DE2941859A1 - Protective layer for liquid oxygen handling equipment - is PTFE enclosing glass fibre reinforced tubes supporting double-walled tank lining - Google Patents

Protective layer for liquid oxygen handling equipment - is PTFE enclosing glass fibre reinforced tubes supporting double-walled tank lining

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Abstract

Parts of appts. which come into contact with oxygen or gases containing oxygen are protected by a PTFE layer. The layer may be applied on the outside of glass fibre reinforced tubing. This protected tubing may be used on liquid air or liq. oxygen tanks or air fractionating equipment. The system may be used for a double walled liquid oxygen tank. The inner and outer walls both have sockets welded to them, projecting into the intermediate space. The glass fibre reinforced tube fitted into these sockets carries a PTFE layer which protects the tube in the event of a leakage into the intermediate space.

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAPTLINDE AKTIENGESELLSCHAPT

(H 1150) H 7< (H 1150) H 7 <

Fa/Vo 15.10.1979Fa / Vo October 15, 1979

Verwendung von Polytetrafluoräthylen Use of polytetrafluoroethylene

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Polytetrafluoräthylen (PTFE) und einen mit Sauerstoff oder einem sauerstoffreichen Gas in Verbindung kommenden Apparateteil.The invention relates to the use of polytetrafluoroethylene (PTFE) and one with oxygen or one rich in oxygen Part of the apparatus coming into contact with the gas.

Ss ist bekannt, daß beim Umgang mit flüssigem Sauerstoff und sauerstoffreichem Gas hohe Sicherheitsanforderungen gestellt werden. Der Grund hierfür ist, daß viele Stoffe beispielsweise bei Schlagbeanspruchung unter äußerst heftigen, zum Teil explosionsartigen Verbrennungen mit flüssigem Sauerstoff reagieren. Aus diesem Grund scheiden einige Material lien, wie z.B. die meisten Kunststoffe, für Apparateteile, die mit flüssigem Sauerstoff oder einem sauerstoffreichen Gas in Berührung kommen, von vorneherein aus.It is known that high safety requirements are imposed when handling liquid oxygen and oxygen-rich gas will. The reason for this is that many substances, for example when exposed to impact under extremely violent, sometimes explosive burns react with liquid oxygen. Because of this, some material is divorced lien, such as most plastics, for apparatus parts that use liquid oxygen or an oxygen-rich Come into contact with gas, right from the start.

Andererseits sollen bestimmte Apparateteile, die mit flüssigem Sauerstoff in Berührung gelangen, besonders schlechte Wärmeleiter sein, um VerdampfungsVerluste so gering wie möglich zu halten. Diese Forderung steht jedoch oftmals im Widerspruch zu den Sicherheitsbestimmungen, die viele schlechte Wärmeleiter, wie beispielsweise Epoxidharz, wegen ihrer Reaktion mit Sauerstoff nicht zulassen, so daß aufOn the other hand, certain parts of the apparatus that come into contact with liquid oxygen are said to be particularly bad ones Be a heat conductor in order to minimize evaporation losses to keep. However, this requirement often contradicts the safety regulations that many poor heat conductors, such as epoxy resin, do not allow them to react with oxygen, so that on

Form. 5729 7.78Shape. 5729 7.78

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andere Werkstoffe zurückgegriffen werden muß, die aber oftmals teurer sind und/oder nicht die erwünschten Eigenschaften, wie ein niedriges Wärmeleitvermögen und hohe Festigkeit, aufweisen.other materials have to be used, which are often more expensive and / or do not have the desired properties, such as low thermal conductivity and high strength.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine größere Anzahl von thermisch geeigneten Werkstoffen für Apparateteile, die mit flüssigem Sauerstoff oder einem sauerstoffreichen Gas in Berührung kommen, verwendbar zu machen. 10The invention is therefore based on the object of providing a larger number of thermally suitable materials for apparatus parts, that come into contact with liquid oxygen or an oxygen-rich gas, usable. 10

