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Verfahren zum Füllen von Isolationselementen mit schlecht wärmeleitenden
Gasen Den Gegenstand der Erfindung bildet ein neues Verfahren, um Isolationselemente
mit Gasen von schlechtem Wärmeleitungsvermögen zu füllen. Das Verfahren gemäß de:
Erfindung ist in erster Linie ersonnen, um die Wandungen derartiger Elemente möglichst
leicht und dünn ausführen zu können. Weiterhin aber ermöglicht das Füllverfahren
gemäß der Erfindung auch eine besondere Wirtschaftlichkeit.
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Der Erfindungsgedanke besteht im wesentlichen darin, daß während der
dem eigentlichen Füllverfahren vorausgehenden Evakuierung der Elemente als auch
während des eigentlichen Füllvorganges selbst der Druck im Inneren und Äußeren der
zu füllenden Elemente gleich oder doch nahezu gleich gehalten wird, so daß die Wandungen
der Elemente keinen gefährlichen Druckunterschieden ausgesetzt werden, wodurch ermöglicht
wird, die Elementwandungen möglichst schwach zu halten, und zwar bedeutend schwächer
als wenn sie den normalen Außendruck von einer Atmosphäre auszuhalten hätten. Weitere
kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
und den Abbildungen.
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In den Abb. i und 2 ist ein mit Gas von schlechterem Wärmeleitvermögen
als Luft zu füllendes Element beispielsweise dargestellt, und zwar in zwei Schnittdarstellungen.
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Abb. i zeigt einen Schnitt nach der Schnittlinie I-I der Abb. 2, Abb.
2 einen Schnitt nach der Schnittlinie I I-I I der Abb. i .
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Abb. 3 zeigt eine Einzelheit (untere Ecke) des Elements in größerem
Maßstab, ebenfalls in einer Schnittdarstellung.
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Abb. 4 zeigt in teilweiser Schnittdarstellung eine zur Durchführung
des Erfindungsgedankens geeignete Fülleinrichtung in einer beispielsweisen Ausführungsform
und Abb. j in Schnittdarstellung eine Einzelheit, die beim Füllvorgang Anwendung
finden kann.
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In den Abb. i bis 3, die ein hermetisch geschlossenes Isolationselement
zeigen, bezeichnet 30 Folien, die durch Rahmen 31 aus Filz, poröser Papierkomposition
oder ähnlichem Material niedrigen Wärmeleitungsvermögens getrennt sind, welche Rahmen
durch daran festgeklebte entsprechend geformte Rahmen 32 aus Pappe genügend steif
gemacht sind, wodurch die Handhabung und Herstellung erleichtert wird. Diese Papprahmen
können an den Folien 30 festgeklebt werden. Im Innern des Ioslationselementes
sind Filz- und Pappstücke 33 gleich den Rahmen 31 vorgesehen, die dazu beitragen,
die Folien durch das ganze Element hindurch zu trennen. Die Seiten des Elementes
sind durch zwei Platten 34 gebildet, die gewellt sein können und solche Stärke haben,
daß das Element genügende Festigkeit und hinreichendes Widerstandsvermögen erhält,
so daß es auch äußeren Beanspruchungen gewachsen "ist. 'Diese
Platten
können aus Aluminium, Eisen, mit Phenolharzen imprägnierter Pappe oder anderem für
den Zweck geeigneten -gasdichten Material bestehen.-Die Platten sollen eine genügende
Stärke haben, um Druckunterschiede von etwa ioo mm Quecksilber aushalten zu können,
die auf die Platten einwirken können. Die quergerichteten Wandteile 35 des Elementes,
zwischen welchen und den Rahmen 31 gemäß dem Ausführungsbeispiel ein schmaler Zwischenraum
36 vorhanden ist, sind aus einem Material niedrigen Wärmeleitungsvermögens, z. B.
auch aus Kunststoffen wie Mischungen von Azetylcellulose mit Kampfer oder Kampferersatzstoffen,
oder aus Celluloid o. dgl. ausgeführt. Wie aus den Abb. i bis 3 hervorgeht, sind
diese Wandteile seitlich um die Platten 34 umgebogen und an ihnen durch ein geeignetes
Klebmittel, z. B. ein in Azeton lösliches Gemisch aus den vorgenannten Kunststoffen
mit polymerischen Vinylaceton, befestigt. Dieses Gemisch kann auch zum Festkleben
der Papprahmen an den Folien und an den Filzrahmen usjv. verwendet werden.
