DE1519995A1

DE1519995A1 - Apparat zum Fraktionieren von Gasgemischen

Info

Publication number: DE1519995A1
Application number: DE19651519995
Authority: DE
Inventors: Brown Charles Durward
Original assignee: DIELECTRIC PRODUCTS ENGINEERIN
Current assignee: DIELECTRIC PRODUCTS ENGINEERIN
Priority date: 1964-12-01
Filing date: 1965-12-01
Publication date: 1969-06-12
Also published as: DE1519995B2; GB1124069A; FR1455698A; US3323292A; JPS495831B1

Description

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PATENTANWALT DIPL.-ING. RICHARD MÜLLER-BÖRNES PATENTANWALT DIPL.-ING. HANS-HEINRICH WEY BERLIN-DAHLEM - PODBIELSKIALLEE 68 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49 TELEFON: 76 29 07 · TELEGRAMME: PROPINDUS TELEFON : 22 SS 85 · TELEGRAMME: PROPINDUS

Berlin, den 1. Dezember 196

Dr. Expl.

DIELECTEIC PRODUCTS ENGINESEING COMPANY, INC,, Raymond

Apparat zum Fraktionieren von Gasgemischen

Die Erfindung bezieht sich auf Apparate zum Fraktionieren von Gasgemischen und sie betrifft insbesondere Fraktionierapparate, bei welchen sich das beim Fraktionieren verwendete gasentfemende Material ohne Verwendung von Wärme regenerieren läßt»

In Zusammenhang mit einem industriellen Verfahren oder Vorgang ist es häufig erforderlich, aus einem Gasgemisch einen oder mehrere Bestandteile zu entfernen. Beispielsweise kann es zur Reinigung eines Gasstroms erforderlich sein, außer einem wichtigen Bestandteil alles zu entfernen oder aus einem Luftstrom Feuchtigkeit zu entfernen. Bei elektrischen Wellenleiter—Signalübertragungseinrichtungen verwendet man zur Steigerung und Beibehaltung der erforderlichen dielektrischen Eigenschaften der Übertragungseinheit oft Druckluft, wobei wesentlich ist, daß aus der Luft vor ihrer Verwendung in einer solchen Einrichtung im wesentlichen jeglicher Wasserdampf entfernt wird.

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FERNSCHREIBER! 01 i 4007

Es sind bereits zahlreiche Arten von Apparaten zum Fraktionieren von Gasgemischen vorgeschlagen und verwendet worden, bei welchen zum Entfernen eines oder mehrerer Bestandteile aus dem Gasgemisch ein absorbierendes, adsorbierendes oder ähnliches Material verwendet wird. Die Wirksamkeit dieses Materials verringert sich mit seinem Beladen mit dem oder den aus dem Gemisch zu entfernenden Bestandteilen, weshalb es üblicherweise periodisch regeneriert wird. Obwohl zum Regenerieren eines feuchtigkeitsbeladenen Trocknungsmittels beispielsweise häufig Wärme verwendet wird, sind auch ohne Wärme arbeitende Geräte und Einrichtungen zum Regenerieren solcher feuchtigkeitsbeladenen Trocknungsmittel vorgeschlagen worden. Für ein solches Gerät ist typisch, daß man einen Bruchteil des durch das Durchströmen einer Trocknungskammer erzeugten feuchtigkeitsfreien Gases zum Desorbieren der Feuchtigkeit aus dem Trocknungsmaterial in entgegengesetzter Sichtung durch die Trocknungskammer strömen läßt» Bei diesen bisher vorgeschlagenen Geräten und Einrichtungen verwendete man jedoch zahlreiche Steuerventile und komplizierte Berührungen, die ihre Kosten steigerten und ihre Zuverlässigkeit herabsetzten, so daß gegenüber der Verwendung solcher Einrichtungen auf einer wesentlichen Grundlage eine erhebliche Abneigung bestand.

