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Compresseur de chlore.
Lorsque l'on comprime du chlore gazeux dans des com- presseurs en fer, on se heurte à la difficultéque le chlore gazeux s'échauffe facilement à des températures si élevées que le fer est attaqué par le chlore. Cette attaque commence déjà à 60 et augmente pour des températures plus élevées, par exemple 90 et plus, de telle sorte que les compresseurs sont détruits en peu de temps. Pour éviter cet inconvénient, on a déjà proposé de refroidir le gaz à comprimer par injection de chlore déjà liquéfié, dans la canalisation d'aspiration, et de faire passer ce gaz froid, avant de l'introduire dans le cy- lindre, dans une enveloppe réfrigérante entourant ce dernier.
Lors de ce refroidissement par un réfrigérant gazeux, dont on ne dispose du reste qu'en quantité limitée par le volume d'as-
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piration, la chaleur transmise à la parel en fer du cylindre et au piston, due à la compression du gaz et au frottement du piston est évacuée de façon très imparfaite. Au contraire, la chaleur nuisible est enlevée de la paroi de façon beaucoup plus efficace à l'aide d'un réfrigérant;liquide.
Conformément à la présente invention, on utilise, pour l'évacuation de la chaleur de compression et de frotte- ment, un réfrigérant liquide, stable à froid, qui est refroidi par du chlore se vaporisant ou par du chlore gazeux froid ou par les deux. Pour cela conviennent particulièrement des li- quides non aqueux qui ne sont pas attaqués ou ne sont atta- qués que difficilement par le chlore, par exemple de l'huile à machines frigorifiques refroidie à 0 et moins, mais, ce- pendant, on peut envisager également d'autres huiles ou des liquides organiques dont le point de congélation est suffi- samment bas, tel que la chloro-naphtalène.
Une fois que l'agent réfrigérant a été refroidi, de préférence au moyen de chlore gazeux froid ou de chlore liquide, dans un dispo- sitif relié directement au compresseur, il est pompé à tra- vers un espace réfrigérant entourant totalement ou partiel- lement le cylindre, et à travers le piston et la tige de piston. On obtient de cette façon un refroidissement favora- ble tel que la compression s'effectue de façon pratiquement isotherme et que l'on évite de ce fait un travail de com- pression important.
On a représenté sur le dessin annexé un exemple de réalisation intéressant du dispositif selon l'invention dans le cas, donné à titre d'exemple, d'un compresseur à deux étages.
Les deux étages sont disposés dans un cylindre C dans lequel se déplace un piston étage. Le côté inférieur du
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piston, qui occupe toute la section, constitue le premier étage et la partie supérieure qui n'occupe qu'une partie an- nulaire de la section constitue le deuxième étage. L'agent réfrigérant (huile réfrigérante) est refroidie à moins de O dans le réfrigérant à huile R par du chlore revaporisé ou du @ chlore gazeux froid et il est maintenu en circulation par la pompe P. L'huile réfrigérante arrive en 1 dans la chambre ré- frogérante entourant les parois et le fond du cylindre et elle en sort en B. L'entrée de l'huile réfrigérante dans la tige de piston s'effectue en 1 et la sortie en H.
Le chlore aspiré dans les deux étages est refroidi à environ 0 en avant des soupapes d'aspiration, par du chlore liquide injecté ainsi que par mélange avec du chlore gazeux sous-refroidi provenant du condenseur à revaporisation. Dans le condenseur à revapori- sation (non représenté sur le dessin) s'effectue le restant de la liquéfaction du chlore comprimé, par refroidissement au moyen de chlore liquide détendu. Au-dessus du cylindre C se trouve un cylindre auxiliaire G qui ne prend pas part lui- même à la compression du chlore gazeux et dont la section n'est environ que 1/6ème de celle du cylindre C. Le cylindre auxiliaire, à travers le fond duquel passe la tige de piston du compresseur et sur lequel se trouve la garniture principa- le F' comporte une soupape d'aspiration et une soupape de refoulement automatiques S et D respectivement.
