AT231408B - Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten - Google Patents

Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten

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AT231408B
AT231408B AT303061A AT303061A AT231408B AT 231408 B AT231408 B AT 231408B AT 303061 A AT303061 A AT 303061A AT 303061 A AT303061 A AT 303061A AT 231408 B AT231408 B AT 231408B
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solution
liquid
boiler
evaporation
flow
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AT303061A
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English (en)
Inventor
Andras Ing Zsigmond
Original Assignee
Cukoripari Ki
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  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description


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  Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten 
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten, um die Konzentration von
Losungen zu erhöhen. 



   Die Verdampfer bestehen üblicherweise aus zwei Hauptteilen, nämlich aus einer Heizkammer, der ein wärmetragendes Mittel, z. B. Wasser   zugeführt   wird, und aus einem   Lösungs- oder   Saftraum, in dem sich die zu verdampfende Lösung infolge der Wärmezufuhr im Kochen befindet. 



   Von den bekannten Arten der Verdampfer werden am meisten Rohrverdampfer, insbesondere mitste- hendem Rohrsystem, verwendet. Der Dampf, der bei den Rohrverdampfern der Heizkammer, d. h. dem
Raum zwischen den Siederohren des Verdampfers zugeführt wird, erwärmt die Lösung in den Siederohren. 



   Infolge der Verschiedenheit der Siedepunkte des Lösungsmittels bzw. des gelösten Stoffes wird das Lösungs- mittel durch die Wirkung der über die Rohrwand erfolgenden Erwärmung in Dampf umgewandelt, so dass es aus den Siederohren verdampft und über einen Dampfraum aus der Vorrichtung entweicht, während die eingedampfte Lösung in einer von der Art der Vorrichtung abhängigen Weise aus dieser entfernt wird. 



   Die bei industrieller Erzeugung erforderlichen hohen Leistungen werden durch mehrstufige Eindampf- systeme erreicht, wobei eine spätere Stufe durch die Dämpfe der vorangehenden Stufe,   z. B.   eine zweite
Stufe durch die Dämpfe der ersten Stufe, durch die Dämpfe der zweiten Stufe die dritte Stufe   usw.,   beheizt wird. Auf diese Weise kann eine wesentliche Menge an Dampf eingespart werden. 



   Der Bau der Verdampfer ist bei möglichst geringen Abmessungen auf höchste Leistungsfähigkeit gerichtet. Dies setzt unter anderem einen möglichst hohen Wert der Wärmeübergangszahl (k), bei den gegebenen Temperaturen einen möglichst grossen nützlichen Temperaturunterschied (A t) zwischen Heizdampf und Saft- bzw. Dampfraum, das Eindampfen der Lösung bis zum gewünschten Ausmass bei kurzer Durchlaufperiode eine möglichst geringe Zersetzung des gelösten Stoffes, die Verhinderung der Ablagerung von Niederschlägen, usw. voraus. 



   Abgesehen davon, dass die erwähnten Bedingungen bei den bekannten Vorrichtungen nur zum Teil erfüllt sind, treten beim Verdampfen eine Reihe von unerwünschten Erscheinungen auf, die bei den bekannten Vorrichtungen bis jetzt nicht behoben worden sind. 



   Der Siedepunkt der Lösungen nimmt infolge   des hydro tatisclLel1 Druckes   der höher liegenden Flüssigkeitsschichten (hydrostatischer Effekt) und der Erhöhung der Konzentration zu. Da bei den bekannten Vorrichtungen das Eindampfen bei einmaliger Durchströmung über die Siederohre verhältnismässig gering ist, weil sonst die Benetzung der inneren Rohrfläche über einen gewissen Wert des Volumverhältnisses von Flüssigkeit und Dampf nicht gesichert werden kann, muss der Saft zwecks entsprechender Eindampfung mehrmals über die Siederohre geleitet werden, was einen Umlauf des Saftes in den Siederohren bedeutet.

   Die Rückleitung des Saftes ist ausser den durch die Verlängerung der Durchlaufperiode bedingten nachteiligen Erscheinungen mit der Unzulänglichkeit behaftet, dass je öfter die Lösung den Siederohren zugeführt wird, die Wärmeübergangszahl umso geringer wird, infolge der Zunahme der Viskosität   (bol)   der jeweils dickflüssigeren Lösung. 



