DE62538C - Process and apparatus for the extraction of oxygen from atmospheric air - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Vorliegende Erfindung betrifft die Gewinnung des Sauerstoffs der atmosphärischen Luft in einer für die Industrie und den Handel verwendbaren Weise.The present invention relates to the recovery of oxygen in atmospheric air a manner useful for industry and commerce.

Bisher geschah eine solche Sauerstoffgewinnung mit Hülfe von wasserfreiem Baryumoxyd, welches im Stande ist, unter gewissen Bedingungen Sauerstoff aufzunehmen und nachher wieder abzugeben.So far such oxygen production has been done with the help of anhydrous barium oxide, which is able to take up oxygen under certain conditions and then again submit.

Auch ist die Benutzung von Alkalimanganat vorgeschlagen worden (Tes sie du Motay), welches unter dem Einflufs von überhitztem Wasserdampf Sauerstoff abgiebt und darauf beim Erhitzen an der Luft wieder Sauerstoff aufnimmt. Dieses Verfahren hat nun in der Praxis mit grofsen Schwierigkeiten zu kämpfen. Der Dampf zersetzt sich an den glühend heifsen Metallwänden der Retorte, in welcher die Manganatmasse enthalten ist; die Metallwände oxydiren, der Apparat geht frühzeitig seinem Verfall entgegen; es entwickelt sich dabei Wasserstoff, welcher nicht nur die Beschaffenheit des erzeugten Sauerstoffes verschlechtert , sondern denselben sogar explosiv macht.The use of alkali manganate has also been suggested (Tes sie du Motay), which under the influence of superheated water vapor gives off oxygen and on it absorbs oxygen again when heated in air. This procedure has now been implemented in the Practice of struggling with great difficulty. The steam decomposes on the glowing hot metal walls of the retort, in which the manganate mass is contained; the metal walls oxidize, the apparatus goes prematurely towards its decline; it develops hydrogen, which not only has the nature of the generated oxygen deteriorates, but even makes it explosive.

Eingehende Versuche haben ergeben, dafs man der Manganatmasse ;Sauerstoff, namentlich nachdem derselbe unter Druck absorbirt war, wieder entziehen kann, wenn man dieselbe unter Vacuum erhitzt. Auf dieser Beobachtung gründet sich nun die vorliegende Erfindung, für welche dementsprechend zur Sauerstoffentziehung kein Wasserdampf anzuwenden ist.Thorough experiments have shown that the mass of manganate, oxygen, especially after it has been absorbed under pressure, it can be withdrawn again if it is used heated under vacuum. The present invention is based on this observation, for which, accordingly, no water vapor is to be used to remove oxygen.

Nach vorliegender Erfindung soll nun ein Permanganat oder Manganat, so etwa Kaliumoder Natriumpermanganat oder -manganat, verwendet werden, welche Verbindungen Sauerstoff abgeben und dabei in niedrigere Manganoxyde und wahrscheinlich in freies Alkali übergeführt werden. Die etwas verwickelt zusammengesetzte Masse verwandelt sich wahrscheinlich nicht mehr zu Permanganat oder Manganat. Man kann auch das niedrigere Oxyd des Mangans gemischt mit freiem Alkali verwenden. Es hat sich als zweckmäfsig und für eine erhöhte Porosität (welche durch freiwerdenden Sauerstoff erzeugt wird) als geeignet gezeigt, ein Permanganat zta benutzen, welches beim Erhitzen vortheilhaft unter Druckverminderung bezw. im Vacuum Sauerstoff abgiebt und in Gegenwart von Sauerstoff unter Druck solchen wieder aufnimmt, wahrscheinlich unter Bildung eines Manganates oder eines anderen Mangansalzes, welches der Kürze wegen im Nachstehenden Permanganat genannt werden mag. .According to the present invention, a permanganate or manganate, such as potassium or Sodium permanganate or manganate, which compounds oxygen release and are converted into lower manganese oxides and probably into free alkali. The somewhat intricately compound Mass is unlikely to turn to permanganate or manganate anymore. One can also do the lower one Use manganese oxide mixed with free alkali. It has proven to be expedient and for an increased porosity (which is generated by released oxygen) as suitable shown to use a permanganate zta, which when heated advantageously under pressure reduction respectively gives off oxygen in a vacuum and absorbs it again in the presence of oxygen under pressure, probably under Formation of a manganate or another manganese salt, which for the sake of brevity is im The following may be called permanganate. .

Nachdem das Permanganat, wie oben gesagt, beim Erhitzen Sauerstoff abgegeben hat und sobald man in Gegenwart von Sauerstoff unter Druck höher, bis etwa zur dunklen Rothglut oder bis ungefähr 550°-C. erhitzt, absorbirt es den Sauerstoff wieder, welcher bei Verminderung des Druckes und gewünschtenfalls bei Erhöhung der Temperatur wieder abgegeben wird. Abweichungen oder Veränderungen in der Temperatur beeinflussen die Eigenschaft der Masse, Sauerstoff aufzunehmen bezw. abzugeben, nur unwesentlich.After the permanganate, as said above, gave off oxygen when heated and as soon as you get higher in the presence of oxygen under pressure, up to about dark red embers or up to about 550 ° C. when heated, it reabsorbs the oxygen which Reduction of the pressure and, if desired, released again when the temperature is increased will. Deviations or changes in temperature affect the Property of the mass to absorb oxygen respectively. give up, only insignificantly.

