DE1086210B

DE1086210B - Device for heating heat-sensitive, liquid or dissolved substances that tend to crust on the heating surface

Info

Publication number: DE1086210B
Application number: DEB53305A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hugo Aldinger; Ernst Kissel; Dr Georg Wiest
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1959-05-21
Filing date: 1959-05-21
Publication date: 1960-08-04

Description

Vorrichtung zum Erhitzen wärme empfindlicher, flüssiger oder gelöster Stoffe, die zur Verkrustung der Heizfläche neigen Zusatz zur Patentanmeldung B 47128 IVc/ 12a (Auslegeschrift 1 062 218) In der Patentanmeldung B47128IVc/12a wird eine Vorrichtung zum Erhitzen wärmeempfindlicher flüssiger oder gelöster, zur Verkrustung der Heizfläche neigender Stoffe beschrieben, welche im wesentlichen aus einer um eine senkrechte Welle rotierenden Heizvorrichtung besteht, die sich aus zu einer Hohlwelle konzentrisch angeordneten Gruppen von Heizelementen zusammensetzt. Diese Heizelemente bestehen im einfachsten Fall aus Rohren, die gegenüber der Drehachse gleichmäßig oder unterschiedlich geneigt sind. Device for heating heat sensitive, liquid or dissolved Substances that tend to become encrusted on the heating surface. Addition to patent application B 47128 IVc / 12a (Auslegeschrift 1 062 218) In the patent application B47128IVc / 12a a Device for heating heat-sensitive liquid or dissolved, for encrustation the heating surface-prone substances described, which essentially consist of a consists of a vertical shaft rotating heating device that turns into a Hollow shaft composed of concentrically arranged groups of heating elements. These In the simplest case, heating elements consist of tubes facing the axis of rotation are inclined evenly or differently.

Ihre unteren Enden können nach der Hauptpatentanmeldung ferner in der Bewegungsrichtung der Heizvorrichtung gleichmäßig oder unterschiedlich abgebogen sein und/oder Einlauföffnungen unterschiedlicher Größe besitzen. Die rotierende Heizvorrichtung kann außer aus Rohrbündeln auch aus konzentrischen Heiztaschen aufgebaut werden. Mit derartigen Vorrichtungen lassen sich Dampfblasenbildungen an den Elementen der Heizvorrichtung und Überhitzungen der zu behandelnden Stoffe vermeiden, wobei diese Stoffe stets mit einer gewissen Mindestgeschwindigkeit über die beheizten Flächen der Vorrichtungen hinweg strömen.Their lower ends can, according to the main patent application, also in the direction of movement of the heating device bent uniformly or differently be and / or have inlet openings of different sizes. The rotating In addition to tube bundles, the heating device can also consist of concentric heating pockets will. With such devices, vapor bubbles can be formed on the elements the heating device and avoid overheating of the substances to be treated, whereby these substances always with a certain minimum speed over the heated ones Flow away surfaces of the devices.

In der Hauptpatentanmeldung ist neben der grundsätzlichen Ausstattung der Vorrichtung mit um eine Hohlwelle rotierenden Heizelementen auch vorgeschlagen worden, schraubenförmige Förderwendel oder schaufelförmige Förderorgane mit den Heizelementen fest zu verbinden. Diese Fördermittel unterstützen die stetige und gleichmäßige Umwälzung der in der Vorrichtung zu erhitzenden Stoffe. In allen Fällen, in denen in der Vorrichtung Anteile einer niedrigsiedenden Stoffkomponente vorhanden sind, z. B. Wasser in höhersiedenden organischen Stoffen, führt die Einspeisung der noch nicht erhitzten Flüssig keit über außerhalb der rotierenden Heizvorrichtung im Bereich des größten Durchmessers, d. h. in der Mantelfläche des Behandlungsraumes, angeordnete Einführungsstutzen zu Störungen der gewünschten Temperaturverteilung und des angestrebten Umlaufs. In the main patent application is in addition to the basic equipment the device with rotating heating elements around a hollow shaft is also proposed been, helical conveying helix or shovel-shaped conveying organs with the To connect heating elements firmly. These grants support the steady and uniform circulation of the substances to be heated in the device. In all cases, in which proportions of a low-boiling substance component are present in the device are e.g. B. water in higher-boiling organic substances, leads the feed the not yet heated liquid speed outside of the rotating heating device in the area of the largest diameter, d. H. in the outer surface of the treatment room, arranged inlet nozzles to disturb the desired temperature distribution and the desired circulation.

