Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1671
.pdf
пунктирными линиями показана панель рамы сушилки и направляющая рейка после того, как рама сушилки
полностью выдвинута из шкафа. Во время движения Т-образной направляющей вперед, когда элемент 31
достигает поверхности кулачка 30, он скользит вверх по поверхности 30a, а затем вдоль поверхности 30c,
чтобы обойти штифт 18b. Затем он скользит вниз по поверхности 30b, при этом винты 32 находятся в самых
верхних положениях пазов 33, как показано на рис. 2.
После возвращения рамы сушилки в шкаф станет ясно, что сначала рама сушилки движется сама по себе,
независимо от направляющей рейки 18, до тех пор, пока элемент 31 не ударится о штифт 18b, когда
направляющая рейка 18 будет перемещена обратно в шкаф. Из приведенного выше описания становится
ясно, что когда сушильные рамы не используются и находятся в закрытом положении, никакая опорная
конструкция не выступает ни вдоль пола, ни с потолка, ни из шкафа. Когда при извлечении рамы сушилки из
шкафа требуется опорная конструкция для нее, она обеспечивается подвижной подвесной и направляющей
рейкой 18, которая выдвигается из шкафа только на то время, пока рама сушилки находится в выдвинутом
положении. Эта опорная конструкция является частью самой сушилки, не требует каких-либо механизмов или
устройств вне корпуса, выступающих на потолок или пол помещения, и легко возвращается в корпус, не
занимая места при закрытии рамы сушилки.
Следует также отметить, что Т-образная направляющая 17 и направляющая 18 работают внутри практически
полностью закрытого корпуса, образованного элементами 21, 22 и 23, что предотвращает попадание грязи
или ржавчины внутрь шкафа на сушаемые материалы. Хотя изобретение было описано с особым акцентом на
его применение в сушильных машинах, легко понять, что те же основные конструктивные особенности могут
быть воплощены и в других конструкциях шкафов, таких как картотечные шкафы и тому подобное. Таким
образом, в тех случаях, когда изобретение применяется к картотечным шкафам, как это легко понять, в
сочетании с описанными здесь средствами подвески могут использоваться подходящие несущие рамы или
телескопические держатели. Другие области применения изобретения легко придут в голову специалисту в
данной области. Таким образом, становится ясно, что предложено устройство, в котором достигается цель
данного изобретения и которое хорошо приспособлено к условиям практического применения. Подробно
описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, что я...
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_200166.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=200166&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB200166A
[]
Машины. Усовершенствования в области подъемно-транспортных систем и коммуникаций от компании
ANDREWS CRANE CORPORATION, зарегистрированной в соответствии с законодательством штата Делавэр,
Соединенные Штаты Америки, по адресу: 1300, LeaderNews Building, Corner of East 6th Street, and Superior
Avenue, Cleveland, Ohio, United States of America. Член Королевского института патентных поверенных,
подданный короля Великобритании, из фирмы White, Langner, Stevens & Parry, Jessel Chambers, 88-90,
Chancery Lane, London, W.C. 2, дипломированные патентные поверенные, настоящим заявляю о характере
данного изобретения и способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в
следующем заявлении: Данное изобретение относится к подъемно-транспортным машинам, которые
поддерживаются и перемещаются по наземной направляющей. Ранее подобные машины оснащались мачтой,
приспособленной для поддержки стрелы, по которой перемещаются подъемные устройства; положение этой
стрелы относительно земли регулировалось вдоль мачты.
Ранее подобные конвейерные машины оснащались ковшами, установленными на стрелах, вращающихся
относительно мачты, опирающейся на грузовик. Данное изобретение характеризуется использованием
трактора, на котором установлено подъемное устройство, обладающее общими характеристиками
устройства, показанного, описанного и заявленного в находящейся на рассмотрении патентной заявке №
168845. Согласно настоящему изобретению, подъемно-транспортная машина включает в себя тележку,
приспособленную для передвижения по рельсам и снабженную мачтой с вращающейся и перемещающейся
по ней стрелой, а также средствами для поддержания устойчивости тележки и ее груза. Изобретение может
включать в себя трактор, приспособленный для передвижения по грунтовой колеи и снабженный
вертикальной мачтой, основание которой закреплено на вагоне, а верхняя часть соединена с верхним
продольным направляющим устройством, и второй мачтой, образующей корпус, вращающийся вокруг
указанной вертикальной мачты и имеющий установленную на ней стрелу, перемещающуюся вертикально
вдоль нее.
Изобретение может дополнительно включать трактор, приспособленный для движения по гусеничному ходу,
снабженный ковшом, шарнирно установленным на стреле, вращательно установленной на мачте указанного
трактора и перемещающейся вдоль нее, при этом предусмотрены средства для поддержания устойчивости
вагона и его груза. Трактор может быть снабжен неподвижной мачтой, имеющей увеличенную опорную часть,
закрепленную на платформе трактора, и второй мачтой, приспособленной для вращения вокруг указанной
неподвижной мачты и снабженной стрелой, способной перемещаться вдоль указанной вращающейся мачты.