Ebenfalls zum Gegenstand vorliegender Erfindung gehört die Einrichtung und Anordnung von Retorten, Ventilen, Regulirvorrichtungen, mittelst welcher die Luft behandeltThe subject matter of the present invention also includes the device and arrangement of retorts, valves, regulating devices by means of which the air is treated

und der Sauerstoff dem.Permanganat entzogen werden soll.and the oxygen is to be withdrawn from the permanganate.

Eine derartige Einrichtung ist auf beiliegender Zeichnung veranschaulicht.Such a device is illustrated in the accompanying drawing.

Fig. ι zeigt einen Grundrifs der Gesammtanordnung der Vorrichtung, in welcher das Permanganat und die atmosphärische Luft erhitzt werden mit der Retorte für die zur Regelung der Zufuhr des gasförmigen Heizmaterials dienenden Luft·; Fig. 2 stellt eine Seitenansicht der Retorte mit theilweisem Schnitt, Fig. 3 einen Grundrifs einer einzelnen Retorte dar; Fig. 4 ist ein Querschnitt nach x-x der Fig. 2, Fig. 5 eine Seitenansicht, durch welche die gegenseitige Stellung mehrerer Apparatentheile zu einander veranschaulicht werden soll; Fig. 6 zeigt die Ventile TT¹, Fig. 7 das Ventil U im Längsschnitt, Fig. 8 das letztere im Grundrifs und Fig. 9 veranschaulicht im Längsschnitt die Regulirvorrichtung für den Zutritt des gasförmigen Heizstoffes zu dem Retortenofen.Fig. 1 shows a basic outline of the overall arrangement of the device in which the permanganate and the atmospheric air are heated with the retort for the air used to regulate the supply of the gaseous heating material; Fig. 2 is a side view of the retort, partially in section; Fig. 3 is a plan view of a single retort; 4 is a cross section according to xx of FIG. 2, FIG. 5 is a side view, by means of which the mutual position of several parts of the apparatus with respect to one another is to be illustrated; Fig. 6 shows the valves TT ¹ , Fig. 7 the valve U in longitudinal section, Fig. 8 the latter in outline and Fig. 9 illustrates in longitudinal section the regulating device for the admission of the gaseous heating material to the retort furnace.

Zur Ausführung der vorliegenden Erfindung wird gereinigte atmosphärische Luft in eine zu heizende Retorte oder Kammer geleitet, darauf zu anderen Retorten oder Kammern, welche mit poröser Permanganatmasse gefüllt sind, die Sauerstoff aufnimmt und nachher wieder abgiebt. Dieser Sauerstoff wird alsdann weggeleitet und in einem geeigneten Behälter gesammelt.To practice the present invention, purified atmospheric air is introduced into a Retort or chamber to be heated passed, then to other retorts or chambers, which are filled with porous permanganate mass that absorbs oxygen and afterwards returns again. This oxygen is then diverted away and placed in a suitable container collected.

Die atmosphärische Luft wird in gewöhnlicher Weise gereinigt und von Feuchtigkeit befreit, indem man dieselbe durch geeignete Kammern leitet, die gebrannten Kalk, Natronhydrat, Kalihydrat oder andere zur Absorption von Feuchtigkeit, Kohlensäure, Salpetersäure, schwefliger Säure, Schwefelsäure bezw. von anderen in der Luft vorhandenen Verunreinigungen geeignete Stoffe enthält.The atmospheric air is cleaned in the usual way and of moisture by passing it through suitable chambers containing quick lime, soda hydrate, Potash hydrate or other to absorb moisture, carbonic acid, nitric acid, sulphurous acid, sulfuric acid respectively. from other airborne contaminants contains suitable substances.

Die heizbare Retorte A und die zum Erhitzen des Permanganates bestimmten Retorten B und C, mit ihren Ansätzen e auf Lagerbalken E festgebolzt, sind in einer Heizkammer oder in einem Ofen D angeordnet. Der ganze Apparat kann zweckmäfsig von einem fahrbaren Gestell getragen werden.The heatable retort A and the retorts B and C intended for heating the permanganate, with their attachments e bolted to bearing bars E , are arranged in a heating chamber or in an oven D. The whole apparatus can conveniently be carried by a mobile frame.

Es ist vortheilhaft, die Retorten vertical zu stellen und mit gasförmigem Heizmaterial zu heizen.It is advantageous to place the retorts vertically and to cover them with gaseous heating material heat.

Jede Retorte besteht aus zwei an dem unteren Theil mit einander verbundenen Kamindem innerhalb der RetorteEach retort consists of two chimneys connected to one another at the lower part inside the retort

mern.mern.

Scheidewand F in der Längsrichtung von der Decke bis zu dem Boden derselben reichend angeordnet ist.Partition F is arranged in the longitudinal direction from the ceiling to the bottom of the same reaching.

Durch jede dieser Retortenkammern führt bezw. führen je ein oder mehrere Heizkanäle. Bei solcher Einrichtung finden die Heizgase eine grofse Heizfläche vor, so dafs eine möglichst gleichmäfsige Heizung des ganzen Re torten-Innern bezw. -Inhalts bewirkt werden kann.Through each of these retort chambers leads respectively. each lead one or more heating channels. With such a device, the heating gases have a large heating surface, so that the entire heating area is heated as evenly as possible cake inside resp. -Content can be effected.

