DE1162809B

DE1162809B - Vacuum thin film evaporator for viscous liquids

Info

Publication number: DE1162809B
Application number: DEF36583A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Wolf Rodenacker
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1962-04-18
Filing date: 1962-04-18
Publication date: 1964-02-13
Also published as: BE630994A; CH411785A; US3233656A; NL291344A; GB979955A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Internat. Kl.: B 01 dBoarding school Class: B 01 d

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

Deutsche Kl.: 12a-2German class: 12a-2

F 36583 IV c/12 a
18. April 1962
13. Februar 1964F 36583 IV c / 12 a
April 18, 1962
February 13, 1964

Die Erfindung betrifft einen Vakuum-Dünnschichtverdampfer für viskose Flüssigkeiten mit einer innerhalb eines aufrecht stehenden Verdampferraumes drehbar angeordneten, von der Flüssigkeit benetzten Walze als Verdampfungsfläche, die mit mindestens einem im Verdampfungsraum angeordneten Körper einen Keilspaltraum bildet, in den die Flüssigkeit unter Druck zugeführt und aus dem sie unter Druck wieder abgeführt wird.The invention relates to a vacuum thin film evaporator for viscous liquids with an inside an upright evaporator space rotatably arranged, wetted by the liquid Roller as an evaporation surface, which has at least one body arranged in the evaporation space forms a wedge gap into which the liquid is fed under pressure and from which it is under pressure is discharged again.

In den Keilspalträumen findet eine gute Durchmischung der Flüssigkeit statt ohne Zuhilfenahme von mechanischen Rührarmen od. dgl.In the wedge gaps there is good mixing of the liquid without the aid of mechanical stirring arms or the like.

Um nun die Schichtdicke auf der Walze, d. h. den Durchsatz durch den Verdampfer der jeweiligen Viskosität des zu behandelnden Produktes anzupassen, ist der mit der Walze einen Keilspalt bildende Körper erfindungsgemäß als konkav zur Walze gebogenes, um ortsfeste Zapfen schwenkbares Schaufelblatt ausgebildet, das federnd auf der Innenwand des Verdampferraumes abgestützt ist. -In order to determine the layer thickness on the roller, i. H. the throughput through the evaporator of the respective viscosity to adapt the product to be treated, is the body forming a wedge gap with the roller according to the invention designed as a blade curved concavely to the roller and pivotable about stationary pegs, which is resiliently supported on the inner wall of the evaporator chamber. -

Um die von oben nach unten vor sich gehende Förderung der Flüssigkeit, insbesondere solcher von hochviskoser Konsistenz, durch den Keilspaltraum zu beschleunigen, ist das Schaufelblatt auf seiner der Walze zugekehrten Oberfläche mit schräg zur Walzenachse verlaufenden nutartigen Vertiefungen versehen. In order to convey the liquid going from top to bottom, in particular those of highly viscous consistency to accelerate through the wedge gap is the blade on its the The surface facing the roller is provided with groove-like depressions that run obliquely to the roller axis.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Hierbei zeigtAn exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically in the drawing. Here shows

A b b. 1 einen Längsschnitt undA b b. 1 a longitudinal section and

Abb. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung; inFig. 2 shows a cross section through the device; in

A b b. 3 ist der Spaltraum in vergrößertem Maßstab dargestellt;A b b. 3 shows the gap on an enlarged scale;

A b b. 4 zeigt eine Draufsicht auf die innere Oberfläche eines Schaufelblattes.A b b. 4 shows a top view of the inner surface of an airfoil.

Die beispielsweise zähe Flüssigkeit wird durch den Stutzen 1 dem Verdampferraum zugeführt und mittels einer Hohlschnecke 2 in einen Spalt 3 gefördert. An dieser Drosselstelle wird die Flüssigkeit auf einen bestimmten Druck gebracht, der über dem Atmosphärendruck liegen soll, um den Dünnschichtverdampferraum auch mit Vakuum betreiben zu können. Durch den Ringspalt 3 gelangt die Flüssigkeit auf die Walze 4 und wird von den Keilspalten 8, die zwischen Walze 4 und den Schaufelblättern 5 gebildet werden, eingefangen und immer wieder auf der Walze 4 verteilt. Dabei wird, wie in A b b. 3 dargestellt, die Flüssigkeit am Keilspalt umgewälzt (Pfeil 6). In dem Zentrum dieser Bewegung scheiden sich die Blasen 7, die in dem Material vorhanden sind, infolge ihres Auf-The, for example, viscous liquid is fed through the nozzle 1 to the evaporator chamber and by means of a hollow screw 2 conveyed into a gap 3. At this throttle point, the liquid is on a Brought certain pressure, which should be above atmospheric pressure, to the thin film evaporator space can also be operated with a vacuum. Through the annular gap 3, the liquid reaches the Roller 4 and is formed by the wedge gaps 8, which are formed between roller 4 and the blades 5, captured and repeatedly distributed on the roller 4. As in A b b. 3 shown the liquid circulated at the wedge gap (arrow 6). In the center of this movement the bubbles 7, the are present in the material, as a result of their