Прилагаемые чертежи и приведенное ниже подробное описание демонстрируют определенные средства,
воплощающие мое изобретение, однако раскрытые средства представляют собой лишь одну из различных
механических форм, в которых может быть применен принцип изобретения. На прилагаемых чертежах:
Рисунок 1 представляет собой боковой вид моей усовершенствованной подъемно-транспортной машины;
Рисунок 2 представляет собой торцевой вид, выполненный в плоскости, обозначенной линией II-II на Рисунке
1; Рисунок 3 представляет собой в увеличенном масштабе фрагментарный вертикальный разрез,
выполненный в плоскости, обозначенной линией III-III на Рисунке 2; Рисунки 4 и 5 представляют собой
соответственно в увеличенном масштабе горизонтальные разрезы, выполненные в плоскостях, обозначенных
линиями IV-IV и V-V на Рисунке 1; Рисунок 6 представляет собой в увеличенном масштабе разрез в плане,
выполненный в плоскости, обозначенной линией VI-VI на Рисунке 7, и показывающий, в частности,
транспортирующее устройство и его соединение с подъемным механизмом; Рисунок 7 представляет собой
вертикально-продольный разрез, выполненный на плоскостях, обозначенных линиями VII-VII на рисунке 6;
рисунки 8 и 9 представляют собой вертикальные разрезы, выполненные на плоскостях, обозначенных
линиями VIII-VIII и IX-IX соответственно на рисунке 7; рисунок 10 представляет собой боковой вид
модификации моей подъемно-транспортной машины, в которой стрела показана в перевернутом положении,
что позволяет использовать высокие пределы вертикального рабочего диапазона; рисунок 11 представляет
собой боковой вид второй модификации, в которой работа вращающегося ковша согласована с работой
собственно подъемно-транспортной машины; рисунок 12 представляет собой фрагментарный план,
выполненный на плоскости, обозначенной линией XII-XII на рисунке 11; рисунок 13 представляет собой
боковой вид третьей модификации, в которой работа разгрузочного поддона согласована с работой
собственно подъемно-транспортной машины; На рисунке 14 в увеличенном масштабе представлен вид
сверху указанной чаши; на рисунке 15 представлен боковой вид указанной чаши; а на рисунке 16 представлен
фрагментарный вид сзади чаши.
Обращаясь к прилагаемым чертежам, на которых различные элементы обозначены одинаковыми
порядковыми номерами на разных видах, монорельсовая дорога обозначена порядковым номером 1, по
которой движется моторизованное устройство, представленное трактором 2. На этом тракторе 2 установлено
подъемное устройство 7, подробное описание которого будет приведено ниже. Над головой надлежащим
образом закреплена двутавровая балка 3, швеллер 4, прикрепленный к нижней полке указанной двутавровой
балки 3, и два уголка 5, прикрепленные к нижней части указанного швеллера 4 и образующие опорные
пластины для антифрикционного ролика 6, установленные на верхней части подъемного устройства 7, служат
для обеспечения направляющей для подъемного устройства при продольном перемещении трактора 2
относительно гусеницы 1 и для поддержания устойчивости устройства и его груза. Детали подъемного
устройства 7 следующие: предусмотрен внешний вращающийся вертикальный мачтовый элемент 11,
имеющий прямоугольное поперечное сечение и образованный из расположенных напротив друг друга
конструкционных каналов 8, скрепленных между собой пластинами 10 (рис. 4 и 5).
Внутри этого внешнего вращающегося элемента мачты находится внутренний неподвижный трубчатый
элемент мачты 9, расположенный на некотором расстоянии от внешнего элемента мачты 11. Вращение
внешнего элемента мачты 11 вокруг оси внутреннего элемента 9 осуществляется с помощью шестерни 12 и
связанного с ней механизма, показанных на рисунках 7 и 9, которые будут подробно описаны ниже. Стрела 13,
образованная из конструктивных элементов швеллерного профиля 14, опирается на внешний вращающийся
элемент мачты 11 и способна перемещать указанный элемент 11 в продольном направлении способами,
подробно описанными ниже. Обращаясь к рисунку 3, следует отметить, что антифрикционный ролик 6
установлен на верхней части оболочки 24, закрепленной внутри неподвижной мачтовой части 9 с помощью
штифта 25, последний имеет увеличенную верхнюю часть 26, образующую контактную поверхность для
указанного ролика 6. Рядом с верхней частью неподвижного мачтового элемента 9 расположен кольцевой
внешний выступ 27, на котором покоится кольцевое кольцо 28, образующее опорную пластину для шариков 30
и удерживаемое в нужном положении гайкой 29. Крышка 16, имеющая кольцевой выступ 32, крепится с
помощью нижнего фланца 34 к каналу 33, который также крепится к элементам 8 и 10 наружного поворотного
мачтового элемента II.
Плечо 32 крышки 16 образует упор для шарикоподшипника 31, вмещающего шарики 30. Очевидно, что
описанная выше деталь предусматривает вращение верхнего конца внешней мачты 11 вокруг оси
неподвижного элемента мачты 9. Обращаясь теперь к рисунку 6, видно, что нижние части каналов 8
вращающегося мачтового элемента 11 закреплены на вращающемся основании 18, установленном на
тракторе 2, и вращаются с помощью способов, описанных ниже. Нижняя часть внутреннего неподвижного
мачтового элемента 9 выполнена с кольцевым расширенным основанием 15 (рис. 7), закрепленным на
каналах, прикрепленных к платформе 23 трактора 2. Зубчатое колесо 12 закреплено на кольцевой пластине
21. Увеличенное основание 15 мачтовой части 9 выполнено с выступом 19, на котором покоится
горизонтально расположенный шарикоподшипник 37, а также с выступом 20, поддерживающим вертикально
расположенный шарикоподшипник 38. Кольцевая пластина 21 посредством верхнего фланца 42 удерживает
опорную пластину 43 на шариках 40, покоящихся в обойме 38, образуя подшипник, воспринимающий
радиальную нагрузку, а также удерживает шариковую обойму 41 на шариках 39, тем самым воспринимая
вертикальную нагрузку.
Зубчатое колесо 12 закреплено своей поверхностью на боковом фланце 35 кольцевой пластины 21, а фланец
42 этой пластины 21 закреплен на основании 18 мачтовой балки 11. Очевидно, что описанные выше детали,
предполагающие наличие средств для вращения зубчатого колеса 12, достаточны для осуществления
вращения внешнего элемента мачты 11 вокруг неподвижного внутреннего элемента мачты 9. Зубчатое колесо
12 вращается двигателем 51, установленным на тракторе, посредством следующих детальных механизмов.
Обращаясь к рисункам 7 и 9, можно увидеть, что шестерня 12 зацепляется с зубчатым колесом 44,
закрепленным на вертикально расположенном коротком валу 45, установленном в соответствующих корпусах
на раме трактора. Рядом с верхней частью указанного короткого вала 45 закреплено зубчатое колесо 46,
зацепляющееся с червяком 47, образованным на выступающем назад валу 48, рядом с задним концом
которого находится шестерня 49, зацепляющаяся с шестерней 50, закрепленной на валу двигателя 51.
Обращаясь к рисункам 1, 2 и 4, можно увидеть прямоугольный кожух, образованный из пластин 36,
скрепленных соответствующими уголками, причем указанный кожух расположен снаружи наружного
мачтового элемента 11.
С одной стороны указанного корпуса 36 расположены закрепленные коробки, в которых установлен вал 52,
несущий шестерню 58, зацепляющуюся с зубчатой пластиной 53, закрепленной на внешней поверхности
одной из пластин 10 наружной мачтовой части 11. Пластины 36 имеют выступы 54, внутри которых
расположены оси 55, снабженные по краям антифрикционными роликами 56. Канальные элементы 14 стрелы
13 также поддерживают соответствующие валы 55, несущие антифрикционные ролики 56. Вал 52 вращается
относительно двигателя 57 и связанных с ним механизмов, так что очевидно, что корпус 36 будет
перемещаться вертикально относительно оси мачтовых элементов 9 и 11, при этом пластины 10 наружного
мачтового элемента 11 служат опорными пластинами для перемещения антифрикционных роликов 56, как это
наглядно показано на рисунке 5. Корпус 36 образует опору для стрелы 13, поэтому очевидно, что
вертикальное перемещение корпуса 36 будет служить для подъема и опускания указанной стрелы. Двигатель
57 и связанные с ним механизмы, а также клетка 59, установлены на заднем удлинителе 41 стрелы 13, и вся
конструкция служит противовесом для стрелы и груза.
Стрела 13 дополнительно поддерживается и стабилизируется уголками 60 и распорками 61 (рисунки 1 и 4).
Между направляющими стрелы 14 и их концами установлен шкив 62, по которому проходит подъемный трос
63, несущий блок 64. Задний шкив 65 предназначен для отвода подъемного троса к барабану 66,
приводимому в движение двигателем 67, причем указанный барабан, двигатель и связанные с ними
механизмы установлены на одной из пластин корпуса 36. Ниже представлен подробный механизм управления
трактором 2. Двигатель трактора обозначен порядковой цифрой 68 на рисунках 6 и 7, и он приводит в
движение, через соответствующие редукторы 69, вал 70, который обеспечивает вращение колес 73 передней
тележки трактора, а также, через пару конических шестерен 71 и продольный вал 72, обеспечивает вращение
колес 73 задней тележки. Поскольку приводы колес у двух грузовиков идентичны, подробно будет описан
только один из таких приводов, который показан на рисунках 6 и 7, а также в разрезе, показанном на рисунке
8.
К внутреннему концу вала 70 прикреплено коническое колесо 74, зацепляющееся с коническим колесом 75,
установленным на вертикально расположенном коротком валу 76. На удлиненной ступице конического колеса
75 закреплено коническое колесо 77, зацепляющееся с коническим колесом 78, закрепленным на поперечно
расположенном валу 79. К внутреннему концу вала 79 прикреплено зубчатое колесо 80, зацепляющееся с
двумя шестернями 81, закрепленными на осях 82 передних колес трактора 73. Очевидно, что описанные
выше механизмы в значительной степени влияют на движение трактора 2 по монорельсовой дороге 1; а также
на вращение стрелы 13 и внешнего элемента мачты 11 вокруг оси внутреннего элемента мачты 9; и на
вертикальное перемещение стрелы 13 и ее опоры вдоль внешнего элемента мачты 11. Очевидно, что
конструкция, показанная на рисунках с 1 по 9 включительно, наилучшим образом приспособлена для условий,
в которых эксплуатационные требования удовлетворяются за счет малого рабочего диапазона стрелы 13. На
рисунке 10 показана модификация, в которой стрела 13 и ее опора, вращающиеся вокруг внутреннего
элемента мачты 9, перевернуты таким образом, чтобы соответствовать требованиям высоких пределов
вертикального рабочего диапазона стрелы.
