DE7603821U1 - Korrosionsfester Kunststoffbehaelter mit elektrischer Beheizung - Google Patents

Description

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Korrosionsfester Kunststoffbehälter mit elsktrischer^Beheizung

Bei der Oberflächenbehandlung von Teilen durch Ätzen oder auf galvanischem Wege ist es erforderlich, daß die entsprechenden Behälter dem Angriff der für das Verfahren verwandten Lösungen standhalten. Bei sehr aggressiven Flüssigkeiten, z.B. Fluor-Wasserstoffsäure, können für diesen Zweck nur entsprechend korrosionsfeste Materialien eingesetzt werden,, Da das Verfahren in der Regel in einem bestimmten Temperaturbereich am besten abläuft, ist häufig für die Optimierung des Verfahrens eine Beheizung des Behälters erforderlich. Die Beheizung wird mit Vorliebe elektrisch vorgenommen, da bei einer elektrischen Widerstandsheizung die Temperaturregelung einfach ist und ein Anschluß der zu heizenden Behälter ohne besondere Heizanlagen, wie sie für Dampf, Heißwasser oder Wärmeträgeröl, notwendig sind, erfolgen kann. Die Schwierigkeit bei der Anwendung einer elektrischen Beheizung von so gggressiven Flüssigkeiten liegt jedoch darin, daß sowohl die Isolierung der Widerstandsheizkörper als auch der Anschluß der elektrisbhen Heizwiderstände an das Netz Schwierigkeiten bereitet. Außerdem muß die verwandte Isoliermasse nicht nur korrosionsbeständig sondern auch bei entsprechenden Temperaturunterschieden wärmebeständig sein. So sind z.B. bei bekannten Heizkörpern aus keramischem Material die Heizwiderstände zwar korrosionsfest ummantelt, der Anschluß der Zuleitungsdrähte zu den keramischen Heizkörpern macht jedoch infolge Korrosion durch die auftretenden Dämpfe an der Verbindungsstelle Schwierigkeiten.

Die Verwendung absulut korrosionsbeständiger Metalle als Mantelrohre für die Heizdrähte stößt wegen der wenigen infrage kommenden Metalle (z.B. Tantal) und des hohen Preises dieser Metalle auf Schwierigkeiten. Die Verwendung von korrosionsbeständigen Kunststoffen findet ihre Grenzen in der ebenfalls geforderten Wärmebeständigkeit der Isolierung. Es v/urden nur wenige Kunststoffe gefunden, die gleichzeitig

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hochkorrosionsbeständig und wärmestandfest sind, dazu gehören vor allen Dingen die Fluorkunststoffe.

Die Aufgabe der Neuerung bestand nun darin, mit Fluorkunststoff korrosionsfest isolierte Heizdrähte zu finden, deren Beständigkeit gegen den Korrosionsangriff so hoch ist, daß sie wirtschaftlich vertretbare Gebrauchszeiten besitzen. Außerdem sollte die Isolierschicht aus diesen Fluorkunststoffen so dünn sein, daß die Wärmeableitung möglichst gut ist. Trotz der geringen Schichtstärke, sollte jedoch die Durchschlagsfestigkeit für die elektrische Spannung hoch sein und die Isolierschicht eine möglichst geringe Diffusion aufweisen, um eine hohe Gebrauchszeit zu erreichen.

Für eine solche Isolierung mit den genannten Forderungen kommen die in den letzten Jahren entwickelten neuen thermoplastisch verarbeitbaren Fluorkunststoffe infrage. Die Schwierigkeit bei der Verarbeitung dieser Fluorkunststoffe liegt in ihrer hohen Schmelzviskosität, die das gleichmäßige Aufbringen einer dünnen Isolierschicht erschwert. Wenn die vorgenannten Kunststoffe die geforderten Eigenschaften aufweisen, muß es auch möglich sein, den Flüssigkeitsbehälter selbst aus den gleichen Kunststoffen zu fertigen. Auch hier ist die Fertigung solcher Behälter beispielsweise im Spritzgußverfahren durch die schon erwähnte hohe Schmelzviskosität der thermoplastischen Fluorkunststoffe erheblich erschwert.

Es gelang für die Neuerung eine dünne Isolierung der Widerstandsdrähte durch Fluorkunststoffe so herzustellen, daß trotz einer Schichtstärke von nur GD,35 mm eine Durchschlagsfestigkeit von mehr als 10 000 V erreicht wird. Durch diese geringe Schichtdicke der ansich schlecht wärmeleitenden Kunststoffisolation v/ird außerdem ein guter Wärmeübergang und damit eine relativ hohe spezifische Leistung erreicht. Als Isoliermaterial wird vorzugsweise Perfluoralkoxy benutzt, da dieser thermoplastische Fluorkunststoff bei gleicher Schichtdicke eine geringere Diffusion als die bisher bekannten Polymerisate aufweist und außerdem dieses Material thermoplastisch geschweißt werden kann. Dadurch ist an der Übergangsstelle zwischen Widerstandsheizdraht (warm) und Zuleitungsdraht (kalt) eine sichere korrosionsfeste Verbindung durch Verschweißen möglich.

