DE551466C - Verfahren und Vorrichtung zum Auskleiden von Rohren mit Kautschuk durch elektrische Niederschlagung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Kautschuktechnik, und im besonderen auf das Aufbringen von Kautschukauskleidungen auf zylindrische Gegenstände, wie Rohre.
Bisher wurden Kautschuküberzüge auf Metallgegenstände nach verschiedenen Verfahrensweisen aufgetragen, einschließlich der elektrischen Niederschlagung von Kautschuk aus wäßrigen Dispersionen, wie Kautschukmilch. Alle diese Verfahren zeigen wesentliche Schwierigkeiten, wenn sie angewendet werden, um Rohre auszukleiden, deren Inneres verhältnismäßig unzugänglich ist und die Einführung und Anwendung umfang-

reicher Werkzeuge oder von Werkzeugen nicht zuläßt, die von Hand bedient werden müssen. Das Verfahren der elektrischen Niederschlagung bietet zahlreiche besondere Vorteile, so z. B. die Möglichkeit, glatte gleich-

mäßige Überzüge von höchster Kautschukqualität zu bilden, d. h. von Überzügen aus ungeknetetem Kautschuk, der unmittelbar aus der Kautschukmilch stammt. Zu diesen Vorteilen gehört ferner der Fortfall mechanischen Mischens und Knetens und aller der schweren teuren Maschinenausrüstungen, die zu diesen Arbeitsvorgängen gehören. Ferner ist hier die leichte Regulierbarkeit des Verfahrens zu nennen. Es sind aber auch noch andere Vorteile vorhanden. Die elektrische Niederschlagung wird jedoch ebenfalls von den obengenannten Schwierigkeiten und Nachteilen betroffen, und ferner ergibt sie den Nachteil, daß während der elektrischen Niederschlagung an der Kathode erhebliche, Mengen von Wasserstoff entwickelt werden und diese auf der Oberfläche der Flüssigkeit reichlich viel Schaum bilden, der sogar in dem Niederschlag in Form von Blasen eingeschlossen wird und dadurch den Niederschlag porös macht.

Wendet man dagegen die Erfindung an, so lassen sich alle Rohre oder andere zylindrische Gegenstände mit Ausnahme der alierkleinsten Größen leicht mit Kautschuk in solcher Weise auskleiden, daß die Vorzüge der elektrischen Niederschlagung voll zur Geltung und Ausnutzung kommen, wogegen

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die obenerwähnten Nachteile gänzlich ausgeschaltet werden. Außerdem ermöglicht die Erfindung-- die Auskleidung selbst sehr weiter oder> außerordentlich langer Rohre mit einem minimalen Niederschlägsstrom. Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung wird die Kautschukmilchkonzentration während der Niederschlagung im wesentlichen gleichmäßig aufrechterhalten, ίο Eine bevorzugte Ausbil'düngsart einer Vorrichtung zur Ausführung der vorliegenden Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Fig", ι ist ein etwas schematischer Aufriß. Fig. 2 zeigt eine Einzelheit einer abgeänderten Ausführungsform der Einrichtung.

Gemäß Fig. ι wird ein geflanschter Rohrabschnitt io zeitweilig mittels seiner Flanschen ii, Ii mit einem hohlen Fuß stück 12 und einem Fortsatzstück 13 verklammert, die beide für diesen Zweck mit Klemmzwingen 14, 14 versehen sind. Dichtungen 15» ¹S ^aus Kautschuk oder sonstigem nachgiebigen Isoliermaterial schließen die Fugen- zwischen Rohr, Fußstück und Fortsatzstück. Die Klemmzwingen 14 - bestehen vorzugsweise ebenfalls aus Isoliermaterial oder sind mit isolierenden Buchsen ausgestattet,- so daß das Fußstück und das Fortsatzstück von dem Rohr 10 elektrisch isoliert sind. Andererseits können das Fußstück, und das Fortsatzstück mit einer isolierenden Auskleidung ιό, ζ. Β. aus Kautschuk, versehen .,werden, wie es für das Fußstück 12 dargestellt ist. Das Fußstück 12 ist mit einer öffnung 17 versehen, durch welche Kautschukmilch aus einem nicht dargestellten Behälter zugeführt und nach Auskleidung des Rohres wieder abgelassen wird. Das Fußstücki2 und dasFortsatzstück 13 haben einen erheblich größeren Durchmes-Ser als das Rohr 10. Die Auskleidung erstreckt sich daher im Verlauf ihrer Bildung über wenigstens einen Teil der Flanschen ΐτ, 11 und wirkt als eine Dichtung, wenn zwei oder mehr Abschnitte von fertigen, mit Kautschuk ausgekleideten Rohren miteinander durch Bolzen verbunden werden.