La soupape d'aspiration est reliée directement, par un canal d'aspira- tion K venu de fonderie avec le cylindre auxiliaire,.,au fond à double paroi du cylindre principal duquel seulement part la tubulure d'aspiration L du cylindre auxiliaire, lequel est directement relié de son coté avec le revaporisateur de chlore. La soupape de refoulement du cylindre auxiliaire communique avec le côté.aspiration du compresseur. Le cylindre ¯
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auxiliaire aspire donc du chlore gazeu@ détendu, fortement refroidi par le fond de cylindre à double paroi, et le refoule du côté aspiration du compresseur.
Grace à la disposition du cylindre auxiliaire, on obtient une utilisation du froid de la quantité relativement petite, dépendue à la pression atmosphérique et, par suite, refroidie à moins de -50 de chlore revaporisé et, par suite, on so@lage complètement la garniture principale F, car le cylindre auxiliaire ne refoule qu'en antagonisme à la pression d'aspiration du compresseur (pression atmosphérique). Le refroidissement décrit du gaz aspiré et de tout le cylindre permet de choisir dans les deux étages un rapport de compression allant jusqu'à 1 3 sans que la température moyenne du gaz dans le compresseur dépasse 50 .
Il est bon que les soupapes @e refoulement des deux étages soient des soupapes à plateau et que ces soupapes soient disposées tout près en-dessous des soupapes d'aspira- tion commandées par dessus. De cette façon, les soupapes de refoulement sont également refroidies de façon efficace par léchage du gaz aspiré, refroidi à 0 .
De préférence, on dispose le compresseur de façon telle que les différents étages aspirent indépendamment l'un de l'autre le gaz frais arrivant du côté aspiration ou de l'étage précédent en même temps qu'avec la quantité variable amenée à chaque étage, de chlore revaporisé.
La commande des soupapes d'aspira-Lion du cylindre Q et, par suite, le réglage du compresseur s'effectue à la façon habituelle au moyen de cames ou d'excentriques réglables ou organes analogues qui soulèvent les soupapes d'aspiration suivant une partie plus ou moins grande de la course de com- pression (par exemple jusqu'à 75 % de la course), ce qui per-
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met de régler, entre de grandes-limites, le remplissage, et, par suite, la quantité aspirée dans les deux étages.
Le réglage des quantités, amenées aux différents étages, de chlore revaporisé peut s'obtenir automatiquement au moyen de soupapes de réglage'qui sont commandées par des thermostats en fonction de la température du chlore reva- porisé.
Le compresseur réglable permet d'avoir un rendement uniforme et permet de fournir à volonté, non seulement du chlore liquide, mais encore du chlore gazeux venant des étages intermédiaires à une pression quelconque, par exemple dans l'industrie de la chloration, dans des installations de chlorure de chaux, etc... dans lesquelles on n'a besoin que de chlore gazeux.
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Chlorine compressor.
When compressing chlorine gas in iron compressors, there is the difficulty that the chlorine gas easily heats up to temperatures so high that the iron is attacked by the chlorine. This attack already starts at 60 and increases for higher temperatures, for example 90 and above, so that the compressors are destroyed in a short time. To avoid this drawback, it has already been proposed to cool the gas to be compressed by injecting already liquefied chlorine into the suction pipe, and to pass this cold gas, before introducing it into the cylinder, into a cylinder. cooling envelope surrounding the latter.
During this cooling by a gaseous refrigerant, which moreover is only available in a quantity limited by the volume of
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piration, the heat transmitted to the iron parel of the cylinder and to the piston, due to the compression of the gas and the friction of the piston, is dissipated in a very imperfect manner. On the contrary, harmful heat is removed from the wall much more efficiently with the aid of a liquid refrigerant.
In accordance with the present invention, for the removal of the heat of compression and of friction, a cold-stable liquid refrigerant is used which is cooled by vaporizing chlorine or by cold chlorine gas or by both. . For this, non-aqueous liquids are particularly suitable which are not attacked or are attacked only with difficulty by chlorine, for example refrigerating machine oil cooled to 0 or less, but, however, it is possible to also consider other oils or organic fluids with a sufficiently low freezing point, such as chloro-naphthalene.
