DE3311953A1 - Process for making a reactor cylinder for a radiant heater, and reactor cylinder - Google Patents
Process for making a reactor cylinder for a radiant heater, and reactor cylinderInfo
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Abstract
Description
Laurence B. Craig, 116 Duck Pond Road, Glen Cove, Ν.Υ.,υΐ Alfred J. Farina, 1939 Anita Court, Baldwin, N.Y.,USALaurence B. Craig, 116 Duck Pond Road, Glen Cove, Ν.Υ., υΐ Alfred J. Farina, 1939 Anita Court, Baldwin, N.Y., USA
Verfahren zum Herstellen eines Reaktorzylinders für eine Strahlungsheizung, sowie ReaktorzylinderProcess for producing a reactor cylinder for radiant heating, as well as reactor cylinder
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Reaktorzylinders für eine Strahlungsheizung sowie einen Reaktor zylinder zur Verwendung in eine.r Strahlungsheizung.The invention relates to a method for producing a reactor cylinder for radiant heating as well as a reactor cylinder for use in a.r Radiant heating.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich also allgemein auf einen thermokatalytischen Reaktor des Typs, der in Strahlungsheizeinheiten eingesetzt wird und auf ein Verfahren, denselben herzustellen.The present invention thus relates generally to a thermocatalytic reactor of the type shown in Radiant heating units is used and a method to manufacture the same.
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BOEHMERT & ROEfIMEPT- : . q ^ «BOEHMERT & ROEfIMEPT- :. q ^ «
Der Reaktor der vorliegenden Erfindung ist besonders zur Verwendung in einem Strahlungsheizofen vom Typ mit flammloser Gasverbrennung ausgelegt. Bei derartigen Heizungen wird eine thermokatalytische Reaktion an oder nahe der äußeren Oberfläche eines thermokatalytischen ReaktorZylinders aufrechterhalten, welche diesen dazu veranlasst, zu glühen und dementsprechend - Strahlungsenergie "abzugeben.The reactor of the present invention is particularly for use in a radiant heating furnace of the flameless gas combustion type. In such heaters, a thermocatalytic reaction occurs on or near the outer surface of a maintaining the thermocatalytic reactor cylinder, which causes it to glow and, accordingly, to give off - radiant energy ".
Ein Beispiel eines derartigen flammlosen Strahlungsheizers, der einen thermokatalytischen Reaktor einschließ^ ist im US-Patent Nr. 3 275 497, mit dem Titel "Verfahren zum Formen eines Verbrennungsqlementes aus keramischen Fasern auf einem porösen Träger" beschrieben, das am 25.September 1966 Gerhard Weiss et al erteilt wurde, wobei der Inhalt derselben ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung und durch Bezugnahme darauf aufgenommen wird.An example of such a flameless radiant heater that uses a thermocatalytic The reactor is included in U.S. Patent No. 3,275,497, entitled "Method of Shaping a Combustion Element made of ceramic fibers on a porous carrier ", which on September 25, 1966 Gerhard Weiss et al, the contents of which are expressly incorporated into the present description and by Reference to it is incorporated.
Bei derartigen Strahlungsheizungen bildet den thermokatalytischen Reaktor typischerweise ein feuerfester Zylinder, der an einem Ende eingeschlossen ist. Eine Vielzahl einzelner, amorphery- anorganischer Fasern' werden üblicherweise in der homogenen, porösen Wandstruktur des Reaktorzylinders angeordnet. Das offene Ende des Reaktorzylinders wird üblicherweise auf einem hohlen Paßstück angeordnet,- welches sich durch einen Metall-Reflektor erstreckt. Eine brennbare Luft/Gasmischung wird sodann durch das Zentrum des Zylinders geleitet, wobei die Poren der Reaktorzylinderwand die Außenoberfläche desselben bei Verbrennung zum Glühen veranlassen. Reaktoren dieses Typs bleiben üblicherweise längere Zeiträume thermisch stabil bei relativ hohen Betriebstemperaturen.In the case of such radiant heating systems, the thermocatalytic reactor typically forms a fireproof one Cylinder enclosed at one end. A multitude of individual, amorphous-inorganic fibers' are usually arranged in the homogeneous, porous wall structure of the reactor cylinder. The open one The end of the reactor cylinder is usually placed on a hollow fitting - which extends through a Metal reflector extends. A combustible air / gas mixture is then passed through the center of the cylinder passed, the pores of the reactor cylinder wall, the outer surface of the same when burned to glow cause. Reactors of this type typically remain thermally stable at relatively long periods of time high operating temperatures.
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Die vorher erwähnte Verbrennungsreaktion ist flammlos und aufgrund der relativ niedrigen thermischen Leitfähigkeit des Reaktorzylinders findet kein Rückschlagen der Reaktion in das Innere des Reaktorzylinders statt. Ein relativ hoher Prozentsatz vom Reaktorzylinder abgegebene thermische Energie ist Strahlungsenergie.The aforementioned combustion reaction is flameless and due to the relatively low thermal The conductivity of the reactor cylinder does not find any flashback of the reaction into the interior of the reactor cylinder instead of. There is a relatively high percentage of thermal energy given off by the reactor cylinder Radiant energy.
