DE2511577C3 - Verfahren zur Herstellung eines Kontaktkörpers - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines KontaktkörpersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktkörpers für wenigstens ein
strömendes Mittel, vorzugsweise einen Austauschkörper für Wärme und/oder Feuchtigkeit, wobei Schichten
aus Asbestfasern ganz oder teilweise gefaltet bzw. gewellt oder mit Ausbuchtungen versehen werden,
derart, daß sie sich an voneinander getrennten Stellen gegeneinander abstützen und dazwischen durchlaufende
Kanäle für die Mittel bilden, wonach den Schichten anorganische Stoffe zugeführt werden, die zusammen
einen Niederschlag auf den Asbestfasern erzeugen, die ihrerseits so beschaffen sind, daß sie bei Erhitzung auf
einen bestimmten Temperaturbereich Kristallwasser abgeben. Gemäß einer besonders zweckmäßigen
Ausführungsform der Erfindung ist jede zweite Schicht gewellt und jede zweite dazwischenliegende eben,
wobei sie sich entlang der Wellenkämme abstützen, derart, daß der Austauschkörper von durchlaufenden,
parallelen Kanälen ausgefüllt wird. Ein wesentliches Anwendungsgebiet für die Erfindung ist die Übertragung
von Wärme und/oder Feuchtigkeit zwischen zwei Luftströmen, ζ. B. bei der Ventilation von Räumlichkeiter!
mit Hilfe yon Frischluft od&r bei Lufttrocknung. Der
Austauschkörper kann als Rotor ausgeführt sein, der sich auf einer geschlossenen Kreisbahn zwischen zwei
Durchlässen bewegt, die von den beiden Luftströmen, wie aus einer Räumlichkeit austretender verbrauchter
Luft und eintretender Frischluft, durchströmt werden.
Ein aus Asbestschichten oder -folien aufgebauter Kontaktkörper besitzt an sich unzureichende Festigkeit,
und es ist daher bekannt, die Schichten mit anorganischen Stoffen zu durchtränken, die zusammen einen
wasserunlöslichen Belag oder Niederschlag auf den Schichten erzeugen, wodurch die mechanische Festigkeit
bzw. die Naßfestigkeit des Austauschkörpers verbessert wird. Beispiele für derartige bekannte
Verfahren sind in der DE-PS 12 52 571 und der DE-AS 12 99 665 beschrieben. Als Tränkstoffe seien beispielsweise
Wasserglaslösung und Kalziumchlorid genannt, die zusammen einen schwerlöslichen Niederschlag von
Kalzium- und Siliziumverbindungen auf den Schichten bzw. den Fasern ergeben. Der unlösliche Niederschlag
kann auch aus Siliziumdioxyd bestehen, wobei die Schichten mit Wasserglaslösung und einer Säure
getränkt werden und diese zusammen ein Gel bilden, das bei Steigerung der Temperaturen in einen
wasserunlöslichen Niederschlag von Siliziumdioxyd übergeht. Bei diesen bekannten Verfahren wird der
Austauschkörper nach oder während der Erzeugung des festen Niederschlags erhitzt, und zwar um einerseits,
organische Bestandteile der Asbestschichten /u beseitigen, und andererseits die Festigkeit des Niederschlags
und damit die der Schichten zu erhöhen. Bei diesen Verfahren wurde die Temperatur nicht so weit erhöht
daß der Umwandlungs- oder sog. Kristalltsationspunkt für die Asbestfasern erreicht wurde, damit diese nicht
durch Entweichen des Kristallwassers ihren Fasercharakter und damit die ihnen innewohnende Festigkeit
verlören. Bei Erhitzung über den Umwandlungspunkt hinaus gehen die Asbestfasern nämlich in einen nahezu
pulverartigen Zustand über und können dann nicht mehr dazu beitragen, dem Austauschkörper die
notwendige Steifigkeit und Festigkeit zu verleihen.
Es ist auch bekannt (Dt-OS 16 46 695), einen nach den vorgenannten Verfahren aus Asbestfasern hergestellten
Austauschkörperrohling mit einem Belag von einem oder mehreren Stoffen /u versehen, die bei
Erhitzung zu einer den Kristallisationspunkt oder die Dehydriertemperalur für Asbestfasern übersteigenden
Temperatur zusammensintern und ein Gerüst oder Skelett bilden, das an die Stelle der Asbestfasern tritt
und dem Körper die mechanische Festigkeit gibt. Die den Körper bildenden Schichten erhalten hierbei somit
eine Art keramischer Beschaffenheit. Der Niederschlag lälJi sich durch Tränkung der Schichten mit Aluminiumchlorid
und Wasserglas in Wasserlösung erhalten, und bei Erhitzung entsteht eine leichtsinternde.