Обращаясь, в частности, к рисункам 11 и 12, мы видим вторую модификацию, в которой моя
усовершенствованная подъемно-транспортная машина приспособлена для работы со сыпучими материалами
за счет наличия вращающегося ковша или другого подходящего ковшового устройства. Поддерживаемая
подвесными каналами 85 от основной стрелы, 13 представляет собой вспомогательную стрелу 84, которая
дополнительно поддерживается с помощью натяжных стержней 86. Впереди вспомогательной стрелы 84 ковш
87 закреплен своим задним концом к переднему концу расположенного сзади вала 88. С помощью
подходящего зубчатого колеса (не показано) цепь 89 функционально соединяет указанный вал 88 с верхним
валом 90, расположенным между каналами 14 главной стрелы 13, к заднему концу которого вал 90
прикреплена шестерня 91, зацепляющаяся с зубчатым колесом 92, закрепленным на валу (не показан),
имеющем червячное колесо, зацепляющееся с червяком 93, образованным на валу двигателя 94. Очевидно,
что описанные выше механизмы обеспечат вращение ковша 87 в сыпучий материал для его заполнения, а
также позволят поднимать и транспортировать ковш по мере необходимости, а затем выгружать его с
помощью валов 88 и 90, двигателя 94 и связанных с ними механизмов.
Обращаясь, в частности, к рисункам 13–16, мы видим третью модификацию, в которой общее применение
моей подъемно-транспортной машины согласовано с применением навесного оборудования,
обеспечивающего опрокидывающий поддон. Этот поддон для сброса отходов обозначен порядковой цифрой
96. Передний конец вала 88, аналогичный валу с тем же номером на рисунках 11 и 12, выполнен с червяком
97, зацепляющимся с червячным колесом 98, закрепленным на вертикально расположенном валу 99,
установленном на конце стрелы 84. Опрокидывающийся поддон 96 снабжен парой цапф 102 102,
установленных в вертикальных выступах 101-101, сформированных на раме 100. Лоток 96 имеет такую форму
и подвешен таким образом, что в пустом состоянии под действием силы тяжести он принимает положение,
показанное сплошными линиями на рисунке 13, но в загруженном состоянии он автоматически стремится
выгрузить свой груз, как показано пунктирными линиями на указанном рисунке. К нижней части поддона 96 и
прилегающей к нему задней части прикреплен элемент 103, предназначенный для взаимодействия с
зажимным фиксатором 104, шарнирно установленным между рычагами 105, выступающими назад от рамы
100.
На штифтах 108, расположенных внутри вертикальных выступов 106 рычагов 105, закреплены шкивы 107,
образующие направляющую для троса 109, идущего к клетке 59. Из описанной выше конструкции очевидно,
что лоток 96 под любым углом может быть вдавлен в транспортируемый материал и, таким образом,
заполнен, а затем лоток может быть поднят и транспортирован по желанию, а также выгружен в нужном месте
путем освобождения фиксатора 104 от элемента 103 посредством управляющего троса 109. Из
вышеизложенного следует, что вращение вала 88 приведет к вращению червяка 97, вала 99 и,
следовательно, к вращению поддона 96 вокруг оси указанного вала. Хотя я показал и проиллюстрировал
верхние средства для поддержки и направления верхнего конца мачты с целью стабилизации последней и
несущей на ней нагрузки, очевидно, что от таких специальных средств можно отказаться, а необходимую
устойчивость обеспечить, увеличив ширину основания устройства, например, путем установки параллельных
рельсов и соответствующих тележек.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, о чем мне сообщили
мои зарубежные корреспонденты, я заявляю, что
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_200167.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=200167&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB200167A
[]
Соединения.
Мы, Уильям Гордон Адам, Норман Эдвард Сидерфин и Дональд Джордж Мердок, все из компании The Gas
Light and Coke Company, завод по производству смолы и аммиака, Бектон, Лондон, E. 16, и Уильям Лайл
Гэлбрейт из компании The Gas Light and Coke Company, Хорсферри. Я, подданные короля Англии,
проживающие по адресу: Вестминстер, Лондон, юго-запад 1, настоящим заявляю, что суть данного
изобретения заключается в следующем: настоящее изобретение направлено на усовершенствование
методов химического восстановления и имеет особое отношение к восстановлению органических соединений.
Изобретение относится к тому классу процессов, в которых восстановление осуществляется с помощью
амальгамы щелочи или подобного металла. Согласно данному изобретению, «процесс восстановления,
например, органических соединений, с помощью амальгамы щелочного или подобного металла в присутствии
реагента, разлагаемого этим металлом с выделением водорода, характеризуется тем, что
восстанавливаемое соединение приводится в контакт с амальгамой, предпочтительно в жидком состоянии, в
виде эмульсии, содержащей это соединение и реагент указанного типа, например, воду.