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Demzufolge ist ein Ziel der Erfindung ein neuartiger und verbesserter Apparat, der sich überall dort anwenden läßt, wo eine Reinigung oder Fraktionierung eines Gasgemisches erforderlich ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Fraktionierapparat für Gasgemische von in ihrem Aufbau einfacherer Art als die bisher vorgeschlagenen Systeme, die zum Erneuern des in dem Apparat verwendeten Materials bis auf einen wirksamen Zustand keine fremde Wärme erforderlich macht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein einfacher und raumsparender Apparat, der es ermöglicht, aus einem Gasstrom einen Bestandteil zu entfernen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein neuartiger und verbesserter Gasfraktionierapparat, der kleiner ist und sich bei geringeren Kosten herstellen läßt und in seinem

Betrieb zuverlässiger ist, als die bisher vorgeschlagenen Apparate.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist eine neuartige und verbesserte Steuervorrichtung zum Steuern der Regenerierung von gasentfernenden Stoffen.

Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist ein neuartiger und verbesserter Gasfraktionierapparat von der Art, bei

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welcher ein Bruchteil des gereinigten Gasstroms, aus dem ein Bestandteil entfernt worden ist, durch eine zweite Trocknungskammer zurückgeleitet wird, um aus dem Trocknungsmaterial den aus dem Gasstrom absorbierten Bestandteil zu desorbieren und die Mittel enthält, um den Strömungsdurchsatz des zurückgeleiteten Teiles des Gasstroms als Funktion der Zuströmungsbedingungen des Apparats zu verändern.

Gegenstand der Erfindung ist ein Fraktionierapparat zum Entfernen mindestens eines Bestandteils aus einem Gasgemisch der zwei zwischen einer Einlaßleitung und einer Auslassleitung parallel angeschlossene Kammern besitzt. Jede Kammer hat ein Einlaßende und ein Auslaßende und enthält Material zum Entfernen eines Bestandteils aus dem Gasgemisch. Bei dieser Arbeitsweise des Entfernens von Gas kann man Adsorptions- oder Absofptionsvorgänge oder damit in Zusammenhang stehende Vorgänge, die nicht unbedingt von der einen oder anderen Art sein müssen, zur Anwendung bringen. Der hier verwendete Ausdruck "absorbierend" soll alle Vorgänge zum Entfernen eines oder mehrerer Bestandteile aus einem Gasgemisch umfassen. Die Auslaßenden der beiden Kammern sind durch einen "Rück— flußweg" miteinander verbunden, um einen Teil des ausströmenden Gemisches mit einer Desorptionswirkung aus einer Kammer durch die andere Kammer zurückzuleiten.

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An das Einlaßende jeder Kammer ist eine Leitung angeschlossen, die so eingerichtet ist, daß sie an eine Ausblasöffnung oder -leitung des Apparats angeschlossen werden kann, indem in der Leitung ein Steuerventil angeordnet ist, Betätigungsmittel für die Steuerventile ö££nen die beiden Ventile abwechselnd, um die gekoppelten Kammereinlässe an die Ausblasöffnung oder -leitung des Apparats anzuschließen» Die Ventilsteuerfolge enthält vorzugsweise vor jedem öffnen eines Ventils eine Zeitspanne während der beide Ventile geschlossen sind zum Bewirken einer Druckerneuerung in der während des vorgehenden Abschnitts des Arbeitszyklus des Apparats dem Rückstrom ausgesetzten Kammer. Die Einlaßleitung des Apparats ist über ein erstes Strömungsrichtventil an die beiden Kammereinlaßenden angeschlossen, während die Kammerauslaßenden über ein entsprechendes Strömungsrichtventil an die Auslaßleitung des Apparats angeschlossen sind. Die beiden Strömungsrichtventile arbeiten in Auswirkung der Betätigung der Steuerventile in der Weise, daß sie nach Bedarf einen Hauptgasleitungsweg von der Einlaßleitung aus durch die beiden Kammern hindurch in Vorwärtsrichtung zu der Auslaßleitung bilden. Jede Betätigung eines Steuerventils schaltet diesen Weg auf die andere Kammer um.

