Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_12523
.pdf
Настоящее изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания двухтактного цикла (типа с
воспламенением от сжатия), в которых заряд воздуха, сжатый поршнем наддува в цилиндре наддува,
отделенном от рабочего цилиндра, подается в указанный рабочий цилиндр в начале такта сжатия поршня, а
рабочий поршень в конце такта сжатия сжимает воздух в камере сгорания в конце рабочего цилиндра.
Целью настоящего изобретения является создание улучшенной компоновки и усовершенствованных
конструктивных особенностей двигателей данного типа, обеспечивающих лучшее и более эффективное
управление подачей и передачей воздушных зарядов.
для целей наддува и продувки, а также для упрощения и повышения компактности конструкции двигателя.
Изобретение заключается в том, что поршень наддува во время своего внутреннего или всасывающего хода
предназначен для втягивания заряда воздуха в цилиндр наддува через управляемый клапаном входной
патрубок, а на противоположной стороне — для сжатия заряда воздуха в целях продувки, при этом поршень
по завершении своего внутреннего хода открывает канал для подачи продувочного воздуха в рабочий
цилиндр, а во время своего внешнего хода выталкивает заряд воздуха из цилиндра наддува в рабочий
цилиндр через управляемый клапаном канал, сообщающийся с рабочим цилиндром в промежуточной точке по
его длине и закрывающийся рабочим поршнем в промежуточной точке его хода сжатия.
Изобретение также заключается в двигателе внутреннего сгорания типа [Цена 11-], упомянутого выше, в
котором единственный 55-й поворотный клапан управляет подачей топлива из цилиндра наддува через
прямой передаточный канал между цилиндрами, ведущий от конца цилиндра наддува к отверстию 60,
расположенному посередине рабочего цилиндра, причем это отверстие закрывается рабочим поршнем после
завершения части его такта сжатия.
Изобретение также включает в себя пункт 65.
Двигатель внутреннего сгорания указанного выше типа, в котором один клапан управляет подачей воздуха из
цилиндра наддува в рабочий цилиндр и снабжен перепускным каналом или камерой, внутри которой
некоторое количество воздуха сжимается цилиндром наддува после прекращения связи с рабочим
цилиндром, и этот воздух выпускается в рабочий цилиндр в момент возобновления связи с ним.
Изобретение также заключается в двигателе внутреннего сгорания указанного выше типа, в котором подача
воздуха в цилиндры наддува регулируется поворотным клапаном на головной части этих цилиндров,
снабженным каналом, сообщающимся в промежуточной части своей длины 85 с воздухозаборником и
приспособленным для сообщения на противоположных концах в различных положениях указанного клапана с
портами соседних цилиндров наддува.
Обращаясь к прилагаемым чертежам, на рис. 1 представлен вертикальный поперечный разрез двигателя.
Основные и наддувочные цилиндры; Рис.
2
Это продольный разрез, как показано на линии 2-2, рис. 1 и 3, частично в Da:
Рис. 3 — поперечный вертикальный разрез, как показано на линии 3-3, рис. 2; рис. 4 — горизонтальный
разрез, как показано на линии 4-4, рис. 1, выполненный в меньшем масштабе; рис. 5 — частичный
продольный разрез, как показано на линии 5-5, рис. 3; и рис. 6-11 — схематические разрезы двигателя,
показывающие поршни в различных положениях на протяжении всего цикла работы. На прилагаемых
чертежах, где одинаковые ссылочные символы обозначают одинаковые детали, 12 обозначает основной
корпус, а 6.
"i0,190 14 представляет собой картер двигателя. В последнем коленчатый вал si t i i.. taaury iaui nlotld.
Внутри корпуса расположены главный цилиндр 16 и цилиндр 17, отвечающий за подзарядку. Двигатели 16 и
17 образуют единый блок, который может быть продублирован по всей нижней части двигателя, как показано
на рис. 2 и 4.
Аналогичный поршень 18 установлен в главном узле Lhr, соединенном с соединительным элементом 19,
который является поршневым. Он соединен с узлом 17, который является поршневым элементом 25,
соединенным с шатуном 226, который соединен с штифтом 19. Б- это айран-эйнт пистолет 2.
trarels> in advanpe oft-,he niston 1.. )в 20 и piOt pin 21 обозначают область, как показано пунктирными и
штриховыми линиями, F.iog. i, возвращая разрешение eranl; shatt 10.
Цилиндр 17, предназначенный для подачи воздуха, снабжен входным отверстием 3.0. Отверстие 3.0
регулируется поворотным клапаном 32, установленным в цилиндрическом корпусе 33, являющемся частью
корпуса 12 цилиндров.
