DE1126301B

DE1126301B - Method for embedding electrical heating elements

Info

Publication number: DE1126301B
Application number: DEST14736A
Authority: DE
Inventors: Dr Theodor Skutta
Original assignee: MARGRET STIEBEL GEB SCHUEDDEKO
Current assignee: MARGRET STIEBEL GEB SCHUEDDEKO
Priority date: 1958-02-08
Filing date: 1959-02-05
Publication date: 1962-03-22

Description

Verfahren zum Einbetten von elektrischen Heizkörpern Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Einbetten von metallisch ummantelten elektrischen Heizkörpern mit einem oder mehreren gewendelten Heizleitern, vorzugsweise von Heizrohren, bei welchen sich eine isolierende Einbettmasse infolge ihrer besonderen chemischen Eigenschaften auch noch bei Betriebstemperatur fest an die Innenwand des Metallmantels anpreßt und demnach einen nur sehr geringen Wärmeübergangswiderstand zwischen dem Heizleiter und der wärmeabgebenden Mantelaußenfläche auftritt. Aus diesem Grunde ist bei den erfindungsgemäß hergestellten Heizkörpern eine besondere mechanische Nachbearbeitung, beispielsweise durch Umwandlung eines ursprünglich kreisrunden Rohrquerschnittes in eine andere Querschnittsform oder durch das Nachziehen des Metallmantels, eine Verdichtung der Einbettmasse herbeizuführen, nicht erforderlich und damit eine beträchtliche Herabsetzung der Herstellungskosten bedingt.Method of embedding electric radiators The invention describes a method for embedding metallic sheathed electrical radiators with one or more coiled heating conductors, preferably heating pipes which is an insulating investment material due to its special chemical properties presses firmly against the inner wall of the metal jacket even at operating temperature and therefore only a very low heat transfer resistance between the heating conductor and the heat-emitting outer surface of the jacket occurs. For this reason, the radiators manufactured according to the invention a special mechanical post-processing, for example by converting an originally circular pipe cross-section into a different cross-sectional shape or by redrawing the metal jacket, a To bring about compaction of the investment material is not necessary and therefore a considerable one Reduction of the manufacturing costs conditional.

Das gegenständliche Verfahren hat mit bereits bekanntgewordenen Arbeitsgängen zur Erzeugung von Rohrheizkörpern gemeinsam, daß gewendelte Heizleiter in eine bei der Verarbeitung fließende Isoliermasse eingebettet werden. Während es bisher notwendig war, die Wendel zugleich mit der Isoliermasse in den Mantel einzubringen, d. h. die Wendel von dem in den Mantel eingepreßten plastisch-festen und dessen Querschnitt zugeordnet vorgeformten Isolierkörper sozusagen mitnehmen zu lassen, erübrigt die beim Füllen noch dünnflüssige Konsistenz der neuen Einbettmasse diese technische Maßnahme des »Mitnehmens« der Heizwendel. Die einzelne oder mehrere Heizwendel können nunmehr im Gegenteil frei ausgespannt bzw. durch besondere Mittel innerhalb des Metallmantels gehaltert vorbereitet werden, womit der Füllvorgang auf das Ausgießen des Raumes zwischen dem oder den Heizleitern und der Innenwand der Ummantelung beschränkt bleibt.The process in question has operations that have already become known for the production of tubular heating elements in common that coiled heating conductors in one at during processing, flowing insulating compound can be embedded. While so far it was necessary was to bring the coil into the jacket at the same time as the insulating compound, d. H. the coil of the plastic-solid pressed into the jacket and its cross-section Having assigned pre-formed insulating bodies to take away, so to speak, eliminates the need When filling, the new investment material still has a thin consistency, this technical one Measure of »taking« the heating coil. The single or multiple heating coils can now, on the contrary, freely stretched or through special means within the Metal jacket can be prepared, so that the filling process is followed by pouring of the space between the heating conductor or conductors and the inner wall of the jacket remain.

