DE399620C - Verfahren zum Trennen von gasfoermigen Gemischen in ihre Bestandteile durch Zentrifugalkraft - Google Patents

Description

• Verfahren zum Trennen von gasförmigen Gemischen in ihre Bestandteile durch Zentrifugalkraft.
• Es sind Herfahren bekannt, bei welchen die Trennung von beliebigen gasförmigen Gemischen in ihre festen, flüssigen und gasförmigen Bestandteile dadurch erhalten wird, daß man das Gemisch durch eine gekrümmte Leitung strömen läßt und in dem Gemisch auf diese Weise Zentrifugalkräfte erzeugt, durch welche die verschiedenen Bestandteile des Gemisches sich in verschiedene Schichten legen, welche heim Austritt aus der Leitung getrennt werden können (vg@. die deutesche Patentschrift 272853 und die französichen patentschriften 413285 und 462797).
• Die Erfindung bezieht sich auf ein gleichartiges Trennverfahren, welches jedoch dem Bekannten gegenüber dadurch verbessert wird, daß die erforderliche kinetische Energie teils in üblicher Weise durch Umformung von Druckenergie aus dem Gemisch erzeugt, teils durch mechanische Schleuderwirkung dem Gemisch erteilt wird. Dies läßt sich z. B. da durch erreichen, daß die gekrümmten Leitungen, in welchen das Gemisch der Wirkung von Zentrifugalkräften unterworfen wird, auf der Umhüllung eines Ventilators angeordnet sind. Auch ist es möglich, die gekrümmten Leitungen und die Trennflächen, an welchen die Schichten des Gemisches sich voneinander scheiden, auf einer sich archenden Trommel vorzusehen. Damit die Trennung der einzelnen Gasschichten möglichst sicher und wirbelungsfroi vor sich geht, sind die in bekannter Weise gegen die Strömungsrichtung der zu trennenden Gase gerichteten Trenukanten durch den Zusammenstoß einer gera@en @ache mu emer konkav gekrümmten oder durch den Zusammenstoß zlveier konkav gekrümmter Flachen gebildet. Eine deartige Ausbildung der Trennkanten leitet wirbelungslos die einzelnen Gase auseinander. An sich ist es bekannt, derartige Flächen zu einer Schnitt kante zu vereinigen. Die Anwendung dieses Prinzips für die Trennung von Gasen ist jedoch neu und zeigt den erwähnten NTorteil, daß nämlich die durch die vorhergehenden WIittel erzielte Trennung bei der endgültigen Scheidung der einzelnen Gase bewahrt bleibt.
• Zur Erläuterung der Erfindung dienen die beiliegenden Zeichnungen.
• Abb. I gibt zur Erläuterung des Trennverfahrens eine perspektivische Ansicht eines aus zwei Elementen gebildeten Trennapparates wieder und Abb. 2 einen Schnitt durch ein Trennel..-ment, Abb. 3 zeigt im Schnitt die Wirkung einer Trennfläche auf einen zentrifugierten und geschichteten Gasstrom.
• Die Abb. 4a und 4b und die Abb. 5 bis 7 veranschaulichen verschiedene Ausführungen der Trennflächen zur Verwirklichung ler Erfindung.
• Das der Erfindung zugrunde liegende hekannte Verfahren benutzt ein Trennelement, welches aus zwei Teilen a, b besteht, die entweder auf ihrer ganzen Länge oder nur auf einen Teil derselben Kurvenprofil besitzen.
• Sie bilden zusammen mit den Seitenflächen c eine Expansionsleitung d, die die unter einem bestimmten der Umwandlung der potentiellen Energie in kinetische entsprechend den Druck einströmende Medien aufnehmen so!l und die eigentliche Zentrifugalleitung e zur Entmischung des Mediums bildet, indem das Gemisch durch die Zentrifugalkräfte sich nach den spezinschen Gewichten in Schichten zerlegt, die, wie aus Abb. 2 und 3 ersichtlich, durch die Trennfläche f vcneinander geschieden werden. Theoretisch müßten die Teilflächen f eine unendliche Dünne besitzen. Da diese praktisch aus Gründen der Festigkeit usw. stets eine gewisse Dicke haben müssen, so empfiehlt es sich, wie aus den Abb. 4a und 4b ersichtlich, die Vorderkante g der Flächen einseitig oder doppelseitig konkav zuzuschärfen. Durch eine derartige Aslsbildung der Teilflächen oder Trennkanten erzielt man die NVirkung, daß die einzelnen Gase wirbelungstrei auseinanderlaufen.
