CH669335A5

CH669335A5 -

Info

Publication number: CH669335A5
Application number: CH3521/85A
Authority: CH
Inventors: Istvan Dr Gresz; Gyoergy Dipl-Ing Molnar; Ferencne Csupa
Original assignee: Chemimas Vegyigep Tervezoe Es
Priority date: 1984-09-07
Filing date: 1985-08-15
Publication date: 1989-03-15
Also published as: HU192436B; DE3531841A1; DE3531841C2; DD237478A5; HUT38058A

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft einen Rotor in einer Rotations-dünnschichtmaschine, die einen geheizten Mantel und eine darin koaxial gelagerte Welle aufweist. The invention relates to a rotor in a rotary thin-film machine, which has a heated jacket and a shaft coaxially mounted therein.

Rotationsdünnschichtmaschinen werden in der chemischen Industrie vielfach verwendet. Die grundsätzlichen Eigenschaften solcher Maschinen zeigen sich in der ausgezeichneten Wärmeübertragung, einwandfreier Vermischung und schonender Materialbehandlung. In der Funktion der Dünnschichtmaschine spielt der im geheizten zylindrischen Mantel angeordnete Rotor eine wichtige Rolle, in dem dieser das eingeführte Material an der Innenwandung des geheizten Mantels in Form einer Dünnschicht bzw. Film auszubreiten bestimmt ist. Die im Rotor angeordneten Wischer bewirken im wesentlichen die Dünnschichtbildung. Bei gewissen Rotationsdünnschichtmaschinen sind die Wischer an der sich drehenden Welle starr befestigt, sodass zwischen dem Wischer und der Innenfläche des geheizten Mantels ein konstanter Spalt entsteht. Diese Lösung ist zwar verhältnismässig einfach, ist aber nachteilig, da das Anwendungsgebiet eines der-weise ausgestalteten Rotors ziemlich beschränkt bleibt. Zur Erweiterung des Anwendungsgebietes wurden Lösungen entwickelt, bei denen die Wischer so befestigt sind, dass sie bezüglich zur Drehachse, in ihrem Lager gekippt werden können. Die zentrifugale Kraft ist bestrebt, den Wischer gegen den Mantel zu drücken, während der Stoff, aus dem die Dünnschicht gebildet werden sollte, eine entgegengesetzte Kraft ausübt. In dieser Weise besteht die Möglichkeit, durch die richtige Wahl der Betriebsverhältnisse, insbesondere der Umdrehungszahl der Welle, die erforderliche Spaltweite und Dünnschichtdicke einstellen zu können. Rotary thin film machines are widely used in the chemical industry. The basic properties of such machines are evident in the excellent heat transfer, perfect mixing and gentle material handling. The rotor arranged in the heated cylindrical jacket plays an important role in the function of the thin-film machine, in that the rotor is intended to spread the introduced material in the form of a thin film or film on the inner wall of the heated jacket. The wipers arranged in the rotor essentially cause the formation of thin layers. In certain rotary thin film machines, the wipers are rigidly attached to the rotating shaft, so that a constant gap is created between the wiper and the inner surface of the heated jacket. Although this solution is relatively simple, it is disadvantageous since the field of application of a rotor designed in this way remains rather limited. To expand the area of application, solutions have been developed in which the wipers are fastened so that they can be tilted in relation to the axis of rotation in their bearings. The centrifugal force tends to press the wiper against the mantle, while the material from which the thin layer should be formed exerts an opposite force. In this way, it is possible to set the required gap width and thin film thickness through the correct selection of the operating conditions, in particular the number of revolutions of the shaft.

Der Nachteil der letzterwähnten Lösung liegt in der hochgradigen Empfindlichkeit der Lagerung der Wischer. Die Lagerung bildet eine äusserst komplizierte Konstruktion, wodurch der Kostaufwand weitgehend erhöht wird. Gleichzeitig wird infolge der Wischergestaltung der Bedarf an Wartung zu gross. The disadvantage of the latter solution is the high sensitivity of the wiper bearing. The storage is an extremely complicated construction, which largely increases the cost. At the same time, the need for maintenance becomes too great due to the wiper design.

Der Erfindung wurde das Ziel gesetzt, die erwähnten Mängel zu eliminieren und einen universellen Rotor zu entwickeln, welcher zur Lösung von verschiedenen Aufgaben verwendet werden kann, der eine einfache Gestaltung aufweist und wirtschaftlich im Betrieb ist. The aim of the invention was to eliminate the above-mentioned shortcomings and to develop a universal rotor which can be used for solving various tasks, which has a simple design and is economical to operate.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das gesetzte Ziel erreicht werden kann, wenn ein Rotor zur Verfügung steht, bei welchem Wischer in zweckdienlich ausgestalteten Bahnen unter Einfluss der zentrifugalen Kraft sich in Richtung des Mantels frei bewegen können. In dieser Weise sollte es möglich sein, die Position des Wischers, bzw. die Spaltenweite zwischen der Innenwandung des Mantels und dem Wischer und so die Dünnschichtdicke durch eine entsprechende Wahl der Betriebsverhältnisse, d.h. der Umdrehungszahl und der zugeführten Materialmenge auf das gewünschte Mass einzustellen. The invention is based on the knowledge that the set goal can be achieved if a rotor is available, in which wipers can move freely in the direction of the shell in suitably designed tracks under the influence of the centrifugal force. In this way, it should be possible to determine the position of the wiper, or the gap between the inner wall of the jacket and the wiper, and thus the thickness of the thin layer, by selecting the operating conditions accordingly, i.e. the number of revolutions and the amount of material fed to the desired size.

Demnach bezieht sich die Erfindung auf einen Rotor in einer Rotationsdünnschichtmaschine mit heizbarem Mantel und einer darin koaxial gelagerten Welle. Ein solcher Rotor weist erfindungsgemäss die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale auf. Accordingly, the invention relates to a rotor in a rotary thin-film machine with a heatable jacket and a shaft coaxially mounted therein. According to the invention, such a rotor has the features listed in the characterizing part of claim 1.

In gewissen Fällen besteht die einfachste Lösung darin, dass die Rillen radial verlaufend ausgestaltet sind. In certain cases, the simplest solution is that the grooves are designed to run radially.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Rillen schräg zur radialen Richtung der Welle verlaufen, wobei die Schrägneigung der Drehrichtung der Ringe entgegengesetzt gerichtet ist. Another possibility is that the grooves run obliquely to the radial direction of the shaft, the oblique inclination being opposite to the direction of rotation of the rings.

Um eventuelle Einklemmung der Wischer beseitigen zu können, wird eine Lösung vorgeschlagen, bei der die Rillen eine gewölbte Wandung aufweisen, die ein Kippen der Wischorgane gestatten. In order to be able to eliminate any jamming of the wipers, a solution is proposed in which the grooves have a curved wall, which allow the wiping elements to tilt.

Sollte es beabsichtigt sein, die Wirkung der zentrifugalen Kraft zu erhöhen, so werden die Wischorgane zweckmässig mit Zusatzgewichten versehen. If it is intended to increase the effect of the centrifugal force, the wiping elements are appropriately provided with additional weights.

Zur Dünnschichtausbreitung kann es vorteilhaft sein, wenn die Enden der Wischorgane der Drehrichtung entgegengesetzt gebogen sind. For thin-layer propagation, it can be advantageous if the ends of the wiping elements are bent in the opposite direction to the direction of rotation.

Die Erfindung wird anhand einiger vorteilhaften Ausführungsbeispiele, mit Hilfe der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert; es zeigen: The invention is explained in more detail with the aid of some advantageous exemplary embodiments and with the aid of the accompanying drawings; show it:

Fig. 1 einen schematisch dargestellten Schnitt des Rotors, 1 shows a schematically illustrated section of the rotor,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil des Rotors in ver-grössertem Massstab dargestellt, 2 shows a section through part of the rotor on an enlarged scale,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A—A der Fig. 2, 3 shows a section along the line AA of FIG. 2,

Fig. 4a, 4b, 4c verschiedene Versionen der in den Ringen des Rotors ausgestalteten und die Wischorgane leitenden Spalten, die Fig. 4a, 4b, 4c different versions of the designed in the rings of the rotor and the wiping organs columns

Fig. 5a, 5b zwei Ansichten eines mit Gewichten belasteten Wischorgans, und die 5a, 5b two views of a wiping member loaded with weights, and the

Fig. 6a, 6b zwei Ansichten eines Wischorgans mit umgebogenem Ende. 6a, 6b two views of a wiping element with a bent end.

Wie es aus der Figur 1 ersichtlich ist, sind an einer Welle 7 eines Rotors 1 auf eine später ausführlich beschriebene Weise senkrecht angeordnete Ringe befestigt. Der Rotor 1 ist im doppelwandigen Mantel 2 konzentrisch angeordnet bzw. gelagert. Für die Zufuhr des zu behandelnden Materials ist an dem Oberteil des Mantels ein Stutzen 3 angeordnet, während das Konzentrat unten, über einen Stutzen 6 austritt. Das zur Heizung des Mantels dienende Medium, zweckmässig Dampf, wird über einen Stutzen 4 zugeführt, während das Heizmedium bzw. dessen Kondensat über den unten angeordneten Stutzen 5 abgelassen wird. As can be seen from FIG. 1, vertically arranged rings are attached to a shaft 7 of a rotor 1 in a manner described in detail later. The rotor 1 is arranged or mounted concentrically in the double-walled jacket 2. For the supply of the material to be treated, a nozzle 3 is arranged on the upper part of the jacket, while the concentrate exits via a nozzle 6 at the bottom. The medium used to heat the jacket, expediently steam, is supplied via a nozzle 4, while the heating medium or its condensate is discharged via the nozzle 5 arranged below.

Der erfindungsgemässe Rotor ist folgenderweise ausgestaltet: The rotor according to the invention is configured as follows:

An der Welle 7 sind Segmente 8 angeschweisst, an welchen Zentrierringe 9 mit Schrauben 11 befestigt sind. Mit Hilfe von Rippen 13 schliessen sich Ringe 12 den Zentrierringen 9 an. In den Ringen 12 sind zur Aufnahme von Wischorganen 10 Rillen 14 angeordnet. Die die eigentliche Dünnschichtbildung gewährleistenden Wischorgane 10 sind in den einander zugewandten Rillen 14 zweier benachbarten Ringe angeordnet. Wie es aus den Figuren 2 und 3 weiter er2 Segments 8 are welded to the shaft 7, to which centering rings 9 are fastened with screws 11. With the help of ribs 13, rings 12 adjoin the centering rings 9. In the rings 12 10 grooves 14 are arranged for receiving wiping elements. The wiping elements 10 which ensure the actual formation of thin layers are arranged in the mutually facing grooves 14 of two adjacent rings. As shown in FIGS. 2 and 3

5 5

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sichtlich ist, weist jedes Wischorgan 10 sowohl entlang der inneren, wie auch der äusseren Kante Vorsprünge auf. Die äusseren Vorsprünge vergrössern die wirksame Arbeitskante des Wischorganes, während die inneren Vorsprünge verhindern, dass während des Zusammenbaus des Rotors die Wischorgane aus dem Rotor herausfallen. As can be seen, each wiper element 10 has projections along both the inner and the outer edge. The outer projections enlarge the effective working edge of the wiper element, while the inner projections prevent the wiper elements from falling out of the rotor during assembly of the rotor.

