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Füllstoff-Zusammensetzung für die Verwendung in Acetylenstahlflaschen
Die Erfindung betrifft eine Füllstoffzusammensetzung für Acetylenstahlflaschen, welche im Vergleich zu andem für diesen Zweck verwendeten Materialien eine höhere Porosität, eine niedrigere Dichte und eine schnellere Trocknungszeit aufweisen.
Der Bedarf nach einem solchen Material ergibt sich durch die besonderen Eigenschaften des gasförmigen Acetylens. Bekanntlich kann gasförmiges Acetylen auch in sehr kleinen Mengen bei Drucken von mehr als 1 kg/cm2 instabil werden und wird es fast mit Sicherheit bei mehr als 3, 5 kg/cm2. Dies wird durch Auflösen des Acetylens in Aceton im wesentlichen verhindert. Aceton kann das 6fache seines Eigengewichtes an Acetylen lösen. Auf diese Weise können Drucke bis zu 20 kg/cm2 und mehr an gelöstem Gas erhalten werden, wenn der Acetonbehälter mit einem stark porösen Material gefüllt ist, dessen einzelne Poren sehr klein sind.
Damit das Material für den genannten Zweck geeignet ist, darf es sich nicht absetzen, nicht schrumpfen oder zerfallen und auf diese Weise Hohlräume hinterlassen, in denen sich gasförmiges Acetylen unter Druck sammeln und instabil werden kann. Das Material muss also nicht nur sehr porös sein, sondern es muss auch eine hinreichend hohe Druckfestigkeit aufweisen, um einem Bruch während des Gebrauches zu widerstehen, und es muss auch hinsichtlich seiner räumlichen Ausdehnung stabil sein.
Für die Verwendung als Füllstoff für den genannten Zweck wurde eine Anzahl von Materialien entwickelt. Zum Beispiel sind Mischungen aus Holzkohle und Faserasbest, welche in einem KieselsäureKalk-Produkt dispergiert sind, bekannt. Es ist auch bekannt, dass es bestimmte kritische Verhältnisse der Komponenten gibt. Ferner sind verschiedene Verfahren für die Verbindungsbildung in solchen Produkten vor ihrer Verwendung zur Füllung geeigneter Behälter zur Aufnahme von Acetylen und Trägerflüssigkeit bekannt.
Durch die Erfindung werden die bisher bekannten Füllstoffmaterialien verbessert, indem ein Produkt geschaffen wird, welches eine wesentlich bessere Porosität und eine niedrigere Dichte bei noch immer hinreichender Druckfestigkeit aufweist, um der rauhen Handhabung in einer Stahlflasche zu widerstehen.
Die erfindungsgemässe Füllstoff-Zusammensetzung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie expandierten Perlit enthält.
Folgende Mischungen sind besonders geeignet :
EMI1.1
<tb>
<tb> Kalkaufschlämmung <SEP> 348 <SEP> 1 <SEP> (14,4 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> CaO) <SEP>
<tb> Perlit <SEP> 98 <SEP> kg <SEP>
<tb> Faserasbest <SEP> 41 <SEP> kg
<tb> Wasser <SEP> 4431
<tb>
Ausgedrückt in Gew.-% entspricht dies der folgenden Zusammensetzung :
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EMI2.1
<tb>
<tb> Kalk <SEP> 5 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Perlit <SEP> 14 <SEP> Gel.-%
<tb> Faserasbest <SEP> 4 <SEP> Grew.-%
<tb> Wasser <SEP> 77 <SEP> Grew.-%.
<tb>
Es wurde auch gefunden, dass bei Anwendung von expandiertem Perlit, wie oben angeführt, an Stelle eines Teiles oder der gesamten früher verwendeten Holzkohle ein Füllstoff erhalten wird, der sowohl poröser als auch weniger dicht ist als übliche Füllstoffe. Perlit ist ein natürlich vorkommendes, vulkanisches Material, welches durch Erhitzen expandiert werden kann.