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Die Erfindung sieht also eine wenig Raum beanspruchende Gasfraktioniereinheit vor, bei welcher der den Gasbestandteil entfernende Stoff mittels koordinierter Steuerung von nur zwei Ventilen, die sich nur zwischen einer "Auf"-und einer "Zu"-Steilung bewegen, zyklisch regeneriert wird. Bei den nachstehend im einzelnen beschriebenen besonderen Ausführungsbeispielen sind die sich bewegenden Ventilbauteile aus federndem Material hergestellt, die als solche keine Schmierung erfordern, so daß dadurch keine Verunreinigungen in den Gasstrom eingebracht werden.

Zwischen den Kammerauslaßenden kann ein Ausgleichventil angeschlossen werden, das während jeder Zeitspanne, da die Steuerventile geschlossen sind, geöffnet wird, um die für die Druckemeuerung in einer Kammer erforderliche Zeitspanne zu verkürzen. Der Apparat kann außerdem eine Einrichtung besitzen zum Verändern der beim Desorptionsbetrieb verwendeten Gasmenge als Funktion des zuströmenden Gasstroms oder des Grads der Sättigung des zuströmenden Gases mit dem zu entfernenden Bestandteil.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Gasfraktionierapparats nach der Erfindung, im Teilschnitt;

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Fig, 2 eine schematische Darstellung des Fraktionierapparats nach Fig. 1;

Fig. 3 ein die Arbeitsfolge des Apparats veranschalichendes Zeit(steuerungs)diagramm;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 1;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Variante des Gasfraktionierapparats nach Fig. 1 mit einer Vorrichtung zum Verändern der Aus blas st römungs geschwindigkeit ;

Fig. 6 einen Schnitt durch die in dem Apparat nach Fig. 5 verwendete Vorrichtung und

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer weiteren

Variante. .
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Der in Fig. 2 dargestellte Fraktionierapparat besitzt zwei Absorptionsgefäße in Form von Trocknungskammer 10, 12. Jede dieser Kammern enthält ein geeignetes absorbierendes Material 14, das im wesentlichen ein beliebiger Stoff sein kann, der gegenüber einem oder mehreren der in dem dem Apparat zuzuführenden Gasgemisch enthaltenen Bestandteilen eine selektrive Affinität aufweist. Gemäß dem besonderen Ausführungsbeispiel ist das absorbierende Material Silikagel, ein Trocknungsmaterial, das über das gesamte

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Kammervolumen zwischen Filterelementen 15, 16 gleichmäßig und durchgehend angeordnet ist. Unter dem Trocknungsmittelbett ist eine Beaufschlagungsfeder 18 angebracht. Es ist selbstverständlich, daß auch andere absorbierende Stoffe verwendet und bei besonderen Anwendungen der Gasfraktionierung mehrere verschiedene absorbferende Stoffe in der Kammer in mehreren Schichten angeordnet werden können.

Das zu fraktionierende Gas wird an der Unterseite der Kammer über den Kanal 20 des Sockels 22 eingebracht und strömt an der Feder 18 vorbei und durch das assortierende Material hindurch nach oben zum oberen Ende der Kammer. Ein in jedem Trocknungsgefäß 10, 12 zu ihm konzentrisch angebrachtes Rohr 24 bildet einen Durchlaß durch die Kammer, so daß das fraktionierte Gas nach unten zu dem Auslaßkanal 26 in dem Basis-gehäuse 22 strömt. Das zentrale Rohr 24 ist mit Hilfe von in einer Buchse 30 angeordneten Dichtungen 28 gegen den Einlaßkanal 20 abgedichtet.

Zusätzlich zu den Kammereinlaß- und auslaßkanälen 20, 26 weist das Basisgehäuse 22 einen Ausblaskanal oder eine Aus blas öffnung 32 auf, der bzw. die durch einen- Ventilkörper mit einer federnden Scheibe 34 gesteuert wird, die so angeordnet ist, daß sie sich gegen den gesamten Umfangsbereich der Buchse 36 anlegt, um die Ausblasöffnung 32 gegen den Einlaßkanal 20 abzudichten bzw. zu verschließen.