   Diese nachteilige Erscheinung kann lediglich durch eine starke Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit (v) der Lösung bekämpft werden, was bei den bekannten Systemen jedoch nicht möglich ist. 



   Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist geeignet, nicht nur das Eindampfen von Lösungen, Flüssig- 

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 keitsgemischen, Emulsionen und Suspensionen bei höherem Wirkungsgrad zu bewirken, als dies mit den bekannten Vorrichtungen möglich war, sondern auch die bereits erwähnten nachteiligen Erscheinungen wirksam und erfolgreich zu beseitigen. 



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten gehört zu jener bekannten Art, bei welcher zwischen einem Lösungsraum und einem Dampfraum ein System von in der   Längsrichtung   geschlossenen Siederohren und in den Siederohren je ein in Richtung auf den Dampfraum zu zumindest teilweise sich verjüngender Körper angeordnet ist, wobei zwischen diesem und dem Siederohr schraubenlinienförmige Lenkflächen vorgesehen sind. Diese Lenkflächen versetzen das durch das Siederohr strömende Medium in kreisende Bewegung. Ihre Gewindehöhe (Steigung) in den dem Lösungsraum zugekehrten Bereich des Rohres ist geringer als in dem dem Dampfraum zugekehrten Bereich.

   Das Wesentliche einer solchen Vorrichtung besteht nach der Erfindung darin, dass in dem dem Lösungsraum zugekehrten Bereich Lenkflächen mit flacher Steigung und in dem dem Dampfraum zugekehrten Bereich Lenkflächen mit gro- sser Steigung vorgesehen sind, so dass die Geschwindigkeit der Flüssigkeit beim Austritt aus dem Siederohr wesentlich höher, vorzugsweise 5mal höher als beim Zuführen ist. Gemäss einer besonderen Ausführungform sind die Lenkflächen grosser Steigung am kegeligen Körper in Abständen angeordnet. 



   Während bei bekannten Vorrichtungen beabsichtigt war, die Geschwindigkeit konstant zu halten, wird bei der erfindungsgemässen Vorrichtung die   Austritssgeschwindigkeit   wesentlich erhöht. Die Lenkfläche von geringer Gewindehöhe in dem Lösungsraum zugekehrten Bereich der Rohre bezweckt die Sicherung eines erhöhten Strömungswiderstandes. Ein engerer Querschnitt bewirkt bei gleicher Flüssigkeitsmenge eine höhere Strömungsgeschwindigkeit. Ist die Strömungsgeschwindigkeit höher, so nimmt die Wärme- übergabe in der Flüssigkeitsphase zu und der   Strömungswiderstand   vergrössert sich. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass unter den Siederohren von üblichen Verdampferanlagen eine gleichmässige-Flüssigkeitsverteilung besteht. 



   Die Lenkfläche von grosser Gewindehöhe in dem dem   Dampfraum     zagekehlen   Bereich der Rohre   ! ermöglicht   dagegen den Strömungswiderstand zwecks Expansion des Gemenges von Dampf und Flüssigkeit und Bildung eines zusammenhängenden Flüssigkeitsfilmes unter der Wirkung der Zentrifugalkraft allmäh- lich zu verringern. 



   Das Verhältnis der Geschwindigkeitskomponenten, bezogen auf die Rohrachsenlängen in den Berei- chen von verschiedenen Gewindehöhe beträgt vorzugsweise mindestens 1 : 5. 



   Der kontinuierliche Verlauf der   Lenkflächen von   grosser Gewindehöhe sorgt dafür, dass bei Gemengen von hoher Viskosität auf der Rohrwand ein zusammenhängender Flüssigkeitsfilm gebildet   wird. Bei Gemen-   gen von geringer Viskosität wird dies vorteilhaft durch eine geeignete Unterbrechung der Lenkflächen er- reicht. 