Vakuum-Dünnschichtverdampfer für viskose
FlüssigkeitenVacuum thin film evaporator for viscous
liquids

Anmelder:Applicant:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,Paint factories Bayer Aktiengesellschaft,

LeverkusenLeverkusen

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Dr. Wolf Rodenacker, DormagenDipl.-Ing. Dr. Wolf Rodenacker, Dormagen

triebs ab und treten aus dem Material in den Vakuumraum 9. Die aus dem Spalt 8 austretende Flüssigkeit 10 wird als blasenfreie Schicht auf der Oberfläche der Walze 4 durch den Raum 9 mitgenommen. Die Schaufelblätter 5 sind oben und unten indrifted off and emerge from the material in the vacuum space 9. The emerging from the gap 8 Liquid 10 is entrained through space 9 as a bubble-free layer on the surface of roller 4. The blades 5 are in top and bottom

ao den ortsfesten Zapfen 11 schwenkbar gelagert. Die Weite des Keilspaltraumes 8 kann je nach der Viskosität der Flüssigkeit beliebig dadurch eingestellt werden, daß entsprechend starke Federn 12, die auswechselbar sind oder auch von außen einstellbarao the stationary pin 11 pivotally mounted. the The width of the wedge gap 8 can be adjusted as desired depending on the viscosity of the liquid, that correspondingly strong springs 12, which are exchangeable or adjustable from the outside

as gemacht sind, verwendet werden. Um die zähe Flüssigkeit über die gesamte Walzenlänge schnell zu verteilen und einen möglichst guten Durchsatz durch die Apparatur zu erzielen, werden die Schaufelblätter 5 mit schräg zur Walzenachse verlaufenden Nuten 13 versehen, wie sie in A b b. 4 dargestellt sind. Auf der Einlauf sehe tritt die Flüssigkeit in die in das Schaufelblatt eingefräste Nute 13 und wird dadurch, daß die Umwälzbewegung6 (siehe Abb. 3) der zähen Masse in der Nute 13 des den Spalt 8 begrenzenden Schaufelblattes 5 stattfinden muß, in Richtung des Pfeiles 14 nach unten gefördert und an der Leiste 15 auf die Walze 4 verteilt und von Nute zu Nute nach unten geführt. Durch solch eine Ausbildung der Nuten 13 ist es möglich, auch bei sehr zähen Flüssigkeiten einen großen Durchsatz durch die Apparatur zu erzielen. Dabei ist die Herstellung dieser Nuten sehr einfach, weil sie auch z. B. durch Hobeln des noch ungebogenen Bleches hergestellt werden können. Von der Walze4 (Abb. 1) tritt die Flüssigkeit in die Schnecke 16 über, in der sie gesammelt und unter Druck gesetzt wird. Die Flüssigkeit tritt dann durch Leitung 17 aus der Apparatur, in der sich eine Drosselstelle 18 befindet, die zumindest so eingestellt ist, daß der Druck größer als 1 atü ist, um mit Sicherheit einen Abschluß des Vakuumraumes 9 zu gewährleisten. Der Druck wird an dem Manometer 19 gemessen. Da der Druck gleichzeitig abhängig ist vonas are made to be used. About the viscous liquid Distribute quickly over the entire length of the roller and achieve the best possible throughput To achieve the apparatus, the blades 5 are provided with grooves running obliquely to the roller axis 13 as described in A b b. 4 are shown. On the enema, the liquid enters the into the Blade milled groove 13 and is due to the fact that the overturning movement6 (see Fig. 3) of the tough mass in the groove 13 of the gap 8 delimiting the blade 5 must take place in the direction of the arrow 14 promoted downwards and distributed on the bar 15 on the roller 4 and from groove to groove led down. By designing the grooves 13 in this way, it is possible even with very viscous liquids to achieve a high throughput through the apparatus. This is where the manufacture of these grooves is concerned very easy, because they also z. B. can be made by planing the still unbent sheet. The liquid emerges from the roller 4 (Fig. 1) into the screw 16, in which it is collected and pressurized. The liquid then occurs through line 17 from the apparatus in which there is a throttle point 18 which is at least so set is that the pressure is greater than 1 atm in order to ensure a closure of the vacuum space 9 with certainty. The pressure is measured on the manometer 19. Since the pressure is also dependent on

^: 409 508/352 ^: 409 508/352

der mit Flüssigkeit beaufschlagten Schneckenlänge, so dient die Druckmessung gleichzeitig dazu, das Flüssigkeitsniveau 20 in der Schnecke 16 zu bestimmen. Eine Niveaumessung ist notwendig, um die Zulaufmenge mit der Ablaufmenge in Übereinstimmung zu bringen. Deshalb ist auch die Schnecke 16 mit solchen Gängen versehen, daß sie eine größere Fördermenge als die Schnecke 2 bei der gleichen Drehzahl besitzt. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders stabile Flüssigkeitsniveauregelung in der Evakuierzone.the length of the screw exposed to liquid, the pressure measurement also serves to To determine the liquid level 20 in the screw 16. A level measurement is necessary to determine the Bring the inflow volume with the outflow volume in agreement. That is why the worm is also 16 provided with such flights that they have a larger flow rate than the screw 2 at the same Speed possesses. This results in a particularly stable liquid level control in the Evacuation zone.

Die Walze 4 ist mit einem Hohlraum 21 versehen, in den ein ortsfester Heizkörper 22 und ein Thermometer 23 hineinreichen. Der ganze Hohlraum 21 ist beispielsweise mit einem Heizöl, das bis zu dem Niveau 24 reicht, gefüllt. Durch die Drehbewegung der Walze 4 findet eine intensive Rührung der Heizflüssigkeit statt, so daß eine gute Wärmeübertragung von dem Heizkörper 22 über die Heizflüssigkeit 21 auf die Walze 4 und damit auf das auf der Walze befindliche Material erfolgen kann. Die abzusaugenden Gase und Dämpfe treten in den Vakuumraum 9 über und werden durch die Vakuumleitung 25 abgesaugt. Es besteht die Möglichkeit, das Gehäuse des Verdampfungsraumes 26 zu kühlen, so daß die austretenden Dämpfe sich als Kondensat niederschlagen. Es wird in der Sammelrinne 27 gesammelt und über die Leitung 28 an die Atmosphäre gefördert. Der Verdampfungsraum 26 kann natürlich auch mit einer Heizung versehen werden, um die Wirkung der inneren Heizung der Walze zu verstärken. Als Heizflüssigkeiten lassen sich Öle verwenden und auch siedende Flüssigkeiten, wie Diphenyl, abgesehen von der normalen Möglichkeit des Anschlusses an ein Dampfnetz. The roller 4 is provided with a cavity 21 in which a stationary heating element 22 and a thermometer 23 reach in. The whole cavity 21 is for example with a fuel oil that up to the Level 24 is enough, filled. The rotation of the roller 4 causes the heating fluid to stir intensively instead, so that a good heat transfer from the heating element 22 via the heating fluid 21 on the roller 4 and thus on the material located on the roller. The ones to be aspirated Gases and vapors pass into the vacuum space 9 and are sucked off through the vacuum line 25. It is possible to cool the housing of the evaporation chamber 26 so that the emerging Vapors condense as condensate. It is collected in the collecting channel 27 and over the line 28 promoted to the atmosphere. The evaporation chamber 26 can of course also with a Heating can be provided in order to increase the effect of the internal heating of the roller. As heating fluids Oils and boiling liquids like diphenyl can be used aside from the normal ones Possibility of connection to a steam network.

Durch die Drehbewegung der Flüssigkeit im Keilspalt, durch das Abscheiden der Blasen auf der Eintrittsseite und das Auftragen einer völlig durchmischten dünnen Schicht läßt sich ein wesentlich höherer Prozentsatz der Bestandteile an Lösungsmitteln, niedermolekularen Anteilen, Weichmachern nebst Gasen entfernen.Due to the rotating movement of the liquid in the wedge gap, due to the separation of the bubbles on the Entry side and the application of a completely mixed thin layer can be an essential higher percentage of the constituents of solvents, low molecular weight fractions, plasticizers remove along with gases.

Claims

Patent claims:

1. Vacuum thin film evaporator for viscous liquids with an upright within an standing evaporator chamber rotatably arranged, wetted by the liquid roller as Evaporation surface with at least one body arranged in the evaporation space forms a wedge gap into which the liquid is fed under pressure and from which it is under Pressure is dissipated again, characterized in that the body as a concave to the roller (4) curved around stationary pin (11) pivotable blade (5) is formed, which is resilient on the inner wall of the evaporator chamber (26) is supported.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the blade (5) on its the surface facing the roller (4) with groove-like depressions running obliquely to the roller axis (13) is provided.

For this purpose, 1 sheet of drawings