DE1190436B

DE1190436B - Device for producing a gas atmosphere

Info

Publication number: DE1190436B
Application number: DER25980A
Authority: DE
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1958-07-21
Filing date: 1959-07-18
Publication date: 1965-04-08

Description

Vorriclltung zur Herstellung einer Gasatmosphäre Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer aus einem Trägergas und einer verdampften Flüssigkeit bestehenden Gasatmosphäre, die aus einem ein Gas unter Druck verwendenden Flüssigkeitszerstäuber und aus einem in seiner axialen Verlängerung befindlichen und mit ihm zu einer Einheit zusammengefaßten Erhitzer besteht.Apparatus for producing a gas atmosphere The invention relates to an apparatus for producing one of a carrier gas and a vaporized one Liquid gas atmosphere composed of a gas using a gas under pressure Liquid atomizer and one located in its axial extension and there is a heater combined with it to form a unit.

Zur Herstellung einer Mischung oder Lösung, in der ein Trägergas den Dampf einer Flüssigkeit enthält, wurden schon Vorrichtungen verwendet, in denen das Trägergas in der Flüssigkeit eingeblasen wird, wie es bei den Gaswaschanlagen der Fall ist, oder in denen das Gas über Flächen streicht, von denen die Flüssigkeit herunterrieselt, wie es beim Berieselungssystem ausgeführt wird. Jedoch weisen diese bekannten Vorrichtungen den Nachteil auf, daß das Verhältnis des Gasvolumens zum Flüssigkeitsvolumen eine Funktion des Wirkungsgrades des Gaswasch- oder Berieselungssystems ist, d. h., daß es in der Praxis mit dem Gasanteil und der Art des flüssigen Produktes variiert. Außerdem benötigt die Inbetriebsetzung mindestens die zur Stabilisation der Temperatur der Flüssigkeit im Gaswäscher erforderliche Zeit. Dazu kommt. daß man keine Gasatmosphäre erhalten kann, die mehr als 50 01o Dampf enthält (theoretischer Höchstbetrag beim Gaswasch-oder Berieselungssystem). For the preparation of a mixture or solution in which a carrier gas contains the vapor of a liquid, devices have already been used in which the carrier gas is blown into the liquid, as is the case with gas scrubbing systems is the case, or in which the gas sweeps over surfaces of which the liquid trickles down, as is done with the sprinkler system. However, these show known devices have the disadvantage that the ratio of the gas volume to Liquid volume a function of the efficiency of the gas scrubbing or irrigation system is, d. This means that in practice it depends on the gas content and the type of liquid product varies. In addition, commissioning requires at least that for stabilization the temperature of the liquid in the scrubber. In addition. that it is not possible to obtain a gas atmosphere containing more than 50 01o vapor (theoretical Maximum amount for gas scrubbing or sprinkling systems).

Bei einem anderen System, in dem eine Flüssigkeit tropfenweise auf eine erwärmte Platte fällt, muß zur Erzielung einer konstanten und homogenen Gas-Dampf-Mischung die Aufeinanderfolge der auf die Platte fallenden Tropfen mit einem verhältnismäßig schnellen Rhythmus erfolgen, was in der Praxis nicht gestattet, Gasatmosphären zu erhalten, deren Herstellung nur eine Menge von einigen 100 Kubikmetern je Stunde erfordert. Außerdem muß die Platte auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur erwärmt werden, um eine genügend schnelle Verdunstung zu erlauben, wobei die Gefahr einer Zersetzung der Flüssigkeit besteht. In another system in which a liquid drops on it If a heated plate falls, a constant and homogeneous gas-steam mixture must be obtained the succession of the drops falling on the plate with a relative rapid rhythm, which in practice does not allow gas atmospheres to occur obtained whose production only amounts to a few 100 cubic meters per hour requires. In addition, the plate must be heated to a relatively high temperature to allow a sufficiently rapid evaporation, with the risk of a There is decomposition of the liquid.

Mit der Vorrichtung nach der Erfindung ist es dagegen möglich, den Gasanteil und den Flüssigkeitsanteil voneinander unabhängig zu regeln, und zwar selbst für sehr geringe Flüssigkeitsmengen, wie beispielsweise nur einige 10 Kubikmeter je Stunde. With the device according to the invention, however, it is possible to the To regulate the gas proportion and the liquid proportion independently of each other, namely even for very small amounts of liquid, such as only a few tens of cubic meters per hour.