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An dem jeweiligen Sockel 22, 22" sind el eletromagnetisch gesteuerte Ventilbetätigungsvorrichtungen 38, 40 zur Steuerung der Ventile 34, 34' befestigt.

Zwischen den beiden Sockeln 22, 22' ist ein gemeinsames Verbindungsteil 42 angebracht, das eine Steuerungseinheit 44 trägt, den Einlaß 46 des Apparats und den Auslaß 48 des Apparats bildet und zwei Strömungsrichtventileinheiten 50, 52 aufnimmt. Mit Hilfe üblicher Befestigungsmittel sind an dem Mittelteil 42 die Flansche 54, 54' der Sockel 22, 22' angebracht.

Jedes Strömungsrichtventil besitzt zwei zylindrische Buchsen 60, die in der jeweiligen Bohrung des Mittelteils 42 in einander gegenüberliegender Lage angebracht sind» Jede Bohrung hat einen ringförmigen Absatz 62, gegen den jeweils ein Flanschabschnitt 64 jeder Buchse anliegt. Gegen die Aussenfläche jedes Flansches 64 ist ein Dichtungselement 66, beispielsweise in Form einer Ringdichtung angebracht, das durch eine vorstehende Fläche des Basisgehäuses 22 fest abdichtend angepreßt wird. Am inneren Ende jeder Buchse ist eine glatte Ventilsitzfläche 68 ausgebildet. Zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Ventilsitzen 68 in jeder Bohrung ist eine Neoprenkugel 70 angeordnet, die zwischen den beiden Ventilsitzen 68 frei beweglich ist und die Gasströmung durch das Strömungsrichtventil zu und aus

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den Kammern 10 und 12 steuert.

Das Auslaß-Strömungsrichtventil 52 weist ferner in dem nach innen vorstehenden Abschnitt jeder seiner beiden Buchsen 60, 60 eine Öffnung 72 (Fig. 2) auf, die einen ventilfreien Kanal für den rückfließenden Teil des fraktionierten Gases bildet.

Die Steuerungseinheit 44 besitzt einen Zeitgebermotor 74, der eine Steuerscheibe 76 so antreibt, daß zwei Schalter 78, 80 betätigt werden, die ihrerseits den Elektromagneten 38 bzw. 40 steuern. An dem Mittelteil 42 sind außerdem Konsolen 82 zur Anbringung des Fraktionierapparats vorgesehen.

Dieser Fraktionierapparat ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Wie gezeigt, kann in die Auslaßleitung in Strömungsrichtung hinter dem Auslaß 48 ein Steuerventil eingesetzt werden zur Steuerung des Strömungsdurchs atζes des fraktionierten Gases in Richtung auf die Nutzungsani age. Entsprechend den Stellungen des Apparats nach Fig. 1 und strömt zuströmendes Gas durch die Kammer 12 nach oben, wobei ein Teil des Gases vom Auslaßende der Kammer 12 her durch eine Öffnung 72 in der linken Buchse 60 geleitet wird, um durch die Kammer 10 abwärts und beim Erregen des Elektromagneten 38 durch die Öffnung 32 auszuströmen.

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In Fig. 3 ist ein Beispiel der Arbeitsfolge der Elektromagnete 38 und 40 veranschaulicht. Wie gezeigt, ist jedesmal nur ein Ausblasventil 34 geöffnet, während zwischen jedem Öffnen der Ventile beide Ventile geschlossen sind. Beim Betrieb besteht die Gasströmung anfänglich wie in Fig. 2 angegeben, Wenn der Elektromagnet 38 enterregt wird, schließt sich auch das Steuerventil 34, so daß beide Trocknungskammern auf einen gleichen Druck gebracht werden können. Um die zur Druckbeaufschlagung einer Trocknungskammer erforderliche Zeitspanne zu verkürzen, kann unmittelbar zwischen den Auslaßenden der Trocknungskammern ein das Durchlaßsteuerventil 52 umgehendes Auslaßventil 90 angeschlossen und eine Steuerung vorgesehen werden, um das Ventil 90 zu öffnen, wenn die beiden Steuerventile 34 geschlossen sind. Wenn beide Kammern im wesentlichen den gleichen Druck aufweisen, wird die Magnetspule 40 erregt, um die Ausblasöffnung 32' zum Entlüften der Einrichtung, in diesem Falle ins Freie zu öffnen. Dies bewirkt, daß sich die beiden elastischen Kugeln 70 in den Strömungsrichtventilen 50 und 52, wie in Fig. 2 gezeigt, nach rechts bewegen. Dabei wird in dem Einlaßventil 50 die Einlaßleitung 20 zur Kammer 10 geöffnet und die Einlaßöffnung 20" zur Kammer 12 geschlossen, Darauf strömt das zuströmende Gas durch die Kammer 10 nach oben in das Auslaßventil 52, dessen Neoprenkugel ebenfalls · gegen den rechten Ventilsitz bewegt worden ist. Ein Teil

