Sposób i urzadzenie do rozdzielania mieszanin gazowych Przedmiotem wynalazku jest sposób rozdzielania mieszanin gazowych na frakcje skladowe wedlug ich ciezarów czasteczkowych lub atomowych, a zwlaszcza sposób rozdzielania gazowych mieszanin izotopów, przez poddanie mieszaniny gazowej dzialaniu sily odsrodkowej. Przedmiotem wynalazku jest równiez urzadzenie do stosowania tego sposobu.Znane sposoby rozdzielania mieszanin gazowych na frakcje skladowe wedlug ich ciezarów czasteczkowych lub atomowych oparte sa na prostych zasadach, w praktyce jednak sa bardzo trudne do realizacji. Ze wzgledu na to, ze skladniki mieszaniny róznia sie ciezarem czasteczkowym lub atomowym mozna je rozdzielac wedlug masy poddajac ruchowi obrotowemu w wyniku czego czasteczki o ciezarze wyzszym zostalyby odrzucone na dalsza odleglosc niz czasteczki lzejsze o ile sposób ten w odniesieniu do cial sypkich czy cieklych nie stanowi zadnego problemu technicznego w odniesieniu do gazów stanowi powazny problem ze wzgledu na dyfuzje. Dlatego tez rozdzial mieszanin gazowych, a zwlaszcza rozdzial gazowych mieszanin izotopów realizowano innymi sposoba¬ mi.Poniewaz czasteczki i atomy sa rózne rozdzielano je stosujac pole elektryczne lub magnetyczne i wykorzys¬ tujac róznice w reagowaniu atomów i czasteczek na dzialanie tych pól. I tak, na przyklad, izotopy o okreslonym, spinie jadrowym mozna bylo wydzielic, przepuszczajac przez takie pola strumien atomów pierwiastka, posiadajacym w narife podstawowym spin elektronowy rózny od zera. Mozliwe jest takze rozdzielanie oparte na przepu w kwadratowym polu elektrycznym. Narzucone pole o wysokiej czestotliwosci wprawia jony o okreslonej masie w rezonans i wyrzuca je z wiazki. Pola elektryczne utrzymuje sie znacznie latwiej, niz pola magnetyczne i latwo mozna utrzymac uklad wielu wiazek biegnacych równolegle. Sa to jednak metody laboratoryjne i nie nadaja sie do stosowania na wieksza skale ze wzgledu na koszty i potrzebne wyposazenie.Na skale techniczna wykorzystywano rozdzial dyfuzyjny. Róznica mas powoduje róznice szybkosci dyfuzji. Zasade te wykorzystano do rozdzielania lub wzbogacania izotopów zwlaszcza uranu. Mieszanine gazowa2 70 093 rozdzielano przez przepuszczanie jej wzdluz powierzchni membrany, której pory byly dostatecznie male, aby nastepowal przeplyw molekularny czasteczek lzejszych. Czesc mieszaniny, która przeszla przez membrane byla wzbogacona w skladnik lzejszy, natomiast pozostala czesc w skladnik ciezszy. W przypadku U 235 i U 238 zmiana stezenia izotopów w poszczególnych frakcjach byla tak mala, za nalezalo prowadzic rozdzielanie wielostopniowe.Znane jest wykorzystanie dzialania sily odsrodkowej do rozdzialu gazów np. w wirówce gazowej, w której stosuje sie wirujacy cylinder z pierscieniowymi otworami wlotowymi na jednym koncu. Gaz zbiera sie na przeciwnym koncu cylindra w dwóch pierscieniach/Skladniki ciezsze wystepuja w wiekszym stezeniu w zew¬ netrznym pierscieniu wylotowym, a skladniki lzejsze w pierscieniu wylotowym wewnetrznym. Mozna tez przy uzyciu róznych technik powodowac dwukrotny przeplyw gazu przez wirnik, w jednym kierunku wzdluz scianek peryferyjnych, a przy zmniejszonym promieniu w innym kierunku. Jednakze jak podaje Avery w Physics Bulletiri, str. 17—21 (styczen 1970) przy obecnych ograniczeniach inzynieryjnych wydajnosc urzadzen wirówko¬ wych jest mniejsza niz wydajnosc urzadzen dyfuzyjnych, co w praktyce wymagaloby stosowania setek tysiecy aparatów. Oznacza to, ze nalezaloby rozwiazac masowa produkcje tych urzadzen i ich czesci zapasowych przy niskich kosztach, a to stanowi glówny problem konstrukcyjny. Mimo, ze wirówka gazowa moze byc technicznie mozliwa do wykonania, pozostaje jeszcze sprawa otwarta, czy bedzie ona praktyczna, poniewaz wskazniki kosztów sa spekulatywne jako, ze nie byly badane za wyjatkiem eksperymentów, prowadzonych na mala skale.Proponowano równiez wykorzystac efekt bezwladnosci, wywodzacy sie z róznic mas, wystepujacy w wirówce gazowej, bez stosowania czesci ruchomych. Jednym z oczywistych sposobów jest wprowadzenie gazu w ruch wirowy w cyklonie, w którym moznaby sie spodziewac, ze czasteczki ciezsze dyfundowalyby w kierunku odsrodkowym, a lzejsze ku srodkowi cyklonu. Jednakze, aby utrzymac prace cyklonu, konieczny jest dosrodko- wy przeplyw mieszaniny gazów oraz ustalony stosunek pomiedzy dyfuzja a lepkoscia kinematyczna. W ostatecz¬ nym wyniku oba skladniki poruszaja sie ku srodkowi, chociaz z rózna predkoscia.Nóller iMiirtz w Naturwissenschaften 45, (16) str. 382—3, 1958 opisali próoy rozdzielania, ale stwierdzili znaczne trudnosci zwiazane z turbulencja przy wysokich liczbach Reynoldsa. W rezultacie metoda ta nie zostala uznana za atrakcyjna i uznano, ze otrzymany rozdzial w najlepszym razie bedzie podobny jak metoda dyfuzji.Poniewaz jednak zuzycie mocy jest wysokie, zatraca sie korzysci z odwirowania w stosunku do metody dyfuzyjnej.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wymienionych niedogodnosci.Wedlug wynalazku mieszaniny skladników gazowych rózniacych sie ciezarem czasteczkowym lub atomowym rozdziela sie na frakcje skladowe wedlug ciezarów czasteczkowych i atomowych, poddajac je dzialaniu sily odsrodkowej w wirze w ksztalcie stozka o srednicy nie wiekszej niz 5 mm, przy zasilaniu gazem o cisnieniu bezwzglednym na wlocie do komory rozdzielajacej okolo 5—1000 mm slupa rteci i stosunku cisnien w granicach od okolo 1,5 do okolo 10. Stosunek cisnien okresla sie jako stosunek cisnienia na wlocie do cisnienia na wylocie. W tych warunkach pracy, waznych dla osiagniecia rozdzielenia, mozna wyizolowac frakcje o wyzszym ciezarze czasteczkowym w czesci peryferyjnej wiru, a frakcje o nizszym ciezarze czasteczkowym w rdzeniowej czesci wiru. Sposób ten jest prosty i nie wymaga urzadzen z ruchomymi czesciami oprócz urzadzenia do wprawiania w ruch gazu oraz jest praktyczny i nadaje sie do technicznego stosowania na wielka skale.Jesli skladniki gazowe róznia sie znacznie ciezarem czasteczkowym lub atomowym, wówczas mozna uzyskac dobre rozdzielenie w jednym cyklonie. Jesli ciezary czasteczkowe lub atomowe sa raczej bliskie, moze okazac sie koniecznym powtórzyc proces w kilku stopniach, za kazdym razem odbierajac z odpowiedniego miejsca wiru frakcje o wysokim lub niskim ciezarze czasteczkowym i zawracajac ja do cyklonu w nastepnym stopniu. W przypadku rozdzielania izotopów takich jak U 235 i U 238 moze okazac sie konieczne stosowanie wielu cyklonów dla zadawalajacego wzbogacenia rdzeniowej partii wiru.Rozdzial mieszaniny gazowej przeprowadza sie w urzadzeniu wedlug wynalazku skladajacym sie z obudo¬ wy mieszczacej komore separatora o przekroju kolowym, posiadajacej wierzcholek, podstawe i majacej ksztalt stozka przynajmniej w czesci wierzcholkowej. Obudowa ma przy podstawie srednice nie wieksza niz 5 mm, a przy wierzcholku nie mniejsza niz 0,01 mm. Przy podstawie obudowy znajduje sie co najmniej jeden otwór wlotowy gazu, wprowadzajacy gaz wplywajacy z zewnatrz stycznie do komory w celu ustalenia wirowego przeplywu gazu w komorze w kierunku od podstawy ku wierzcholkowi. Przeolyw wirowy powoduje rozprowa¬ dzenie do czesci peryferyjnej wiru skladników gazowych o wzrastajacym ciezarze czasteczkowym lub atomo¬ wym, a w kierunku rdzenia wiru skladników o malejacym ciezarze czasteczkowym lub atomowym. W czesci rdzeniowej