DE2628545A1

DE2628545A1 - Vorrichtung zur separierung eines sublimationsproduktes aus einem gas

Info

Publication number: DE2628545A1
Application number: DE19762628545
Authority: DE
Inventors: Hubertus Johannes Gerardu Heel
Original assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Current assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Priority date: 1975-06-26
Filing date: 1976-06-25
Publication date: 1977-01-20
Also published as: FR2315299B1; JPS543080B2; JPS5238477A; FR2315299A1; CA1063779A; IT1062036B; AU1473076A; AU500920B2; NL7507594A; GB1534930A; US4055397A

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

PA Dr. Zumstein et al, 8 München 2, Br&uhausstraBe 4

8 MÜNCHEN 2,

BRÄUHAUSSTRASSE 4 TELEFON: SAMMEL-NR. 22 5341 TELEGRAMME: ZUMPAT TELEX 529979

6/Li

RCN-182 Dui

ULTRA-CENTRIFUGE NEDERLAND N.V., Den Haag/Niederlande

Vorrichtung zur Separierung eines Sublimationsproduktes aus einem Gas .

SSv vS^SS: «S* ■■■■» SS» SS ^ηΪϊ^β «Ϊ* SS» SS SkS ve· **** ^eS SS* ^j^2 SS SS ^^w SS ^2ϊ ^2» £■■■ «ΐΐ WH* ΐί^Η ^^Η ^LbS β«** ^^κ νΐν 5*3· !35 ■!■■■ SS ^^ΐ Sm* is* ΐΐ^ϊ^ΐΐ SS 5Γ·2ϊ!ρ S^» «ΐΐ SiSSi>«>

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Separierung eines Sublimationsproduktes aus einem Gas, das das Produkt in Dampfform enthält, mit einem länglichen Gehäuse, an dessen Wand außenseitig eine Wärmeaustauscheinrichtung angeordnet ist, die die Wand während der Sublimierung auf eine Temperatur unterhalb der Sublimierungstemperatur abkühlt, wobei das Gehäuse von dem Gasstrom in Längsrichtung durchströmt wird.

Die Erfindung zielt darauf ab, die eingangs genannte Vorrichtung derart auszubilden, daß das gebildete Präzipitat gleich-

609883/0867

mäßiger als bei bisher bekannten Vorrichtungen verteilt wird. Erfindungsgemäß zeichnet sich eine Vorrichtung dadurch aus, daß wenigstens ein ständig erwärmtes, längliches, stabförmiges Element exzentrisch in dem Gehäuse derart angeordnet ist, daß das Element in derselben Richtung wie das Gehäuse verläuft. Das Heizelement erstreckt sich vorzugsweise von einer Endwand des Gehäuses über den Großteil der Länge des Gehäuses, beispielsweise über drei Viertel der Länge. Die Wärmeaustauscheinrichtungen, die an der Wand des Gehäuses vorgesehen sind, sind meist als gewundene Rohre ausgebildet, die um die Außenseite des Gehäuses angeordnet sind und gegen diese anliegen. Dies kann beispielsv/eise dadurch bewirkt werden, daß eine schraubenlinienförmig gewundene Leitung um das Gehäuse angebracht wird, die in gutem wärmeleitendem Kontakt mit dem Gehäuse steht. Das Durchleiten eines Kühlmittels durch das gewundene Rohr bewirkt, daß die Innenwand des Gehäuses adäquat abgekühlt wird, so daß sich das Sublimationsprodukt an der Wand ablagern kann.

Das Heizelement, das in Längsrichtung durch das Gehäuse über den Großteil der Länge verläuft, bewirkt, daß die Temperatur lokal derart ansteigt, daß keine Sublimierung um das Heizelement auftritt. Dadurch ergibt sich, daß immer ein offener Durchlaß freibleibt, durch den die Gase kontinuierlich die Vorrichtung durchströmen können, so daß kein Verstopfen auftritt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse mit der Längsachse in horizontaler Richtung oder in . ungefähr horizontaler Lage angeordnet, und das exzentrisch angeordnete Heizelement liegt im oberen Teil des Gehäuses. Durch diese Maßnahmen wird die Gefahr von Klumpenbildungen des Sublimationsproduktes überwunden, die sich plötzlich beispielsweise bei einer darauffolgenden Erwärmung der Vorrichtung lösen und herabfallen, so daß entweder die innen liegenden Bauteile der Vorrichtung zerstört werden, oder daß ein beträchtlicher

g09883/0SS7

und abrupter Belastungsunterschied vorhanden ist, der als Ursache für Beschädigungen gilt.

Erfindungsgemäß wird ein Kühlmittel, wie beispielsweise Freon, eingeleitet, welches das Kühlrohr durchströmt, das die Außenwand des Gehäuses abkühlt. Wenn die Gase, die das zu subli~ mierende Produkt in Dampfform enthalten, in die Vorrichtung eingeströmt sind und in dieser eine Zeitlang verbleiben, lagert sich eine Menge an Sublimationsprodukt allmählich an der Innenwand der Vorrichtung ab. Sobald die Menge einen Maximalwert erreicht hat, wird die Gasversorgung unterbrochen, und ein Heizmedium wird durch das außen liegende, gewundene Rohr geleitet, so daß das Sublimationsprodukt schmelzen oder verdampfen kann, wodurch es vollständig abgeführt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird das Heizelement von einem Paar koaxial angeordneten Rohren gebildet, die sich über den Großteil der Länge des Gehäuses erstrecken. Das Außenrohr ist an einem Ende geschlossen und im Gehäuse untergebracht, so daß ein Heizmedium durch den Ringraum zwischen dem Außen- und Innenrohr eingeleitet werden kann, das dann über das Innenrohr austritt. Hierdurch wird der Wärmegradient vorteilhaft beeinflußt, und gleichzeitig wird der Vorteil erzielt, daß nur ein Durchlaß oder Durchgang an der Wand des Gehäuses vorgesehen sein muß.

