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Filtergerät Zusatz zum Patent 642 168 Das Hauptpatent 642 168 betrifft
Glasgeräte mit eingeschmolzenen po@ösen Teilen, z. B. Filterplatten, bei denen die
porösen Teile ganz oder teilweise aus elementarem Silicium, dessen Legierungen,
Carbiden oder Gemischen dieser Stoffe bestehen. Die plorösen Teile können z. B.
in Filtrationsapparate aus Glas eingeschmolzen sein. Derartige Geräte besitzen gegenüber
den üblichen Glasfiltergeräten den Vorteil, daß man sie bei der Bearbeitung in freier
Flamme an der Einschmelzstelle erhitzen kann, ohne daß das Gerät zerspringt.
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Gegenstand der weiteren Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung
sind Filtergeräte, bei denen entweder die eingeschmolzenen flüssigkeitsdurchlässigen
porösen Teile aus anderen feuerfesten Stoffen als den im Hauptpatent genannten oder
aus Metallen -oder Metalloxyden oder die nichtporösen Teile aus nichtglasartigen
feuerfesten Stoffen, vorzugsweise Porzellan, bestehen, wobei poröse und nichtporöse
Teile verschiedenen Stoffklassen angehören.
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Es hat sich gezeigt, daß man auch poröse Filterplatten aus anderen
feuerfesten Stoffen als den in dem Hauptpatent genannten, z. B.
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Porzellan, Ton, Steinzeug, Zirkon, Graphit; Siliciumdioxyd, oder
aus Metallen oder Metalloxyden, z. B. Eisen, Nickel, Kupfer, Silher sowie Magnesium-
oder Aluminiumoxyd, in Geräte, z. B. Rohre, aus Glas oder Quarzglas einscbrnelzen
kann. Auch in diesem Falle ist die Einschmelzstelle ohne Zerspringen des Gerätes
in freier Flamme bearbeitbar.
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Bei den erfindungsgemäßen Geräten bestehen also entweder die nichtporösen
Teile aus Glas oder Quarzglas, wobei die porösen Teile aus anderen feuerfesten Stoffen
als Sili cium, dessen Legierungen und Carbiden oder aus Metallen oder Metalloxyden
bestehen, oder aber die nichtporösen Teile bestehen aus nichtglasartigen feuerfesten
Stoffen, wie Porzellan, die porösen Teile jedoch entsprechend dem Hauptpatent aus
Silicium, dessen Legierungen oder Carbiden.
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Die porösen Teile werden z. B. gemäß dem Verfahren nach den Patentschriften
558 75I oder 571 588 hergestellt, wobei Platten von außerordentlich hoher Durchlässigkeit
für Flüssigkeiten und Gase erhältlich sind. Grobp orige Filterplatten werden gegebenenfalls
zenit einem feinen Pulver aus gleichem Maserial gepudert und erneut gebrannt, so
daß
die Filterplatte geringen Widerstand gegen Flüssigkeiten und
Gase mit hohem Zurückhaltevermögen für feinste feste Teilchen ver- -einigt.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, aus, gleichen Teilen Ton und
Glaspulver herge stellte Filterplatten in Glas einzuschmelzen.
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Da derartige Filterplatten als aus durch Toneinlagerung getrübtem
Glas bestehend zu betrachten sind, ist dieses Einschmelzen dem Einschmelzen gewöhnlicher
Glasfilterplatten in Glasgeräte an die Seite zu stellen, auf jeden Fall wesentlich
verschieden von der Kombination porös er Körper aus feuerfesten Stoffen sowie aus
Metallen und Metalloxyden mit nichtporösen glasartigen Teilen durch Verschmelzen.
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Man hat auch schon zur Herstellung von Filtern aus porös gesintertem
Glas auf den siebartig durchlochten Boden eines Metallgefäßes Glaspulver in gleichmäßiger
Schicht aufgebracht, worauf das Gefäß mit der Glaspulverschicht auf so hohe Temperatur
erhitzt wurde, daß das Glaspulver porös zusammensintert und sich dabei gleichzeitig
fest mit den Gefäßwandungen verbindet. Eine derartige Filterplatte enthält also
eine zwar durchlochte, aber nicht poröse Unterlage und stlellt daher der zu filtrierenden
Flüssigkeit einen größeren Widerstand entgegen als die Filtergeräte gemäß der Erfindung.
Sie hält auch einem abwechselnden Erhitzen und Abkühlen nicht stand, da der porös
gesinterte Glasteil eine große Berührungsfläche mit der Unterlage besitzt. Ein solches
Filtergerät hat somit nur reinen beschränkten Anwendungsbereich.
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Beispiel I Nach den Angaben des Beispiels des Hauptpatents 642 168
erhaltene Filterplatten aus Siliciumcarbid werden im Knallgasgebläse in Porzellanrohre
eingeschmolzen. Es können hierbei auch Filterplatten verwendet werden, die aus Silicium
in der im Beispiel des Hauptpatents beschriebenen Weise, jedoch ohne Borsäurezusatz,
hergestellt sind.