Die Art des geschilderten Gießvorganges bedingt die Anwendung einer neuartigen, bei der Verarbeitung zwar mehr oder minder zähflüssigen, aber noch nicht plastischen Masse, deren Aufsteigen im Mantelraum nicht deformierend auf die einzelnen Wendelpartien einwirkt. Diese Forderung kann ausschließlich durch eine zementartig verfestigende Einbettmasse erfüllt werden, weil nur Zemente unter der Voraussetzung der Beigabe geeignet gekörnter Zuschlagsstoffe und einer hinreichend langen Mischdauer eine verhältnismäßig geringe Viskosität bei gleichzeitg genügendem Gehalt an festen Körpern aufweisen. Als verfestigender Bindekörper wurde eine dem Sorelzement im Ausbau ähnliche Masse gewählt, welche chemisch reines, kaustisch vorgebranntes Magnesiumoxyd und eine wässerige Lösung von Magnesiumnitrat enthält. Magnesiumnitratzemente sind bisher als Ausgangswerkstoff für die Herstellung von Kunststeinen und Steinholz bekanntgeworden, jedoch bietet ihre Anwendung, abgesehen von einer gegenüber den Gemengen aus kaustischem Magnesiumoxyd und Magnesiumchlorid bzw. Magnesiumsulfat größeren Raumbeständigkeit und der damit verbundenen breiteren Anwendungsbasis für beispielsweise verwerffeste Fußbodenbeläge, keine besonderen technischen Vorteile. Dagegen läßt die Verwendung des Systems Magnesiumoxyd-Magnesiumnitrat für den Aufbau von Heizkörperisoliermassen schon aus theoretischen Gründen gute Ergebnisse erwarten, weil das Magnesiumnitrat bereits bei 200° C nicht mehr existent ist und in nitrose Gase sowie in reines Magnesiumoxyd zerfällt. Mit anderen Worten, ein unter Verwendung einer wässerigen Lösung von Magnesiumnitrat zu einer leichtfließenden und trotzdem zusammenhängenden Masse eingerührtes Gemenge von kaustisch gebranntem Magnesiumoxyd und Sintermagnesit (oder anderen inaktiven Füllstoffen) zerfällt bei der erstmaligen Wärmebehandlung in ein dicht gepacktes Pulver, welches seiner Zusammensetzung nach aus reinem Magnesiumoxyd in abgstufter Körnung besteht. Bei der speziellen Zusammensetzung der vorstehend genannten Isoliermasse verwendet die Erfin- Jung einen chemischen Vorgang, dessen technische Bedeutung aus einem Teilgebiet der Kältemaschinenerzeugung bekanntgeworden ist.The type of casting process described requires the use of a novel, more or less viscous during processing, but not yet plastic mass, the rise of which in the shell space does not deform on the individual Helical parts acts. This requirement can only be met by a cementitious solidifying investment material can be met because only cements provided the addition of appropriately granulated aggregates and a sufficiently long mixing time a relatively low viscosity with sufficient solid content at the same time Have bodies. As a hardening binding body, one of the Sorel cement was used in the Expansion similar mass chosen, which is chemically pure, caustic pre-burned magnesium oxide and an aqueous solution of magnesium nitrate. Magnesium nitrate cements are so far as the starting material for the production of artificial stones and stone wood has become known, however, offers its application, apart from one towards the Mixtures of caustic magnesium oxide and magnesium chloride or magnesium sulfate greater spatial stability and the associated broader application base for For example, non-destructive floor coverings, no particular technical advantages. On the other hand, the use of the magnesium oxide-magnesium nitrate system allows for the structure expect good results from radiator insulation for theoretical reasons, because the magnesium nitrate no longer exists at 200 ° C and is in nitrous Gases as well as disintegrates into pure magnesium oxide. In other words, using one an aqueous solution of magnesium nitrate to an easy flowing and nonetheless coherent mass mixed in mixture of caustic burned magnesium oxide and sintered magnesite (or other inactive fillers) disintegrates the first time Heat treatment into a tightly packed powder, which according to its composition consists of pure magnesium oxide in graded grain sizes. With the special composition the above-mentioned insulating compound uses the invention young a chemical process, the technical importance of which comes from a sub-area of refrigeration machine production has become known.

