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Destillationsvorrichtung zur Vakuumdestillation mit einem Arbeitsbehälter, der wenigstens eine verschließbare Entleerungsöffnung zur Ausförderung von bei der Destillation in wenigstens einem Aufkonzentrationszyklus entstehendem Konzentrat bzw. des Verdampferinhaltes aus dem Behälter aufweist und mit wenigstens einer Messeinrichtung, die den entleerten Zustand des Arbeitsbehälters erfasst.
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Die Arbeitsbehältnisse von Destillationsvorrichtungen zur Vakuumdestillation sind bekannt und müssen jeweils nach dem Ende von Aufkonzentrationszyklen oder z. B. nach dem Ende einer chemischen Reinigung entleert werden, es muss also das bei der Destillation angefallene Konzentrat oder die Reinigungschemikalie aus dem Behälter ausgefördert werden. Dazu kann an dem betreffenden Arbeitsbehälter, insbesondere in dessen Bodenbereich, eine Entleerungsöffnung zur Ausförderung vorgesehen sein, nach deren Öffnung sich das in dem Behälterinneren befindliche, im Bodenbereich angesammelte Konzentrat durch die Öffnung beispielsweise in ein anderes Gefäß ergießt oder über eine Ausförderleitung abtransportiert werden kann. Die Entleerungsdauer des Arbeitsbehälters, in welcher die Entleerungsöffnung ihren geöffneten Zustand aufweist wird hierbei regelmäßig über eine zeitabhängige Steuerung eingestellt, das heißt, nach Ablauf der eingestellten Zeit wird die Entleerungsöffnung wieder geschlossen, unabhängig davon, ob der Entleerungsvorgang bereits beendet ist.
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Dies ist insofern problematisch, als die bei der Aufkonzentration in Vakuumdestillationsanlagen anfallenden Konzentrate des Verdampfers abhängig von ihren Inhaltsstoffen und von der erzielten Aufkonzentration unterschiedlich viskos sind und die Ausförderzeiten daher stark variieren. Ein Ende des Ausfördervorgangs kann daher beispielsweise anhand einer Füllstandsanzeige nach Art eines Niveaufühlers erfolgen, was wiederum mit Personal- bzw. Zeitaufwand verbunden ist oder es wird an der die Entleerungsöffnung beeinflussenden Steuerung eine für eine ausreichende Anzahl von Konzentratmedien genügende Zeit eingestellt, wodurch jedoch in vielen Fällen die zum Ausfördern des Konzentrats eigentlich notwendige Servicezeit verlängert wird.
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Es besteht daher die Aufgabe, eine Destillationsvorrichtung zur Vakuumdestillation zur Verfügung zu stellen, bei welcher das Ausfördern des Konzentrats eine möglichst kurze Zeit in Anspruch nimmt und die Entleerungsöffnung des Arbeitsbehälters der Destillationsvorrichtung möglichst umgehend nach erfolgter vollständiger Entleerung des Arbeitsbehälters wieder verschlossen wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Destillationsvorrichtung der eingangs genannten Art, bei welcher die Messeinrichtung als Drucksensor zur Erfassung von Druckänderungen innerhalb des Arbeitsbehälters vorgesehen ist und bei welcher eine während des Ausfördervorgangs auftretende Druckänderung vorgebbare Größe die während des Ausförderns geöffnete Entleerungsöffnung verschließt. Dadurch, dass die Messeinrichtung als Drucksensor vorgesehen ist, wird während des Ausförderns der Druck innerhalb des Systems kontinuierlich gemessen. Sobald die Flüssigkeit in dem Arbeitsbehälter restlos entleert ist kommt es durch das Nachströmen von Luft durch die Entleerungsöffnung in dem Arbeitsbehälter zu einer signifikanten Druckänderung innerhalb des Systems. Eine an der Destillationsvorrichtung vorgesehene Steuerung erkennt anhand eines Signals der Messeinrichtung, dass der Ausfördervorgang der Flüssigkeit abgeschlossen und der Arbeitsbehälter vollständig entleert ist und veranlasst durch ein entsprechendes Signal das Schließen der Entleerungsöffnung.
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Durch die erfindungsgemäße Destillationsvorrichtung wird also eine berührungslose Füllstands- bzw. Entleerungsüberwachung etabliert, bei welcher kein Füllstandsniveau in der Flüssigkeit erforderlich ist und welche auch keine der sonst mit einer Füllstandsanzeige verbundenen Verschmutzungsprobleme, die insbesondere bei Beaufschlagung mit aggressiven Inhaltsstoffen auftreten, aufweist. Überdies dauert dann bei der erfindungsgemäßen Destillationsvorrichtung der Ausfördervorgang des Konzentrats exakt so lange, bis die Flüssigkeit vollständig entleert ist, was bedeutet, dass die Standzeiten der Destillationsvorrichtung verringert werden können.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Destillationsvorrichtung ist mit deren Arbeitsbehälter wenigstens eine das Ausfördern unterstützende Fördereinrichtung verbunden, so dass das Konzentrat insgesamt schneller aus dem Inneren des Arbeitsbehälters durch die Entleerungsöffnung nach Außen gefördert werden kann. In einer besonders vorteilhaften Ausbildung ist die Fördereinrichtung durch eine Druckluftzufuhr und/oder eine Pumpe oder dergleichen Druckmanipulationsmittel gebildet. Die Anordnung eines solchen Druckmanipulationsmittels an dem Arbeitsbehälter der Destillationsvorrichtung führt jeweils zu einem beschleunigten Ausfördervorgang und nach dessen Beendigung zu einer signifikanten, von der Messeinrichtung erfassbaren Druckänderung in dem System, so dass die Entleerungsöffnung geschlossen werden kann.
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Da dem System Druckluft nur bei Bedarf zugeführt werden soll, ist bei einer Ausführungsform der Destillationsvorrichtung zweckmäßigerweise die Druckluftzufuhr über ein steuerbares Absperrorgan mit dem Arbeitsbehälter verbunden. Das Absperrorgan kann dabei vorteilhaft ein Ventil mit magnetisch angetriebener Sperreinrichtung aufweisen, so dass es sich einfach ansteuern und damit öffnen und verschließen lässt.
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Um unterschiedliche Druckluftquellen als Druckluftzufuhr an dem Arbeitsbehälter anschließen zu können, kann bei einer Weiterbildung der Destillationsvorrichtung die Druckluftzufuhr mit einem Mittel zur Änderung des Zufuhrleitungsquerschnitts oder dergleichen Druckminderer versehen sein. Um tatsächlich keine Inhaltsstoffe aus dem Arbeitsbehälter in Richtung der Quelle der Druckluftzufuhr gelangen zu lassen, kann es bei einer anderen Ausführungsform der Destillationsvorrichtung vorgesehen sein, dass die Druckluftzufuhr mit einem Rückschlagventil versehen ist, dass die gesperrte Richtung auf die Druckluftzufuhr hin hermetisch dicht abschließt.
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Bei einer anderen Weiterbildung der Destillationsvorrichtung kann es vorteilhaft vorgesehen sein, dass zur Beschleunigung des Ausförderns die Pumpe an einer Ausförderleitung des Arbeitsbehälters angeordnet ist, welche Leitung ein Absperrorgan aufweist. Das betreffende Absperrorgan kann hierbei vorteilhafterweise durch einen Durchgangshahn gebildet sein, der eine steuerbare Sperreinrichtung aufweist, die auf ein betreffendes Signal einer Steuereinrichtung der Destillationsvorrichtung hin geöffnet bzw. geschlossen werden kann. Insbesondere kann die Sperreinrichtung auf ein durch eine Druckänderung in dem Arbeitsbehälter hin veranlasstes Steuersignal nach dem Entleeren wieder geschlossen werden.
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Bei einer anderen Weiterbildung der Destillationsvorrichtung ist die Druckluftzufuhr mit einem Drucküberwachungsmittel versehen. Insbesondere zu Beginn des Ausfördervorganges dient dieses der Drucküberwachung innerhalb des Verdampfers, wobei hier zunächst nur die Druckluftzufuhr geöffnet ist und alle anderen Absperrorgane verschlossen sind. Erst wenn ein gewisser Druck erreicht wurde (und somit sichergestellt ist, dass auch tatsächlich Druckluft vorhanden ist und das Druckluftzufuhrventil geöffnet hat, wird das Öffnen des für die Entleerung zuständigen Absperrorgans freigegeben, ansonsten kann über die Steuereinrichtung eine Fehlermeldung erfolgen.
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Um nach dem Ausfördervorgang den Arbeitsbehälter der Destillationsvorrichtung erneut Flüssigkeit zuführen zu können, welche in sich anschließenden Aufkonzentrationszyklen destilliert wird, kann entweder automatisch, oder aber durch den Eingriff einer Bedienperson erfolgen. In letzterem Fall kann eine vorteilhafte Weiterbildung der Destillationsvorrichtung darin bestehen, dass diese mit einer steuerbaren Anzeigeeinrichtung versehen ist, welche das Ende eines Ausfördervorganges des Konzentrats aus dem Arbeitsbehälter anzeigt, bevorzugt beeinflusst durch das an die Steuereinrichtung durch die Messeinrichtung abgegebene Signal bei Druckänderung.
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Bei einer die Energiebilanz des Destillationsprozesses vorteilhaft beeinflussenden Weiterbildung der Destillationsvorrichtung kann diese mit wenigstens einer die Druckverhältnisse in dem Arbeitsbehälter beeinflussenden Verdichtungseinrichtung versehen sein. Die betreffende Verdichtungseinrichtung kann bei einer Ausführung einer Destillationsvorrichtung mit Brüdenkompression, bei welcher der Brüden über den Kopf der Vorrichtung abgezogen wird, beispielsweise durch einen Brüdenkompressor gebildet sein, der den Brüden verdichtet anschließend dem Arbeitsbehälter wieder zuführt derart die in einem Wärmetauscher befindliche, zu destillierende Flüssigkeit mit aufheizt. In einer anderen Ausführung kann die Verdichtungseinrichtung durch die den Siedepunkt des Destillationsprozesses erniedrigende Vakuumpumpe des Arbeitsbehälters gebildet sein.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert. In stark schematisierter Darstellung zeigt dabei die einzige Zeichnungsfigur (1) eine ebene Seitenansicht einer im Ganzen mit 1 bezeichneten Destillationsvorrichtung zur Vakuumdestillation. Die Destillationsvorrichtung 1 weist einen Arbeitsbehälter 2 auf, in dem sich eine zu verdampfende Flüssigkeit befindet, die aufzukonzentrieren ist, wobei sich bei dem Vorgang des Aufkonzentrierens im Bodenbereich des Arbeitsbehälters 2 das bei der Destillation entstehende Konzentrat als Verdampfersumpf anreichert. Das Konzentrat kann über eine in dem Bodenbereich des Arbeitsbehälters 2 befindliche Entleerungsöffnung 3 aus dem Behälter ausgefördert werden.
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An dem Arbeitsbehälter 2 ist außerdem eine Messeinrichtung 4 angeordnet, die als nicht näher dargestellter Drucksensor 4 zur Erfassung von Druckänderungen innerhalb des Arbeitsbehälters 2 vorgesehen ist. An dem Drucksensor 4 ist eine Schwelle eingestellt, die die Größe der auftretenden Druckänderung während des Ausfördervorgangs vorgibt, bei welcher die der Destillationsvorrichtung zugeordnete, nicht weiter dargestellte Steuerung die Entleerungsöffnung 3 verschließt. Auf diese Weise kann die Entleerungsöffnung 3 unmittelbar nach dem Ende des Ausförderns, das mit einer entsprechenden Druckänderung in dem Arbeitsbehälter 2 behaftet ist, beendet und hierdurch die Stand- bzw. Servicezeit der Destillationsvorrichtung 1 verringert werden.
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An dem Arbeitsbehälter 2 der Destillationsvorrichtung 1 ist weiter erkennbar, dass der destillierte Brüden über Kopf abgezogen und durch einen Brüdenkompressor 5 anschließend verdichtet dem Arbeitsbehälter 2 wieder zugeführt wird. Durch diese Zufuhr des verdichteten, erhitzten Brüden in den Arbeitsbehälter 2 kann die in dem Brüden durch Verdichtungsarbeit gespeicherte Wärme für den Destillationsvorgang genutzt werden, wenn der Brüden diese Wärme über den Wärmetauscher 6, in dessen Rohren sich die zu destillierende Flüssigkeit befindet, abgibt. Im Bodenbereich des Arbeitsbehälters 2 ist die Entleerungsöffnung 3 zu erkennen, durch die sich das Konzentrat in einen weiteren nicht dargestellten Behälter entleeren lässt. In der Ausförderleitung 7 ist zur Unterstützung des Ausfördervorgangs eine Pumpe 8 angeordnet, während sich das Ausfördern selbst über einen als Durchgangshahn ausgebildetes Absperrorgan 9 mit einer steuerbaren Sperreinrichtung 10 steuern lässt.
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Weiter ist an der Destillationseinrichtung 1 zu erkennen, dass der Arbeitsbehälter 2 mit einer das Ausfördern unterstützenden Fördereinrichtung 11 versehen ist, die ein Druckmanipulationsmittel 12 in Form einer durch einen Pfeil angedeuteten Druckluftzufuhr aufweist. Im Verlauf der Zufuhrleitung 13 sind außerdem ein Druckminderer 14, ein Ventil 15 mit magnetisch angetriebener Sperreinrichtung 16 sowie ein Rückschlagventil 17 vorgesehen. Durch die Fördereinrichtung 11 lässt sich der Arbeitsbehälter 2 gesteuert mit einem bestimmten Luftdruck beaufschlagen, der zum einen eine Beschleunigung des Ausfördervorgangs bewirkt, zum anderen eine signifikantere, von der Messeinrichtung 4 leicht zu detektierende Druckänderung bei Beendigung des über die Entleerungsöffnung 3 stattfindenden Ausfördervorgangs aus dem Arbeitsbehälter 2 verursacht.
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Die vorstehend beschriebene Erfindung betrifft also eine Destillationsvorrichtung 1 zur Vakuumdestillation mit einem Arbeitsbehälter 2, der wenigstens eine verschließbare Entleerungsöffnung 3 zur Ausförderung von bei der Destillation in wenigstens einem Aufkonzentrationszyklus entstehendem Konzentrat aus dem Behälter 2 aufweist und mit wenigstens einer Messeinrichtung 4, die den entleerten Zustand des Arbeitsbehälters 3 erfasst. Um über eine kurze Ausförderzeit geringe Standzeiten der Destillationsvorrichtung zu erreichen, und hierfür die Entleerungsöffnung 3 des Arbeitsbehälters 2 unmittelbar nach dem Ende des Ausförderns wieder schließen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Messeinrichtung 4 als Drucksensor zur Erfassung von Druckänderungen innerhalb des Arbeitsbehälters 2 vorgesehen ist und dass eine während des Ausfördervorgangs auftretende Druckänderung vorgebbare Größe die während des Ausfördervorgangs geöffnete Entleerungsöffnung 3 gesteuert verschließt.