wiru panuje nizsze cisnienie gazu niz w czesci peryferyjne]. Jeden otwór wylotowy przechodzi przez obudowe podstawy komory i jest usytuowany wspólosiowo z komora, a drugi, równiez wspólosiowy z komora znajduje sie w wierzcholku komory. Przez otwór wylotowy na wierzcholku komory wyplywa gaz z peryferyj-70 093 3 nych czesci wiru, a przez otwór wylotowy umieszczony w podstawie- gaz z rdzeniowej czesci wiru tak, ze stezenie skladników o nizszym ciezarze czasteczkowym lub atomowym jest wieksze w gazie wyplywajacym przez otwór wylotowy w podstawie, podczas gdy gaz wyplywajacy przez otwór wylotowy na wierzcholku komory wzbogacony jest w skladniki ciezsze. Opisany separator cyklonowy ma prosta i nieskomplikowana konstrukcje, nie posiada ruchomych czesci i pomimo malych rozmiarów nadaje sie do technicznego rozdzielania gazów na wielka skale.Sily odsrodkowe, dzialajace w wirze powoduja, ze skladniki o wiekszych ciezarach czasteczkowych lub atomowych dyfunduja do czesci peryferyjnej wiru, a skladniki o ciezarach czasteczkowych lub atomowych nizszych dyfunduja do jego czesci centralnej lub rdzeniowej. Wrdzeniowej czesci wiru panujecisnienie nizsze niz w czesci peryferyjnej/Poniewaz w urzadzeniu bedacym przedmiotem wynalazku frakcje peryferyjne i rdzeniowe wiru odbierane sa w dwóch przeciwleglych koncach komory separatora, powstaja w niej dwa przeciwpradowe przeplywy, w jednym kierunku przeplyw peryferyjny w kierunku czesci peryferyjnej lub wierzcholkowego otworu wylotowego i przeplyw rdzeniowy, plynacy w kierunku przeciwnym, ku czesci rdzeniowej i otworowi wylotowemu znajdujacemu sie w podstawie. W efekcie rozszerza to znacznie strefe rozdzialu.Separator cyklonowy, bedacy przedmiotem wynalazku, mozna wykonywac z dowolnego odpowiedniego materialu, odpornego w warunkach pracy na dzialanie rozdzielanych mieszanin gazów lub powodowana przez nie korozje. Stosuje sie metale takie, jak stal nierdzewna i aluminium oraz stopy niklu i chromu. Jesli jednak metalu nie mozna odlewac, trudno jest go uksztaltowac ze wzgledu na bardzo male wymiary, wymagane do rozdzialu sposobem wedlug wynalazku. Dlatego korzystniejsze sa materialy ceramiczne, szklo i tworzywa sztuczne, jesli sa mocne, odporne na cisnienie, zdolne do zachowania ksztaltu przy stosowanych cisnieniach.Materialy te mozna ksztaltowac lub formowac do wymaganego ksztaltu przez prasowanie w formach lub wtrysk/ i bez ograniczen ilosciowych. Nadaja sie do tego celu zarówno szklo, porcelana, nylon, policzterofluoroetylen, poliestry, poliweglany, polietylen, polipropylen, kauczuki syntetyczne, zywice fenolowoformaldehydowe, mocz¬ nikowe i melaminowe jak równiez polioksymetylen i polimery chlorotrójfluoroetylenu.W korzystnej postaci separatora cyklonowego w komorze znajduje sie przegroda rurowa, biegnaca od otworu wylotowego w podstawie do punktu poza otworem lub otworami wlotowymi. Ma ona za zadanie ukierunkowac wyplyw gazu z otworu wylotowego i wzmóc inicjowanie wirowego przeplywu gazu przy podstawie i stad przez komore ku jej czesci wiercholkowej. Styczne ulozenie jednego lub wiecej otworów wlotowych gazu wymusza cyklonowy lub wirowy przeplyw wprowadzanej mieszaniny gazów. Otwory wlotowe, jesli Jest ich wiecej niz jeden, powinny byc rozmieszczone jednolicie aby zapoczatkowac równomierny przeplyw wirowy. Zazwyczaj wystarcza 2—6 otworów wlotowych gazu. Gaz, wprowadzony do komory z duza predkoscia zmuszony jest przez zakrzywione scianki komory separatora do utworzenia wiru, przeplywajacego spiralnie ku wierzcholkowi lub peryferyjnej czesci wylotu z komory.Wazne jest, aby wir powstaly w komorze separatora a tym samym i komora separatora mialy srednice nie wieksza niz 5 mm, a korzystnie 2 mm lub mniejsza. Dolna granice srednicy ograniczaja jedynie mozliwosci wytwórcze malych cyklonów. Praktycznie dolna granica wynosi 0,1 mm. Dlugosc komory separatora nie jest krytyczna, nie powinna byc jednak wieksza niz 200 mm ani mniejsza niz 5 mm, a jesli ma ona ksztalt stozkowy, srednica wierzcholka powinna wynosic co najmniej 0,1 mm.Stwierdzono, ze sposobem wedlug wynalazku nie mozna rozdzielic efektywnie skladników gazu wedlug ich ciezarów czasteckowych lub atomowych, jesli komora ma srednice wieksza niz 5 mm, a poniewaz dotychczas stosowano komory znacznie wieksze, bylo to zapewne przyczyna, dla której do tej pory nie uzyskiwano pozytywnych wyników przy stosowaniu separatorów cyklonowych. Jesli wir ma srednice wieksza niz 5 mm, obydwa skladniki przemieszczaja sie ku srodkowi wiru ze zbyt duza predkoscia, aby moglo nastapic dobre rozdzielenie i napotyka sie na problemy, stwierdzone prze Londona w pracy Separation of Isotopes (Londyn, John Newnes itd). Tak wiec male rozmiary urzadzenia pozwalaja przezwyciezyc trudnosci, na które napotkali poprzedni badacze, zajmujacy sie gazowymi separatorami cyklonowymi.Stozkowy ksztalt komory separatora (i wiru) jest bardzo istotny dla poprawienia wydajnosci rozdzielania.Srednica komory musi zmniejszac sie ku wierzcholkowi, zmniejszajac promien wiru i zwiekszajac sile odsrodkowa. Koniora moze miec od podstawy do wierzcholka ksztalt stozka o równych tworzacych zawierajac¬ ych kat p- orty lub tez moze byc czesciowo cylindryczna, a stozkowa tylko przy wierzcholku. Stozek nie musi byc jednolity lub o równych tworzacych. Moga to byc tworzace wklesle lub wypukle o jednakowej krzywiznie, malejacej lub wzrastajacej. Srednica stozka moze zmniejszac sie ku wierzcholkowi w sposób ciagly lub etapami.Tak wiec mozliwe sa rózne ksztalty stozkowe, a wybrany ksztalt bedzie zalezny od szczególnych warunków w jakich prowadzi sie rozdzielanie i moze byc okreslony metoda kolejnych prób.Wazne jest takze osiagniecie spadku cisnienia pomiedzy wlotem gazu a wylotami wierzcholkowymi i rdzeniowym, wystarczajacego do przyspieszenia predkosci gazu, gdy zbliza sie on do regionu mniejszej srednicy4 70 093 rdzenia. Daje to maksymalna rozdzielajaca sile odsrodkowa w obszarze o najmniejszym promieniu. Poniewaz cisnienie spada, energia cisnienia lub wysokosc cisnienia zamienia sie w wysokosc predkosci i predkosc gazu wzrasta. Energie potrzebna do przyspieszenia czasteczek uzyskuje sie wiec ze spadku cisnienia i przyczynia sie ona do zwiekszania wydajnosci rozdzielania. Jest to przyczyna powodujaca, ze dla sposobu wedlug wynalazku stosunek cisnienia jest krytyczny. Oznacza to równiez, ze maksymalna wydajnosc rozdzielania wystepuje w obszarze wiru o malym promieniu/anie w czesci peryferyjnej wiru i ze obszar ten wystepuje tam, gdzie konieczny jest maksymalny efekt rozdzielajacy, a mianowicie na granicy pomiedzy obszarem rdzeniowym a peryferyjnym, to znaczy tam, gdzie gaz przeplywa w kierunku wylotów wierzcholkowego i rdzeniowego, a wiec w róznych kierunkach. Oznacza to, takze, ze czasteczki ciezsze w obszarze rdzeniowym maja najwieksza szanse na odrzucenie, co powoduje, ze nie pozostaja one w rdzeniowej czesci gazu, plynacej ku obszarowi rdzeniowego otworu wylotowego.Odpowiednio srednice otworów wylotowych wierzcholkowego i rdzeniowego sa tak dobrane, aby stosunek cisnien P otworuwlotowego \ P otworu rdzeniowego wylotowego zawieral sie w przedziale od okolo 1,5 do okolo 10 przy bezwzglednym cisnieniu roboczym doprowadzanego gazu wynoszacym od okolo 5 do okolo 1000 mm slupa rteci. W efekcie oznacza to, ze cisnienie gazu w otworze wlotowym jest co najmniej 1,5—10 razy