Die während der Drehung der Welle entstehende zentrifugale Kraft presst die Wischorgane 10 gegen die Innenwand des geheizten Mantels 2, so dass die Wischorgane 10 das vor ihnen fliessende Material an der Wandung ausbreiten. The centrifugal force generated during the rotation of the shaft presses the wiping elements 10 against the inner wall of the heated jacket 2, so that the wiping elements 10 spread the material flowing in front of them on the wall.

Selbstverständlich hängt die Anzahl der Wischorgane von der Rotorlänge, den technologischen Forderungen und dem Maschinendurchmesser ab. Of course, the number of wiping elements depends on the rotor length, the technological requirements and the machine diameter.

Figur 4a zeigt die im teilweise gezeichneten Ring 12 vorgesehene radiale Rille 14. In gewissen Fällen kann es zweckmässig sein, wenn die Rillen 14 (siehe Figur 4b) in einem der Drehrichtung der Ringe 12 entgegengesetzten Sinn schräg verlaufen. FIG. 4a shows the radial groove 14 provided in the partially drawn ring 12. In certain cases it may be expedient if the grooves 14 (see FIG. 4b) run obliquely in a direction opposite to the direction of rotation of the rings 12.

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Bei einer weiteren möglichen Ausführung, wie z.B. nach Figur 4c, sind die Wandungen der Rillen 14 gewölbt. Dies bewirkt, dass die Wischorgane in den Rillen 14 nicht nur nach aussen oder nach innen gleiten, sondern sie sind fähig, bezüglich der Rillenachse eine Kippbewegung auszuführen. In another possible version, such as 4c, the walls of the grooves 14 are curved. This causes the wiping elements in the grooves 14 not only to slide outwards or inwards, but they are able to perform a tilting movement with respect to the groove axis.

In den Figuren 5a und 5b sind die Wischorgane 10 mit Gewichten 16 belastet. Eine derartige Anordnung dient zur Erhöhung der Wirkung der zentrifugalen Kraft. 5a and 5b, the wiping elements 10 are loaded with weights 16. Such an arrangement serves to increase the effect of the centrifugal force.

Fig. 6a und 6b veranschaulichen eine weitere mögliche Ausführung der Wischorgane. Das äussere Ende eines solchen Wischorgans ist der Drehrichtung entgegengesetzt gebogen ausgeführt. 6a and 6b illustrate a further possible embodiment of the wiping elements. The outer end of such a wiping element is designed to be opposite to the direction of rotation.

Wie aus den Ausführungsbeispielen eindeutig hervorgeht, ist der beschriebene Rotor äusserst einfach aufgebaut. Komplizierte, zum Schadhaftwerden neigende, besondere Wartung beanspruchende Bestandteile sind nicht vorhanden. Durch die richtige Wahl der Betriebsverhältnisse kann die gewünschte Dünnschichtdicke einfach eingestellt werden. As can be clearly seen from the exemplary embodiments, the rotor described is extremely simple. There are no complicated, maintenance-prone components that are prone to damage. By choosing the right operating conditions, the desired thin film thickness can be easily set.

3 3rd

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

669 335 PATENT CLAIMS

1. Rotor in a rotary thin-film machine with a heatable jacket (2) and a coaxially mounted shaft (7), characterized in that on the shaft (7) perpendicular to the axial direction are rings (12) with grooves (14) arranged therein, in which wiping elements (10) are mounted, which slide under the action of the centrifugal force on the inner wall of the jacket.

2. Rotor according to claim 1, characterized in that the grooves (14) extend radially.

3. Rotor according to claim 1, characterized in that the grooves (14) extend obliquely to the radial direction of the shaft, the inclination of the direction of rotation of the rings (12) being directed in the opposite direction.

4. Rotor according to claim 1, characterized in that the grooves (14) have a curved wall (15) which allow the wiping elements to tilt.

5. Rotor according to claim 1, characterized in that to increase the effect of the centrifugal force, the wiping elements (10) are provided with additional weights (16).

6. Rotor according to claim 1, characterized in that the ends of the wiping elements (10) are bent in the opposite direction of rotation.