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Beispiel z Quarzglaspulver oder technisch reiner Quarzsand, der während
einiger Stunden auf Temperaturen oberhalb 1000° erhitzt wurde, von einer Korngröße
entsprechend einer Maschenweite von etwa 400 bis 1600 Maschein pro Quadratzentimeter,
wird mit 5 Gewichtsprozent Dextrin, 5 Gewichtsprozent Borsäure und 12 bis 15 Gewichtsprozent
Wasser gründlich gemischt. Sodann werden durch Pressen bei 300 Atm. kleinere Zylinder
oder Platten hergestellt. Diese werden 24 Stunden lang an der Luft gelagert, alsdann
bei I200 getrocknet und bei allmählich ansteigender Temperatur auf I200° erhitzt,
worauf sie noc 2 Stunden bie 1 500° gebrannt werden. Danach können die Filterplatten
z. B. in Supraxglas eingeschmolzen werden, ohne daß beim Abkühlen in diesem Sprünge
auftreten. Auch die gemäß der Patentschrift 542 321 erhaltenen Ultrafilterplatten
aus Kieselgel oder aktiver Tonerde eignen sich nach längerem Erhitzen auf 6000 sehr
gut zum Einschmelzen in Gläser von der Art der im Handel unter dem Namen Suprax-
oder Duranglas erbältlichen Gläser.
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Beispiel 3 Bei 1200 bis I3000 calcinierte Tonerde (Korngröße 400
bis I 600 Maschen pro Quadratzenti.meter) Ivird mit 10 Gewichtsprozent Dextrin,
10 Gewichtsprozent Borsäure und etwa 50 Gewichtsprozent Wasser gründlich gemischt,
sodann in der im Beispiel 2 beschriebenen Weise geformt, getrocknet und auf 12000
erhitzt. Die Filterplatten werden in Suprax- oder Duranglasrohre eingeschmolzen.
Zum Einschmelzen der Platten usw. in Quarzglasrohre (in der Knallgebläseflamme)
wird die poröse Masse nur mit einem Zusatz von 3 bis 5% Borsäure und Dextrin hergestellt
und nach dem Brennen bei I2000 noch während einiger Stunden auf I5000 erhitzt.
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Beispiel 4 Ein gemäß Beispiel 5 des Patents 558 751 hergestellter
zylinderförmiger Stab aus Schaumkupfer wird in Scheiben geschnitten, und diese werden
in Rohre aus Supraxglas oder Jenaer Geräteglas eingeschmolzen Falls die Kupferscheiben
sich dabei oxydieren, können sie leicht, z. B. durch Reduktion mit Methanoldampf,
wieder in metallisches Kupfer übergeführt werden. Um den Schaumkupferstab leichter
in Scheiben zersägen zu können, ist es von Vorteil, den Stab durch Glühen an der
Luft zu oxydieren, wobei er spröde wird, und ihn dann zu zerschneiden.
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Die Scheiben werden alsdann vor dem Einschmelzen in die Glasrohre
reduziert. Man kann die Oxydscheiben auch zuerst einschmelzen und sie alsdann im
Filtergerät zu metallischem Kupfer reduzieren.
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Beispiel 5 100 Gewichtsteile einer bei I200 bis 13000 calcinierten
Tonerde (Korngröße 1600 bis 6400 Maschen pro Quadratzentimete) und 20Gewichtsteile
Duranglaspulver (Korngröße 1600 bis 10 000 Maschen pro Quadratzentimeter
werden
zusammen mit 5 Gewichtsteilen Dextrin gründlich gemischt. Sodann werden jeweils
6 g des Gemisches mit etwas Wasser befeuchtet und in einer zylindrischen Form von
3 cm Durchmesser bei einem Druck von 200 Atm. gepreßt. Die Formkörper werden danach
einige Stunden bei I20° getrocknet, im elektrischen Ofen bei innerhalb 4 Stunden
auf 1200° ansteigender Temperatur erhitzt und sodann weitere 3 Stunden bei von 1200
auf I3000 ansteigender Temperatur gebrannt. Es werden sehr harte, feinporige, etwa
3 mm dicke Filterplatten von 3 cm Durchmesser erhaltert, die sich durch hohe Korrosionsbeständigkeit
gegen saure und alkalische FlüssigkEeiten auszeichnen. Sie werden mit ihren Rändern
in Rohre aus Jenaer Geräte- oder Duranglas eingeschmolzen. Die so erhaltenen Geräte
können nach dem Erkalten an der Einschmelzstelle wieder mit der freien Flamme erhitzt
werden, ohne daß dabei oder beim Erkalten ein Zerspringen erfolgt.