wieksze niz cisnienie w rdzeniowym otworze wylotowym komory. Dla optymalnej wydajnosci rozdzielania korzystnie, stosunek cisnien zawiera sie w przedziale od okolo 2 do okolo 6.Gaz do otworu wlotowego wprowadza sie poprzez dysze, kryze lub jako strumien swobodny, które czesciowo zamieniaja wysokosc cisnienia na wysokosc predkosci. Jest to szczególnie korzystne przy zapoczatko¬ waniu wiru. Duze predkosci gazu w otworze wlotowym sa korzystne, poniewaz zwiekszaja szybkosc rozdzielania.Predkosc mieszaniny gazów na wlocie powinna byc równa co najmniej predkosci dzwieku w temperaturze pracy, a w razie potrzeby, kilkakrotnie wieksza, wymaga to jednak specjalnych urzadzen wlotowych. Mozna stosowac tez nizsze predkosci, zalezy to jednak od natury gazu i musi byc dla kazdego gazu okreslone doswiadczalnie. Efekt rozdzialu dla danego spadku cisnienia zalezy równiez w pewnym stopniu od samych otworów wlotowych, ich ksztaltu, ilosci i rozmieszczenia. Jesli otwory wlotowe zapewniaja doskonale jednolity przeplyw w strefie peryferyjnej, wówczas mozna pracowac przy stosunkowo niskich predkosciach gazu wlotowego, ponizej predkosci dzwieku.Proces prowadzi sie w dowolnej temperaturze. Male wahania temperatury nie sa istotne. Za temperature robocza przyjmuje sie zazwyczaj taka temperature, w której wszystkie rozdzielane skladniki stanowia faze gazowa. Dla niektórych materialów moze to wymagac stosunkowo wysokich temperatur, podczas gdy w przypadku materialów, które w temperaturze pokojowej sa gazami, stosuje sie temperature pokojowa.W niektórych przypadkach korzystne sa bardzo niskie temperatury. Zakres temperatury roboczej zawiera sie wiec w przedziale od okolo —50 do okolo 500°C, korzystnie od okolo —20 do okolo 300°C. W przypadku, gdy mieszanine poddaje sie wirowaniu wielostopniowemu, korzystnie jest stosowac uklad separatorów wirowych lub cyklonów ulozony kaskadowo w dwóch seriach. Rdzeniowa porcje gazu z cyklonu kazdego stopnia rozdziela sie i laczy w serie z porcja wierzcholkowa z cyklonu nastepnego stopnia, powtarzajac to w kazdym stopniu do konca serii, podczas gdy w innych seriach rozdziela sie porcje wierzcholkowe gazu i wprowadza porcja rdzeniowa ze stopnia pózniejszego. Stosuje sie dowolnie ustawienie cyklonów i sprzezen zwrotnych. W ten sposób nie traci sie zadnej czesci rozdzielanych gazów, a ewentualnie w miare potrzeby mozna odzyskac wszystkie rozdzielane skladniki.Cyklony bedace przedmiotem wynalazku nadaja sie do rozdzielania mieszanin gazowych na skladniki wedlug ciearów czasteczkowych lub atomowych. Mozna w ten sposób rozdzielac w postaci pary lub zwiazków gazowych izotopy róznych pierwiastków. Rozdzielone zwiazki poddaje sie obróbce w celu odzyskania pierwiast¬ ka w dowolnej zadanej postaci, wlacznie z pierwiastkami metalicznymi. Mozna, na przyklad, rozdzielac mieszanine U 234 i U 238 w postaci szesciofluorku uranu.Urzadzenie wedlug wynalazku zostalo przedstawione w przykladzie wykonania na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia typowy stozkowy separator cyklonowy w przekroju podluznym, fig. 2 — przekrój wzdluz linii 2—2 fig. 1 pokazujac separator cyklonowy w przekroju poprzecznym z zaznaczeniem peryferyjnej i rdzeniowej czesci przeplywu wirowego, a fig. 3 — schematycznie typowy uklad separatorów cyklonowych ulozonych w dwóch seriach kaskadowych a i b, skladajacy sie z cyklonów dla frakcji odbieranych z wierzcholka i cyklonów dla frakcji rdzeniowej, pokazujac przeplyw frakcji wierzcholkowych i frakcji rdzeniowych gazu przez kazda serie az do ostatecznego rozdzielenia skladników mieszaniny gazowej na koncu kazdej serii.Cyklon przedstawiony na fig. 1 i 2 posiada obudowe 1 z szescioma otworami wlotowymi 2 usytuowanymi stycznie przy podstawie 3 stozkowej komory rozdzielajacej 5. W wierzcholku 9 stozkowej komory rozdzielajacej70 093 5 5 znajduje sie otwór wylotowy 4 dla peryferyjnej czesci wiru, a otwór wylotowy 6 dla czesci rdzeniowej wiru znajduje sie w podstawie komory. Koniec przewodu 7 wystaje wewnatrz komory z podstawy stoika i opisuje pierscien 8r do którego skierowane sa otwory wlotowe gazu 2. Poniewaz otwory wlotowe 2 umieszczone sa stycznie, zapoczatkowuja wirowy przeplyw gazu wokól pierscienia 8, okreslonego przez wystajacy wewnatrz komory koniec przewodu 7, co pokazano za pomoca spiralnych strzalek. Powstaly przeplyw wirowy przemieszcza sie wzdluz peryferyjnej czesci stozka w kierunku otworu wylotowego 4. W czasie tego przemiesz¬ czania skladniki o wiekszym ciezarze czasteczkowym lub atomowym odrzucone sa do peryferyjnej czesci wiru, podczas gdy skladniki o nizszym ciezarze czasteczkowym lub atomowym przesuwaja sie do czesci rdzeniowej wiru. Rdzeniowa czesc wiru przesuwa sie w kierunku przeciwnym, ku otworowi wylotowemu 6. Wystepuje wiec przeciwpradowy przeplyw wewnetrznej i zewnetrznej czesci wirów, poprawiajac wydajnosc rozdzielania bez potrzeby zwiekszania strefy rozdzialu.Podczas pracy urzadzenia mieszanina gazów wplywa przez otwory wlotowe 2, opasuje wir dokola czesci peryferyjnej komory, po czym nastepuje peryferyjny przeplyw gazu w kierunku otworu wylotowego 4.Jednoczesnie w srodku wiru tworzy sie jego czesc rdzeniowa i gaz w tej czesci przeplywa w przeciwnym kierunku, ku otworowi wylotowemu czesci rdzeniowej 6. W czesci rdzeniowej wiru panuje nizsze cisnienie niz w otworze wlotowym 2. W ten sposób czesc gazu o nizszych ciezarach czasteczkowych opuszcza separator wirowy przez przewód wylotowy 6, a czesc gazu o wiekszych ciezarach czasteczkowych skladników wyplywa z separatora przez otwór wylotowy 4. Uklad takich cyklonów w dwóch kaskadowych seriach a i b, zapewniajacy zwielokrotnienie stopni separacji odsrodkowej moze miec postac przedstawiona na fig. 3. Mieszanina gazów wchodzi z kompersora C przez otwór wlotowy do separatora cyklonowego I. Mieszanine wchodzaca do kompresora C stanowi porcja wierzcholkowa z separatora cyklonowego Ha i porcja rdzeniowa z separatora Mb.W serii a gaz zateza sie lub zostaje wzbogacony w lzejszy skladnik. Rdzeniowa porcje gazu odbiera sie przez wylot w podstawie cyklonu I i przesyla do nastepnego separatora Ha serii i miesza z porcja wierzcholkowa z separatora cyklonowego lila; stamtad jako porcje rdzeniowa, zmieszana z porcja wierzcholkowa z separatora IVa wprowadza sie do separatora cyklonowego lila, skad jako porcje rdzeniowa zmieszana z porcja wierzcholko¬ wa z separatora cyklonowego Va wprowadza sie ja do separatora cyklonowego IVa, a stad jako porcje rdzeniowa zrruaszana z porcja wierzcholkowa gazu z separatora Vb wprowadza sie do separatora Va, stamtad jako porcje rdzeniowa wprowada sie gaz do separatora cyklonowego Via. W ten sposób porqe rdzeniowe sukcesywnie wzbogacaja sie w lzejszy skladnik az wreszcie z cyklonu Via na koncu ukladu odbiera sie skladnik lzejszy.W serii b zateza sie skladnik ciezszy. Porcja wierzcholkowa z cyklonu I po zmieszaniu z porcja rdzeniowa lllb przechodzi, przez kompresor C do separatora cyklonowego Mb; odbiera sie porcje wierzcholkowa i po zmieszaniu z porcja rdzeniowa z separatora cyklonowego IVb wprowadza sie ja do cyklonu lllb; odbiera sie porcje wierzcholkowa z cyklonu lllb i po zmieszaniu z porcja rdzeniowa gazu z cyklonu Vb wprowadza sie ja do cyklonu IVb; odbiera sie porcje wierzcholkowa i po zmieszaniu z porcja rdzeniowa gazu z cyklonem IVb wprowadza sie ja do cyklonu Vb; odbiera