Eine typische chemische Analyse von Perlit ist etwa die folgende :
EMI2.2
<tb>
<tb> SiOz <SEP> 70 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP>
<tb> Alz0s <SEP> 20Gew.-%
<tb> K0 <SEP> 4Gew.-%
<tb> NaO <SEP> 4 <SEP> Gew.-%
<tb> Andere <SEP> Oxyde <SEP> 2 <SEP> Gew. <SEP> -0/0. <SEP>
<tb>
Das bevorzugte Material ist das Produkt Nr. 430 der"Great Lakes Carbon Company" und stellt eine Mischung aus den"Permalite Industrial Grades"Nr. 3 und Nr. 4 dar. Diese Sorten weisen folgende Teilchengrösse auf :
EMI2.3
<tb>
<tb> Sorte <SEP> Nr. <SEP> 3 <SEP> Sorte <SEP> Nr. <SEP> 4 <SEP>
<tb> Grösser <SEP> als <SEP> 2, <SEP> 38 <SEP> mm <SEP> : <SEP> 0-10% <SEP> Grösser <SEP> als <SEP> 2, <SEP> 38 <SEP> mm <SEP> : <SEP> 30-50% <SEP>
<tb> Grösser <SEP> als <SEP> 1, <SEP> 19 <SEP> mm <SEP> : <SEP> 20-50% <SEP> Grösser <SEP> als <SEP> 1, <SEP> 19 <SEP> mm <SEP> : <SEP> 70-85%
<tb> Grösser <SEP> als <SEP> 0, <SEP> 125 <SEP> mm <SEP> : <SEP> 90-95% <SEP> Grösser <SEP> als <SEP> 0, <SEP> 149 <SEP> mm <SEP> : <SEP> 90-98%. <SEP>
<tb>
Während die Bruchfestigkeit des neuen Materials etwas niedriger sein kann als die der üblichen Zu- sammensetzung, ist seine Druckfestigkeit noch immer höher. Typische physikalische Eigenschaften eines Materials der angeführten Zusammensetzung in Verbindung mit dem weiter unten beschriebenen Herstellungsverfahren sind in der folgenden Tabelle enthalten.
EMI2.4
<tb>
<tb>
Üblicher <SEP> Füllstoff <SEP> Permalite <SEP> Nr. <SEP> 430 <SEP>
<tb> Dichte <SEP> g/cm3 <SEP> 0, <SEP> 255 <SEP> 0, <SEP> 213 <SEP>
<tb> Porosität <SEP> 89, <SEP> 2% <SEP> 92, <SEP> 1%
<tb> Bruchfestigkeit <SEP> kg/cm2 <SEP> 27, <SEP> 5 <SEP> 20, <SEP> 4
<tb>
EMI2.5
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Während die erfindungsgemässe Füllstoff-Zusammensetzung keine Holzkohle enthalten muss, ist es in einer Ausführungsform der Erfindung möglich, eine geringe Menge Holzkohle zuzugeben. Da die Holzkohle eine Porosität von nur etwa zo aufweist, ist es sehr günstig, einen grossen Teil der üblicherweise vorliegenden Holzkohle durch Perlit zu ersetzen, wodurch der Füllstoff eine grössere Porosität erhält. Es sei darauf hingewiesen, dass dieser Perlit vor der Zugabe zur Mischung auf ähnliche Weise benetzt werden kann wie für Holzkohle üblich. Durch die Anwendung von grossen Perlitteilchen (grösser als 0, 84 mm) an Stelle der Holzkohle kann dies leicht durchgeführt werden, wie im folgenden Beispiel gezeigt wird.
EMI3.1
<tb>
<tb>
Dichte <SEP> Porosität <SEP> Bruchfestigkeit
<tb> Stand <SEP> ard <SEP> -Mischung
<tb> (mit <SEP> Holzkohle) <SEP> 0, <SEP> 255 <SEP> g/cm"89, <SEP> 2% <SEP> 27, <SEP> 5kg/cm <SEP>
<tb> Perlit <SEP> an <SEP> Stelle
<tb> der <SEP> Holzkohle <SEP> 0,241 <SEP> g/cm3 <SEP> 90,8% <SEP> 26,1 <SEP> kg/cm <SEP> 2
<tb>
EMI3.2
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Filler composition for use in acetylene steel bottles
The invention relates to a filler composition for acetylene steel bottles which, compared to other materials used for this purpose, has a higher porosity, a lower density and a faster drying time.
The need for such a material arises from the special properties of gaseous acetylene. It is well known that gaseous acetylene can become unstable even in very small quantities at pressures of more than 1 kg / cm2, and it almost certainly becomes unstable at pressures greater than 3.5 kg / cm2. This is essentially prevented by dissolving the acetylene in acetone. Acetone can dissolve 6 times its own weight in acetylene. In this way, pressures of up to 20 kg / cm2 and more of dissolved gas can be obtained if the acetone container is filled with a highly porous material, the individual pores of which are very small.
In order for the material to be suitable for the stated purpose, it must not settle, shrink or disintegrate, leaving behind cavities in which gaseous acetylene can collect under pressure and become unstable. The material must therefore not only be very porous, but it must also have a sufficiently high compressive strength to withstand breakage during use, and it must also be stable with regard to its spatial expansion.
A number of materials have been developed for use as a filler for this purpose. For example, mixtures of charcoal and fiber asbestos dispersed in a silica lime product are known. It is also known that there are certain critical proportions of the components. Various methods are also known for the formation of compounds in such products prior to their use to fill suitable containers for holding acetylene and carrier liquid.