Ось клапана 32 проходит параллельно главному валу 15, а цилиндрическая стенка клапана 32 снабжена
отверстиями 34, через которые воздух подается в цилиндры наддува 17. Отверстия 34 расположены в разных
радиальных положениях по всей длине клапана, при этом для каждого цилиндра 17 имеется одно отверстие
34 по всей длине двигателя.
При вращении соединительного клапана 32 каждое отверстие 34 поочередно совпадает с входным
отверстием 30, образованным в каждом из цилиндров 17.
Клапан 32 имеет полую цилиндрическую конструкцию, как показано на рис. 4, и снабжен входными
отверстиями 3'5, расположенными между каждыми двумя выходными отверстиями 34. Клапан BO 32 снабжен
изогнутыми стенками 36, простирающимися от осевого сердечника клапана до концов рабочих частей 34.
Этот воздух, поступающий во впускные отверстия 35, будет направлен в противоположных направлениях к
двум цилиндрам 17 через отверстия '-1', когда более поздняя реакция будет происходить через отверстия 430
цилиндров 17.
Входные отверстия 35 клапана 3,2 окружены кольцевым цилиндром 7, образованным в расширенной части 18
корпуса 12. Камера 37 соединяется с входной камерой J9 (см. рис. 1), в которую воздух поступает через
отверстия 40, образованные в пластине 41. На пластине 41 скользит демпфирующая пластина 42,
предназначенная для уменьшения количества воздуха, поступающего при запуске двигателя.
Корпус 12, в котором сформированы цилиндры, снабжен круглой пластиной 4-5, в которой вращательно
установлен цилиндрический перепускной клапан 46, который удлиняет двигатель в никелевых соединениях с
внутренним валом 15, предназначен для управления подачей воздуха из верхнего цилиндра в цилиндры 1 к
внутреннему валу 15, как показано на рисунках 1 и 4. Перепускной клапан 46 представляет собой id wii Tui i a-a
llel ' ebs 48. between = -' bri5 nedl a i-di I pissagteway, or 2Ll.':. Se' T e: '- liu lhe Valve 46, SO lhlcll 'i'.' -11)oi t -ela-elv-
big hilopoer.i 11l an sadillel tetain air -i'- "P'ii 3, l. lis osIe(l a se 1мы пью, что это клапан "Tn eqt.gnel,.p; при
повышении 85 давления cef лежит 1l11litair UpOit the ne:t<0 of 1---о, как и b3, более подробно описанное ниже.
Трехконтурный клапан 46 расположен между рабочим концом цилиндров 16 и 9(17) и предназначен для
работы с передаточным дульным или тяговым механизмом 50, установленным в цилиндре, и для связи одним
его концом непосредственно с рабочим концом нагнетательного цилиндра 17 для подачи воздуха из
указанного цилиндра 17 к клапану 46. Цилиндр 16 снабжен каналом или отверстием -52, образованным в его
цилиндрической стенке, которое соединяется с проходом или камерой 49 100, образованной в передаточном
клапане 46. Когда канал или камера 49 клапана 46 совпадает с каналами 50 и 52, воздух может быть
нагнетаем поршнем наддува 2.1 через канал клапана 105 49 в камеру сгорания 55 главного цилиндра 16, если
только канал или отверстие 52 не закрыто положением главного поршня. 18. Цилиндр 16 снабжен клапаном
впрыска топлива 56 I'o, впрыскивающим топливо в камеру сгорания.55, как показано на рис. 1.
Коленчатый вал 14 и нижняя часть корпуса 12, прилегающая к коленчатому валу 115, образуют камеру сжатия
58, в которой воздух для поршней сжимается поршнями. Цилиндр 12 снабжен воздухозаборным патрубком 60,
отверстие которого открыто в атмосферу, после чего патрубок 25 находится в положении, показанном на рис.
1. В стенке поршня 925 выполнено отверстие 62, которое совпадает с отверстием подачи масла 63,
образованным в стенке цилиндра, когда внутренний конец поршня 25 открывает отверстие 60. Оно
предназначено для подачи смазочного масла рядом с воздухозаборным отверстием 60 для распыления
масла в продувочный воздух для смазки коленчатого вала 3 390,190, поршней и стенок цилиндра.
Поршень 25 снабжен в своей цилиндрической стенке отверстием 61.
Корпус 12 снабжен каналом для отвода отработанного воздуха 64, расположенным в корпусе 12 между
цилиндрами 16 и 17. В стенке цилиндра 17 образованы отверстия 65, которые обеспечивают сообщение
между камерой картера 58, через канал 64, и цилиндром 16 через отверстия 66, образованные в последнем.
Когда поршень перемещается в положение, показанное на рис.
