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PATENTANSPRÜCHE
1. Zusammenlegbarer Flüssigkeitsbehälter aus flexiblem Material, gekennzeichnet durch einen in einer Ebene auslegbaren Boden (2) und eine selbst nicht standfeste Umfangswand (3), die bei ganz oder teilweise gefülltem Behälter einen nach oben verjüngten Raum umschliesst und an ihrem oberen Rand mit einem aufblasbaren Schlauch (6) versehen ist, dessen Volumen so bemessen ist, dass bei ganz oder teilweise gefülltem Behälter der durch die an den Schlauch (6) angrenzende Umfangszone der Umfangswand belastete Schlauch (6) an der Flüssigkeitsoberfläche (17) schwimmt, wobei die Umfangswand (3) im übrigen durch den im Bereiche der Verjüngung auf sie wirkenden hydrostatischen Auftrieb (a1, a2) aufgerichtet gehalten ist.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Umfangswand (3) umschlossene Raum bei gefülltem Behälter rotationssymmetrisch zur Mittelsenkrechten (19) des Bodens (2) ist.
3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand (3) bei gefülltem Behälter eine Zone einer Kugel ist, deren Mittelpunkt (10) unterhalb der Mitte der Höhe des Behälters liegt (Fig. 1 bis 3).
4. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand (3) bei gefülltem Behälter eine Zone eines Rotationsellipsoids ist, dessen Mittelpunkt (10) unterhalb der Mitte der Höhe des Behälters liegt (Fig. 4).
5. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand (3) bei gefülltem Behälter eine Kegelzone ist (Fig. 5).
6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (2) und die Umfangswand (3) aus mit Gewebe armiertem Kunststoff besteht.
7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterboden (2) aus zwei Schichten (4, 5) besteht (Fig. 3).
8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Anschluss (8, 9) am unteren Behälterrand.
9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine oben am Schlauchring befestigte Deckwand mit einer Lüftungsöffnung, die so ausgeführt ist, dass keine Flüssigkeit austreten kann.
10. Behälter nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen an der Unterseite der Deckwand angebrachten, ringförmigen Schwimmer, der die Luftungsöffnung umschliesst.
Zusammenlegbare Flüssigkeitsbehälter aus flexiblem Material, insbesondere Kunststoff, haben ein niedriges Leergewicht und sind im zusammengelegten Zustand auf kleinem Raum transportierbar.
Durch die Erfindung, die Gegenstand des Patentanspruchs 1 ist, wird die Aufgabe gelöst, einen zusammenlegbaren Flüssigkeitsbehälter aus flexiblem Material zur Verwendung als Löschwasserbehälter bei der Brandbekämpfung, zur Aufnahme von Öl beim Ölwehreinsatz, von Trinkwasser in Katastrophengebieten und dgl. zu schaffen, der - wenn er zusammengelegt ist - auf einfache Weise schnell in seinen Gebrauchszustand gebracht werden kann. Der erfindungsgemässe Behälter ist bereits gebrauchsfähig, wenn sein Boden auf einer einigermassen ebenen und horizontalen Unterlage, beispielsweise dem Erdboden, ausgebreitet und der Schlauch aufgeblasen ist.
Beim Einfüllen einer Flüssigkeit in den dabei vom Schlauch umschlossenen Raum richtet der Behälter sich dann selbsttätig auf, indem der den oberen Behälterrand bildende Schlauch auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmt und mit ihr steigt, bis die Umfangswand aufgerichtet ist, wobei der Behälter dann das ihm zugemessene Volumen erreicht hat.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 beschrieben.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines zusammenlegbaren Flüssigkeitsbehälter aus flexiblem Material in gefülltem Zustand,
Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1, in kleinerem Massstab,
Fig. 3 einen Teil der Fig. 1, in grösserem Massstab, teilweise diametral geschnitten, und mit Pfeilen, die den hydrostatischen Druck und den Auftrieb der Umfangswand darstellen,
Fig. 4 und 5 je eine Seitenansicht eines Behälters anderer Form, in gefülltem Zustand.