Zu demselben Zweck sind die Wände sowohl der Heizkanäle f, als auch der Retortenkammern in spiraliger oder anderer Anordnung mit Vorsprüngen f^l zweckmäfsig von rautenförmigem Querschnitt ausgestattet, welche sowohl zur Versteifung der Retortenwände, als auch , zur Beschleunigung der Wärmeübertragung auf das Retorteninnere dienen.For the same purpose, the walls of both the heating channels f and the retort chambers are provided in a spiral or other arrangement with projections f ^l expediently of diamond-shaped cross-section, which serve both to stiffen the retort walls and to accelerate the heat transfer to the retort interior.

Diese Vorsprünge können sich so weit in den Kammern ausbreiten, dafs letztere wieder völlig oder theilweise in Unterabtheilungen getheilt sind. Die Wandungsoberfläche sowohl der Retorten, als auch der Heizkanäle kann je nach Wunsch glatt oder gerippt sein. Durch Bolzen festgehaltene Deckel F¹ verschliefsen die Retorten.These projections can spread so far in the chambers that the latter are again completely or partially divided into subdivisions. The wall surface of both the retorts and the heating channels can be smooth or ribbed, as desired. Lids F ¹ held in place by bolts close the retorts.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Retorten A, B und C in die Heizkammer bezw. in den Retortenofen D angeordnet; die Retorte A dient zum Heizen der mit der Permanganatmasse in Berührung zu bringenden atmosphärischen Luft, während in Retorte B durch die Permanganatmasse der Sauerstoff aus der Luft absorbirt und in Retorte C der absorbirte Sauerstoff von der Permanganatmasse wieder abgegeben wird. Die Zahl und Gröfse der Retorten A, B und C kann je nach Wunsch vergröfsert und verkleinert werden. Die Luft gelangt aus der Atmosphäre durch den brausenartigen Einlafs G, Rohr g nach der Luftpumpe H, von hier durch Rohr / nach dem Luftcompressor /, alsdann in stark geprefstem Zustand durch Rohre j und k¹ nach den Reinigungsbehältern J und K, welche mit der Retorte A durch Rohr α in Verbindung stehen.As can be seen from Fig. 1, the retorts A, B and C are BEZW in the heating chamber. placed in the retort furnace D ; Retort A serves to heat the atmospheric air to be brought into contact with the permanganate mass, while in retort B the oxygen is absorbed from the air by the permanganate mass, and in retort C the absorbed oxygen is given off again by the permanganate mass. The number and size of retorts A, B and C can be increased and decreased as required. The air passes from the atmosphere through the shower-like inlet G, pipe g to the air pump H, from here through the pipe / to the air compressor /, then in a strongly compressed state through pipes j and k ¹ to the cleaning containers J and K, which are connected to the Retort A are connected by tube α .

Letztere ist durch Rohr b mit Retorte B und durch Rohr c mit Retorte C verbunden; die Rohre b und c stehen mittelst eines Dreiweghahnes M durch Rohr a^l mit Retorte A derart in Verbindung, dafs immer nur ein Rohr (also b oder c) bezw. nur eine Retorte (also B oder C) mit Retorte A verbunden ist; natürlich kann man auch den Dreiweghahn M durch zwei Hähne ersetzen, die sich derartig gegenseitig beeinflussen, dafs beim Oeffnen des einen der andere geschlossen wird. Hahn bezw. Ventil M kann mit Hülfe des durch Dampf, Luft oder sonst in geeigneter Weise in dem Cylinder O bewegbaren Kolbens bethätigt werden und steht zu diesem Zweck mit dessen Kolbenstange 0 in Verbindung; allerdings kann die Bethätigung des Ventils oder Hahnes M auch auf andere mechanische Weise stattfinden.The latter is connected to retort B by tube b and to retort C by tube c ; pipes b and c are connected to retort A by means of a three-way stopcock M through pipe a ^{1 in} such a way that only one pipe (i.e. b or c) or only one retort (i.e. B or C) is connected to retort A ; Of course, the three-way cock M can also be replaced by two cocks which influence each other in such a way that when one is opened, the other is closed. Cock resp. Valve M can be actuated with the aid of the piston, which can be moved in the cylinder O by means of steam, air or some other suitable means, and for this purpose is connected to the piston rod 0 thereof; however, the actuation of the valve or cock M can also take place in other mechanical ways.

Der Dreiweghahn M wird mittelst der Kolbenstange 0 in Thätigkeit versetzt, um die Richtung des Luftstromes zu den Retorten B bezw. C zu wechseln. Letztere beiden sindThe three-way valve M is activated by means of the piston rod 0 in order to change the direction of the air flow to the retorts B respectively. C to switch. The latter two are

mit einander nicht direct verbunden, sondern jede hat ein Rohr P und ein Rohr Q; während die eine durch Rohr P Stickstoff entweichen läfst, tritt aus der anderen Sauerstoff durch Rohr Q aus. Der Sauerstoff wird durch die Vacuumpumpe R abgesaugt, die zuerst in der einen und dann in der anderen der Retorten B und C den Druck vermindert, je nachdem betreffende Retorte durch Ventil M gegen Retorte A abgeschlossen ist. In dem Rohr P sind zwei Rückschlagventile S S¹ angeordnet, von denen S bezw. S¹ dem aus der unter Druck befindlichen Luft in Retorte B bezw. C abgeschiedenen Stickstoff aus letzterer den Ausweg gestatten, dagegen das Retorteninnere abgeschlossen halten, sobald dasselbe behufs Sauerstoffabscheidung mit Hülfe der Pumpe R unter Vacuum steht. In dem Rohr Q sind auch zwei Ventile T T¹ angeordnet, welche selbstthätig entsprechend dem in den Retorten herrschenden Druck den Abzug des Sauerstoffes aus denselben gestatten.not directly connected to each other, but each has a pipe P and a pipe Q; while one allows nitrogen to escape through tube P , oxygen escapes from the other through tube Q. The oxygen is sucked off by the vacuum pump R , which reduces the pressure first in one and then in the other of the retorts B and C , depending on the retort in question being closed off from retort A by valve M. In the pipe P two check valves SS ¹ are arranged, of which S respectively. S ¹ BEZW from the pressurized air in retort B. C allow the nitrogen deposited from the latter to escape, but keep the interior of the retort closed as soon as it is under vacuum for the purpose of oxygen separation with the aid of the pump R. In the pipe Q there are also two valves TT ¹ which automatically allow the withdrawal of oxygen from the retorts in accordance with the pressure prevailing in the retorts.

Bei diesen Ventilen TT¹, Fig. 6, wird der Ventilkegel t durch den in der Retorte B herrschenden Druck unterstützt durch eine genügend starke Feder i¹ (oder auch durch ein genügend schweres Gewicht) und gegen einen Sitz geprefst, um dem in der anderen Retorte C verbleibenden Druck Widerstand leisten zu können, welcher Druck auf den Kolben t" in einem durch Rohr t'" entweder mit dem anderen Ventil T¹ oder dem Innern der Retorte C in Verbindung stehenden Cylinder oder Gehäuse wirkt. Sobald Sauerstoff aus der Retorte B abgeleitet wird, wird durch den in Retorte C herrschenden Ueberdruck vermittelst Rohres t'" der Kolben t" gegen die Feder V und damit zugleich der Ventilkegel t gehoben, so dafs Sauerstoff durch Q durchströmen kann. Wenn das Zuleitungsventil umgestellt und der Ueberdruck von Retorte C nach Retorte B verlegt ist, so verschliefst die Feder bezw. das Gewicht das Ventil T, und in gleicher Weise, wie oben beschrieben, öffnet sich nunmehr durch den in Retorte B herrschenden Ueberdruck Ventil T¹. Anstatt der vier Ventile S S' und T T¹ kann man zwei Dreiweghähne, ähnlich dem Dreiweghahn M, Fig. ι, anordnen. In diesem Fall können diese Hähne vermittelst der Stange o¹ bethätigt werden; alsdann ist auch nur ein Rohr P, Fig. ι, zwischen den Hähnen bezw. Ventilen und Retorten anstatt der Rohre P und Q erforderlich.In these valves TT ¹ , Fig. 6, the valve cone t is supported by the pressure prevailing in the retort B by a sufficiently strong spring i ¹ (or by a sufficiently heavy weight) and pressed against a seat around that in the other Retort C remaining pressure to be able to resist what pressure acts on the piston t " in a through tube t '" either with the other valve T ¹ or the interior of the retort C in connection cylinder or housing. As soon as oxygen is diverted from retort B , the overpressure prevailing in retort C lifts piston t " against spring V " by means of tube t ', and thus valve cone t at the same time, so that oxygen can flow through Q. When the supply valve is switched and the excess pressure is moved from retort C to retort B , the spring closes or. the weight of the valve T, and in the same way as described above, valve T ¹ now opens due to the overpressure prevailing in retort B. Instead of the four valves SS 'and TT ¹ , two three-way cocks, similar to the three-way cock M, Fig. Ι, can be arranged. In this case these taps can be operated by means of the rod o ¹ ; then there is only one pipe P, Fig. ι, BEZW between the taps. Valves and retorts required in place of P and Q pipes.

Die durch die Vacuumpumpe R gehenden Gase (Sauerstoff) entweichen vermittelst Rohres r durch das Regulirventil U, welches derart eingerichtet ist, dafs die Gase ins Freie entweichen können, wenn der Druck noch die Höhe hat, dafs der Sauerstoff noch mit Stickstoff gemengt ist, dafs dagegen, wenn der Druck derartig gering ist, dafs reiner oder nahezu reiner Sauerstoff entsteht, dieses Gas nach geeigneten Behältern geführt wird. Dieses Ventil U, Fig. 7 und 8, ist mit zwei in entgegengesetzter Richtung wirkenden Ventilkegeln TJ' U" auf einer Spindel u ausgestattet. Der Sauerstoff geht durch den von Ventilkegel U' und die gemischten Gase durch den von Ventilkegel U" bethätigten Durchgang. Auf der Spindel u ist auch ein Kolben u' angeordnet, welcher aus einer mittelst zweier Metallplatten und stellbarer Schraubenmutter zusammengehaltenen und einen Kautschukkern umschliefsenden Lederhülle besteht. Der Kolben u' spielt in einem Cylinder, welcher mittelst Rohres u'" mit dem Rohr Q in Verbindung steht. Der Ventilkegel U' wird ■ gegen seinen Sitz durch den auf den Kolben u' lastenden und durch die Feder u" unterstützten Druck geprefst; diese Feder u" hält gleichzeitig den Ventilkegel U" gelüftet. Sobald das Ventil M umgestellt wird, um die Zuleitung der Luft in die andere Retorte zu bewirken, so prefst das unter Druck befindliche Sauerstoffstickstoffgemenge, welches sich in der bis dahin der Sauerstoffabsorption dienenden Retorte befindet, gegen den Kolben u' und lüftet so den Ventilkegel U", so dafs die gemischten Gase durch Auslafsstutzen u"" entweichen können. Die durch Rohr u'" hindurchgehenden Gase werden zweckmäfsig dadurch gekühlt, dafs man sie durch ein von Wasser oder anderen Kühlmitteln umgebenes glattes oder geriffeltes Rohr leitet. Sobald der Druck vermindert und in der Retorte ein genügender Unterdruck bezw. genügendes Vacuum erzeugt ist, wird das letztere auf den Kolben u' wirken, Ventilkegel U" gegen seinen Sitz drücken und den Ventilkegel U' lüften ,so dafs das nunmehr sauerstoffreiche Gas bezw. der Sauerstoff durch Rohr r' nach dem Gasbehälter strömen kann. Der Kolben in dem Cylinder O wird durch eine geeignete Flüssigkeit oder ein Gas, zweckmäfsig durch geprefste Luft, bethätigt und das Ventil bezw. die Ventile in dem Ventilgehäuse Z durch die Ventilstange v, die mit zwei Anschlägen v' r" ausgestattet ist. Eine Kurbelstange V wird durch Vermittelung eines Kurbelzapfens hin- und herbewegt, welcher auf der mittelst Zahnrades oder in sonstiger Weise und durch die dem Betrieb der Luftpumpe dienende gekröpfte Welle H' angetriebenen Scheibe V angeordnet ist. Bei jeder Umdrehung der Scheibe V wird das Ventil mit Hülfe des Gahelkopfes v"[ der Kurbelstange V und durch Vermittelung der Anschläge v' v" hin- und herbewegt. Der Kolben in dem Cylinder 0 ist mit zwei Kolbenstangen ο O¹ in Verbindung. Kolbenstange 0 bethätigt das Ventil M und Kolbenstange 0' beeinflufst die Ventile, welche den Zutritt des gasförmigenThe gases (oxygen) passing through the vacuum pump R escape by means of a pipe r through the regulating valve U, which is arranged in such a way that the gases can escape into the open when the pressure is still high enough for the oxygen to be mixed with nitrogen on the other hand, if the pressure is so low that pure or almost pure oxygen is produced, this gas is led to suitable containers. This valve U, FIGS. 7 and 8, is equipped with two valve cones TJ 'U " acting in opposite directions on a spindle u . The oxygen passes through the passage operated by valve cone U' and the mixed gases through the passage operated by valve cone U". On the spindle u there is also a piston u ' , which consists of a leather sleeve held together by means of two metal plates and an adjustable screw nut and enclosing a rubber core. The piston u ' plays in a cylinder which is connected to the pipe Q by means of a pipe u'" . The valve cone U ' is pressed against its seat by the pressure on the piston u' and supported by the spring u"; this spring u " simultaneously keeps the valve cone U" open. As soon as the valve M is switched to cause the air to be fed into the other retort, the pressurized oxygen-nitrogen mixture, which is in the retort which has been used for oxygen absorption up to that point, prefst against the piston u ' and thus ventilates the valve cone U " , so that the mixed gases can escape through outlet connections u"" . The gases passing through tube u '" are appropriately cooled by passing them through a smooth or corrugated tube surrounded by water or other coolants. As soon as the pressure is reduced and a sufficient negative pressure BEZW in the retort. If sufficient vacuum is generated, the latter will act on the piston u ' , press valve cone U " against its seat and ventilate valve cone U' so that the now oxygen-rich gas or oxygen can flow through pipe r 'to the gas container The piston in the cylinder O is actuated by a suitable liquid or a gas, expediently by compressed air, and the valve or the valves in the valve housing Z are actuated by the valve rod v, which is equipped with two stops v 'r " . A connecting rod V is reciprocated through the agency of a crank pin and forth, which is arranged on the gear wheel means or in some other way and by serving the operation of the air pump cranked shaft H 'driven pulley V. With each revolution of the disk V the valve is moved back and forth with the aid of the Gahel head v "[of the connecting rod V and by means of the stops v 'v". The piston in cylinder 0 is connected to two piston rods ο O ¹ . Piston rod 0 actuates the valve M and piston rod 0 ' influences the valves which allow the entry of the gaseous

Brennmaterials .zu dem Retortenofen vermitteln. Durch diese Einrichtung wird die Zuleitung des Heizgases gegen die Retorte oder Retorten mit dem Sauerstoff abgebenden Permanganat gerichtet und so die Entwickelung von Sauerstoff unterstützt, indem die Temperatur erhöht oder auf ihrem hohen Stande erhalten wird, sobald dieselbe durch die Desoxydation bezw. Sauerstoffabgabe eine Erniedrigung erfahren würde. Die Sauerstoffabsorptionsretorten werden, wenn nothwendig, möglichst von der Erhitzung fern gehalten oder geben gar wohl Wärme an die unmittelbar darauf abziehenden Heizgase ab , da durch die Absorption bezw. Oxydation an sich eine Temperaturerhöhung stattfindet.Provide fuel to the retort furnace. Through this facility, the supply line of the heating gas against the retort or retorts with the oxygen-releasing permanganate directed and thus supports the development of oxygen by increasing the temperature or is maintained at its high level as soon as the same by deoxidation respectively. Oxygen delivery would experience a decrease. The oxygen absorption retorts are if necessary, kept as far away from the heating as possible, or even give heat to those immediately withdrawn Heating gases from, because BEZW by the absorption. Oxidation itself is an increase in temperature takes place.