   Zusammenfassend weist die Vorrichtung gemäss der Erfindung folgende Vorteile auf :
Die durch die Spindel mit Gewinde gebildete zwangsläufige Strömungsbahn bzw. die an der Spindel angebrachten Lenkflügel bewirken eine Kreisbewegung des Gemisches von Flüssigkeit und Dampf, deren
Geschwindigkeit hinreichend hoch (beim Zuführen der Lösung etwa 3   m/sec,   beim Abführen der Flüssig- keit und des Dampfes etwa 15 m/sec) ist, um eine zentrifugale Kraft zu bewirken, durch die jene Flüs- sigkeitsteilchen, die schwerer sind als der Dampf, an die Rohrwand gelenkt werden.

   Dies bringt den Vor- teil mit sich, dass nicht nur ein Anbrennen des gelösten Stoffes an der Rohrwand durch eine ständige Be- netzung derselben verhindert wird, sondern auch eine Verbesserung der Wärmeübertragung bzw. der Wär- meübergangszahl infolge der Verdampfung der mit hoher Geschwindigkeit entlang der Rohrwand in dünnen
Schichten strömenden Flüssigkeit eintritt. Somit kann auch bei geringerem Temperaturunterschied A t zwischen Heizdampf und Lösung eine günstige Verdampfung des Lösungsmittels erreicht werden. 



   Bei Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung kann das Volumverhältnis von Flüssigkeit und
Dampf auf   1/6000 - 1/7000   erhöht werden, wogegen es bis jetzt den Wert von höchstens 1/300 erreicht hat. Auf diese Weise kann die gewünschte Eindampfung selbst bei sehr geringem Druck,   d. h.   bei sehr grossem spezifischem Volumen des Dampfes bei einmaliger Hindurchführung der Lösung über die Siede- rohre erreicht werden. 



     Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit wird nicht nur die Wärmeübergangszahl   erhöht, sondern auch Ablagerungen entgegengewirkt. 



   Die konische Verdrängungsspindel verhindert, dass in der Achse des Siederohres,   d. h.   im innersten
Teil desselben, eine Flüssigkeitsströmung stattfindet. Strömte die Flüssigkeit über den vollen Querschnitt des Siederohres, so könnten die in der Nähe der Rohrachse fliessenden innersten Flüssigkeitsteilchen an der Wärmeübergabe nicht unmittelbar teilnehmen. 



   Die durch die im Siederohr angebrachte Spindel bewirkte Flüssigkeitsverdrängung wird einerseits ver- 

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 ringert ; die wegen der Wärmewirkung einer Zersetzungsgefahr ausgesetzte Flüssigkeitsmenge anderseits fördert die Strömung von Flüssigkeit und Dampf in den Siederohren. Innerhalb der Siederohre   ist nämlich   der durch das Gemisch von Flüssigkeit und Dampf bedingte Druck geringer als wenn im Siederohr wegen mangelnder Verdrängung der Druck auch durch das Gewicht der   überflüssigen   Flüssigkeit   erhöht wäre.   So- mit kann der hydrostatische Druck des im Niveaugefäss vorhandenen Saftes günstige Strömungsverhältnisse herbeiführen.

   Die Verdrängung der überflüssigen Flüssigkeit aus der Mitte des Siederohrquerschnittes übt ferner eine günstige Wirkung auch auf den Siedepunkt der Lösung aus, weil die durch das Gewicht der überflüssigen Flüssigkeit bewirkte hydrostatische Druckzunahme vermieden wird. 



     Infolge der konischen Ausbildung der Verdrängungsspindelnimmt   der Strömungsquerschnitt in der Strö- mungsrichtung ständig zu. Dies hat zur Folge, dass die Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit nicht un- zulässig hoch wird, obwohl die Menge des Dampfes im Siederohr während der Bewegung der Flüssigkeit auf den Dampfraum infolge der Erwärmung ständig zunimmt. 



   Die Zunahme des Strömungsquerschnittes in der Strömungsrichtung ist auch insofern vorteilhaft, als infolge der ständig zunehmenden Dampfbildung der Strömungswiderstand nicht so gross wird, dass ein die
Erhöhung des Siedepunktes herbeiführender hydrostatischer Effekt eintreten würde. 



   Die gewünschte Eindampfung der Lösung kann bereits durch einmalige Hindurchleitung der Lösung über die Siederohre bei hoher Geschwindigkeit erreicht werden, wobei infolge der kurzen Durchlaufzeit von
3 bis 4 sec anstatt   15-30   min Zersetzungen (oder Aromaverluste) des gelösten Materials selbst bei hohen
Temperaturen, wiez. B. bei Zuckerlösungen oberhalb von 130 C minimal sein werden. Die Verdampfung des Lösungsmittels bei hohen Temperaturen, d.   h.   die hohe Temperatur des Dampfes, bietet die Möglich- keit, eine grössere Anzahl von Vorrichtungen in Reihe zu schalten,   d. h.   mehrere Stufen einzustellen als dies bisher üblich war. Hiedurch wird bei wirtschaftlichem Dampfverbrauch eine höhere Saftabführung, d. h. eine Zunahme des Wirkungsgrades der Eindampfung, erreicht.

   Die durch einmalige Hindurchführung der Lösung bedingte rasche Eindampfung bzw. der hiedurch bedingte höhere Wirkungsgrad haben auch die
Folge, dass zum Eindampfen derselben Lösungsmenge in der erfindungsgemässen Vorrichtung eine gerin- gere Anzahl an Siederohren bzw. eine geringere Heizfläche erforderlich ist. Durch die einmalige Hin- durchführung wird auch eine Vermischung des frischen Saftes mit der bereits eingedampften Lösung ver- mieden. 



   Die Viskosität der Losung ist beim Eintritt in das Siederohr geringer als im nachfolgenden Abschnitt der Hindurchströmung, da wegen der Verdampfung des Lösungsmittels während der Strömung die Viskosität der Flüssigkeit ständig zunimmt. Der die Strömung verhindernde Einfluss der   Viskositätszunahme   wird aber durch die Geschwindigkeitserhöhung ausgeglichen, so dass die   Wärmeübernahme   der Lösung sich auch mit der Zunahme der Viskosität vorteilhaft gestaltet.

   Die über die Siederohre hindurchströmende Flüssigkeitsmenge kann nicht nur durch das eingestellte Niveau des Saftes im Niveaugefäss, oder mittels der Förderpumpe, sondern auch durch die Strömungsgeschwindigkeit geregelt werden, die durch den Querschnitt der durch die Innenfläche des Siederohres und die Spindel bestimmten zwangsläufigen Strömungsbahn bestimmt ist, wobei der Querschnitt entsprechend der Zusammensetzung der Lösung bemessen ist. Durch den im Niveaugefäss eingestellten konstanten Druck wird zugleich die Gleichmässigkeit der Strömung in den Siederohren der Vorrichtung durch Selbstregelung gesichert, indem bei Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit in einem Siederohr eine Zunahme des Widerstandes mit sich bringt, was ihrerseits eine Abnahme der Geschwindigkeit herbeiführt. 



   Beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Eindampfen sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. 



   Fig. l zeigt dabei die Vorderansicht bzw. einen Längsschnitt einer Vorrichtung, bei der die einzudampfende Lösung von unten nach oben über die Siederohre hindurchgeführt wird. Fig. 2 zeigt ein Siederohr der Vorrichtung gemäss Fig. l. In den Fig. 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, mittels dem das Eindampfen bei einer Abwärtsströmung der Lösung in den Siederohren durchgeführt werden kann. 



  Die Fig. 3 zeigt dabei die Vorrichtung in Vorderansicht bzw. im Längsschnitt. Die Fig. 4 veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform der Siederohre der Vorrichtung gemäss Fig. 3, wobei nur ein Siederohr dargestellt ist. 



   In einer mit 1 bezeichneten Heizkammer der Vorrichtung gemäss den Fig. 1 und 2 sind Siederohre 2 und in diesen Verdrängungsspindeln 3 gleichmittig angeordnet. An dem der zum Zuführen der Lösung dienenden Öffnung zugekehrten zylindrischen Ende der Spindel ist diese mit flachen   Lenkflächen 4   versehen, deren äusserer Durchmesser D an die innere Fläche des Siederohres eng angepasst ist. Anschliessend an den mit den Lenkflächen 4 flacher Steigung versehenen Teil ist die Spindel 3 konisch und mit glatter Oberfläche ausgebildet, wobei der Strömungsquerschnitt in der schraubenlinienförmigen zwangsläufigen Bahn 

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 eine quadratische oder rechteckige Form aufweist.

   Die zwangsläufige   Strömungsbahn mundet   bei allmäh- lich zunehmendem Querschnitt   (Diffusorwirkung) ineinenringförmigen   Raum zwischen der inneren Fläche des Siederohres und dem konischen Teil der Spindel. Am glatten konischen Teil der Spindel 3 sind Lenk- flächen 5 zum Schleudern der hindurchströmenden Flüssigkeit   vorgesehen. Diese dünnen   Lenkflügel haben eine Gewindehöhe von h/D > 1, wobei ihre Länge sich höchstens auf 1/4 bis 1/2   Gewindehöhe   erstreckt. 



   Sie nehmen somit nur kurze Abschnitte ein, die geeignet sind, die bei hoher Geschwindigkeit kreisend fortschreitende Bewegung des über den ringförmigen Querschnitt des Siederohres hindurchströmenden Ge- misches von Flüssigkeit und Dampf aufrechtzuerhalten bzw. zu steigern. Zum Ausbringen der einem
Dampfraum 15 zuströmenden eingedampften Lösung dient ein Ventil 7, wogegen der Lösungsmitteldampf über ein Ventil 8 abgeführt wird. 



   Zum Regeln der Strömung der Lösung und zugleich der Menge der in der Zeiteinheit einzudampfen- den Lösung dient ein Niveaugefäss 9, dem die Lösung aus einem Vorwärmer über ein Ventil 10 zugeleitet wird. Durch entsprechende Einstellung des Ventils 10 kann ein der in der Zeiteinheit einzudampfenden
Menge entsprechendes ständiges Saftniveau und somit ein ständiger hydrostatischer Druck auch bei konti- nuierlicher Zuströmung der Lösung gesichert werden. 



     Lösungsmitteldämpfe,   die aus der dem Niveaugefäss zuströmenden und vorgewärmten Lösung durch
Selbsteindampfung frei werden, werden über ein Ventil 11 dem Dampfraum 15 zugeleitet.. 



   Das Niveaugefäss ist mit dem Lösungsraum,   d. h.   mit den Siederohren über eine Rohrleitung 12 ver- bunden. Die Öffnung, die zum Zuleiten der Lösung in jedes Siederohr dient, mündet mit einem sich ver- jüngenden Querschnitt in die durch die flachen   Lenkflächen   4 gebildete zwangsläufige Strömungsbahn ein. 



   Die als ein Konfusor ausgebildete Zufuhröffnung kann in der dargestellten Weise auch derart ausgebildet sein, dass der Teil der Verd : ängungsspindel unterhalb der Lenkflächen als ein Kegel 13 ausgebildet wird. 



   Es ist aber auch möglich, die   Zufuhröffnung   für die Lösung derart auszubilden, dass die Zuströmung der
Flüssigkeit in den Lenkflächenteil tangential erfolgt. 



   Die in den Siederohren strömende Lösung wird durch Heizdämpfe erwärmt, die über einen Rohr- stutzen 19 in die Heizkammer 1 eingebracht werden. Das sich aus dem Heizdampf bildende Kondensat wird über ein Ableitrohr 20 entfernt. 



   Das Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1 und 2 arbeitet wie folgt :
Die Lösung wird in einem nicht dargestellten Vorwärmer auf eine der Eindampfung entsprechende
Temperatur erwärmt und über das Ventil 10 dem Niveaugefäss 9 zugeführt. Durch übermässige Erwärmung der zuströmenden Lösung entstehende Dämpfe werden über das Ventil 11 in denDampfraum 15 zugeführt. 



  Die in der Zeiteinheit einzudampfende Lösungsmenge wird durch die Safthöhe im Niveaugefäss geregelt, wobei die Einstellung mittels des Einlassventils 10 erfolgt. Die Lösung strömt über die verbindende Rohr- leitung 12 und die als   Konfusor   ausgebildete Öffnung in die Siederohre ein, in denen sie sich entlang von durch die flachen Lenkflächen 4 bestimmten schraubenlinienförmigen zwangsläufigen Bahnen bewegt. 



