DE1140875B - Verfahren zur Vakuumtrocknung oder -entgasung von pulverfoermigen Stoffen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Vakuumtrocknung oder -entgasung von pulverförmigen Stoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vakuumtrocknung oder -entgasung von pulverförmigen Stoffen mit kleiner durchschnittlicher Korngröße, vorzugsweise unter 10-4 cm.
• Die Trocknung bzw. Entgasung von pulverförmigen Stoffen bietet bei geringen Korngrößen erhebliche Schwierigkeiten, weil während des Prozesses die freien Hohlräume zwischen den Pulverteilchen verringert werden, so daß die zum Gas- bzw. Dampfaustausch erforderliche molekulare Strömung zurückgeht. In der Technik finden sehr feinkörnige pulverförmige Stoffe teilweise mit Korngrößen unterhalb 10-6 cm als Isolationsmaterial bei der Wärmeisolierung Anwendung. Zur Erzielung der in diesem Falle möglichen außerordentlich geringen Wärmeleitfähigkeit eines Pulverkörpers muß jedoch eine Trocknung oder Entgasung erfolgen, wobei das zur Trocknung oder Entgasung angewendete Vakuum - gegebenenfalls ein Hochvakuum - in verschiedenen Fällen auch weiterhin in dem den Pulverkörper aufnehmenden Behälter aufrechterhalten werden kann.
• Bei der Trocknung und Entgasung zeigt sich eine unangenehme Wechselwirkung zwischen den einzelnen Teilchen, die mit absinkender Korngröße zunimmt. Entfernt man nämlich durch die Vakuumeinwirkung, gegebenenfalls unter Erwärmung, die gasförmigen Oberflächenschichten, welche die Pulverteilchen umgeben, so können diese einander berühren, und es werden starke molekulare Oberflächenkräfte wirksam, durch die die Teilchen aneinander bzw. an den Wänden des Aufnahmebehälters festhaften. Dabei bilden sich in der pulverförmigen Füllung eines Behälters oftmals Stoffzusammenballungen von solcher Festigkeit, daß sie auch mit Hilfe von schweren mechanischen Einwirkungen, beispielsweise durch Stoßen mit Eisenstangen, nicht aufgelöst werden können. Die Ursache dieser sehr unerwünschten Wirkung ist - wie bereits erläutert - im Wirksamwerden von Oberflächenkräften zu suchen, welche bei enger Annäherung extrem ansteigen. Eine ähnliche Wirkung wird in der Technik bei den sogenannten »Endmaßen« ausgenutzt; dort haften bei der Berührung der sehr gleichförmigen Oberflächen die Teilstücke durch molekulare Bindungskräfte fest aneinander.
• Die Erfindung geht von der Aufgabestellung aus, beim Trocknungs- oder Entgasungsprozeß die Zusammenballung von pulverförmigen Stoffen unter der Einwirkung der Oberflächenkräfte zu verhindern. Das Kennzeichnende ist dabei darin zu sehen, daß wenigstens während eines Teilabschnittes der Vakuumeinwirkung in dem Pulverkörper eine elektrische Gasentladung erzeugt wird. Die Entladungsbahnen schneiden dabei Kanäle in den Pulverkörper und lockern diesen dadurch auf. Man kann durch entsprechende Anordnung der Entladungselektroden erreichen, daß die elektrischen Entladungen bestimmte Teile des Pulverkörpers bevorzugt durchsetzen. In vielen Fällen ist jedoch eine möglichst gleichmäßige Einwirkung der elektrischen Entladung auf den gesamten Pulverkörper erstrebenswert.
• Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Gasentladung durch ein hochfrequentes elektrisches Wechselfeld hervorgerufen, welches vorzugsweise mit Hilfe eines bekannten Teslatransformators erzeugt werden kann. Durch solche Entladungen ergibt sich im Pulverkörper nur eine geringe Wärmeerzeugung, welche außerdem zusätzlich zur Beschleunigung der Trocknung und Entgasung beiträgt.
• An Stelle von unregelmäßigen Funkenentladungen sind auch Glimmentladungen innerhalb des Pulverkörpers anwendbar. Die höheren mechanischen Kräfte der Funkenentladung erweisen sich allerdings im allgemeinen als vorteilhafter. Da man nach der Erfindung in dem Pulverkörper die Aufrechterhaltung einer elektrischen Gasentladung anstrebt, ist zu beachten, daß der Druck in dem Aufnahmebehälter wenigstens während eines Teiles der Trocknung und Entgasung nicht so weit abgesenkt wird, daß die elektrische Entladung erlischt. In der Zeichnung ist eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt; es zeigt Fig. 1 eine Anordnung zur Trocknung oder Entgasung feinkörniger Pulver, Fig. 2 eine graphische Darstellung der Gasabgabe feinkörniger Pulver.
• Gemäß Fig. 1 befindet sich in einem Aufnahmebehälter 1 mit leitfähiger Wand ein feinkörniger Pulverkörper 2, welcher aus Aerosilpulver mit einer mittleren Korngröße von 10-6 cm gebildet ist. Um die Außenwand des Aufnahmebehälters 1 ist eine Heizwicklung 3 gelegt, die durch Anschluß an das Stromversorgungsnetz erhitzt werden kann. Eine in den Pulverkörper 2 hineinragende Entladungssonde 4 ist über eine Verbindungsleitung 5 einpolig mit einem Teslatransformator 6 verbunden. Der zweite Pol des Teslatransformators 6 wird über die weitere Verbindungsleitung 7 geerdet. Als Gegenelektrode der Entladungssonde 4 ist die Heizwicklung 3 bzw. die Innenwand des Aufnahmebehälters 1 vorgesehen, welche gleichfalls - und zwar über eine Zuleitung 8 - geerdet ist. Der Innenraum des durch ein isolierendes Verschlußstück 11 abgeschlossenen Aufnahmebehälters 1 steht über eine Evakuierungsleitung 9 mit einer Vakuumpumpe 10 in Verbindung. An diese Evakuierungsleitung 9 sind über ein Kreuzstück 12 ein Druckmeßgerät 13 von an sich bekannter Konstruktion (beispielsweise ein lonisationsmanometer) und ein Belüftungsventil 14 angeschlossen. In der Evakuierungsleitung 9 befindet sich im Strömungsweg vor dem Kreuzstück 12 ein Filter 15, welches das feinkörnige Pulver von Meßgerät 13 und Pumpe 10 zurückhält. Hinter dem Kreuzstück 12 liegt in der Evakuierungsleitung 9 ein Absperrventil 16.
• Beim Betrieb wird der Innenraum des Aufnahmebehälters 1 über die Evakuierungsleitung 9 bei geöffnetem Absperrventil 16 durch die Vakuumpumpe 10 evakuiert. Der erreichte Druckwert kann mit Hilfe des Druckmeßgerätes 13 festgestellt werden. Das Belüftungsventil 14 bleibt geschlossen. Gleichzeitig wird der Pulverkörper 2 durch die Heizwicklung 3 erwärmt, und es bilden sich außerdem in diesem Pulverkörper 2 von der Entladungssonde 4 nach der geerdeten Wandfläche elektrische Gasentladungsdungsbahnen aus, welche den Pulverkörper 2 auflockern.
• In der Darstellung der Fig. 2 ist die Wirkung der elektrischen Entladung zur Steigerung der Gasabgabe bei Aerosil erkennbar. Die Kurve a zeigt den Verlauf der Gasabgabe ohne die Einwirkung einer zusätzlichen elektrischen Entladung. In der Kurve b sind die günstigeren Verhältnisse bei der gleichzeitigen Einwirkung einer solchen Entladung dargestellt. Das Aerosilpulver wies dabei eine mittlere Korngröße von 10-6 cm und eine Anfangsfeuchtigkeit von 1,5 °/o- auf. Die graphische Darstellung zeigt anschaulich, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein erwünschter hoher Wert der Gasabgabe des Pulvers,, d. h. eine weitergehende Entgasung des Pulverkörpers, erreicht werden kann als bei einer Evakuierung ohne Entladungseinwirkung. Bei praktischen Versuchen kann man feststellen, daß der Pulverkörper unter gleichzeitiger Gasentladung etwa zehnfach stärker entgast wird als ohne diese Hilfsnahme. Dabei ist es wesentlich, daß eine solche starke Entgasung bei geringer Erwärmung des Pulverkörpers erreichbar ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Vakuumtrocknung oder -entgasung von pulverförmigen Stoffen mit kleiner durchschnittlicher Korngröße, vorzugsweise unterhalb 10-4 cm, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens während eines Teilabschnittes der Vakuumeinwirkung in dem Pulverkörper eine elektrische Gasentladung erzeugt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladung durch ein hochfrequentes elektrisches Wechselfeld hervorrufen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladung eine durch Gleichspannung hervorgerufene Glimmentladung geringer Stromdichte ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 586 693.