В предпочтительном способе осуществления процесса, с целью предотвращения или минимизации
пенообразования, эмульсию и амальгаму приводят в контакт, вызывая их растекание в виде пленки по
поверхности амальгамы, которая также может находиться в поступательном движении, но, что выгодно,
двигаться с меньшей скоростью, чем эмульсия, проходящая по поверхности. Эмульсию можно многократно
приводить в контакт с амальгамой, при необходимости повторно эмульгируя перед новым контактом, до
достижения желаемой степени восстановления. Эмульсию можно получить любым желаемым способом:
механическим путем или с помощью твердых или жидких эмульгирующих агентов, а реагент, разлагаемый, как
указано выше, щелочным металлом или подобным веществом в амальгаме, может варьироваться в
зависимости от природы восстанавливаемого соединения. Процесс может проводиться при любой желаемой
температуре. Процесс восстановления может быть удобно осуществлен в сочетании с одним из известных
процессов электролитического производства хлора и едкого щелочного металла путем электролиза хлорида
щелочи, например, рассола, в электрохимической ячейке с ртутным катодом, путем приведения эмульсии в
контакт с ртутью, содержащей амальгаму, вытекающей из ячейки, и, таким образом, экономично использовать
реакцию для получения едкого щелочного металла путем одновременного осуществления восстановления в
циклическом режиме.
Следует понимать, что для осуществления этого комбинированного процесса с одновременным
приготовлением едкого щелочного раствора продукты восстановления должны быть такими, чтобы их можно
было отделить от щелочного раствора без загрязнения последнего или существенных потерь щелочи.
Например, нитропроизводные, не содержащие кислотных групп, могут быть восстановлены в таком
циклическом процессе, поскольку продукты восстановления не растворяются в щелочи и могут быть легко
удалены из нее. При реализации изобретения одним из способов нитробензол смешивают примерно с одной
третью или половиной его объема воды, и полученную смесь тщательно эмульгируют в центробежном насосе,
после чего она подается в слегка наклонный желоб над поверхностью ртути, поступающей из ячейки
Кастнера-Келльнера, в которой рассол подвергается электролизу известным способом. Температура в ванне
поддерживается на постоянном уровне от 60°C до 100°C. Эмульсия отводится из нижнего конца ванны,
повторно эмульгируется и возвращается в верхнюю часть; процесс повторяется до тех пор, пока не будет
достигнуто практически полное восстановление нитробензола.
Ртуть возвращается в электролитическую ячейку, а раствор едкого щелочного раствора собирается отдельно.
В результате образуется продукт восстановления, включающий азо- и гидразопроизводные, а также амины,
которые, будучи нерастворимыми в едком щелочном растворе, могут быть легко отделены и выделены.
Благодаря такому способу работы восстановление осуществляется плавно и эффективно, при этом
полностью исключаются трудности и потери, возникающие вследствие пенообразования, обычно
наблюдаемые в подобных процессах.
Соединения.
Мы, Уильям Гордон Адам, Норман Эдвард Сидерфин и Дональд Джордж Мердок, все из компании Gas Light
and Coke Company, завод по производству смолы и аммиака, Бектон, Лондон, E. 16, и Уильям Лайл Гэлбрейт
из компании Gas Light and Coke Company, Хорсферри-роуд, Вестминстер, Лондон, S.W. 1, все подданные
короля Англии, настоящим заявляем о природе данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Настоящее изобретение касается
усовершенствований в области химического восстановления нерастворимых в воде органических соединений
и имеет особое отношение к восстановлению ароматических нитропроизводных. Изобретение относится к
тому классу процессов, в которых восстановление осуществляется посредством амальгамы щелочи или
подобного металла. Хорошо известно, что восстановление органических соединений достигается путем
приведения соединения в растворе в подходящем растворителе, например, в спирте, в контакт со щелочной
амальгамой.
Однако в коммерческой деятельности использование растворителей, как правило, неэкономично и хлопотно.
Растворитель необходимо регенерировать, и неизбежно происходит кумулятивная потеря в большей или
меньшей степени, при этом существует еще один недостаток: щелочь в щелочном растворе, образующемся в
результате разложения амальгамы, нелегко извлечь в чистом виде в виде гидроксида. Мы установили, что
восстановление нерастворимых в воде органических соединений, таких как ароматические
нитропроизводные, может быть успешно осуществлено без использования растворителя, и что этот способ
проведения реакции обеспечивает процесс восстановления, который с точки зрения экономичности и
простоты выполнения особенно подходит для промышленного применения. Согласно данному изобретению,
процесс восстановления нерастворимых в воде органических соединений, таких как ароматические
нитропроизводные, амальгамой щелочного или подобного металла характеризуется прямым
восстановлением нерастворимого в воде соединения, то есть в отсутствие растворителя для него, путем
разложения амальгамы с помощью плотной смеси, состоящей из водного реагента (например, самой воды), в
которой распределено восстанавливаемое соединение.