Aluminium- und Siliziumoxyd enthaltende Phase. Die Temperatur muß hoch sein, etwa 10000C und mehr,
wobei die Endtemperatur innerhalb enger Grenzen gehalten werden muß, um zu vermeiden, daß die
Schichten ihre Form verlieren und zusammensinken. Es ist schwer, in einem Ofen eine gleichmäßige und
gleichbleibende Temperatur aufrecht/uerhalu-n. Hinzu
kommt noch, daß der Niederschlag oft in verschiedenen Teilen des Körpers eine unterschiedliche Zusammensetzung
hat und damit ungleiche Endlemperaturen erfordert, um zu dem gewünschten Gerüst zusammenzusintern.
Gemäß der Erfindung wird nun stattdessen so vorgegangen, daß der Kontaktkörper, nachdem die
Schichten mit dem schwerlöslichen Niederschlag belegt worden sind, auf eine Temperatur innerhalb oder
oberhalb des Temperaturbereichs erhitzt wird, bei dem das Kristallwasser austritt, aber zu weniger als die
Sinterungstemperatur für die im Körper verbliebenen Stoffe, und daß der Körper danach erneut mit
wenigstens einem Stoff, vorzugsweise einem anorganischen Stoff, behandelt wird, der die durch die
Umwandlung der Asbestfasern verlorene Festigkeit des Körpers wiederherstellt Durch die wiederholte Bebandlung,
wie das Fällen der anorganischen, in Wasser schwerlöslichen Substanzen oder Stoffe auf die
Schichten läßt sich die Temperatur innerhalb der Grenzen halten, die die vorbeschriebenen, bekannten
Verfahren auszeichnen, nämlich zwischen dem Bereich von etwa 6500C und dem Temperaturwert, bei dem die
Stoffe zusammensintern bzw. -schmelzen. Dieser Wert ist niedriger als 1000°C, wie 800-900°C. Nach dem
ersten Belegen mit dem unlößlichen Reaktionsprodukt und der darauf folgenden Erhitzung wird durch die 2»
Vernichtung der Asbeststruktur der innere Zusammenhalt zwischen den Bestandteilen des Belags und des
Asbestrestes in solchem Grad verschwächt, daß die Festigkeit des Körpers stark abfällt. Sie ist jedoch
weiterhin ausreichend, um die zweite Tränkung 2r>
aushalten zu können. Diese zweite Behandlungsstufe bewirkt nun eine derartige Verschweißung oder
Verkittung der einzelnen Bestandteile des ersten Belags und des Asbestrückstandes, daß die Schichten eine sehr
gute Festigkeit bzw. Härte erhalten. Diese Eigenschaften sind sogar besser als die, die durch die eingangs als
erste beschriebene bekannte Methode mit mäßiger Erhitzung, wobei die Asbestfaserstruktur unverändert
bleibt, erreichbar ist. Außerdem ist man nicht von einer genauen Endtemperatur bei der Erhitzung wie bei der π
zweiten, oben beschriebenen Methode abhängig, sondern kann innerhalb eines verhältnismäßig weiten
Temperaturbereichs arbeiten, was d!e Herstellung
wesentlich erleichtert.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungs- -10 form der Erfindung wird zunächst eine Bahn gefertigt,
die aus zwei Lagen oder Streifen von Asbestpapier zusammengesetzt ist. von denen die eine mit zueinander
parallelen Falten gefallet oder gewellt und die zweite eben gehalten wird. Die beiden Lagen werden an den ·γ>
Wellenrücken mittels Wasserglas miteinander verleimt und dann so aufeinandergelegt, daß ein zylindrischer
Rotor entsteht. Die aus den beiden Lagen zusammengesetzte Bahn kann hierbei spiralförmig zu dem
gewünschten Durchmesser des Rotors aufgewickelt r>o werden. Alternativ kann man zunächst Blöcke oder
Pakete aus den zusammengesetzten Schichten aufbauen und dann aus ihnen Sektoren oder Segmente aussägen,
um diese wiederum zu der gewünschten, wie etwa zylindrischen, Form des Rotors zusammenzusetzen. Die v,
Höhe der Wellungen oder Falten, die den Abstand zwischen den glatten oder ebenen Schichten bestimmt,
ist vorzugsweise kleiner als 3 mm, wie etwa 1,5 mm. Das Asbestpapier kann eine Stärke von einem Zehntel oder
einigen wenigen Zehnteln eines Millimeters haben. In w>
dem Rotor erstrecken sich die Kanäle axial zwischen den ebenen Flachseiten. Austauschkörper dieser Bauart
sind beispielsweise in den obengenannten Patentschriften eingehender beschrieben.
Der in dieser Weise aufgebaute Rotor wird dann in ir>
eine Natrium- oder Kaliuniwasserglaslösung eingetaucht. Diese Lösung soll zweckmäßig eine Dichte von
1,25—1,30 haben. Nach der Tränkung mit der Lösung wird der Oberschuß an dieser ausgeblasen, und danach
wird die verbliebene Lösung in an sich bekannter Weise mittels eines Stoffes, der hohe Affinität zu Wasser
besitzt, vorzugsweise Äthylalkohol, entwässert, wodurch die Lösung zu einer Art Gel eingeengt wird.
Danach wird der Rotor in eine konzentrierte wässrige Lösung von Kalzium-, Magnesium, Zink- oder Ammoniumsalz
oder Ammoniak oder Säure oder eine Mischung hiervon eingetaucht.