• Um die Trennung zu verbessern, wird gemäß der Erfindung die kinetische Energie des Gemisches durch zusätzliche mechanische Schleuderwirkungen erhöht. Zu diesem Zweck kann man die Leitungen auf dem Mantel eines Ventilators h befestigen (Abb. 5), welcher als Generator für die potentielle Energie die, nt. Schließlich ist es möglich, den Separatoren selbst eine Kreisbewegung zu erteilen, wodurch eine weitere Zentrifugalkraft geschaffen wird, die sich zu der von der potentiellen Energie des komprimierten Gases herrührenden addiert. Ein Beispiel dieser Ausführung zeigt Abb. 6 und 7.
• Auch ist es möglich, die Separatoren nicht nur am Ausfluß eines Injektors, sonden auch an Ansätzen entlang dem Mantel desselben anzuordnen.
• Bei der Ausführung nach Abb. 6 und 7 ist die sich um eine zentrale Achse drehende Trommel t in zwei Teile zerlegt, die aus konzentrischen Zylindern t und t' bestehen. Der zentrale Teil wirkt als Ventilator h, um das Gemisch anzusaugen und um diesem eine bestimmte potentielle Energie zu erteilen. Ein geeigneterer Weg wird dadurch gebildet, daß man das auf der welle m montierte Flügelsystem n, h unabhängig von der sich drehenden Trommel arbeiten läßt, wobei dann das Flügelsystem h als richtiger Ventilator wirkt.
• Dabei ist aber zu beachten, daß die Drehachse mit der des ganzen Systems zusammenfällt.
• Auf diese Art wird die Winkelgeschwindigkeit von der Geschwindigkeit der sich drehenden Trommel unabhängig, welche stets geringer sein wird. Im Mantel der Trommel aber auch konzentrisch sind die Separatoren e untergebracht, welche die Drehbewegung um die Zentralachse des ganzen Zentrifugalsystems ausführen. Zu beachten ist, daß die genannten Elemente mit ihren Einlaßöffnungen auf dem Mantel des zentralen Teiles der Trommel angeordnet sind, während die Ausfluß öffnungen sich auf der äußeren Oberfläche des anderen Rades der Trommel undr am weitesten von der Mitte entfernt befinden. Auf derselben Oberfläche werden zwei oder mehrere Reihen von Öffnungen cl, c angebracht, die für den Austritt der verschiedenen Schichten bestimmt sind, in die das gasförmige Medium nach seiner Zentrifugierung durch die Wand oder Wände J getrennt ist.
• Gemäß dem der Erfindung zugrunde liegenden Verfahren gelingt es, Luftmengen mit größerem Sauerstoffgehalt herzustellen oder Sauerstoff, Kohlensäure, schweflige Säure, Kohlenoxyde, Stickstoff, Wasserstoff, gasförmige Kohlenwasserstoffe, Blausäure, Ozon u. dgl. von anderen gasförmigen Medien zu trennen. Das Verfahren kann weiter dazu verwendet werden, die atmosphärische Luft von verunreinigenden Gasen zu befreinen, z. B. in Bergwerken, Tunneln, Stollen und geschlossenen Räumen oder auch, um aus der Luft und anderen Gasen verschieden große Mengen von Wasserdampf oder Feuchtigkeit herauszuziehen oder auch die Herstellung von Explosivstoffen zu erleichtern.

Claims (4)

1. PATENT-ANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Trennen von gasförmigen Gernischen in ihre Bestandteile, bei welchem das Gemisch bei dem Durchlströmen einer gekrümmten Leitung derart Zentrifugalkräften unterworfen wird, daß die verschiedenen Bestandteile des Gemisches sich in verschiedene Schichten legen, um heim Austritt aus der Leitung getrennt zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche kinetische Energie teils in üblicher Weise durch Umformung von Druckenergie-aus dem Gemisch erzeugt, teils durch mechanische Schleuderwirkung dem Gemisch erteilt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmten Leitungen (e), in welchen die gasförmigen Gemische der Wirkung von Zentrifugalkräften unterworfen werden, auf der Umhüllung eines Ventilators angeordnet sind (Abb. 5).
3. 3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadiurch gekennzeichnet, daß die Gesamtanordnung der gekrümmten Leitungen (e) und der Trenuflächen (f) auf einer sich drehenden Trommel vorgesehen ist.
4. 4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise gegen die Strömungsrichtung der zu trennenden Gase gerichteten Treunkanten durch Zusammenstoß einer geraden Fläche mit einer konkav gekrümmten oder zweier konkav gekrümmter Flächen gebildet sind.