sie porcje wierzcholkowa z cyklonu IVb i wprowadza sie ja do cyklonu Vlb. W ten sposób porcja wierzcholkowa mieszaniny gazów stopniowo wzbogaca sie w skladnik ciezszy.Sposób wedlug wynalazku zilustrowano w podanych nizej przykladach.Przyklad I. Do prób uzyto cyklon typu przedstawionego na fig. 1 i 2. Cyklony te zastosowano do rozdzielania mieszaniny powietrza z dwutlenkiem wegla. Mieszanina miala w przyblizeniu staly sklad i zawierala 8,5% objetosciowych C02. Gaz ze zbiornika podawano przez zawór redukcyjny, bezpiecznik cisnieniowy, filtr, zawór regulacyjny i zwezke Venturiego do zbiornika mieszczacego cyklony. Dwie frakcje odbierane z cyklonów przechodzily przez zwezke Venturiego i zawory regulacyjne do pompy prózniowej, a nastepnie kazda z porcji, odbierana poprzez zawór wprowadzano do analizatora gazu w celu dokonania analizy.Cisnienie gazu w pomieszczeniu zbiornika cyklonów mierzono bezwzglednym manomerem rteciowym z dokladnoscia okolo 0,5 mm slupa rteci.Róznice zawartosci C02 w obu frakcjach odebranych z cyklonów rejestrowano za pomoca analizatora do analizy w podczerwieni, polaczonego z potencjometrycznym urzadzeniem rejestrujacym. Otrzymane wyniki uzyskane w cyklonie o srednicy 2 mm zestawiono w tablicach I, II, III. Cyklon ten mial zbieznosc stozka; okreslona jsko srednica podstawy podzielona przez wysokosc wierzcholkowa wynoszaca 1:10 oraz 3 lub 6 jednakowo romieazczonych otworów wlotowych o przekroju ptostokatnym 0,6 mm X 0,3 mm.6 70 093 Tablica I Separator | cyklonowy Ilosc otworów wlotowych Srednica otworu wlotowego w podstawie 0,75 mm srednica otworu wylotowego u wierzcholka mm 1,0 Cisnienie na wlocie mm Hg 90,0 90,0 90,0 . 90,0 90/) 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 Cisnienie w rdzenio¬ wym otwo¬ rze wylo¬ towym mmHg 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 22,0 22,0 22,0 22,0 22,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 25,0 Cisnienie w wierzcholko¬ wym otworze wylotowym mm Hg 13,0 15,0 17,0 19,0 21,0 30,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 30,0 16,0 20,0 22,0 24,0 26,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 Molowy %COt 8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 83 8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 r 8,35 8,35 8,35 8,35 , 8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 Szybkosc przeply/vu 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,49 0,50 0,50 0,50 0,50 0,48 0,50 0,50 0,49 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 0,48 Wspólczynnik rozdzialu 0,0542 0,0539 0,0532 0,0524 0,0516 0,0443 0,0544 0,0528 0,0524 0,0511 0,0513 0,0499 0,0488 0,0443 0,0523 0,0514 0,0515 0,0514 0,0487 0,0489 0,0484 0,0499 0,0483 0,0479 0,0470 Wspólczynnik rozdzialu przeplywu 0,663 0,647 0,653 0,653 0,644 0,596 0,672 0,665 0,657 0,652 0,640 0,645 0,627 0,525 0,670 0,666 : 0,669 j .' 0,650 0,645 I 0,724 0,718 0,711 0,708 0,683 0,667 Tabl ica II Separator cyklonowy | Mosc otworów Iwlotowych Srednica otworu wylotowego w podstawie 0,75 mm jireTJnlca-utWDru wylotowego przy wierzcholku mm 1,0 Cisnienie na wlocie mm Hg 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 ' Cisnienie w rdzenio¬ wym otwo¬ rze wylo¬ towym mm Hg 15,0 15,0 15,0 18,0 18,0 Cisnienie w wierzchol¬ kowym otworze wy¬ lotowym mm Hg". 14,0 16,0 20,0 16,0 .18,00 i Molowy % CO, 8,35 8,35 8,35 8,35 8,35 1 Szybkosc przeplywu 0,46 0,46 0,46 0,46 0,46 i 1 Wspólczynnik Wspólczynnik rozkladu rozdzialu 0,0435 0,0435 0,0436 0,0440 0,0430 przeplywu 0,657 0,657 0,691 0,665 0,671 j70 093 Tablica III 7 Cisnienie Cisnienie Cisnienie Wspólczynnik Separator na wlocie w rdzenie- w wierzchol- Molowy Szybkott Wspólczynnik rozkladu cyklonowy mm Hg wym otwo- kowym ot- %CO, przeplywu rozdzialu przeplywu rze wy Ioto- worze wylo- wym mm Hg towym mmHg Ilosc otworów wlotowych Srednica otworu wylotowego w podstawie 1,0 mm Srednica otworu wylotowego przy wierzcholku 1,0 mm * 90,0 90,0 90,0 90,0 90.0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 15,0 15,0 15,0 15,0 15,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 22,0 22,0 22,0 22,0 25,0 25,0 25,0 25,0 13,0 15,0 17,0 19/) 21,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 20,0 22.0 24,0 26,0 23,0 25,0 27,0 29,0 8,67 8,67 8,67 8,67 8.67 8,67 8,67 8,67 8,67 8,67 8,67 8,67 8,67 8,67 8,67 8,67 8,67 8,67 W powyzszych tablicach wspólczynnik rozdzialu okreslono z równania: K^wttholkow^- X rdzeniowe X wlotowe (1 —X wlotowe) gdzie X oznacza molowy udzial, w tym przypadku, dwutlenku wegla w gazie. Im wiekszy jest wspólczynnik rozdzialu tym wydajniejsze jest rozdielanie. Wspólczynnik rozkladu przeplywu okresla sie jako frakcje molowa wprowadzonych gazów, odbieranych przez wierzcholkowy otwór wylotowy. Z przytoczonych danych wynika, ze uzyskano dobry rozdzial.Przyklad II. Izotop U 235 oddzielono od izotopu U 238 w postaci gazowego szesciofluorku uranu w urzadzeniu skladajacym sie z 310 stopni w ukladzie, w którym przeplyw odbywal sie w sposób przedstawio¬ ny na fig. 3. Komora kazdego separatora miala maksymalna srednice otworów wlotowych 2 mm i srednice otworu wylotowego w czesci rdzeniowej 1 mm. Komory separatorów byly stozkowe, takie jak przedstawiono na fig. 1 i 2 i mialy dlugosc 10 mm kazda. Cisnienie wlotowe gazu wynosilo 90 mm slupa rteci, cisnienie gazu w otworach wylotowych rdeniowych i wierzcholkowym wynosilo 15 mm slupa rteci, Stosunek spadku cisnienia wynosil 4. Predkosc wlotowa gazu do komory separatora byla równa predkosci dzwieku.Mieszanina gazowa wprowadzona do separatora cyklonowego w pierwszym stopniu zawierala 99,3% U 238 i 0,7% U 235. W kazdej z serii stopni cyklonów frakcja rdzeniowa wzbogacana byla w U 235. Gaz wyplywajacy z cyklonu na 250 stopniu (liczac od stopnia zasilania) w czesci rdzeniowej serii wzbogacony byl w U 235 do 3%, a gaz otrzymany z porcji wierzcholkowej serii cyklonów zawieral niemal calkowicie U 238 i bardzo mala ilosc to jest 0,2% U 235.Cyklony wedlug wynalazku nadaja sie takze do stosowania w polaczonych ukladach chromatografii gazowej i spektrometrii masowej jako stopien separacji molekularnej. Chromatografia gazowa stanowi najbardziej wydajna technike rozdzielania zwiazków organicznych o wystarczajacej lotnosci i trwalosci termicznej, podczas gdy spektrometria gazowa sluzy do identyfikacji skladników. Bezposrednie wprowadzenie rozdzielonych skladników gazowych z kolumny do chromatografii gazowej przez cyklon wedlug wynalazku do spektrometru masowego zmniejsza do minimum martwa objetosc, powoduje szybki przeplyw i wysokie wzbogacenie gazu w kolejnych próbkach. W ukladach takich stosuje sie konwencjonalne chromatografy gazowe i spektrometry masowa. Przykladowym odpowiednim ukladem jest chromatograf gazowy ze spektrometrem masowym w ukla¬ dzie LK3, który zawiera jednoogniskowy spektrometr masowy wyposazony w analizator magnetyczny o promie¬ niu 20 mm z sektorem 60° i generator odchylajacy do szybkiego przeszukiwania widma, wlókno z renu stanowiace zródlo jonów powstalych przez bombardowanie elektronami oraz uklad pomiarowy z 14-stopnio- wym powielaczem elektronowym, elektrometrem i wzmacniaczem szerokopasmowym, zasilajacym oscylograf UV bezposredniego zapisu. Jako nosnik stosuje sie gazowy hel, a próbke wtryskuje sie przez kolumne do chromatografii gazowej, wypelniona helem. 