Die bei den beiden Eintauchvorgängen verwendeten Stoffe sind solcher Art, daß sich ein in Wasser
schwerlöslicher Niederschlag oder Belag auf den Faserschichten bildet- Dieselbe Wirkung läßt sich
dadurch erzielen, daß man den Rotor in an sich bekannter Weise von einem Gas, z. B. Kohlenstoffdioxyd,
das mit der Wasserglaslösung reagiert, durchstreichen läßt. Der Niederschlag besteht aus Metall-Siliziumverbindungen
oder Siliziumdioxyd. Bei Benutzung einer Salzlösung als der zweiten Komponente wird diese
Lösung auf einer Zimmertemperatur übersteigenden Temperatur, zweckmäßig 90° C, gehalten.
Sodann wird der Rotor mit Wasser gespült, so daß bei der Fällung gebildete wasserlösliche Komponenten
beseitigt werden, und anschließend getroctf.net. Danach wird der Rotor in einem Ofen auf eine 650°C
übersteigende Temperatur erhitzt, wobei die Asbestfasern in pulverartigen Zustand übergehen. Diese
Temperatur ist jedoch nicht so hoch, daß eine Sinterung der Bestandteile stattfinden könnte. Der Rotor hat jetzt
die richtige Form, aber seine Schichten besitzen nur knapp eine so große Festigkeit, daß er einer weiteren
Behandlung unterworfen werden kann. Der somit eingetretene Verlust der Festigkeit hängt damit
zusammen, daß mit dem Überschreiten der Dehydriertemperatur die Faserstruktur verschwunden ist.
Der Rotor erhält nun eine zweite Tränkung mit Lösungen von zwei Komponenten, die zusammen einen
in Wasser schwerlöslichen Niederschlag oder Belag auf den Schichten bilden. Diese zweite Behandlung kann
grundsätzlich in derselben Weise erfolgen, wie oben als erste beschrieben wurde, und, hierbei können die
Komponenten andere oder auch, sogar am besten, dieselben sein wie bei der ersten Behandlung. Diesmal
finden nach dem Eintauchen in die zweite Komponente nur ein Ausspülen löslicher Reaktionsprodukte und eine
Trocknung für Entfernen des Wassers statt. Der Rotor besitzt eine sehr hohe Festigkeit, und der Belag oder
Niederschlag bildet ein zusammenhängendes Gerüst oder Skelett auch zwischen den einzelnen Schichten.
Von besonderer Bedeutung ist, daß einer in der vorbeschriebenen Weise erzeugten Struktur eine
beträchtliche Porigkeit gegeben werden kann, derart, daß der Körper mit für die vorgesehene Verwendung
wichtigen Stoffen, wie einem Sorptionsmittel, beispielsweise einem Salz, wie Lithiumchlorid oder einer
Aufschlämmung von feingepulvertem festem Sorptionsmittel, getränkt werden kann.
Wegen seiner Porigkeit kann der Körper auch ein zweckgeeigneter Träger für Katalysatorstoffe sein. In
diesem Fall kommt er nur mit einem gasförmigen Mittel in Kontakt.
Die zweite Behandlungsstufe läßt sich stattdessen auch mit einer Lösung von organischen Stoffen, wie
Melaminharzen oder Phenolharzen, verwirklichen. Stoffe dieser Art sind besonders bedeutungsvoll, wenn
an die Wasserunlöslichkeit des Tränkungsmittels hohe Ansprüche gestellt werden.
Claims (6)
1. Verfahren zur Heruellung eines Kontaktkörpers für wenigstens ein strömendes Mittel, wobei -i
Schichten aus Asbestfasern ganz oder teilweise gefaltet bzw. gewellt oder mit Ausbuchtungen
versehen werden, derart, daß sie sich an von einander getrennten Stellen gegeneinander abstützen
und dazwischen durchlaufende Kanäle für i;j strömende Mittel bilden, wonach den Schichten ein
oder mehrere anorganische Stoffe zugeführt werden, die einen Niederschlag auf den Asbestfasern
erzeugen, die ihrerseits so beschaffen sind, daß sie bei Erhitzung auf einen bestimmten Temperaturbereich
Kristallwasser abgeben, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktkörper in
diesem Zustand auf eine Temperatur innerhalb oder überhalb dieses Temperaturbereichs, aber unterhalb
der Sinterungstemperatur für die im Körper verbliebenen Stoffe erhitzt wird und daß der Körper
danach erneut mit wenigstens einem Stoff, vorzugsweise einem anorganischen Stoff, der die durch die
Umwandlung der Asbestfasern verlorene Festigkeit des Körpers wiederherstellt, behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur in der Erhitzungsstufe auf über 650° C erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endtemperatur in der
Erhitzungsstufe niedriger als 1000°C gehalten wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Behandlungsstufen
dieselben Stoffe verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden ir>
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Stoffe in den beiden Behandlungsstufen wasserlöslichsind.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der
miteinander reagierenden Stoffe eine wasserlösliche Siliziumverbindung ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |