DE2732553A1 - Verfahren zum impraegnieren von poroesen koerpern, insbesondere kohlenstoff- und graphitkoerpern, sowie impraegnieranlage zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren von
• porösen Körpern, insbesondere Kohlenstoff- und Graphitkörpern nach der Vakuum-Druck-Methode. Die Erfindung betrifft weiterhin eine integrierte Imprägnieranlage zur Durchführung des umweltfreundlichen und arbeitsmedizinisch unbedenklichen Imprägnierverfahrens.
• Bekannte Technologien zur Imprägnierung von porösen Körpern sind das Tauchverfahren, das Vakuum und das Vakuum-Druck-Verfahren.
• Das Taudirerfahren, bei dem poröse Körper in ein Imprägniermittel getaucht werden, hat den Nachteil, daß das Imprägniergut in der Regel nicht genügend durchimprägiiiert wird. Es hat deshalb nur eine untergeordnete Bedeutung erlangt.
• Beim Vakuümverfahren werden die zu imprägnierenden Körper zunächst evakuiert, damit Hohlräume und Poren der Körper gasfrei sind. Dieses Verfahren kann nur dann angewendet werden, wenn das Imprägniermittel das Imprägniergut genügend gut benetzt und wenn genügend lange Imprägnierzeiten zur Verfügung stehen.
• Beim Vakuum-Druck-Verfahren wird das Imprägniergut in der Regel in einem Korb aus Lochblech in einen Druckkessel eingebracht. Der Kessel wird mit einem Deckel verschlossen und mit Hilfe einer Vakuumpumpe evakuiert. Hierdurch wird das Gas aus den Poren des Imprägnierguts abgesaugt. Nach Absperrung der Saugleitung und Öffnung der Zuleitung von einem Imprägniermittelbehälter wird aufgrund des im Kessel befindlichen Vakuums das Imprägniermittel angesaugt, bis es das Imprägniergut vollständig bedeckt. Nach Schließen des-Absperrventils zum Imprägniermittelbehälter wird der Kessel mit Druck beaufschlagt. Nach einer bestimmten Imprägnierzeit, die sich nach dem eingesetzten Gut richtet, wird das Imprägniermittel in den Vorratsbehälter zurückgedrückt und die Anlage belüftet. Anschließend wird der Korb aus Lochblech in einen zweiten Korb umgesetzt, wo das noch anhaftende Imprägniermittel mit einem Lösungsmittel abgespült wird.
• Hiernach schließt sich eine Trocknung des Imprägnierguts an.
• Im Falle einer Imprägnierung mit Flüssigharz muß das Imprägniergut in Trockenschränken sehr behutsam ausgehärtet werden, um ein Austreten des Harzes aus den Poren zu verhindern.
• Trotzdem tritt je nach Ausgangsporosität mehr oder weniger Harz aus den Poren aus und haftet an der Oberfläche der porösen Körper. Dieses ausgetretene Harz muß anschließend mechanisch von dem Imprägniergut enfernt werden.
• Die bisher angewendeten Verfahren haben den gemeinsamen Nachteil, daß je nach verwendetem Imprägnier- und Spülmittel gesundheitsschädliche Gase und Dämpfe beim Öffnen der Anlagen in den Arbeitsraum gelangen können. Beim anschließenden Trocknen bzw. Aushärten müssen die Lösungsmitteldämpfe aus der Abluft beseitigt werden. Durch das Belüften der Anlage nach dem Imprägniervorgang tritt wieder ein Teil des noch flüssigen Imprägniermittels aus den Poren aus. Beim Spülen des Imprägnierguts mit Lösungsmittel werden häufig nicht nur die Oberflächen gereinigt, sondern es werden zusätzlich die Randzonen der porösen Körper ausgewaschen, was selbstverständlich unerwünscht ist, insbesondere wenn das Imprägniergut aus fertigbearbeiteten Teilen besteht.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Imprägnierverfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das die aufgezeigten Nachteile in arbeitsmedizinischer und qualitativer Hinsicht der bisher bekannten Verfahren nicht aufweist. Zur Aufgabe gehört es auch, eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zweckmäßige Imprägnieranlage zu schaffen.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach der Füllung der Poren der porösen Körper mit Imprägniermittcl unter Aufrechterhaltung oder Erhöhung des Imprägnierdrucks das überschüssige Imprägniermittel abgeschleudert wird, die porösen Körper anschließend mit einem Lösungsmittel gespült werden und daß dann die Körper zur Trocknung und/oder Aushärtung des Imprägniermittels erhitzt werden.
