DE1057569B

DE1057569B - Evaporation and condensation device

Info

Publication number: DE1057569B
Application number: DEB22515A
Authority: DE
Inventors: Carlo Barbareschi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-10-18
Filing date: 1952-10-17
Publication date: 1959-05-21
Also published as: CH308884A; GB747552A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Verdampfungs- und Kondensationseinrichtung, die sich insbesondere zur Behandlung von zur Krustenbildung neigenden Flüssigkeiten eignet.The invention relates to an evaporation and condensation device, which is particularly suitable for Treatment of liquids that tend to form crusts.

Bei Verdampfungsprozessen, wie z. B. für die Destillation von Seewasser oder zur Konzentration von chemischen oder pharmazeutischen Lösungen, bilden sich während der Verdampfung über den erhitzten Flächen des Verdampfers, der im allgemeinen von röhrenförmigen Bündeln oder Spulen gebildet wird, Schlacken, die den Wärmeübergang unterbinden und so zu einer Leistungsminderung der Anlage führen, die fortschreitend mit dem Anwachsen der Dicke dieser Ablagerungen ebenfalls zunimmt.In the case of evaporation processes, such as B. for the distillation of sea water or for concentration of chemical or pharmaceutical solutions, form during evaporation over the heated ones Surfaces of the evaporator, which are generally formed by tubular bundles or coils becomes, slag, which prevents the heat transfer and thus a reduction in the performance of the system lead, which progressively increases as the thickness of these deposits increases.

Dieser Nachteil fällt besonders ins Gewicht, wenn es bei dem Verdampfungssystem notwendig ist, mit geringen Temperaturunterschieden von Beheizungsdampf und zu verdampfenden Flüssigkeiten zu arbeiten, wie im Falle der Anwendung des Thermo-Kompressions-Kreislaufes oder der Verwendung von Abdampf als Heizmedium.This disadvantage is particularly significant when it is necessary in the evaporation system low temperature differences between heating steam and liquids to be evaporated work as in the case of the application of the thermo-compression cycle or the use of Exhaust steam as a heating medium.

Es wurde bereits eine Reihe von Vorschlägen gemacht, um die Krustenbildung bei derartigen Verdampfergeräten zu beseitigen. So wurde beispielsweise eine Schabvorrichtung vorgeschlagen, mit der Ansätze an Rohrsystemen entfernt werden konnten. Diese bekannte Vorrichtung kann jedoch nicht so umgebaut werden, daß auch glatte Flächen erfaßt und von Krustenbildung befreit werden können. Weiterhin sind bereits Abstreifvorrichtungen bekannt, bei denen Rückstände von trocknenden oder auskristallisierenden Materialien von einer Trommel abgestreift werden können. Jedoch ist auch diese Vorrichtung nur bei Trommelanordnungen brauchbar. Grundsätzlich haben die bekannten Anordnungen den Nachteil, daß die beheizten Oberflächen verhältnismäßig klein sind, so daß auch die Leistungsfähigkeit dieser bekannten Vorrichtungen verhältnismäßig begrenzt ist.A number of proposals have already been made to prevent crust formation in such vaporizer devices to eliminate. For example, a scraping device has been proposed with the approaches on pipe systems could be removed. However, this known device cannot be modified in this way that even smooth surfaces can be covered and freed from crust formation. Farther Stripping devices are already known in which residues of drying or crystallizing Materials can be stripped from a drum. However, this device is only at Drum arrangements useful. Basically, the known arrangements have the disadvantage that the heated Surfaces are relatively small, so that the performance of these known devices is relatively limited.