Das Rohr 10 dient als Anode der elektrischen Niederschlagungszelle ..und ist z. B. durch ein um das Rohr herum angeklemmtes Band .18 mit dem Positivkabel 19 einer nicht dargestellten Quelle für Gleichstrom von etwa 50 Volt verbunden. Die Kathode befindet sich innerhalb eines Kolbens 20,-- und dieser hat einen solchen Durchmesser, daß er leicht von dem einen Rohrend&-zu dem anderen bewegt werden kann, ohne mit der Auskleidung in-Ber.ührung zu kommen.

: Der Kolben 20 besteht in der Hauptsache aus.einem zylindrischen porösen- Diaphragma 21.aus porösem Porzellan, Asbest o. dgl» Dieses Diaphragma befindet·sich-unteär sicherer 'Verklammerung in wasserdichter Verbindung mit einer Unterplatte 22 und einem oberen Kopfstück 23. Das letztere ist seinerseits an einem Rohr 24 befestigt, und dieses Rohr verschafft dem Inneren des Kolbens freie Verbindung mit der Außenluft; gleichzeitig dient es als Träger des Kolbens. Die Platte 22, das Kopfstück 23 und das Rohr 24 bestehen vorzugsweise sämtlich aus Isoliermaterial; sie können aber auch bloß mit einer Isolierschicht überzogen sein. Die eigentliche Kathode befindet sich innerhalb des Kolbens, ' vorzugsweise in vollkommen, dichter Anlage an dem Diaphragma 21.

In der Zeichnung ist die Kathode 25 als ein Zylinder aus Drahtgewebe in dichter Berührung mit dem Diaphragma dargestellt und durch ein Verbindungskabel 26 und einen Ring 27 mit dem Negativkabel 28 der Stromquelle verbunden. Diese Bauart der Kathode bietet der kathpdischen Flüssigkeit eine große Oberfläche und" gestattet gleichzeitig das leichte Entweichen jeglicher erzeugten Gase. Die. Gase entweichen durch das Rohr 24 in die" Außenluft. Durch das Rohr 24 reicht ein enges Heberrohr 29 in den Kolben 20,' Das andere Ende des Heberrohres taucht in einen Behälter 30, der mit einem Überlaufrohr 31 versehen ist. Das letztere liegt vorzugsweise in einer etwas tieferen Ebene als der Kautschukmilchspiegel in dem Fortsatz 13 des Rohres 10.

Beim Betrieb der Vorrichtung wird Kautschukmilch verwendet, welche Vulkanisiermittel, Beschleuniger, Füllstoffe usw. in inniger Zumischung und in feinem dispergierten Zustande enthalten kann und vorzugsweise etwas mehr konzentriert ist, als sie in der Natur vorkommt. Eine solche Kautschuk- ίσο milch wird durch die Öffnung 17 in das Fußstück 12, das Röhr 10 und den Fortsatz 13 eingeführt, bis sie den Fortsatz 13 nahe bis oben hin füllt. Dabei wird vorgesorgt, daß alle eingeschlossenen Luftblasen, die an dem Rohr 10 oder seinen Flanschen 11 anhängen könnten, beseitigt werden. Der Kolben 20 wird bis zu der gestrichelt dargestellten Lage innerhalb des Fußstückes 12 -gesenkt und ein Strom von 0,015 bis 0,075 Ampere pro cm² der Diaphragmenfläche zwischen Rohr 10 und Kathöde-25 übergeführt. Während des Stromdüfchgangs wird der Kolben langsam geho-.ben, bis er die gestr-ichelt dargestellte Lage innerhalb des Fortsatzes 13 erreicht, und als¹-dann der elektrische Strom unterbrochen. Durch Einführung-frischer Flüssigkeit durch die öffnung 17 kann der · Kautsc-hukmilchspiegel aufrechterhalten werden.