8, Отверстие 61 в поршне 2,5 будет совпадать с отверстиями 65, обеспечивая подачу продувочного воздуха
через канал 64 и отверстия 66 в цилиндр 16. Указанные отверстия 66 расположены относительно движения
поршня 18 таким образом, что последний закрывает эти отверстия 66, за исключением случаев, когда
поршень находится вплотную к концу своего рабочего хода, как показано на фиг. 8 и 9. Когда поршни
находятся в самом нижнем положении, воздух, сжатый в камере 58 за счет движения поршней по
направлению к коленчатому валу, выходит через отверстие 61 в поршне 25, канал продувки 64 и порты 66 для
продувки камеры сгорания 55 в главном цилиндре. Каждый из цилиндров 16 снабжен выпускными
отверстиями 68, которые сообщаются с выпускным коллектором 69.
Клапаны 32 и 46 вращаются с помощью ремня или цепи 68, которая проходит вокруг шкивов или зубчатых
колес 69 и 70, закрепленных на уменьшенных концах клапанов, как показано на фиг. 2-5. Ремень 68
приводится в движение колесом 71, которое вращательно установлено на валу 72, закрепленном на
подшипнике 74, регулируемо закрепленном на конце корпуса двигателя 12 с помощью регулировочного винта
75 и стопорных болтов 76, которые проходят через увеличенные отверстия, выполненные в подшипнике 74.
Зубчатое колесо 71 выполнено заодно с колесом 77, приводимым в движение ремнем или цепью 78, которое,
в свою очередь, приводится в движение колесом 79, закрепленным на коленчатом валу 15. Ремни 68 и 78
могут быть натянуты с помощью регулируемого подшипника 74, который перемещается относительно болтов
76 с помощью регулировочного винта 75.
Колесо 70 на перепускном клапане 46 вдвое больше колеса 71, поэтому клапан 46 будет вращаться со
скоростью, вдвое меньшей, чем скорость вращения коленчатого вала 15, а впускной клапан 32 будет
вращаться с той же скоростью, что и коленчатый вал 15.
Принцип действия изобретения следующий:
Обращаясь к рис. 6, на котором главный поршень 18 показан в конце такта сжатия, перепускной клапан 46
представляет собой:
В закрытом состоянии впускной клапан 32 открыт в атмосферу, подавая воздух через отверстие 30 в цилиндр
17, впускной канал 60 открыт для подачи воздуха в камеру картера 58, а поршень 18 имеет 7.
Закрыты порты 52, 66 и выпускной порт 68. Предполагая, что воздух под давлением находится внутри камеры
сгорания 55, а также в камере перепускного клапана 49, и что топливо 75 впрыскивается в камеру 55 через
клапан 56, поршень 18 будет перемещаться на протяжении всего своего рабочего хода за счет сгорания
топливной смеси в камере 55 из положений, показанных на рис. 6, в положения 80 (рис. 8). Поршень наддува
25 движется впереди основного поршня 18 и забирает воздух в цилиндр 17 через клапан 32. На рис. 7
показано, как поршень 25 вот-вот закроет отверстие 60, так что поршни 18 и 25, перемещаясь в положение,
показанное на рис. 8, будут сжимать воздух в камере картера 58.
Когда поршень 18 достигнет положения, показанного на рис. 8, он откроет выпускное отверстие 90 68, через
которое будут выходить продукты сгорания. На фиг. 8 поршень 18 начинает открывать отверстие 66 из
перепускного канала 64, который был открыт поршнем 25, движущимся в направлении коленчатого вала, до
тех пор, пока отверстие 61 в поршне 25 не совпадет с отверстиями 64, позволяя воздуху, сжатому в камере 58,
проходить к рабочему концу цилиндра 16 для продувки, в то время как выпускное отверстие 68 остается
открытым. Как показано на рис. 9–11 и 1, поршни отходят от коленчатого вала во время такта сжатия. На рис.
9 показано, как поршень 25 105 сжимает воздух в цилиндре 17 при закрытых клапанах 32 и 46.
На рис. 10 показан поршень 18, закрывающий порты 66 и выпускной порт 68. Теперь открывается перепускной
клапан 46, позволяющий воздуху 1i0, который удерживался под давлением в камере 49, поступать в камеру
сгорания 55, способствуя быстрому повышению давления в камере 55.
Открытие перепускного клапана 46 115 позволяет воздуху, сжимаемому поршнем 25, поступать в камеру
цилиндра 16, где воздух также сжимается поршнем 18. Когда поршень 25 почти достигает конца своего такта
сжатия 120°, как показано на рис. 1, и объем воздуха перекачан через клапан 46 из цилиндра 17 в цилиндр 16,
поршень 18 закрывает отверстие 52, так что дальнейшее движение 125 поршня 25 сжимает заряд воздуха в
камере 49 клапана 46.
Затем клапан 46 закрывается, сохраняя таким образом дополнительный заряд давления воздуха в камере 49.
Поршень 18 перемещается из положения, показанного на рис. 1, в положение, показанное на рис. 6, и
дополнительно сжимает большой объем воздуха, теперь находящегося в камере, и увеличивает давление,
достаточное для воспламенения топлива, которое впрыскивается в камеру 33 в момент или до момента, когда
поршень 18 достигает положения, показанного на рис. 6, после чего поршень 18 снова начинает следующий
рабочий ход.
В данной новой конструкции двигателя степень сжатия главного вала относительно невелика. Между рабочим
концом цилиндра 16 и головкой пистолета 18 имеется большое пространство, когда последний находится в
конце своего хода сжатия, образуя таким образом камеру сгорания.53, которая относительно велика по
сравнению с рабочим объемом 29 поршня 18. Благодаря наличию цилиндра наддува с поршнем, движущимся
впереди основного поршня 18, обеспечивается возможность подачи большого объема воздуха под давлением
в камеру сгорания 55, который дополнительно сжимается при конечном движении поршня 18.
до плотности, равной плотности в двигателях с гораздо меньшей камерой сгорания.
Камера сгорания 5 имеет такой большой объем, что перемещения поршня 18 в одиночку недостаточно для
сжатия воздуха до давления, необходимого для работы в так называемом цикле сжатия с воспламенением.
Однако в этом новом двигателе, благодаря соединению цилиндра и поршня наддува с основным цилиндром и
поршнем и передаче объема воздуха из цилиндра наддува в основной цилиндр 4 в нужное время, в основном
цилиндре образуется большой объем воздуха, так что заключительный такт сжатия поршня 18 сжимает
большой объем воздуха в камере сгорания 55 до давления, необходимого для работы двигателя в режиме
цикла сжатия с воспламенением. Из рис. 1 видно, что цилиндр 17 имеет больший диаметр, чем рабочий
цилиндр 16, и что поршень 2,5 имеет больший ход, чем рабочий поршень 18. Преимущество подачи большого
объема воздуха в камеру сгорания основного цилиндра заключается в том, что это позволяет более свободно
сгорать топливу при его впрыскивании в воздух под давлением в камере сгорания, что предотвращает резкие
скачки давления и, следовательно, исключает детонацию, обеспечивая тем самым более эффективное
сгорание, повышение эффективности и мощности, а также снижение эксплуатационных расходов.
Теперь, когда мы подробно изучили и определили природу нашего изобретения и способ его осуществления,
мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_390191.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=390191&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB390191A
[]
4lioiek
р..енндом 7АПР.'. ПАТЕНТ itgegeven den 2 7. АПР. 1933
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения конвенции (США): 23 июля 1930 года. 39 9 0 19 1 Дата подачи заявления (в Соединенном
Королевстве): 29 июня 1931 года. № 18785/31.
Завершено: 29 марта 1933 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в процессе производства галогенидов углерода.
Мы, компания E. I. Du PONT DE NEMOURS AND Co., зарегистрированная и действующая в соответствии с
законодательством штата Делавэр, Соединенных Штатов Америки, расположенная в Уилмингтоне, штат
Делавэр, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем о характере данного изобретения и способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к усовершенствованию методов получения фторированных органических
соединений. Ранее было предложено производить соединения углерода, хлора и фтора с использованием
фторидов ртути и фторидов серебра. Фториды ртути и серебра — относительно дорогостоящие вещества, а
их получение в удовлетворительном виде представляет собой довольно сложную задачу.
Вследствие этого, стоимость продукции, изготовленной этими методами, оказывается относительно высокой.
Последние достижения в области холодильной техники показали, что многие из этих соединений являются
превосходными хладагентами, свободными от опасностей, обычно присущих хладагентам, таким как диоксид
серы и аммиак, или органические соединения, такие как метилхлорид. Поэтому производство этих соединений
в экономически выгодных масштабах является желательным, и настоящее изобретение призвано улучшить
существующие методы и сделать производство более эффективным.
Эти вещества легкодоступны и относительно недороги.
Настоящее изобретение основано на наблюдении, что вместо дорогостоящих фторидов ртути и серебра
можно использовать относительно недорогие фториды легких металлов, такие как фторид натрия или
кальция.
Согласно настоящему изобретению, усовершенствованный способ получения фторированных парафиновых
углеводородов включает в себя реакцию галогенированного парафинового углеводорода, содержащего
галоген, отличный от фтора, и фторида щелочного или щелочноземельного металла.