Das Heizelement ist vorzugsweise aus einem Material mit guter wärmeleitender Eigenschaft hergestelt, das mit Wärme über die Außenseite des Gehäuses, vorzugsweise mit Hilfe von Strom, versorgt wird.

Vorzugsweise ist das Ende des Heizelementes, das frei in das Gehäuse hineinragt, auf Schikanen oder Umlenkblechen abgestützt, die am Ende der Vorrichtung angeordnet sind. Die Schikanen oder Umlenkbleche bewirken, daß die Gase vor dem Verlas'S 09883 /086?

sen' der·. Vorrichtung, aine längere Bahn durchlaufen müssen, so daß alle Sublimationsprodukte, die möglicherweise in den Gasen enthalten sind, abgeschieden werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung an bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Vertikalschnittansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in teilweise geschnittener Darstellung;

Fig. 2 ist eine Rückansicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1;

Fig. 3 und 4 sind Ausführungsbeispiele von Umlenkblechen oder Schikanen in der Vorrichtung;

Fig. 5 zeigt einen Stützteil der Anordnung der Ablenkbleche; und

Fig. 6 zeigt Einzelheiten des Durchgangs und des inneren Aufbaus des Heizelementes.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 1 die zylindrische Wand der Vorrichtung bezeichnet, die an den Enden mit zwei Deckeln 2 und 3 verschlossen ist und auf Füßen 4 und 5 abgestützt ist. Das gasförmige Medium kann über die Einlaßleitung 6 eingespeist werden, während die verbleibenden Gase über die Leitung 7 abgezogen werden. Ein gewundenes Rohr 8 ist so um das Gehäuse angeordnet, daß einer der Verbindungsflansche bei 9 und der andere bei 10 zu liegen kommt. Das Sublimat, das in der folgenden Abscheidung erschmolzen worden ist, kann über die Leitung 11 abgezogen werden. Ein Heizelement 12 durchzieht den Deckel 2 derart, daß das Ende 13 in einer Buchse 14 liegt, die an einer Stutzplatte 15 angeordnet ist. Die Stützplatte 15 ist mit drei Verankerungen 16,17 und 18 an dem Deckel 3 angebracht. Die Verankerungen tragen in gleichmäßigen Abständen eine Anzahl von Schikanen oder Umlenkblechen 19,20,21,22 und 23, wobei bei einer Anordnung einer ungeraden Anzahl von Umlenkblechen die in Fig. 4 gezeigte Ausbildungsform gewählt ist, während die Anordnung

609883/086?

von Umlenkblechen mit einer geraden Anzahl die in Fig. 3 gezeigte Ausbildungsform aufweist.

In Fig. 6 schließlich sind nähere Einzelheiten über die Art und Weise gezeigt, wie das Heizelement 12 den Deckel 2 am Ende durchzieht. Der Deckel ist fest über Schweißnähte 24 mit dem zylindrisch ausgebildeten Außenteil des Gehäuses 1. verbunden, während eine hohlförmig ausgebildete Buchse 25 auf ähnliche Art und Weise an dem Deckel 2 und dem Heizelement 12 befestigt ist. Ein Innenrohr 27, das über die Verbindung 28 das über die Verbindung 29 eingeleitete Heizmedium ableitet, ist in dem Außenrohr 12 angeordnet, das am Ende mit einer Kappe 26 verschlossen ist, die aufgeschweißt ist. Das Innenrohr 27 ist in seiner Lage mit Hilfe eines Paars von Flanschen 30 und 31 gehalten, die über eine Schraubenverbindung angebracht sind,und zwischen den Flanschen ist ein Dichtungsring 32 angeordnet.

609883/0867

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Separierung eines Sublimationsproduktes aus einem Gas, in dem das Produkt in Dampfform enthalten ist, mit einem länglichen Gehäuse, dessen Wand--.außenseitig Wärmeaustauscheinrichtungen aufweist, die die Wand während der Sublimierung auf eine Temperatur unterhalb der Sublimationstemperatur abkühlt, wobei das Gehäuse von einem Gas in Längsrichtung durchströmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein ständig erwärmtes, längliches, stabförmig ausgebildetes Element (12) exzentrisch in dem Gehäuse (1) angeordnet ist, das in der gleichen Richtung wie das Gehäuse verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit der Längsachse in horizontaler Richtung oder in einer ungefähr horizontalen Lage angeordnet ist, und daß das exzentrisch angeordnete Heizelement (12) im Oberteil des Gehäuses angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (12) von einem Paar von koaxial angeordneten Rohren (12,27) gebildet wird, die sich über einen Teil der Länge des Gehäuses erstrecken, daß das Außenrohr (12) am Ende verschlossen und innerhalb des Gehäuses derart angeordnet ist, daß ein Heizmedium durch den Ringraum zwischen dem Außen- und Innenrohr (12,27) eingeleitet und über das Innenrohr (27) ausgeleitet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (12) aus einem Ma-

609883/0867

terial mit guten wärmeleitenden Eigenschaften gefertigt ist, daß das Heizelement (12) in das Gehäuse über einen Wandabschnitt über einen Teil der Länge des Gehäuses hineinragt, und daß das Heizelement (12) von außerhalb des Gehäuses (1) mit Wärme versorgt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Heizeinrichtung vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Heizelementes (12), das im Gehäuse angeordnet ist, an einer Anordnung von Umlenkblechen bzw. Schikanen (19,20,21,22,23) abgestützt ist.

609883/0867

Leerseite