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Verfahren zumMischen von Gasen in bestimmten Verhältnissen mittels einer mechanischen : Messvorrichtung.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Mischen von Gasen in bestimmten Verhältnissen und bezweckt eine Vereinfachung der bisher für diesen Zweck gebräuchlichen Einrichtungen. Das Verfahren ist besonders geeignet zum Mischen von Gasen unter hohem Druck. Solche Mischungen sind von grosser Wichtigkeit, beispielsweise bei der synthetischen Herstellung von Ammoniak.
Gemäss der Erfindung geschieht das Mischen der Gase in der Weise, dass die auf den gleichen Überdruck gebrachten Gase selbst die mechanische Messvorrichtung betätigen, welche gegebenenfalls aus entsprechend bemessenen Zylindern mit beweglichen, miteinander verbundenen Kolben bestehen kann.
Man hat bereits für Beleuchtungsanlagen vorgeschlagen, Gas und Luft unter Druck zu mischen.
Bei diesem Verfahren wird einerseits Luft und anderseits Gas mittels Pumpen angesaugt und beide Gase werden mittels dieser Pumpen in eine gemeinschaftliche Leitung gedrückt. Hiebei sind zwei Zylinder miteinander verbunden, deren Kolben durch eine gemeinschaftliche Achse bewegt werden und die mit der Gas-bzw. Luftleitung in Verbindung stehen. Gas und Luft werden somit in bestimmtem Verhältnis gemeinschaftlich gefördert und innig gemischt. Da aber der Druck der zufliessenden Gase unbestimmt ist, wird durch dieses Verfahren das Mischungsverhältnis nur roh geregelt, wie es für den Betrieb einer Beleuchtungsanlage auch ausreicht. Die Kolben der Zylinder werden motorisch angetrieben, saugen die Luft an und pressen sie in die gemeinschaftliche Leitung. Es ist somit eine Antriebskraft erforderlich.
Demgegenüber. besteht das Wesen der Erfindung darin, Druckgas in bestimmten Verhältnissen zu mischen, wobei die Gase auf gleichen Druck und gleiche Temperatur gebracht werden und dann in die Messzylinder eintreten, deren Kolben keinen mechanischen Antrieb besitzen. Der Druck der Gase selbst bewirkt die Bewegung der Kolben, die an einer gemeinschaftlichen Welle angebracht sind, um eine gleichmässige Bewegung zu erzielen. Somit ist kein Kraftaufwand in der Einrichtung notwendig, mit Ausnahme desjenigen, der zur Überwindung der Reibung notwendig ist. Es ist der Hub nur eines der Kolben erforderlich, um das Mischungsverhältnis zu regeln. Der zur Ausführung des Verfahrens benutzte Apparat ist in einem Ausführungsbeispiel schematisch in der Zeichnung dargestellt. Er besteht aus zwei Zylindern a, b, von denen jeder mit einem Kolben c ausgestattet ist.
Die Kolben sind mechanisch miteinander verbunden, u. zw. durch Kurbeln d, die auf einer gemeinschaftlichen, durch die Linie e angedeuteten Welle angebracht sind. Es kann auch eine andere Form der Kupplung angewandt werden. Die Zylinderdurchmesser und Hublängen der Kolben sind so gewählt, dass die aus den Zylindern durch die
Kolben während eines einzigen Hubes ausgedrückten Volumina in demselben Verhältnis zueinander stehen wie die erforderliche Menge der komprimierten Gne im endgültigen Gemisch. Wenn beispielsweise die Vorrichtung verwendet weiden soll, um zwei komprimielte Gase im Verhältnis von zwei Teilen des einen zu drei Teilen des andern zu mischen, so werden die Volumina der Zylinder gleich 2 : 3 gewählt.
Die Zylinder sind mit Schiebern 'oder andern geeigneten Steuervorrichtungen versehen, durch welche die Gase bei demselben Kompressionsgrade an einer Seite oder der andern Seite des Kolbens abwechselnd den Zylindern zugeführt werden. Die Zylinder sind mit Auslasskanälen g versehen, die zu einem gemeinschaftlichen Abführungsrohr fühlen, welches das Gemisch zu einem geeigneten Vorratsbehälter oder zu der Verwendungsstelle führt. Zweckmässig werden alle Öffnungen, Kanäle und Ventile verhältnismässig gross gewählt, so dass in den Zylindern nur geringe oder keine Kompression oder Expansion der Gase stattfindet.
Falls notwendig, werden Einlass-und Auslassrohre mit einstellbaien Ventilen i
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ausgestattet, nach deren Öffnung die zu den Eintrittsöffnungen der Zylinder fliessenden Gase die Kolben in Bewegung setzen, so dass sie ihren Hub vollenden. Die Gase werden in den richtigen Verhältnissen, welche durch die Zylindervolumina bestimmt werden, ausgestossen und in dem gemeinschaftlichen Ableitungsrohr gemischt.
Die Vorrichtung nimmt keine Arbeit auf und gibt keine ab, mit Ausnahme derjenigen, um die Reibung der beweglichen Teile zu überwinden. Infolgedessen findet nur ein geringer Druckabfall zwischen Zuführungsquelle und dem gemeinschaftlichen Auslassrohr oder Mischrohr statt. Dieser Druckverlust könnte vermieden oder auf ein Mindestmass dadurch verringert werden, dass äussere Arbeit in genügendem Masse der Vorrichtung zugeführt wird, um die Reibung zu überwinden. Die Vorrichtung ist nicht auf bestimmte Drücke beschränkt, aber sie wird zweckmässig bei Pressungen bis ungefähr 200 Atm. angewendet.
Die Erfindung ist vorzugsweise anwendbar zum Mischen von gereinigtem, unter Druck befindlichem Wasserstoff mit Stickstoff von demselben Druck, ohne dass der Druck des Wasserstoffes sinkt. Diese Aufgabe tritt beispielsweise bei der Synthese von Ammoniak auf.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird ein geschlitzter Lenker k angewendet, welcher mit einem drehbaren Winkelhebel 1 verbunden ist, der durch eine Schraube m verstellt wird. Mittels dieser Schraube kann eine genaue Einstellung des Kolbenhubes erreicht werden, wie es für die Gewinnung eines bestimmten Mischungsverhältnisses notwendig ist. Durch Anwendung von Einstellvorrichtungen mit grosser Reichweite kann ein und derselbe Apparat für Mischungen in sehr verschiedenen Verhältnissen benutzt werden.
Das beschriebene Verfahren kann auch für die Herstellung von Gemischen mit mehreren von verschiedenen Zufuhrquellen hergeleiteten Bestandteilen angewendet werden, wobei die Anzahl der Zylinder durch die Anzahl der Bestandteile oder die Anzahl der Zuleitungsquellen bestimmt wird. Es kann auch eine geeignete Vorrichtung zur Regelung der Ableitgeschwindigkeit angewandt werden, beispielsweise ein Ventil im gemeinschaftlichen Auslassrohre.