Bisher wurden Verbrennungsreaktorzylinder dieses Typs durch ein Verfahren hergestellt, welches die Zugabe eines Füll- oder Bindematerials,Heretofore, combustion reactor cylinders of this type have been manufactured by a process which includes the addition a filling or binding material,
während der Herstellung einschloß , um die reaktiven Komponenten aneinander zu binden. Wie beispielsweise im US-Patent Nr. 3 275 496 beschrieben, wurden die Komponenten der Zylinder, eingeschlossen Aluminiumoxid und kolloides Siliziumoxid.in einem Formbad vermischt und anschließend in Wasser dispergiert. Eine' wässrige Lösung Aluminiumnitrat wurde sodann zugegeben, um ein Gel zu bilden,welches sodann weiter in Wasser verdünnt wurde. Zerkleinerte Fasern, hergestellt aus einer Schmelze von Aluminiumoxid Al3O3 und .Siliziumdi oxid SiO _ wurden sodann zugegeben, um eine Aufschlämmung zu bilden. Eine bevorzugte Faser wurde aus Kaolin erhalten. Ein Füll- oder Bindemittel, wie beispielsweise Methylmethacrylat, wurde sodann zugegeben, um chemisch die Aluminiumfasern und das Siliziumdioxid zu verbinden .included during manufacture to bind the reactive components together. For example, as described in U.S. Patent No. 3,275,496, the components of the cylinders, including alumina and colloidal silica, were mixed in a molding bath and then dispersed in water. An aqueous solution of aluminum nitrate was then added to form a gel which was then further diluted in water. Chopped fibers made from a melt of aluminum oxide Al 3 O 3 and silicon dioxide SiO were then added to form a slurry. A preferred fiber has been obtained from kaolin. A filler or binder, such as methyl methacrylate, was then added to chemically bond the aluminum fibers and silica.
Die Aufschlämmung wurde sodann zu einem Reaktorzylinder durch Aufkleben ,auf einem auf einem Traget angebrachten Netz geformt, welches das Innenrohr des Reaktorzylinders wurde. Dieses Innenrohr würde typischerweise während des Ausformens des Zylinders mit der Saugleitung einer Pumpe verbunden und hinreichend lange in das Gelforrbac1.The slurry was then formed into a reactor cylinder by gluing it onto a mesh mounted on a stretcher which became the inner tube of the reactor cylinder. This inner tube would typically be connected to the suction line of a pump during the shaping of the cylinder and be inserted into the gel mold 1 for a sufficiently long time.
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•eingetaucht, um eine geeignete• immersed to a suitable
Menge Gel auf dem Netz abzulagern, um den geformten Reaktorzylinder-zu bilden . Nach Herausnehmen aus dem Bad wurde der Zylinder bei einer Temperatur zwischen etwa 600C (1400F) und etwa 65,50C (1500F) zwischen etwa 10 und etwa 60 Minuten getrocknet. Nach dem Trocknen wurde der Reaktorzylinder sodann in einem Ofen bei relativ hohen Temperaturen gebacken nämlich oberhalb von 593,5°C (1100°F)fum das Methylmethacrylat- -Bindemittel zu sublimieren. Bei diesem Verfahren nach dem Stand der Technik war der Ofenheizprozess ein notwendiger Verfahrensschritt, da das Bindemittel sublimiert werden mußte. Das Aufheizen auf derartige Temperaturen hatte aber nachteilige Wirkungen auf die im Reaktorzylinder befindlichen Aluminiumoxidfasern. BeiTemperaturen unterhalb etwa 982,2°C (18000F) befanden sich die Alumxniumoxidfasern allgemein entweder in der Gamma- oder Thetaphase oder einer Kombination derselben. Bei Temperaturen oberhalb von 982,20C (18000F) machen die Alumxniumoxidfasern einen weiteren Phasenumwandlungsschritt in die Alphaphase durch. Da sich Aluminiumoxid von Gamma zu Theta und sodann zu Alpha umwandelt,besteht eine Tendenz der Aluminiumfasern, sich zu verdichten, wodurch die Porosität und die verfügbare '· = Oberfläche des entstehenden Reaktorzylinders verringert wird.Deposit amount of gel on the mesh to form the reactor cylinder-shaped. After removal from the bath of the cylinder at a temperature between about 60 0 C (140 0 F) and about 65.5 0 C was dried (150 0 F) between about 10 and about 60 minutes. After drying, the reactor cylinder was then placed in a furnace at relatively high temperatures baked namely above 593.5 ° C (1100 ° F) f to the methyl methacrylate to sublimate binder. In this prior art process, the oven heating process was a necessary step because the binder had to be sublimed. However, heating to such temperatures had adverse effects on the aluminum oxide fibers located in the reactor cylinder. At temperatures below about 982.2 ° C (1800 0 F), the Alumxniumoxidfasern were generally either the gamma or Thetaphase or a combination thereof. At temperatures above 982.2 0 C (1800 0 F) the Alumxniumoxidfasern undergo a further phase conversion step in the alpha phase. As alumina changes from gamma to theta and then to alpha, there is a tendency for the aluminum fibers to condense, reducing the porosity and available surface area of the resulting reactor cylinder.
Es wurde im Patent Nr. 3 275 497 erkannt, daß üblicherweise die Phase der Aluminiumoxidfaser im Reaktorzylinder geringen, falls überhaupt irgendwelchen Einfluß auf dessen Betriebscharakteristika besaß. In bestimmten Fällen ist dennoch die Gammaphase des Aluminiumoxids bevorzugt, insbesondere dann, wenn katalytische Agentien zum Bad zur Ablagerung auf der Oberfläche der FasernIt was recognized in Patent No. 3,275,497 that usually the phase of alumina fiber in the reactor cylinder had little, if any, effect on its operating characteristics. In certain cases Nevertheless, the gamma phase of aluminum oxide is preferred, especially when catalytic agents to the bath to deposit on the surface of the fibers
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zugegeben wurden, aufgrund dessen allgemein höheren Oberflächen zu Masse*Verhältnisses.were added due to its generally higher surface area to mass * ratio.
Wie bereits erwähnt, ist es bevorzugt, daß der Reaktorzylinder porös ist und eine so große Oberfläche wie möglich bietet, damit er sehr effizient als Brennquelle dient. Dementsprechend ist bevorzugt, daß, wenn immer möglich, das Aluminiumoxid im Reaktorzylinder hauptsächlich in der Gamma oder Thetaphase anstatt in der dichteren Alphaphase ist. Dieses war bisher unmöglich aufgrund der Tatsache, daß das Bindemittel bei Temperaturen oberhalb von 593,30C (110O0F) sublimiert werden muß, wodurch ein Reaktorzylinder entstand, der dichter und weniger porös als als optimal bevorzugt war.As previously mentioned, it is preferred that the reactor cylinder be porous and have as large a surface area as possible in order that it will serve as a very efficient source of combustion. Accordingly, it is preferred that whenever possible, the alumina in the reactor cylinder be primarily in the gamma or theta phase rather than the denser alpha phase. This has hitherto been impossible, whereby a reactor originated cylinder due to the fact that the binder at temperatures above 593.3 0 C (110o F 0) to be sublimated, the more dense and less porous than was optimal than preferred.