Der-zwischen dem Rohr und¹ der Kathode fließende Ström -übt drei Hauptwirkungen aus. Die- er-ste und-wichtigste Wirkung* ist

die, daß die negativ geladenen Teilchen von Kautschuk (oder anderen zugefügten Stoffen) unter dem Einfluß des Stroms gegen das Rohr (die Anode) wandern. An dem. Rohr werden sie als ein zusammenhängender Kautschukniederschlag 32 koaguliert. Der Niederschlag bildet sich fortschreitend gegenüber dem Kolben, während dieser durch das Rohr von dem einen zu dem anderen Ende for.tbewegt wird. Die Geschwindigkeit der Niederschlagung und infolgedessen die Dicke des Niederschlages sind über die ganze Länge des Rohres durchaus gleichmäßig. Der Niederschlag hat eine etwas schwammige Struktür und enthält noch erhebliche Mengen an Wasser; sein Wassergehalt ist aber erheblich niedriger als der der Kautschukmilch. Nach dem Trocknen wird der Niederschlag dicht und fast vollständig undurchlässig für Wasser oder angreifende Lösungen.

Da der abgesetzte Überzug eine größere Menge an Kautschuk als die Kautschukmilch enthält, ist es klar, daß die Kautschukmilch allmählich mehr und mehr verdünnt werden würde, wenn nicht auch etwas von dem Wasser oder der wäßrigen Flüssigkeit entfernt werden würde. In letzterem besteht die zweite Wirkung des Stromes. Das Diaphragma 21 ·· wirkt als ein elektroendosmotisches Diaphragma. Es besteht also für die wäßrige Flüssigkeit in den Poren des Diaphragmas eine Neigung, gegen die Kathode zuzufließen. Wenn die Poren des Diaphragmas zu fein sind, dann ist sein elektrischer Widerstand zu hoch. Wenn die Poren dagegen zu groß sind, dann wird die Strömung der aus der Kautschukmilch abgeschiedenen Flüssigkeit von verhältnismäßig geringen Abweichungen des äußeren Druckes in höherem Maße abhängig sein als von der Elektroendosmose. Wenn das Diaphragma richtig ausgewählt ist, dann findet eine starke Strömung der abgeschiedenen Flüssigkeit statt, mit der Wirkung, daß die Kautschukmilchkonzentration auf einem gleichbleibenden Wert erhalten wird. Ein genauer Ausgleich kann dadurch erreicht werden, daß man die ursprüngliche Konzentration der Kautschukmilch einstellt. Das Heberrohr 29 bildet ein Mittel für die Abführung der abgeschiedenen Flüssigkeit, ohne daß auf das Diaphragma 21 ein unzulässiger Druck ausgeübt wird. Der Druck innerhalb des "Kolbens wird dadurch etwas niedriger als außerhalb gehalten, daß das Überlauf rohr 31 etwas niedriger gelegt wird als der Kautschukmilchspiegel in dem Fortsatz 13 des Rohres 10. Dieser kleine Druckunterschied befördert die Trennung der abgeschiedenen Flüssigkeit von der Kautschukmilch und bietet die Gewähr dafür, daß das etwas zerbrechliche Material des Diaphragmas 21 eher Druckbeanspruchungen als Zugbeanspruchungen ausgesetzt wird.

Die dritte Wirkung, des Stromes besteht in der Entwicklung von Gas an der Kathode. Die Gasblasen sind nicht imstande, die feinen Poren des Diaphragmas 21 zu durchdringen und entweichen durch das Rohr 24 in die Äußenluft.

