DE1519558C

DE1519558C - Formation and arrangement of wipers for liquid distribution on the inner wall in a thin film evaporator

Info

Publication number: DE1519558C
Authority: DE
Inventors: James Sleater Kirkcaldy Fife Johnston (Großbritannien)
Original assignee: Henry Balfour and Co Ltd
Current assignee: Henry Balfour and Co Ltd
Publication date: 1972-05-04

Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft die Ausbildung und Anord- . F i g. 3 eine zweite Ausführungsform des Wischers nung von Wischern zur Flüssigkeitsverteilung an der in Seitenansicht,The invention relates to training and arrangement. F i g. 3 shows a second embodiment of the wiper tion of wipers for liquid distribution on the side view,

Innenwand in einem Dünnschichtverdampfer, der aus F i g. 4 eine Stirnansicht des Wischers gemäßInner wall in a thin film evaporator, which is shown in FIG. 4 is an end view of the wiper according to FIG

einer Verdampferkammer mit kreisförmigem Quer- F i g. 3, ·an evaporator chamber with a circular cross-F i g. 3, ·

schnitt und einer erhitzten Wand, einem Einlaß für 5 F i g. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht einer das zu verdampfende Produkt, einem Auslaß für das Dünnschichtverdampferanlage,
Abziehen des Dampfes und einem Auslaß für das Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine Verdampfer-Abziehen des behandelten Produktes besteht, mit kammer,cut and a heated wall, an inlet for 5 F i g. 5 is a partially sectioned view of the product to be evaporated, an outlet for the thin-film evaporator system,
Withdrawal of the steam and an outlet for which Fig. 6 consists of an axial section through an evaporator withdrawal of the treated product, with chamber,

einem im Inneren der Kammer angeordneten Rotor F i g. 7 einen Radialschnitt der Verdampferkam-a rotor F i g arranged inside the chamber. 7 a radial section of the evaporator chamber

und Wischern, die am Rotor befestigt sind und mit io mer gemäß F i g. 6,and wipers that are attached to the rotor and with io mer according to FIG. 6,

der Innenwand so zusammenwirken, daß die zu be- F i g. 8 eine Detailansicht gemäß der Schnitthandelnde Flüssigkeit von dem Einlaß in Richtung linie 8-8 in Fig. 6 in vergrößertem Maßstab,
auf den Auslaß gefördert wird, wobei eine Anord- · F i g. 9 einen Querschnitt durch eine Verdampfernung für die Befestigung der Wischer an dem Rotor kammer, in der die Wischer an Rohren angeordnet in kippbarer Weise in einer Ebene senkrecht zu der 15 sind.
Rotorachse vorgesehen ist. Der in den F ig. 1 und 2 dargestellte Wischer weistthe inner wall cooperate so that the to be F i g. 8 is a detailed view according to the section of the liquid acting from the inlet in the direction of line 8-8 in FIG. 6 on an enlarged scale;
is conveyed to the outlet, with an arrangement · F i g. FIG. 9 shows a cross section through an evaporation chamber for fastening the wipers to the rotor chamber, in which the wipers are arranged on tubes in a tiltable manner in a plane perpendicular to FIG.
Rotor axis is provided. The one in fig. 1 and 2 shown wiper has

Die Erfindung geht im wesentlichen von einem die Form eines 90°-Segmentes eines Zylinders auf und Stand der Technik aus, wie er etwa durch die britische besitzt zwei zylindrische Löcher 1, 2, mittels deren Patentschrift 405 276 gegeben ist. Die dort offenbarte er an paarweise am Rotor 19 des Verdampfers anAusbildung und Anordnung der Wischer ist so, daß 20 geordneten Stiften33, 34 bzw. 38, 39 (s. Fig. 5, 6, diese bei Drehung eines. Rotors, an dem sie einseitig 7 und 8) einstellbar angeordnet ist.
angelenkt sind, sich infolge der Fliehkraft mit ihrer Der in den Fig. 2 und 4 gezeigte Wischer weist Außenkante an die Verdampferinnenwand anlegen. ebenfalls die Form eines 90°-Segmentes eines Zylin-The invention is essentially based on the shape of a 90 ° segment of a cylinder and the state of the art, such as the British has two cylindrical holes 1, 2, by means of whose patent specification 405 276 is given. He disclosed there in pairs on the rotor 19 of the evaporator. The design and arrangement of the wipers is such that 20 ordered pins 33, 34 and 38, 39 (see Figs 7 and 8) is adjustable.
are articulated, due to the centrifugal force with their The wiper shown in Figs. 2 and 4 has the outer edge to the inner wall of the evaporator. also the shape of a 90 ° segment of a cylinder