Es ist daher ein Hauptziel der Erfindung, einen binderlosen thermokatalytischen Reaktorzylinder zum Einsatz in einer Strahlungsheizung des Typs flammloser Gasverbrennung zu liefern. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen derartigen Reaktorzylinder zu bieten, der als Komponente gepulvertes Talcum aufweist.It is therefore a main object of the invention to use a binderless thermocatalytic reactor cylinder in a radiant heater of the flameless gas combustion type. It's another goal of the Invention of providing such a reactor cylinder, which has powdered talc as a component.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen derartigen Reaktorzylinder zu schaffen, der poröser ist und eine größere Oberfläche hat als die bisher verwandten binderhaltigen Reaktorzylinder.It is another object of the invention to provide such a reactor cylinder which is more porous and which is one has a larger surface area than the previously used binder-containing reactor cylinders.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Reaktorzylinder zu erzielen, der Aluminiumoxidfasern hauptsächlich in der Gammaphase einschließt.It is another object of the present invention to achieve a reactor cylinder containing alumina fibers mainly in the gamma phase.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Reaktor-It is a further object of the present invention to provide a method for producing such a reactor
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Zylinders zu schaffen.To create cylinder.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Zylinder durch nachfolgendes Verfahren geformt wird:The object of the invention is achieved by a method which is characterized in that the Cylinder is formed by the following process:
Herstellen eines flüssigen Transportmittels, das eine Aluminiumoxid-Dispersion, die zwischen etwa 1 bis etwa 5 Gew.-% des gesamten Transportmittels dispergierbaren Aluminiumoxids umschließt; bis zu etwa 0,2 Gew.-% des gesamten Transportmittels Säure; und zwischen etwa 10 bis etwa 30 Gew.-% des gesamten Transportmittels Wasser aufweist;Prepare a liquid vehicle that is an alumina dispersion comprised between about 1 to about 5% by weight of the total vehicle encloses dispersible alumina; up to about 0.2% by weight of all means of transport acid; and between about 10 to about 30 weight percent of the total transportation means Has water;
Verdünnen der Dispersion durch Zugabe von zwischen etwa 40 bis etwa 80 Gew.-% des gesamten Transportmittels Wasser um das Transportmittel zu bilden;Dilute the dispersion by adding between about 40 to about 80 percent by weight of the total vehicle Water to form the vehicle;
Zugeben des nachfolgenden Materials zum Transportmittel wobei die Mengen in Gew.-% des gesamten Trägermaterials angegeben sind:Adding the following material to the means of transport, the amounts being in% by weight of the total carrier material specified are:
Kolloides Siliziumdioxid bis zu etwa 10 Gew.-%; und gepulvertes Talcum zwischen etwa 1,0001 und 0,1 Gew.-%;Colloidal silica up to about 10% by weight; and powdered talc between about 1,0001 and 0.1 weight percent;
Vermischen einer Kombination fester Aluminiumoxid- und Siliziumdioxidfasern in einem Verhältnis von Gramm Fasern zu Liter Flüssigkeit von zwischen etwa 2,1:1 bis etwa 3,2:1 (2,1g/gallon bis 12g/gallon)Blending a combination of solid alumina and silica fibers in a proportion of grams Fibers to liters of liquid from between about 2.1: 1 to about 3.2: 1 (2.1g / gallon to 12g / gallon)
Vermischen der festen Fasern und des flüssigen Transportmittels zur Herstellung einer Aufschlämmung undMixing the solid fibers and liquid vehicle to form a slurry and
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Vacuumformen der Aufschlämmung um einen Dorn, um den Reaktorzylinder auszuformen.Vacuum forming the slurry around a mandrel to to shape the reactor cylinder.
Das erfindungsgemäße Verfahren versucht also, einen besseren Reaktorzylinder zu schaffen, der ohne ein Bindemittel geformt ist. Dieses erlaubt Elimination des Schrittes, den Zylinder in einem Ofen bei Temperaturen oberhalb von 593,30C (11000F) zu erhitzen, um das Bindemittel zu sublimieren, wodurch ein dichterer und weniger poröser Reaktor als im günstigsten Falle bevorzugt, hergestellt wird. Dies wurde durch Zugabe von gepulvertem Talcum erzielt. Der resultierende binderlose Reaktorzylinder, der bei Umgebungstemperatur geformt wurde, schließt daher Aluminiumoxidfaser in der weniger dichten Gammaphase ein. Dementsprechend ist der Reaktorzylinder der vorliegenden Erfindung poröser und besitzt eine größeres Oberflächen zu Gewichtsverhältnis als die bisher eingesetzten Reaktorzylinder. The process of the invention thus seeks to create a better reactor cylinder that is molded without a binder. This allows elimination of the step of heating the cylinder in a furnace at temperatures above 593.3 0 C (1100 0 F), heating to sublimate the binder, whereby a denser and less porous than the reactor preferably in the best case, is produced. This was achieved by adding powdered talc. The resulting binderless reactor cylinder, molded at ambient temperature, therefore, includes alumina fiber in the less dense gamma phase. Accordingly, the reactor cylinder of the present invention is more porous and has a greater surface area to weight ratio than the previously used reactor cylinders.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele erläutert sind.Further features and advantages of the invention emerge from the claims and from the following Description in which exemplary embodiments are explained.