Степень смешивания восстанавливаемого соединения и водного реагента (например, воды) для обработки
амальгамой может варьироваться в зависимости от природы соединения при условии, что связь последнего с
жидкостью достаточно тесная, чтобы обеспечить эффективное восстановление и избежать лишь
локализованной реакции, и должна быть достаточно прочной, чтобы предотвратить чрезмерно затяжное
действие вследствие неполного контакта между реагирующими материалами в процессе реакции. Поэтому
предпочтительно работать с максимально плотным смешиванием водного реагента и восстанавливаемого
вещества, и смесь может с успехом иметь форму эмульсии. Последнее может носить временный характер и
быть получено любым желаемым способом, например, простым перемешиванием двух компонентов до или
во время контакта с амальгамой. В качестве альтернативы, эмульгирование может быть осуществлено с
помощью твердых или жидких эмульгирующих агентов, при условии, что используемый для этой цели агент не
является несовместимым с реагирующими веществами или продуктами реакции.
Восстановление предпочтительно проводить таким образом, чтобы использованная амальгама непрерывно
удалялась из контакта со смесью или наоборот, с целью обеспечения свежей поверхности амальгамы для
реакции и предотвращения накопления неразложившейся амальгамы в любом объеме, контактирующем с
реагентом, который ею разлагается, и тем самым минимизируя склонность к пенообразованию или
локализованной реакции. Таким образом, амальгаму можно пропускать в разделенном виде через смесь
восстанавливаемого соединения и водного реагента, поддерживаемую в постоянном перемешивании,
например, путем непрерывного пропускания тонких струй амальгамы через смесь. В качестве альтернативы,
восстанавливаемое соединение и водный реагент могут течь в эмульгированном состоянии, предпочтительно
в виде тонкой пленки или слоя, по поверхности амальгамы, которая также может находиться в
поступательном движении, но, что выгодно, двигаться с меньшей скоростью, чем смесь, циркулирующая по
поверхности. Эмульгированную смесь и амальгаму можно многократно приводить в контакт, при
необходимости повторно эмульгируя восстанавливаемое вещество с реагентом перед каждым новым
контактом, до тех пор, пока не будет достигнута максимально возможная степень желаемого восстановления.
Нанесение смеси в виде тонкой пленки или слоя сокращает время превращения, обеспечивая большую
поверхность при заданном объеме, и, следовательно, увеличивает скорость реакции, в то время как цель
более медленного движения амальгамированной ртути состоит в обеспечении максимально полного
разложения амальгамы надосадочной реакционной смесью. Процесс восстановления может проводиться при
различных температурных условиях, необходимых для протекания желаемой реакции. Изобретение особенно
применимо к восстановлению ароматических нитропроизводных, и мы обнаружили, что в случае соединений
этого типа реакция в значительной степени поддается контролю, главным образом, путем изменения
концентрации восстанавливаемого вещества в восстановительной смеси, чтобы получить продукты с более
низкой или более высокой степенью восстановления, в зависимости от желаемой степени восстановления.
Изменение температуры также может производиться с той же целью, но, как правило, изменение
температуры меньше влияет на свойства продуктов восстановления, чем время, необходимое для
осуществления превращения.
Примеры изменения этих факторов приводятся далее, и, как станет ясно, условия работы в других частных
случаях могут быть определены с помощью простого предварительного эксперимента. В случае соединений,
продукты восстановления которых нерастворимы или практически нерастворимы в щелочи, процесс
восстановления может быть выгодно осуществлен в сочетании с одним из известных процессов
электролитического получения галогенов и едких щелочей путем разложения галогенида щелочи (например,
рассола) в электрохимической ячейке с ртутным катодом, путем приведения смеси восстановления, в которой
вода является единственным реагентом для разложения амальгамы, в контакт с ртутью, содержащей
амальгаму и вытекающей из ячейки, и, таким образом, экономичного использования такого известного метода
получения галогенов и едких щелочей для одновременного осуществления восстановления в циклическом
режиме. Необходимо поддерживать непрерывный и равномерный поток амальгамированной ртути из
электролитической ячейки в восстановительный сосуд, а затем, после отделения щелочи и продуктов
восстановления, обратно в ячейку, чтобы скорость потока через последнюю была непрерывной и
равномерной.
Если вся амальгама, поступающая в восстановительный сосуд, не будет использована в нем, вытекающая
ртуть может быть возвращена в электролитическую ячейку через отдельную водяную камеру. При
необходимости восстановительный сосуд можно отключить от цепи, и электролитический процесс можно
продолжить обычным способом без перерыва. Уже было предложено (см. Британскую патентную заявку №
3090 от 1896 г.) восстанавливать органические соединения путем комбинированных электролитических и
химических операций, приводя указанные органические соединения в нейтральном, щелочном или кислом
растворе в непосредственный контакт с амальгамой щелочного металла, полученной электролизом в камере,
отделенной от камеры восстановления, и мы не заявляем никаких претензий на что-либо, описанное в данной
заявке. Сочетание электролитического процесса указанного типа с процессом восстановления согласно
данному изобретению позволяет одновременно производить и извлекать галогены и щелочные гидроксиды, а
также получать продукты восстановления из нерастворимых в воде органических соединений.