• Zur Durchführung des Imprägnierverfahrens wird erfindungsgemäß eine integrierte Imprägnieranlage vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen als doppelwandiges Druckgefäß ausgeführten Imprägnierkessel mit abnehmbarem Deckel und Boden, einem auswechselbaren Lochblechkorb zur Aufnahme des- Imprägnierguts, einer Durchführung im Boden, durch die eine einerseits mit dem Korb und andererseits mit einem Antrieb versehene Welle geführt ist, einem durch eine Durchführung im Deckel geführten und im Zentrum des Korbes angeordneten Tauchspülrohr, in das eine Zuleitung einmündet, die mit einem oder mehreren Lösungsmittelbehältern verbunden ist, einer in den Kessel geführten Saug- und Druckleitung mit Absperrungen, die mit einer Vakuumpumpe bzw. einem Kompressor verbunden ist und einer weiteren Zu- bzw. Ableitung, die über verschiedene Rohrleitungen, Absperr- und Regelorgane mit einem oder mehreren Imprägniermittelvorratsbehältern, einer Lösungsmittelreinigungsanlage und einem oder mehreren Lösungsmittelvorratsbehältern verbunden ist sowie durch eine Heizeinrichtung des Imprägnierkessels.
• Hauptmerkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß bei der gesamten Imprägnierung das Imprägniergut in einem Kessel verbleibt und alle notwendigen Verfahrensschritte in einem geschlossenen System erfolgen.
• Hieraus ergibt sich der bedeutsame Vorteil, daß das Verfahren umweltfreundlich und arbeitsmedizinisch unbedenklich ist.
• Ein weiterer Vorteil ist die bessere Qualität der imprägnierten Körper.
• Das Verfahren folgt in seiner ersten Stufe dem bekannten Vakuum-Druck-Verfahren. Nach der Füllung der Poren mit Imprägniermittcl wird der Kessel jedoch nicht belüftet, sondern der Imprägnierdruck wird aufrecht erhalten oder kann, falls dies erwünscht ist, noch erhöht werden. Durch Umdrehung des Korbes wird zunächst das überschüssige Imprägniermittel unter Fliehkrafteinwirkung abgeschlcudert und in den Imprägniermittelvorratsbehälter gedrückt. Danach wird ein Lösungsmittel über ein Tauchspülrohr, das in der Regel im Zentrum des Korbes angeordnet ist, über das Imprägniergut gesprüht, wodurch das oberflächlich anhaftende Imprägniermittel von den Körpern abgelöst und mit dem Lösungsmittel aus dem Kessel ausgebracht wird. Eine anschließende heizung des Kessels erlaubt eine Trocknung oder Aushärtung des Imprägniermittels, wobei durch die Aufrechterhaltung des Drucks kein Imprägniermittel aus den Poren der Körper austreten kann. Es werden hierdurch z.B.
• dichte Kohlenstoff- oder Graphitkörper erhalten, wie sie für viele Anwendungen gefordert werden.