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Der thermokatalytische Reaktor nach der Erfindung ist zur Verwendung als Brenner in einem flammlosen Strahlungsheizkörper des beispielsweise in dem US-Patent Nr. 3 275 497 beschriebenen Typs gedacht und ist dementsprechend als Brenn- oder Reaktorzylinder zum Einbau in eine derartige .Heizung ausgebildet.The thermocatalytic reactor according to the invention is for use as a burner in a flameless radiant heater of the type described, for example, in U.S. Patent No. 3,275,497, and is accordingly as a combustion or reactor cylinder for installation in such a heater.
Der vorliegende Reaktorzylinder wird dadurch hergestellt, indem ein flüssiges Transportmedium, welches eine Aluminiumoxid-Dispersion , Magnesiumsulfat, ko-iioides Siliziumdioxid, Wasser, gepulvertes Talcum und bevorzugt Tributylsulfat als Anti-Schaummittel hergestellt wird. Das Transportmittel wird sodann mit " einer Zusammensetzung von Aluminiumoxid und Siliziumdioxid—Fasern vermischt,um eine Aufschlämmung zu bilden, die um einen 'Netzdorn · Vacuumgef ormt wird ,um den Reaktorzylinder zu bilden.The present reactor cylinder is made by by using a liquid transport medium, which is an aluminum oxide dispersion, magnesium sulfate, colloidal silicon dioxide, water, powdered talc and preferably tributyl sulfate is produced as an anti-foaming agent. The means of transport is then marked with " a composition of alumina and silica fibers mixed together to form a slurry, which is formed around a net mandrel · Vacuum, around the reactor cylinder to build.
Die Aluminiumoxid-Dispersion wird zunächst durch Vermischen dispersiblen Aluminiumoxids mit Wasser und einer Säure hergestellt. Ein bevorzugtes dispergierbares Aluminiumoxid wird durch die Remet Corporation aus Chadwicks, New Youk unter dem Warenzeichen "Dispal1*—' vertrieben. Eine bevorzugte Säure' ist Salzsäure, besonders bevorzugt in 37%iger Konzentration.The aluminum oxide dispersion is first prepared by mixing dispersible aluminum oxide with water and an acid. A preferred dispersible alumina is sold by the Remet Corporation of Chadwicks, New Youk under the trademark "Dispal 1 * -". A preferred acid "is hydrochloric acid, most preferably at 37% concentration.
Bei der Herstellung der Aluminiumoxid-Dispersion wird Wasser in einer Menge zwischen etwa 10 und etwa 30 Gew.-%, berechnet auf das Gewicht der gesamten Transportflüssigkeit, mit einer Menge Säure vermischt, die hinreichend ist, um einen erwünschten pH in dem resultierenden flüssigen Transportmittel zu erhalten. Es ist bevorzugt, daß der pH-Wert des Transportmittels zwischen etwa 4 und etwa 6 liegt, bevorzugt bei etwaDuring the production of the aluminum oxide dispersion, Water in an amount between about 10 and about 30% by weight, calculated on the weight of the total transport liquid, mixed with an amount of acid sufficient to maintain a desired pH in the resultant to obtain liquid means of transport. It is preferred that the pH of the vehicle is between about 4 and about 6, preferably about
Beispielsweise ist gefunden worden, daß es notwendig ist, zum Wasser eine 37%ige Salzgsäure in einer Menge zwischen etwa 0,1 und etwa 0,2 Gew.-%;berechnet auf Basis des Gewichtes der gesamten Transportflüssigkeit, zum Wasser zuzusetzen. Eine besonders bevorzugte Menge ' ' 37%iger Salzsäure liegt zwischen etwa 0,15 und etwa 0,2 Gew.-%.For example, it has been found that it is necessary to add 37% hydrochloric acid to the water in an amount between about 0.1 and about 0.2% by weight ; calculated on the basis of the weight of the total transport liquid to be added to the water. A particularly preferred amount of 37% hydrochloric acid is between about 0.15 and about 0.2% by weight.
Zu dieser Wasser/Säuremischung wird sodann das dispergierbare Aluminiumoxid in einer Menge bis zu etwa 5 Gew.-% auf Basis des Gewichtes des gesamten Transportmittels und bevorzugt in einer Menge zwischen etwa 1 und 5 Gew.-% zugesetzt. Eine besonders bevorzugte Menge dispergierbaren Aluminiumoxids ist etwa 2%, welches hinreichend ist, um eine 10%ige Aluminiumoxid-Dispersion herzustellen.The dispersible alumina is then added to this water / acid mixture in an amount up to about 5% by weight based on the weight of the total means of transport and preferably in an amount between about 1 and 5% by weight added. A particularly preferred amount of dispersible alumina is about 2%, which is sufficient to produce a 10% alumina dispersion.
Die Aluminiumoxid-Dispersion wird sodann durch Zugabe von Wasser in einer Menge zwischen etwa 40 und etwa 80%, berechnet auf das Gesamtgewicht des Transportmittels, verdünnt. . „The alumina dispersion is then prepared by adding water in an amount between about 40 and about 80%, calculated on the total weight of the means of transport, diluted. . "
Bevorzugt wird die Aluminiumoxid-Dispersion in Wasser mit einer Menge zwischen etwa 60 und 70 Gew.-% verdünnt und besonders bevorzugt in einer Menge zwischen etwa 65 und etwa 70 Gew.-%.The aluminum oxide dispersion is preferably diluted in water in an amount between about 60 and 70% by weight and more preferably in an amount between about 65 and about 70 weight percent.
Nach Verdünnung der Aluminiumoxid-Dispersion wird Magnesiumsulfat in einer Menge bis zu etwa 4 Gew.-%, berechnet auf Basis des Gesamtgewichtes des Transportmittels, zugegeben. Eine bevorzugte Menge Magnesiumsulfat liegt etwa zwischen 1 und 2 Gew.-%, und eine besonders bevorzugte Menge liegt zwischen etwa 1 und etwa 1,5 Gew.-%.After dilution of the aluminum oxide dispersion, magnesium sulfate is added in an amount of up to about 4% by weight, calculated on the basis of the total weight of the means of transport, added. A preferred amount of magnesium sulfate is between about 1 and 2 percent by weight, and a particularly preferred amount is between about 1 and about 1.5% by weight.