Once the refrigerant has been cooled, preferably by means of cold chlorine gas or liquid chlorine, in a device connected directly to the compressor, it is pumped through a refrigerant space surrounding totally or partially. the cylinder, and through the piston and piston rod. In this way, a favorable cooling is obtained such that the compression takes place practically isothermal and thus a significant compression work is avoided.
There is shown in the accompanying drawing an interesting embodiment of the device according to the invention in the case, given by way of example, of a two-stage compressor.
The two stages are arranged in a cylinder C in which a stage piston moves. The lower side of the
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piston, which occupies the entire section, constitutes the first stage and the upper part which occupies only an annular part of the section constitutes the second stage. The refrigerant (refrigerant oil) is cooled to less than 0 in the oil refrigerant R by vaporized chlorine or cold chlorine gas and it is kept circulating by the pump P. The refrigerant oil arrives at 1 in the refrigerating chamber surrounding the walls and the bottom of the cylinder and it exits therefrom at B. The entry of the refrigerant oil into the piston rod takes place at 1 and the exit at H.
The chlorine sucked in both stages is cooled to about 0 in front of the suction valves, by injected liquid chlorine as well as by mixing with sub-cooled chlorine gas from the flash condenser. In the flash condenser (not shown in the drawing) the remainder of the liquefaction of the compressed chlorine takes place, by cooling by means of expanded liquid chlorine. Above cylinder C is an auxiliary cylinder G which does not itself take part in the compression of the chlorine gas and whose section is only about 1 / 6th of that of cylinder C. The auxiliary cylinder, through the bottom of which passes the piston rod of the compressor and on which the main seal F 'is located has an automatic suction valve and discharge valve S and D respectively.
The suction valve is connected directly, by a suction channel K from the foundry with the auxiliary cylinder,., To the double-walled bottom of the main cylinder from which only the suction pipe L of the auxiliary cylinder leaves, which is directly connected on its side with the chlorine vaporizer. The auxiliary cylinder discharge valve communicates with the suction side of the compressor. The cylinder ¯
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The auxiliary therefore sucks in expanded chlorine gas @, strongly cooled by the double-walled cylinder bottom, and delivers it to the suction side of the compressor.
Thanks to the arrangement of the auxiliary cylinder, one obtains a use of the cold of the relatively small quantity, dependent on the atmospheric pressure and, consequently, cooled to less than -50 of evaporated chlorine and, consequently, one is completely sol @ lage. main seal F, because the auxiliary cylinder only delivers in opposition to the compressor suction pressure (atmospheric pressure). The described cooling of the aspirated gas and of the entire cylinder makes it possible to choose a compression ratio of up to 1 3 in both stages without the average temperature of the gas in the compressor exceeding 50.
It is convenient that the discharge valves of both stages are plate valves and that these valves are arranged very close below the suction valves operated above. In this way, the discharge valves are also effectively cooled by licking the sucked gas, cooled to 0.
Preferably, the compressor is arranged in such a way that the different stages draw in, independently of one another, the fresh gas arriving from the suction side or from the previous stage at the same time as with the variable quantity supplied to each stage, of revaporized chlorine.
The control of the suction valves of cylinder Q and, consequently, the adjustment of the compressor is effected in the usual way by means of adjustable cams or eccentrics or the like which lift the suction valves according to a part. greater or lesser of the compression stroke (for example up to 75% of the stroke), which allows
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allows to regulate, between large limits, the filling, and, consequently, the quantity sucked in the two stages.
The regulation of the quantities, brought to the different stages, of revaporized chlorine can be obtained automatically by means of regulating valves which are controlled by thermostats as a function of the temperature of the revaporized chlorine.
The adjustable compressor allows to have a uniform output and allows to supply at will, not only liquid chlorine, but also gaseous chlorine coming from the intermediate stages at any pressure, for example in the chlorination industry, in installations chloride of lime, etc ... in which all that is needed is chlorine gas.