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Vomchtung zur pyrogenen Zersetzung von Kohlenwasserstoffen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur pyrogenen Zersetzung von Kohlenwasserstoffen zwecks Herstellung von Russ und Wasserstoff oder zum Kracken von Kohlenwasserstoffölen, deren
Spaltkammer an einen Sammelbehälter angeschlossen ist, der die zu behandelnden Stoffe bereits unter Druck enthält und deren Einlass zur Spaltkammer mechanisch gesteuert wird. Dadurch ist es möglich, lediglich durch periodisch mechanisches Öffnen des Einlassventils die Spaltkammer in denkbar kurzer Zeit mit fertig komprimiertem Gas od. dgl. zu füllen, und die Spaltkammer kann beliebige Abmessungen haben.
Nach wiederum mechanisch erfolgtem Schliessen des Einlassventils kann die Entzündung des
Gases in der Spaltkammer in an sich bekannter Weise mechanisch erfolgen, und ebenso kann das Ausblaseventil in an sich bekannter Weise mechanisch geöffnet werden, sobald die Zündung erfolgt ist.
Durch das Anschliessen der Spaltkammer an einen Druckgasbehälter und durch das mechanische
Steuern des Einlassventils können die Zeitabstände, in denen die einzelnen Bewegungen erfolgen, auf ein denkbar geringes Mass beschränkt und genau eingestellt werden, so dass die Spaltvorgänge z. B. in Bruchteilen einer Minute oder gar Sekunde sich schnell wiederholen. Auf diese Weise kann der Spaltapparat im unterbrochenen Betriebe bedeutende Mengen z. B. von Russ oder Wasserstoff erzeugen.
Vor allem wird das Erzeugnis unbedingt gleichmässig gut, weil es stets mit genau denselben Drucken, Zündzeiten, Explosions- und Kühltemperaturen usw. hergestellt ist. Durch bestimmt zu bemessende Änderung dieser Drucke usw. kann das Erzeugnis in vorher zu bestimmender Weise anders gestaltet und dann genau so gleichmässig weiter hergestellt werden.
Damit der Russ bzw. das sonstige Spalterzeugnis denkbar schnell und möglichst restlos entfernt wird, ist ausser dem mechanisch gesteuerten Gaseinlassventil ein zweites mechanisch gesteuertes Einlassventil, z. B. für Wasserstoff, vorgesehen, das nach erfolgter Zündung unmittelbar nach Öffnen des Ausblaseventils geöffnet wird und unter Druck stehenden Wasserstoff od. dgl. in die Spaltkammer einbläst. Der Wasserstoff bläst dann nicht nur den Russ aus der Spaltkammer hinaus, sondern er füllt auch die Spaltkammer mit Wasserstoff, so dass diese Wasserstoffüllung eine vorzeitige Entzündung des frisch eintretenden Azetylengases verhindert, zumal der Wasserstoff auch kühlend wirkt. Da die Wasserstofffüllung gegenüber dem Explosionsdruek eine Art Puffer bildet, so wird der Explosionsdruck gewissermassen verhindert.
Das schnelle Ausblasen des Russes und die Wasserstoffüllung aber bieten wieder wesentliche Schutzmassnahmen gegen eine vorzeitige Explosion und ermöglichen vor allem eine weitere Beschleunigung des Betriebes. Das Ausblaseventi1 kann ferner wie ein durch Überdruck selbsttätig ausblasendes Sicherheitsventil ausgebildet sein, so dass es schon im Augenblick der Explosion geradezu blitzartig schnell einen Teil des Russes abbläst. Wird darauf das Ausblaseventil mechanisch abgehaben und nunmehr der Wasseis'. offeinass mechanisch geöffnet, so tritt die wirklich denkbar schnellste Entleerung des Spaltraumes ein. Damit sich die Zündrngsvorrichtung nach jeder Explosion vom Russ säubert, wird sie zweckmässig dem Wasserstoffeinlass vorgelagert.
Ebenso lässt man den Ventilkegel für den Russauslass sich nur zwischen seinem Sitz und den Auslassrohren bewegen, damit der ausblasende Wasserstoff auch diesen Ventilkegel vom Russ reinigt, indem er den Kegel umspült. Ausserdem kann die den Ventilkegel andrückende Feder derart regelbar eingerichtet sein, dass das Ventil gegenüber dem Explosionsdruck im Spaltbehälter wie ein Sicherheitsventil wirkt, nach jeder
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Explosion den Überdruck selbsttätig abbläst und die bisher so schädliche Überhitzung des Spaltbehälters verhindert.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands, u. zw. eine mit mechanisch gesteuerten Zuleitungs-und Ableitungsventilen versehene Spaltvorrichtung im Schnitt.