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Die Mischung wird sodann einige Zeit stabilisiert, bevorzugt über Nacht, wonach sie thixotrop wird.The mixture is then stabilized for some time, preferably overnight, after which it is thixotropic will.
Nach Stabilisation wird kolloides Siliziumdioxid in einer Menge bis zu etwa 10 Gew.-%, berechnet auf das Gewicht des gesamten Transportmittels,zu der Mischung gegeben, gefolgt durch starkes Rühren.After stabilization, colloidal silicon dioxide is used in an amount up to about 10% by weight, calculated on the Weight of total vehicle added to the mixture, followed by vigorous stirring.
Ein bevorzugtes kolloides Siliziumdioxid wird durch E.I. DuPont de Nemours aus Wilmington, Delaware unter der Handelsmarke "Ludox AG" vertrieben. Bevorzugt wird das kolloide Siliziumdioxid in einer Menge zwischen etwa 5 und etwa 8 Gew.-% zugefügt, und besonders bevorzugt in einer Menge zwischen etwa 6 und etwa 7Gew.-%A preferred colloidal silica is made by E.I. DuPont de Nemours of Wilmington, Delaware under under the trademark "Ludox AG". Preferably the colloidal silica is used in an amount between about 5 and about 8 wt .-% added, and particularly preferably in an amount between about 6 and about 7 wt .-%
Gepulvertes Talcum wird sodann in einer hinreichenden Menge, um den festen Faseranteil zum Zusammenkleben zu veranlassen, zur Mischung gegeben. Bevorzugt wird gepulvertes Talcum in einer Menge zwischen etwa 0,0001 und etwa 0,1 Gew.-%, berechnet auf Basis des Gewichtes des gesamten Transportmxttels, zugegeben. Eine besonders bevorzugte Menge gepulverten Talcums ist zwischen etwa 0,0001 und etwa 0,0002%. Es ist gefunden worden, daß die Zugabe von gepulvertem Talcum in der obengenannten Menge Ausformen des Reaktorzylinders ohne Zugabe des bisher dazu benötigten Methylmetacrylatfüllmittels oder Binders ermöglicht. Vielmehr wird es durch Weglassen des Füllmittels oder des Binders unnötig, das Füllmittel oder den Binder bei erhöhten Temperaturen zu sublimieren oder zu zersetzen, wodurch eine Phasenumwandlung des Aluminiumoxids erfolgt. Powdered talc is then added in an amount sufficient to cause the solid fiber portion to stick together to cause added to the mixture. Powdered talc is preferred in an amount between about 0.0001 and about 0.1% by weight, calculated on the basis of the weight of the entire transport medium, are added. A particularly preferred amount of powdered talc is between about 0.0001 and about 0.0002%. It is found that the addition of powdered talc in the above-mentioned amount molding the reactor cylinder made possible without adding the previously required methyl methacrylate filler or binder. Much more if the filler or the binder is omitted, it becomes unnecessary to use the filler or the binder at increased levels To sublime or decompose temperatures, whereby a phase change of the aluminum oxide takes place.
BOEHMEET & BOEHMERTBOEHMEET & BOEHMERT
Nach Zugabe des gepulverten Talcums und starkem Rühren kann das flüssige Transportmittel eine unerwünschte Menge eingeschlossener Luft enthalten If es kann daher wünschenswert sein, das Transportmittel durch Zugabe eines Entschäumers 3 wie beispielsweise Tributylphosphat in hinreichender Menge, um die eingeschlossene Luft zu eliminieren, zu entlüften, bevorzugt in einer Menge bis zu etwa 5ccm/3,7 8543 Liter (gallon) des flüssigen Transportmittels. Eine bevorzugte Menge Entschäumer . .- „ ist etwa 2ccm pro 3,78543 1 (gallon) Nach Zugabe des "Entschäumers wird das Transportmittel weiter bis zur Elimination der verbleibenden Blasen gemischt. Das Transportmittel, welches sodann zur Aufnahme des festen Aluminiumoxides und der Siliziumdioxid-Fasern bereit ist, sollte einen pH-Wert von zwischen etwa 4 und etwa 6, bevorzugt von etwa 5 besitzen, und eine spezifische Dichte oberhalb von etwa 1,00.After addition of powdered the talc and vigorous stirring, the liquid vehicle may be an undesirable amount of entrapped air containing If it may therefore be desirable to vent the means of transport by the addition of a defoaming agent 3 such as tributyl phosphate in sufficient quantity to eliminate the trapped air, preferably in an amount up to about 5ccm / 3.7 8543 liters (gallons) of the liquid vehicle. A preferred amount of defoamer. - "is about 2ccm per 3.78543 1 (gallon) After adding the" defoamer, the transport agent is mixed further until the remaining bubbles are eliminated. The transport agent, which is then ready to take up the solid aluminum oxide and the silicon dioxide fibers, should have a pH of between about 4 and about 6, preferably of about 5, and a specific gravity above about 1.00.
Der Anteil fester Fasern besteht aus einer Mischung Aluminiumoxid und Siliziumdioxid-Fasern, welche etwa 2% Aluminium aufweisen. Eine bevorzugte Quelle der Aluminiumoxid und Siliziumdioxid-Fasern ist ein im Handel erhältliches Produkt, welches durch die Johns Manville Corporation unter dem Handelsnamen "Cerachrome" vertrieben wird.The proportion of solid fibers consists of a mixture of aluminum oxide and silicon dioxide fibers, which are approximately 2% aluminum. A preferred source of the alumina and silica fibers is an im Commercially available product sold by the Johns Manville Corporation under the tradename "Cerachrome" is distributed.
Der feste Faser-Anteil wird zum flüssigen Transportmittel gegeben und vermischt. Angenähert 2,252362 1 (2/3 gallon) des flüssigen Transportmittels wird zu etwa 10g der Aluminiumoxid und Siliziumoxid Festfaser-' portion gegeben. Die Mischung wird sodann gemischt .· und für eine Zeit zerhackt, gefolgt durch Zugabe einesThe solid fiber portion is added to the liquid means of transport and mixed. Approximately 2.252362 1 (2/3 gallon) of the liquid vehicle becomes about 10g of the alumina and silica solid fiber ' portion given. The mixture is then mixed and chopped for a time, followed by the addition of a
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zusätzlichen flüssigen Transportmittels, um die gesamtmenge der entstehenden Aufschlämmung auf etwa 3,7543 1 (1 gallon) zu bringen. Ein bevorzugtes Verhältnis Gramm Festfaser zu Liter flüssiges Transportmittel liegt zwischen etwa 2,1 zu 1 und etwa 3 zu 1 und bevorzugt bei etwa 2,6 zu 1 (zwischen etwa 8g zu einer gallon und etwa 12g zu einer . gallon und bevorzugt bei etwa 10g zu 1 gallon) .'additional liquid transport to the total amount of the resulting slurry to about 3.7543 1 (1 gallon). A preferred relationship Gram of solid fiber to liter of liquid vehicle is between about 2.1 to 1 and about 3 to 1 and preferably about 2.6 to 1 (between about 8g to a gallon and about 12g to a. gallon and preferably around 10g to 1 gallon). '
Der Reaktorzylinder - wird aus der oben präparierten Aufschlämmung in einer Weise ähnlich dem Vacuumformverfahren , das in dem US-Patent Nr. 3 275 497 beschrieben ist, geformt. Es werden ein Vacuumtank und eine Vacuumpumpe benötigt. Eine bevorzugte Vacuumpumpe ist das Model von Gast 1022-103-G272X oder eine dementsprechende"und'ein bevorzugter Vacuumtank ist ein 37,85 1 Modal" aus rostfreiem Stahl (10 gallon), ausgerüstet mit einer Vacuummeßeinrichtung, die 0 bis 762mm Quecksilber (0-30 inches)anzeigt, ein Sichtrohr für den Flüssigkeitsspiegel , ein Rückschlagventil und ein Ablaßventil. Außerdem wird ein Tank zum Formen der Aufschlämmung benötigt, der bevorzugt eine" Kapazität von mindestens 26,5 1 (7 gallon) besitzt, zwei Stücke Vacuumschlauch, und eine Ketz-armatür, die an einem Ende geschlossen ist und mit einem Gas/Luftzufuhrrohr am anderen Ende zusammengeschlossen ist. Das Netz wird bevorzugt um einen Dorn mit 1>59cm Durchmesser geformt und ist bevorzugt aus rostfreiem Stahl mit einer Masch<=nweite von 0,4064cm (0,61 inches) 20x20 inches / das Gas/Luftzufuhrrohr ist bevorzugt 1,59cm im Durchmesser ( 0,625 inches) und aus rostfreiem Stahl.The reactor cylinder - is molded from the slurry prepared above in a manner similar to the vacuum molding process described in U.S. Patent No. 3,275,497. A vacuum tank and a vacuum pump are required. A preferred vacuum pump is the Gast 1022-103-G272X model or equivalent, and a preferred vacuum tank is a 37.85 1 modal stainless steel (10 gallon) equipped with a vacuum gauge that measures 0 to 762mm of mercury (0 -30 inches), a sight tube for the liquid level, a check valve and a drain valve. What is also needed is a tank for forming the slurry, preferably having a "capacity of at least 26.5 liters (7 gallons), two pieces of vacuum tubing, and a ketz-arm door that is closed at one end and with a gas / air supply tube at the." The mesh is preferably formed around a mandrel 1> 59cm in diameter and is preferably made of stainless steel with a mesh of 0.4064cm (0.61 inches) 20x20 inches / the gas / air supply tube is preferably 1 , 59cm in diameter (0.625 inches) and made of stainless steel.
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Um das Verfahren durchzuführen, wird einer der Schläuche dazu eingesetzt, den Auslaß des Vaccumtanks mit dem Einlaß der Vaemimpumpe zu verbinden und der andere Schlauch dazu, um den Einlaß des Vaccumtanks mit dem Gas/Luftzufuhrrohr am Ende der Netzarmatur zu verbinden. Ungefähr 18,93 1 (5 gallons) der Aufschlämmung werden in den Aufschlämmungsformtank gegossen. Nach Anlassen der Vacuumpumpe wird die Netzarmatur in den Tank angenähert vertikal und etwa innerhalb 5,08cm (2 inches) des Bodens des Tankes eingeführt. Die Siebarmatur wird in dem Tank solange in der Position gehalten, bis die Vacuummeßeinrichtung 609,6mm (24 inches) Quecksilber erreicht, zu diesem Zeitpunkt wird sie herausgezogen, während das Vacuum aufrecht erhalten wird. Auf diese Art und Weise wird die Aufschlämmung um die Siebarmatur gebildet, und derart der geformte Reaktorzylinder hergestellt.To carry out the procedure, one of the hoses is inserted into the outlet of the vacuum tank to the inlet of the vacuum pump and the other hose to the inlet of the Connect the vacuum tank to the gas / air supply pipe at the end of the network fitting. Approximately 18.93 1 (5 gallons) of the slurry is poured into the slurry forming tank. After starting the Vacuum pump, the mains fitting in the tank is approximated vertically and approximately within 5.08cm (2 inches) of the bottom of the tank. The sieve fitting is held in the tank in the position until the vacuum gauge reaches 609.6mm (24 inches) of mercury, at which point it will pulled out while maintaining the vacuum. In this way the slurry becomes formed around the Siebarmatur, and so the shaped Reactor cylinder manufactured.