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des Austrittsgases strömt an. der Kugel vorbei über die Öffnung 72 in die Auslaßleitung 26», um unter Bewirkung einer Desorption durch die Trocknungskammer 12 nach unten und aus dem Ausblaskanal 32^f zu strömen.

Auf diese Weise wird mit Feuchtigkeit beladene Luft abwechselnd den Trocknungskammern 10 und 12 zugeführt. Das in jeder Kammer vorhandene Silikagel 14 absorbiert die in der einströmenden Luft vorhandene Feuchtigkeit, so daß die Luft an dem in den Kanal 26 führenden Auslaßende im wesentlichen von Feuchtigkeit frei ist. Ein Teil dieser Luft wird durch die andere Kammer zurückgeleitet, um die Feuchtigkeit zu desorbieren und das in der Kammer vorhandene Trocknungsmittel zu regenerieren. Die Steuerungseinheit 44, die, obwohl sie als eine elektrische Zeitgebervorrichtung enthaltend dargestellt ist, auch eine andere, beispielsweise pneumatisch oder mechanisch betätigte Zeitfolgesteuerungsvorrichtung sein kann, betätigt zyklisch die beiden Steuerventile 34, wobei die Strömungsrichtventile 50, 52 auf diese Betätigung ansprechen. Dieser Zeitfolgesteuerungsbetrieb erzeugt bei gleichzeitigem Regenerieren des absorbierenden Materials (Trocknungsmittels) die von Feuchtigkeit freie Luft oder ein sonstiges nach Bedarf fraktioniertes Gas.

Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß der Fraktionierapparat in seiner Bauweise äußerst einfach und raum-

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sparend ist bei Verwendung von nur zwei zeitfolgegesteuerten Ventilen, Diese gesteuerten Ventile sind zuverlässige Ventile mit weichem Sitz, die nur zwischen ihrer völlig geöffneten und ihrer völlig geschlossenen Stellung betätigt werden. Zwei Strömungsrichtventile arbeiten in Auswirkung der Betätigung der Steuerventile. In jedem dieser Strömungsrichtventile ist das einzige sich bewegende Bauteil eine federnde Kugel, Die beiden Strömungsrichtventile können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, auf dem die beiden Äbsorptionskammern 10 und 12 befestigt werden. So entsteht ein robuster und zuverlässiger und trotzdem wirtschaftlicher Gasfralctionierapparat.

Wie vorstehend erörtert, kann sich die erforderliche Strömungsgeschwindigkeit des in umgekehrter Richtung diirch eine Absorptionskammer strömenden Reinigungsgases als Funktion der Sinlaßströmungsgeschwindigkeit verändern. Wo es beispielsweise aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht ist, die Strömungsgeschwindigkeit des Eeinigungsgases zu verändern, kann der Apparat so abgeändert werden, daß er die in F¹Ig, 5 und 6 dargestellte Anordnung aufweist, Bei diesem System sind zwischen den Auslaßleitungen 26, 26' und dem Auslaß-Strömungslichtventil 52 zwei Steuerungseinheiten

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102 für die Strömungsgeschwindigkeit des Reinigungsgases mit regelbarer Öffnung angeschlossen. Jede Einheit hat eine Haupteinlaßleitung 104, eine Hauptauslaßleitung 106 und eine Auslaßleitung 108 für das Reinigungsgas, In jede Auslaßleitung 108 ist ein Prüfventil 109 eingesetzt. Das Auslaßventil ist insofern abgeändert, als in seinen Buchsen 60 keine Öffnungen 72 vorgesehen sind, so daß das Sinlaßströmungsrichtventil und das Auslaßströmungsrichtventil miteinander übereinstimmen.

Einzelheiten der Steuereinheit für die Strömungsgeschwindigkeit des Reinigungsgases, d.h. des surückgeleiceten, das Absorptionsmittel regenerierenden Gases sind aus Fig„ 6 ersichtlich. Jede Steuereinheit besitzt ein zylindrisches Bauteil 110, in welchem zwei einander gegenüberliegende, sich in axialer dichtung erstreckende zylindrische Führungen 112, 114 angebracht sind, Die Führung 112 grenzt einen Kanal aus der Einlaßleitung 104 ab und dient zum Ausrichten einer Ausgleichsfeder 116, während die Führung 114 lediglich als Führung für die zweite Ausgleichsfeder 118 dient. In der Führung 112 ist konzentrisch zu ihr eine Leitung 120 angeordnet, die sich zum Anschluß an die Leitung 108 für das Reinigungsgas durch das Verbindungsteil 122 erstreckt. Zwischen den Ausgleichsfedern 116, 118 ist ein von diesen Federn getragenes

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Ventil teil 124 angeordnet, das die Federn in von den Enden der Führungen 112 und 114 getrennter Lage halten. Das Ventil teil 124 weist eine leonische Spitze 126 auf, die eine gekrümmte Fläche 128 bildet, die mit dem Ende 130 der Leitung 120 so zusammen wirkt, daß eine ringförmige Öffnung abgegrenzt wird, und besitzt eine sich in radialer Richtung erstreckende Flanschfläche 132. Die Abmessungen der Spitze 126 sind so, daß sich der Querschnitt der ringförmigen Öffnung mit der Quadratwurzel der axialen Verschiebung des Ventil teils 124. verändert.

Der zuströmende Gasstrom trifft auf die Flanschfläche 132 des Ventil teils 124 auf und versucht das Ventil von der Fläche 130 fortzuschieben. Da die Kraftkennlinien der beiden Federn 116 und 118 linear sind, ist die Verstellung des Ventilteils der auftreffenden Kraft (PV ) proportional und verändert sich der Querschnitt der ringförmigen Öffnung zwischen den Flächen 128 und 130 direkt proportional der Strömungsgeschwindigkeit in der Hauptleitung 104. Mit Zunahme dieser Strömung nimmt die in die Reinigungsleitung 108 zurückgeleitete Gasmenge ebenfalls zu. Sofern es erforderlich sein sollte, dieses Verhältnis umzukehren, damit die Veränderung des Öffnungsquerschnitts der Strömung in der Hauptleitung umgekehrt proportional wird, wenn beispielsweise die einströmende Luft mit Wasserdampf gesättigt ist, so wird die

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Steuerungseinheit umgekehrt, so daß die Leitung 106 an die Einlaßleitung und die Leitung 104 an die Auslaßleitung angeschlossen ist. Dann wirkt die Einströmungskraft auf die Flanschflache 138 ein, so daß mit Zunahme der Kraft der Querschnitt der ringförmigen Öffnung abnimmt.

Fig. 7 zeigt eine weitere Variante, bei welcher an Stelle der Öffnungen 72 (nach Fig. 1 und 2) regelbare Nadelventile 140, 142 verwendet werden. Diese Nadelventile können von Hand oder automatisch geregelt werden zwecks Veränderung der Menge des zurückgeleiteten Rückflußgases für die Desorptionswirkung.

Zur Erfindung gehört alles dasjenige, was in der Beschreibung enthalten und bzw. oder in der Zeichnung dargestellt ist, einschließlich dessen, was abweichend von den konkreten Ausführungsbeispielen für den Fachmann naheliegt.