  Die Strömung hat hier eine Geschwindigkeit von etwa 2 bis 4 m/sec, was eine   dreissig-bis   fünfzigfache   Zuströmungsgeschwindigkeit,   als bei den bisherigen Systemen üblich war, bedeutet. Die Lösung verlässt die schraubenlinienförmigen Bahnen über die als Diffusor ausgebildeten Teile der Siederohre und schreitet mit hoher Geschwindigkeit und turbulenter Strömung kreisend mit einem in Richtung des Dampfraumes zunehmenden ringförmigen Querschnitt fort. Während die Verdampfung des Lösungsmittels unter Einwirkung des Heizdampfes immer mehr zunimmt, strömt das aus Flüssigkeit und Dampf bestehende Gemisch dem Dampfraum 15 zu, wobei es an den Lenkflächen 5 erneut eine Beschleunigung erfährt.

   Durch die Wirkung der durch die kreisende Strömung bei hoher Geschwindigkeit erzeugten zentrifugalen Kraft werden die Flüssigkeitsteilchen an die geheizte Wand der Siederohre gedrängt, wobei für die Wärmeübernahme sehr günstige Verhältnisse   entstehen. NachErreichen   des Dampfraumes 15 entweicht die eingedampfte Flüssigkeit über das Ventil 7, während der Dampf über das Ventil 8 abgeleitet wird. 



   Der Strömungsweg der einzudampfenden Lösung von seinem Zufluss in das Niveaugefäss bis zum Abfluss über das Auslassventil 7 ist in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet. 



   Das Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1 und 2, bei welchem die Lösung in den Siederohren von unten nach oben strömt, ist insbesondere bei Eindampfung von Lösungen vorteilhaft verwendbar, in welchen das gelöste Material weniger   wärmsempfindlicb   ist, so dass die Eindampfung bei einem höheren Druck und bei höheren Temperaturen erfolgen kann, wo das spezifische Volumens des Dampfes geringer ist. 



   Bei Lösungen, die wärmeempfindliches Material enthalten, wird das Eindampfen dagegen vorteilhaft bei geringem Druck (geringer als 1 at) und bei einer diesem Druck entsprechenden Temperatur vorgenommen. In diesem Fall ist das spezifische Volumen des Dampfes sehr gross. Damit innerhalb der Siederohre während der   Eindampfung kein Rückmischen eintritt, wird   die Lösung zweckmässig in den Siederohren 

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 von oben nach unten strömen, da dann eine Vermischung der schwereren (dichteren) Flüssigkeit mit den nachströmenden Flüssigkeitsschichten von geringerer Konzentration durch die Schwerkraft verhindert wird. 



  Eine hiezu geeignete Vorrichtung zeigen die Fig. 3 und 4. 



   In der Heizkammer 1 der Vorrichtung sind Siederohre 2mit in diesen konzentrisch angeordneten Verdrängungsspindeln 3 befestigt. Das der   Zufuhröffnung   für die Lösung zugekehrte obere zylindrische Ende der Spindel 3 ist mit flachen Lenkflächen 4 versehen, die an ihren äusseren Rändern eng an die Innenfläche des Siederohres angepasst sind. Unter dem mit den Lenkflächen 4 versehenen Teil der Spindel 3 ist gleichsam als Fortsetzung der flachen Lenkflächen ein Schrauhengewinde 6 mit   dünnem   Querschnitt und grosser Gewindehöhe   (50-60 )   vorgesehen, wodurch im   Zusammenwirken   mit der kegeligen Ausfüh- 
 EMI5.1 
 den Dampfraum 15 gerichteten Strömung des   Flüssigkeitsdampfgemisches   eine schraubenlinienförmige
Bahn mit zunehmendem Querschnitt gesichert wird. 



   Auf der durch das Schraubengewinde mit grosser Gewindehöhe gebildeten zwangsläufigen Bahn strömt das Flüssigkeitsdampfgemisch bei hoher   Geschwindigkeit in kreisender Bewegu. 1g   gegen den Dampfraum 15 abwärts, wobei die Flüssigkeitsteilchen unter Einwirkung der durch die kreisende Strömung bei hoher Ge- schwindigkeit bedingten zentrifugale Kraft an die geheizten Wände der Siederohre gedrängt werden. Bei   Abwärtsströmung   wird auch die Vermischung der Flüssigkeitsschichten verschiedener Konzentrationen durch die Schwerkraft verhindert. 