0,51 0,51 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,49 0,49 0,49 0,49 0,48 0,0572 0,0567 0,0565 0,0554 0,0541 0,0552 0,0548 0,0530 0,0519 0,0515 0,0504 0,0503 0,0511 0,0486 0,0457 0,0460 . 0,0455 0,0438 0,520 0,513 0,514 0,498 0,487 0,535 0,526 0,511 0,491 0,471 0,566 0,554 0,525 0,481 0,598 0,573 0,542 0,4898 70093 PL PLThe method and device for separating gas mixtures. The subject of the invention is a method of separating gas mixtures into component fractions according to their molecular or atomic weights, and in particular a method of separating gaseous isotope mixtures by subjecting the gas mixture to centrifugal force. The invention also relates to a device for applying this method. Known methods of separating gas mixtures into component fractions according to their molecular or atomic weights are based on simple principles, but in practice they are very difficult to implement. Due to the fact that the components of the mixture differ in their molecular or atomic weight, they can be separated by mass by subjecting them to rotational motion, as a result of which particles with a higher weight would be rejected for a further distance than lighter particles, provided that this method in relation to loose or liquid bodies does not constitute any technical problem with gases poses a serious problem due to diffusion. Therefore, the separation of gaseous mixtures, and especially the separation of gaseous mixtures of isotopes, was carried out by other methods. Because molecules and atoms are different, they were separated by applying an electric or magnetic field and taking advantage of the differences in the reaction of atoms and molecules to the effects of these fields. For example, isotopes with a certain nuclear spin could be separated by passing a stream of atoms of an element through such fields, having a fundamental electron spin different from zero. Separation based on flow in a square electric field is also possible. The imposed high-frequency field causes the ions of a certain mass to resonate and ejects them from the bundle. Electric fields are much easier to maintain than magnetic fields, and it is easy to maintain a system of multiple beams running in parallel. However, these are laboratory methods and are not suitable for use on a large scale due to the costs and necessary equipment. On a technical scale, diffusion separation was used. The difference in mass causes a difference in the rate of diffusion. These principles have been used to separate or enrich isotopes, especially of uranium. The gas mixture was separated by passing it along the surface of the membrane, the pores of which were small enough to allow for the molecular flow of the lighter particles. The portion of the mixture that passed through the membrane was enriched with the lighter component, while the remainder with the heavier component. In the case of U 235 and U 238, the change in isotope concentration in individual fractions was so small that it was necessary to carry out a multi-stage separation. It is known to use the effect of centrifugal force to separate gases, e.g. in a gas centrifuge, which uses a rotating cylinder with ring-shaped inlet openings on one finally. The gas collects at the opposite end of the cylinder in two rings. The heavier components are more concentrated in the outer outlet ring and the lighter components are in the inner outlet ring. It is also possible by using different techniques to cause the gas to flow twice through the rotor, in one direction along the peripheral walls and with a reduced radius in the other direction. However, as Avery reports in Physics Bulletiri, pp. 17-21 (Jan. 1970), under the current engineering constraints, the efficiency of centrifugal devices is less than that of diffusion devices, which would require the use of hundreds of thousands of devices in practice. This means that the mass production of these devices and their spare parts at low cost should be solved, which is a major design problem. Although a gas centrifuge may be technically feasible, it is still open to question whether it will be practical as the cost indicators are speculative as they have not been studied except in small scale experiments. It has also been proposed to use the inertia effect derived from with weight differences, occurring in a gas centrifuge, without the use of moving parts. One obvious way is to swirl the gas in the cyclone, where one would expect the heavier particles to diffuse centrifugally and the lighter ones to the center of the cyclone. However, in order to keep the cyclone in operation, a centric flow of the gas mixture and a fixed ratio between diffusion and kinematic viscosity are necessary. Ultimately, the two components move inward, albeit at different speeds. Nóller and Miirtz in Naturwissenschaften 45, (16) pp. 382-3, 1958 described separation attempts, but found considerable difficulties with turbulence at high Reynolds numbers. As a result, this method was not found attractive and it was found that the resulting separation would be similar to the diffusion method at best. However, since the power consumption is high, the advantages of centrifugation over the diffusion method are lost. The aim of the invention is to overcome these drawbacks. According to the invention, mixtures of gaseous components with a different molecular or atomic weight are separated into component fractions according to molecular and atomic weights, subjecting them to the centrifugal force of a cone-shaped vortex with a diameter of no more than 5 mm, with gas supplying the absolute pressure chamber on the about 5-1000 mm of mercury column and the pressure ratio in the range from about 1.5 to about 10. The pressure ratio is defined as the ratio of inlet pressure to outlet pressure. Under these working conditions, important for the achievement of separation, it is possible to isolate fractions with a higher molecular weight in the peripheral part of the vortex, and the fractions with a lower molecular weight in the core part of the vortex. The method is simple and requires no devices with moving parts other than a gas propeller, and is practical and suitable for large-scale technical use. If the gaseous constituents differ greatly in molecular or atomic weight, then good separation can be obtained in one cyclone . If the molecular or atomic weights are rather close, it may be necessary to repeat the process in several steps, each time picking up the high or low molecular weight fractions from the appropriate vortex location and returning them to the cyclone in the next step. In the case of the separation of isotopes such as U 235 and U 238, it may be necessary to use multiple cyclones to satisfactorily enrich the core batch of the vortex. The separation of the gaseous mixture is carried out in an apparatus according to the invention consisting of a housing housing a circular separator chamber having a top, base and cone-shaped at least in the apical part. The housing has a diameter of no more than 5 mm at the base, and no less than 0.01 mm at the top. At the base of the housing there is at least one gas inlet for introducing gas externally flowing tangentially into the chamber to establish a swirling gas flow in the chamber from the base to the apex. The eddy flow causes the distribution to the peripheral part of the vortex of gaseous components with increasing molecular or atomic weight, and towards the core of the vortex of the components of decreasing molecular or atomic weight. In the core part of the vortex there is a lower gas pressure than in the peripheral parts]. One outlet passes through the base housing of the chamber and is coaxial with the chamber, and the other, also coaxial with the chamber, is at the top of the chamber. Through the outlet at the top of the chamber, gas flows from the peripheral parts of the vortex, and through the outlet hole located in the base - gas from the core part of the vortex, so that the concentration of components with a lower molecular or atomic weight is greater in the gas flowing through the outlet opening at the base, while the gas flowing through the outlet opening at the top of the chamber is enriched with heavier ingredients. The described cyclone separator has a simple and uncomplicated structure, has no moving parts and, despite its small size, is suitable for the technical separation of gases on a large scale. Centrifugal forces acting in the vortex cause that components with higher molecular or atomic weights diffuse to the peripheral part of the vortex, and components with lower molecular or atomic weights diffuse into its central or core part. The pressure of the intramedullary part of the vortex is lower than that of the peripheral part. As in the device, which is the subject of the invention, the peripheral and core fractions of the vortex are received at two opposite ends of the separator chamber, two countercurrent flows arise in it, in one direction, the peripheral flow towards the peripheral part of the outlet or and core flow flowing in the opposite direction towards the core portion and the outlet opening in the base. As a result, this extends the separation zone considerably. The cyclone separator of the invention can be made of any suitable material that is resistant to the effects or corrosion caused by the separated gas mixtures under the operating conditions. Metals such as stainless steel and aluminum as well as nickel and chromium alloys are used. However, if the metal cannot be cast, it is difficult to shape due to the very small dimensions required for separation by the method of the invention. Therefore, ceramics, glass and plastics are preferable, as long as they are strong, pressure-resistant, and able to retain their shape under the applied pressures. These materials can be formed or formed into the required shape by molding or injection / and without limitation in quantity. Glass, porcelain, nylon, polytetrafluoroethylene, polyesters, polycarbonates, polyethylene, polypropylene, synthetic rubbers, phenol-formaldehyde, urea and melamine resins as well as polyoxymethylene and chlorotrifluoroethylene polymers are suitable for this purpose. The preferred form of the cyclone separator chamber is located in a cyclone separator. tubular, extending from the exit opening in the base to a point beyond the inlet opening or ports. Its task is to direct the outflow of gas from the outlet opening and enhance the initiation of vortex gas flow at the base and then through the chamber towards its apical part. The tangential arrangement of one or more gas inlet openings forces a cyclone or vortex flow of the introduced gas mixture. Inlet openings, if there are more than one, should be uniformly spaced to initiate an even swirling flow. Usually 2-6 gas inlets are sufficient. The gas, introduced into the chamber at high speed, is forced by the curved walls of the separator chamber to create a vortex flowing in a spiral towards the top or peripheral part of the outlet from the chamber. It is important that the vortex is formed in the separator chamber and thus the separator chamber has a diameter not greater than 5 mm and preferably 2 mm or less. The lower limits of the diameter only limit the production possibilities for small cyclones. Practically the lower limit is 0.1 mm. The length of the separator chamber is not critical, but it should not be more than 200 mm or less than 5 mm, and if it has a conical shape, the diameter of the top should be at least 0.1 mm. It has been found that the method of the invention cannot separate the components efficiently. gas by their molecular or atomic weights, if the chamber has a diameter greater than 5 mm, and since chambers have been used much larger so far, this was probably the reason why so far no positive results have been obtained with the use of cyclone separators. If the vortex has a diameter greater than 5 mm, the two components travel towards the center of the vortex at too high a speed for good separation to occur and encounter the problems identified by London in Separation of Isotopes (London, John Newnes etc). Thus, the small size of the device allows it to overcome the difficulties encountered by previous researchers dealing with gas cyclone separators. The conical shape of the separator chamber (and vortex) is very important to improve separation efficiency. The diameter of the chamber must decrease towards the top, reducing the radius of the vortex and increasing centrifugal force. The horse can have a conical shape from the base to the apex with equal generators containing the corners or it can be partially cylindrical and conical only at the apex. The cone need not be uniform or of equal formers. They can be concave or convex formation of equal curvature, decreasing or increasing. The cone diameter may decrease towards the apex continuously or in stages. Thus, different conical shapes are possible and the chosen shape will depend on the particular conditions under which the separation is carried out and the method of successive testing may be determined. It is also important to achieve a pressure drop between the inlet gas and the top and core outlets, sufficient to accelerate the velocity of the gas as it approaches the region of smaller diameter4 70 093 of the core. This gives the maximum separating centrifugal force in the area with the smallest radius. As the pressure decreases, the pressure energy or pressure head turns into a speed speed and the gas speed increases. The energy needed to accelerate the particles is thus obtained from the pressure drop and contributes to an increased separation efficiency. This is the reason why the pressure ratio is critical for the process of the invention. This also means that the maximum separation efficiency occurs in the area of a small radius vortex / radius in the peripheral part of the vortex and that this area occurs where the maximum separation effect is required, namely at the boundary between the core and the peripheral areas, i.e. where the gas flows towards the apical and core outlets, and thus in different directions. This also means that the heavier particles in the core region have the greatest chance of rejection, which means that they do not remain in the core portion of the gas flowing towards the core outlet region. Correspondingly, the diameters of the apical and core outlet openings are selected so that the pressure ratio is P of the inlet port \ P of the core outlet was in the range from about 1.5 to about 10 at an absolute operating pressure of the gas feed of about 5 to about 1000 mm of mercury