Zu Beginn der Bautechnik für periodische, motorlose Kältemaschinen mit festem Absorptionsstoff wurden wiederholt Risse und Undichtigkeiten an den Aufnahmebehältern festgestellt und konnten aus den Druckschwankungen während des Nutzbetriebes der Kältemaschine nicht erklärt werden. Als Ursache wurde schließlich ermittelt, daß das ursprünglich in Form kleiner Körner in den Absorptionsstoffbehälter eingebrachte Chlorkalzium - und/oder Bromstrontium bei der erstmaligen Beaufschlagung mit dem gasförmigen Kältemittel Ammoniak außerordentlich stark aufquillt, d. h., daß sein Volumen irreversibel um rund 809/o zunimmt und während der Ausbreitung und Wiederaufnahme des Kältemittels im Nutzbetrieb der Kältemaschine praktisch unverändert erhalten bleibt. Insofern war anzunehmen, daß ebenso wie bei der Wasseranlagerung durch eiweißhaltige Körper infolge der geringen Kompressibilität auch bei :der Quellung fester Stoffe außerordentlich große Druckbeanspruchungen gegen mechanisch feste Widerstände auftreten, konnten die Zerreißerscheinungen auf diese zurückgeführt werden. Tatsächlich war der Ausfall bei diesen Typen von Absorptionskältemaschinen behoben, nachdem bei der Bemessung des Absorberraumes der Quellungsvorgang in Rechnung gestellt worden ist. Ferner ist bekannt, daß aus Sorelzement (Gemenge von kaustischem Magnesiumoxyd und Magnesiumchloridlauge) bestehende Gießkörper äußerst maßhaltig hergestellt werden können; diese Erscheinung ist ebenfalls auf eine, allerdings ziemlich geringe Volumenzunahme beim Abbinden des Zementes zurückzuführen. Außerdem wurde wiederholt beobachtet, daß aus einer Serie gleicher und unter gleichen Arbeitsbedingungen hergestellter Formstücke aus Sorelzement, beispielsweise bei Platten, einzelne Körper ohne jeden äußeren Grund und oft erst Monate nach der Auslieferung zu wachsen beginnen, sich , verwerfen, von der Unterlage abheben und unter Umständen von der Mitte aus aufreißen. Dieser bisher nicht erklärliche Vorgang gleicht vollkommen den an geglühten Metallplatten auftretenden Verwerfungen bzw. Rekristallisationserscheinungen und ist ebenfalls , auf die Auslösung quellungsbedingter Kräfte zurückzuführen.At the beginning of construction technology for periodic, motorless refrigeration machines with solid absorbent material, cracks and leaks were repeatedly found in the receptacles determined and could from the pressure fluctuations during the useful operation of the Chiller cannot be explained. The cause was ultimately determined to be that that originally introduced into the absorbent container in the form of small grains Calcium chloride and / or bromostrontium when first exposed to the gaseous refrigerant ammonia swells extraordinarily, d. i.e. that his Volume increases irreversibly by around 809 / o and during expansion and resumption of the refrigerant retained practically unchanged when the refrigeration machine is in use remain. In this respect it was to be assumed that, as with the water accumulation by protein-containing Body due to the low compressibility also with: the swelling of solid substances extremely high pressure loads occur against mechanically strong resistances, the signs of tearing could be attributed to this. Indeed it was fixed the failure in these types of absorption chillers after at the swelling process has been invoiced to the dimensioning of the absorber space is. It is also known that Sorel cement (mixture of caustic magnesium oxide and magnesium chloride lye) existing castings can be produced extremely dimensionally can; this phenomenon is also due to an increase in volume, albeit a fairly small one when the cement sets. It has also been observed repeatedly that produced from a series of the same and under the same working conditions Shaped pieces made of Sorel cement, for example in the case of panels, individual bodies without anyone external reason and often only months after delivery to begin to grow , discard, lift off the surface and, if necessary, tear open from the middle. This process, which has not yet been explained, is completely similar to that on annealed metal plates occurring distortions or recrystallization phenomena and is also , to be traced back to the release of swelling-related forces.

Die Grundlage der Erfindung bildet die Überlegung, daß es möglich sein muß, diese an Sorelzementen beobachtete und auf chemischen, d. h. unter gegebenen Vorbedinungen selbsttätig eintretenden Vorgängen beruhende Volumenvergrößerung zur Halterung -von Heizleitern und zur Einstellung eines latenten Anpreßdruckes zwischen einer Einbettmasse und diesen bzw. der Innenwand eines festen, die Masse einschließenden Behälters auszuwerten.The basis of the invention is the consideration that it is possible must be, this observed on Sorel cements and on chemical, d. H. given Volume enlargement based on preconditions for automatically occurring processes Bracket -of heating conductors and for setting a latent contact pressure between an investment and this or the inner wall of a solid, enclosing the mass To evaluate the container.