Der heifse Stickstoff, welcher durch das Rohr P entweicht, wird zur Verwerthung seiner Wärme nach dem Heizgasvorwärmer P¹ geleitet.The hot nitrogen which escapes through the pipe P is directed to the heating gas preheater P ^{1 to utilize its heat.}

Die Heizgase werden nach dem Ofen durch Vermittelung eines Heizregulators W geleitet, durch welchen die Heizgaszufuhr durch die Wärme des Ofens geregelt und so die Ofenwarme auf möglichst gleicher Temperatur gehalten wird. Ein solcher Heizregulator (Fig. 9) besteht aus einer Ringkammer W', in welcher ein mit einer Anzahl fast der ganzen Länge nach angeordneten Oeffnungen ausgestattetes Rohr. w sich befindet. Dieses Rohr w ist unten offen und taucht in der Ringkammer W in Wasser oder in eine andere Flüssigkeit, wie Quecksilber oder OeI, je nach dem erforderlichen Druck. Diese Flüssigkeit befindet sich in einer Kammer»'', welche mit einer Retorte oder einem Heizgefäfs #>" vermittelst Rohres n>'" in Verbindung steht. Die Retorte w" (es können auch mehrere sein) ist mit Luft oder Gas gefüllt und befindet sich in dem Retortenofen neben den Retorten A, B und C. Das Heizgas wird entweder in die Ringkammer W oder (vorteilhafter), in das perforirte Rohr w geleitet und geht durch die darin angeordneten Oeffnungen.The heating gases are passed to the furnace through the intermediary of a heating regulator W , through which the supply of heating gas is regulated by the heat of the furnace and thus the furnace heat is kept at the same temperature as possible. Such a heating regulator (FIG. 9) consists of an annular chamber W ', in which a tube equipped with a number of openings arranged almost along its entire length. w is located. This tube w is open at the bottom and is immersed in the annular chamber W in water or in another liquid, such as mercury or oil, depending on the pressure required. This liquid is located in a chamber ''', which with a retort or a Heizgefäfs #>"tube by means n>'is" in combination. The retort w " (there can also be several) is filled with air or gas and is located in the retort furnace next to the retorts A, B and C. The heating gas is either fed into the annular chamber W or (more advantageously) into the perforated tube w guided and goes through the openings arranged in it.

Sobald die Luft in der Retorte w" sich durch die Hitze ausdehnt, wird die Flüssigkeit aus der Kammer w' in die Ringkammer W getrieben, so dafs beim Steigen der Temperatur in dem Retortenofen die Heizgaszufuhr durch das Steigen der Flüssigkeit, in der Ringkammer W allmälig eingeschränkt wird. Beim Sinken der. Temperatur in dem Retortenofen tritt der umgekehrte Fall ein. Der Hahn w"" an dem Rohr w'" dient zum Ablassen von sich ausdehnender Luft, bis die Normaltemperatur erreicht ist, oder auch zum entsprechenden Einführen von Luft oder Gas.As soon as the air in the retort w " expands due to the heat, the liquid is forced out of the chamber w ' into the annular chamber W , so that when the temperature in the retort furnace rises, the heating gas is gradually supplied to the annular chamber W as the liquid rises When the temperature in the retort furnace drops, the reverse occurs. The tap w "" on the pipe w '" is used to let off expanding air until the normal temperature is reached, or to introduce air or as appropriate Gas.

Zum Betrieb des Apparates werden die Retorten B und C mit einer porösen oder schwammartigen Permariganatmasse gefüllt, welche hergestellt werden kann durch Mischen eines Permanganates mit Kaolin und Wasser und durch Behandlung dieser Mischung in einem Ofen etwa in der Weise, wie im Patent No. 62271 beschrieben ist, oder auf irgend eine andere Art, aber so, dafs durch das Product Luft hindurchgeführt werden kann. Anstatt die Retorte gleich mit einem Permanganat zu beschicken, kann man hierzu auch eine poröse Mischung von Manganoxyd, Alkali und Thon benutzen, da ja unter dem .Einflufs der Hitze auch das Permanganat in einen niedrigen Oxydationszustand übergeführt wird.' Ferner kann man Bimsstein oder ähnliche Absorptionsmittel mit einer Lösung von Permanganat oder mit den niedrigeren Manganoxyden tränken und dieses Material zur Beschickung der Retorten verwenden; jedoch mufs bemerkt werden, dafs es vortheilhafter erscheint, die in der vom Erfinder beschriebenen Weise (Patent No. 62271) aus Permanganat und Kaolin hergestellte Masse zu benutzen. Die Retorten B und C werden auf eine mäfsige Temperatur (dunkle Rothglut) von etwa 5 50° C. erhitzt.To operate the apparatus, the retorts B and C are filled with a porous or sponge-like permanganate mass, which can be prepared by mixing a permanganate with kaolin and water and treating this mixture in an oven in the manner described in patent no. 62271, or in some other way, but in such a way that air can be passed through the product. Instead of filling the retort with a permanganate straight away, a porous mixture of manganese oxide, alkali and clay can be used for this, since under the "influence of the heat the permanganate is also converted into a low state of oxidation." Furthermore, you can soak pumice stone or similar absorbents with a solution of permanganate or with the lower manganese oxides and use this material to feed the retorts; However, it must be noted that it appears more advantageous to use the mass produced from permanganate and kaolin in the manner described by the inventor (Patent No. 62271). The retorts B and C are heated to a moderate temperature (dark red glow) of about 5 50 ° C.