Außerdem erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung, durch Regelung der Gas- und Flüssigkeitsmengen eine Gasatmosphäre zu erhalten, die aus einem Gas und einem Flüssigkeitsdampf regelbaren Anteils für alle technischen Anwendungsmöglichkeiten besteht, bei denen die Erzielung eines genauen Verhältnisses von Gas und Dampf in der erhaltenen Mischung und außerdem eine große Homogenität der Mischung notwendig ist, z. B. bei der Regelung von Gasatmosphären mit einem verdampften organischen Produkt für die Einsatzhärtung. In addition, the device according to the invention allows, through regulation the gas and liquid quantities to obtain a gas atmosphere that consists of a gas and an adjustable proportion of liquid vapor for all technical applications exists in which the achievement of an exact ratio of gas and steam in the received Mixing and also a great homogeneity of the mixture is necessary is e.g. B. in the control of gas atmospheres with a vaporized organic Case hardening product.

Diese Vorteile werden gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art der Zerstäuber aus einem Außenrohr besteht, in das abdichtend und in seiner Lage im Außenrohr einstellbar ein Innenrohr eingesetzt ist, das in einer Kappe endet, an der eine Kapillardüse austauschbar befestigt ist, die durch eine im Innenrohr liegende Flüssigkeitszuleitung gespeist wird. deren Außenquerschnitt geringer ist als der lichte Querschnitt des Innenrohres, während für die Zuführung des Gases eine Ringkammer zwischen der Kappe und dem das Außenrohr abschließenden Einsatzteil mit äußerer Zuführung vorgesehen ist, welch letzteres für die Zerstäubung der Flüssigkeit in den als Verdampfer ausgebildeten Erhitzer eine Öffnung aufweist, in der die Kapillardüse in bekannter Weise mehr oder weniger hineinragen kann. Der mit dem Zerstäuber zu einer Einheit zusammengefaßte Verdampfer besteht aus einem wärmeisolierten Rohr, dessen elektrische Widerstandsheizung derart innerhalb oder auf der Rohrwandung liegt, daß dem eintretenden Flüssigkeitsnebel kein Hindernis entgegensteht. These advantages are achieved according to the invention in that at a device of the type described above, the atomizer from an outer tube consists, in the sealing and adjustable in its position in the outer tube an inner tube is used, which ends in a cap on which a capillary nozzle can be replaced is attached, which is fed by a liquid feed line located in the inner tube will. whose outer cross-section is smaller than the clear cross-section of the inner pipe, while for the supply of the gas an annular chamber between the cap and the das Outer tube closing insert part is provided with an external feed, which the latter for the atomization of the liquid in the designed as an evaporator Heater has an opening in which the capillary nozzle in a known manner more or less can protrude. The one combined into one unit with the atomizer Evaporator consists of a thermally insulated tube, its electrical resistance heating lies within or on the pipe wall in such a way that the entering liquid mist there is no obstacle.

Das Gas tritt hierbei mit konstantem und regelbarem Druck in den Zerstäuber ein und entweicht daraus unter Spannungsabfall über eine ringförmige Öffnung zum Verdampfer. Die Flüssigkeit tritt unter konstantem und regelbarem Druck in den Zerstäuber ein und entweicht daraus durch ein in der Achse der vorerwähnten Ringöffnung gelegenes Endrohr zum Verdampfer. The gas enters the with a constant and controllable pressure Atomizer and escapes from it under a voltage drop via an annular Opening to the evaporator. The liquid enters under constant and controllable pressure enters the atomizer and escapes from it through an in the axis of the mentioned Ring opening located end pipe to the evaporator.

Der Durchmesser der Ringöffnung ist sehr klein, so daß das zugeführte Gas durch Entspannen eine große Geschwindigkeit erlangt und die Flüssigkeit unter Bildung eines Nebels zerstäubt. The diameter of the ring opening is very small, so that the fed Gas attains great velocity by relaxing and the liquid under it Formation of a mist atomized.

Der so erhaltene Nebel wird im Verdampfer auf eine Temperatur verdampft, die leicht über dem Taupunkt des der erzeugten Gasmischung liegt. The mist obtained in this way is evaporated in the evaporator to a temperature which is slightly above the dew point of the gas mixture produced.

Die Vorrichtung nach der Erfindung sieht vor, daß die flüssigen Bestandteile des Nebels nicht die Zeit finden, sich vor ihrer Verdunstung zu vereinigen und daß diese Verdunstung nicht bei zu hoher Temperatur eintritt, die in gewissen Fällen die Zersetzung der Flüssigkeit zur Folge haben würde. The device according to the invention provides that the liquid components of the mist not find the time to unite before its evaporation and that this evaporation does not occur at too high a temperature, which in certain cases decomposition of the liquid would result.