Der Zylinder 1 trägt auf seinen Flanschen 2 den Zylinderedckel 3, in dem auf der einen Seite das Zuführungsrohr 4 für den zu spaltenden Kohlenwasserstoff mündet. An die Rohrmündung 4 schliesst sich die Ausbohrung 5 an, die durch den Kegel 6 verschlossen wird, der auf der Schubstange 7 sitzt. Auf die Druckrolle 8 der Schubstange 7 wirkt die Nockenscheibe 9, die auf der Welle 10 sitzt und mit ihr zusammen sich dreht. Dem Druck der Nockenscheibe 9 wirkt die gegen den Bund 11 der Schub- stange'1 drückende Feder 12 entgegen, die das Ventil wieder schliesst. Auf der andern Seite des Zylinders 1 mündet in dem Deckel 3 das Zuleitungsrohr 13 für den Wasserstoff bzw. für ein anderes Durchspül- mittel.
Auch hier schliesst sich an die Rohrmündung 13 eine Ausbohrung 14 an, die durch den Ventilkegel 15 verschlossen wird. Der-Ventilkegel sitzt auf der Schubstange-M, gegen deren Druckrolle 17 die Nockenscheibe 18 wirkt, die ebenfalls auf der Welle 10 sitzt. Eine dritte auf der Welle sitzende Nockenscheibe 19 betätigt die (nicht dargestellte) Zündung, indem sie z. B. als Kontaktwalze dient.
Die seitlich vom Zylinder 1 auf der Welle 10 sitzende Nockenscheibe 20 wirkt auf die vorgelagerte Schubstange 21, die den im Lagerbock 22 drehbaren Hebel 23 andrückt. In einem Auge des Hebels 23 ist die Schubstange 24 geführt ; sie ist hinter dem Auge mit einer Verdickung versehen. Auf diese Weise zieht der Hebel 23 beim Ausschwingen die Schubstange 24 an, die jedoch auch\ unabhängig vom Hebel 23 sich nach aussen verschieben kann. Die Schubstange 24 trägt den Ventilkegel 25, der die Auslauföffnung 26 des Zylinders 1 verschliesst. An die Zylinderöffnung 26 schliesst sich die erweiterte Bohrung 27 an, die durch den Pfropfen 28 verschlossen ist.
In der Bohrung 27 münden die beiden Rohre 29 ; die zur Ableitung des gewonnenen Russes, Wasserstoffes usw. dienen. Durch die gegen das Widerlager 30 drückende Feder 31 wird der Bund 32 der Schubstange so angedrückt, dass der Ventilkegel 25 ständig in der Verschlussstellung sitzt. Erst der Überdruck des Inhalts des Behälters 1 oder der Zug des Hebels 23 an der Schubstange 24 hebt den Ventilsitz vorübergehend ab. Der Mantel 33 umschliesst den Kühlwasserraum, der den Zylinder 1 umgibt.
Die z. B. durch einen kleinen Elektromotor angetriebene Welle 10 stellt nach der Zeichnung ihre Nocken so ein, dass alle Ventile geschlossen sind. Beim Weiterlaufen der Welle 10 öffnet sich zunächst das Ventil 6 und lässt Kohlenwasserstoff od. dgl. in den Zylinderraum 1 eintreten. Nachdem der Zylinder gefüllt ist, schliesst sich das Ventil, und es erfolgt z. B. vom Nocken 19 aus die Zündung des Zylinderinhalts. Darauf öffnet sich das Ventil 25, so dass der durch die Explosion entstandene Wasserstoff und Russ durch die Röhre 29 austreten kann. Der Nocken 20 hält das Ventil weiter geöffnet, und ausserdem öffnet sich noch das Ventil 15, so dass der unter Druck stehende Wasserstoff in den Zylinder 1 einblasen und dessen Inhalt in die Rohre 29 hinaus drängen kann.
Hierauf schliessen sich beide Ventile 25 und 15 wieder, und die Vorgänge wiederholen sich. Je nach Ausbildung der einzelnen Teile der Spaltvorrichtung kann die Wiederholung der Vorgänge unter Umständen ausserordentlich schnell erfolgen. Je nach Bemessung der Stärke der Feder 31 kann schon der Explosionsüberdruek das Ventil 25 öffnen, so dass der Zylinder 1 weder einen zu hohen Druck noch eine zu hohe Temperatur auszuhalten hat. Die-Zündkerze, das Zündrohr od. dgl. 34 ist dem Wasserstoffauslass 14 vorgelagert, so dass der in den Zylinder einströmende Wasserstoff die Kerze umspült und von etwa anhaftendem Russ reinigt.
Ebenso wird der Ventilteller 25 stets nur wenig angehoben und derart reichlich von dem ausblasenden Wasserstoff umspült, dass er beim Wiederaufsitzen rein ist und wirklich dichten kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur pyrogenen Zersetzung von Kohlenwasserstoffen zwecks Herstellung von Russ und Wasserstoff oder zum Kracken von Kohlenwasserstoffölen, in welcher die Zersetzung durch Entzündung der komprimierten oder erwärmten Kohlenwasserstoffdämpfe in einer Spaltkammer bewirkt wird, wobei Zündvorrichtung und Ausblaseventile mechanisch gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Spatkammer an einen Sammelbehälter angeschlossen ist, der die zu behandelnden Stoffe bereits unter Druck enthält, und in der Zuführungsleitung für die Stoffe zur Spaltkammer ein mechanisch gesteuertes Ventil angebracht ist.