Bei genügender Erhitzung giebt dieses Permanganat Sauerstoff ab und geht selbst in eine niedrigere Oxydationsstufe über, während die erhaltene Masse bei gleicher Temperatur in Gegenwart von Sauerstoffgas unter Druck wieder Sauerstoff aufnimmt.When heated sufficiently, this permanganate gives off oxygen and goes into itself a lower oxidation level, while the mass obtained at the same temperature in Absorbs oxygen again under pressure in the presence of oxygen gas.

Atmosphärische Luft wird vermittelst der Pumpe H durch den perforirten Lufteinlafs G angesaugt und nach dem Compressor / geführt, durch welchen dieselbe in die Reiniger J und K zur Befreiung von Feuchtigkeit, Kohlensäure und von anderen Verunreinigungen gedrückt wird. Von hier aus wird behufs Erhitzung die gereinigte Luft in die Retorte A getrieben und alsdann in erhitztem Zustande durch Rohr b in die Retorte B. Hier kommt die Luft in stark geprefstem Zustande in Berührung mit dem erhitzten Permanganat, Sauerstoff wird absorbirt und Stickstoff entweicht durch Rohr P entweder in die Atmosphäre oder in einen Behälter, nachdem er zweckmäfsig für die Vorwärmung des gasförmigen Heizmaterials oder durch Benutzung zur Erhitzung von Luft oder zur Unterstützung der Lufterwärmung in der Retorte A seiner Wärme möglichst beraubt ist.Atmospheric air is sucked in through the perforated air inlet G by means of the pump H and fed to the compressor /, through which it is pressed into the cleaners J and K to free it from moisture, carbonic acid, and other impurities. From here the purified air is driven into retort A for heating and then, in a heated state, through tube b into retort B. Here the air comes in a strongly compressed state in contact with the heated permanganate, oxygen is absorbed and nitrogen escapes through the tube P either into the atmosphere or into a container, after it has been deprived of its heat as much as possible for the preheating of the gaseous heating material or by using it for heating air or for assisting air heating in retort A.

Während die Luft in die Retorte B getrieben' wird, wird von dem in Retorte C befindlichen Permanganat mittelst der Vacuumpumpe R, unterstützt von W^Tärme, wie oben erwähnt, Sauerstoff abgezogen, welcher durch Rohr Q und Ventile E (oder deren oben erwähnten Ersatz) und U nach dem Gasbehälter wandert. Nachdem genügend Sauerstoff in der Retorte B absorbirt und in Retorte C entwickelt ist, wird mittelst Ventilstange 0 Ventil M und damit die Luft- und Sauerstoffleitung umgestellt, so dafs nunmehr die Ab-While the air 'is driven B in the retort, is of the contained in retort C permanganate by means of the vacuum pump R, supported by W ^T Slee, as mentioned above, drawn off oxygen, which through pipe Q and valves E (or the above substitution ) and U moves to the gas container. After sufficient oxygen has been absorbed in retort B and developed in retort C, valve M and thus the air and oxygen lines are switched by means of valve rod 0, so that the

Claims (2)