Nachdem das Rohr vollständig ausgekleidet ist, wird der Kolben herausgezogen, die Kautschukmilch in den Vorratsbehälter zurückgeführt, das Rohr xo von dem Fortsatz 13 und dem Fußstück Ί2 gelöst und in einen Trockner gebracht. Nach der Trocknung kann der Kautschuk in irgendeiner zweckmäßigen Weise, z. B. unter Dampfdruck, vulkanisiert werden.

Die in Fig. 2 dargestellte abgeänderte Ausführungsform . eignet sich insbesondere für sehr lange Rohre. Bei dieser Ausführungsform wird mit dem Boden des Kqlbens 20 eine Dichtungsscheibe 33 aus elastischem Material, wie Kautschuk, verbunden. Darauf wird, eine geringe Kautschukmilchmenge über und um den Kolben gegossen, so daß sie das Rohr bis zu dem Spiegel 34 etwas oberhalb des Kolbens füllt. Die Scheibe dient dazu, um die Flüssigkeit zu tragen und ein Hindurchsickern von Flüssigkeit unter den Kolben zu verhindern. Nunmehr wird der Strom zwischen dem Rohr 10 und der innerhalb des Kolbens 20 befindlichen Kathode übergeführt und gleichzeitig damit der Kolben in dem Rohr abwärts bewegt. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens legt die Scheibe das Rohr 10 fortschreitend für die Kautschukmilch frei und damit auch für die Wirkung des Stromes. Der Kautschuk wird aus der Kautschukmilch in einer gleichmäßigen Schicht auf dem Rohr abgesetzt, und der Kautschuk- i°° milchspiegel 34 folgt dem Kolben, während er in dem Rohr abwärts bewegt wird. Bei dieser Ausführungsform wird nur eine geringe Kautschukmilchmenge benötigt; trotzdem kann aber die gesamte Aufnahmefähigkeit des Rohres sehr groß sein.

Es wird bemerkt, daß der vorstehend verwendete Ausdruck Kautschukmilch sowohl natürliche Milcharten aus Kautschuk, Guttapercha, Balata usw. einschließen soll als auch künstliche Milcharten oder wäßrige Emulsionen von Kautschuk, Guttapercha, Balata, Regeneratkautschuk, synthetischem Kautschuk, Kautschukisomeren und ähnlichen Produkten mit und ohne Vermischung mit Vulkanisiermitteln, Farbstoffen, Füllstoffen, weichmachenden Stoffen usw. oder auch nach vorheriger Reinigung, Konzentrierung, Vulkanisierung oder sonstiger Behandlung.

Die Erfindung ist ferner nicht auf die dargestellten und beschriebenen bestimmten Ausführungsformen beschränkt.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   ι. Verfahren zum Auskleiden von Rohren init Kautschuk durch elektrische; Niederschlagung, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrischer Strom durch Kautschukmilch zwischen dem auszukleidenden Rohr und einer Kathode übergeführt ■wird, die sich innerhalb des Rohres befindet und . ununterbrochen längs dessen Achse bewegt wird,
2. 2. Verfahren gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine "von einem zylindrisch gebogenen porösen Diaphragma umgebene Kathode verwendet wird.
3. 3. Vorrichtung zur Ausübung der Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange der Kathode hohl ist und nicht " nur " die Stromzuleitung - aufnimmt und zum Entweichen von Gasen aus dem Diaphragmaraum dient, sondern auch ein kommunizierendes Rohr zum Durch- : leiten von Flüssigkeit aufnimmt.
4. 4. Vorrichtung zur Ausübung der Ver-. fahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Fortsatzstücke, die z.B. zur Füllung des Rohrs mit einer gewissen Menge Kautschukmilch dienen und gegebenenfalls mit dem einen oder anderen Ende des auszukleidenden Rohres zeitweilig verklammert werden können.
5. 5. Vorrichtung zur Ausübung der Ver-

   ' fahren nach Anspruch ι oder 2, gekenn-"zeichnet durch eine elastische Scheibe unterhalb des Diaphragmas, die zusam-

   ■ men mit dem letztexen nüssigkeitsdicht gegenüber, dem auszukleidenden Rohr beweglich ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen