DE1801396A1 - Fliessbett-Beschichtungsvorrichtung - Google Patents

Description

f>ATENTANW/£LTE . I Ö U I J

. PATENTANWALT DiPl.-ING. R. MDLLER-BORNER PATENTANWALT DIPL-ING. HANS-H. WEY

1 BERLI N-DAHLEM 33 . PODBI ELSKIALLE E 68 8 MÖNCHEN 22- WIDENM AY ER STRASSE 49

TEL. 0311 · 762907 ■ TELEGR. PROPINDUS · TELEX 0184057 γ_Ε|.. 0811 ■ 225585 · TELEGR. PROPINDUS . TELEX 0S24244

20 597/8 Berlin, den 2. Oktober 1968

Europäische Atomgemeinsohaft (EURATOM), Brüssel. (Belgien)

Fliesebett-Besohiohtungsvorriohtung

Die Erfindung bezieht sich auf Fliessbettvorrichtungen zum Be- " schichten von gekörntem Material· Es wurde bereits vorgesohlagen, mit Hilfe einer pyrolytisohen Kohlenstoff- oder Siliziumkarbidablagerung aus einem Gas oder einem Dampf einen Überzug auf Teilchen aufzubringen.» Die für die Ablagerung dieser Substanzen erfordernohe hohe Temperatur machte es notwendig, die das Gas oder den Dampf dem Fliessbett zuführende Leitung unter die Zersetzungstemperatur des Gases oder Dampfes bis zu der Einspritzstelle in das Fliessbett zu kühleno

Darüber hinaus sind im Hinblick auf die Verminderung der Ab-* lagerung von Kohlenstoff an den Wänden oder an sonstigen an die Einspritzstelle angirenzenden Iläohen Zweilochdüsenau8 führung en vorgeschlagen worden mit dem Ziel, einen Strom inerten Fliessbettgases über die Flächen der Fliessbettvorrichtung um die Zone herum zu verteilen, in welcher die Reaktion stattfindet»

Hierbei ergeben sich jedoch Schwierigkeiten,

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eine Konstruktion zu erreichen, bei welcher ein hoher Konzentrd&itätagrad der verschiedenen koaxialen Strömungadurohlässe gewährleistet iat und wobei sioh eine gleichmäsaige Gasverteilung erreichen lässt» Eine gleiohmässige Verteilung dea inerten Fliessbettgases ist erwünscht * da sie dem Verhindern von Ablagerungen, der Beschiehtungssubstanzen an den Flächen dei? Vorrichtung, die das Beschichtungsverfahren beeinträchtigen könnten, förderlich sein kann»

Erfindungsgemäss wird eine Fliessbettvorrichtung zum Beschichten von kornförmigen Stoffen oder Gegenständen mittels Pyrolyse eines Strömungemittels in Vorschlag gebracht $ die aua einem Behandlungsgefäss und einer Strömungsmitteleinspritzeinheit }$it zueinander koaxialen Einlassen für Fliessbett- und Behandlungsatrömungsmittel besteht und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Einlass für das Fliessbettströmungsmittel so angeordnet ist, dass um den Einlass für das Behandlungsatrömungsmittel herum Strömungsmittel in wenigstens zwei gesonderten Strömen eingespritzt wird, von welohen einige mit Hilfe des Einlasses für das Fliessbettströmungsmittel über die Einspritzöffnung für das Behandlungsströmungsmittel und andere über die Innenfläche oder Innenflächen des Gefässes geleitet werden»

Dazu kann ein Einlass für Behandlungaströmungsmittel mit Hilfe der Mündung eines Rohrs vorgesehen werden, das äussere Längs-

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nuten aufweist zum Bilden von koaxialen Kanälen für Pliessbettstliömungsmittel· Dae Rohr trägt in der Nähe seiner Mündung vorzugsweise einen Ring» der zum Aufteilen des Stromes aus den Nuten in zwei ringförmige Strahlen dient,von welchen einer um die Mündung des Rohrs herum auetritt· Der andere ringförmige Strahl kann zwisohen dem Aussenumfang des Ringes und den Aufweitungen der Bohrung im Boden des Gefässes, aus dem das Rohr herausragt, abgegrenzt sein· Auf diese Weise werden die ringförmigen Austrittskanäle oder -Zwischenräume für die Strömungsmittelstrahlen zueinander genau koaxial ^

gehalten·

line Ausführungsform der Plieasbett-Besohiohtungsvorriohtung nach der Erfindung ist in der Zeiohnung dargestellt und wird im folgenden näher beschriebene Ss zeigern

Pigβ 1 einen axialen Langesohnitt duroh den unteren Teil der Vorrichtung und duroh die Strömungsmittelein- " spritzeinheit,

Fig* 2 einen Teil von Fig· 1 in vergrössertem Massstäbe und Pig. 3 einen Schnitt naoh der Linie A-A in Pig» 2»

G-emäss der Darstellung in Pig· 1 hat die innen konisch ausgebildete Graphitbasis eines rohrförmigen Fliessbettgefässee 1 einen zylindrisch ausgebildeten Endabsohnitt 2, der in ein

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Senkloch eines Graphit-Halt erungs ringe β 3 eng hineinpasst» Die innere Konizität des Gefässes 1 geht in eine mit ihr im wesentlichen übereinstimmende konische Aufweitung 4 im oberen Teil der Bohrung des Halterungsringes 3 über» Der Ring 3 hat einen Gewindeabschnitt 3a, auf den eine Graphit-Mutter 5 aufgeschraubt ist₉ die ausserdem zum Anbringen der wassergekühlten Gaseinspritzeinheit 6 dient» Diese Einheit umfasst eine äussere Hülse 7» die auf ihrer Auasenaeite mit Schraubgewinde versehen ist zwecks Yerschraubena mit der Mutter 5* die den Hniterungsring 3 und die Hülse 7 zusammenhält·

Die Bohrung des Ringes 3 nimmt im Schiebesitz ein Molybdänrohr 13 auf, das von dem Ring aus die die WaseerkUfeleinheit unabhängig von dem R©hr 13 tragende Hülse 7 durehragt» Der Aussenumfang des Rohres 13 ist mit Längsnuten 14 versehen, die sieh zur Mündung 13a dee Rohres 13 hin allmählich vertiefen. Die Mündung 13a bildet eine Einsprit«öffnung für das Behandlungsgas» An diesem Ende hat das Rohr 13 einen reduzierten Aussendurehmesser, und der duroh diese Reduzierung entstehende Absatz ist mit einer Senkung versehen, um eine Ringnut 15 (Fig» 2) mit einem festen Randabsohnitt 16 zu bilden· In die Nut 15 ist im Schiebesitz gegen die Innenfläche des festen Randabschnitts 16 ein Ring 17 aus Graphit eingesetzt» Die Tiefe der Hut 15 iet derart bemessen, dass an ihrem Boden ein Ringkanal 15a entsteht*, der mit allem Längenuten 14 so in Verbindung steht, das« tin ringförmiger Spielraum 16 verbleibt, der um den in seinem Durchmesser

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reduzierten Endabschnitt des Rohres 13 herum eine ringförmige Einspritzöffnung für inertes (Jas bildet»

Auf diese Weise entstehen freie Durchlässe zwisohen den aus den Iiänganuten 14 gebildeten Kanälen und erstens einem ringförmigen Raum 19 um das Rohr 13 herum gegenüber der konischen Aufweitung 4 des Ringes 3 und zweitens einer ringförmigen Einspritzöffnung 18 um die !Bindung 13a des eigentlichen Rohres 13 herum«

Der Innendurchmesser der Hülse 7 ist gestuft zur Aufnahme Ton zwei zueinander koaxialen Rohren aus rostfreiem Stahl» und zwar eines Aussenrohrea 8 und eines Innenrohr es 9» während ein ebenfalls aus rostfreiem Stahl gefertigtes drittes innerstes Rohr 10 in der Bohrung der Hülse 7 befestigt ist· Das Ende des in der durch die gestuften Durchmesser entstehenden Ausnehmung Im Sehiebeeitz angebrachten Innenrohrs 9 ist bei 9a durchbrochen, um zwisohen den ausaeren und den inneren Ringräumen 11, 12, die Durchlässe für das Kühlwasser bilden» ä eine wechselseitige Verbindung herzustellen*

Seim GFebrauoh fliesst entlang dem Aussenrohr 8 stetig Kühlwasser und strömt durch die Ringräume 11, 12, während inertes G-as in die Ringräume zwischen dem Rohr 10 und dem Rohr 13 und Kohlenwasserstoff oder ein sonstiges Behandlungsgas in das eigentliche Rohr 15 hineingeleitet wird» Demzufolge fliesst das Behandlungsgas gerade in den Boden des Gefässes 1 hinein,

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währeni ias inerte Gaa in die Kanäle zwischen den in der Wand de« Rohres 13 ausgebildeten, sich sur Mindung des Hobrea lain vertiefendem Muten 14 hineinströmt* An der QTber» esite dea Rohres 13-treten die Ströme inerten öasea aus dem Nuten aus und gelangen in den Ringkanal 15a und tob. dort aus sowohl in den ringförmigen Zwischenraum 18 hinein* um aus ihm als ringförmiger Strahl um ilen Behandlungsgas einlass in das Ctefäse» doh» tua äi« !Bindung 13a de® Rohres 13 hering ale aueit als zweiter ringförmiger Strahl um den eigentlichen Ring 17 herum auszutreten» Der Ring 17 ist so ausgebildet^, dass er den zweiten ringförmigen Strahl der Aufweitung 4 ent« lang leitet» deren Flächen an die Flächen des Gefäsets 1 bündig angrenzen»

Das Rohr 13 ist mit Hilfe nicht dargestellter Mittel in axialer Richtung so einstellbar» dass sich die über den ringförmigen Zwischenraum 19 und über die ringförmige öffnung 18 strömenden Anteile inerten Gases verändern lassen»

Die beiden Ströme inerten Gases st aminen aus ununterbrochen ringförmigen Strahlen oder Öffnungen zum Bestreichen der Düse und der Gefässfläohen, wobei die ringförmigen öffnungen so atigegrenzt sind» dass sie unbesohadei der Wärmebewegungen oder der formveränderung zwischen dem wassergekühlten Teil der Einheit und den bei hoher Temperatur arbeitenden Teilen der Vorrichtung koaxial zu der Einspritzöffnung für das Behandlungsgas verbleiben» Das Wärmegefälle zwischen diesen

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Teilen ist so, dass bei der verfügbaren Kühlung die Rohraründung 13a in ausreichendem Masse gekühlt wird, um in dem Rohr 13 eine Ablagerung von Beschiohtungssubstanzen zu verhindern, wobei zugleich die Wärmeverluste aus dem Ofen in die wassergekühlten feile gering gehalten werden. Die erste Wirkung wird erzielt, indem der Berührungsbereich zwischen dem das Behandlungsgas führenden Rohr 13 und dem Halterungsring 3 auf die Fläche der Stege zwischen den Nuten beschränkt wird, während die zweite Wirkung erzielt wird, indem daa fliesabettströmungsmittel auf seinem Weg aus dem wasserge- ™ kühlten Abschnitt zu dem Ring 17 als Kühlmittel für das Rohr 13 verwendet wird· Darüber hinaus wird bei dieser Ausführungeform ein. unerwünschter Wärmeübergang aus der konischen Graphitbasis 1 auf die wassergekühlte Hülse 7 erheblioh verringert» was zu einem Abstand zwischen der Gefässbasis 1 und dem wassergekühlten Abschnitt führt, der etwas grosser 1st als bei vielen bisher bekannten Ausführungen oder Bauarten»

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Pat entansprüoh e t

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Claims (1)

1. PATENTANWÄLTE

   I ö U I O 9 6

   £>ip&j7n₉. J&ns-Jßinric/I QAy

   PATENTANWALT DIPL-ING. R. MOLLER-BORNER #) PATENTANWALT DIPL-ING. HANS-H. WEY

   BERLIN-DAHLEM 33 · PO DBI ELSKIALLEE 68»Χ· β MDNCHEN 22 · Wl D E N MAYE R STRASS E 4?

   TEL. 03Π · 762907 · TELEGR. PROPINDUS · TELEX 0184057 TEL. 0811 · 225585 · TELEGR. PROPINDUS · TELEX 0524244

   597/8 Berlin, den 2 ο Oktober 1968

   Europälsohe Atomgemeinschaft (EURATOM), Brüsael_J^Be Ig i en)

   Patentansprüche :

   1» Fllessbettvorrlehtung zum Beschichten von kornförmigen Stoffen oder Gegenständen mittels Pyrolyse eines Strömungsmittels, bestehend aus einem Behändlungsgefäse und einer Strömungsmitteleinspritzeinheit mit zueinander koaxialen Einlassen für Fliessbett- und Behandlungsetrömungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (18) für das Fliessbettströmungsmittel so angeord-t net ist, dass um den Einlass (13a) für das Behandlungsströmung smitt el herum Strömungsmittel in wenigstens zwei gesonderten Strömen eingespritzt wird, von welchen einige mit Hilfe des Einlasses für das Fliessbettströmungamittel über die Einspritzöffnung für das Behandlungeströmungsmittel und andere über die Innenfläche oder Innenflächen des Gefässes (1) geleitet werden·

   Vorriohtung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsströmungsmittel über ein Rohr (13) einge-

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   lassen wird* das in seiner Auaaenwand Nuten (14) auf« weist, die im Zusammenwirken mit angrenzenden Bauteilen (3) Kanäle (18, 19) für das Fliessbettströimingemittel bilden»

   3.· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (14) nahe einem Ende des Rohres (13) angrenzend an den Einlass (13a) für das Behandlungsströmungsmittel über einen Ringkanal (15a) miteinander in Verbindung stehen, von dem aus das Eliessbettströ— mungsmittel in zwei Ströme aufgeteilt wirdj die über die Mündung (13a) des Rohres und über die flächen des Gefässes (1) streichen©

   4* Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, das« die Wand des Rohres (13) an dem dem Einlass für das Fliessbettströmungsmittel benachbarten Ende einen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser aufweist, wobei in der Stirnfläche des so entstandenen Absatzes eine einen f mit den Iiänganuten (14) in Verbindung stehenden Ringkanal (15a) abgrenzende Ringnut (15) ausgebildet und in. der Ringnut *ln Ring (17) in der Weise befestigt ist, dass zwischen dem Ringkanal und der Mündung (13a) des Rohres ein ringförmiger Durchlass (18) entsteht»

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   ORIGINAL fNSPECTED