Der in Fig. 1 bis 3 dargestellte, zusammenlegbare Flüssigkeitsbehälter besteht aus einem in Fig. 1 auf dem ebenen, horizontalen Erdboden 1 liegenden Behälterboden 2 und einer Umfangswand 3. Der Behälterboden 2 und die Umfangswand 3 bestehen aus Kunststoff-Flachmaterial, das durch ein Gewebe armiert ist (beidseitig mit Kunststoff beschichtetes Gewebe). Der Kunststoff ist beispielsweise Polyvinylchlorid. Der Boden 2 besteht aus zwei aufeinander geklebten Lagen 4 und 5 (Fig. 3). Dadurch ist seine Widerstandsfähigkeit z.B. gegenüber spitzen Steinen auf dem Erdboden 1, an den der Flüssigkeitsdruck im Behälter den Behälterboden 2 presst, erhöht. Der obere Rand der Umfangswand 3 ist mit einem aufblasbaren, endlosen Schlauch (Schlauchring) 6 versehen, der einen druckfest verschliessbaren Ansatz 7 zum Aufblasen hat.
Zum druckfesten Verschluss kann beispielsweise ein bei Luftmatrazen, Luftkissen und Schlauchbooten üblicher (nicht dargestellter) Zapfen dienen. Der Behälterboden 2, die Umfangswand 3 und der Schlauchring 6 (im entlüfteten Zustand) sind so flexibel, dass der Behälter bei Nichtgebrauch, insbesondere zum Transport, auf kleinen Raum zusammengelegt werden kann.
Am unteren Rand der Umfangswand 3 hat der Behälter ein Anschlussschlauchstück 8 mit einer Schlauchkupplung 9 zum Anschluss einer (nicht dargestellten) Schlauchleitung zur Flüssigkeitszufuhr oder -entnahme. Wenn die Umfangswand gespannt ist, wie im gefüllten Zustand des Behälters (Fig. 1 und 2), hat sie die Form einer Kugelzone, deren Kugel Mittelpunkt 10 unterhalb der Mitte der Behälterhöhe liegt, so dass der Behälter oben verjüngt ist. Die Kugelzonenform ist praktisch dadurch erzielt, dass die Umfangswand 3 aus Teilen, z.B. 11, 12, 13, zusammengesetzt ist, die zwei parallele und zwei kreisbogenförmige, konvexe Ränder haben und an den letzteren flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind, z.B. bei 14 und 15.
Beispielsweise kann der Durchmesser des Bodens 4 m, die Höhe des Behälters 1,5 m und der Durchmesser der durch den Schlauch 6 begrenzten oberen Öffnung des Behälters 3 m sein, wobei der Behälter einen Inhalt von ca. 16 000 Liter hat.
Im Bereich zwischen der Äquatorialebene 16 der Kugelzone und dem Schlauchring 6, der auf der Oberfläche 17 der Flüssigkeit 18 schwimmt, hat der hydrostatische Druck der Flüssigkeit 18 auf die Umfangswand 3 eine nach oben gerichtete Komponente. Die Umfangswand 3 erfährt also einen Auftrieb, wie in Fig. 3 ersichtlich, in welcher p1 bzw.
pz den hydrostatischen Druck und a1 bzw. a2 den Auftrieb im Punkt p1 bzw. P2 bezeichnen. In einem schmalen Bereich ober- und unterhalb der Ebene 16 herrscht trotz des dort hohen hydrostatischen Druckes praktisch kein Auftrieb, weil die Umfangswand 3 dort nahezu vertikal verläuft. Jedoch wirkt in diesem Bereich der im darüber liegenden Bereich herrschende Auftrieb, weil dieser die Um
fangswand 3 nach oben zieht. Am oberen Rand der Umfangswand 3, also dicht unter dem Schlauchring 6, ist der hydrostatische Druck so klein, dass die Umfangswand 3 dort trotz ihrer grösseren Neigung praktisch keinen Auftrieb erfährt, sie wird dort aber vom Auftrieb des an der Flüssigkeitsoberfläche 17 schwimmenden Schlauchringes 6 nach oben gezogen. Dazu ist das Volumen des Schlauchringes 6 (bei der Form und dem Gewicht pro Flächeneinheit der Umfangswand 3 und dem spezifischen Gewicht der Flüssigkeit 18) so bemessen, dass der durch die an ihn angrenzende obere Umfangszone der Umfangswand 3 belastete Schlauch 6 an der Flüssigkeitsoberfläche 17 schwimmt.