• Im folgenden soll die erfindungsgemäße Imprägnieranlage zur Durchführung des Verfahrens an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
• Die Figur zeigt einen als doppelwandiges Druckgefäß ausgebildeten Imprägnierkessel 1 mit einem abnehmbaren Deckel 2 und einem Boden 3, der ebenfalls abnehmbar ausgebildet sein kann. Im BetriebEzustand befindet sich ein zylindrischer Lochblechkorb 4 mit dem Imprägniergut 5 aus porösen Körpern im Kessel 1, und zwar kraftschlüssig verbunden mit einer Welle 6, die durch eine abgedichtete Durchführung 7 im Boden 3 des Kessels 1 nach außen geführt ist und dort mit einem Antrieb 8 verbunden ist. Mit hilfe dieses regelbaren Antricbs 8 kann der Korb 4 in eine Drehbewegung versetzt werden.
• Der Korb 4 besitzt ein gelochtes Rohr 9, das sich über die gesamte Länge des Korbes im Zentrum erstreckt. Dieses Rohr 9 hat die Aufgabe, ein vertikal verschiebbares Tauchspülrohr 10 aufzunehmen, durch das das Lösungsmittel in den Kesselinnenraum bzw. gegen die imprägnierten Körper gesprüht wird. Das Tauchspülrohr 10 wird, nachdein der Deckel 2 geschlossen ist, durch die Durchführung 11 im Deckel 2 eingefahren und an die Zuleitung 12 für das Lösungsmittel angeschlossen. Es ist jedoch auch möglich, das Tauclispülrohr 10 fest mit dem Deckel 2 zu verbinden.
• Nach einer anderen Ausführungsvariante ist es auch möglich, das Tauchspülrohr 10 in einem auf dem Deckel 2 aufgesetzten Dom unterzubringen und es von dort mit Hilfe eiiies Antriebs in das Rohr 9 einzufahren. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß das Tauchspülrohr 10 erst unmittelbar vor dem eigentlichen Spülvorgang in den Korb 4 eingefahren wird.
• Die Evakuierung bzw. Druckerzeugung im Kessel 1 erfolgt in an sich bekannter Weise über eine Saug- und Druckleitung 13, die über Absperrorgane die Verbindung zu einer Vakuumpumpe 14 bzw. einem Kompressor 15 herstellt.
• Zur Aufnahme der Imprägniermittel besitzt die Anlage einen oder mehrere Imprägniermittelvorratsbehälter 16, die über die Zu- und Ableitung 17, 18 mit dem Kessel 1 verbunden sind.
• An die Zu- und Ableitung ist eine weitere Leitung 19 angeschlossen, die zu einer Pumpe 20 führt, die über eine Lösungsmittelreinigungsanlage, bestehend aus Destillierblase 21, Kondensator 22 und Kühler 23 oder auch direkt mit einem oder mehreren Lösungsmittelbehältern 24 verbunden ist.
• In die Zuleitung 25 für das Lösungsmittel ist eine weitere Pumpe 26 sowie ein Wärmetauscher 27 zwischengeschaltet.
• Der Kessel 1 ist in bekannter Weise mit einer Heizeinrichtung (nicht dargestellt) ausgerüstet, die beispielsweise ein Dampferzeuger oder eine Thermalölanlage sein kann. Die Heizung des Kessels erfolgt in der Weise, daß das wärmeübertragende Medium in einem Kreislauf durch den Raum zwischen den beiden Kesselwänden geführt wird.
• Im Rahmen der Erfindung bietet sich für den Fachmann über das oben beschriebene Ausführungsbeispiel hinaus eine Vielzahl von Vereinfachungs- und Verbesserungsmöglichkeiten der Erfindung.