Bezüglich der besagten, in der Folge als »Quellung« bezeichneten Volumenvergrößerung bei der Verfestigung eines Magnesiazementes konnte mittels einiger Versuchsreihen ermittelt werden, daß letztere auf zwei voneinander gesonderte und experimentell trennbare Erscheinungen zurückzuführen ist. Auf jeden Fall tritt eine je nach der Zusammensetzung der Masse mehr oder minder starke, sozusagen primäre Quellung auf, welche von der Luftfeuchtigkeit unabhängig und auch in vollkommen geschlossenen Gefäßen feststellbar ist; bei Überschuß an aktivem Magnesiumoxyd kann es aber unter begünstigenden Umständen noch zu einer Art von »Nachquellung« an feuchter Luft kommen. Diese scheint die Ursache für die bereits erwähnten, bisher unerklärlichen Mangelersoheinungen an den handelsüblichen Sorelzementplatten zu sein. Da weder aus der Molvolumengleichung für die Umwandlung von Magnesiumoxyd und Wasser in das Hydroxyd noch aus jener für den Übergang eines durch Erwärmung verflüssigten und beim Abkühlen auskristallisierenden Hydrates auf eine Volumenvergrößerung rückzuschließen ist, konnte schon aus theoretischen Gründen ausschließlich mit einem Lösungsvorgang als Ursache der primären Quellung gerechnet werden.With regard to the aforementioned volume increase, hereinafter referred to as "swelling" in the solidification of a magnesia cement could by means of a few test series can be determined that the latter on two separate and experimental separable phenomena. Definitely one occurs depending on the Composition of the mass more or less strong, so to speak primary swelling, which are independent of the humidity and also in completely closed Vessels can be determined; with an excess of active magnesium oxide, however, it can be below favorable circumstances can lead to a kind of "swelling" in moist air. This seems to be the cause of the previously inexplicable deficiency symptoms already mentioned to be on the commercially available Sorel cement boards. Since neither from the molar volume equation for the conversion of magnesium oxide and water into the hydroxide nor from that for the transition of a liquefied by heating and crystallizing on cooling Hydrates can be deduced from an increase in volume, could already be derived from theoretical Establish solely with a solution process as the cause of the primary swelling be expected.