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Zwecks Entgegenwirkens der auf Strahlung beruhenden Wärmeübertragung
durch das Element weist zweckmäßig wenigstens jede zweite Folie glänzende wärmereflektierende
Flächen auf. Die anderen bzw. übrigen Folien können aus Papier oder ähnlichem Material
mit schlechten wärmereflektierenden Flächen bestehen, da sie hauptsächlich nur dein
Zweck dienen, die Entstehung von Konvektionsströmungen im Gase zu verhindern, d.
h. sie bilden ein Mittel, der auf Konvektion beruhenden Wärmeübertragung durch das
Element entgegenzuwirken. Eine solche Anordnung vermindert die Kosten des Elementes
ohne dessen hohes Wärmeisolierungsvernzögen zu erniedrigen. Die Räume zwischen den
Folien sind mit Gas gefüllt, das ein niedrigeres Wärmeleitungsvermögen als Luft
bei Atmosphärendruck hat, wie z. B. Schwefelhexafluorid, Methylchlorid, Dichlordifluormethan
usw. Zwecks Einführung dieses Gases in alle Kammern des Elementes können die Filzrahmen
an gewissen Stellen mit kleinen Löchern o. dgl. versehen sein. Stoßfugen. in den
äußeren Querwänden 35 sind hermetisch zusammengefügt, wobei ein den Saum überlappender
Streifen _38 o. dgl. Verwendung finden kann, wie dies in der rechten oberen Ecke
der Abb. i dargestellt ist.
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Die Füllung des Elementes erfolgt gemäß der Erfindung in folgender
Weise, wozu die in Abb, q. dargestellte Einrichtung benutzt werden kann. Ein oder
mehrere Elemente 6o werden in irgendeiner Weise in einen hermetisch verschließbaren
Raum oder Behälter 61 eingebracht. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. q. kann
dieser Behälter 61 beispielsweise durch einen oberen Deckel 62 hermetisch abgeschlossen
werden. An den Behälter 61 ist eine Leitung 63 angeschlossen, von der aus eine Abzweigung
64 nach einer Vakuumpumpe 66 führt. In dieser Abzweigungsleitung sitzt ein Ventil
67. Die Leitung 63 führt nach dem das Füllgas enthaltenden Behälter 65 und kann
durch das Ventil 68 abgeschlossen werden. Nach dem Einbringen des oder der Elemente
6o in den Behälter 61 und nach dessen hermetischem Abschluß wird bei geöffnetem
Ventil 67 und geschlossenem Ventil 68 die Vakuumpumpe 66 in Tätigkeit gesetzt,
die sowohl die Luft aus dem Behälter 61 als auch aus dem oder den Elementen 6o herausbefördert.