Благодаря проведению восстановления в отсутствие растворителя и использованию воды в качестве
реагента для разложения амальгамы, восстановительный сосуд практически становится обычной водяной
камерой стандартной электролитической установки, и, следовательно, последняя может работать
непрерывно и обычным образом, при этом, помимо продуктов, полученных в результате восстановления,
извлекаются как прямые, так и вторичные продукты электролиза. Следует понимать, что для одновременного
проведения вышеупомянутого процесса восстановления с производством едкого щелочного раствора и
галогена продукты восстановления должны быть такими, чтобы их можно было отделить от щелочного
раствора без загрязнения последнего или без существенной потери щелочи. Например, нитропроизводные,
не содержащие кислотных групп, могут быть восстановлены в таком циклическом процессе, поскольку
продукты восстановления не растворяются в щелочи и могут быть легко удалены из нее. В зависимости от
условий обработки, полученная щелочь имеет более или менее концентрированное состояние и степень
чистоты, позволяющую использовать ее непосредственно в различных коммерческих целях.
Для осуществления химического восстановления с помощью щелочи или подобной амальгамы в соответствии
с данным изобретением, аппарат может быть снабжен восстановительным сосудом в виде желоба с рубашкой
или подобным устройством, например, расположенным под ним контейнером для приема нагревающей или
охлаждающей жидкости, причем указанный желоб предпочтительно снабжен герметичной крышкой для
защиты от потери реагирующих материалов в результате воздействия атмосферы или испарения. Верхняя
часть желоба может быть снабжена переливным резервуаром для подачи амальгамы, а дно желоба может, в
идеале, быть снабжено зубчатыми выступами или низкими перегородками, расположенными поперечно, или
аналогичными устройствами, предназначенными для защиты поверхности амальгамы, стекающей по желобу.
Входное отверстие для эмульгированной смеси в верхней части желоба может удобно заканчиваться,
например, разбрасывателем, представляющим собой отверстие в форме рыбьего хвоста, по ширине
примерно равное ширине желоба. Альтернативный вариант восстановительного сосуда, в котором
восстановление и перемешивание, достигающее степени эмульгирования, осуществляются одновременно,
состоит из закрытого контейнера с расположенным внутри мешалкой и распределителем, например,
перфорированной спиралью или мелкоячеистой решеткой, для подачи измельченной амальгамы через
контейнер.
Указанный контейнер снабжен переливным отверстием с постоянным уровнем для непрерывного удаления
амальгамы, прошедшей через смесь, а также рубашкой или окружающим змеевиком для прохождения
теплоносителя или охлаждающей среды. Для непрерывного циклического процесса восстановления в
сочетании с получением едкого щелочного металла путем электролитического разложения хлорида щелочи в
ртутной катодной ячейке может использоваться любой из типов восстановительных сосудов.
Соответствующая схема расположения аппарата для этой цели схематически показана на прилагаемых
чертежах, где: Рисунок 1 представляет собой общее расположение блоков, а Рисунок 2 — поперечный разрез
альтернативного типа восстановительного сосуда. 1 — контейнер, непосредственно соединенный с катодной
ячейкой электролитической установки. Контейнер 1 сообщается через трубу 2 с регулирующим клапаном 3 с
переливным баком 4 в верхней части желоба 5, который имеет небольшой наклон вниз, за исключением
выпускного конца, который резко изгибается вниз к разделительному сосуду 6.
Вдоль русла желоба от начала до начала изгиба расположен ряд поперечно выемчатых гребней 7. Дно
желоба образует верхнюю стенку камеры 8, которая служит для регулирования температуры внутри желоба и
имеет входы и выходы 9 и 10 для теплоносителя или охлаждающей среды. Желоб может быть изготовлен из
любого подходящего материала, например, из железа, который не будет подвергаться воздействию
реагирующих веществ. Сепаратор 6 представляет собой сосуд постоянного уровня, выходное отверстие
которого внизу представляет собой U-образную трубу 11, сообщающуюся с катодной ячейкой либо напрямую,
либо через водяную камеру (не показана). Из верхней части сепаратора 6 сифонная труба 12 ведет,
например, к эмульгатору 13, центробежному насосу, а труба 14 с регулирующим клапаном 15 ведет к
предварительному нагревателю 16, а затем через трубу 17 к входному отверстию эмульсии 18 в желоб. Этот
вход 18 имеет форму рыбьего хвоста и ширину, соответствующую ширине дна желоба. Предварительный
нагреватель 16 заключен внутри камеры 19, имеющей входное отверстие 20 и выходное отверстие 21,
которое является продолжением входного отверстия 9 в камеру 8.
Для более точной регулировки относительной скорости потока через трубы 12 и 14 под действием
эмульгатора 13 целесообразно предусмотреть между этими двумя трубами обводную трубу 22 с клапаном 23.