Die Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleisten die Erzielung des vorstehend angegebenen Resultates bei einfachster Wartung und geringsten Herstellungskosten. The features of the device according to the invention ensure the Achievement of the result indicated above with the simplest maintenance and the least Manufacturing costs.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen gezeigt und an Hand dieser nachfolgend näher beschrieben. Es stellt dar F i g. 1 einen Schnitt längs einer durch die Achse des Zerstäubers gehenden Ebene, F i g. 2 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Verdampfer geschnitten ist, Fig.3 einen Querschnitt durch den Verdampfer längs der Linie III-III der F i g. 2, F i g. 4 einen Axialschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Verdampfers, F i g. 5 einen Axialschnitt durch eine weiter abgewandelte Verdampferform, Fig.6 einen Axialschnitt durch den Zerstäuberkopf. The invention is shown in the drawing in a few exemplary embodiments shown and described in more detail below on the basis of this. It represents F i g. 1 a section along a plane passing through the axis of the atomizer, FIG. 2 shows an overall view of the device according to the invention, with the evaporator in section FIG. 3 shows a cross section through the evaporator along the line III-III of FIG i g. 2, fig. 4 shows an axial section through a modified embodiment of a Evaporator, F i g. 5 shows an axial section through a further modified evaporator shape, 6 shows an axial section through the atomizer head.

Die Zeichnung, insbesondere Fig. 1, läßt erkennen, daß der Zerstäuber einerseits aus einem Außenrohr 1 mit fest verbundenem Einsatzteil 2 und andererseits aus einem Innenrohr 3 besteht, das durch eine Kappe 4 abgeschlossen ist. Das Innenrohr 3 ist in das Rohr 1 mit leichter Reibung eingeschoben, wobei eine Gummidichtung 5 beide Teile gegeneinander abdichtet. The drawing, in particular FIG. 1, shows that the atomizer on the one hand from an outer tube 1 with firmly connected insert part 2 and on the other hand consists of an inner tube 3 which is closed by a cap 4. The inner tube 3 is pushed into the tube 1 with slight friction, with a rubber seal 5 seals both parts against each other.

Eine aus Mutter 6 und Schraubenmuffe 7 gebildete Einrichtung gestattet es, die Eindringtiefe des Innenrohrs 3 im Außenrohr 1 einzustellen und die richtige Lage zu fixieren. A device formed from nut 6 and screw sleeve 7 is permitted it to set the penetration depth of the inner tube 3 in the outer tube 1 and the correct one Fix position.

Das Gas dringt in die Ringkammer 8 zwischen dem Außenrohr 1 und dem Innenrohr 3 durch das Zuführungsrohr 9 ein und verläßt es durch die runde Öffnung 10 im Einsatzteil 2. The gas penetrates into the annular chamber 8 between the outer tube 1 and the Inner tube 3 through the supply tube 9 and leaves it through the round opening 10 in part 2.

Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird durch ein Rohr 15 zugeführt, das koaxial zum Innenrohr 3 liegt. The liquid to be atomized is fed through a pipe 15, which is coaxial with the inner tube 3.

Ein Schnitt durch den Zerstäuberkopf ist in vergrößertem Maßstab in F i g. 6 ersichtlich. Für den Austritt der unter regelbarem Druck zugeführten Flüssigkeit weist dieser Zerstäuberkopf eine KapilIardüse auf, die aus einer Röhrenfeder 12 für Schablonenschrift besteht. Diese in einen dünnen Rohrfortsatz 12a auslaufende Röhrenfederl2 ist gleitend auf das im Durchmesser verringerte Ende 23 a eines rohrförmigen Haltestücks 23 aufgesetzt, welches in die Kappe 4 eingepaßt ist. Ein hohles kegelförmiges, in die Kappe 4 eingeschraubtes Befestigungsstück 13 drückt die Rohrfeder 12 fest gegen das Ende 23 a und läßt den Rohrfortsatz 12 a durch ein axiales Loch 13 a außerhalb der Kegelspitze hinausragen. A section through the atomizer head is on an enlarged scale in Fig. 6 can be seen. For the outlet of the supplied under controllable pressure Liquid, this atomizer head has a capillary nozzle that consists of a tubular spring 12 for stencil writing. This terminating in a thin tubular extension 12a Röhrenfederl2 is slidable on the reduced diameter end 23 a of a tubular The holding piece 23 is placed, which is fitted into the cap 4. A hollow cone-shaped, Fastening piece 13 screwed into cap 4 presses Bourdon tube 12 firmly towards the end 23 a and leaves the tubular extension 12 a through an axial hole 13 a outside protrude from the tip of the cone.

