<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et installation pour la produotion de noir de fumée par le dédoublement de gaz ayant une tendanoe à se dissocier..
On connaît le procédé consistant à produire du noir de fumée par le dédoublement de gaz ayant une tendance à se dissocier sous de fortes pressions, en comprimant ceux-ci et en les enflammant, de sorte que l'explosion de décomposition se produit et que le gaz, par exemple l'acétylène, se décom - pose en noir de fumée et hydrogène.
La présente invention a pour objet un procédé et une installation pour la production d'un tel noir de fumée, laquel- le installation se distingue d'une manière essentielle des installations employées jusqu'ici. Ainsi, on n'emploie plus, tout d'abord, pour le dédoublement de l'acétylène, des cylin- dres verticaux, mais bien des tubes horizontaux d'un diamètre plus petit qui sont à même de supporter beaucoup mieux les pressions résultant de l'explosion extraordinairement rapide.
Ensuite, l'accroissement subit de pression nécessaire pour le dédoublement du gaz exige un compresseur spécial qui satis -
<Desc/Clms Page number 2>
fasse à cette exigence. Dans ce but, l'invention prévoit un compresseur à commande hydraulique se composant d'un cylindre à basse pression, d'un cylindre à haute pression et d'un cy- lindre de travail actionné par le liquide de pression, les trois pistons étant montés sur une même tige de piston.
Lors- que, à la position de compression du cylindre à haute pression, la surpression subite mentionnée ci-dessus se produit, les deux autres pistons, avec les milieux se trouvant derrière eux, font office d'amortisseurs et absorbent la surpression de manière à supprimer tout danger et à rendre impossible une
EMI2.1
Olt]? 1. " :Ii ",'1 d!:l.n /:1 l CI t1 Q m tH' C;H:U'I 1::
1\1 ,
En outre, le noir de fumée produit par l'opération du dédoublement détermine une construction spéciale du dispositif d'allumage, car le noir de fumée, comme dans tous les disposi - tifs d'allumage actuellement connus, encrasse ceux-ci, de sorte qu'ils doivent être enlevés de temps à autre. L'inven - tion supprime aussi cet inconvénient du fait que la bougie d' allumage peut, sans devoir être enlevée et même en position de travail, être débarrassée d'une trop grande accumulation de noir defumée, étant donné qu'il reste dans les cannelures se trouvant sur la face frontale de la bougie une quantité de noir suffisante pour donner naissance à. des étincelles. Dans la construction des soupapes de fermeture, également, l'inven- tion tient compte des températures et pressions élevées.
En - fin, l'invention prévoit encore un dispositif qui évacue du tube de dédoublement le noir de fumée produit par l'explosion.
L'invention se distingue essentiellement par le fait que la construction adéquate de tous les organes nécessaires à la réalisation du procédé fournit une installation pour la pro - duction de noir de fumée fonctionnant d'une manière continue.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation au moyen de laquelle on peut réaliser le procédé conforme à l'invention.
<Desc/Clms Page number 3>
On a désigné par a les tubes de dédoublement, lesquels peuvent être reliés entre eux en un système, en nombre quel- conque. Par suite de la forme allongée des tubes de dédouble - ment, la pression subite produite par l'explosion peut agir, en quelque sorte, d'une manière élastique. La grande surface des tubes permet un refroidissement facile ; ainsi, ils peu - vent, par exemple, être entourés d'une chemise a 1 et être arrosés d'eau ou d'huile. Les tubes sont montés sur une fonda- tion, par exemple au moyen de colliers a2. de telle façon que l'une de leurs extrémités soit serrée de manière à être fixe, et que l'autre extrémité libre puisse se déplacer facilement dans un collier ou une fourche. De cette manière, les tubes peuvent, en cas d'échauffement subit, se dilater à volonté.
Les tubes peuvent s'employer comme tubes allongés disposés en pa - ralléle ou être reliés deux à deux par un U.
Les tubes sont fermés à leurs extrémités par des disposi- tifs de fermeture, les soupapes de fermeture consistant en deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre dont l'une est fixe sur la tige de soupape, tandis que l'autre peut se déplacer sur celle-ci d'une petite quantité et s'applique, par sa surfa- ce conique, sur une surface conique correspondante d'une bride prévue à l'extré du tube de dédoublement. A cet effet, les soupapes de fermeture sont fixées, par leurs brides 12.1 , aux brides a3 des tubes de dédoublement. Les brides de soupapes b1 présentent un alésage cylindrique dans lequel est prévu un siège cylindrique b2.
Aux brides de soupapes est fixée une tubulure 12.3 présentant, pour les soupapes de fermeture d'ad - mission, un orifice d'admission b4, et pour les deux soupapes de fermeture un second orifice b3, Aux extrémités libres'de la tubulure de sortie est raccordé par bride un guide 6 danss lequel est logé un manchon b7. Le manchon est maintenu dans sa position contre la bride du guide par un écrou 19 vissé sur une partie filetée du manchon b7. Sur le manchon b7 est
<Desc/Clms Page number 4>
prévu, pour la soupape de fermeture d'admission, un levier b10 au moyen duquel on peut faire tourner le manchon.±.'7 et, par conséquent, le tiroir de fermeture b11 fixé à ce dernier.