Dabei wird die anschliessende, untere Umfangszone der Umfangs wand durch den im Bereiche der Verjüngung wirkenden Auftrieb a1, a2 aufgerichtet gehalten.
Dadurch wird auch erreicht, dass der Behälter sich beim Füllen selbst aufrichtet. Wenn der Behälter leer und sein Boden auf einer annähernd ebenen und horizontalen Unterlage ausgebreitet ist, liegt der Schlauchring 6 auf dem Behälterboden 2. Wird in die vom Schlauchring 6 umschlossene Öffnung oder durch den Anschluss 8, 9 Flüssigkeit zugeführt, so begrenzt der Schlauchring 6 die Flüssigkeitsoberfläche und schwimmt auf dieser, so dass er beim Füllen des Behälters entsprechend der Füllhöhe steigt, wobei die Umfangswand 3 sich aufrichtet, bis der Behälter das Volumen erreicht hat, für das er bemessen ist. Die Umfangswand 3 des ganz oder teilweise gefüllten Behälters ist, wie im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert, selbst, d.h. ohne Stützmittel, wenn auch nicht starr, aber jedenfalls so weit formbeständig wie es der Zweck des Behälters erfordert.
Da der Kugelmittelpunkt 10 der Kugelzone der Umfangswand 3 und damit die Äquatorialebene 16 im unteren Teil des Behälters liegt, verläuft die Umfangswand unterhalb dieser Ebene in einen so kleinen Winkel zur Vertikalen, dass die dort abwärts wirkende Vertikalkomponente des hydrostatischen Druckes vernachlässigbar gegenüber dem weiter oben wirkenden Auftrieb ist. Die abwärts gerichteten Kräfte können vermieden werden, indem der Kugelmittelpunkt in oder unter die Ebene des Behälterbodens verlegt wird. Dabei ist aber das Volumen bei gleicher Bodenfläche und gleicher oberer Öffnung kleiner, als bei im unteren Behälterteil liegenden Kugelmittelpunkt.
Die Umfangswand kann statt eine Kugelzone auch eine Zone eines Rotationsellipsoids sein (bei gefülltem Behälter), wie Fig. 4 zeigt. Dazu gilt das im Zusammenhang mit Fig. 1 bis 3 Gesagte sinngemäss. Beim Behälter nach Fig. 5 ist die Umfangswand eine Kegelzone, sie ist einfacher herzustellen als die der Behälter nach Fig. 1 bis 4, weil sie aus gleichschenkligen Trapezen besteht. Auch diese Behälterwand richtet sich beim Füllen des Behälters selbsttätig auf und ist bei ganz oder teilweise gefülltem Behälter ohne Stützmittel im erwähnten Masse formbeständig. Der Auftrieb der Umfangswand nimmt von oben nach unten linear zu. Das Volumen dieses Behälters ist aber bei gleicher Behälterbodenfläche, Höhe und oberer Öffnung kleiner als das der Behälter nach Fig. 1 bis 4. Die Behälter nach Fig. 1 bis 5 sind rotationssymmetrisch zur Mittelsenkrechten 19 des Behälterbodens.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um oben offene Behälter. Um den Inhalt des Behälters vor Verunreinigung zu schützen oder ein Verdunsten der Flüssigkeit im Behälter zu verhindern oder um eine brennbare Flüssigkeit vor Feuer- oder Explosionsgefahr zu schützen, kann der Behälter durch eine mit dem Schlauchring verbundene Deckwand geschlossen sein, die eine Be- und Entlüftungsöffnung hat, die so ausgeführt ist, dass keine Flüssigkeit entweichen kann. Dazu kann die Öffnung von einem ringförmigen, an der Unterseite der Deckwand angebrachten Schwimmer umgeben sein. An die Öffnung kann ein an der Deckwandoberseite vorstehendes Rohr anschliessen, dessen oberes Ende nach unten gebogen ist, und das auch ein Überflutkugelventil enthalten kann. Bei brennbaren Flüssigkeiten besteht das Rohr zweckmässig aus Leichtmetall und enthält ein metallisches Schutzgitter.