column. In effect, this means that the gas pressure at the inlet port is at least 1.5-10 times greater than the pressure at the chamber core outlet. For optimal separation efficiency, the pressure ratio is preferably in the range of about 2 to about 6. The gas is introduced into the inlet port through nozzles, flanges or as a free stream, which partially convert the pressure head into a velocity. This is particularly advantageous in the initiation of the vortex. High gas velocities at the inlet port are advantageous as they increase the separation rate. The inlet gas mixture speed should be at least equal to the sound velocity at operating temperature, and if necessary several times greater, this requires special inlet devices. Lower speeds can also be used, but this depends on the nature of the gas and must be experimentally determined for each gas. The distribution effect for a given pressure drop also depends to some extent on the inlet openings themselves, their shape, number and arrangement. If the inlet openings provide a perfectly uniform flow in the peripheral zone, then it is possible to operate at relatively low inlet gas velocities, below the sound speed. The process is carried out at any temperature. Minor temperature fluctuations are not significant. The operating temperature is usually taken as the temperature at which all the components to be separated constitute a gas phase. For some materials this may require relatively high temperatures, while for materials that are gaseous at room temperature, room temperature is used. In some cases very low temperatures are preferred. The operating temperature range is thus in the range from about -50 to about 500 ° C, preferably from about -20 to about 300 ° C. In the case where the mixture is subjected to multistage centrifugation, it is advantageous to use a vortex separator or cyclone system arranged in cascade in two series. The core gas from each stage of the cyclone is separated and combined in series with the top of the cyclone of the next stage, repeating this each step until the end of the series, while in other series the top gas is split and introducing the core of the subsequent stage. The setting of cyclones and feedback loops is freely applicable. In this way, no part of the separated gases is lost, and if necessary, all separated components can be recovered. The cyclones which are the subject of the invention are suitable for separating gas mixtures into their components by molecular or atomic weights. Isotopes of different elements can thus be separated in the form of vapor or gaseous compounds. The separated compounds are treated to recover the element in any given form, including metallic elements. For example, a mixture of U 234 and U 238 in the form of uranium hexafluoride can be separated. The device according to the invention is illustrated in an exemplary embodiment in the attached drawing, in which Fig. 1 shows a typical conical cyclone separator in longitudinal section, Fig. 2 - section along a line. 2-2 Fig. 1 showing the cyclone separator in cross-section with the peripheral and core parts of the eddy flow marked, and Fig. 3 schematically shows a typical arrangement of cyclones arranged in two cascade series a and b, consisting of cyclones for the top fraction and cyclones for the core fraction, showing the flow of the top fractions and the gas core fractions through each series until the final separation of the gas mixture components at the end of each series. The cyclone shown in Figures 1 and 2 has a casing 1 with six inlet openings 2 tangentially located at the base of the 3-conical separation chamber 5. In a 9-conical vertex of the separating chamber 70 093 5 5 there is an outlet 4 for the peripheral part of the vortex, and the outlet 6 for the core part of the vortex is at the base of the chamber. The end of the conduit 7 protrudes inside the chamber from the base of the stool and describes a ring 8r towards which the gas inlet holes 2 are directed. As the inlet holes 2 are arranged tangentially, they initiate a swirling gas flow around the ring 8, defined by the end of the line 7 protruding inside the chamber, as shown in Fig. with the help of spiral arrows. The resulting vortex flow travels along the peripheral part of the cone towards the outlet 4. During this movement, components with a higher molecular or atomic weight are thrown into the peripheral part of the vortex, while components with a lower molecular or atomic weight move to the core part of the vortex. . The core part of the vortex moves in the opposite direction towards the outlet 6. There is a countercurrent flow of the inner and outer part of the vortices, improving the separation efficiency without the need to increase the separation zone. During operation, the gas mixture flows through the inlet holes 2, surrounds the vortex around the peripheral part of the chamber followed by a peripheral gas flow towards the outlet 4. At the same time, the core part of the vortex is formed in the center of the vortex and the gas in this part flows in the opposite direction towards the outlet of the core part 6. The pressure in the core part of the vortex is lower than in the inlet. 2. In this way, a part of the gas with lower molecular weights leaves the vortex separator through the outlet conduit 6, and the part of the gas with higher molecular weights of the components flows out of the separator through the outlet opening 4. The arrangement of such cyclones in two cascade series a and b, ensuring the multiplication of the centrifugal separation steps may be It has the form shown in Fig. 3. The gas mixture enters from the compressor C through the inlet to the cyclone separator I. The mixture entering the compressor C is the top portion from the cyclone separator Ha and the core portion from the separator Mb. In the series a gas is concentrated or remains enriched with a lighter ingredient. Core gas is collected through an outlet in the base of cyclone I and sent to the next separator Ha series and mixed with the top portion from cyclone separator lila; from there, as core portions, mixed with the top portion from separator IVa, are fed to the cyclone separator Lila, from where, as core portions mixed with the top portion from the cyclone separator Va, it is fed to the cyclone separator IVa, and hence, as core portions, sprinkled with the top portion the gas from the separator Vb is introduced into the separator Va, from there the gas is introduced as core portions into the cyclone separator Via. In this way, the core pores are successively enriched with the lighter component, and finally the lighter component is collected from the cyclone Via at the end of the system. In the b series, the heavier component is concentrated. The top portion of Cyclone I, after mixing with core portion IIIb, passes through compressor C to cyclone separator Mb; a top portion is collected and, mixed with the core portion from cyclone IVb, is fed to cyclone IIIb; a top portion is removed from cyclone IIIb and, after mixing with the core portion of the gas from cyclone Vb, it is introduced into cyclone IVb; a top portion is removed and, after mixing with the core portion of the gas with cyclone IVb, it is introduced into cyclone Vb; the top portion is taken