Sur l'extrémité libre du manchon b7 est vissé un écrou b12 utile- ment équipé d'un palier de butée à billes, dans lequel est fi- xée une bague de pression b132
Sur l'extrémité intérieure de la tige de fermeture b8 est montée fixement la tête de fermeture b18, tandis que l'élément de fermeture b14 peut se déplacer d'une certaine quantité sur la tige de fermeture b8 A cet effet, une vis vissée dans le moyeu de l'élément de fermeture b14 s'engage dans une rainure de la tige de fermeture b8.
Entre la tête b13 et l'élément de fermeture b14 se trouve une garniture b15. de préférence en caoutchouc, tandis qu'à l'extrémité extérieure de la tête ..±.13 est fixé un plateau dans la paroi duquel dirigée vers 1' inté- rieur sont prévus des orifices pourvus de surfaces de déviation b6
La tête d'allumage pourvue de canaux d'admission et de sortie pour l'inflammation du gaz renfermé dans les tubes de dédoublement, laquelle tête d'allumage est représentée en coupe transversale comme en coupe longitudinale, se fixe sur le tube de dédoublement d'une manière quelconque. La bougie d'&llumage c possède la cheville d'allumage c1, à laquelle est raccordé le câble d'allumage habituel c22.
La cheville d'allumage, ou sa partie intérieure, est entourée d'une douille isolante de préférence en stéatite. En face de la cheville d'allumée est montée, dans la tête d'allumage, une tige'±'3 pouvant tramer, ainsi que se déplacer longitudinalement. Cette tige pane à son extrémité intérioure, à l'intérieur do la. toto d'allumage, une tête pourvue d'un taquet c4. L'extrémité extérieure: de la tige c3, munie de préférence d'une manivelle, possède un pas de vis sur lequel est montéun volant à main c5 qui retient la tige dans sa position arrière.
<Desc/Clms Page number 5>
Lors du fonctionnement, on remplit de noir de fumée la face frantale de la bougie c, laquelle possède quelques canne- lures, afin de conduire le courant de la cheville d'allumage par la douille isolante. Le noir de fumée est alors porté à l incandescence, et il se produit aussi, en partie, de petites étincelles qui amorcent la décomposition nécessaire dans le tube de dédoublement. Après qu'on a évacué du tube de dédou - blement a le noir de fumée obtenu par dédoublement, on intro - duit du gaz, par exemple, par la soupape d'admission d'acétylé- ne, et l'excédent de noir est ainsi, dans la plupart des cas, arraché de la bougie, de sorte que l'allumage suivant peut avoir lieu.
Mais s'il est resté sur la douille isolante une quantité de noir telle que la formation d'étincelles nécessai- re à l'allumage soit interrompue, on enfonce la tige .23 dans la tête d'allumage, après avoir dévissé le volant à main c5 et on la fait tourner de manière que le taquet ±4 racle la face frontale de la bougie et en enlève le noir de fumée. Apres nettoyage de la bougie, on tire la tige en arrière et on la cale en vissant le volant à main c5.
Pour ne pas devoir, dans un nettoyage de la bougie d'allu- mage, surmonter la résistance de la. pression existait dans le tube de dédoublement, il est avantageux de nettoyer la bougie avant le remplissage du tube de dédoublement. Si la bougie s' est tellement encrassée ou est devenue tellement inutilisable qu'elle ne puisse plus être nettoyée au moyen du taquet C4 et que des étincelles ne puissent donc plus être produites par la batterie, en d'autres termes s'il faut remplacer la bougie par une nouvelle, un dispositif d'allumage do scoours cet encore prévu sous la forme d'une capsule, ou aussi, comme le représen- te le dessin, sous la forme d'un allumage par rupture c6.
lequel permet encore la formation d'une étincelle même en cas de fort encrassement de la bougie, de sorte qu'on peut encore enflam - mer une fois le gaz se trouvant dans le tube a, ensuite de quoi la bougie d'allumage pout être remplacée par une nouvelle.
<Desc/Clms Page number 6>
Comme les gaz à dédoubler introduits dans la bougie d'al- lumage sont accompagnés de noir de fumée, dont les particules tendent à se déposer sur les sièges des soupapes, il y a, pour les soupapes habituelles, le danger de l'inétanchéité. Pour cette raison, la soupape prévue dans la tête d'allumage est construite d'une manière spéciale : désigne la tige de soupa- pe, d1 la boite de soupape, laquelle porte une partie taraudée d2. La tige de soupape d est filetée et porte, sur son extré - mité libre , un volant à main ou organe équivalent non repré- senté. Au surplus, le guidage et le mouvement de la tige de soupape peuvent avoir lieu d'une manière quelconque, par exemple par l'emploi de presse-étoupe.