• Leerseite

Claims (12)

1. Verfahren zuw irnprägiiiercii VOII porösen Körpern, insbesondere Kohlenstoff- und Graphitkörpern, sowie Imprägnieranlage zur Durchführung des Verfahrens P a t e ii t a n 5 p r ü c 11 e li Verfahren zum Imprägnieren von porösen Körpern, insbesondere Kohlenstoff- und Graphitkörpern nach der Vakuumdruckmethode, wobei poröse Körper in einem Lochblechkorb in einen Imprägnierkessel gegeben werden, dieser anschließend evakuiert wird und dann in diesem das Imprägniermittel unter Druck in die Poren der porösen Körper gedrückt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß nach der Füllung der Poren der porösen Körper mit Imprägniermittel unter Aufrechterhaltung oder Erhöhung des Imprägnierdruckes das überschüssige Imprägniermittel abgeschleudert wird, die porösen Körper anschließend mit einem Lösungsmittel gespült werden und daß dann die Körper zur Trocknung und/oder Aushärtung des Imprägniermittels erhitzt werden, wobei der zum Imprägnieren aufgebrachte Druck während aller anschließenden Verfahrensschritte aufrecht erhalten bleibt oder erhöht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das überschüssige Imprägniermittel durch Umdrehung des Korbes unter Fliehkrafteinwirkung abgeschleudert wird und aus dem Imprägnierkessel zurück in Imprägniermittelvorratsbehälter gedrückt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Körper nach Abschleudern des Imprägniermittels mit einem Lösungsmittel unter Überdruck besprüht werden, wobei die Umdrehung des Korbes aufrecht erhalten wird und daß das Lösungsmittel mit dem restlichen überschüssigen Imprägniermittel in einen Lösungsmittelvorratsbehalter gedrückt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Lösungsniittel aus einem Tauchspülrohr im Zentrum des Korbes gesprüht wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das verschmutzte Lösungsmittel nach Verlassen des Imprägnierkessels gereinigt wird und erst dann in den Lösungsmittelvorratsbehälter gedrückt wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß während der Aufheizung des Imprägnierguts zur Trocknung und/oder Aushärtung des Imprägnicrmittels der Korb weiterhin in Eindrehung gehalten wird.
7. 7. Integrierte Imprägnieranlage zum Imprägnieren von porösen Körpern nach dem Vakuumdruckverfahren, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, g e k e n n z e i c h n e t durch einen als doppelwandiges Druckgefäß ausgeführten Imprägnierkessel mit abnehmbarem Deckel und Boden, einem auswechselbaren Lochblechkorb zur Aufnahme des Imprägnierguts, einer Durchführung im Boden, durch die eine einerseits mit dem Korb und andererseits mit einem Antrieb versehene Welle geführt ist, einem durch eine Durchführung im Deckel geführten und im Zentrum des Korbes angeordneten Tauchspülrohr, in das eine Zuleitung einmündet, die mit einem oder mehreren Lösungsmittelbehältern verbunden ist, einer in den Kessel geführten Saug- und Druckleitung mit Absperrungen, die mit einer Vakuumpumpe bzw. einem Kompressor verbunden ist und einer weiteren Zu- bzw. Ableitung, die über verschiedene Rohrleitungen, Absperr- und Hegel organe mit einem odcr mehreren Imprägniermittclvorratsbehältern, einer Lösungsmittelreinigungsanlage und einem oder mehreren Lösungsniittelvorratsbehältern verbunden ist sowie durch eine iieizeinri citung des Imprägnierkes sel 5.
8. 8. Impragnieranlage nacli Anspruch 7, d a d u r c Ii g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Lochblechkorb ein zentrisch angeordnetes gelochtes Hohr aufweist.
9. 9. Imprägnieranlage nach Anspruch 7 und 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Tauchspülrohr in einem Dom im Deckel untergebracht ist und durch einen elektromechanischen Antrieb in das zentrisch angeordnete gelochte Rohr des Lociiblechkorbes abgesenkt werden kann.
10. 10. Imprägnieranlage nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß in die Zuleitung zwischen Lösungsmittelbehältern und Tauchspülrohr eine Pumpe und ein Wärmetauscher geschaltet ist.
11. 11. Imprägnieranlage nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Lösungsmittelreinigungsanlage aus einer Pumpe, einer Destillierblase, einem Kondensator und einem Kühler sowie einem Wasserabscheider besteht.
12. 12. Imprägnierahlage nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Heizeinrichtung des Kessels aus einem Dampferzeuger oder einer Thermalölanlage, einer Regeleinrichtung am Kessel und einer Zu- und Ableitung zum Doppelmantel des Kessels besteht.