In diesem Sinne wurde die Löslichkeit von Magnesiumoxyd in Nitratlaugen verschiedener Konzentration untersucht; diese beträgt in einer bei Raumtemperatur gesättigten wässerigen Lösung von Magnesiumnitrit angenähert 29/o, sinkt dann aber sowohl bei den mehr, wie auch bei den weniger Nitrat enthaltenden Lösungen innerhalb eines engen Bereiches auf 0,59/ö ab. Das Lösungsvermögen für Magnesium-Oxyd steigt bei einer rund 10normalen, das ist kalt gesättigten Nitratlauge bei Erwärmung auf 80° C beträchtlich, und zwar bis zu rund 6,89/o an. Aus einer solchen, das Magnesiumoxyd im kalten oder angewärmten Zustand leicht lösenden 10n-Nitratlauge fällt dieses in der für alle Leichtmetalle typischen gelagerten Hydroxydform aus, wenn die Konzentration der Lösung aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise durch Eindampfen, größer wird. Die durch die Ausscheidung des besagten gelartigen Stoffes bedingte Quellung kann sich dabei, je nach der Aktivität des Magnesiumoxydes, ganz verschieden auswirken. Liegt aus derbem Carbonat und bei hoher Glühtemperatur gebranntes Magnesiumoxyd mit verhältnismäßig langer Abbindedauer vor, kommt es vornehmlich zu einer durch die Quellung bedingten linearen Ausdehnung des erhärtenden Körpers in Richtung zur Niveaufläche, d. h., ein Druck auf die Behälterwände wird nicht ausgeübt. Bei Massen dagegen, welche in Anbetracht ihrer niedrigen Brenntemperatur und ihrer Aufbereitung aus organischen Salzen hochoberflächenaktives, d: h. sehr rasch abbindes Magnesiumoxyd enthalten, wird fast die ganze, durch den Quellungsvorgang ausgelöste Bewegungsenergie in die dreidimensionale Ausdehnung umgewandelt, bei welcher sich die verfestigende Masse verdichtet und einen starken Anpreßdruck gegen die Behälterinnenwand entwickelt. Das gleiche Ergebnis wird, ganz im Sinne der bekannten Platzwechselreaktion, auch dann erzielt, wenn ein mit einer verhältnismäßig langsam reagierenden Magnesiumoxyd-Nitratmasse gefüllter Behälter auf 70 bis 80° C erwärmt und eine kurze Zeit auf dieser Temperatur gehalten wird. Dann tritt schon nach einigen Minuten eine deutlich wahrnehmbare Verfestigung der Masse ein, womit jene Bedingungen eingestellt werden, unter welchen sich die Quellung ausschließlich in die dreidimensionale, irreversible Ausdehnung umsetzt. Da das Lösungsvermögen der Nitratlauge, wie bereits ausgeführt, mit gesteigerter Temperatur beträchtlich zunimmt und dadurch auch die Menge des gelartig ausfallenden Magnesiumhydroxydes wesentlich vergrößert wird, ist diese unmittelbar an die Verarbeitung der Einbettmasse zu einem Rohrheizkörper einsetzende Erwärmung bis etwa 80° C als kennzeichnendes und das praktische Ergebnis der Erfindung verbesserndes Merkmal festzuhalten. Die als sekundär zu bezeichnende und durch den Feuchtigkeitsgehalt der Raumluft stark beeinflußbare zusätzliche Quellung tritt reproduzierbar dann auf, wenn die Masse in bezug auf das aktive Magnesiumoxyd übersättigt wird. Da die unmittelbare Einwirkung des kaustischen Magnesiumoxydes auf Wasser verhältnismäßig schwach ist und nach dem Abbinden nur Körper von verhältnismäßig geringer Festigkeit bzw. beim Einwirken von Wasserdampf überhaupt nur eine poröse, leicht zerfallende Masse ergibt, kann eine unmittelbare Wasseraufnahme durch das Magnesiumoxyd nicht als Ursache der Nachquellung angenommen werden. Dagegen ist jede Art von kaustisch gebranntem Magnesiumoxyd in ziemlich großem Ausmaße oberflächenaktiv, d. h., dieses absorbiert ähnlich wie aktive Kohle beim Anrühren ohne chemische Bindung größere Mengen an Wasser, setzt sich aber dabei nicht vollständig in Magnesiumhydroxyd um. Als Folge dieser übermäßig starken mechanischen Wasseranlagerung ist ein derart starker Entzug von Kristallwasser aus der Magnesiumnitratlösung vorstellbar, daß es zur Rückkristallisation von untersättigtem, d. h. in der Summe weniger als 6 Mol Wasser enthaltendem Magnesiumnitrathydrat kommt. Tritt gleichzeitig die Verfestigung der Einbettmasse ein und steht am Formkörper eine genügend große Fläche für die Berührung mit Wasserdampf zur Verfügung, beispielsweise die Fläche zwischen den einzelnen Gängen einer durch die Einbettmasse eingeschlossenen, innerhalb ihrer Windungen aber einen Hohlraum aussparenden Wendel, dann wird dort Wasser kondensiert und anschließend über die besagte Benetzungsfläche absorbiert. Infolge der Aufnahme eines gas- bzw. dampfförmigen Körpers kommt es zu Rückbildung des bei normalem Druck und bei Raumtemperatur ausschließlich existenten Magnesiumnitrat - 6-Hydrates mit einer geringeren Dichte als jener der untersättigtenHydratgemenge. Die Folge der Wasseraufnahme aus der Luft und der Dichteverminderung ist die besagte sekundäre und unter Umständen beträchtliche Volumenzunahme der Einbettmasse.In this sense, the solubility of magnesium oxide in nitrate liquors different concentration examined; this is in one at room temperature saturated aqueous solution of magnesium nitrite approx. 29 / o, but then sinks both with the more, as well as with the less nitrate-containing solutions within of a narrow range to 0.59 / ö. The dissolving power for magnesium oxide increases at around 10 normal, that is cold saturated nitrate lye when heated 80 ° C considerably, up to around 6.89 / o. From one such, magnesium oxide 10n nitrate lye, which dissolves easily in the cold or warmed state, falls in the stored hydroxide form typical for all light metals, if the concentration the solution for some reason, such as evaporation, becomes larger. The swelling caused by the excretion of said gel-like substance can have very different effects depending on the activity of the magnesium oxide. Made of coarse carbonate and magnesium oxide burnt at a high annealing temperature with a relatively long setting time, there is primarily one through the swelling caused linear expansion of the hardening body in the direction of Level surface, d. that is, no pressure is exerted on the container walls. With masses on the other hand, which ones in view of their low firing temperature and their preparation highly surface-active from organic salts, i.e. Magnesium oxide sets very quickly contained almost all of the kinetic energy released by the swelling process converted into the three-dimensional expansion at which the solidifying Compressed mass and developed a strong contact pressure against the inner wall of the container. The same result is also achieved, in line with the familiar change of place reaction then achieved when one with a relatively slowly reacting magnesia nitrate mass filled container heated to 70 to 80 ° C and a short time at this temperature is held. Then a clearly noticeable one occurs after a few minutes Solidification of the mass, with which those conditions are set under which the swelling is exclusively in the three-dimensional, irreversible expansion implements. Since the solvency of the nitrate liquor, as already stated, with increased The temperature increases considerably and thereby the amount of gel-like precipitating Magnesiumhydroxydes is significantly enlarged, this is immediately to the processing the investment to a tubular heating element starting heating up to about 80 ° C as characterizing feature and improving the practical result of the invention to hold on. The as secondary to be designated and by the moisture content Additional swelling of the room air, which can be strongly influenced, then occurs in a reproducible manner when the mass becomes oversaturated with respect to the active magnesia. Since the direct action of the caustic magnesium oxide on water is proportionate is weak and after setting only body of relatively low strength or when exposed to water vapor, only a porous, easily disintegrating one Mass results, direct water absorption through the magnesium oxide cannot can be assumed to be the cause of the post-swelling. On the other hand, every kind of caustic is calcined magnesium oxide is surface-active to a large extent, i. i.e., this similar to active charcoal, it absorbs larger ones when mixed without chemical bonding Amounts of water, but is not completely converted into magnesium hydroxide. As a result of this excessively strong mechanical water deposition, there is such a thing strong withdrawal of crystal water from the magnesium nitrate solution imaginable that it leads to the recrystallization of undersaturated, d. H. less than 6 in total Moles of water containing magnesium nitrate hydrate comes. At the same time solidification occurs the investment and there is a sufficiently large area on the molding for the Contact with water vapor is available, for example the area between the individual passages of one enclosed by the investment material, within it Turns, however, a helix that leaves out a cavity, then water is condensed there and then absorbed through said wetting surface. As a result of the inclusion of a gaseous or vaporous body, the regression occurs at normal pressure and at room temperature only existing magnesium nitrate - 6-hydrates with a density lower than that of the undersaturated hydrate mixture. The consequence of the Water uptake from the air and the reduction in density is said secondary and possibly a considerable increase in volume of the investment material.

