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Bei den meisten Verfahren und Vorrichtungen zur Ausschleusung von festen. flüssigen oder gas- förmigen Substanzen oder deren Mischungen von einem Hochdruckreaktionsbehälter in ein Nieder- drueksystem werden mechanische Expansionsvorrichtungen benutzt, welche gleichzeitig als Kraft- maschinen angewandt werden können. Diese Vorrichtungen müssen notwendigerweise sehr stark konstruiert sein. um die vorhandenen hohen Drucke auszuhalten. und es ist unvermeidlich, dass schädliche
Räume sich bilden, welche nicht von den beweglichen Teilen (Kolben. Rotoren. Ventilen) der Vor- richtungen ausgefüllt sind.
Obwohl durch diese bekannte Arbeitsweise und diese Vorrichtungen der sogenannte Kavitationseffekt (Erosion) an den Auslassöffnungen oder Ventilen der Expansionsvor- richtungen zum grossen Teile vermindert wird. wird er nicht vollkommen vermieden.
Es wurde nun gefunden. dass dieser Nachteil vermieden werden kann, wenn die schädlichen Räume. bevor sie in Verbindung mit dem Hochdruekreaktionsbehälter gebracht werden, einem Druck ausgesetzt werden. der dem Druek in dem Hochdruckreaktionsbehälter nahekommt, gleich oder höher ist. Um dieses
Verfahren praktisch auszuführen, können die festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffe oder deren Mischungen, welche von dem Hochdruekreaktionsbehälter in das Niederdrucksystem ausgeschleust werden sollen, selber zur Ausfüllung der schädlichen Räume benutzt werden und dies geschieht durch Abschliessen der Auslassöffnungen des Expansionsraumes der Druckentlastungsvorrichtung, bevor die vollständige Entleerung erfolgt ist.
Gegebenenfalls kann auch ein Hilfsstoff zu diesem Zweck benutzt bzw. mitbenutzt werden.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet also ein Verfahren. welches ein automatisches Ausschleusen von Stoffen oder Stoffgemischen aus Druckräumen gestattet, ohne dass in den Absperrquerschnitten unzulässig hohe. zerstörend wirkende Geschwindigkeiten auftreten. Ähnlich der Arbeitweise eines Dampfmasehinenzylinders (Fig. 1) wird eine bestimmte Menge Material aus dem Reaktionssystem durch das zwangsläufig offen gehaltene Einlassventil einer Arbeitsmaschine in den Plungerraum der Arbeitsmaschine eingeleitet (Fig. 2). Nach dem Schliessen des Einlassventiles wird das Material bis auf den Druck des Aussenraumes expandiert (Fig. 2). worauf das Auslassventil geöffnet wird.
Der ruckkehrende Plunger (Fig. 3) schiebt jedoch nur einen Teil des entspannten Materials heraus, während der Rest im Zylinder bleibt und nach dem Schliessen des Auslassventiles komprimiert wird (Fig. 4). bis im Plungerraum der Maschine ungefähr der Druek des Reaktionsraumes erreicht ist.
Alle schädlichen Räume sind nunmehr mit Restmaterial ausgefüllt, welches unter dem Druck des Reaktionsraumes steht, so dass beim Öffnen des Einlassventiles keine zerstörend wirkenden Geschwindigkeiten auftreten können. sondern in der Eintrittsperiode die Geschwindigkeit im Ventilsitz lediglich von der Plungergeschwindigkeit bestimmt wird. Das Einlassventil und das Auslassventil kann man auch so anordnen, dass die Ventilteller oder-kugeln nicht starr mit den zugehörigen Steuerstösseln verbunden, sondern so geartet sind. dass das Einlassventil sich selbsttätig öffnet. sobald der Druck im Plungerraum bei der Kompression des Restmaterials (Fig.
4) den Druck im Reaktionsraum überschreitet und das Auslassventil sich selbsttätig öffnet, sobald im Plungerraum ein Unterdruck gegenüber dem Aussenraum auftritt (Fig. 2). Die gesteuerten Ventilstössel müssen dann den Ventilen nacheilen und halten das Einlassventil während des Ausschubes zwangsläufig offen. Man wird der jeweiligen Beschaffenheit des Reaktionsgutes naturgemäss
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der beiden Ventile oder eines der beiden einstellbar gestalten.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung wird auch dann erfüllt, wenn die Entspannung im Plungerraum oder die Kompression des Restmaterials nur so weit ausgeführt wird. dass bei den dann auftretenden Geschwindigkeiten keine zerstörenden Wirkungen an den Ventilsitzen mehr auftreten. Bis zu welchem Grad ein Druckausgleich anzustreben ist, wird naturgemäss entscheidend beeinflusst von der Art des auszutragenden Materials und von der Widerstandsfäigkeit des Ventilmaterials.