   Eine Folge der von oben nach unten stattfindenden Strömung der Lösung besteht darin, dass die einge- dampfte Flüssigkeit höherer Dichte über das Ventil 7 am untersten Teil des Dampfraumes 15 die Vorrich- tung verlässt, während der   Lösungsmitteldampf   über das Ventil 8 entweicht. Die einzudampfende Lösung wird durch eine Pumpe 16 über einen Vorwärmer   17   der Vorrichtung zugeführt, wobei die in der Zeitein- heit einzudampfende Lösungsmenge durch ein Druckregelventil 18 eingestellt wird. 



   Das Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 3 und 4 arbeitet wie folgt :
Die einzudampfende Lösung wird durch die Pumpe   16 über den Vorwärmer   17 in die Siederohre 2 ge- speist. Die überschüssige Lösungsmenge fliesst über das Druckregelventil 18 in einen   Speicherbehälter 21   für die Lösung zurück. Die infolge der Erwärmung immer mehr dampfende Lösung strömt über die Verbin-   dungsleiung   12 und über eine durch die kegelige Ausbildung des Spindelende 13 als   Konfusor   wirkende   Oitnung   in oie Siederohre bzw. in die durch die Lenkflächen 4der Verdrängungsspindeln 3 bestimmten schraubenlinienförmigen zwangsläufigen Bahnen.

   Die Lösung strömt auf jeder der durch die flachen Lenliflächen 4 gebildeten zwangsläufigen Bahnen mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 4 m/sec nach unten. Nach Verlassen der als Diffusor immer breiter werdenden   flachen, schraubenlinienförmigen   Bahnen gelangt die Flüssigkeit in die durch die Lenkflächen 6   mit grosser Gewindehöhe gebildeten   zwangsläufigen Bahnen, deren Querschnitt in Richtung auf den Dampfraum 15 zu zunimmt, während die Dampfbildung immer stärker und das Volumen der frei werdenden Dämpfe im Verhältnis zum Volumen der eingedampften Flüssigkeit immer grösser wird. Die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit wird durch die Schwerkraft erhöht, die zugleich eine Vermischung der Flüssigkeitsmengen verschiedener Konzentrationen verhindert. 



   Das   Flüssigkeitsdampfgemisch   gelangt in den Dampfraum 15, wo die Flüssigkeit über das an der niedrigsten Stelle des Dampfraumes 15 angebrachte Ventil 7 die Vorrichtung verlässt, während der Lösungsmitteldampf über das Ventil 8 aus dem Dampfraum entweicht. 



   Der Strömungsweg der einzudampfenden Flüssigkeit ist in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet. 

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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten, bei welcher zwischen einem Lö3ungsraum und einem Dampfraum ein System von in der Längsrichtung geschlossenen Siederohren und in den Siederohren je ein in Richtung auf den Dampfraum zu zumindest teilweise sich verjüngender Körper angeordnet ist, wobei zwischen diesem und dem Siederohr schraubenlinienförmige Lenkflächen vorgesehen sind, welche das durch das Siederohr strömende Medium in kreisende Bewegung versetzen und deren Gewindehöhe (Steigung) in den dem Lösungsraum zugekehrten Bereich des Rohres-geringer als in dem dem Dampfraum zugekehrten Bereich ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem dem Lösungsraum (12) zugekehrten Bereich Lenkflächen (4) mit flacher Steigung (h/D < 1)
    und in dem dem Dampfraum zugekehrten Bereich Lenkflächen mit grosser Steigung (h/D > 1) vorgesehen sind, so dass die Geschwindigkeit der Flüssigkeit beim Austritt aus dem Siederohr wesentlich höher, vorzugsweisweise 5mal höher als beim Zuführen ist. <Desc/Clms Page number 6>
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkflächen (5) grosser Steigung am kegeligen Körper (3) in Abständen angeordnet sind.
AT303061A 1960-06-14 1961-04-17 Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten AT231408B (de)

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