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PATENT CLAIMS
1. Collapsible liquid container made of flexible material, characterized by a floor that can be laid out in one plane (2) and a peripheral wall (3) that is itself not stable and which, when the container is completely or partially filled, encloses an upwardly tapered space and at its upper edge with an inflatable Hose (6) is provided, the volume of which is dimensioned such that when the container is completely or partially filled, the hose (6) loaded by the peripheral zone of the peripheral wall adjacent to the hose (6) floats on the liquid surface (17), the peripheral wall ( 3) is kept upright by the hydrostatic buoyancy (a1, a2) acting on it in the area of the taper.
2. Container according to claim 1, characterized in that the space enclosed by the peripheral wall (3) when the container is filled is rotationally symmetrical to the perpendicular (19) of the base (2).
3. Container according to claim 2, characterized in that the peripheral wall (3) is a zone of a ball when the container is filled, the center (10) of which lies below the center of the height of the container (Fig. 1 to 3).
4. A container according to claim 2, characterized in that the peripheral wall (3) is a zone of an ellipsoid of revolution when the container is filled, the center (10) of which lies below the center of the height of the container (Fig. 4).
5. A container according to claim 2, characterized in that the peripheral wall (3) is a cone zone when the container is filled (Fig. 5).
6. Container according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bottom (2) and the peripheral wall (3) consists of plastic reinforced with fabric.
7. Container according to one of claims 1 to 6, characterized in that the container bottom (2) consists of two layers (4, 5) (Fig. 3).
8. Container according to one of claims 1 to 7, characterized by a connection (8, 9) at the lower edge of the container.
9. Container according to one of claims 1 to 8, characterized by a top wall fastened to the hose ring with a ventilation opening which is designed so that no liquid can escape.
10. Container according to claim 9, characterized by an attached to the underside of the top wall, annular float, which encloses the ventilation opening.
Collapsible liquid containers made of flexible material, in particular plastic, have a low empty weight and can be transported in a small space when collapsed.
By the invention, which is the subject of claim 1, the object is achieved to create a collapsible liquid container made of flexible material for use as a fire fighting water tank for fire fighting, for taking up oil in oil weir use, drinking water in disaster areas and the like it is collapsed - can be brought quickly to its state of use in a simple manner. The container according to the invention is already usable when its bottom is spread out on a reasonably flat and horizontal surface, for example the ground, and the hose is inflated.
When a liquid is poured into the space enclosed by the hose, the container then straightens up automatically by the hose forming the upper edge of the container floating on the liquid surface and rising with it until the peripheral wall is erected, the container then reaching the volume assigned to it Has.
Further developments of the invention are described in claims 2 to 10.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying schematic drawings. Show it:
1 is a side view of a collapsible liquid container made of flexible material in the filled state,
2 is a plan view of FIG. 1, on a smaller scale,
3 shows a part of FIG. 1, on a larger scale, partially diametrically cut, and with arrows which represent the hydrostatic pressure and the buoyancy of the peripheral wall,
4 and 5 are each a side view of a container of a different shape, in the filled state.
The collapsible liquid container shown in FIGS. 1 to 3 consists of a container base 2 and a peripheral wall 3 lying on the flat, horizontal ground 1 in FIG. 1. The container base 2 and the peripheral wall 3 consist of flat plastic material which is made by a fabric is reinforced (fabric coated on both sides with plastic). The plastic is, for example, polyvinyl chloride. The bottom 2 consists of two layers 4 and 5 glued to one another (FIG. 3). This makes its resistance e.g. compared to pointed stones on the ground 1, against which the liquid pressure in the container presses the container bottom 2. The upper edge of the peripheral wall 3 is provided with an inflatable, endless hose (hose ring) 6, which has a pressure-tight sealable attachment 7 for inflation.
For example, a pin (not shown) common in air mattresses, air cushions and inflatable boats can serve for the pressure-tight closure. The container base 2, the peripheral wall 3 and the hose ring 6 (in the vented state) are so flexible that the container can be folded up in a small space when not in use, in particular for transport.
At the lower edge of the peripheral wall 3, the container has a connecting hose piece 8 with a hose coupling 9 for connecting a hose line (not shown) for supplying or removing liquid. When the peripheral wall is stretched, as in the filled state of the container (Fig. 1 and 2), it has the shape of a spherical zone, the spherical center 10 is below the center of the container height, so that the container is tapered at the top. The spherical zone shape is practically achieved in that the peripheral wall 3 consists of parts, e.g. 11, 12, 13, which have two parallel and two circular, convex edges and are connected to each other in a liquid-tight manner, e.g. at 14 and 15.