Patentansprüche;

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Claims

PA TENTAN UVAL TE PATENTANWALT DIPL.-ING. RICHARD MÜLLER-BÖRNEf I "f PATENTANWALT DIPL.-ING. HANS-HEINRICH WEY BERLIN-DAHLEM · PODBIELSKIALLEE 68 M · MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49 TELEFON: 76 29 07 · TELEGRAMME: PROPINDUS P * TELEFON : 22 55 85 · TELEGRAMME: PROPINDUS 17 213 : "" '~~~ΊΙ&ΎΤΤή'ΐ~Ύΰϊ^Τ'"~ Dezember 1965 Dr. Expi. DIELECTRIC PRODUCTS ENGINEERING COMPANY, INC. Raymond, USA Patentansprüche;

1. Apparat zur Absorptions-Fraktionierung von Gasgemischen mit. einem Einlass, einem Auslass und zwei Absorptionskammer^ die Material zum Absorbieren eines Bestandteils des Gasgemischs enthalten und je ein Einlassende und ein Auslassende besitzen, wobei zwischen den Auslassenden der beiden Kammern Mittel angeschlossen sind, die einen Teil des in einer Richtung durch eine Kammer geleiteten Gasgemischs auf die andere Kammer überleiten, so dass er in entgegengesetzter Richtung durch die andere Kammer strömt, damit ein durch das Material in der anderen Kammer absorbierter Bestandteil des Gasgemischs desorbiert wird, während an das Einlassende jeder Kammer eine Leitung angeschlossen ist, die mit einer Auslassöffnung des Apparats verbunden ist, und in jeder Leitung Steuerventile und für die Steuerventile Betätigungsmittel zum abwechselnden Öffnen der Steuerventile vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlass (46) des Apparats und den Einlassenden (20,2O¹) der beiden Kammern (10,12) ein erstes Strömungsrichtventil (50) angeschlos-

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sen ist, um nach Bedarf den Gasüberleitungsweg zwischen dem Einlass (46) des Apparats und den Einlassenden (20,20·) in Auswirkung des Zustandes des Steuerventils (34 bzw. 34¹) zu schliessen, und zwischen den Auslassenden (26,26·) der beiden Kammern (10,12) und dem Auslass (48) des Apparats ein zweites Strömungsrichtventil (52) vorgesehen ist, um nach Bedarf den Gasüberleitungsweg zwischen den Auslassenden (26,26·) und dem Auslass (48) des Apparats in Auswirkung des Zustandes des Steuerventils (34 bzw. 34') zu schliessen.

2. Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Vorsehen einer Steuervorrichtung ein Apparateinlass und ein Apparatauslass gebildet werden, wobei die Steuervorrichtung zwischen den Einlassen und den Auslassen der beiden Kammern angeschlossen ist, um den Kammern ein Gasgemisch zuzuführen.

3. Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Strömungsrichtventil (50,52) zwei einander gegenüberliegend angeordnete ringförmige Ventilsitzflächen (68) und ein elastisches Teil (70) enthält, das so eingerichtet ist, dass es sich gegen eine der beiden Ventilsitzflächen (68) zum Verhindern eines Gasstroms an dieser Ventilsitzfläche vorbei andrücken und zwischen den beiden Ventilsitzflächen bewegen lässt.

4. Apparat nach· einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Überleiten eines TeiLs des behandelten

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Gasgemisches aus einer in dem zweiten Strömungsrichtventil (52) vorgesehenen Öffnung (72) bestehen.

5. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Mittel, die zwecks Veränderung der Gasmenge des Gasstromteils in den Mitteln zum Überleiten des Gasstromteils angeordnet sind.

6. Apparat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Verändern der GasStromteilmenge aus einem Gehäuse (IOO) mit einem Einlass (104), einem Hauptauslass (106) und einem Nebenauslass (108) bestehen, wobei eine Steuervorrichtung (109) zum Verändern des effektiven Querschnitts des Nebenauslasses (108) als Punktion des Gasdurchsatzes durch den Einlass (104) vorgesehen ist.