Die erfmdungsgemäße Verdampfungs- und Kondensationsvorrichtung, die insbesondere für die Behändlung von zur Krustenbildung neigenden Flüssigkeiten geeignet ist, vermeidet diese Nachteile dadurch, daß in der Verdampfungskammer mindestens eine mit Dampf beheizte, flach ausgebildete Kammer angeordnet ist, an deren parallel zueinander verlaufenden Außenwänden je zwei rotierende Arme mit den Schabern auf der luftdicht durch den Kasten geführten Welle vorgesehen sind.The evaporation and condensation device according to the invention, which is used in particular for treatment is suitable for crusting liquids, avoids these disadvantages in that at least one steam-heated, flat chamber is arranged in the evaporation chamber is, on whose parallel outer walls each have two rotating arms with the Scrapers are provided on the airtight shaft guided through the box.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung so ausgebildet, daß in der dampfbeheizten Kammer in Richtung des größten Durchmessers Metallprofilbänder vorgesehen sind, welche jeweils mit einer Schmalseite der Kammer fest verbunden sind und kurz vor Berührung der Verdampfungsund Kondensations einrichtungAccording to a preferred embodiment of the invention, the device is designed so that in the steam-heated chamber in the direction of the largest diameter metal profile strips are provided, which are each firmly connected to a narrow side of the chamber and shortly before touching the Evaporation and condensation equipment

Anmelder:
Carlo Barbareschi, Mailand (Italien)Applicant:
Carlo Barbareschi, Milan (Italy)

Vertreter: Dx, F. Zumstein, Patentanwalt,
München 2, Bräuhausstr. 4Representative: Dx, F. Zumstein, patent attorney,
Munich 2, Bräuhausstr. 4th

Beanspruchte Priorität:
Italien vom 18. Oktober 1951Claimed priority:
Italy October 18, 1951

Carlo Barbareschi, Mailand (Italien),
ist als Erfinder genannt wordenCarlo Barbareschi, Milan (Italy),
has been named as the inventor

gegenüberliegenden Schmalseite enden, und daß sie von ihrem befestigten Ende bis zum freien Ende leicht nach unten geneigt sind.end opposite narrow side, and that they easily from their fixed end to the free end are inclined downwards.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Metallprofilbänder mit von unten nach oben fortlaufend abnehmenden Abständen zueinander anzuordnen. Schließlich ist es noch vorteilhaft, die Vorrichtung so auszubilden, daß jede dampfbeheizte Kammer an ihrem oberen Teil einen Kanal aufweist, dessen Bodenfläche durch die obere schmale Fläche der Kammer gebildet wird.Furthermore, it has proven to be expedient for the metal profile strips to run continuously from bottom to top to arrange decreasing distances to each other. Finally, it is also advantageous to use the device to train so that each steam-heated chamber has a channel at its upper part, the Bottom surface is formed by the upper narrow surface of the chamber.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnungen zeigen inAn example embodiment of the invention is described with reference to the drawing. The painting show in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Verdampfer und Kondensator nach der Erfindung mit drei Heizkästen, Fig. 1 is a longitudinal section through an evaporator and condenser according to the invention with three heating boxes,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 längs der Linie A-B dieser Figur, wobei die Heizkästen von der Seite zu sehen sind,FIG. 2 shows a cross section through the device according to FIG. 1 along the line AB of this figure, the heating boxes being seen from the side,

Fig. 3 einen der Heizkästen im Längsschnitt,3 one of the heating boxes in longitudinal section,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen Kasten längs der Linie C-D der Fig. 3 im vergrößerten Maßstab,4 shows a longitudinal section through a box along the line CD of FIG. 3 on an enlarged scale,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines der mechanischen Reiniger.Figure 5 is a perspective view of one of the mechanical cleaners.

In den Zeichnungen sind mit 1 die Heizkästen bezeichnet, die nebeneinander und mit Abstand am unteren Teil der fest abgedichteten, aus zwei Halbkammern zusammengesetzten Verdampfungskammer befestigt sind. Der obere Teil der Verdampfungskammer ist mit 14 bezeichnet. Das Innere jedes Kastens steht mit Rohren in Verbindung, die vomIn the drawings, 1 denotes the heating boxes, which are next to each other and at a distance on lower part of the tightly sealed evaporation chamber composed of two half-chambers are attached. The upper part of the evaporation chamber is denoted by 14. The inside of each Box communicates with pipes leading from the