Durch Ausnutzung der primären und der sekundären Ouellung ist es gelungen, das Volumen von zylindrischen Formstücken um rund 1011/o irreversibel zu vergrößern. Da die Schwindung der bei Glühtemperatur entwässerten und entgasten sorelzementartigen Massen äußerstenfalls rund 3 0/11 beträgt, bleibt in einem geschlossenen Gefäß auch nach dem Glühen, d. h. nach der Umwandlung der Einbettmasse in reines Magnesiumoxyd, noch ein beträchtlicher latenter Druck gegen die Gefäßinnenwand erhalten, dessen Betrag durch beliebig oftmaliges Erhitzen und Abkühlen nicht vermindert wird. Es gelingt somit durch eine geeignete Führung des Füll-, Abbinde-, Erwärmungs- und Glühprozesses auf rein chemischem Wege, innerhalb eines geschlossenen Mantelrohres den gleichen oder unter Umständen einen höheren Anpreßdruck einzustellen, als dies mittels mechanischer Verdichtungsvorgänge erreicht werden kann.By utilizing the primary and secondary sources, it has been possible to to irreversibly increase the volume of cylindrical fittings by around 1011 / o. Since the shrinkage of the sorel cement-like, dehydrated and degassed at the annealing temperature Masses in the extreme case is around 3 0/11, also remains in a closed vessel after glow, d. H. after the investment has been converted into pure magnesium oxide, a considerable latent pressure still retained against the inner wall of the vessel, its Amount is not reduced by heating and cooling as often as required. It thus succeeds by a suitable guidance of the filling, setting, heating and Annealing process in a purely chemical way, within a closed jacket tube set the same or possibly a higher contact pressure than this can be achieved by means of mechanical compression processes.

