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Gleichstromverdampfer für empfindliche Lösungen
Die Erfindung betrifft Verbesserungen an einem, vornehmlich zum Einengen temperatur- empfindlicher Flüssigkeiten geeigneten, Dünn- schichtverdampfer von an sich bekannter An- ordnung (DRP. Nr. 691. 617, Libby GmbH, u. a. ). Die einzudampfende Lösung wird jedem der Siederohre des Verdampfers in der Form eines Flüssigkeits-Dampfgemisches an deren oberem Ende zugeführt ; sie durchströmt die
Siederohre und erreicht dabei die in der betreffenden Verdampferstufe angestrebte Ein- engung. Die an der Siederohrwand in dünner
Schicht sich nach abwärts bewegende Lösung wird durch den in der gleichen Richtung strömen- den Brüdendampf mit einer wesentlich über der natürlichen liegenden Geschwindigkeit gegen das untere Siederohrende getrieben.
Aus dem diesem entströmenden Flüssigkeits-Brüdenge- misch wird durch im Brüdenkörper angeordnete Prallplatten, Umlenkbleche od. dgl. der Dampfanteil (Brüden) abgeschieden und nachgeschalteten Verdampfkörpern, Vorwärmern usw., oder auch dem Kondensator zugeführt. Die vom Brüden befreite Flüssigkeit wird dem Brüdenkörper mittels einer Pumpe entnommen und entweder einem nachgeschalteten Verdampfer zugeführt oder als Dicklösung nach aussen abgeleitet.
Gegenüber diesem Bekannten weist der Gleichstromverdampfer gemäss der Erfindung wesentliche Verbesserungen auf. Sie erstrecken sich einerseits auf die Zuführung der einzudampfenden Lösung nach dem oberen Ende der Siederohre, anderseits auf die Zerlegung des dem unteren Ende der letzteren entströmenden Flüssigkeits-Brüdengemisches. Daneben werden Ersparnisse in bezug auf Bauhöhe und Baustoffe, somit eine Verbilligung der ganzen Eindampfanlage, erzielt. In der beiliegenden Zeichnung ist die neue Anordnung schematisch dargestellt.
Es zeigen : Fig. 1 den Verdampfer im Aufriss, Fig. 1 a die Berührungsstelle zwischen dem
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wobei der innerhalb des Schaumabscheiders k, 1 liegende Teil des Bodens e eben, der ausserhalb desselben liegende kegelförmig gestaltet ist, Fig. 1 c eine Anordnung, bei welcher der mittlere Teil el des Brüdenkörperbodens e ausziehbar gestaltet ist, Fig. 1 d einen in den Brüden- körper d-g hineinreichenden Schaumabscheider e, k, I, Fig. 2 einen waagrechten Schnitt durch den Schaumabscheider, Fig. 3-6 die Zufuhr der einzudampfenden Lösung in der Form eines Flüssigkeits-Dampfgemisches zum oberen Ende eines jeden der Siederohre, Fig. 7 eine Sonderanordnung der Zuführungsvorrichtung gemäss Fig. 3, welche die gleichmässige Verteilung des Flüssigkeits-Dampfgemisches auf alle Siederohre des Verdampfkörpers sichert.
In den senkrecht angeordneten Heizkörpermantel a, a"bl, b, sind Siederohre von zum
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etwa 100-130) eingebaut. Oberhalb des oberen Rohrbodens b1 befindet sich eine Entspannungskammer h. Der untere Teil des Heizkörpers ragt in den zentrisch zu demselben angeordneten Brüdenkörper d, e, f hinein. Der mittlere Teil des zweckmässig gegen das Brüdenkörperinnere gewölbten Bodens e trägt einen Zentrifugalabscheider k, I, welcher der Zerlegung des dem unteren Ende der Siederohre c entströmenden Flüssigkeits-Brüdengemisches dient.
Neu an dieser an sich bekannten Anordnung des Brüdenkörpers (unterhalb des Heizkörpers) ist, dass der untere Rohrboden b2 des Heizkörpers so nahe an den Brüdenkörperboden e herangeführt wird, dass nur ein im Querschnitt
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körperbodens e verbleibt. Der Schaumabscheider selbst besteht aus mit dem Boden e verbundenen Leitschaufeln k und einer diese nach oben abdeckenden Scheibe/. Das Flüssigkeits-Brüdengemischt wird in diesem Schaumabscheider in an sich bekannter Weise durch Fliehkraft in seine Komponenten zerlegt. Die senkrechten Innenkanten der Schaufeln k liegen auf einem, etwa dem Durchmesser des Heizkörpermantel-
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Das Innere der Siederohre c sowie der Schaumabscheider k, I werden dadurch nach Öffnen der Verschlüsse e2 und i leicht befahrbar.
Die mit einer, den Dampfdruck in der Verteilkammer h übersteigenden Temperatur über die Leitung Ag ankommende Flüssigkeit erfährt im Drosselorgan h2 eine teilweise Druckent-
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spannung. Infolgedessen tritt in die Kammer h nicht reine Flüssigkeit, sondern ein FlüssigkeitsDampfgemisch ein. Oberhalb des oberen Rohrbodens b1 ist eine Platte m angeordnet, welche zentrisch zu jedem der Siederohre c einen in dieses hineinreichenden kurzen Rohrstutzen n trägt.
Mit diesem Rohrstutzen n starr verbunden ist ein Prallkörper, der von verschiedener Form sein kann und in Fig. 3 mit o, in Fig. 4 mit p, in Fig. 5 mit q und in Fig. 6 mit r bezeichnet ist. Das über den Stutzen n auf diesen Prallkörper o, p, q oder r auftreffende FlüssigkeitsDampfgemisch erfährt dabei durch Entspannung auf den im Inneren der Rohre c herrschenden Druck einen Zuwachs an Dampf (Brüden). Beim Auftreffen auf den Prallkörper und die dabei erfolgende Richtungsänderung wird der flüssige Anteil des Flüssigkeits-Dampfgemisches in grösserem Masse als der Dampfanteil beschleunigt und demzufolge in erster Linie gegen die Wand des Siederohres c ge-
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Heizdampf wird den Siederohren c von aussen her Wärme zugeführt.
Sie verdampft aus der im Inneren der Siederohre c nach abwärts sich bewegenden Flüssigkeit eine der Wärmezufuhr entsprechende Wassermenge. Das dabei entstehende Kondensat sowie die unkondensierbaren Gase gelangen über den, dicht oberhalb
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leitung a4 nach aussen.
Der durch die Verdampfung von Wasser entstehende, gegen den Brüdenkörper d, e, f gehende Brüdendampistrom wirkt auf die in den Siederohren c nach abwärts sich bewegende Flüssigkeit beschleunigend.
Das durch den Spalt zwischen dem unteren Ende des Rohrstutzens n und der Prallplatte o gemäss Fig. 3 austretende Flüssigkeits-Dampfgemisch wird vorzugsweise mit seinem Flüssigkeitsanteil auf die Rohrwand c aufgetragen.
Das Flüssigkeits-Dampfgemisch kann statt dessen gemäss den Fig. 4 und 5 in einem spitzen Winkel zur Rohrwand c auf diese geleitet werden. Nach Fig. 6 kann der vor der Austrittsöffnung des Rohrstutzens n angeordnete Prallkörper r halbkugelförmig sein und nach unten hin eine kegelartig gestaltete Verlängerung tragen. Dadurch werden für die weitere Entspannung des durch die Vorrichtung n, r gehenden Flüssig- keits-Dampfgemisches günstige Verhältnisse geschaffen. Das Rohrstück n kann entfallen, die Prallfläche o-r liegt dann unmittelbar vor der Platte m.
Eine Vorrichtung zur gleichmässigen Verteilung der einzudampfenden Lösung auf die einzelnen Rohre c eines Heizkörpers a, al, i, , c ist in den Fig. 7a und 7 b schematisch dargestellt. Wenn einem der Rohre c momentan eine grössere Menge an überhitzter Flüssigkeit bzw. an Flüssigkeits-Dampfgemisch als den andern Rohren zuströmt, so steigt die Geschwindigkeit in dem zwischen 11l und s sich befindlichen Spalt des
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die in senkrechter Richtung verschiebbare Platte s wird gegen die Platte w geschoben, der Ringquerschnitt somit verringert. Die verschiebbare Platte s kann statt der Stifte u, t nach den Fig. 7a und 7 b jede andere zweckmässige Führung erhalten.
Der beschriebene Verdampfer ist in den Fig. 1 bis 7, wie bereits gesagt, schematisch dargestellt.
Für die Kennzeichnung der Erfindung unwesentliche Teile wurden fortgelassen. Es ist selbstverständlich, dass der neue Verdampfer eine dem jeweiligen Verwendungszweck entsprechende Ausrüstung erhält. Es kann z. B. der Boden e klappbar (Fig. 1 b bzw. 1 d) oder ausschwenkbar angeordnet sein, um das Innere des Brüdenkörpers d, e, f sowie den unteren Teil a1 des Heizkörpers leicht reinigen zu können.
An den der Entnahme des Dicksaftes dienenden Stutzen v kann ein absperrbares Gefäss angeschlossen werden, in welchem die eingedampfte Lösung aufgefangen und nach Bedarf ausgeschleust werden kann. Der Boden e des Brüdenkörpers kann entgegen Fig. 1 kegelförmig (Fig. 1 b bzw. 1 d) oder als ebene Platte ausgeführt werden. Es ist unter Umständen zweckmässig, den Schaumabscheider über den Boden hinaus nach aufwärts in den Brüdenkörpermantel d hineinreichen zu lassen ; vgl. Fig. 1 d.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gleichstromverdampfer, bei welchem die einzudampfende Lösung als Flüssigkeits-Dampfgemisch am oberen Ende der dampfbeheizten Siederohre in diese eintritt und durch Wärmezufuhr über die Siederohrwand eingedampft wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Siederohre (c) bzw. die untere Rohrplatte (b2J des Heizkörpers (a, al, bl, b., i in den Brüdenkörper (d, e, f) des Verdampfers hinein bis nahe an den Boden (e) des Brüdenkörpers reichen.