Изобретение будет сначала описано в простейшей форме, а именно, в виде реакции тетрахлорида углерода и
фторида легкого металла. Тетрахлорид углерода — удобный галогенированный углеводород, но можно
использовать и другие, например, хлороформ, гексахлорэтан и тетрахлорэтан. 55 Процесс вкратце
заключается в испарении четыреххлористого углерода и пропускании паров через реакционный сосуд,
содержащий нагретый фторид. Предпочтительно нагревать его до температуры выше 3500 °C, но 60 не
предполагается ограничиваться этой минимальной температурой, поскольку процесс может быть
экономически целесообразным и при других температурах и условиях.
Пары, выходящие из реакционного сосуда 65, содержащего нагретый фторид, пропускаются через
охлаждаемый водой или холодильный конденсатор, который возвращает непрореагировавший тетрахлорид
углерода в испаритель, позволяя газообразным продуктам, содержащим фтор, проходить дальше; эти
газообразные продукты затем очищаются и сжижаются путем пропускания через низкотемпературный
конденсатор или путем сжатия и охлаждения водой. Изобретение 75 будет более подробно описано в связи с
получением углеродно-хлиорино-фторсодержащих соединений из фторида кальция.
Оборудование, подходящее для проведения процесса 80, схематически показано на прилагаемом чертеже.
На рисунке 7 изображена реакционная трубка, содержащая фторид кальция, в которую вставлено углубление
для термопары 2, содержащее термопару 1 для регистрации температуры, достигаемой фторидом кальция.
Реакционная трубка показана в вертикальном положении, а поток четыреххлористого углерода направлен
вверх; однако очевидно, что форма, размер или расположение печи и других устройств могут значительно
варьироваться, если будут обеспечены надлежащие средства для пропускания паров четыреххлористого
углерода над или через нагретый фторид кальция. 95 Нижний конец реакционной трубки 7 соединен с
испарителем тетрахлорида углерода 10 на нагревателе 12; электрическая печь 6 поддерживается элементом
9 и расположена таким образом, чтобы окружать реакционную трубку; элемент 100 4 представляет собой
регулятор температуры для регулирования количества нагрева. 6. Соединение 16 ведет от верхнего конца
реакционной трубки 7 к конденсатору 5.
Нижний конец конденсатора 5 соединен 105 с линией возврата тетрахлорида углерода и ловушкой S (7
390,191); верхний конец линии возврата выполнен в виде средства разделения жидкости и газа 17, имеющего
выход газа S, ведущий к скрубберам, таким как 13, 14 и 15. Они, в свою очередь, соединены с
низкотемпературным конденсатором и коллектором 20. Устройство для разделения жидкости и газа 17
показано снабженным периодическим сифонным переливным устройством 21 с дозирующим устройством
Reilux; калиброванный конденсатор для сбора SO 19 показан расположенным между скрубберами и
конечным коллектором 20. Рефлюксметр 21 и измерительный коллектор 19 не являются необходимыми для
обычной работы, но показаны как средства, используемые для определения скорости потока и
производительности, о которых будет сказано позже.
В процессе работы сначала включают нагревательный ток в печи 6 до тех пор, пока температура фторида
кальция, помещенного в реакционную трубку 7, не достигнет желаемой точки. Затем тетрахлорид углерода
испаряется из колбы 10 с помощью нагревателя 12 и проходит через фторид кальция, где часть его
превращается во фториды, которые кипят при температурах значительно ниже точки кипения тетрахлорида
углерода. Газовая смесь после выхода из реакционной трубки проходит через конденсатор 5, который
удовлетворительно охлаждается водой, хотя для обеспечения регулируемого охлаждения или для
обеспечения более высокого или низкого уровня охлаждения, чем тот, который обеспечивается обычным
водоснабжением, могут применяться другие средства охлаждения или регулируемый контроль температуры
воды. Основная часть четыреххлористого углерода здесь сжижается и, насыщаясь различными газами при
температуре конденсатора, отделяется от газообразных соединений фтора.
Сконденсированный тетрахлорид углерода возвращается в колбу 10, а несконденсированные газы поступают
в скрубберы. На прилагаемом чертеже показаны три скруббера; 13 содержит: разбавленный водный раствор
гидроксида натрия 1,5 для удаления любых соединений кремния или кислых газов, таких как хлор и CO2; 14
также содержит разбавленный раствор щелочи для полного удаления соединений кремния и тому подобного;
1,5 содержит CaCl2 для удаления водяного пара. Из скрубберов газы проходят дальше и сжижаются в
низкотемпературном конденсаторе 19, где можно измерить количество образующегося продукта. После этого
температура 19 повышается, и продукт перегоняется в коллектор 20. Продукт, разумеется, может быть собран
непосредственно в пункте 20 путем исключения пункта 19. При желании газы можно сжижать путем
умеренного сжатия (например, до давления 40-50 фунтов на квадратный дюйм) с последующим водяным
охлаждением, вместо использования низкотемпературного конденсатора, показанного на чертеже.
Было установлено, что для этой реакции подходят различные формы фторида кальция, такие как осажденный
фторид кальция или природный флюорит. Материал может использоваться в порошкообразной или
гранулированной форме, при этом должны быть обеспечены надлежащие условия для хорошего контакта
между твердым веществом и парами тетрахлорида, а также достаточно равномерное и легкое течение
последнего через твердое вещество. Для достижения высокой скорости реакции желательно довести фторид
кальция до мелкодисперсного состояния, после чего его можно будет удовлетворительно использовать либо
в исходном виде, либо в спрессованном или иным образом модифицированном виде, приготовленном из него.
Таким образом, природный фторид, измельченный до состояния порошка с размером частиц от 10 до 20 меш,
реагирует лишь медленно; в то время как при измельчении до размера частиц около 200 меш достигается
высокая скорость реакции, независимо от того, используется ли этот порошок в исходном виде или
предварительно добавляется в таблетки диаметром около 1/4 дюйма. Было установлено, что добавление
небольшого количества, например, 2%, CaCl2 к CaF2 перед формованием пилей полезно в качестве
связующего вещества. Предпочтительно использовать фтористый шлак высокой чистоты, поскольку
различные примеси замедляют скорость реакции до неэкономичных значений.
Скорость реакции при надлежащих условиях довольно высока; например, реакция 9D проводилась со
скоростью более 200 фунтов продукта на кубический фут объема печи за 24 часа. Более того, степень
превращения за один проход достаточно высока; таким образом, более 300% паров тетрахлорида углерода,
поступающих в реакционную трубку, превращаются в хлорфториды за один проход через фторид кальция.
В условиях, использованных в описанных здесь экспериментах, было установлено, что скорость реакции
является удовлетворительной в диапазоне температур от 400°C до 5500°C, хотя при более низких
температурах были получены аналогичные продукты за счет снижения скорости реакции. 110 В целом,
образование двух низкокипящих соединений, CF4 (температура кипения -1360 °C) и CFWCl (температура
кипения -833 °C), незначительно, если вообще происходит; однако продукт состоит в основном из CF2Cl2
(температура кипения около -25 °C) и CFCl3 (температура кипения около +250 °C), а также небольшой доли
CCII (температура кипения 770 °C), полученной вместе с CF2Cl2 и CFWCl из сепаратора 17. Варьируя
температуру, поддерживаемую в конденсаторе 5, CFCI, сопровождающий CF2Cl2 на выходе из реакционного
сосуда, может либо в значительной степени возвращаться в испаритель для превращения в CF2Cl2, либо
проходить через i2S и конденсироваться с CF2Cl2, от которого его, вместе с любым CCL, можно легко
отделить методом ректификации. Таким образом, относительно легко получить неочищенный продукт,
состоящий преимущественно из CF2Cl2, 30 390,191, а также лишь умеренной доли GFOJ и следов CCl4.
В целом, минимальное количество CClF образуется, если скорость подачи CO14 низкая, а температура
конденсатора 5 поддерживается низкой, например, около 0,0 °C, поскольку большая часть образовавшегося
O2F будет возвращена вместе с CCl4. Более высокая скорость образования GOLF достигается при высокой
подаче CC14 jo в реакционную трубку и поддержании температуры, например, 40-500 °C, в конденсаторе 5,
чтобы позволить Ol3F проходить дальше в неконденсированном виде.
Скорость реакции лишь умеренно замедляется хлоридом кальция, образующимся на фториде по мере
протекания реакции, так что при надлежащем регулировании условий большая часть исходного заряда
фторида кальция, например, значительно более 30%, может быть экономически эффективно использована в
реакции до того, как скорость станет слишком низкой для практических целей. Когда эта стадия будет
достигнута, остаток можно промыть от хлорида кальция и снова загрузить в реактор. Если избегать чрезмерно
высокой температуры и чрезмерно длительного воздействия паров в реакционном сосуде, то разрушение
тетрахлорида углерода в результате побочных реакций будет относительно незначительным. При 4000 °C
скорость реакции составляет приблизительно 1/10 от скорости при 5000 °C, тогда как при 3500 °C она
составляет лишь около 1/100 от скорости при 5000 °C; при температурах на 3 °C выше примерно 5500 °C
наблюдается заметное и возрастающее снижение концентрации из-за побочных реакций; при 6440 °C
существование эвтектической точки для CaF и CaCl приводит к плавлению.
Поэтому предпочтительно работать при температурах от 3500 °C до точки плавления образующейся смеси
хлорида кальция и фторида, а также, предпочтительно, от 4500 до 5500 °C.
Приведенные ниже примеры служат иллюстрацией процесса изобретения, однако, поскольку условия могут
варьироваться в довольно широких пределах, не предполагается ограничивать изобретение только указанной
температурой и другими условиями.
ПРИМЕР I.
В горизонтальную реакционную трубку из пирекса с внутренним диаметром 1 мм было помещено 175 г
осажденного фторида кальция, почти полностью заполняющего поперечное сечение трубки через
реакционную зону длиной 22 см и имеющего объем около 270 см³. Она нагревалась до 5000 °C в печи,
окружающей трубку. Через эту реакционную трубку циркулировал пар четыреххлористого углерода; за
исключением горизонтальной реакционной трубки, установка была представлена на прилагаемом чертеже.
Через 6 часов было получено 50 мл жидкого продукта. Этот продукт начал кипеть при температуре чуть выше
-300 °C, и более половины его испарилось при температуре ниже -100 °C, что указывает на то, что основным
компонентом был CFCl. Скорость образования продукта приблизительно соответствует стандартной
производительности (СТ) 50 х 1,7 х 24 х 2S3001 _ 7 фунтов 454 х 6,5 х 270 Дж продукта на кубический фут
реакционного пространства за 24 часа.
ПРИМЕР II. 7:> Осажденный фторид кальция был сформирован в таблетки диаметром 3/8 дюйма, а затем
измельчен. Из этих гранул размером от 10 до 20 меш 390 г (=5 молей) было загружено в стеклянную трубку из
пирекса 8Q диаметром около 5 см, занимающую в ней около 350 см³. В испарительную колбу 10 поместили
230 г CCO1, и пар из нагретой колбы циркулировал через реакционную трубку в течение 100–85 минут,
поддерживая температуру в трубке на уровне 5000 °C; температура конденсатора 5 поддерживалась на
уровне 0°C.
По истечении этого периода из испарителя исчезло 212 г CCO, а в конденсаторе 19, поддерживаемом при
температуре -800°C, собралось 90 136 г жидкого продукта. Затем в испаритель была введена вторая порция
CC14, и процесс продолжался еще 160 минут; за это время исчезло еще 192 г C004 и образовалось еще 111 г
продукта, что в сумме составило 404 г.
(2
.62 моли) COCl, израсходовано, и в общей сложности получено 247 г продукта за 260 минут работы. Твердый
остаток в реакционной пробирке теперь весил 445 г; увеличение веса за счет частичного превращения CaF в
CaCl составило 55 г.
Средняя скорость, с которой пары CCl·10,5 проходили в реакционную трубку на протяжении всего
эксперимента, составляла около 10 граммов в минуту. Скорость реакции за весь период в 260 минут
соответствовала стандартной годичной норме ila 247 x 1440 x 28300 244 454 x 260 x 350 = После герметизации
и взвешивания жидкого продукта почти весь его переливали в другой сосуд и выпаривали, а дистиллят
собирали в градуированном конденсаторе 115, поддерживаемом при температуре -800 °C. В таблице ниже
представлены результаты дистилляции, которые приблизительно указывают на природу полученного
продукта.
70390,191 Конденсат, закипающий при температуре -800 °C, собирается в приемнике. "C. cc. Объем % от
общего количества конденсата -28 - 23 - 20 -1,5 -10 - a + 5 +10 +1,5 +20 +25 +30 +35 +40 +50 1-я капля 31 72 89
97 103,5.
10s 111 114.5 117.5 124 131 134 135.5 75% 97.5 Плюс остаток) кипение - 139 100 выше 50 -J 103.5 см³.
конденсат, перегоняемый между -28 и 00, представляет собой приблизительно CF2Cl2 (т.кип. -250> 135.5 -
103.5=32 см³. конденсат между 0 и +500 представляет собой приблизительно WFCl, (т.кип. + 250)
139-135,5=3,5 см³. Конденсат представляет собой приблизительно C014 (т.кип. + 770). Составные части -25
продукта CFC12. Температура плавления сСт.
Жидкость 103,5 32 3,5 Плотность жидкости при -80°C ) 1,66 1,75 1,82 Прибл. % по весу. Граммы положения
продукта в соответствии с этим тестом на кипение 172 56 73 24 234 Поскольку собранный продукт
представлял собой, по сути, смесь CF2Cl2 и CFCl3, как показано температурой кипения, и поскольку
необразование ClFYCl3 и OF4 было подтверждено тем фактом, что ничего не не сконденсировалось в
приемнике -80, мы можем рассчитать приблизительный выход на основе CO14 и распределения продукта
между CF2Cl2 и CFCl3, исходя из уже приведенных данных, т.е. из 404 г, 01e, 4C, исчезнувшего, 247 г
собранного продукта и 55 г увеличения веса CaF2.
Предполагаемый состав.