Die praktische Auswertung der Erfindung ist auf Grund der erkannten Zusammenhänge außerordentlich einfach. Ein Gemenge von chemisch reinem, d. h. weder Schwermetall- und Ätzalkalioxyde enthaltendem Magnesiumoxyd mit möglichst großem aktivem, d. h. in Hydroxyd umsetzbarem Anteil wird, vorzugsweise unter Beigabe chemisch auch bei Glühtemperatur nicht spaltbarer und daher elektrisch isolierenden Sauerstoffverbindungen, mit einer wässerigen Lösung von chemisch reinem Magnesiumnitrat angerührt und die entstehende zähflüssige Masse in beliebiger Weise, beispielsweise durch Einspritzen in den Raum zwischen der Innenwand eines Mantelrohres und einer in diesem gehalterten Heizwendel bzw. anderer dort ausgespannter Heizleiter bei Raumtemperatur eingebracht. Je nach den bezüglich der Belastbarkeit des Heizrohres gestellten Bedingungen erfolgt anschließend die Verfestigung der Einbettmasse entweder in der Form, daß die gefüllten Rohre einfach bei Raumtemperatur einige Tage gelagert oder kurzzeitig einer erhöhten Temperatur, beispielsweise in einem mit Naßdampf gefüllten Behälter, ausgesetzt werden. Nach oder während des Abbindevorganges werden die unter Umständen verwendeten Halterungsmittel für die Heizleiter entfernt und die Rohre gegebenenfalls einige Stunden bis Tage in einem Feuchtraum gelagert, wobei infolge des Kontaktes des Wasserdampfes mit einem vorhandenen, überschüssigen Magnesiumoxydrest eine zusätzliche Quellung, d. h. eine Verdichtung der Masse und die Vergrößerung des Anpreßdruckes eintritt.The practical evaluation of the invention is based on the recognized Relationships extremely simple. A mixture of chemically pure, i.e. H. neither Heavy metal and caustic alkali containing magnesium oxide with the largest possible active, d. H. is converted into hydroxide portion, preferably with the addition of chemical Oxygen compounds that are not fissile and therefore electrically insulating even at the annealing temperature, mixed with an aqueous solution of chemically pure magnesium nitrate and the resulting viscous mass in any way, for example by injection into the space between the inner wall of a jacket pipe and one held in it Heating coil or other heating conductor stretched out there introduced at room temperature. Depending on the conditions set with regard to the load-bearing capacity of the heating pipe then the solidification of the investment either in the form that the filled Pipes simply stored at room temperature for a few days or an elevated one for a short time Temperature, for example in a container filled with wet steam, exposed will. After or during the setting process, they may be used Retaining means for the heating conductors removed and some of the pipes if necessary Stored for hours to days in a damp room, due to the contact of the water vapor with an existing, excess magnesium oxide residue an additional swelling, d. H. a compression of the mass and an increase in the contact pressure occurs.

Nach der durch die Gewichtszunahme des Heizrohres gut kontrollierbaren Beendigung des sekundären Quellungsprozesses wird ein vorhandener leerer Raum innerhalb des öder der gewendelten Heizleiter in üblicher Weise mit einer trockenen oder halbflüssigen Masse, vorzugsweise mit Einbettmasse der gleichen Zusammensetzung, ausgefüllt und nach der Verfestigung dieser zweiten Füllung ein Brennprozeß mit nur langsam gesteigerter Temperatur durchgeführt. Das Einkitten der üblichen keramischen Endstücke und die metallisch leitende Verbindung der Heizleiterenden mit den Gewindebolzen oder die Anbringung sonstiger Anschlußvorrichtungen beenden die Herstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Rohrheizkörpers.According to the easily controllable by the increase in weight of the heating pipe Completion of the secondary swelling process will leave an existing empty space within des or the coiled heating conductor in the usual way with a dry or semi-liquid one Mass, preferably filled with investment material of the same composition, and after the solidification of this second filling, a firing process with only slowly increased Temperature carried out. The cementing of the usual ceramic end pieces and the Metallic conductive connection of the heating conductor ends with the threaded bolts or the Attachment of other connection devices terminate the manufacture of one according to the invention trained tubular heater.