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung von PTFE als für O^ geeignetes Schutzmaterial für Apparateteile, die mit Sauerstoff oder einem sauerstoffreichen Gas in Berührung kommen.
15This object is achieved according to the invention through the use of PTFE as a protective material suitable for O ^ for apparatus parts that come into contact with oxygen or an oxygen-rich gas.
15th

Durch den Überzug aus einer Schicht mit PTFE wird eine direkte Berührung der Apparateteile mit Sauerstoff oder sauerstoffreichen Gasen verhindert. Das PTFE reagiert nicht mit Sauerstoff und kann deshalb gefahrlos damit in Berührung gebracht werden.Due to the coating of one layer with PTFE, direct contact of the apparatus parts with oxygen or oxygen-rich gases prevented. The PTFE reacts not with oxygen and can therefore be brought into contact with it without risk.

Es ist mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung nunmehr möglich, derartige Apparateteile auch aus solchen Werkstoffen zu fertigen, die nicht unmittelbar mit Sauerstoff in Berührung kommen dürfen. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß den jeweiligen Anforderungen bezüglich Wärmeleitfähigkeit oder Festigkeit entsprechend immer optimale Werkstoffe eingesetzt werden können, ohne daß Rücksicht auf deren etwaige Reaktionen mit Sauerstoff genommen werden müßte.With the subject matter of the present invention, it is now possible to produce such apparatus parts from such To manufacture materials that must not come into direct contact with oxygen. This will give the benefit achieved that the respective requirements regarding thermal conductivity or strength according to always optimal materials can be used without consideration any reactions with oxygen would have to be taken into account.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes enthalten die mit PTFE überzogenen Apparateteile glasfaser- oder kohlefaserstoffverstärkten Kunststoff. 35In a preferred embodiment of the subject matter of the invention the PTFE-coated apparatus parts contain glass fiber or carbon fiber reinforced plastic. 35

Form. S72t 7.71Shape. S72t 7.71

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Glasfaserverstärkter Kunststoff wird wegen seiner hohen Festigkeit und seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit geschätzt. Seine Verwendung ist jedoch bis jetzt für Bauteile, die in Berührung mit flüssigem Sauerstoff oder sauerstoffreichem Gas kommen, nicht zulässig. Sind jedoch diese Kunststoffbauteile gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Mantel aus PTFE überzogen, so können sie gefahrlos verwendet werden.Glass fiber reinforced plastic is valued for its high strength and low thermal conductivity. However, until now it has been used for components that come into contact with liquid oxygen or oxygen-rich gas is not permitted. However, these plastic components are in accordance with the present invention Covered with a jacket made of PTFE, they can be used safely.

So kann erfindungsgemäß PTFE als Überzugsmaterial für Teile von Speicherbehältern für flüssige Luft oder flüssigen Sauerstoff oder von Luftzerlegern eingesetzt werden.Thus, according to the invention, PTFE can be used as a coating material for parts of storage containers for liquid air or liquid Oxygen or used by air separators.

Als besonders zweckmäßig erweist sich die erfindungsgemäße Verwendung von PTFE als Überzug-Schutzmaterial für Abstützungen des Innenbehälters in einem doppelwandigen Behälter für flüssigen Sauerstoff.The use of PTFE according to the invention as a protective coating material for supports has proven to be particularly expedient of the inner container in a double-walled container for liquid oxygen.

Zur Speicherung von flüssigem Sauerstoff werden doppelwandige Behälter verwendet, wobei der Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter zur Wärmeisolierung evakuiert oder mit einer Schüttung aus einem schlecht wärmeleitenden Material gefüllt ist. Der Innenbehälter stützt sich dabei an Abstützungen am Außenbehälter ab. Die Ab-Stützungen müssen aus einem sehr schlecht wärmeleitenden Material hergestellt sein. Da beim Auftreten von Lecks am Innenbehälter flüssiger oder gasförmiger Sauerstoff an die Abstützungen gelangt, sind diese erfindungsgemäß mit PTFE überzogen, so daß die Abstützungen unbedenklich aus einem Material hergestellt sein können, das mit Sauerstoff reagieren würde.Double-walled ones are used to store liquid oxygen Container used, with the space between the inner and outer container evacuated for thermal insulation or is filled with a bed made of a poorly thermally conductive material. The inner container supports on supports on the outer container. The ab-supports must be made of a very poorly thermally conductive material Material to be made. Since if leaks occur on the inner container, liquid or gaseous oxygen to the Supports reached, these are according to the invention with PTFE coated so that the supports can safely be made of a material that reacts with oxygen would.