Es wurde nun gefunden, daß man mit einer derartigen Vorrichtung weitere Vorteile erzielt, wenn unterhalb der rotierenden Heizvorrichtung zusätzlich unabhängig rotierende Mischflügel angeordnet sind, die eine zusätzliche aufwärts gerichtete Strömungskomponente erzeugen. Zweckmäßig verlegt man dabei einen oder mehrere Eintrittsstutzen für die in die Vorrichtung einzuspeisende Flüssigkeit in den unmittelbaren Wirkungsbereich der zusätzlichen Mischflügel. Die Mischflügel können sich gegenüber der rotierenden Heizvorrichtung gleichsinnig oder gegenläufig mit der für die Mischung günstigsten Geschwindigkeit bewegen. Es kann aber auch die für das gleichmäßige Durchströmen der Heizrohre oder Be- spülen der Heizflächen erforderliche Geschwindigkeit ausschließlich durch die Mischflügel erzeugt werden. It has now been found that with such a device further Advantages achieved if additionally independent below the rotating heater rotating mixing blades are arranged, which have an additional upwardly directed Generate flow component. It is expedient to lay one or more inlet nozzles for the liquid to be fed into the device in the immediate area of action the additional mixing blades. The mixing blades can be opposite to the rotating one Heating device in the same direction or in the opposite direction with the one most favorable for the mixture Move speed. But it can also be used for even flow the heating pipes or rinse the heating surfaces only at the required speed are generated by the mixing blades.

An Hand der Abbildung sei die Erfindung näher beschrieben: Die im Gefäß 10 rotierende Heizvorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei an der Hohlwelle 12 befestigten Böden 11 a und 11 b, zwischen denen entweder beheizte Rohre 9, wie in der Abbildung rechts oben dargestellt, oder konzentrische ringförmige Heiztaschen 21, wie in der Abbildung links oben angedeutet, in senkrechter oder geneigter Lage angeordnet sind. An Stelle der in der Hauptpatentanmeldung vorgeschlagenen spiralwendelförmig ansteigenden Förderorgane in den kreisringförmigen Heiztaschen 21 oder von schaufelförmigen Förderorganen am unteren Ende des Rohres 9 bzw. der konzentrischen Heiztaschen, die mit der rotierenden Heizvorrichtung umlaufen, sind nach der erweiterten Ausführungsform der Erfindung unterhalb der Heizvorrichtung separate Mischflügel 25 angeordnet. Diese Flügel rotieren gleich- oder gegenläufig um die gleiche Drehachse wie die rotierende Heizvorrichtung und erzeugen in der zu behandelnden Flüssigkeit eine aufwärts gegen die unteren Einlauföffnungen der Heizelemente 9 bzw. 21 gerichtete Strömungskomponente. Es sind in der dargestellten Ausführungsform zur Erzeugung der Strömung an einer ringförmig um die Hohlwelle 12 gelegten Blattwurzel 26 vier Blattflügel 25 befestigt, deren Spitzen bei der Drehbewegung einen Kreis beschreiben, der etwa gleich dem unteren Durchmesser der rotierenden Heizvorrichtung ist. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Mischflügel als Propellerflügel gestaltet werden, derart, daß die koaxiale Geschwindigkeitskomponente der Mischung unabhängig von der axialen Entfernung an jeder Stelle gleich ist. The invention is described in more detail with reference to the figure: The im Vessel 10 rotating heating device consists essentially of two on the hollow shaft 12 fixed floors 11 a and 11 b, between which either heated pipes 9, such as shown in the figure above right, or concentric annular heating pockets 21, as indicated in the figure above left, in a vertical or inclined position are arranged. Instead of the spiral helix proposed in the main patent application rising conveying organs in the annular heating pockets 21 or from shovel-shaped ones Conveying organs at the lower end of the tube 9 or the concentric heating pockets, which circulate with the rotating heating device are according to the extended embodiment the invention arranged below the heating device separate mixing blades 25. These wings rotate in the same or in opposite directions around the same axis of rotation as the rotating heating device and generate a in the liquid to be treated directed upwards against the lower inlet openings of the heating elements 9 and 21, respectively Flow component. There are in the illustrated embodiment for generation the flow at a blade root 26 placed annularly around the hollow shaft 12 four Blade wing 25 attached, the tips of which describe a circle when rotating, the is approximately equal to the bottom diameter of the rotating heater. It is particularly advantageous if the mixing blades are designed as propeller blades, such that the coaxial velocity component of the mixture is independent of the axial distance is the same at every point.

Dadurch wird eine besondere gleichmäßige Strömung entlang der Heizfläche erreicht, und Verkrustungen werden vermieden. Die Mischflügel 25 werden von einem von der Antriebsvorrichtung 7, 8 der Heizvorrichtung 9 unabhängigen Motor 27 angetrieben.This creates a particularly even flow along the heating surface achieved, and incrustations are avoided. The mixing blades 25 are of a driven by the drive device 7, 8 of the heating device 9 independent motor 27.

Dieser Motor überträgt seine Drehbewegung über einen Keilriemen 28 und die kurze Hohlwelle29 auf die Blattwurzel 26 der Mischflügel. Anders, als es in der Abbildung dargestellt ist, können die Mischflügel 25 aber auch über ein z. B. stufenloses Getriebe von dem Motor 7 der rotierenden Heizvorrichtung aus angetrieben werden, wobei das stufenlose Getriebe von der Drehbewegung der Heizvorrichtung unabhängige Drehzahlen der Mischflügel 25 ermöglicht.This motor transmits its rotary motion via a V-belt 28 and the short hollow shaft 29 on the blade root 26 of the mixing blades. Other than it shown in the figure, the mixing blades 25 can also have a z. B. continuously variable transmission driven by the motor 7 of the rotating heater with the continuously variable transmission being independent of the rotary movement of the heating device Speeds of the mixing blades 25 allows.

Es erweist sich zur Verbesserung des Mischeffektes im Behandlungsraum als zweckmäßig, den Zulaufstutzen 19 bzw. mehrere Zulaufstutzen unter den Mischflügeln 25 in deren Sogbereich anzuordnen und ferner die äußere Mantelfläche der rotierenden Heizvorrichtung über den Boden 11 b hinaus so weit nach unten zu verlängern und zur Drehachse der Vofrichtung hin einzuziehen, daß eine sogenannte Schürze 31 entsteht. Die äußere Kante dieser Schürze endet im Bereich der Zulaufstutzen 19. Bei einer derartigen Gestaltung des unteren Teils der Vorrichtung ergibt sich zwischen der Schürze 31 und dem kegelstumpfförmigen Boden eine kreisringförmige Engstelle im Umwälzweg der Flüssigkeit. Diese Engstelle liegt im Bereich der Eintrittsstutzen 19 und wirkt injektorartig. Die im Behandlungsraum umgewälzte Flüssigkeit wird an dieser Stelle mit der durch den bzw. die Stutzen 19 eintretenden noch nicht erhitzten Flüssigkeit vorgemischt. It turns out to improve the mixing effect in the treatment room as appropriate, the inlet connection 19 or several inlet connections under the mixing blades 25 to be arranged in the suction area and also the outer surface of the rotating To extend heating device beyond the bottom 11 b and so far down draw in towards the axis of rotation of the front direction so that a so-called skirt 31 is created. The outer edge of this skirt ends in the area of the inlet connection 19 such design of the lower part of the device results between the Apron 31 and the frustoconical bottom a circular constriction in the Circulation path of the liquid. This bottleneck is in the area of the inlet nozzle 19 and acts like an injector. The liquid circulated in the treatment room is activated this point with the by the or the Port 19 entering not yet heated Liquid premixed.

PATENTANSPROCHE 1. Vorrichtung zum Erhitzen wärmeempfindlicher, flüssiger oder gelöster Stoffe, die zur Verkrustung der Heizfläche neigen, nach Patentanmeldung B 47128 IVc/ 12 a, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der rotierenden Heizvorrichtung (9) zusätzlich rotierende Mischflügel (25) angeordnet sind, die eine aufwärts gerichtete Strömungskomponente erzeugen. PATENT CLAIM 1. Device for heating heat-sensitive, liquid or dissolved substances that tend to incrustate the heating surface, according to patent application B 47128 IVc / 12 a, characterized in that below the rotating heating device (9) additionally rotating mixing blades (25) are arranged, which have an upwardly directed Generate flow component.

Claims

2. Device according to claim 1, characterized by one or more Inlet nozzles arranged in the area of action of the additional mixing blades (25) (19) for the liquid to be fed into the device.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the mixing blades (25) with respect to the rotating heating device (9) around the same axis of rotation move in the same direction or in opposite directions.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the mixing blades (25) are designed so that that imparted to the mixture is directed upwards The flow component is the same at every point, regardless of the axial distance is.

5. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized by a separate Drive device (27, 28) for the additionally rotating mixing blades (25).

6. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the additional mixing blades (25) via a gear from the drive device (7) of the rotating heating device (9) are movable.