L'extrémité de tête d4 de la tige de soupape présente un rétrécissement conique, puis vient un guidage cylindrique au- quel se rattache un épaulement de forme conique. Cet épaulement constitue la transition entre la partie précédente et la tige de soupape d. Lorsqu'on ferme la soupape ouverte, la pointe conique pénètre d'abord dans l'alésage cylindrique du siège de soupape d5. pousse éventuellement devant elle les gros dépôts de noir de fumée ou autres, tandis que la partie de guidage cylindrique se rattachant à la partie terminale conique racle les parties de noir de fumée adhérant plus fortement, de sorte que la formation de noir de fumée entre la tête de soupape et le siège de soupape est ainsi évitée.
Lorsque la tête de soupape, et aussi l'épaulement conique de la tige de soupape, sont faits en un acier bien trempé, et le siège de soupape..9.5, par contre, en une matière plus tendre, par exemple en acier doux Siemens-Martin, il se produit, par sui- te de la poussée de l'épaulement de la tige de soupape, un ef - fet de refoulement constant, qui s'oppose à la tendance éventuel- le de l'alésage cylindrique du siège de soupape à s'élargir.
Ainsi n'est pas seulement évité un dépôt de noir de fumée sur la tête de soupape ou dans le siège de soupape, mais est encore
<Desc/Clms Page number 7>
assurée une obturation convenable et constante.
Il a déjà été mentionné qu'un compresseur approprié doit être prévu pour comprimer le gaz à dédoubler et l'introduire dans les tubes de dédoublement¯%. Ce compresseur se compose, comme le montre le dessin, d'un cylindre de travail e1. d'un cylindre à basse pression e2 et d'un cylindre haute pression e3. Les pistons de ces trois cylindres sont montés sur une même tige e. Sur le cylindre de travail est prévu une botter pour un tiroir de distribution f1, et ce dernier peut être, par exem- ple, un tiroir rotatif dont le canal annulaire f2 peut être mis en communication aveo, les canaux g1 et ±,2 prévus dans le cylin- dre de travail.
Le canal de sortie 13 du tiroir rotatif commu- nique, par un tuyau h, avec un récipient h1 rempli d'huile. a 1' extrémité du cylindre à basse pression.% se trouvent la soupa- pe d'admission il pour le gaz et la soupape de sortie i2. et pour le cylindre à haute pression sont prévues la soupape d'ad- mission k1 et la soupape de sortie k2.
Le fonctionnement du compresseur est le suivant :
Le liquide, par exemple l'huile, entre sous pression dans la botte du tiroir rotatif 1 et arrive, par le canal annulaire ¯% et le canal g2. qui est précisément dégagé par le tiroir sur le dessin, dans le cylindre de travail e1, L'huile arrive donc sur la face droite du piston de travail, de sorte que celui-ci est mû vers le cylindre à haute pression.23. Le piston travail - lant dans le cylindre à basse pression aspire donc par la sou- pape il le gaz à comprimer, par exemple l'acétylène, tandis que le gaz se trouvant dans le cylindre à haute pression -23, devant son piston, est expulsé par la soupape 1±2. Dès que le piston à basse pression bute contre le levier distributeur os- cillant 11, monté dans le cylindre à basse pression,
le tiroir rotatif est renversé par une liaison non représentée, de sorte que le canal annulaire est mis maintenant en communi - cation avec le canal g1 du cylindre de travail et que, par conséquent, l'huile se trouvant sous pression est amenée sur la
<Desc/Clms Page number 8>
face gauche du piston de travail. Ce dernier se meut donc, maintenant, dans la direction du cylindre à basse pression, de sorte que le gaz renfermé dans ce dernier est précomprimé et expulsé par la tubulure à soupape.12 et arrive, par un tuyau ou serpentin de refroidissement i3, dans le cylindre à haute pres- sion e3.
Ce gaz précomprimé venant du serpentin de refroidis - sement, appuie, par sa détente se produisant dans le cylindre à haute pression e3 le travail du piston de travail dans son mouvement dans la direction du cylindre à basse pression. Dès que le piston à haute pression bute contre le levier distriou- teur oscillant 12. monté dans le cylindre à haute pression, le tiroir rotatif est de nouveau renversé par une liaison non re- présentée existant entre ce levier distributeur et le tiroir, de sorte que le piston de travail se meut de nouveau vers le oylindre à haute pression.
L'huile qui, dans le mouvement en avant du piston de tra - vail, est évacuée du cylindre de travail au moyen du canal l ou ±2 et du canal f3 arrive par le tuyau 11 dans le récipient h1 C'est de ce récipient que les pistons des cylindres à haute et à basse pression aspirent de l'huile dans leur mouvement dans la direction des extrémités des cylindres pourvues de soupapes, et ils aspirent l'huile par une tubulure m2 ou m1 pour la re - fouler dans le récipient dans leur'mouvement de retour. On ob - tient ainsi un refroidissement extrêmement efficace des cylin- dres.
Le canal de sortie d'huile h communique, par un tuyau h2, avec un récipient compensateur de pression h2, qui est en marne temps réservoir d'huile et peut être refroidi, par une canali- sation non représentée, au moyen d'eau froide. Le récipient h3 communique, par la tubulure h4 avec une pompe à huile et, .par la tubulure 11:; et par l'intermédiaire d'une conduite non repré- sentée, avec la conduite d'aspiration d'acétylène.
On obtient
<Desc/Clms Page number 9>
ainsi ce résultat que le gaz qui, au cas ou le piston n'obture- rait pas complètement le cylindre, s'échapperait entre le pis- ton et la paroi du cylindre, ne se perd pas et, de plus, n'en- @ tre pas en communication avec l'air,du compresseur, mais ce gaz arrivera en même temps que l'huile, par l'intermédiaire de la conduite h, dans le tuyau et.le récipient h3, où il s'élé- vera à la surface de l'huile se trouvant dans le récipient.
Au lieu du tiroir rotatif représenté, on peut naturelle - ment utiliser aussi tout autre dispositif de distribution. De même, le mouvement de renversement du tiroir rotatif f1 ou d'un autre organe distributeur peut être fourni par la pression di- recte de l'huile, ce qui évite les leviers 11 et 1 . on peut également prévoir un régulateur empêchant que, en cas de faible contre-pression, les pistons ne butent trop fortement contre les couvercles des cylindres.
Lorsque le gaz aspiré de l'installation productrice et fortement comprimé dans le compresseur a été introduit et enflammé dans le tube de dédoublement, le noir de fumée se dépose sur la surface interne des tubes de dédoublement a. Il doit maintenant être évacué des tubes et être amené dans un récipient collecteur. Or, pour l'évacuation du noir de fumée ou pour le nettoyage des tubes de dédoublement, ceux-ci ne peuvent être ouverts, car il ne peut, en aucun cas, entrer de l'air dans ces tubes, étant donné que cet air amènerait le plus grand danger d'explosion et rendrait l'hydrogène impur.
D'après l'invention, on évacue le noir de fumée des tubes de dédoublement a en chassant le mélange d'hydrogène et de noir résultant du dédoublement à travers un collecteur de noir, en amenant de nouveau aux tubes de dédoublement, au moyen d'un' exhausteur etc. , lenoir de fumée adhérant encore toujours à 1' hydrogène et en le faisant passer de nouveau par le collecteur dans la même direction. De cette manière, les tubes de dédou - blement sont purgés par un mélange d'hydrogène et de noir de fumée, c'est-à-dire nettoyés sans l'intervention de moyens
<Desc/Clms Page number 10>
mécaniques.
Toutefois, avant de commencer la purge au moyen de l'exhausteur, il est utile de souffler de l'hydrogène pur à travers les tubes de dédoublement pendant un temps court, afin de détacher le noir de fumée des parois du tube par la surpres- sion du gaz hydrogène, par exemplede 8 atm. , et l'amener en majeure partie au récipient collecteur. Dans ce but, on laisse entrer dans un réservoir de pression n par une soupape non re- présentée sur le dessin, avant la mise en activité de la condui- te de l'exhausteur,le gaz hydrogène sous pression provenant de l'explosion jusqu'à ce qu'une surpression convenable, par exem- ple de 8 atm. , comme on l'a déjà mentionné, existe dans ce réservoir de pression.
On met alors en activité la conduite de l'exhausteur, laquelle nettoie les tubes de dédoublement comme suit :
Aux tubes de dédoublement est raccordée une conduite -91 par laquelle on amené au collecteur o3. au moyen de l'exhaus - tue le noir de fumée provenant du dédoublement.. Par suite de la position tangentielle de l'orifice d'entrée du tuyau .0,, dans le collecteur o2, le noir de fumée entrant dans celui-ci reçoit un mouvement hélicoïdal, comme l'indique la ligne pointil- lée du dessin.
Le noir de fumée se déposera donc sur la paroi de l'entonnoir tandis que la. partie qui ne s'est pas dépo- sée retraverse le tube de dédoublement par l'intermédiaire de l'entonnoir 26 qui pénètre dans le collecteur o3 et de la con- duite o3 en passant, par 1 1 exhausteur .22, Là, les surfaces de déviation b13 agissant à la manière d'une turbine donneront à ce mélange un mouvement hélicoïdal, et le mélange expulsera du tube de dédoublement le noir de fumée qui s'y trouve encore.
Le tout constitue donc une conduite circulaire, où la circula- tion a lieu jusqu'à ce que tout le noir de fumée ait quitté le tube de dédoublement et que le courant de circulation ne soit plus que de l'hydrogène pur. A l'entonnokr o4 du collecteur 0 est raccordé un tambour.17, par lequel on prélève du collecteur
<Desc/Clms Page number 11>
le noir de fumée recueilli. A cet effet, une vis sans fin pousse le noir dans un tube.4 disposé en avant, d'où le noir de fumée tombe après qu'on a ouvert un tiroir .210 - D'après ce qui précède, on peut résumer comme suit le fonctionnement de l'installation entière.