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Kasten ausgehen und bis aus der Kammer herausführen, wobei sie die Wandungen des unteren Teiles 13 der Verdampfungskammer durch luftdichte Anschlüsse kreuzen, so daß der obere Teil 14 der Kammer gleichsam nur als Deckel dient, der über die bereits zusammengebaute Anlage gestülpt wird.Go out box and lead out of the chamber, taking the walls of the lower part 13 of the evaporation chamber cross through airtight connections so that the upper part 14 of the chamber as it were only serves as a cover that is slipped over the already assembled system.

Der Heizdampf tritt bei 2 in einen Verteiler 3 ein, von wo er sich auf die Einlasse 4 der verschiedenen Heizkästen verteilt, die parallel zueinander angeordnet sind.The heating steam enters a manifold 3 at 2, from where it spreads to the inlets 4 of the various Distributed heating boxes, which are arranged parallel to each other.

In den Kästen wird der Heizdampf von unten nach oben über Zickzackwege geführt, die durch Profilbänder 7 gebildet werden. Auf seinem Kondensationsweg bewirkt der Dampf die Verdampfung der mit den Außenflächen der Kästen in Berührung stehenden Flüssigkeit.In the boxes, the heating steam is guided from bottom to top via zigzag paths, which are made by profiled belts 7 are formed. On its condensation path, the steam causes the evaporation of the with the Outer surfaces of the boxes in contact with liquid.

Die Profilmetallbänder, die in jedem Kasten an einer Stirnwand befestigt sind und kurz vor der gegenüberliegenden Stirnwand aufhören, sind vom festen zum freien Ende hin nach unten geneigt, so daß das sich bildende Kondensat sich an den Innenwandungen der Kästen und in den Profilbändern sammeln kann und entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des Dampfes nach unten zum Kastenboden fließt, wo es durch das Rohr 5 austritt.The profile metal strips that are attached to one end wall in each box and just before the opposite one End wall are inclined downwards from the fixed to the free end, so that the condensate that forms can collect on the inner walls of the boxes and in the profile strips and opposite to the direction of flow of the steam down to the bottom of the box, where it flows exits through the pipe 5.

Dadurch kann das Kondensat nicht längs der Innenwandungen der Kästen nach unten fließen und Anlaß zur übermäßigen Bildung von Ablagerungen geben, die den regelmäßigen Wärmeaustausch behindern würden.As a result, the condensate cannot flow down along the inner walls of the boxes and cause to the excessive formation of deposits that hinder the regular heat exchange would.

Andererseits sind die Profilbänder mit von unten nach oben sich fortschreitend verminderndem Abstand angeordnet, so daß der Durchflußquerschnitt mit der Zunahme der Kondensation des Dampfes allmählich kleiner wird, wodurch die Dampfgeschwindigkeit annähernd konstant bleibt. Im oberen Teil des Kastens sammeln sich die nicht kondensierbaren Gase, die sich während der Kondensation des Dampfes bilden. Diese Gase treten durch das Rohr 6 aus.On the other hand, the profile strips are with a progressively decreasing distance from bottom to top arranged so that the flow area gradually increases with the increase in condensation of the vapor becomes smaller, as a result of which the steam speed remains almost constant. In the upper part of the box the non-condensable gases that form during the condensation of the steam collect. These Gases exit through pipe 6.

Schließlich dienen die Profilbänder 7 zur Verbindung der beiden Längsplanflächen der Kästen, um diesen eine genügende Festigkeit gegen den vom Heizdampf gegen die Wände ausgeübten Druck zu verleihen. Finally, the profile strips 7 are used to connect the two longitudinal flat surfaces of the boxes to to give them sufficient strength against the pressure exerted against the walls by the heating steam.

Die Kästen 1 weisen Bohrungen 8 auf, in denen die Wellen 9 gelagert sind. Die Wellen werden von außen angetrieben und tragen die Schaufeln 10 (Fig. 5) der Reiniger. Je nach den Abmessungen der Längswandungen der Kästen kann man an einer Wandung einen oder mehrere solcher Reiniger anordnen.The boxes 1 have bores 8 in which the shafts 9 are mounted. The waves are from the outside driven and carry the blades 10 (Fig. 5) of the cleaner. Depending on the dimensions of the longitudinal walls one or more such cleaners can be arranged on one wall of the boxes.

Diese Reiniger, von denen nach der Zeichnung für jede Wandung zwei vorgesehen sind, liegen parallel zur Längswandung der Kästen. Die nach außen in der Stärke abnehmenden Schaufeln 10 sind mit einer leicht abzunehmenden Hülse 11 versehen, an der biegsame Metallblätter 12 angebracht sind, die während des Umlaufs der Flügel die Außenlängswandungen der Kästen abkratzen und so die Bildung von Ablagerungen verhindern. Die Blätter sind an einer Seite der Hülse 11 bei den Reinigern angeordnet, die an einer Seite eines Kastens sitzen. Sitzt der Reiniger zwischen zwei Kästen, so sind die Blätter an beiden Seiten der Hülse vorgesehen.These cleaners, two of which are provided for each wall according to the drawing, are parallel for the longitudinal wall of the boxes. The outwardly decreasing in strength blades 10 are with a Easily removable sleeve 11 is provided on which flexible metal blades 12 are attached, which during As the wings revolve, scrape off the outer longitudinal walls of the boxes and so the formation of deposits impede. The sheets are arranged on one side of the sleeve 11 at the cleaners, which are on a Sitting side of a box. If the cleaner sits between two boxes, the leaves are on both Sides of the sleeve provided.

Durch eine genaue Konstruktion der Reiniger kann jedes Reiben der Blätter an der Oberfläche der Kästen vermieden werden, wobei man diese Oberflächen sich selbst mit einer dünnen Schicht von Ablagerungen überziehen läßt, die dann infolge der Wirkung der Reiniger nicht mehr weiter wachsen kann. Die Schaufeln 10 der Reiniger sind an der Welle 9 mit einer derartigen gegenseitigen Winkelstellung befestigt, daß eine Aufeinanderfolge des Eintauchens der Reiniger in die Flüssigkeit auftritt, wodurch der Widerstand gegen die Drehung dieser Elemente aufgeteilt wird.Due to a precise design the cleaner can prevent any rubbing of the leaves on the surface of the boxes Avoided, covering these surfaces with a thin layer of debris Can be coated, which can then no longer grow due to the action of the cleaner. the Blades 10 of the cleaners are attached to the shaft 9 with such a mutual angular position that that a succession of immersion of the cleaners in the liquid occurs, whereby the Resistance to the rotation of these elements is divided.

Die Anordnung der Reiniger und die Wahl einer günstigen Drehzahl ermöglichen es, den Spiegel der zu verdampfenden Flüssigkeit zu heben, so daß die gesamte Oberfläche der Kästen dauernd von derThe arrangement of the cleaner and the choice of a favorable speed make it possible to adjust the mirror of the to lift the liquid to be evaporated, so that the entire surface of the boxes is continuously removed from the

ίο Flüssigkeit benetzt ist, was insbesondere dann erwünscht ist, wenn man die Kästen nur teilweise in die zu verdampfende Flüssigkeit eintauchen will.ίο The liquid is wetted, which is particularly desirable is when you only want to partially immerse the boxes in the liquid to be evaporated.

Will man die Verdampfung bei vollständig freien Kastenflächen durchführen, d. h. indem man die Kästen oberhalb des Spiegels der zu verdampfenden Flüssigkeit hält, so ist es möglich, mittels einer Pumpe 19 die Flüssigkeit über die Kästen zu heben und sie durch Überlauf aus Kanälen zu verteilen. Dadurch strömt die Flüssigkeit in einer dünnen Lage auf den Oberflächen der Kästen nach unten. Bei der Darstellung des Kastens nach Fig. 4 ist die Bildung eines Kanals 30 am oberen Ende des Kastens für diesen Zweck berücksichtigt.If you want to carry out the evaporation with completely free box surfaces, d. H. by using the Holds boxes above the level of the liquid to be evaporated, so it is possible by means of a pump 19 to lift the liquid over the boxes and to distribute it through overflow from channels. Through this the liquid flows down in a thin layer on the surfaces of the boxes. In the representation of the box of Figure 4 is the formation of a channel 30 at the top of the box for the latter Purpose taken into account.

Die zu verdampfende Flüssigkeit tritt in die Verdampfungskammer bei 16 ein, und das Konzentrat verläßt die Kammer bei 17. Der verdampfte Teil tritt oben bei 18 aus dem oberen Teil 14 der Verdampfungskammer aus und gelangt in einen Kondensator, oder er wird abgesaugt und in die Kästen 1 zurückgeführt, wenn man vom Thermo-Kompressions-Kreislauf Gebrauch macht.The liquid to be vaporized enters the vaporization chamber at 16 and the concentrate leaves the chamber at 17. The vaporized part emerges at the top at 18 from the upper part 14 of the vaporization chamber out and gets into a condenser, or it is sucked off and returned to the boxes 1, when using the thermo-compression circuit.

Im oberen, als Dampfdom wirkenden Teil 14 dienen Prallbleche 15 dazu, den verdampften Teil zu hindern, mit Flüssigkeitstropfen nach unten zu fließen.In the upper part 14, which acts as a steam dome, baffle plates 15 serve to prevent the evaporated part, with liquid droplets flowing downwards.

Unter diesen Umständen gestattet die erfindungsgemäße Vorrichtung die Kondensation von Heizdampf im Inneren der Kästen und die Verdampfung von zu behandelnder Flüssigkeit außerhalb derselben selbst bei geringen Temperaturunterschieden, so daß sich diese Vorrichtung für den Thermo-Kompressions-Kreislauf und für die Verwendung unter niedrigem Druck stehenden Abdampfes gut eignet.Under these circumstances, the device according to the invention permits the condensation of heating steam inside the boxes and the evaporation of liquid to be treated outside the boxes themselves at small temperature differences, so that this device is suitable for the thermo-compression cycle and well suited for use with low pressure exhaust steam.

Es ist selbstverständlich, daß die Einzelheiten der Vorrichtung in verschiedener Weise von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen können, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten wird. Beispielsweise können die Metallblätter der Reiniger durch Metallbürsten an den Schaufeln der Reiniger ersetzt und Gummibänder und andere ähnliehe Vorrichtungen an den Schaufeln vorgesehen werden.It will be understood that the details of the device may be different from that shown Embodiment can differ without exceeding the scope of the invention will. For example, the metal blades of the cleaner can be removed by metal brushes on the blades of the cleaner Replaced cleaner and provided rubber bands and other similar devices on the paddles will.

Claims

Patent claims:

1. Evaporation and condensation device, in particular for the treatment of crust formation inclined liquids, characterized in that in the evaporation chamber (13, 14) at least one steam-heated, flat box (1) is arranged on which outer walls running parallel to each other, two rotating arms (11) each in the scrapers (12) are provided on the airtight guided through the box shaft (9).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the steam-heated box

(1) in the direction of the largest diameter metal profile strips (7) are provided, which each firmly connected to one narrow side of the box (1) and shortly before touching the opposite one End narrow side, and that they of

their attached end are inclined slightly downwards to the free end.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the metal profile strips (7) with are arranged from bottom to top continuously decreasing distances from one another.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that each steam-heated box (1) has a channel (30) on its upper part,

the bottom surface of which is formed by the upper narrow surface of the box (1).

Considered publications:
German Patent Nos. 260 801, 497 904, 267, 599 164, 581 237, 612 866, 655 940, 800 973, 435;

Swiss Patent No. 93 255;
U.S. Patent No. 2,554,546.

1 sheet of drawings