Es ist günstig, wenn gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes der PTFS-Überzug im Falle rohrförmiger Apparateteile durch einen Schlauch gebildet ist, der durchIt is advantageous if according to an embodiment of the subject matter of the invention In the case of tubular apparatus parts, the PTFS coating is formed by a hose that passes through

Form. 5729 7.7SShape. 5729 7.7S

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das Rohr durchgezogen und außerdem über das Rohr gestülpt ist und dessen beide Enden über einen der Ränder des Roh res ragen, wobei der Zwischenraum zwischen den Enden mit PTFE ausgegossen ist. the tube is pulled through and also slipped over the tube and both ends of which protrude over one of the edges of the tube res, the space between the ends being filled with PTFE.

Ein Beispiel für einen rohrförmigen Apparateteil ist die schon erwähnte Abstützung für den Innenbehälter eines doppeIwandigen Speicherbehälters für flüssigen Sauerstoff oder flüssige Luft, die vorzugsweise rohrförmig ausgebildet ist. An example of a tubular apparatus part is the already mentioned support for the inner container of a double- walled storage container for liquid oxygen or liquid air, which is preferably tubular .

Ein überzug in Form eines Schlauches, wie er erfindungsge- mäß vorgeschlagen wird, hat den Vorteil, daß er sich be sonders leicht herstellen und aufbringen läßt. Das Rohr ist hierbei von einem durchgehenden Schlauch umhüllt, der an einem Ende des Rohres beginnt, an der Rohrinnenwand entlang verläuft, am anderen Rohrende umgestülpt ist und an der Rohraußenwand zurück verläuft. Die beiden Rohrwände und ein Rohrende sind somit mit dem PTFE-Schlauch umman- A coating in the form of a hose, as proposed according to the invention, has the advantage that it is particularly easy to manufacture and apply. The tube is encased in this case by a continuous hose which begins at one end of the tube, runs along the inner wall of the tube, is turned inside out at the other end of the tube and runs back along the outer wall of the tube. The two pipe walls and one end of the pipe are thus wrapped in the PTFE hose.

2Q telt. Um auch das zweite Rohrende abzudichten, stehen bei de Enden des Schlauches über das Rohrende über und der sich ergebende ringförmige Zwischenraum zwischen dem inne ren und dem äußeren Schlauchabschnitt ist mit PTFE ausgegossen. 2Q telt. In order to also seal the second pipe end, the ends of the hose protrude beyond the pipe end and the resulting annular space between the inner and outer hose section is filled with PTFE .

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben: Further details of the present invention are described using a schematically illustrated embodiment :

-Λ Hierbei zeigt die Figur einen Ausschnitt aus einem doppelwan- digen Behälter zur Speicherung von flüssigem Sauerstoff. The figure shows a section of a double-walled container for storing liquid oxygen.

Der Behälter ist aus einem Innenbehälter 1, der den gespeicherten Sauerstoff enthält, und einem den Innenbehälter mit „ Abstand umgebenden Außenbehälter 2 zusammengesetzt. Der The container is composed of an inner container 1, which contains the stored oxygen, and an outer container 2 surrounding the inner container at a distance. Of the

Fann. S7B 7.7· · — .Fann. S7B 7.7 · · -.