7. Apparat nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Teil (70) kugelförmig ausgebildet ist.

8. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnt, dass die Steuerventile (34,34'.) ein im wesentlichen ebenes federndes Ventilteil, eine ringförmige Öffnung bildende Mittel (36) und auf die Betätigungsmittel ansprechende Mittel (38,40) ent-· Hluen, die das Ventilteil (34 bzw. 34') zum Schliessen der Öffnung gegen die die Öffnung bildende Mittel (36) anpressen.

9. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel (44) für die Steuerventile (34,34')

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ein gemeinsames Steuerelement (76) und Mittel besitzen, die das Steuerelement (76) zwischen einer ersten Stellung, in welcher ein Steuerventil (z.B. 34) geöffnet und das andere Steuerventil (34¹) geschlossen ist, und einer zweiten Stellung zyklisch bewegen, in welcher das eine Steuerventil (34) geschlossen und das andere Steuerventil (34¹) geöffnet ist.

10. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein zwischen den Kammerauslassen (26,26·) angeschlossenes Ausgleichventil (90), das sich nur dann öffnen.lässt, wenn beide Steuerventile (34,34*) geschlossen sind.

11. Apparat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Überleitungsmittel für den Gasstromteil eine Öffnung (130) bildende Mittel, ein zum Zusammenwirken mit der Öffnung angeordnetes Steuerteil (124) und Mittel (116,118) enthalten, die das Steuerteil (124) so halten, dass es sich in Auswirkung der Veränderungen der Strömungsmenge des Gasgemischs so verstellt, dass das Steuerteil (124) und die Öffnung (130) einen Durchlass mit sich der Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemischs proportional verändernder Querschnittsfläche abgrenzen.

12. Apparat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die tiberleitungsmittel für den Gasstromteil ferner zwei einander gegenüberliegend angeordnete Federn (116,118) mit linearen

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Kennlinien enthalten, die das S teuer teil (124) so halten, dass es sich in Auswirkung der Veränderungen der Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemischs geradlinig auf die Öffnung (130) zu und von ihr fort bewegen kann, so dass sich die durch das Steuerteil (124) und die Öffnung (130) abgegrenzte Querschnittfläche des Strömungsdurchlasses der Geschwindigkeit des Gasgemisches aus dem Kammerauslass (104) direkt proportional verändert.

13. Apparat zur Absorptions-Fraktionierung eines Gasgemischs mit zwei Absorptionskammern die je Material zum Absorbieren eines Bestandteils des Gasgemischs enthalten können, einem Einlass zum Zuführen des Gasgemischs in die Kammern , Ventilmitteln in dem Einlass zur Steuerung des Gasgemischsstroms in die Absorptionskammern hinein, Mitteln zum Betätigen der Ventilmittel, damit das Gasgemisch abwechselnd durch die Kammern geleitet wird, an den Auslass jeder Absorptionskammer angeschlossenen Rückleitungsmitteln, um einen kleinen Teil des durch die eine Absorptionskammer geleiteten Gasstroms auf die andere Absorptionskammer überzuleiten, so dass er sie in umgekehrter Richtung durchströmt zu Desorbieren eines durch das in der anderen Kammer enthaltene Material absorbierten Bestandteils des Gasgemischs, wobei die Rückleitungsmittel eine Öffnung (13O) aufweisen, durch die der kleine Teil des Gasstroms hindurch geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die effektive Querschnittsfläche der öffnung in Auswirkung der durch den Fluss des Gasiroms in die Rückleitungsmittel hinein vermittelte Kraft zu verändern.

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14. Apparat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückleitungsmittel ein zum Zusammenwirken mit der Öffnung
(130) eingerichtetes Steuerteil (124) enthalten, wobei die die Querschnittfflache der Öffnung verändernden Mittel
Mittel enthalten, die das Steuerteil (124) so halten, dass es sich in Auswirkung der Veränderungen der Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemischs verstellen kann, so dass das Steuerteil (124) und die Öffnung (130) einen Durchlass mit sich der Geschwindigkeit des Gasgemischs proportional verändernder Querschnittsfläche bilden.

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