Die Vacuumpumpe wird in Betrieb gehalten, bis die Vacuummeßeinrichtung auf etwa 100mm Quecksilber (4 inches) abfällt, woraufhin sie abgetrennt wird und der Reaktor zylinder vom Vacuumschlauch getrennt wird. Der Reaktorzylinder wird sodann gelagert, das Rückschlagventil geöffnet, und die verarmte Aufschlämmung .■abgelassen. 'The vacuum pump is kept in operation until the vacuum measuring device measures about 100 mm of mercury (4th inches), whereupon it is disconnected and the reactor cylinder is disconnected from the vacuum hose. The reactor cylinder is then stored, the check valve opened, and the depleted slurry . ■ drained. '
Für anschließende Herstellungen von Reaktorzylindern werden frische Netzarmaturen eingesetzt.For subsequent manufacture of reactor cylinders fresh network fittings are used.
Während der Reaktorzylinder noch naß und relativ weich ist, wird seine Oberfläche in kleine Bereiche aufge-While the reactor cylinder is still wet and relatively soft, its surface is broken up into small areas.
ΒΟΕΉΜΕΒΤ & J3ÖEHMBKF ·..: ο ο ι ι η c οΒΟΕΉΜΕΒΤ & J3ÖEHMBKF · .. : ο ο ι ι η c ο
-Α--Α-
teilt, um thermische Beanspruchungslinien während des Verbrennens, die zum Abfallen von der Oberfläche führen können, zu unterbrechen. Dies kann 'beispielsweise durch Pressen einer Form in die Reaktorzylinderoberfläche erzielt werden. Es kann auch dadurch erreicht werden, daß das Gas/Luftzuführrohr des Reaktorzylinders in das Einspannfutter einer Drehbank eingebracht wird und ein üblicher Nähfaden solange in kontinuierlicher Spirale mit einem Gang von etwa 0,3175cm (0,125 inches) und vorgespannt, um einen Einschnitt von etwa 0,0762cm (0,030 inches) herzustellen, gewickelt wird. Das freie Ende des Fadens kann durch konventionelle Einrichtungen befestigt werden, beispielsweise durch Fest- , binden oder ein Klebeband, woraufhin der Reaktorzylinder von der Drehbank abgenommen wird. Der Faden wird während des ersten Zündens abbrennen, wobei .sein Muster permanent in der Oberfläche des Reaktorzylinders, eingeprägt bleibt.splits to break lines of thermal stress during combustion that can cause it to fall off the surface. This can be achieved, for example, by pressing a mold into the reactor cylinder surface. It can also be achieved by inserting the gas / air supply tube of the reactor cylinder into the chuck of a lathe and using a standard suture thread in a continuous spiral with a pitch of about 0.3175 cm (0.125 inches) and pretensioned to make a cut of about zero , 0762cm (0.030 inches) is wound. The free end of the thread can be secured by conventional means such as tying, tying, or adhesive tape, after which the reactor cylinder is removed from the lathe. The thread will burn off during the first ignition, with its pattern remaining permanently imprinted on the surface of the reactor cylinder.
Der 'Reaktorzylinder wird sodann auf einen Regalträger gelegt und trocknen gelassen, wonach er gebrauchsfertig ist. Ein Aufheizen in einem Ofen, wie bisher notwendig, wird unnötig. ,The reactor cylinder is then placed on a shelf support and allowed to dry, after which it is ready for use is. Heating up in an oven, as was previously necessary, is unnecessary. ,
Die nachfolgenden Beispiele dienen dazu, das Verfahren nach der Erfindung genauer zu beschreiben und sollen nicht zur Begrenzung des Schutzumfanges verstanden werden.The following examples serve to and are intended to describe the process according to the invention in more detail should not be understood to limit the scope of protection.
Der Reaktorzylinder der vorliegenden Erfindung wurde dadurch hergestellt, daß zuerst eine 10%ige Aluminiumoxid-Dispersion durch Vermischen von 3500g Wasser mit 30g 37%iger Salzsäure hergestellt wurde, gefolgt durchThe reactor cylinder of the present invention was made produced by first making a 10% strength aluminum oxide dispersion by mixing 3500 g of water with 30g of 37% hydrochloric acid was prepared, followed by
Zugabe von 392g "Dispal"®, dem dispergierbaren Aluminiumoxid. 4000g der resultierenden 10%igen Aluminiumoxid-Dispersion wurden sodann in 1200g Wasser verdünnt und 200g Magnesiumsulfat zugegeben. Nach Stabilisierung über Nacht entstand ein thixotropes Gel. 1200g "Ludox AG" kolloides Siliziumdioxid wurde zum Gel gegeben und gründlich gemischt, gefolgt durch Zugabe von 0,0793g gepulvertem Talcum pro Liter Gel (0,3g Talcum pro gallon Gel). 2ccm Tr ibu ty lphosphat wurden als Entschäumer zugegeben, und derart das flüssige Transportmittel hergestellt.Addition of 392g "Dispal" ®, the dispersible one Alumina. 4000 g of the resulting 10% strength alumina dispersion were then converted into 1200 g Diluted water and added 200g magnesium sulfate. After stabilizing overnight, a thixotropic gel. 1200g "Ludox AG" colloidal silicon dioxide was added to the gel and mixed thoroughly, followed by the addition of 0.0793g powdered talc per liter of gel (0.3g talc per gallon of gel). 2ccm Tributyl phosphate was added as a defoamer, and the liquid means of transport was produced in this way.
2,52 1 (2/3 gallon) des flüssigen Transportmittels wurden in einen Waring-Mischer überführt, gefolgt durch Zugabe von 10g "Cerachrome" Aluminiumoxid- und Siliziumoxid-Faser..· Die Mischung wurde bei-- niedriger Geschwindigkeit 15Sekunden zerhackt und 90 Sekunden bei hoher Geschwindigkeit.. Zusätzliches flüssiges Transportmittel wurde zugegeben .,um die Gesamtmenge auf 3,785 1 zu bringen (1 gallon)^gefolgt durch starkes Vermischen, um eine Aufschlämmung zu bilden. . .2.52 liters (2/3 gallon) of the liquid vehicle was transferred to a Waring blender, followed by the addition of 10g "Cerachrome" aluminum oxide and silicon oxide fiber .. · The mixture was at-- lower Speed 15 seconds chopped and 90 seconds at high speed .. Additional Liquid vehicle was added to bring the total to 3.785 liters (1 gallon) ^ followed by vigorous mixing to form a slurry. . .
