DE851356C

DE851356C - Doppelwandige Vakuum- oder Druckapparatur

Info

Publication number: DE851356C
Application number: DEH6278A
Authority: DE
Inventors: Robert Dr Huegel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-10-07
Filing date: 1950-10-07
Publication date: 1952-10-02

Description

Doppelwandige Vakuum- oder Druckapparatur Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, erstens in Gefäßen aus nicht druckfestem Material unter beliebig hohem Druck oder im Vakuum chemische Reaktionen durchzuführen, zweitens Eigenschaftsänderungen von Stoffen oder Stoffgemischen unter Druck ohne Rücksicht darauf, ob eine chemische Umsetzung eintritt oder nicht, der optischen Erfassung zugänglich zu machen.
Doppelwandige Druckapparaturen mit einem aus Glas oder aus einem keramischen Material bestehenden Kerngefäß, das keinen Druck aushalten soll, jedoch korrosionsbeständig ist, und einem druckfesten aber aus nicht korrosionsbeständigem Material bestehenden Außenmantel sind bereits be kannt. Diese Apparaturen (Autoklaven) enthalten also einen von dem Kerngefäß aus keramischem Material umschlossenen Innenraum und einen zwischen dem Kerngefäß und dem äußeren, drucktragenden Stahlmantel gelegenen Zwischenraum oder Mantelraum. Der Druckausgleich in diesen Apparaturen wird dadurch herbeigeführt, daß eine im Zwischenraum befindliche inerte Flüssigkeit in den Innenraum übertreten kann. Es herrscht also dann auf der Innenseite und auf der Außenseitc des keramischen Kerngefäßes der gleiche Druck, wodurch eine Druckbelastung dieses Kerngefäßes vermieden wird. Der Vorteil der Befreiung des Kerngefäßes von Spannungen wird also dadurch erreicht, daß ein Teil der inerten Flüssigkeit des Zwischenraums in den Innenraum eintritt. Es ist aber nun bei vielen chemischen Reaktionen erwünscht, daß der Zutritt weiterer Substanzen vermieden wird, selbst dann, wenn es sich um inerte vFlüssigkeiten handeln sollte. Denn abgesehen da- von, daß durch das Hinzutreten von inerten Flüssigkeiten immer eine Verminderung der Konzentration der reagierenden Substanzen erfolgt, ist es gerade auch bei höheren Drucken oder gar bei katalytischen Reaktionen oft nicht vorauszusagen, ob eine sogenannte inerte Flüssigkeit nicht doch einen Einfluß auf den Ablauf der Reaktion ausübt. Es war daher erwünscht, das Hinzutreten der inerten Flüssigkeit in den Innenraum gänzlich zu vermeiden und somit den Druckausgleich zwischen Innenraum und Zwischenraum (Mantelraum) in der Weise herbeizuführen, daß ukein Übertreten der Substanzen aus dem Zwischenraum in den Innenraum oder umgekehrt möglich ist.
Diese Aufgabe ist durch die vorliegende Erfindung gelöst. Es wurde gefunden, daß es möglich ist, den im Innenraum herrschenden Druck durch einen in der Innenwand eingeschliffenen Kolben, z.B. ein Jenaer KPG-Rohr mit Kern, auf den Zwischenraum so zu übertragen, daß keine Mischung der im Innenraum befindlichen Stoffe mit den im Zwischenraum befindlichen Stoffen, vorzugsweise Stickstoff, eintritt. Gleichzeitig wird Druckgleichheit im Innenraum und Zwischenraum dadurch erreicht, daß man den Kolben zum Öffnen bzw. Schließen je eines Kontaktes benutzt, der seinerseits ein entsprechendes, in der drucktragenden Außenwand befindliches Ventil öffnet oder schließt. Beide Ventile sind nur während des Stromschlusses geöffnet, sonst geschlossen. Die beiden Ventilkontakte können gleichzeitig als Federn, die den Ventilstoß auffangen, ausgebildet sein. Es ist nun das eine Ventil bei.m Arbeiten mit Drücken über einer Atmosphäre an ein Hochdruckgefäß oder eine Hochdruckleitung angeschlossen, und das andere Ventil an die Außenluft. Bei Vakuum im Innenraum ist das eine Ventil an die Außenluft und das zweite Ventil an eine Hochvakuumleitung angeschlossen.