Bei einer durch die britische Patentschrift 825 438 ders auf, hat jedoch eine geringere Dicke. Um eine bekannten Wischeranordnung steht die Wischerfläche 25 entsprechende Tiefe der Löcher 1, 2 zu erzielen, verannähernd senkrecht auf der Verdampferwand. laufen sie durch auf den Wischer aufgesetzte Vor-In one of the British patent 825,438 on, but has a smaller thickness. To a Known wiper arrangement, the wiper surface 25 is approximately to achieve the corresponding depth of the holes 1, 2 perpendicular to the evaporator wall. run through the front

Weder die eine noch die andere Art des Kontaktes Sprünge 3, 4.Neither one nor the other type of contact jumps 3, 4.

zwischen Wischer und Verdampferwand führt zu voll Die Verwendung der einen oder anderen Wischerbefriedigenden Ergebnissen. Die bekannten Wischer ausführung ist abhängig von dem ausgewählten zeigen häufig weinger die angestrebte Wischwirkung 30 Material.between wiper and evaporator wall leads to full The use of one or the other wiper satisfactory Results. The known wiper design depends on the selected material, often showing less of the desired wiping effect.

als vielmehr eine Kratzwirkung, wodurch sich·bei be- Die in Fig. 5 dargestellte Anlage zeigt einenrather than a scratching effect, as a result of which the system shown in FIG. 5 shows a

stimmten Flüssigkeiten ein Trockenkratzen der Ver- Dünnschichtverdampfer E, der im wesentlichen ausagreed liquids a dry scraping of the thin-film evaporator E, the essentially off

dampferwand ergibt. einer Verdampferkammer 6 mit kreisförmigem Quer-steamer wall results. an evaporator chamber 6 with a circular transverse

Der Erfindung liegt die Aufgabe zügrunde, eine schnitt und einer erhitzten Innenwand 5 besteht. Der Ausbildung und Anordnung von Wischern zur Flüs- 35 Verdampfer ist oben mit einem den Dampf aufnehsigkeitsverteilung an der Innenwand von Dünn- menden Gehäuse 7 abgeschlossen, an dessen Dampfschichtverdampfern der eingangs beschriebenen Art auslaß 8 ein Dampfabzugsrohr 9 angeschlossen ist. zu schaffen, mit der erreicht wird, daß unabhängig Dieses Rohr führt in einen Kondensator 10, dessen von der zu behandelnden Flüssigkeit eine stetige Auslaß 11 über ein Rohr 12, in dem ein Ventil 13 Dünnschicht auf der Verdampferwand erzeugt und 40 vorgesehen ist, mit-einer .Kondensatpumpe 14 veraufrechterhalten wird. bunden ist, die von einem Motor 15 angetrieben wird.The object of the invention is to provide a cut and a heated inner wall 5. the Formation and arrangement of wipers for the liquid 35 evaporator is above with a vapor absorption distribution closed on the inner wall of the thinning housing 7, to the vapor layer evaporator of the type described at the beginning of which outlet 8 a vapor exhaust pipe 9 is connected. to create, with which it is achieved that independently This tube leads into a condenser 10, its from the liquid to be treated a continuous outlet 11 via a pipe 12 in which a valve 13 Thin film generated on the evaporator wall and 40 is provided with a condensate pump 14 maintained will. which is driven by a motor 15.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- · Das zu verdampfende Produkt wird dem Verdamplöst, daß die Wischer ein gekrümmtes Profil in einer fer mittels einer Speisepumpe 16 über eine Speise-Ebene senkrecht zu der Rotorachse und konvex hier- leitung 17 mit Auslaß 18 zugeführt. Vom Auslaß zu aufweisen, daß jeder Wischer mit seiner vorderen 45 gelangt es über eine hier nicht dargestellte ringför- und hinteren Kante kippbar um die vordere Kante mige Verteilvorrichtung, die sich unmittelbar über so angeordnet ist, daß sich zwischen Wischer und der der erhitzten Innenwand 5 befindet, gleichmäßig vererhitzten Innenwand eine tangentiäle Berührungslinie teilt auf die Innenwand 5, fließt daran unter Wirkung ergibt. .. .. der Schwerkraft herunter und wird dabei mittels derAccording to the invention, this object is achieved by: The product to be evaporated is dissolved in the evaporation, that the wiper has a curved profile in a fer by means of a feed pump 16 over a feed plane Line 17 with outlet 18 is fed in perpendicular to the rotor axis and convexly. From the outlet to have that each wiper with its front 45 reaches it via a ring conveying, not shown here and rear edge tiltable around the front edge mige distribution device, which is immediately above is arranged so that there is between the wiper and the heated inner wall 5, evenly heated Inner wall divides a tangential line of contact on the inner wall 5, flows on it under action results. .. .. the force of gravity and is thereby by means of the

In einer bevorzugten Ausführungsform hat jeder 50 Wischer W unter Ausbildung' einer gleichmäßigenIn a preferred embodiment, each 50 wiper W has a uniform formation

Wischer die Form eines im wesentlichen 90°^Segmen- dünnen Schicht in seinem Fluß nach unten unter-Wiper the shape of an essentially 90 ° ^ segment thin layer in its flow down under-

tes eines Zylinders. stützt.tes of a cylinder. supports.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind am Koaxial im Inneren der aus Verdampferkammer 6In a further embodiment of the invention, the evaporator chamber 6 is located on the coaxial inside

Rotor paarweise Stifte radial und axial angeordnet, und Gehäuse 7 bestehenden Anordnung ist ein RotorRotor arranged in pairs of pins radially and axially, and housing 7 existing arrangement is a rotor

an denen je ein Wischer mittels Löchern in der vor- 55 angeordnet, der von einem starren Zylinder 19 gebil-on each of which a wiper is arranged by means of holes in the front 55, which is formed by a rigid cylinder 19.

dereri Kante einstellbar angeordnet ist. . det wird, der unten in einen stumpfkegeligen Teil 20the edge is adjustable. . det is, which is down into a frustoconical part 20

Sowohl die Löcher als auch die Stifte sind zylin- ausläuft. Zwischen dem Rotor 19, 20 und der Innendrisch ausgebildet. Dabei ist der Durchmesser der wand 5 besteht ein relativ schmaler ringförmiger Löcher größer als der Durchmesser der Stifte und Raum 21.Both the holes and the pins are cylindrical. Between the rotor 19, 20 and the inner drum educated. The diameter of the wall 5 is a relatively narrow annular one Holes larger than the diameter of the pins and space 21.

die Differenz zwischen den zwei Durchmessern so 60 Das Verdampfen der Flüssigkeit erfolgt innerhalbthe difference between the two diameters is so 60 The evaporation of the liquid occurs within

groß, daß der Wischer sich in einer Ebene bewegt, des Raums 21. Der Dampf steigt darin in das Ge-big that the wiper moves in one plane, room 21. The steam rises into the

die senkrecht zu der Rotorachse verläuft. häuse 7 auf und gelangt durch die Einwirkung derwhich runs perpendicular to the rotor axis. housing 7 and gets through the action of the

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Pumpe 14 in den Kondensator 10.Embodiments of the invention are in the pump 14 in the condenser 10.

Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher Der Rotor 19, 20 ist drehbar an einem oberenThe rotor 19, 20 is rotatable on an upper one

beschrieben. Es zeigt 65 Lager aufgehängt, das in einer Anordnung 22 ge-described. It shows 65 bearings suspended in an arrangement 22

F i g. 1 eine erste Ausführungsform eines Wischers tragen wird, die eine Dichtung gegenüber dem Ingemäß der Erfindung in Seitenansicht, nenraum des Gehäuses 7 aufweist.F i g. 1 will carry a first embodiment of a wiper which provides a seal to the in accordance with of the invention in side view, the interior of the housing 7.