- 01 по весу. Граммы CF2Cl2 CFCl c0l1 Всего 69 28 100% 170,3 69,3 7,4 247,0 Моли 1,41 0,504 0,05 1,98
Прирост массы
из CaF2 грамм 46,5 8,3 55.
%/q исчезающего CCL4, обусловленный продуктом 54. Таким образом, рассчитанный состав продукта
составляет 690% по массе. CF2Cl2, 28% по массе.
ХФУ 2 и 3% по весу. Cel, - приблизительно совпадает с уже полученным результатом, выведенным из
температуры кипения. Анализ основной части продукта, а именно дистиллята, полученного в диапазоне
температур от -280 до -100 °C, показал молекулярное соотношение фтора к хлору 1,02 к 1,00, что практически
соответствует формуле CF2Cl2.
Количество CaF2, использованного в этом примере (390,191), то есть количество исходного фтора,
преобразованного в CF2Cl2 и sCFC13, составляло приблизительно 0,50 1,41 + 2 x10-33/ EXAmrLE III.
В этом эксперименте источником используемого CaF2 служил природный кристаллический флюорит, который
измельчали в мелкий порошок, затем прессовали в таблетки и измельчали до размера частиц 10-20 меш при
температуре от -300 до -15°C. Температура реакции составляла 500°C. В этом эксперименте за 245 минут
было получено 51 г продукта, а 90 г CCO1 было израсходовано. Скорость реакции здесь соответствовала
значению S.TXY, равному 51 x 1440 x 28300 454 x 245 x 350 = 54 фунта.
Количество продукта за 24 часа на кубический фут заряда CaF2 в зоне реакции.
Объем конденсата. Запись температуры кипения продукта.
6 сц.
11, 14, 17 1, 17.5 20.
90.24.
27.
17xl.66=28,3 г.=610/ по массе общего продукта = CF.Cl2 j l 9,5 x 1,75=:16,5 г. =350% по массе от общего
продукта = CFCl3 × 1 × 0,82 = 4668 г. = 00% по массе от общего продукта = CCl4. Принимая состав продукта,
как показано в приведенной выше записи о температуре кипения, т.е. содержащем около 61% по массе.
[.61x5x x154 +.35x51x 135] > 90-.04 X 51 ПРИМЕР IV.
450 В реакционную трубку загружали граммы NaF в виде фрагментов размером 10-20 меш и нагревали до
температуры от 5200 до 5700 °C, после чего пропускали пары четыреххлористого углерода, как и в
предыдущих экспериментах. Образование продуктов происходило несколько медленнее, чем в случае
фторида кальция, и по истечении 3,5 часов собиралось около 1 мл в час. Этот материал обладал теми же
характеристиками, что и материал, полученный из фторида кальция.
Ограничение реакций для получения высокого выхода желаемого продукта и минимизация побочных реакций
достигаются за счет использования соединений, относительно свободных от примесей и, в частности,
относительно свободных от воды.
В примерах для иллюстрации описано фторирование четыреххлористого углерода. Фторирование других
галогенсодержащих производных парафинов может быть проведено в аналогичной среде CF2M1, 35% CF1 и
4% CC1, при этом собранные CF2Cl1 и CFCl будут составлять <100 =68% от исчезнувшего CC14.
манера. Особо следует отметить желаемые результаты, полученные при использовании хлор- и
бромпроизводных таких 65 углеводородов.
В тех случаях, когда в описании или формуле изобретения используется слово «фторирование»,
подразумевается, что оно охватывает введение фтора в молекулу галогенированного парафинового
углеводорода, особенно введение фтора путем замены другого галогена.
Порядок добавления реагирующих компонентов не имеет особого значения для получения желаемого
соединения. Указанные относительные количества материалов и температуры могут значительно отличаться
от тех, что приведены в примерах. Описанные здесь 80 процессов могут осуществляться при сверхвысоком
или пониженном атмосферном давлении. Нет необходимости проводить этот процесс в коррозионностойком
оборудовании. Присутствие воды оказывает негативное влияние на процесс, но не останавливает реакции
полностью.
При желании пары могут быть спрессованы и впоследствии сконденсированы под давлением, либо пары
могут быть разделены на различные составляющие части сразу после их образования.
В тех случаях, когда исходное органическое галогенсодержащее производное содержит водород, в процессе
фторирования может происходить замещение водорода галогеном. Это особенно актуально, если в
реакционной массе присутствует свободный галоген, например, хлор. Преимуществом данного изобретения
является экономичность процесса, не требующего использования коррозионных и токсичных кислот.
Описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_390192.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=390192&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB390192A
[]
ПАТЕНТ
-, L __D AE Lj '
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Я? ni., 1021 1" /1 n390192 9- W1 Полностью слева: янв. 22, 1932.
Заявка принята: 28 марта 1933 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Соседние файлы в папке патенты