Abb. I zeigt die gesamte Anordnung, während in Abb. 2 der Kolben und die von ihm gesteuerten Kontakte gesondert dargestellt sind. Der Innen raum i ist der Reaktionsraum. Der Druck üi diesem Raum wird -durch die üblichen Zu- und Ableitungsrohre gesteuert, die ebenso wie etwa notwendige Rührer durch beide Wände führen.
Druckänderungen im Innenraum i übertragen sich nun kontinuierlich auf den Zwischenraum z. Es werde beispielsweise durch direkte Zuleitung eines Gases in den Innenraum i der Druck in i gesteigert.
Dadurch schiebt sich der Kolben k nach außen. Es schließt sich der Kontakt vk I, wodurch sich das in an sich bekannter Weise elektromagnetisch betätigte Ventil v 1 öffnet. Es strömt nun aus der Hochdruckleitung so lange Gas in den Zwischenraum z ein, bis der Kolben k wieder nach innen gedrückt wird. Es öffnet sich dann der Kontakt vk I, wodurch sich v I wieder schließt. In i und in z herrscht nunmehr Druckgleichheit. Nimmt der Druck im Innenraum, z. B. bei dem Entleeren dieses Raums, ab, so wird der Kolben k nach innen gedrückt. Es schließt sich Kontakt vk 2, der das Ventil V 2 öffnet. Es strömt nun so lange Gas aus dem Zwischenraum aus, bis der Druck in i und in z gleich ist. Es schiebt sich infolgedessen der Kolben k wieder nach außen, so daß der Kontakt vk 2 wieder geöffnet, wird, und es herrscht sodann zwi1-schen i und z wieder Druckgleichheit. In Normalstellung des Kolbens ist kein Kontakt geschlossen. v 3 und v 4 sind Zuströmventile, v 5 stellt das Ahlaßventil dar.
Das vollständige Getrenntbleiben der Substanzen im Innenraum i von den inerten Stoffen im Zwischenraum z bei ständig wiederhergestellter Druckgleichheit in beiden Räumen erlaubt neben der Durchführung von normalen chemischen Reaktionen auch das Arbeiten mit stark korrodierenden Gasen und Flüssigkeiten im Innenraum i unter beliebigen Über- oder Unterdrucken in einem nicht druckfesten aber korrosionsbeständigen Wandmaterial der Innenwand.
Da das Einsetzen von Glasfenstern in Druckapparaturen bekannt ist, hat man durch vorliegende Erfindung die Möglichkeit, chemische Reaktionen und physikalische Veränderungen bei Druckreaktionen zu erfassen, wenn man in die drucktragende Außenwand Glasfenster einbaut und gleichzeitig für das Kerngefäß Glas oder ein anderes durchsichtiges Material anwelndet.
PATENTANSPRCCHE.
1. Doppelwandige Vakuum- oder Druckapparatur, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Innenwand eingeschliffener Kolben (k) in Verbindung mit zwei Ventilöffnungs- bzw.
Ventilschließkontakten (vk I und vk 2) zwei in der Außenwand angeordnete Ventile (v 1 und V 2) in der Weise betätigt, daß iim Zwischenraum der Apparatur stets der gleiche Druck hergestellt wird, wie im Innenraum bei dauernd vollständigem Getrenntbleiben der in beiden Räumen enthaltenen Stoffe.

Claims

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (vk I und vk 2) als Stoßdämpfungsfedern ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand aus Glas oder anderem durchsichtigem Wandmatenial besteht und daß in der Außenwand Fenster, ebenfalls aus Glas oder anderem durchsichtigem Material, eingelassen sind.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 472 ogg, 337 400, 324662.