Le gaz tendant à se dissocier sous une forte pression, par exemple l'acétylène, est amené d'une installation productrice non représentée, par un tuyau .0., à la tubulure,il du compres - seur, Il est précomprimé dans le cylindre basse pression e2 du compresseur, fortement comprimé dans le cylindre haute pression e3, arrive par la tubulure soupape et une conduite q dans la soupape d4, de là et en passant par la tête d'allu - mage.9. dans les tubes de dédoublement a. Il reçoit des surfaces de déviation b16 un mouvement hélicoidal de forte inclinaison et est enflammé après le remplissage. Pendant le remplissage et pendant l'opération de l'inflammation, les dispositifs de fer- meture prévus aux extrémités des tubes de dédoublement sont naturellement fermés.
Après l'inflammation, après qu'on a lais- sé s'écouler quelques minutes, on dévisse l'écruo b12. afin de décharger les clavettes b17engagées dans la tige de fermeture.
La surpression de l'hydrogène existant dans le tube de dédou- blement est alors évacuée, par une soupape spéciale non repré- sentée sur le dessin, dans un réservoir de pression n, jusqu'à ce qu'une surpression convenable, par exemple de 8 atm. , exis- te dans ce réservoir. La pression restant encore dans le tube de dédoublement est alors complètement évacuée, et on évacue de préférenoe ce reste do gaz hydrogène, par une conduite o1 dans le collecteur de noir de fumée o3. dans lequel le noir de fumée entraîné se dépose de la manière qui a été décrite.
Apres que les clavettes b17 ont été retirées, les tiges de fermeture reculées et que, par conséquent les deux fermetures ont été ouvertes, on laisse entrer de l'hydrogène du réservoir de pression n déjà mentionné dans la tubulure b3 de la fer -
<Desc/Clms Page number 12>
meture d'admission, par l'intermédiaire d'une conduite r.
Cet hydrogène reçoit de nouveau un mouvement hélicoïdal des surfaces de déviation b16, de, sorte que le noir de fumée est très violem- ment arraché de la paroi intérieure du tube de dédoublement et est évacué de celui-ci par la conduite o1 Lorsque le noir de fumée a été complètement arraché de la paroi intérieure du tube de dédoublement et que la quantité principale a été transpor - tée par la conduite o1 dans le collecteur o3 . le tiroir b11 est, par l'oscillation du levier b10 de la soupape de fermeture d' admission, amené de la, position visible sur le dessin à sa poei- tion supérieure, de sorte qu'il couvre l'orifice b4 et découvre l'orifice b5.
La conduite circulaire de l'exhausteur est ainsi établie et est maintenant, comme il est décrit ci-dessus, utili- sée pendant quelques minutes, de manière à évacuer complètement le noir de fumée du tube de dédoublement. Ensuite, on fait avan- cer les tiges de fermeture b6 de telle sorte que leurs tâtes b18 sont introduites, avec les éléments de fermeture b14, dans l'a- lésage cylindrique des brides. On insère alors les clavettes b17 dans les tiges de fermeture b8 et on serre les écrous b13.par suite de la traction ainsi exercée sur la tige de fermeture b8, les éléments de fermeture b14 reposeront sur la surface conique des brides b2. les rondelles d'obturation b15 sont un peu écar- tées latéralement, de sorte qu'une obturation parfaite est as - surée, même contre de très fortes pressions. L'opération de dédoublement suivante peut commencer ensuite.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
Process and installation for the production of carbon black by the splitting of gases having a tendency to dissociate.
The process of producing carbon black by splitting gases having a tendency to dissociate under high pressure, compressing them and igniting them, is known, so that the decomposition explosion occurs and the gas, for example acetylene, decomposes to carbon black and hydrogen.
The object of the present invention is a process and a plant for the production of such a carbon black, which plant differs in an essential way from the plants employed hitherto. Thus, we no longer use, first of all, for the splitting of acetylene, vertical cylinders, but horizontal tubes of a smaller diameter which are able to withstand much better the pressures resulting from the extraordinarily rapid explosion.
Then, the sudden increase in pressure necessary for the doubling of the gas requires a special compressor which satisfies -
<Desc / Clms Page number 2>
make this requirement. For this purpose, the invention provides a hydraulically controlled compressor consisting of a low pressure cylinder, a high pressure cylinder and a working cylinder actuated by the pressure liquid, the three pistons being mounted on the same piston rod.
When, at the compression position of the high pressure cylinder, the sudden overpressure mentioned above occurs, the other two pistons, with the media behind them, act as shock absorbers and absorb the overpressure so as to remove all danger and make it impossible
EMI2.1
Olt]? 1. ": Ii", '1 d!: L.n /: 1 l CI t1 Q m tH' C; H: U'I 1 ::
1 \ 1,
Furthermore, the carbon black produced by the operation of the splitting determines a special construction of the ignition device, since the carbon black, as in all currently known ignition devices, fouls them, so that they should be removed from time to time. The invention also overcomes this drawback because the spark plug can, without having to be removed and even in the working position, be freed of too great an accumulation of smoke black, since it remains in the tubes. grooves lying on the face of the candle sufficient black to give rise to. Sparks. In the construction of the shut-off valves, too, the invention allows for high temperatures and pressures.