sorption in C und die Entwickelung von Sauerstoff in Retorte B stattfindet. Zu gleicher Zeit ,aber werden auch durch ebenfalls stattfindende Bewegung der Ventilstange b' diejenigen Ventile umgestellt, die die Zuleitung des gasförmigen Heizmaterials und der Luft zu dem Ofen vermitteln, so dafs die Wärme zu der Retorte geführt wird, in welcher nunmehr die Sauerstoffentwickelung stattfindet. Das beschriebene Verfahren kann ohne Permanganatmaterialerneuerung für lange Zeit fortgeführt werden. Der Apparat kann selbstverständlich auch für andere in ähnlicher Weise wie das Permanganat wirkende Stoffe benutzt werden. Patent-Ansρrüche:sorption in C and the evolution of oxygen in retort B takes place. At the same time, however, the movement of the valve rod b 'also changes those valves which mediate the supply of the gaseous heating material and the air to the furnace, so that the heat is conducted to the retort, in which the evolution of oxygen now takes place. The process described can be continued for a long time without renewing the permanganate material. The apparatus can of course also be used for other substances that have a similar effect as the permanganate. Patent claims: 1. Verfahren zur Abscheidung von Sauerstoff aus atmosphärischer Luft, darin bestehend, dafs man gereinigte atmosphärische Luft unter hohem Druck durch eine schwammartige oder poröse Masse, welche Alkalipermanganat oder niedrigere Oxydationsstufen des Mangans enthält, bei hoher Temperatur hindurchleitet und alsdann mittelst Unterdruckes bezw. Vacuums anstatt mittelst überhitzten Wasserdampfes den absorbirten Sauerstoff zum Entweichen bringt.1. Process for separating oxygen of atmospheric air, consisting of purified atmospheric air under high pressure through a sponge-like or porous mass, which alkali permanganate or contains lower oxidation states of manganese, passes through at high temperature and then by means Negative pressure respectively. Vacuum instead of the absorbed by means of superheated water vapor Causes oxygen to escape. 2. Apparat zur "Abscheidung von Sauerstoff und atmosphärischer Luft nach Anspruch i. event, unter Anwendung ähnlich wirkender Sauerstoffabscheidungsmittel, im wesentlichen bestehend aus einer öder mehreren Retorten (A B C), in welchen die Luft erhitzt und unter Druck mit dem sauerstoffabsorbirenden und später -abgebenden Material zusammengebracht werden kann, in Verbindung mit Rohrleitungen (a b c) ,. Umstellventil (M), Ventilbethätigungsvorrichtung (O), Ableitungsrohren (P Q), Luftpumpen (HIR) und selbsttätig wirkenden Ventilen (T T', U U'), derart, dafs die in Retorte (A) erhitzte Luft beliebig nach Retorte (B) oder (C) geleitet werden, je nachdem in (B) oder (C) die Sauerstoffabsorption stattfinden soll, dafs demgemäfs auch in (C) oder (B) ein Vacuum erzeugt und die Ableitung von Stickstoff aus (B) oder (C) oder Sauerstoff aus (C) oder (B) je nach den in diesen Retorten vorhandenen Druckverhältnissen stattfinden kann.2. Apparatus for the "separation of oxygen and atmospheric air according to claim i. Eventually, using similarly acting oxygen separation means, essentially consisting of one or more retorts (ABC) in which the air is heated and under pressure with the oxygen-absorbing and later -delivering in connecting material can be brought together with pipes (abc). diverter (M), Ventilbethätigungsvorrichtung (O), discharge pipes (PQ), air pumps (HIR) and self-acting valves (T T ', U U'), in such a way, that The air heated in retort (A) can be directed to retort (B) or (C) as desired, depending on whether oxygen is to be absorbed in (B) or (C) , so that a vacuum is accordingly generated in (C) or (B) and the discharge of nitrogen from (B) or (C) or oxygen from (C) or (B) can take place depending on the pressure conditions present in these retorts. Bei dem in Anspruch 2. gekennzeichneten Apparat:In the apparatus characterized in claim 2: a) Retorte (A bezw. auch B C), welche zur Lenkung des Luftstromes durch eine Längszwischenwand in zwei Kammern getheilt ist und verticale Heizkanäle (f) und Wärmevermittelungskörper (f) besitzt;a) Retort (A or BC), which is divided into two chambers to direct the air flow through a longitudinal partition and has vertical heating channels (f) and heat transferring body (f) ; .b) Ventil (T) mit' Kolben (t") auf der Ventilspindel, mittels dessen Ventilkegel (t) gelüftet wird, sobald der Druck in der mit diesem Ventil in Verbindung stehenden Retorte steigt, und mit einer Feder (f) zum Schliefsen des Ventils, so dafs das letztere durch den in den Retorten herrschenden Druck selbsttätig geregelt wird;.b) Valve (T) with 'piston (t ") on the valve spindle, by means of which valve cone (t) is released as soon as the pressure in the retort connected to this valve rises, and with a spring (f) to close of the valve, so that the latter is automatically regulated by the pressure prevailing in the retorts; c) in Verbindung mit den Retorten Ventil (U) mit zwei auf einer Spindel angeordneten Ventilkegeln bezw. -Ver-c) in connection with the retort valve (U) respectively with two valve cones arranged on a spindle. -Ver- . schlufsstUcken (U U"), welche das Oeffnen zweier Auslässe (r und u"") ■ in entgegengesetztem Sinne veranlassen, vermittelst eines auf der Ventilspindel ebenfalls angeordneten und durch den in der Retorte vorhandenen Druck beeinflufsten Kolbens (u') und einer dem Kolben entgegenwirkenden Feder (u"), derart, dafs das Gas durch Auslafs (u"") entweicht, sobald der Druck in der Retorte noch so hoch ist, dafs der Sauerstoff noch mit Stickstoff gemengt ist;. connecting pieces (UU "), which cause the opening of two outlets (r and u"") ■ in opposite directions, by means of a piston (u ') also arranged on the valve spindle and influenced by the pressure in the retort and a piston counteracting the piston Spring (u ") such that the gas escapes through the outlet (u"") as soon as the pressure in the retort is so high that the oxygen is still mixed with nitrogen; d) Wärmeregler (W), durch welchen die Zufuhr des als Heizmaterial dienenden Gases zu dem Ofen geregelt wird, bestehend aus einem in einer Ringkammer (W) angeordneten, der Länge oder fast der Länge nach mit Oeffnungen versehenen Rohr (w), welches in Flüssigkeit eintaucht, derart in Verbindung mit einem durch die Wärme des zu heizenden Ofens beeinflufsten Luft- oder Gasbehälter (n>"), dafs beim Steigen der Ofenwärme die Flüssigkeit durch die Luft- oder Gasausdehnung im Behälter (w") in der Ringkammnr (W) bezw. im Rohr (n>) in die Höhe gedrückt und so die Gaszufuhr eingeschränkt, im umgekehrten Fall aber ein Fallen der Flüssigkeit und damit zugleich eine vermehrte Gaszufuhr bewirkt wird.d) heat regulator (W), by which the supply of the gas serving as heating material to the furnace is regulated, consisting of a tube (w) arranged in an annular chamber (W), provided with openings along its length or almost its length , which in Liquid is immersed in connection with an air or gas container (n>") influenced by the heat of the furnace to be heated, that when the furnace heat rises, the liquid in the container (w") in the annular comb no (W ) resp. is pushed up in the pipe (n>) and thus the gas supply is restricted, in the opposite case, however, the liquid falls and at the same time an increased gas supply is caused. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.For this purpose 2 sheets of drawings.