Комбинированный восстановительный и эмульгирующий сосуд, показанный на рисунке 2, состоит из
цилиндрического контейнера 24, имеющего конусообразное дно, вершина которого переходит в U-образную
трубу 25. Внутри контейнера 24 находится ряд расположенных в шахматном порядке перегородок 26, между
которыми вращаются лопасти 27 мешалки, приводимой в движение валом 28 от шестерни 29. В верхней части
контейнера расположена горизонтально перфорированная спираль 30, сообщающаяся через трубу с
клапаном 31 и небольшой бункер 32 с подающей трубой от источника амальгамы. По стенкам контейнера 24
расположен змеевик 33 с входным отверстием 34 и выходным отверстием 35, который обеспечивает средства
для регулирования температуры. В нижней части контейнера, непосредственно над началом конуса,
находится сливная труба 36 с клапаном. Ниже приведено описание в качестве примера работы изобретения
при его применении для восстановления ароматических нитросоединений с одновременным приготовлением
едкого щелочного раствора. (а) Вода температурой около 30°C пропускалась через камеру 19, а затем по
трубе 9 через камеру 8 с целью поддержания средней температуры содержимого желоба на уровне 27°C.
Ртуть заливалась в сепаратор 6 до уровня верхнего прямоугольного изгиба U11.
Смесь о-нитранизола и воды в соотношении 25 частей первой к 250 частям второй по весу вводилась в
верхнюю часть контейнера, откуда она затягивалась оттуда через трубу 12 насосом 13, эмульгировалась в
ней и выводилась через трубу 14, предварительный нагреватель 16 и трубу 17 в слой желоба.
Амальгамированная ртуть из электролитической ячейки Кастнера-Келльнера, в которой происходил
электролиз рассола, подавалась в контейнер 1. Когда смесь о-нитранизола и воды полностью
эмульгировалась, клапан 3 открывался, и амальгамированная ртуть из контейнера 1 поступала в переливной
резервуар 4, а оттуда — по дну желоба. Клапан 3 регулировался таким образом, чтобы обеспечить
медленный поток амальгамы по дну со скоростью, несколько меньшей, чем скорость потока эмульсии,
выходящей из эмульсионного входного отверстия 18. Подача амальгамы регулировалась таким образом,
чтобы обеспечить постоянный поток ртути из катодной ячейки через контейнер 1 и из сепаратора 6 через
U-образную трубу 11 обратно в катодную камеру.
Эмульсия, собранная из желоба в верхней части сепаратора 6, перемещалась по контуру в течение примерно
7,5 часов. В результате был получен продукт восстановления, содержащий около 65 процентов о-анизидина и
около 15 процентов азоанизола. (б) Ртуть была залита в контейнер 24 до уровня верхнего прямоугольного
изгиба выходной U-образной трубы 25. Затем в контейнер 24 была введена смесь о-нитранизола и воды в
соотношении по весу 50 частей о-нитранизола к 50 частям воды. Через змеевик 33 пропускали воду
температурой 75°C, после чего запускали мешалку. Когда температура содержимого контейнера достигла
70°C, амальгамированная ртуть из контейнера 1 поступала в небольшой бункер 32, после чего открывался
клапан на трубе 31, а скорость подачи амальгамированного металла регулировалась таким образом, чтобы
обеспечить постоянный поток по контуру от катодной ячейки и обратно через контейнер 24. Когда
температура внутри контейнера достигла максимума, было добавлено еще 50 частей воды, и перемешивание
и прохождение потока амальгамы продолжались, общая продолжительность обработки составила около 5
часов.
Продукт реакции отводили по трубе 36 на фильтрующий слой, а остаток после обработки щелочью содержал
около 11% о-анизидина и более 80% смеси азо- и гидразоанизола. (c) Нитробензол, эмульгированный с водой
в соотношении 25 частей первого к 12,5 частям второго по весу, обрабатывали, как в предыдущем примере
(b), при средней температуре 90°C, постепенно добавляя примерно вдвое большее количество воды, чем
первоначально, после того, как реакционная смесь достигала максимального повышения температуры.
Лечение продолжалось в течение примерно 4,5 часов. В результате реакции было получено приблизительно
74% гидразобензола, 11% азобензола и 4% анилина. В целом, по-видимому, увеличение концентрации
восстанавливаемого вещества в эмульгированной смеси способствует образованию азо- и
гидразопроизводных с большим выходом, чем амина, и что последний становится основным продуктом
восстановления при использовании смесей со слабой концентрацией восстанавливаемого соединения.
Хотя изменение температуры, как уже говорилось, в основном влияет на скорость реакции, этот фактор
можно изменять совместно с изменением концентрации, чтобы способствовать образованию в качестве
основного продукта реакции производного с заданной степенью восстановления. Аналогичным образом
скорость соединения эмульгированной смеси и амальгамы может быть скорректирована в зависимости от
особенностей восстанавливаемого вещества, подвергаемого обработке. Предложенный в настоящем
изобретении процесс восстановления амальгамы может быть осуществлен плавно и эффективно, при этом
полностью исключаются трудности и потери, возникающие вследствие образования пены, часто
наблюдаемые в ряде электролитических и подобных процессов. Изобретение обладает дополнительным
преимуществом, заключающимся в предоставлении простого способа восстановления соединений без
использования растворителя, благодаря чему можно обойтись без таких реагентов, как спирт, которые с
Соседние файлы в папке патенты