Die Qualität eines solchen Heizelementes hängt in erster Linie von der Menge des dem Magnesiazement zugesetzten, chemisch inaktiven Füllstoffes und von dessen Widerstand bei hohen Temperaturen ab. Die besten Ergebnisse, d. h. den geringsten Ableitstrom, zwischen dem Heizleiter und einem metallischen Mantelrohr ergibt bei gleichen Massen chemisch reines, bei sehr hoher Temperatur zu einem kristallinen Pulver zusammengesintertes Magnesiumoxyd. Für Oberflächentemperaturen bis rund 700° C am Mantelrohr ist aus reinsten Ausgangsstoffen synthetisiertes Magnesiummetasilikat (Klinoenstatit) noch sehr gut anwendbar, während sich für Temperaturen bis zu maximal 500° C noch ein aus Magnesium- sowie Aluminiumoxyd unter Zugabe von reinstem Quarz bei rund 1350° C gesintertes, dem Cordierit in reiner Zusammensetzung ähnliches Oxydgemenge als durchaus brauchbarer Zuschlag erweist. Besonders dem letzt angeführten Sinterkörper kommt eine große praktische Bedeutung zu, weil dieser noch in einem mittels metallischer Leiter beheizbaren elektrischen Ofen zur Sinterung gebracht werden kann.The quality of such a heating element depends primarily on the amount of the chemically inactive filler added to the magnesia cement and on its resistance at high temperatures. The best results, i.e. H. the lowest leakage current, between the heating conductor and a metallic jacket pipe results in chemically pure at the same masses, at a very high temperature to a crystalline one Powder of sintered magnesium oxide. For surface temperatures up to around 700 ° C on the jacket pipe is magnesium metasilicate synthesized from the purest raw materials (Klinoenstatit) still very applicable, while suitable for temperatures up to a maximum 500 ° C another made of magnesium and aluminum oxide with the addition of the purest quartz sintered at around 1350 ° C, similar to cordierite in its pure composition Oxide mixture proves to be a very useful addition. Especially the last one mentioned Sintered bodies are of great practical importance because they are still in one brought to sintering by means of metallic conductors heated electric furnace can be.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method for embedding jacketed electrical Radiators, in particular of heating pipes, in which one or more heating resistors are embedded in powdered magnesium oxide as an insulating compound, characterized in that that in the space between the inner wall the jacket and the or the previously introduced heating conductors a viscous one made of practically alkaline and heavy metal-free, caustic burnt magnesium oxide and an aqueous solution of magnesium nitrate existing mass is filled, where appropriate the magnesium oxide inert fillers that are electrically insulating at the annealing temperature are added, and that the heating element under the cement-like solidification of the investment slow increase in temperature up to that which occurs during operation at nominal load Temperature, but at least to 300 ° C, is heated.

2. Method of embedding of electric radiators according to claim 1, characterized in that after the cement-like solidification of the insulating compound existing holding means for removed the heating conductor or conductors and the resulting cavities through the called insulating mass are filled and then the radiator after solidification the refilled mass is fired.

3. Method of embedding electrical Radiators according to claim 1, characterized in that according to the cement-like Solidification of the insulating compound existing holding means for the heating conductor or conductors removed and the cavities created by inert insulating materials in powder form filled in, whereupon the radiator is burned.

4. Method of embedding of electrical radiators according to claims 1 to 3, characterized in that that temporally between the first filling and setting process a brief heating of the radiator is carried out up to a maximum of 80 ° C as the final temperature.

5. Procedure for embedding electric radiators according to claims 1 to 4, thereby characterized that the viscous one-bed mass has more caustic burned magnesium oxide is added than by the crystallization of magnesium nitrate - 6-hydrate released water of solution can be converted into magnesium hydroxide.

6. Procedure for embedding electric radiators according to claims 1 to 5, thereby characterized in that the viscous investment material crystallized as a filler Magnesium oxide in fine-grained form, so-called "sintered magnesite", is added.

7. A method for embedding electric radiators according to claims 1 to 6, characterized in that the viscous investment material is used as a filler purest starting materials synthetically produced magnesium metasilicate and / or a synthetic magnesium-aluminum mixed silicate with a similar composition to cordierite is added in fine-grained form.

8. Investment material, suitable for implementation the manufacturing method for electric radiators according to claims 1 to 7, characterized in that the mixing ratio between the caustic fired Magnesium oxide and an aqueous magnesium nitrate solution saturated at room temperature is kept within the limits between 1: 1.2 and a maximum of 1: 2.7.

9. investment material, suitable for carrying out the manufacturing process for electric radiators according to claims 1 to 8, characterized in that the proportion of inert Fillers three to nine times the amount by weight of the proportion of caustic calcined Magnesium oxide is. Publications considered: German patent specification No. 293 283.