Hochvakuum-Destillierapparat zum fraktionierten Destillieren auf kurzem Wege mit Hilfe von Zentrifugalkraftwirkung.
Vorliegende Erfindung betrifft einen Hochvakuum-Destillierapparat zum fraktionierten Destillieren auf kurzem Wege mit Hilfe von Zentrifugalkraftwirkung.
Der erfindungsgemässe Destillierapparat ist durch folgende Teile ausgezeichnet: eine Anzahl rotierbarer, koaxial um einen zentralen Sammler angeordneter Verdampfungsschalen, wobei - zwecks Überleitens von zufolge Zentrifugalkraftwirkung aus jeder Schale austretender Flüssigkeft in die näehstäussere Schale und von Rückstand aus der äussersten Schale in einen Ringkanal - jeder Schale ein ringförmiges Ablenkglied zugeordnet ist, eine Anzahl koaxialer, je über einer Schale angeordneter Kondensationsflächen solcher Gestalt, dass das Kondensat von jeder Schale in die nächstinnere Schale und von der innersten Schale in den zentralen Sammler zurückgeleitet wird,
Mittel zum Zuleiten von zu destillierendem Gut in eine der Schalen und Mittel zum Abziehen des Destill ates aus dem zentralen Sammler und des Rückstandes aus dem Ringkanal.
Vorzugsweise ist ein Mittel vorgesehen, unl einen einstellbaren Teilbetrag des Rückstandes in eine der Schalen zurückzuleiten; weiter kann ein Ventil im Sammlerauslass vorgesehen sein, um den Destillatsabfluss zu drosseln oder zu unterbrechen, so dass sich Destillat im Sammler ansamindn mld in die innere Schale überfliessen kann.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs- gegenstandes mit Detailvarianten ist in der Zeichnung dargestellt, und zvar zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch einen Destillierapparat, wobei die linke und die rechte Hälfte zwei Varianten zeigen, und
Fig. 2 einen sebematischen Teilaxialschnitt einer weiteren Variante.
Der Destillierapparat nach Fig. 1 weist ein im Grundriss kreisrundes Gehäuse 1 auf, in denl koaxial vier rotierbare Schalen 2 bis 5 angeordnet sind. Die in der linken Hälfte der Figur gezeigten Schalen sind voneinander getremit und rotieren mit verschiedenen Drehzahlen, während die in der rechten Hälfte gezeigten Schalen miteinander verbunden sind und somit mit der gleichen Drehzahl rotieren.
Über jeder der Schalen 2 bis 5 ist eine der koaxialen Kondensationsflächen 7 bis 10 angeordnet, die so gestaltet sind, dass das über einer Schale kondensierende Destillat von der betreffenden Kondensationsfläehe in die nächstinnere Schale abtropft, das heisst das Kondensat auf der Fläche 10 tropft in die Schale 4, dasjenige von der Fläche 9 in die Schale 3, dasjenige von der Fläehe 8 in die Schale 2 und endlich dasjenige von der Fläche 7 in einen ortsfesten, in der Schalen-Rotations- axe angeordneten Zentralsammler 11, aus dem Destillat durch die Röhre 12 unter Kontrolle des Ventils 13 abgezapft werden kann.
Die Kondensationsflächen sind an einem Gussstück 6 mit Kanälen 6' für die Zirkulation von Kühlflüssigkeit vorgesehen; die Konden- sationsflächen 7 bis 10 können z. B. plattiert oder poliert sein, um das Benetzen durch das Destillat zu erleichtern.
Die zu destillierende Flüssigkeit wird durch eine Röhre 14 in das Gehäuse 1 eingebracht und fliesst in einen Sammler 15, aus dem sie über die kegelige Fläche 16 und durch eine Lücke zwischen den beiden Konden- sationsflächen 7 und 8 in die Schale 2 fliesst.
Zufolge Zentrifugalkraftwirkung aus letzterer ausgeworfene, zu destillierende Flüssigkeit wird durch das Ablenkglied 17 in die Schale 3 abgelenkt, und ebenso wird die aus den Schalen 3 und 4 ausgeworfene Flüssigkeit durch Ablenkglieder 18 und 19 in die Schalen 4 bzw. 5 abgesenkt. Der verbleibende, aus der Schale 5 ausgeworfene Rückstand wird durch ein Ablenkglied 20 in einen Ringtrog 21 abgelenkt, aus dem er durch eine Röhre 22 ? abgezapft werden kann.