The invention improves the previously known filler materials by creating a product which has a significantly better porosity and a lower density while still having sufficient compressive strength to withstand the rough handling in a steel bottle.
The filler composition according to the invention is characterized in that it contains expanded perlite.
The following mixtures are particularly suitable:
EMI1.1
<tb>
<tb> Lime slurry <SEP> 348 <SEP> 1 <SEP> (14.4 <SEP> wt. <SEP> -% <SEP> CaO) <SEP>
<tb> Perlite <SEP> 98 <SEP> kg <SEP>
<tb> fiber asbestos <SEP> 41 <SEP> kg
<tb> water <SEP> 4431
<tb>
Expressed in% by weight, this corresponds to the following composition:
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EMI2.1
<tb>
<tb> Lime <SEP> 5 <SEP>% by weight <SEP>
<tb> perlite <SEP> 14 <SEP> gel .-%
<tb> fiber asbestos <SEP> 4 <SEP> Grew .-%
<tb> Water <SEP> 77 <SEP> Grew .-%.
<tb>
It has also been found that when expanded perlite, as mentioned above, is used in place of some or all of the previously used charcoal, a filler is obtained which is both more porous and less dense than conventional fillers. Perlite is a naturally occurring, volcanic material that can be expanded by heating.
A typical chemical analysis of perlite would be something like this:
EMI2.2
<tb>
<tb> SiOz <SEP> 70 <SEP> wt. <SEP> -0/0 <SEP>
<tb> Alz0s <SEP> 20% by weight
<tb> K0 <SEP> 4% by weight
<tb> NaO <SEP> 4 <SEP> wt .-%
<tb> Other <SEP> oxides <SEP> 2 <SEP> wt. <SEP> -0/0. <SEP>
<tb>
The preferred material is Great Lakes Carbon Company Product # 430, which is a blend of Permalite Industrial Grades No. 3 and 4. These grades have the following particle sizes:
EMI2.3
<tb>
<tb> Type <SEP> No. <SEP> 3 <SEP> Type <SEP> No. <SEP> 4 <SEP>
<tb> Greater <SEP> than <SEP> 2, <SEP> 38 <SEP> mm <SEP>: <SEP> 0-10% <SEP> Greater <SEP> than <SEP> 2, <SEP> 38 < SEP> mm <SEP>: <SEP> 30-50% <SEP>
<tb> Greater <SEP> than <SEP> 1, <SEP> 19 <SEP> mm <SEP>: <SEP> 20-50% <SEP> Greater <SEP> than <SEP> 1, <SEP> 19 < SEP> mm <SEP>: <SEP> 70-85%
<tb> Greater <SEP> than <SEP> 0, <SEP> 125 <SEP> mm <SEP>: <SEP> 90-95% <SEP> Greater <SEP> than <SEP> 0, <SEP> 149 < SEP> mm <SEP>: <SEP> 90-98%. <SEP>
<tb>
While the breaking strength of the new material can be slightly lower than that of the usual composition, its compressive strength is still higher. Typical physical properties of a material of the stated composition in connection with the manufacturing process described below are contained in the following table.
EMI2.4
<tb>
<tb>
Usual <SEP> filler <SEP> Permalite <SEP> No. <SEP> 430 <SEP>
<tb> Density <SEP> g / cm3 <SEP> 0, <SEP> 255 <SEP> 0, <SEP> 213 <SEP>
<tb> porosity <SEP> 89, <SEP> 2% <SEP> 92, <SEP> 1%
<tb> Breaking strength <SEP> kg / cm2 <SEP> 27, <SEP> 5 <SEP> 20, <SEP> 4
<tb>
EMI2.5
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While the filler composition according to the invention does not have to contain charcoal, in one embodiment of the invention it is possible to add a small amount of charcoal. Since the charcoal has a porosity of only about ten, it is very advantageous to replace a large part of the charcoal usually present with perlite, which gives the filler a greater porosity. It should be noted that this perlite can be wetted in a manner similar to that used for charcoal prior to addition to the mixture. This can easily be done by using large perlite particles (larger than 0.84 mm) instead of charcoal, as shown in the following example.
EMI3.1
<tb>
<tb>
Density <SEP> porosity <SEP> breaking strength
<tb> Stand <SEP> ard <SEP> mixture
<tb> (with <SEP> charcoal) <SEP> 0, <SEP> 255 <SEP> g / cm "89, <SEP> 2% <SEP> 27, <SEP> 5kg / cm <SEP>
<tb> Perlite <SEP> at <SEP> place
<tb> the <SEP> charcoal <SEP> 0.241 <SEP> g / cm3 <SEP> 90.8% <SEP> 26.1 <SEP> kg / cm <SEP> 2
<tb>
EMI3.2