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Außerdem sind die mit diesem Material isolierten Drähte flexibel und (fj können dadurch eng gewickelt werden. Auf diese Weise wird eine hohe Heizleistung pro Flächeneinheit, beispMsweise 2,5 V^m und ein geringer Raumbedarf der Heizwiderstände im beheiztem Behälter erreicht. Zum Schutz gegen mechanische Beschädigung v/erden die Heizdrähte gegen den Nutzraum des Behälters zweckmäßig durch eine durchlässige Schutzv/and abgetrennt, die ebenfalls korrosionsfest ist und vorzugsweise als Lochplatte oder Gitter aus Fluorkunststoff ausgebildet wird. Durch entsprechende, ansich bekannte Herstellungsmaßnahmen, wie z.B. das Transfer-Moulding-Verfahren, können die Behälter für die aggressiven Flüssigkeiten aus dem gleichen thermoplastischen Fluorkunststoff-Material in einem Stück hergestellt v/erden, wobei die entsprechenden Einbauten für die Aufnahme de· Heizwiderstände und die Auflage des Schutzgitters sofort mit beim Hersteilungsverfahren im Inneren des Behälters ausgebildet v/erden können.

Der vorzugsweise würfel-, quader- oder zylinderförmige Behälter (1), der zur Verstärkung der mechanischen Festigkeit und zur Auflage evtl. Halterungen am oberen Rand mit einer verstärkten, abgewinkelten Kante ausgerüstet ist, enthält eine oder mehrere mit wärmebeständigen, korrosionsfesten Fluorkunststoffen isolierte elektrische Beheizung, die vorwiegend zur Erreichung einer höheren spezifischen Leistung als Wendel (2) ausgeführt ist. Der/Die Heizwiderstand/-stände sind gegen eine mechanische Beschädigung durch eine Lochscheibe bzw. Gitterrost (3) geschützt, wobei an dieser Schutzplatte sofort bei der Herstellung, z.B. im Spritzgußverfahren, festverbundene Rippen oder Nocken (4) gefertigt werden können, die eine Fixierung der Heizwiderstände im Becken bev/irken. Die Lochscheibe (3) liegt auf nach Möglichkeit sofort bei der Fertigung des Kunststoff-Behälters mithergestellten Nocken (5) auf, die die Scheibe im Behälter festlegen. Die Zu- und Ableitung für den elektrischen Strom ist mit Fluorkunststoff ummantelt und überzieht als Schweißung auch die Verbindungsstelle (7) zwischen warmen Heizdraht und kaltem Zuleitungsdraht. Die Zuleitungsdrähte (6) werden zweckmäßig so aus dem Behälter ge-

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führt, daß sie durch eine Einkerbung (8) in dem verstärkten Behälterrand das Becken verlassen und so gegen mechanische Verletzungen geschützt sind.

Durch die Neuerung v/ird erreicht, daß die korrosions- und wärmestandfest isolierten Heizdrähte [2) direkt in dem Nutzraum des Behälters (1) angeordnet sind und dadurch ein optimaler Wirkungsgrad erreicht wird. Duron die neuartige Verwendung von thermoplastischen Fiuorkunststoffen wird erreicht, daß bei dünner Schichtstärke ein guter Wärmeübergang bei dennoch geringer Diffusion vorhanden ist. Der thermoplastische Fluorkunststoff ermöglicht auch eine nachträgliche Verschweißung der Verbindungsstelle (7) zwischen Zuleitungsdraht und Heizwiderstand.

Durch die Verwendung von thermoplastisch verarbeitbaren wärme- und korrosionsbeständigem Kunststoffmaterial für die Behälterwände wird erreicht, daß der Behälter (1) mit den entsprechenden Einbauten (5) (einteilig) hergestellt werden kann. ·»■·

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Claims (5)

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1. Beheizbarer Behälter aus korrosionsfestem wärmebeständigem Kunststoff-Material, vorzugsweise aus thermoplastischen Fluorkunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Fluorkunststoff korrosionsfest isolierten Heizwiderstände direkt in dem Nutzraum des Behälters untergebracht sind.

2. (Beheizbare Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit korrosionsfesten wärmebeständigen Kunststoff isolierten Drähte eine ScÜichtstärke der Isolqiion von 0,25 mm bis 0,60 mm aufweisen.

. Beheizbarer Behälter nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Isolierung der Drähte eine Durchschlagsfestigkeit von mehr als 10 000 V aufweist.

4. Beheizbarer Behälter nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß als korrosions- und wärmebeständiger Isolierüberzug für die Heizwiderstände ein ansich bekannter thermoplastischer Kluorkunststoff mit hoher Diffusionsdichte bei geringer Schichtstärke der Isolierung verwandt wird.

5. Beheizbarer Behälter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daßsdas Becken einteilig aus ansich bekannten thermoplastischen korrosions- und wärmebeständigem Kunststoff-Material in ansich bekannten Verfahren hergestellt wird, jedoch das Kunststoff-Material eine Temperaturbeständigkeit von über 150 C aufweist.