Eine zwischen dem Rand der Röhrenfeder 12, dem Haltestück 23, der Kappe 4 und dem Befestigungsstück 13 eingelegte Ringdichtung 14 ist zur Abdichtung zwischen diesen Teilen vorgesehen.One between the edge of the tube spring 12, the Holding piece 23, the cap 4 and the fastening piece 13 inserted ring seal 14 is for sealing between provided for these parts.

Die Röhrenfeder 12 ist über das rohrförmige Haltestück mit einer Flüssigkeitszuleitung 15 verbunden, dessen außerhalb des Zerstäubers befindlicher Ausschlußstutzen 11 über einen nicht dargestellten Druckregler an eine die Flüssigkeit unter Druck liefernde Vorrichtung angeschlossen ist. The tubular spring 12 is on the tubular holding piece with a Liquid supply line 15 connected, its located outside of the atomizer Exclusion nozzle 11 via a pressure regulator, not shown, to a liquid pressurized device is connected.

Diese Ausführungsform des Innenrohres schließt noch folgende Merkmale ein: 1. Die Flüssigkeitsleitungl5 weist einen geringen Durchmesser auf und besitzt keine schroffen Querschnittsänderungen. Dies vermeidet die mögliche Bildung den Fluß hemmender Gastaschen, die einer regelmäßigen Ausströmmenge der Flüssigkeit hinderlich wären, wenn diese schlecht entgast ist. This embodiment of the inner tube also includes the following features a: 1. The liquid line 15 has a small diameter and has no abrupt changes in cross-section. This avoids the possible formation of the Flow-inhibiting gas pockets that allow a regular outflow of the liquid would be a hindrance if this is badly degassed.

2. Die Zuleitung 15 für die Flüssigkeit ist vom Innenrohr 3 durch einen Luftmantel getrennt, der durch natürliche Konvektion ständig erneuert wird. Dies vermeidet die Aufheizung der Gesamtvorrichtung durch eine vom Erhitzer herrührende Wärmeleitung, wodurch ein Kochen der Flüssigkeit in der Zuführungsleitung verhindert wird und außerdem Dichtungen eingespart werden können. 2. The feed line 15 for the liquid is from the inner tube 3 through separated by an air jacket that is constantly renewed by natural convection. This avoids the overall device being heated up by a heating device Thermal conduction, which prevents the liquid in the supply line from boiling and seals can also be saved.

3. Der empfindliche Teil der Vorrichtung, nämlich die Ausflußkapillare für die Flüssigkeit, ist leicht austauschbar. Sie wird durch den Rohrfortsatz der Röhrenfeder für Schablonenschrift 12 gebildet, die leicht zu beschaffen und billig ist. 3. The sensitive part of the device, namely the outflow capillary for the liquid, is easily replaceable. It is through the tubular extension of the Tubular nib for stencil writing 12 is formed that is easy to obtain and inexpensive is.

Selbstverständlich bleibt man innerhalb des durch die Erfindung gesteckten Rahmens, wenn man einen Teil ähnlicher Form benutzt. Auf diese Weise ist die Verwendung der Ausflußdüse billig, und außerdem kann der Durchmesser leicht verändert werden, indem man nur die Röhrenfeder auszutauschen braucht. Of course, one remains within the scope of the invention Frame if you use a part of a similar shape. This is the way to use the outlet nozzle cheap, and besides, the diameter can be changed easily, by simply replacing the tubular spring.

4. Die Ausflußkapillare für die Flüssigkeit und die Kreisöffnung 10 für den Gasaustritt liegen beide derart koaxial, daß der Nebelstrahl einen Konus bildet, dessen Spitzenwinkel sehr gering ist. 4. The outflow capillary for the liquid and the circular opening 10 for the gas outlet are both coaxial in such a way that the mist jet has a cone forms whose apex angle is very small.