Der Ausdruck Hochdruckreaktionsbehälter soll im vorliegenden Fall auch Behälter bezeichnen. in denen Stoffe nicht chemisch aufeinander einwirken. sondern in denen beispielsweise bloss eine Mischung von Stoffen stattfindet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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aus einem Hochdruckreaktionsbehälter in ein System von niederem Druck mit Hilfe einer Expansions- maschine, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Entleerung dieser Substanzen aus dem Hochdruck- reaktionsbehälter in den Expansionsraum der mechanischen Vorrichtung bei geschlossener Auslass-
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reaktionsbehälter nahekommt. gleich oder höher ist.
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Most of the processes and devices used for discharging solids. liquid or gaseous substances or their mixtures from a high-pressure reaction vessel into a low-pressure system, mechanical expansion devices are used, which can also be used as power machines. These devices must necessarily be very strong. to withstand the high pressures that exist. and it is inevitable that harmful
Spaces form which are not filled by the moving parts (pistons, rotors, valves) of the devices.
Although this known mode of operation and these devices largely reduce the so-called cavitation effect (erosion) at the outlet openings or valves of the expansion devices. it is not completely avoided.
It has now been found. that this disadvantage can be avoided if the harmful spaces. before they are brought into communication with the high pressure reaction vessel, subjected to pressure. which is close to the pressure in the high pressure reaction vessel is equal to or higher. To this
To carry out the process in practice, the solid, liquid or gaseous substances or their mixtures, which are to be discharged from the high-pressure reaction tank into the low-pressure system, can be used themselves to fill the harmful spaces and this is done by closing the outlet openings of the expansion space of the pressure relief device before the complete Emptying has taken place.
If necessary, an auxiliary material can also be used or shared for this purpose.
The subject of the present invention is therefore a method. which allows an automatic discharge of substances or mixtures of substances from pressure rooms without inadmissibly high levels in the shut-off cross-sections. destructive speeds occur. Similar to the operation of a steam engine cylinder (Fig. 1), a certain amount of material from the reaction system is introduced into the plunger chamber of the working machine through the inlet valve of a working machine, which is kept open (Fig. 2). After the inlet valve is closed, the material is expanded to the pressure of the outside space (Fig. 2). whereupon the outlet valve is opened.
The returning plunger (Fig. 3) only pushes out part of the relaxed material, while the rest remains in the cylinder and is compressed after the outlet valve is closed (Fig. 4). until approximately the pressure of the reaction chamber is reached in the plunger chamber of the machine.
All harmful spaces are now filled with residual material which is under the pressure of the reaction space so that no destructive speeds can occur when the inlet valve is opened. but in the entry period the speed in the valve seat is only determined by the plunger speed. The inlet valve and the outlet valve can also be arranged in such a way that the valve plates or balls are not rigidly connected to the associated control tappets, but are of such a type. that the inlet valve opens automatically. as soon as the pressure in the plunger space is increased when the residual material is compressed (Fig.
4) exceeds the pressure in the reaction space and the outlet valve opens automatically as soon as a negative pressure occurs in the plunger space compared to the outside space (Fig. 2). The controlled valve tappets then have to lag behind the valves and inevitably keep the inlet valve open during the extension. One becomes natural to the particular nature of the reaction mixture
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make the two valves or one of the two adjustable.
The essence of the present invention is also fulfilled when the relaxation in the plunger space or the compression of the residual material is only carried out so far. that at the speeds that then occur, no more destructive effects occur on the valve seats. The degree to which pressure equalization is to be aimed for is naturally decisively influenced by the type of material to be discharged and the resistance of the valve material.
In the present case, the term high-pressure reaction vessel is also intended to denote vessels. in which substances do not interact chemically. but in which, for example, only a mixture of substances takes place.
PATENT CLAIMS:
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from a high-pressure reaction vessel into a system of low pressure with the help of an expansion machine, characterized in that before these substances are emptied from the high-pressure reaction vessel into the expansion space of the mechanical device with the outlet closed
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reaction vessel comes close. is equal to or higher.