from Cyclone IVb and introduced into Cyclone Vlb. In this way, the top portion of the gas mixture gradually becomes rich in the coarser component. The method of the invention is illustrated in the following examples. Example 1 A cyclone of the type shown in Figs. 1 and 2 was used in the tests. These cyclones were used to separate the air-carbon dioxide mixture. The mixture was approximately constant in composition and contained 8.5% CO2 by volume. The gas from the tank was fed through a pressure reducing valve, pressure safety device, filter, regulating valve and venturi tube to the cyclone tank. Two fractions received from the cyclones passed through a venturi tube and control valves to a vacuum pump, then each portion, received through the valve, was fed to the gas analyzer for analysis. The gas pressure in the cyclone tank room was measured with an absolute mercury manometer with an accuracy of about 0.5 mm of mercury column. The differences in the CO2 content in the two fractions collected from the cyclones were recorded with an infrared analyzer connected to a potentiometric recording device. The results obtained in a cyclone with a diameter of 2 mm are summarized in Tables I, II, III. This cyclone had a cone; the determined base diameter divided by the peak height of 1:10 and 3 or 6 equally shaped inlet openings 0.6 mm X 0.3 mm.6 70 093 Table I Separator | cyclone Number of inlet holes Diameter of the inlet hole at the base 0.75 mm diameter of the outlet hole at the top mm 1.0 Pressure at the inlet mm Hg 90.0 90.0 90.0. 90.0 90 /) 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90, 0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 Core outlet pressure mmHg 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 18.0 18 . 0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 22.0 22.0 22.0 22.0 22.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 25.0 Pressure at top outlet mm Hg 13.0 15.0 17.0 19.0 21.0 30.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26, 0 30.0 16.0 20.0 22.0 24.0 26.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 Mole% COt 8.35 8.35 8.35 8 , 35 8.35 8.35 83 8.35 8.35 8.35 8.35 8.35 8.35 8.35 r 8.35 8.35 8.35 8.35, 8.35 8.35 8.35 8.35 8.35 8.35 8.35 Flow rate 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.49 0.50 0.50 0.50 0.50 0 , 48 0.50 0.50 0.49 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.48 0.48 0.48 0.48 0.48 0.48 Distribution factor 0.0542 0 , 0539 0.0532 0.0524 0.0516 0.0443 0.0544 0.0528 0.0524 0.0511 0.0513 0.0499 0.0488 0.0443 0.0523 0.0514 0.0515 0.0514 0.0487 0.0489 0.0484 0.0499 0.0483 0.0479 0.0470 Distribution flow coefficient 0.663 0.647 0.653 0, 653 0.644 0.596 0.672 0.665 0.657 0.652 0.640 0.645 0.627 0.525 0.670 0.666: 0.669 IU 0.650 0.645 I 0.724 0.718 0.711 0.708 0.683 0.667 Table II Cyclone separator | Mosc of the inlet holes Diameter of the outlet hole in the base 0.75 mm jireTJnlca-utWD Outlet pipe at the top mm 1.0 Inlet pressure mm Hg 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 'Pressure in the core hole outlet pressure mm Hg 15.0 15.0 15.0 18.0 18.0 Pressure at the top outlet mm Hg ". 14.0 16.0 20.0 16.0. 18.00 and Molar% CO, 8.35 8.35 8.35 8.35 8.35 1 Flow rate 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 and 1 Factor Distribution factor 0.0435 0.0435 0.0436 0.0440 0.0430 flow 0.657 0.657 0.691 0.665 0.671 j70 093 Table III 7 Pressure Pressure Factor Cores inlet separator - top - Molar Rapid Decomposition factor mm Hg with borehole ot-% CO, flow flow distribution Outlet vent mm Hg t mmHg Number of inlet holes Diameter of the outlet hole in the base 1.0 mm Diameter of the outlet hole at the top 1.0 mm * 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90 . 0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 90.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 18.0 18.0 18.0 18.0 18.0 22.0 22, 0 22.0 22.0 25.0 25.0 25.0 25.0 13.0 15.0 17.0 19 /) 21.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 20 . 0 22.0 24.0 26.0 23.0 25.0 27.0 29.0 8.67 8.67 8.67 8.67 8.67 8.67 8.67 8.67 8.67 8.67 8 , 67 8.67 8.67 8.67 8.67 8.67 8.67 8.67 In the tables above, the distribution factor was determined from the equation: K ^ ttholkow ^ - X core X inlet (1 -X inlet) where X is the mole fraction, in this case, of carbon dioxide in the gas. The larger the distribution factor, the more efficient the splitting is. The flow decomposition coefficient is defined as the mole fraction of the injected gases collected through the top outlet. The data shows that a good chapter was obtained. Example II. The isotope U 235 was separated from the isotope U 238 in the form of uranium hexafluoride gas in a 310-degree system in which the flow was as shown in Fig. 3. The chamber of each separator had a maximum inlet diameter of 2 mm and a diameter of 1 mm outlet hole in the core. The separator chambers were conical as shown in Figures 1 and 2 and had a length of 10 mm each. The gas inlet pressure was 90 mm of mercury column, the gas pressure in the core and top outlet openings was 15 mm of mercury column, The pressure drop ratio was 4. The gas inlet velocity into the separator chamber was equal to the sound speed. The gas mixture introduced into the cyclone separator in the first stage contained 99.3% U 238 and 0.7% U 235. In each series of cyclone stages, the core fraction was enriched in U 235. The gas flowing out of the cyclone at the 250 stage (counting from the feed stage) in the core part of the series was enriched in U 235 up to 3%, and the gas obtained from the top portion of the series of cyclones contained almost completely U 238 and a very small amount, i.e. 0.2% U 235.Cyclones according to the invention are also suitable for use in combined gas chromatography and mass spectrometry systems as a molecular separation stage . Gas chromatography is the most efficient technique to separate organic compounds with sufficient volatility and thermal stability, while gas spectrometry is used to identify the components. The direct introduction of the separated gaseous components from the gas chromatography column through the cyclone according to the invention into the mass spectrometer minimizes the dead volume, causes a rapid flow and high enrichment of the gas in the subsequent samples. Such systems use conventional gas chromatographs and mass spectrometers. An example of a suitable system is a gas chromatograph with a mass spectrometer in the LK3 system, which includes a single focus mass spectrometer equipped with a magnetic analyzer with a radius of 20 mm with a 60 ° sector and a deflection generator for fast spectral scanning, rhenium fiber as a source of ions formed by electron bombardment; and a measuring system with a 14-stage electron multiplier, electrometer and broadband amplifier, powering the direct recording UV oscillograph. Helium gas is used as the carrier and the sample is injected through a gas chromatography column filled with helium. 0.51 0.51 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.49 0.49 0.49 0, 49 0.48 0.0572 0.0567 0.0565 0.0554 0.0541 0.0552 0.0548 0.0530 0.0519 0.0515 0.0504 0.0503 0.0511 0.0486 0.0457 0 , 0460. 0.0455 0.0438 0.520 0.513 0.514 0.498 0.487 0.535 0.526 0.511 0.491 0.471 0.566 0.554 0.525 0.481 0.598 0.573 0.542 0.4898 70093 PL PL