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Vorrichtung zum kontinuierlichen Eindampfen von Kühlsole
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Eindampfen von Kühlsole im Dünnschichtverfahren unter hohem Vakuum.
Einrichtungen dieser Art sind durch die deutschen Patentschriften Nr. 415524 und Nr. 967461 bekanntgeworden. Von diesen bekannten Einrichtungen unterscheidet sich die erfindungsgemässe Einrichtung dadurch, dass bei ihr das einzudampfende Mittel, also die Kühlsole, infolge ihrer niedrigen Temperatur, die meist wesentlich unter 0 C liegt, als Kühlmittel für den Kondensationsteil benützt wird, wobei sie gleichzeitig bis in die Nähe der Verdampfungstemperatur aufgewärmt wird, so dass vom Heizteil der Apparatur im wesentlichen nur noch die Verdampfungswärme aufzubringen ist.
Es liegt darin ein wärmewirtschaftlicher Vorteil, weil der Aufwand an spezifischer Wärme für die Flüssigkeitserwärmung bis nahe an den Siedepunkt durch die kondensierenden Brüdendämpfe gedeckt wird und heizseitig nicht zusätzlich aufzuwenden ist. Es entfällt dabei ferner der sonst notwendige Aufwand an Kühlmitteln für die Kondensation.
Zur Erreichung dieser wärmewirtschaftlichen Vorteile ist erfindungsgemäss ein aufrechtstehendps, unten geschlossenes und oben offenes Standrohr vorgesehen, in dem ein bis dicht an seinen Boden geführtes Zulaufrohr für die zu verdampfende Dünnsole untergebracht ist und ein das Standrohr umgebender Heizmantel angeordnet ist, über den die an der oberen Öffnung des Standrohres austretende Kühlsole in an sich bekannter Weise herabrieselt, wobei der berieselte Heizmantel mit Abstand von einer Kühlschlange umgeben ist, die in einem sie umfassenden, allseitig geschlossenen Vakuumgefäss angeordnet ist.
Gemäss weiterer Ausbildung der Erfindung ist in die Zuleitung der eingedickten Kühlsole zur Vakuumpumpe ein von Kühlwasser durchflossener Wärmeaustauscher eingeschaltet.
Diese Anordnung des Wärmeaustauschers ist zur Erreichung eines hohen Vakuums besonders vorteilhaft. Die Höhe des Vakuums hängt vom Dampfdruck der durch die Pumpe abgeförderten Flüssigkeit ab, und daher ist es wichtig, dass die abzufördernde Sole vor Eintritt in die Pumpe auf eine möglichst tiefe Temperatur mit Hilfe des Wärmeaustauschers gebracht wird.
An Hand der beigefügten Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise beschrieben und dargestellt.
Die einzudampfende Dünnsole wird über das Regelventil1 zugeführt und gelangt über die aus vielen Windungen bestehende Kühlschlange 2 in das senkrechte Rohr 3, aus dem es im Bereiche des Bodens 4 des zentralen Standrohres 5 austritt. Sie steigt im Standrohr 5 nach oben und tritt über seine obere Öffnung 6 aus.
Mit Hilfe des Regelventils 1 wird der Zustrom der Sole so eingestellt, dass sich die bei 6 austretende Sole in dünner Schicht über die domartige Abdeckfläche 7 des Heizmantels 8 ausbreitet. Am Rande dieses Heizmantels 8 bzw. an seiner zylindrischen Fläche 9 rieselt die Sole dannn allmählich abwärts.
Zur Erzielung einer grossen Rieselfläche ist die Aussenwand 9 des Heizmantels 8 mit einem Gaze- überzug 10 ausgerüstet. Er ist bis über das obere Ende der zylindrischen Seitenwandungen 9 hinausgeführt und bildet auf diese Weise einen Ringraum, der mit keramischen Körpern, z. B. Raschig-Ringen, ausgefüllt ist.
Durch diese Ausbildung soll ein gleichmässiger Abfluss der aus dem Überlauf 6 austretenden Sole unter Vermeidung von Spritzverlusten erzielt werden.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Ringraum innerhalb des Zylinders 9 mit Wasser angefüllt.
Es wird mit Hilfe der Heizelemente 11, 12, die elektrisch beheizt sind, in dem erforderlichen Masse erwärmt.
Die Beheizung des Heizmantels 8 kann aber auch in anderer Weise erfolgen.
Zwischen die von der Kühlsole berieselte Fläche 9, 10 und die Kühlschlange 2 sind Abschirmfläche 13 gestellt. Diese verhindern eine unmittelbare Wärmestrahlung vom Zylinder 9 auf die Kühlschlange 2.
Die beim Herabrieseln der Dünnsole über die Wandungen 9, 10 entstehenden Brüdendämpfe gelangen durch die Öffnungen zwischen den Abschirmflächen 13 hindurch. Sie werden dabei an den Windungen der Kühlschlange 2 abgekühlt und kondensieren sich. Das Kondensat tropft ab und sammelt sich in dem Ringraum 14. Da dauernd ein Herabrieseln der Sole an der Zylinderwand 9, 10 erfolgt und laufend neue Brüdendämpfe entwickelt werden, die ihre Wärme an die Kühlschlange 2 abgeben, wird die Dünnsole beim
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Fliessen durch die Kühlschlange 2 allmählich erwärmt. Sie tritt daher bereits in vorerwärmtem Zustande am unteren Ende 4 des Standrohres 5 in dieses ein.
Die in der unteren Abschirmfläche 15 sich ansammelnde eingedickte Sole wird über die Leitung 16 von der Vakuumpumpe 17 abgesaugt. Um ihren Dampfdruck möglichst niedrig zu halten, liegt diese Leitung 16 innerhalb eines Wärmeaustauschers 18, dem ein Kühlmittel zugeführt wird, das bei 19 einund bei 20 austritt.
Die Menge der von der Vakuumpumpe 17 abgeförderten Sole wird mit Hilfe des Mengenmessers 21 gemessen.
Das sich im Ringraum 14 ansammelnde Kondensat wird über die Leitung 22 einem automatisch arbeitenden Kondenswasserableiter 23 zugeführt. In diesen Ringraum 14 ragt auch der Vakuumabsaug- stutzen 24 der Vakuumpumpe 17 hinein. In ihm mündet auch die Leitung 16, in der die eingedickte Kühl- sole von der Pumpe 17 angesaugt wird. Das von der Vakuumpumpe angesaugte Gemisch wird über die Leitung 25 in den Abscheider 26 gedrückt. Die Abluft entweicht dabei durch die obere Öffnung 27, während die Sole in dem Rohr 28 abwärts fliesst und schliesslich durch die Leitung 29 austritt.
Der Zylinder 30, der gemeinsam mit der Bodenplatte 31 den eigentlichen Vakuumbehälter bildet, innerhalb dessen die Eindickung der Sole erfolgt, kann zur besseren Wärmeisolierung mit einer entsprechenden isolierenden Schicht an seiner Aussenseite versehen sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Eindampfen von Kühlsole im Dünnschichtverfahren unter hohem Vakuum dadurch gekennzeichnet, dass ein aufrecht stehendes, unten geschlossenes und oben offenes Standrohr (5) vorgesehen ist, in dem ein bis dicht an seinen Boden (4) geführtes Zulaufrohr (3) für die zu verdamp-
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