18,93 1 (5 gallons) der Aufschlämmung wurden in einen 26,5 1 (7 gallons) fassenden Aufschlämmungsform-Tank gebracht. Der Reaktorzylinder wurde um eine Armatur aus rostfreiem Stahldraht-Netz von 0,04cm, 20x20 mesh, an einem Ende geschlossen, ausgeformtr-4md an ein Gas/Luft-18.93 liters (5 gallons) of the slurry was placed in a 26.5 liters (7 gallons) slurry form tank. The reactor cylinder was closed at one end around a fitting made of stainless steel wire mesh of 0.04 cm, 20x20 mesh, formed r -4md to a gas / air-
zufuhrrohr mit 1,5875cm (0,625 inches) Außendurchmesser angeschlossen. Innerhalb des Gas/Luftzufuhrrohres, das in die Aufschlämmung eingetaucht war, wurde · Vacuum gezogen, bis ein Druck von 636mm (25 inches ) erreicht war. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Rohr herausgezogen, das Vacuum abgestellt und der Reaktorzylinder von der1.5875cm (0.625 inches) outside diameter feed tube connected. Inside the gas / air supply tube that was immersed in the slurry, Vacuum pulled until a pressure of 636mm (25 inches) was achieved. At this point the pipe was pulled out, the vacuum turned off and the reactor cylinder from the
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Vacuumpumpe abgenommen. Es wurde dem resultierenden Reaktorzylinder erlaubt, zu trocknen, woraufhin dieser gebrauchsfertig war. Er zeigte alle Eigenschaften eines im Handel akzeptablen Reaktorzylinders .Vacuum pump removed. The resulting reactor cylinder was allowed to dry, whereupon this was ready to use. It showed all of the properties of a commercially acceptable reactor cylinder .
Das Verfahren des Beispieles 1 wurde mit der Ausnahme befolgt, daß kein gepulvertes Talcum zum flüssigen Träger gegeben wurde. Der entstehende Reaktorzylinder war insofern nicht für den Handel akzeptabel^da er nicht um den Luft/Gas-Dorn ausgeformt werden konnte.The procedure of Example 1 was followed except that no powdered talc was added to the liquid Carrier was given. The resulting reactor cylinder was not commercially acceptable as it could not be formed around the air / gas mandrel.
Obwohl die obigen Beispiele bestimmte Merkmale des neuartigen Produktes und des Verfahrens nach der Erfindung beschreiben, ist natürlich anzunehmen,.daß die Lehre der Erfindung weitere und unterschiedliche Kombinationen, als die in den Beispielen aufgeführten, umfaßt. Dementsprechend soll die vorliegende Erfindung nur durch den Umfang der beiliegenden Ansprüche begrenzt sein. .Although the above examples have certain features of the novel product and method according to the invention describe, it is of course to be assumed that the teaching of the invention is broader and different Combinations than those listed in the examples includes. Accordingly, it is intended that the present invention be determined only by the scope of the appended claims be limited. .
Claims (14)
für eine Strahlungsheizung, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Schritte aufweist:M J Method of making a reactor cylinder
for radiant heating, characterized in that it has the following steps:
eine Aluminiumoxid-Dispersion, die zwischen etwa 1 bis
etwa 5 Gew.-% des gesamten Transportmittels dispergierbaren Aluminiumoxids umschließt; bis zu etwa 0,2 Gew.-% des gesamten Transportmittels Säure; und zwischen etwa 10 bis etwa 30 Gew.-% des gesamten Transportmittels
Wasser aufweist;Manufacture of a liquid means of transport that
an alumina dispersion containing between about 1 to
about 5% by weight of the total vehicle encloses dispersible alumina; up to about 0.2% by weight of the total vehicle acid; and between about 10 to about 30 weight percent of the total transportation means
Has water;
Wasser um das Transportmittel zu bilden;Dilute the dispersion by adding between about 40 to about 80 percent by weight of the total vehicle
Water to form the vehicle;
gepulvertes Talcum zwischen etwa 0,0001 und 0,1 Gew.-%;Colloidal silica up to about 10% by weight; and
powdered talc between about 0.0001 and 0.1 weight percent;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3311953A DE3311953A1 (en) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | Process for making a reactor cylinder for a radiant heater, and reactor cylinder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3311953A DE3311953A1 (en) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | Process for making a reactor cylinder for a radiant heater, and reactor cylinder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3311953A1 true DE3311953A1 (en) | 1984-10-04 |
DE3311953C2 DE3311953C2 (en) | 1992-07-30 |
Family
ID=6195317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3311953A Granted DE3311953A1 (en) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | Process for making a reactor cylinder for a radiant heater, and reactor cylinder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3311953A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5749721A (en) * | 1993-07-22 | 1998-05-12 | Gossler Thermal Ceramics Gmbh | Ceramic combustion support element for surface burners and process for producing the same |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1475193A (en) * | 1974-10-16 | 1977-06-01 | Whatman Reeve Angel Ltd | Porous element and the preparation thereof |
-
1983
- 1983-03-31 DE DE3311953A patent/DE3311953A1/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1475193A (en) * | 1974-10-16 | 1977-06-01 | Whatman Reeve Angel Ltd | Porous element and the preparation thereof |
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---|---|---|---|---|
US5749721A (en) * | 1993-07-22 | 1998-05-12 | Gossler Thermal Ceramics Gmbh | Ceramic combustion support element for surface burners and process for producing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3311953C2 (en) | 1992-07-30 |
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