DE321769C

DE321769C - Method for separating gas mixtures

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Publication number: DE321769C
Application number: DE1915321769D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1915-04-08
Filing date: 1915-04-08
Publication date: 1920-06-14

Description

Verfahren zum Entmischen von Gasgemischen.Method for separating gas mixtures.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. April 1915 ab. Patented in the German Empire on April 8, 1915.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren, um Gasgemenge unter dem Einfluß eines dieselben durchfließenden elektrischen Stromes zu entmischen. Es wurde gefunden, daß bei Durchgang von Gleichstrom durch ein Gemisch zweier Gase, z. B. Neon und Argon, sich das eine Gas (Argon) an der Kathode, das andere-(Neon) an der Anode anreichert. Sind drei Gase vorhanden, z. B. The subject of the invention is a method to gas mixture to separate under the influence of an electric current flowing through them. It has been found that when direct current flows through a mixture of two gases, z. B. neon and argon, one gas (argon) at the cathode, the other - (neon) enriched at the anode. Are there three gases, e.g. B.

Neon, Stickstoff und Quecksilberdampf, so tritt eine Schichtung derart ein, daß ein Gas an der Anode, das zweite in der Mitte, das dritte an der Kathode sich anreizhert.Neon, nitrogen and mercury vapor, so a stratification occurs like this one that one gas at the anode, the second in the middle, the third at the cathode stimulates itself.

In allen bisher untersuchten Fällen hat sich gezeigt, daß die den Gasen eigentümliche Ionisierungsspannung für den Verlauf des Vorganges bestimmend ist. Da ein Gas mit der niedrigeren Ionisierungsspannung leichter ionisiert wird, als eines mit einer höheren, wird vermutlich von vorhandenen Mengen des ersteren ein größerer Bruchteil ionisiert werden, als von den des letzteren. Die vorhandenen positiven Ionen der beiden Gase werden also nicht in demselben Mengenverhältnis vorhanden sein, wie die beiden Gase vor der Ionisation, es werden von dem leichter ionisierbaren Gas verhältnismäßig mehr Ionen entstehen; diese wandeln zur Kathode und es wird dort also eine Anreicherung an dem Gas mit der niedrigeren Ionisierungsspännung eintreten. In all the cases examined so far it has been shown that the The ionization voltage peculiar to gases determines the course of the process is. Since a gas with the lower ionization voltage is more easily ionized, as one with a higher one, is believed to be from existing quantities of the former a larger fraction will be ionized than that of the latter. The existing positive ions of the two gases are therefore not in the same proportion be present, like the two gases before ionization, it will be easier from that ionizable gas produces proportionally more ions; these convert to the cathode and there is therefore an enrichment in the gas with the lower ionization voltage enter.

Für den Entmischungsvorgang ist eine lange Entladungsbahn günstig und ebenso eine beträchtliche Stromstärke. Um die erstere zu erreichen und gleichzeitig mit niederen Spannungen auszukommen, wählt man den Druck des stromdurchtlossenen Gasgemisches niedrig. A long discharge path is beneficial for the segregation process and also a considerable amperage. To achieve the former and at the same time To get along with low voltages, one chooses the pressure of the current-carrying Gas mixture low.

Um eine genügend große Stromstärke zu erreichen, werden für die Kathode entweder verdampfbare Metalle, wie Quecksilber und ähnliche Metalle (z.B. Alkalimetalle), oder feste glühende Elektronenspender, wie Wehneltkathoden, Kohle, schwerschmelzbare Metalle (Wolfram, Osmium, Tantal usw.), verwendet. Für den Fall, daß mit hohen Gleichstromspannungen gearbeitet werden soll, können mittels Hochspannungsgleichri chter gleichgerichtete Wedselströme - verwendet werden, da gleichgerichteter Strom dieselben Wirkungen hervorbringt wie Gleichstrom.In order to achieve a sufficiently large current strength, the cathode either vaporizable metals such as mercury and similar metals (e.g. alkali metals), or solid, glowing electron donors such as Wehnelt cathodes, coal, refractory ones Metals (tungsten, osmium, tantalum, etc.) are used. In the event that with high DC voltages to be worked can be rectified by means of high-voltage rectifiers Wedsel currents - used because rectified currents have the same effects produces like direct current.