Falls erwünscht, kann der im Trog 21 gesammelte Rückstand nochmals in Zirkulation gesetzt werden. Zu diesem Zwecke ist eine Röhre 23 mit Ventil 24 vorgesehen, die aus dem Trog 21 in einen Verteiler 25 führt, aus dem Flüssigkeit über eine kegelige Fläche 26 und durch Lücken zwischen den Kondensationsflächen 8 und 9 in die Schale 3 fliesst.
Die Schalen 2 bis 5 in der rechten Hälfte der Fig. 1 bestehen alle mit einer in Lagern 29 angeordneten Hohlwelle 28 aus einem Stück und bewegen sich also alle mit derselben Drehzahl. Eine ortsfeste elektrische lIeizvorriehtung 30 heizt alle Schalen, kann aber so ausgebildet sein, dass sie die Schalen unterschiedlich stark heizt.
Die Schalen 2 bis 5 in der linken Hälfte der Fig. 1 sind mit je einem der koaxialen IIohlwellenstummel 32 bis 35 verbunden, die mit separaten, mit auf der Vorgelegewelle 36 befestigten Zahnrädern in Eingriff stehenden Zahnrädern versehen sind. Durch Auswechseln der entsprechenden Zahnräder können die Drehzahlen der einzelnen Schalen verschiedenen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Bei dieser Anordnung ist jede Schale mit einer eigenen elektrischen TIeizvorrichtung 37 ausgestattet, wobei die Stromzuleitung über die Schleifringe 38 erfolgt.
Wenn der Destillierapparat im Betrieb ist - wobei sich die Schalen 2 bis 5 in beschriebener Weise mit derselben oder mit nnterschiedlic-en Drehzahlen drehen, treten die schwereren Fraktionen des in die Schale 2 eingeführten, zu destillierenden Gutes zufolge Z entrifugalkraftwirkung von Schale zu Schale nach aussen, bis sie den Trog 21. erreichen. Die leichteren Fraktionen jedoch treten zufolge der Wirkung der Kondensationsflächen nach einwärts, bis sie den Sammler 11 erreichen.
Durch entsprechendes Betätigen des Ventils 13 kann das Destillat im Sammler angestaut werden, so dass es dann in die Schale 2 überfliesst. Auf diese Weise können die leichteren Fraktionen beliebig oft in den Destillationsprozess zurückgeführt werden.
Durch entsprechendes Betätigen des Ventils 24 kann aber auch irgendein gewünschter Teilbetrag des schweren Rückstandes im Trog 21 wieder in den Destillationsprozess eingeschaltet werden. Die beiden Ventile 13 und 24 können unabhängig voneinander betätigt werden, je nach Natur und Zusammensetzimg der Fraktionen, die man zu erhalten wünscht.
Das zu destillierende Gut braucht nicht in die Schale 2 eingeführt zu werden, sondern könnte z. B. in die Schale 3 eingeleitet werden. Ebenso könnte der Rückstand vom Trog 21 statt in die Schale 3 in eine andere Schale zurückgebracht werden.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung kann sich die Kondensationsfläche 7 für gewisse Zwecke als zu klein erweisen. Eine Variante, bei der diese Fläche beträchtlich vergrössert ist, zeigt Fig. 2. Der zentrale De stillatsammler 11' ist hier ringförmig ausgebildet und durch den Kanal 39 mit dem Auslassventil 13 verbunden, während die Konden sationsfläche 7' als über der Schale 2 liegender Ring ausgebildet ist, dessen Innenkante über den Aussenrand des Sammlers 11' vorspringt.
Die gezeichneten und beschriebenen Destil lierapparate sind besonders für den Betrieb unter sogenannten Alolekulardestillations - Bedingungen geeignet, das heisst unter solchen Vakuumbedingungen, bei denen der mittlere freie Weg der destillierenden Moleküle auf ihrer Reise von den Verdampfungsschalen zu den Kondensationsflächen von derselben Grö ssciiordnung oder grösser als der Abstand zwischen Verdampfungssehalen und Konden sationsflächen ist, so dass das destillierende Alolekü] seinen Weg im wesentlichen ohne Kollision mit andern Gasmolekülen zurücklegt.
Der Betrieb der Destillierapparate ist jedoch nicht notwendigerweise auf ein solches Destillationsverfahren beschränkt.