Um die Evakuierung der Elemente 6o in dieser Weise zu ermöglichen, sind bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel die Oberseiten der Elemente mit Üffnungen 39 versehen,
wie sie besonders aus Abb. 5 ersichtlich sind. Außerdem stehen die Räume zwischen
den Folien, wie bereits einleitend bei Erwähnung des Füllverfahrens auseinandergesetzt
worden ist, miteinander in Verbindung, so daß die Luft im Element gleichzeitig aus
allen Zwischenräumen zwischen den Folien abgesaugt werden kann, wobei die Folien
im Elemente ihre gegenseitige Lage zueinander nicht ändern. Bei diesem Evakuierungsprozeß
wird der Luftdruck im Inneren der Elemente 6o und des Behälters 61 gleichmäßig erniedrigt,
so daß keinerlei gefährliche Spannungen infolge von Druckunterschieden in den Elementwandungen
eintreten können. Ist in dieser Weise die erforderliche Luftleere in den Elementen
und im Behälter 61 geschaffen, so wird das Ventil 67 geschlossen und durch das geöffnete
Ventil 68 Füllgas aus dem Behälter 65 in den Behälter 61 überführt, das auf demselben
Weg, auf denn die Luft den Elementen 61 entzogen wurde, in diese Elemente einströmt.
Wenn in dieserWeise sowohl derRaum6i als auchdie Elemente 6o gefüllt sind und in
ihnen etwa Atmosphärendruck herrscht, wird das Ventil 68 geschlossen, worauf die
Elemente nach geöffnetem Deckel 62 aus dem Raum 61 herausgenommen werden können.
Darauf werden ihre Füllöffnungen 39 in irgendeiner bekannten Weise hermetisch abgeschlossen,
was dadurch geschehen kann, daß sie mit Platten aus geeignetem Werkstoff, wie z.
B. den vorerwähnten Kunststoffen, unter Zuhilfenahme eines Klebmittels verschlossen
werden. Selbstverständlich können auch zum Verschluß der Schrauben, Hähne o. dgl.,
Anwendung finden. Füllöffnungen andere bekannte Mittel, wie In manchen Fällen kann
es zweckmäßig sein, den Gasdruck in den Elementen ein klein wenig niedriger zu halten
als der niedrigste
Atmosphärendruck, der vorkommen kann. Dadurch
sind die äußeren Elementwandungen einem kleinen Überdruck ausgesetzt, der, ohne
die Wandungen selbst irgendwie gefährlich zu beanspruchen, dazu dient, diese Wandungen
gegen im Inneren des Elementes angeordnete Versteifungen 33 o. dgl. anzupressen.
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Ein derartiger geringfügiger Unterdruck in den Elementen kann nachträglich,
d. h. nachdem sie mit dem Füllgas bis auf Atmosphärendruck gefüllt sind, beispielsweise
mittels besonderer Einrichtungen, für die in Abb.5 eine geeignete Ausführungsform
gezeigt ist, hervorgerufen werden. Wie aus Abb. 5 hervorgeht, ist über der Füllöffnung
39 des Elementes ein Werkzeug aufgesetzt, dessen Saugkanal 7o durch einen Gummischlauch
71 0. dgl. mit einer Vakuumduelle in Verbindung gebracht werden kann. Eine durch
das Werkzeug G9 mittels einer Stopfbuchse hindurchgeführte und mit einer Handhabe
72 versehene Stange 73 ist untetl stempelartig ausgeformt und dieser Stempel
ist in einer Kammer 7.4 in dem Werkzeug 69 auf und ab beweglich. Über der Einfüllöffnung
39 schwebt, von Federn 77 des Werkzeugs gehalten, eine Verschlußplatte76, die, nachdem
durch die Saugleitung etwas Gas aus dem Element entnommen worden ist, durch Niederdrücken
oder Niederschrauben der Stempelstange 73 fest auf die Wandung 34. aufgepreßt werden
kann, wodurch die Füllöffnung geschlossen wird. Um das Festhaften der Verschlußplatte
76 zu gewährleisten, ist die Unterseite dieser Platte finit einem geeigneten Klebmittel
versehen. Eine zwischen Werkzeug und Elementwandung 34 vorgesehene Gummidichtung
7 5 ermöglicht den dichten Andruck des Werkzeugs auf die Wandung. Nach Gebrauch
kann das Werkzeug einfach abgehoben `-erden, was dadurch erleichtert werden kann,
daß man Luft durch die Üffnung 7o in die Kammer;. einströmen läßt.