Finally, the invention also provides a device which evacuates the carbon black produced by the explosion from the doubling tube.
The invention is distinguished essentially by the fact that the adequate construction of all the components necessary for carrying out the process provides an installation for the production of carbon black which operates continuously.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the installation by means of which the process according to the invention can be carried out.
<Desc / Clms Page number 3>
The doubling tubes have been denoted by a, which can be interconnected in a system, in any number. Due to the elongated shape of the doubling tubes, the sudden pressure produced by the explosion can act, in a way, in an elastic manner. The large surface of the tubes allows easy cooling; thus, they can, for example, be surrounded by an a 1 jacket and be sprayed with water or oil. The tubes are mounted on a foundation, for example by means of clamps a2. so that one of their ends is tightened so as to be fixed, and the other free end can easily move in a collar or a fork. In this way, the tubes can, in the event of sudden heating, expand at will.
The tubes can be used as elongated tubes arranged in parallel or be connected in pairs by a U.
The tubes are closed at their ends by closing devices, the closing valves consisting of two parts movable with respect to each other, one of which is fixed on the valve stem, while the other can move on it a small amount and is applied, by its conical surface, on a corresponding conical surface of a flange provided at the end of the doubling tube. For this purpose, the closing valves are fixed, by their flanges 12.1, to the flanges a3 of the doubling tubes. The valve flanges b1 have a cylindrical bore in which a cylindrical seat b2 is provided.
To the valve flanges is attached a pipe 12.3 having, for the inlet closing valves, an inlet port b4, and for the two closing valves a second port b3, At the free ends of the outlet tube is flanged a guide 6 in which is housed a sleeve b7. The sleeve is held in its position against the flange of the guide by a nut 19 screwed onto a threaded portion of the sleeve b7. On the sleeve b7 is
<Desc / Clms Page number 4>
provided, for the inlet shut-off valve, a lever b10 by means of which the sleeve can be turned ± .'7 and, consequently, the shut-off slide b11 fixed to the latter.
A nut b12 is screwed onto the free end of the sleeve b7, usefully fitted with a thrust ball bearing, in which a pressure ring b132 is fixed.
On the inner end of the closing rod b8 is fixedly mounted the closing head b18, while the closing element b14 can move a certain amount on the closing rod b8 For this purpose, a screw screwed into the hub of the closure element b14 engages in a groove of the closure rod b8.
Between the head b13 and the closure element b14 is a gasket b15. preferably of rubber, while at the outer end of the head .. ± .13 is fixed a plate in the wall of which directed inwards are provided orifices provided with deflection surfaces b6
The ignition head provided with inlet and outlet channels for igniting the gas contained in the splitting tubes, which ignition head is shown in cross section as well as in longitudinal section, is fixed on the splitting tube d 'some way. The spark plug c has the spark plug c1, to which the usual ignition cable c22 is connected.
The ignition plug, or its interior part, is surrounded by an insulating sleeve, preferably made of soapstone. In front of the ignited plug is mounted, in the ignition head, a rod '±' 3 able to weave, as well as to move longitudinally. This rod flats at its inner end, inside the. ignition toto, a head fitted with a c4 cleat. The outer end: of the rod c3, preferably provided with a crank, has a thread on which is mounted a handwheel c5 which retains the rod in its rear position.
<Desc / Clms Page number 5>
During operation, the frantal face of the spark plug c, which has a few grooves, is filled with carbon black in order to conduct the current from the ignition plug through the insulating sleeve. The carbon black is then heated to incandescence, and part of it also produces small sparks which initiate the necessary decomposition in the doubling tube. After the carbon black obtained by doubling has been evacuated from the doubling tube, gas is introduced, for example, through the acetylene inlet valve, and the excess black is introduced. thus, in most cases, torn off from the spark plug, so that the next ignition can take place.
But if there remains on the insulating sleeve a quantity of black such that the formation of sparks necessary for ignition is interrupted, the rod .23 is inserted into the ignition head, after having unscrewed the flywheel. hand c5 and turn it so that the stopper ± 4 scrapes the front face of the spark plug and removes the carbon black. After cleaning the spark plug, pull the rod back and shim it by screwing the handwheel c5.
In order not to have to overcome the resistance of the spark plug when cleaning the spark plug. pressure existed in the doubling tube, it is advantageous to clean the spark plug before filling the doubling tube. If the spark plug has become so dirty or has become so unusable that it can no longer be cleaned by means of the stopper C4 and therefore sparks can no longer be produced by the battery, in other words if it is necessary to replace the spark plug by a new one, an ignition device do scoours this again provided in the form of a capsule, or also, as shown in the drawing, in the form of a rupture ignition c6.
which still allows the formation of a spark even in the event of severe fouling of the spark plug, so that one can still ignite once the gas is in the tube a, then what the spark plug can be replaced by a new one.