For example, the diameter of the base can be 4 m, the height of the container 1.5 m and the diameter of the upper opening of the container delimited by the hose 6, the container having a content of approximately 16,000 liters.
In the area between the equatorial plane 16 of the spherical zone and the hose ring 6, which floats on the surface 17 of the liquid 18, the hydrostatic pressure of the liquid 18 on the peripheral wall 3 has an upward component. The peripheral wall 3 thus experiences a buoyancy, as can be seen in FIG. 3, in which p1 or
pz denotes the hydrostatic pressure and a1 or a2 the lift at point p1 or P2. In a narrow area above and below level 16 there is practically no buoyancy despite the high hydrostatic pressure there because the peripheral wall 3 runs almost vertically there. However, the buoyancy prevailing in the area above acts in this area, because this is the order
catch wall 3 pulls up. At the upper edge of the circumferential wall 3, that is to say just below the hose ring 6, the hydrostatic pressure is so low that the circumferential wall 3 experiences practically no buoyancy there, despite its greater inclination, but is there from the buoyancy of the hose ring 6 floating on the liquid surface 17 pulled up. For this purpose, the volume of the hose ring 6 (in the form and the weight per unit area of the peripheral wall 3 and the specific weight of the liquid 18) is dimensioned such that the hose 6 loaded by the adjacent upper peripheral zone of the peripheral wall 3 floats on the liquid surface 17 .
The adjoining, lower peripheral zone of the peripheral wall is held upright by the buoyancy a1, a2 acting in the area of the taper.
This also ensures that the container straightens up when it is filled. When the container is empty and its bottom is spread out on an approximately flat and horizontal surface, the hose ring 6 lies on the container bottom 2. If liquid is fed into the opening enclosed by the hose ring 6 or through the connection 8, 9, the hose ring 6 limits it Liquid surface and floats on it, so that it increases when filling the container according to the level, the peripheral wall 3 rises until the container has reached the volume for which it is designed. The peripheral wall 3 of the fully or partially filled container is itself, as explained in connection with Fig. 3, i.e. without proppants, if not rigid, but at least as dimensionally stable as the purpose of the container requires.
Since the spherical center 10 of the spherical zone of the peripheral wall 3 and thus the equatorial plane 16 lies in the lower part of the container, the peripheral wall extends below this plane at such a small angle to the vertical that the vertical component of the hydrostatic pressure acting there downwards is negligible compared to the one acting above Is buoyancy. The downward forces can be avoided by moving the center of the ball in or below the level of the container bottom. However, the volume with the same floor area and the same upper opening is smaller than with the ball center located in the lower part of the container.
Instead of a spherical zone, the peripheral wall can also be a zone of an ellipsoid of revolution (when the container is full), as shown in FIG. 4. The statements made in connection with FIGS. 1 to 3 apply accordingly. 5, the peripheral wall is a conical zone, it is easier to manufacture than that of the container according to FIGS. 1 to 4, because it consists of isosceles trapezoids. This container wall also straightens up automatically when the container is filled and is dimensionally stable to the extent mentioned when the container is completely or partially filled without proppants. The buoyancy of the peripheral wall increases linearly from top to bottom. The volume of this container is, however, smaller than that of the container according to FIGS. 1 to 4 with the same container bottom surface, height and upper opening. The containers according to FIGS. 1 to 5 are rotationally symmetrical to the center perpendicular 19 of the container bottom.
The exemplary embodiments shown are containers which are open at the top. In order to protect the contents of the container from contamination or to prevent evaporation of the liquid in the container or to protect a flammable liquid from the risk of fire or explosion, the container can be closed by a cover wall connected to the hose ring, which has a ventilation opening that is designed so that no liquid can escape. For this purpose, the opening can be surrounded by an annular float attached to the underside of the top wall. A tube protruding from the top of the top wall can be connected to the opening, the upper end of which is bent downward and which can also contain a flood ball valve. In the case of flammable liquids, the pipe expediently consists of light metal and contains a metallic protective grid.