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Raum zwischen Innen- und Außenbehälter ist evakuiert. Der Innenbehälter stützt sich über eine Abstützung am Außenbehälter 2 ab. Hierzu ist eine vom Innenbehälter nach außen weisende Buchse 4 und koaxial ihr gegenüber am Außenbehälter eine vom Außenbehälter nach innen weisende Buchse 3 befestigt. Die Buchsen 3, 4 sind aus Metall gefertigt und mit den Behälterwänden verschweißt. Sie dürfen einander nicht direkt berühren, um eine Wärmeübertragung vom Außenbehälter 2 auf den Innenbehälter 1 zu verhindern.The space between the inner and outer container is evacuated. The inner container is supported by a support on the outer container 2 from. For this purpose, there is a bushing 4 pointing outwards from the inner container and coaxially opposite it on Outer container fastened a bushing 3 pointing inwards from the outer container. The sockets 3, 4 are made of metal and welded to the container walls. They must not touch each other directly in order to transfer heat from the outer container 2 to the inner container 1.

Die Verbindung zwischen den beiden Buchsen 3, 4 ist durch eine rohrförmige Abstützung 5 aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt, die erfindungsgemäß vollständig mit PTFE ummantelt ist. Hierzu ist auf der Rohrinnenseite und Rohraußenseite ein Schlauch 6 aus PTFE aufgebracht.The connection between the two sockets 3, 4 is through a tubular support 5 made of glass fiber reinforced Manufactured plastic that is completely coated with PTFE according to the invention. This is done on the inside of the pipe and a tube 6 made of PTFE is applied to the outside of the tube.

Der Schlauch 6 verläuft vom oberen Rand der Abstützung entlang ihrer Innenwand zum unteren Rand, ist dort nach außen umgestülpt und verläuft an der Außenwand zum oberen Rand der Abstützung 5 zurück. Beide Enden des Schlauches stehen über das Rohrende hinaus. Der dort entstehende Zwischenraum ist, um auch den Rand des Rohrs vollkommen nach außen abzudichten, mit PTFE-Vergußmasse ausgefüllt. Die Abstützung 5 ist zweckmäßigerweise mit einer der Buchsen fest verbunden und in der zweiten Buchse gleitend gelagert, um thermische Bewegungen zwischen den Behältern ausgleichen zu können.The hose 6 runs from the upper edge of the support along its inner wall to the lower edge, is there after turned inside out and runs back on the outer wall to the upper edge of the support 5. Both ends of the hose stand over the end of the pipe. The space created there is perfect around the edge of the pipe to be sealed to the outside, filled with PTFE potting compound. The support 5 is expediently connected to one of the sockets firmly connected and slidably mounted in the second socket to prevent thermal movements between the containers to be able to compensate.

Wenn nun am Innenbehälter 1 ein Leck entsteht, gelangt flüssiger oder gasförmiger Sauerstoff in den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenbehälter. Auch wenn die Abstützung 5 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt ist - als Beispiel sei ein mit Glasseide verstärktes Epoxidharz genannt - besteht keine Brand- oder Explosionsgefahr durch das Austreten von Sauerstoff, da der Überzug aus PTFE jeden Kontakt des Sauerstoffs mit der Abstützung 5 verhindert.If a leak now occurs in the inner container 1, liquid or gaseous oxygen gets into the space between inner and outer container. Even if the support 5 is made of a glass fiber reinforced plastic is manufactured - as an example, an epoxy resin reinforced with glass fiber is mentioned - there is no fire or fire hazard Risk of explosion due to the escape of oxygen, there the coating made of PTFE prevents any contact of the oxygen with the support 5.

Form. $729 7.78Shape. $ 729 7.78

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-β--β-

Bei der Materialauswahl für die Abstützung 5 braucht daher keine Rücksicht auf das Verhalten gegenüber Sauerstoff genommen zu werden. Vielmehr kann ein Material verwendet werden, das den Zweck der Abstützung am besten dienende Eigenschaften aufweist, also vor allem niedrige Wärmeleitfähigkeit und hohe Festigkeit.When selecting the material for the support 5, therefore, no consideration needs to be given to the behavior towards oxygen to become. Rather, a material can be used that best serves the purpose of the support Has properties, so above all low thermal conductivity and high strength.