<Desc / Clms Page number 6>
Since the gases to be split introduced into the spark plug are accompanied by carbon black, the particles of which tend to settle on the valve seats, there is, for the usual valves, the danger of leakage. For this reason, the valve provided in the ignition head is constructed in a special way: designates the valve stem, d1 the valve box, which has a threaded part d2. The valve stem d is threaded and carries, on its free end, a handwheel or equivalent member, not shown. In addition, the guiding and movement of the valve stem can take place in any way, for example by the use of a stuffing box.
The head end d4 of the valve stem exhibits a conical narrowing, followed by a cylindrical guide to which is attached a conically shaped shoulder. This shoulder constitutes the transition between the preceding part and the valve stem d. When closing the open valve, the conical tip first enters the cylindrical bore of the valve seat d5. eventually pushes large deposits of carbon black or the like in front of it, while the cylindrical guide part attached to the conical end part scrapes the parts of carbon black adhering more strongly, so that the formation of carbon black between the valve head and valve seat is thus avoided.
When the valve head, and also the conical shoulder of the valve stem, are made of a well-hardened steel, and the valve seat..9.5, on the other hand, of a softer material, for example Siemens mild steel -Martin, as a result of the thrust of the shoulder of the valve stem, there is a constant discharge effect, which opposes the possible tendency of the cylindrical bore of the seat to valve to widen.
This not only prevents a deposit of carbon black on the valve head or in the valve seat, but is also
<Desc / Clms Page number 7>
ensured a suitable and constant obturation.
It has already been mentioned that a suitable compressor must be provided to compress the gas to be split and introduce it into the splitting tubes ¯%. This compressor consists, as shown in the drawing, of a working cylinder e1. a low pressure cylinder e2 and a high pressure cylinder e3. The pistons of these three cylinders are mounted on the same rod e. On the working cylinder is provided a boot for a distribution spool f1, and the latter can be, for example, a rotary spool whose annular channel f2 can be put in communication with, channels g1 and ±, 2 provided. in the work cylinder.
The outlet channel 13 of the rotary slide communicates, via a pipe h, with a container h1 filled with oil. at the end of the low pressure cylinder.% are the gas inlet valve 11 and the outlet valve i2. and for the high pressure cylinder are provided the inlet valve k1 and the outlet valve k2.
The operation of the compressor is as follows:
The liquid, for example oil, enters under pressure in the boot of the rotary spool 1 and arrives, through the annular channel ¯% and the channel g2. which is precisely released by the slide in the drawing, in the working cylinder e1, the oil therefore arrives on the right side of the working piston, so that the latter is moved towards the cylinder at high pressure. 23. The piston working in the low pressure cylinder therefore sucks the gas to be compressed, for example acetylene, through the valve it, while the gas in the high pressure cylinder -23, in front of its piston, is expelled by the valve 1 ± 2. As soon as the low-pressure piston hits the oscillating distributor lever 11, mounted in the low-pressure cylinder,
the rotary spool is reversed by a connection not shown, so that the annular channel is now brought into communication with the channel g1 of the working cylinder and that, consequently, the oil under pressure is brought to the
<Desc / Clms Page number 8>
left side of the working piston. The latter therefore now moves in the direction of the cylinder at low pressure, so that the gas contained in the latter is precompressed and expelled through the valve manifold. 12 and arrives, through a pipe or cooling coil i3, in the high pressure cylinder e3.
This precompressed gas coming from the cooling coil supports, by its expansion occurring in the high pressure cylinder, the work of the working piston in its movement in the direction of the low pressure cylinder. As soon as the high-pressure piston abuts against the oscillating distributor lever 12. mounted in the high-pressure cylinder, the rotary spool is again overturned by a connection not shown existing between this distributor lever and the spool, so that the working piston moves back to the high pressure cylinder.
The oil which, in the forward movement of the working piston, is discharged from the working cylinder by means of channel l or ± 2 and channel f3 arrives through pipe 11 into container h1 It is from this container that the pistons of the high and low pressure cylinders suck oil in their movement in the direction of the ends of the cylinders provided with valves, and they suck the oil through a m2 or m1 tubing to return it to the container in their return movement. Extremely efficient cooling of the rollers is thus obtained.
The oil outlet channel h communicates, via a pipe h2, with a pressure compensating vessel h2, which is in the oil reservoir and can be cooled, by a pipe not shown, by means of water. cold. The receptacle h3 communicates, by the pipe h4 with an oil pump and, by the pipe 11 :; and via a pipe, not shown, with the acetylene suction pipe.
We obtain
<Desc / Clms Page number 9>
thus this result that the gas which, in the event that the piston does not completely obstruct the cylinder, escapes between the piston and the cylinder wall, is not lost and, moreover, does not. @ not be in communication with the air, from the compressor, but this gas will arrive at the same time as the oil, through the pipe h, in the pipe and the receptacle h3, where it will rise on the surface of the oil in the container.
Instead of the rotary slide shown, it is of course also possible to use any other dispensing device. Likewise, the reversal movement of the rotary spool f1 or of another distributor member can be provided by the direct pressure of the oil, which avoids the levers 11 and 1. it is also possible to provide a regulator preventing that, in the event of low back pressure, the pistons abut too strongly against the cylinder covers.