Die Trennung. eines Gemisches von Neon und Argon wird z. B. so vollzogen, daß in ein langes an den Enden mit Elektroden versehenes Glasrohr in der Mitte das Gasgemisch unter vermindertem Druck langsam einströmt und an den Enden in der Nähe der Elektroden die angereicherten Gase kontinuierlich abgeführt werden. Wenn erforderlich, werden die angereicherten Gasgemische in einem zweiten, evtl. dritten usf. Apparat nochrnals dem Entmischungsverfahren unterworfen. Gute Resùltate. wurden bei der Entmischung von Neon-Argon erhalten unter Verwendung eines Glasrohres von r na Länge und 15 mm Durchmesser mit einer Kathode aus Alkalimetall und einer der üblichen Blechanoden. Die Betriebsspannung betrug 440 Volt, die Stromstärke etwa 1 Amp. und der Druck des Gasgemisches etwa 5 mm Quecksilbersäule. The separation. a mixture of neon and argon is z. B. so accomplished that into a long glass tube in the middle with electrodes at the ends Gas mixture slowly flows in under reduced pressure and close to the ends the enriched gases are continuously discharged from the electrodes. If necessary, the enriched gas mixtures in a second, possibly third etc. apparatus still subject to the segregation process. Good results. were at the Segregation of neon-argon obtained using a glass tube of r na length and 15 mm in diameter with an alkali metal cathode and one of the usual ones Sheet metal anodes. The operating voltage was 440 volts, the current was about 1 amp. And the pressure of the gas mixture is about 5 mm of mercury.

Sehr gute Erfolge ergibt das Verfahren bei der Entmischung von quecksilberdampfhaltigen Gasen, Dabei wird erfindungsgemäß dafür gesorgt, daß nur eine so geringe Menge Quecksilberdampf in den Entmischungsraum gelangen kann, daß sie durch das Verfahren bewältigt, also zur Kathode zurückgeführt werden kann. Zu diesem Zweck wird ein, die Kondensation des verdampfenden Quecksilbers unterstützender, relativ großer Katl odenbehälter vorgesehen. Die Wirkung dieses Kondensationsbehälters wird insbesondere bei der Anwendung des Verfahrens zum Betriebe von Edelgaslampen mit Quecksilberkathode dadurch unterstützt, daß zwischen Kathode und Leuchtrohr Prallflächen eingesetzt werden. The process is very successful when it comes to separating mercury vapor Gases, the invention is therefor made sure that only one way small amount of mercury vapor can get into the segregation space that it can through the process mastered, i.e. it can be returned to the cathode. To this end becomes a relative that supports the condensation of the evaporating mercury large cathode container provided. The effect of this condensation tank is especially when using the method for operating noble gas lamps Mercury cathode supported by baffles between the cathode and the light tube can be used.

Bekanntlich vernichten geringe Spuren von Quecksilberdampf die Leuchtkraft des Edelgases, z. B. Neon. Die in der Literatur beschriebenen Lampen dieser Art sind zu keiner praktischen Verwendung gekommen, weil die bisher vorgeschlagenen Methoden zur Abhal tung des Quecksilberdampfes vom Leuchtrohr, in welchem das Edelgas allein leuchten soll, entweder nicht genügend wirksam oder kommerziell unbrauchbar waren. Erst- durch den Einbau von Prallflächen, die jeden gradlinigen Weg von irgendeinem Punkt der Quecksillierrohroberfläche nach dem Leuchtrohr absohnei den, ergibt sich ein einwandfreier Betrieb. It is well known that small traces of mercury vapor destroy the luminosity of the noble gas, e.g. B. Neon. The lamps of this type described in the literature have not come to any practical use because the ones proposed so far Methods for keeping the mercury vapor from the light tube in which the noble gas is located is supposed to shine alone, either not sufficiently effective or commercially unusable was. First - through the installation of baffles that take every straight path from any The point of the Mercury tube surface after the light tube absohnei results perfect operation.

Die kondensierende Wirkung der großen Kathodenbehälter kann durch Kühlung unterstützt oder gegebenenfalls ersetzt werden.The condensing effect of the large cathode container can through Cooling supported or replaced if necessary.

Eine brauchbare Form des Kathodengefäßes zeigt die Figur. a ist das Leuchtrohr, von dem zweckmäßig eine Fortsetzung b in den Kondensationsraum hineinragt. Die Prallfläche c wird von zwei Glasträgern d getragen. Eine an der Prallfläche c vorgesehene Kapillare e ermöglicht den Abfluß von etwa auf ihr angesammeltem Quecksilber. The figure shows a useful form of the cathode vessel. a is that Light tube from which a continuation b expediently protrudes into the condensation chamber. The impact surface c is supported by two glass carriers d. One on the baffle c provided capillary e allows the drainage of any mercury that has accumulated on it.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for the separation of gas mixtures, characterized in that the gas mixtures have the effect of a direct current or be subjected to rectified current for the purpose of an accumulation of the one or other mixture component to achieve.

2. The method according to claim I, characterized in that the gas mixture in the middle of a long current-carrying tube under reduced pressure and at the ends of the tube near the electrode separated the enriched ones Gases are discharged.

3. The method according to claim I for segregation of mercury vapor Gas, characterized in that there is a cooling space in the vicinity of the mercury cathode is attached.

4. Application of the method according to claim 3 for operating noble gas lamps with mercury cathode, characterized in that between the cathode and the fluorescent tube Impact surfaces are used.