Der Verdampfer besteht im wesentlichen aus Elementen, wie sie in den F i g. 2 bis 5 dargestellt sind, nämlich aus einem Rohr 16 größeren Querschnitts, das durch ein Element 17 auf eine verhältnismäßig geringe Temperatur erwärmt wird, so daß die Verdampfung des Nebels eintritt, ohne daß eine mögliche Zersetzung der Flüssigkeit zu befürchten ist. Das Rohr ist durch eine geeignete Hülle 18 isoliert. The vaporizer essentially consists of elements as shown in the F i g. 2 to 5 are shown, namely from a tube 16 of larger cross-section, which is heated to a relatively low temperature by an element 17, so that evaporation of the mist occurs without possible decomposition of the Liquid is to be feared. The pipe is insulated by a suitable sheath 18.

Der Verdampfer ist so ausgelegt, daß die erforderliche Wänne der Mischung über eine große Fläche zugeführt wird. Er ist mit dem Zerstäuber durch eine konische Muffe 19 verbunden. The evaporator is designed so that the required Wänne of Mixture is fed over a large area. He's done with the atomizer a conical sleeve 19 connected.

Das Rohrl8 wird äußerlich durch einen Widerstandsring 20 geheizt. The tube 18 is externally heated by a resistance ring 20.

Bei der Variante nach Fig. 4 ist das isolierte Rohr 16 innen durch einen Widerstandsring 21 geheizt. In the variant according to FIG. 4, the insulated tube 16 is through on the inside a resistance ring 21 is heated.

Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 5 ist das wärmeisolierte Rohr innerlich durch einen blanken Heizfaden 22 geheizt, der über Isolierstützen gespult ist. In the modified embodiment according to FIG. 5, this is thermally insulated The tube is internally heated by a bare filament 22, which has insulating supports is spooled.

Eines der gemeinsamen Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen besteht darin, die Hindernisse im Nebelstrahlfiuß derart auf ein Minimum zu reduzieren, daß dieser die innere Wandung des Verdampfers soweit wie möglich von den Öffnungen des Zerstäubers entfernt berührt. Dadurch gibt es keine Vereinigung der im Nebel suspendierten Flüssigkeitströpfchen, ehe der Strahl die warme Wandung des Verdampfers berührt. Da der Nebel dünn und fein verteilt ist und die Berührungsfläche zwischen dem Nebelkegel und der warmen Wandung verhältnismäßig groß ist. geht die Verdampfung schnell und bei geringer Temperatur vor sich. One of the common features of the various embodiments consists in keeping the obstacles in the fog stream to a minimum to reduce, that this the inner wall of the evaporator as far as possible from the openings remotely touched the atomizer. As a result, there is no association of the in the mist suspended liquid droplets before the jet hits the warm wall of the evaporator touched. Because the mist is thin and finely distributed and the contact area between the fog cone and the warm wall is relatively large. the evaporation goes quickly and at a low temperature in front of you.

Claims

Claims: 1. Device for producing one from a carrier gas and a vaporized liquid gas atmosphere consisting of a a liquid atomizer using gas under pressure and one in its axial direction Heater located on an extension and combined with it to form a unit, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t s that the atomizer consists of an outer tube (1) consists, in the sealing and adjustable in its position in the outer tube, a Inner tube (3) is used, which ends in a cap (4) on which a capillary nozzle (12, 12a) is fastened interchangeably, through a liquid feed line located in the inner tube (15) is fed, the outside diameter of which is smaller than the clear transverse dimension of the inner tube, while an annular chamber (8) between the cap and the insert part (2) closing the outer tube with an external feed (9) is provided, the latter for the atomization of the liquid in the as Evaporator formed heater has an opening (10) in which the capillary nozzle can protrude in a known manner more or less, and that the evaporator from a thermally insulated pipe (16), the electrical resistance heater (20 or 21) so within or on the pipe wall (16) that the entering There is no obstacle in the way of liquid mist.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the jet capillary (12a) of the capillary nozzle (12) through the tube of a tubular spring for stencil writing or the like. Is formed.

3. Device according to claim 1 and or or 2, characterized in that that the liquid feed line (15) and the outer feed (9) via pressure regulating devices be fed.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the atomizer and the evaporator with each other by appropriately conical Sleeves (19) are connected.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the position of the inner tube (3) in the outer tube (1) with the help of an in the outer tube (1) screwed in screw socket (7) is adjustable.

Considered publications: German Patent Specifications No. 220 888, 411 948; Austrian Patent No. 175,972; Swiss patent specification No. 247 073; U.S. Patent No. 2649148; Magazine "fuel-heat-power" (BWK), vol.

7. No. 3, March 1955, p. 134.