When the gas sucked from the generating plant and strongly compressed in the compressor has been introduced and ignited in the doubling tube, the carbon black is deposited on the internal surface of the doubling tubes a. It should now be drained from the tubes and taken to a collecting vessel. However, for the evacuation of the carbon black or for the cleaning of the doubling tubes, these cannot be opened, because it cannot, in any case, enter air in these tubes, given that this air would bring the greatest danger of explosion and make the hydrogen impure.
According to the invention, the carbon black is evacuated from the doubling tubes a by expelling the mixture of hydrogen and black resulting from the doubling through a black collector, bringing again to the doubling tubes, by means of d 'an' enhancer etc. the black smoke still adhering to the hydrogen and passing it again through the manifold in the same direction. In this way, the doubling tubes are purged with a mixture of hydrogen and carbon black, that is to say cleaned without the intervention of means.
<Desc / Clms Page number 10>
mechanical.
However, before starting the purge by means of the enhancer, it is useful to blow pure hydrogen through the doubling tubes for a short time, in order to loosen the carbon black from the walls of the tube by the overpressure. concentration of hydrogen gas, for example 8 atm. , and bring most of it to the collecting container. For this purpose, the pressurized hydrogen gas coming from the explosion is allowed to enter a pressure tank n through a valve not shown in the drawing, before activating the line of the exhauster. 'that a suitable overpressure, for example 8 atm. , as already mentioned, exists in this pressure tank.
The line of the exhauster is then activated, which cleans the doubling tubes as follows:
A pipe -91 is connected to the doubling tubes through which it is brought to the collector o3. by means of the exhaust - kills the carbon black from the splitting. Due to the tangential position of the inlet of the pipe .0 ,, in the manifold o2, the carbon black entering it receives a helical motion, as indicated by the dotted line in the drawing.
The carbon black will therefore settle on the wall of the funnel while the. part which has not settled crosses the doubling tube again via the funnel 26 which enters the collector o3 and the duct o3 passing, through 1 1 exhauster .22, There, the B13 deflection surfaces acting like a turbine will give this mixture a helical motion, and the mixture will expel the carbon black still in it from the doubling tube.
The whole thus constitutes a circular pipe, where the circulation takes place until all the carbon black has left the doubling tube and the circulating stream is nothing more than pure hydrogen. To the funnel o4 of the collector 0 is connected a drum. 17, through which the collector is taken
<Desc / Clms Page number 11>
the smoke black collected. For this purpose, an endless screw pushes the black into a tube. 4 arranged in front, from which the carbon black falls after one has opened a drawer. 210 - From the above, we can summarize as monitors the operation of the entire installation.
The gas tending to dissociate under a high pressure, for example acetylene, is brought from a production installation (not shown), by a pipe .0., To the pipe, it of the compressor, It is precompressed in the cylinder. low pressure e2 from the compressor, strongly compressed in the high pressure cylinder e3, enters through the valve manifold and a line q into the valve d4, from there and passing through the ignition head. 9. in the doubling tubes a. It receives from the deflection surfaces b16 a helical movement of strong inclination and is ignited after filling. During filling and during the ignition process, the closures provided at the ends of the doubling tubes are naturally closed.
After the ignition, after allowing a few minutes to elapse, the shield b12 is unscrewed. in order to unload the keys b17 engaged in the closing rod.
The hydrogen overpressure existing in the splitting tube is then discharged, through a special valve not shown in the drawing, into a pressure tank n, until a suitable overpressure, for example of 8 atm. , exists in this reservoir. The pressure still remaining in the doubling tube is then completely evacuated, and this remainder of hydrogen gas is preferably evacuated through a line o1 in the carbon black manifold o3. wherein the entrained carbon black settles in the manner which has been described.
After the keys b17 have been removed, the closing rods retracted and therefore both closures have been opened, hydrogen is allowed to enter from the pressure tank n already mentioned in the pipe b3 of the iron -
<Desc / Clms Page number 12>
admission meture, via a pipe r.
This hydrogen again receives a helical movement from the deflection surfaces b16, so that the carbon black is very violently torn from the inner wall of the doubling tube and is discharged from it through the line o1 When the black of smoke has been completely torn from the inner wall of the doubling tube and the main quantity has been transported through line o1 into manifold o3. the spool b11 is, by the oscillation of the lever b10 of the intake closing valve, brought from the position visible in the drawing to its upper position, so that it covers the orifice b4 and uncovers the 'hole b5.
The circular line of the exhauster is thus established and is now, as described above, used for a few minutes, so as to completely remove the carbon black from the doubling tube. Then, the closing rods b6 are advanced so that their heads b18 are introduced, together with the closing elements b14, into the cylindrical bore of the flanges. The keys b17 are then inserted into the closing rods b8 and the nuts b13 are tightened. As a result of the traction thus exerted on the closing rod b8, the closing elements b14 will rest on the conical surface of the flanges b2. the sealing washers b15 are set apart a little laterally, so that a perfect sealing is ensured even against very high pressures. The next duplication operation can then start.
CLAIMS.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.