DE1209388B - Hochtemperaturbestaendige, gasundurchlaessige Berstsicherungen aus Graphit - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 47 g-47/03

Nummer: 1209 388

Aktenzeichen: F 42354 XII/47 g

Anmeldetag: 18. März 1964

Auslegetag: 20. Januar 1966

Die Erfindung betrifft eine Berstsicherung aus Graphit, deren Oberflächen mit einer gasundurchlässigen Schicht versehen sind.

Zur Sicherung von Druckbehältern gegen Überschreiten des zulässigen Höchstdruckes finden neben Sicherheitsventilen Berstelemente Verwendung, die insbesondere dort eingesetzt werden, wo mit plötzlichen Drucksteigerungen gerechnet werden muß, bei denen Sicherheitsventile zu träge ansprechen, oder wo wegen der Beschaffenheit des Behälterinhalts damit gerechnit werden muß, daß ein Sicherheitsventil verklebt und dadurch unwirksam wird.

Berstsicherungen werden bekanntermaßen aus duktilen oder spröden Metallen hergestellt. Der Einsatz metallischer Berstsicherungen ist jedoch bei Gegenwart korrodierender Medien recht eingeschränkt. Ferner kann die Lebensdauer metallischer Berstsicherungen durch erhöhte Temperatur oder durch wechselnde Belastung beträchtlich vermindert werden.

Nachdem es gelungen war, die Streubreiten in den mechanischen Festigkeiten weitgehend einzuengen, fand auch Graphit als Material für Berstelemente Eingang in den chemischen Apparatebau. Die Abdichtung des an sich porösen Materials erfolgt hierbei durch eine Kunstharzimprägnierung. Mit Ausnahme stark oxydierender Medien ist Graphit praktisch gegen alle vorkommenden chemischen Angriffe unempfindlich. Die Anwendung des Graphits als Material für Berstsicherungen wird aber durch die Kunstharzimprägnierung auf Temperaturen bis maximal 180° C begrenzt, da die in den Porenraum eingelagerten Kunstharze bei höheren Temperaturen nicht mehr stabil sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Berstsicherung zu schaffen, bei der die günstigen Eigenschaften des Graphits, insbesondere seine geringe Korrosionsanfälligkeit und sein günstiges Berstverhalten, auch bei höheren Temperaturen ausgenutzt werden können. Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Abdichtung durch eine Schicht aus aufgedampftem Kohlenstoff erfolgt. Die Beschichtung der vorgefertigten Berstelemente erfolgt durch Bedampfen mit Kohlenstoff im Vakuum, wobei der zu verdampfende Kohlenstoff induktiv oder im Widerstandsprinzip aufgeheizt wird. Hierbei wird die Verdampf ungstemperatur bei hohem Vakuum möglichst niedrig gewählt, da hierdurch ein Kohlenstoffilm von besonders feinem Korn erhalten wird.

Die Temperatur der Flächen, auf welchen die Kondensation des dampfförmigen Kohlenstoffs erfolgen soll, muß selbstverständlich in jedem Falle unter-Hochtemperaturbeständige, gasundurchlässige
Berstsicherungen aus Graphit

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüning, Frankfurt/M.

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Dr. Karl Wilhelm Friedrich Etzel,

Dipl.-Chem. Peter Johannes Alfred Bauer,

Frankfurt/M.-Griesheim

halb der Verdampfungstemperatur des Kohlenstoffs bei dem jeweils angewandten Vakuum liegen. Die Temperatur ist so zu wählen, daß sie wenigstens um 200° C unter der Verdampfungstemperatur des Kohlenstoffs beim jeweils angewandten Vakuum liegt. Nach unten ist dieser Temperatur im allgemeinen keine Grenze gesetzt.

Als Ausgangsprodukte für die Kohlenstoffdampferzeugung kommen sämtliche Stoffe in Betracht, die einen Kohlenstoffgehalt über 90 Gewichtsprozent aufweisen, wie z. B. Petrol-, Pech- und Zechenkokse und Graphitabfälle jeglicher Art.

Die Stärke der in der Zeiteinheit erhaltenen Kohlenstoffschicht hängt vom Abstand des zu bedampfenden vom verdampfenden Körper und vno der Verdampfungstemperatur ab, und zwar naturgemäß in dem Sinn, daß bei höherer Temperatur und kleinerem Abstand in der gleichen Zeit ein stärkerer Film erhalten wird.

Eine Filmstärke von 0,1 mm ist im allgemeinen ausreichend Der Ansprechdruck des Berstelements wird durch die aufgedampfte dünne Kohlenstoffschicht praktisch nicht verändert.

In den Zeichnungen sind einige beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Berstsicherungen im Schnitt dargestellt, wobei mit 1 jeweils das vorgefertigte Berstelement aus Graphit, mit 2 der aufgedampfte Kohlenstoffilm bezeichnet sind.

F i g. 1 zeigt eine einseitig dedampfte Berstscheibe;

F i g. 2 zeigt eine beidseitig bedampfte Berstscheibe, die für wechselnde Belastung durch Druck oder Vakuum geeignet ist;

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Berstscheibe gegenden Druck vorgewölbt ist. Diese

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Ausführungsform zeigt ein besonders günstiges Berstverhalten;

F i g. 4 zeigt ein innen bedampftes Berstrohr, das beispielsweise zur Sicherung von Druckleitungen verwendet werden kann.

Beispiel

In einem auf 5 · 10~⁵ Torr evakuierten Vakuumofen befindet sich eine Primärspule in Form einer wassergekühlten Kupferschlange, die mit einerWechselspannung beaufschlagt wird. An Stelle einer Sekundärwicklung tritt ein in die Primärspule eingestellter und mit Kohlenstoffgranulat gefüllter Graphittiegel. Das Kohlenstoffgranulat wird nun auf etwa 2050° C aufgeheizt und verdampft. Im Abstand von 20 cm hiervon befindet sich eine vorgefertigte Graphitscheibe (120 mm Durchmesser), welche mit ihrer größeren Querschnittsebene senkrecht zu der Tiegel-Öffnung angeordnet ist. Nach einer Bedampfungszeit von 12 Minuten hat sich auf der dem Graphittiegel zugewandten Seite der Graphitscheibe ein festhafender Kohlenstoffilm von 0,1 mm Stärke gebildet.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Berstsicherung aus Graphit, deren Oberflächen mit einer gasundurchlässigen Schicht versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (2) aus aufgedampftem Kohlenstoff besteht.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 2952383.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   509 779/213 1.66 © Bundesdruckerei Berlin