernung von der Vakuumpumpe 14 ist. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Kontrollorgane 12 wird in Fig. 5 dargestellt, welcher zufolge das Kontrollorgan in Form eines Kugelrückschlagventiles 15 innerhalb eines isolierenden Kunststoffgehäuses 16 ausgebildet ist.
Innerhalb dieses Gehäuses sind untere Schaltkontakte 17 und obere Schaltkontakte 20 angeordnet, welche mit ausserhalb des Kunststoffgehäuses 16 liegenden Anschlussklemmen 18 elektrisch leitend verbunden sind.
Weist die Rohrleitung 1 innerhalb einer Teillänge 7 keinerlei Undichtigkeit auf, wird das Vakuum innerhalb des Hohlraumes, welcher durch die einzelnen Rillen 5 dieser Teillänge 7 gebildet wird, keinen Schwankungen unterworfen sein, und das Rückschlagventil 15 bleibt in seiner unteren Lage innerhalb des Gehäuses 16 liegen und schliesst, falls es aus elektrisch leitendem Material hergestellt ist, die unteren Schaltkontakte 17, durch welche in der Zentralstelle der ordnungsgemässe Zustand dieser Teillänge signalisiert wird.
Befindet sich jedoch in der Rohrleitung 1 innerhalb einer Teillänge 7 eine undichte Stelle, wird das Vakuum in dieser Teillänge sinken und ein Gas- oder Flüssigkeitsstrom in Richtung des Pfeiles 19 durch das Gehäuse 16 entstehen, welcher das Rückschlagventil 15 gleichfalls in Richtung des Pfeiles 19 mitnimmt, so dass die oberen Schaltkontakte 20 geschlossen werden und der Zentralstelle gemeldet wird, innerhalb welcher Teillänge 7 eine undichte Stelle der Rohrleitung 1 vorhanden ist. Die Fig. 6-8 zeigen mögliche Massnahmen, um. zu verhindern, dass die Erhöhungen 6 zwischen den Rillen 5 des Wandbelages 2 durch einen darauf lastenden Druck zu sehr zusammengepresst werden, wodurch die kommunizierende Verbindung sämtlicher Rillen 5 unterbrochen wäre.
Um diesen Zweck zu erreichen, ist es beispielsweise möglich, in Längsrichtung der Erhöhungen 6 innerhalb derselben Verstärkungsdrähte 21 anzuordnen.
Durch solche Verstärkungsdrähte 21 wird dieDruckfestigkeit des Materials der Erhöhungen 6 wesentlich erhöht und eine unzulässige Zusammenpressungverhindert. Es ist auch möglich, innerhalb der Erhöhungen 6 in Längsrichtung Verstärkungsfedern anzuordnen. Falls die Druckbelastung auf dem Wandbelag 2 nur an bestimmten Stellen, beispielsweise auf der Unter- oder Querseite der Rohrleitung, so gross ist, dass die Gefahr einer unzulässigen Zusammenpressung der Erhöhungen 6 besteht, ist es vorteilhaft, lediglich an den gefährdeten StellenVerstärkungsfedern 22 gemäss Fig. 8 in die Rillen 5 einzulegen. Die Fig. 8 zeigt ausserdem einen Wandbelag 2, dessen Erhöhungen 6 annähernd dreieckig ausgebildet sind, so dass die Auflageflächen am Rohr 1 wesentlich kleiner sind, als dies bei den Wandbelägen 2 der Fig. 6 und 7 der Fall ist.
Dermassen ausgebildete Erhöhungen 6 werden überall dann mit Vorteil angeordnet, wenn gefordert ist, dass die durch die Erhöhungen 6 abgedeckte und demzufolge nicht der Kontrolle unterworfene Oberfläche der Aussenwand des Behälters möglichst klein gehalten werden soll.
Es ist auch möglich, dass die Rillen in der Rohrwand vorhanden sind oder dass gitterartige Zwischenlagen vorhanden sind, um den jetzt aussen aufliegenden Wandbelag so abzustützen, dass Hohlräume zwischen Rohrwand und Wandbelag entstehen.
In Hinsicht auf die für den Wandbelag zu verwendenden Materialien ist es wesentlich, festzustellen, dass sich ausser den thermoplastischen und schweissbaren Materialien auch Materialien sehr gut eignen, deren Stossränder durch Kleben, Vulkanisieren und ähnliche Verfahren gas- und flüssigkeitsdicht verbunden werden können, wie dies beispielsweise bei Neoprenen, synthetischem Kautschuk usw. möglich ist. Bestehen jedoch die einzelnen Teillängen aus nahtlos gefertigten Kunststoffrohren, beispielsweise aus Polyestermaterialien mit Glasfaserverstärkung, mag es erforderlich sein, die gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung der Stossränder mittels Überwurfmanschetten vorzunehmen oder die rohrförmigen Teillängen einseitig mit Dichtungsmuffen auszustatten, in welche ein geeignetes Dichtungsmaterial eingepresst bzw. eingekeilt wird.
Wenngleich bei der obigen Beschreibung ein erfindungsgemäss auf der Aussenseite einer Behälterwand angeordneter Wandbelag im wesentlichen im Zusammenhang mit einer Rohrleitung gezeigt wurde, muss festgehalten werden, dass es ohne weiteres möglich ist, den Wandbelag gemäss der Erfindung auch auf der Aussenseite eines in üblicher Weise ausgebildeten Behälters anzuordnen, wobei entweder aus einzelnen Teilstücken 3 oder aus nahtlosen Rohrstücken Teillängen 7 gebildet werden, deren Länge bei kleineren Behältern im wesentlichen der Behälterhöhe entspricht und welche an den Enden derselben durch bandförmige Manschetten 8 gas- und flüssigkeitsdicht abgeschlossen werden.
Es ist dann möglich, die äusseren Ränder der beiden bandförmigen Manschetten über den Rand des Behälters hinwegragen zu lassen und eine dem Querschnitt des Behälters angepasste Abschlussplatte mit Erhöhungen und Rillen gas- und flüssigkeitsdicht mit diesen Rändern zu verbinden. Bei Behältern mit grösserer Länge ist es vorteilhaft, auf diese Länge mehrere Teillängen 7 mit dazwischen angeordneten bandförmigen Manschetten 8 vorzusehen, damit im Falle des Leckwerdens des Behälters eine Lokalisierung der Fehlerstelle möglich ist. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn der Behälter nicht im Freien, sondern unter der Erde angeordnet ist, so dass das Erdreich nur in der Umgebung der Leckstelle entfernt werden muss.
Somit ergeben sich für die vorliegende Erfindung überall dort Anwendungsmöglichkeiten, wo es sich darum handelt, in einfacher und billiger Art und Weise einen Behälter mit einer Vorrichtung auszustatten, welche undichte Stellen des Behälters anzeigt und den Austritt des Behälterinhalts, sei er flüssig oder gasförmig, durch die undicht gewordene Stelle ins Freie oder ins Erdreich verhindert.