Als weiteres Beispiel für ein solches Material sei Kohlefaserstoff genannt. 10 Es versteht sich von selbst, daß der Erfindungsgegenstand nicht auf die beschriebene Behälterabstützung beschränkt ist. Z.B. läßt sich der Erfindungsgegenstand mit Vorteil bei Rohrleitungen für flüssigen oder gasförmigen Sauerstoff und allgemein für alle Bauteile, die mit einem sauerstoff reichen Gas und/oder mit flüssigem Sauerstoff in Verbindung kommen, anwenden.Another example of such a material is carbon fiber. 10 It goes without saying that the subject of the invention is not limited to the container support described. E.g. the subject of the invention can be used with advantage in pipelines for liquid or gaseous oxygen and generally for all components that use oxygen rich gas and / or come into contact with liquid oxygen.

Form. J7» 7.78Shape. J7 »7.78

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Claims (1)

(H 1150) H 79/82 (H 1150) H 79/82 Fa/Vo 15.10.1979Fa / Vo October 15, 1979 PatentansprücheClaims 1. Verwendung von Polytetrafluoräthylen als Schutzmaterial für mit Sauerstoff oder einem sauerstoffreichen Gas in Berührung kommende Apparateteile.1. Use of polytetrafluoroethylene as a protective material for having oxygen or an oxygen-rich one Parts of the apparatus coming into contact with gas. 2. Verwendung von Polytetrafluoräthylen als Schutzmaterial nach Anspruch 1 für Apparateteile, die glasfaserverstärkten oder kohlefaserstoffverstärkten Kunststoff enthalten.2. Use of polytetrafluoroethylene as a protective material according to claim 1 for parts of the apparatus which are glass fiber reinforced or carbon fiber reinforced plastic. Verwendung von Polytetrafluoräthylen als Schutzmaterial >~/r nach Anspruch 1 oder 2 für Teile eines Speicherbehälters für flüssigen Sauerstoff oder flüssige Luft oder eines Luftzerlegers.Use of polytetrafluoroethylene as protective material > ~ / r according to claim 1 or 2 for parts of a storage container for liquid oxygen or liquid air or an air separator. 4. Verwendung von Polytetrafluoräthylen nach Anspruch 1 bis 3 für Teile, die Abstützungen (5) für den Innenbehälter (1) eines doppelwandigen Behälters für flüssigen Sauerstoff darstellen.4. Use of polytetrafluoroethylene according to claim 1 to 3 for parts, the supports (5) for the inner container (1) represent a double-walled container for liquid oxygen. Form. S729 7.78Shape. S729 7.78 130018/0169130018/0169 5· Mit Sauerstoff oder einem säuerstoffreichen Gas, insbesondere in flüssiger Form, in Berührung kommender Apparateteil, dadurch gekennzeichnet, daß der Apparateteil mit Polytetrafluorathylen überzogen ist. 55 · With oxygen or an oxygen-rich gas, especially in liquid form, apparatus part coming into contact, characterized in that the apparatus part is coated with polytetrafluoroethylene. 5 6. Apparateteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Polytetrafluoräthylen-Überzug im Falle rohrförmiger Apparateteile durch einen Schlauch gebildet ist, der durch das Rohr durchgezogen und außerdem über das Rohr gestülpt ist und dessen beide Enden über einen der Ränder des Rohres ragen, wobei der Zwischenraum zwischen den Schlauchenden mit Polytetrafluorathylen (7) ausgegossen ist.6. Apparatus part according to claim 5, characterized in that the polytetrafluoroethylene coating is formed in the case of tubular apparatus parts by a hose which is pulled through the tube and also slipped over the tube and both ends of which protrude over one of the edges of the tube, wherein the space between the hose ends is filled with polytetrafluoroethylene (7). Form. 5729 7.7·Shape. 5729 7.7 130018/0169130018/0169
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