F i g. 2 eine Stirnansicht des Wischers gemäß F i g. 1, Der Rotor 19, 20, der in der Richtung des Pfeils R F i g. 2 shows an end view of the wiper according to FIG. 1, the rotor 19, 20 pointing in the direction of arrow R

umläuft, wird an seinem unteren Ende von einem Lager 23 getragen, das auf einem Stützteil 24 ruht. Der Antrieb des Rotors erfolgt durch einen oben angeordneten Motor 25 über ein Schneckengetriebe 26.is carried at its lower end by a bearing 23 which rests on a support part 24. The rotor is driven by a motor 25 arranged at the top via a worm gear 26.

Das untere Ende des Raums 21 steht über einen Auslaß 27, ein Ventil 28 und ein Ablaßrohr 29 mit Wasserdampfmantel mit einer Pumpe 30 in Verbindung, die von einem Motor 31 angetrieben wird.The lower end of the space 21 is via an outlet 27, a valve 28 and a drain pipe 29 with Water vapor jacket with a pump 30 in connection, which is driven by a motor 31.

Im Inneren des ringförmigen Raums 21 sind zwischen der Innenwand 5 und dem Rotor 19, 20 eine Reihe von Stangen 32 im gleichen Winkelabstand um die Achse des Verdampfers herum angeordnet.Inside the annular space 21 between the inner wall 5 and the rotor 19, 20 are a Row of rods 32 equiangularly spaced around the axis of the evaporator.

Von jeder der Stangen 32 aus springen praktisch radial in bezug auf den Verdampfer Stiftpaare 33, 34 vor. Jedes Stiftpaar 33, 34 trägt einen Wischer W, der entweder die in den F i g. 1 und 2 gezeigte Form oder die in den F i g. 3 und 4 gezeigte Form aufweisen kann.From each of the rods 32, pairs of pins 33, 34 protrude practically radially with respect to the evaporator. Each pair of pins 33, 34 carries a wiper W, which is either the one shown in FIGS. 1 and 2 or the form shown in FIGS. 3 and 4 may have the shape shown.

Die Wischer W an aufeinanderfolgenden Stangen 32 sind um die Achse des Rotors herum axial versetzt zueinander angeordnet, um die gesamte Innenwand 5 zu bestreichen.The wipers W on successive rods 32 are arranged axially offset from one another around the axis of the rotor in order to coat the entire inner wall 5.

Der Rotor 35 gemäß den Fig. 6 und 7 hat die Form eines länglichen Zylinders, der an den Enden mit Kegelstümpfen abgeschlossen ist. Die Drehrichtung verläuft in der Richtung des Pfeils X. Der untere Teil 37 der Innenwand 36 ist stumpfkegelig, um mit dem unteren Ende des Rotors 35 übereinzustimmen. Innerhalb des ringförmigen Raums 37 sind zwischen dem Rotor 35 und der Innenwand 36 drei Reihen von Wischern w in ähnlicher Weise angeordnet wie die Wischer W gemäß F i g. 5 mit Ausnahme, daß die Stifte 38, 39 direkt am Rotor 35 befestigt sind. Wie bei dem Verdampfer nach F i g. 5 sind die Wischer w jeder Reihe gegenüber der benachbarten derartig versetzt, daß die gesamte Länge der Innenwand 36 durch die Wischer bewischt wird. Wie auch bei dem Verdampfer nach F i g. 1 sind die Stifte 38, 39 so angeordnet, daß die Wischlinien der Wischer eine geringfügige Neigung gegenüber der Rotorachse besitzen. Die Neigung ist so gewählt, daß sich eine Förderwirkung der Wischer in Richtung auf den Auslaß des Verdampfers ergibt.The rotor 35 according to FIGS. 6 and 7 has the shape of an elongated cylinder which is closed at the ends with truncated cones. The direction of rotation is in the direction of the arrow X. The lower part 37 of the inner wall 36 is frustoconical in order to coincide with the lower end of the rotor 35. Within the annular space 37, between the rotor 35 and the inner wall 36, three rows of wipers w are arranged in a manner similar to the wipers W according to FIG. 5 with the exception that the pins 38, 39 are attached directly to the rotor 35. As with the evaporator according to FIG. 5, the wipers w of each row are offset from the adjacent one in such a way that the entire length of the inner wall 36 is wiped by the wipers. As with the evaporator according to FIG. 1, the pins 38, 39 are arranged so that the wiping lines of the wipers have a slight inclination with respect to the rotor axis. The inclination is chosen so that there is a conveying effect of the wipers in the direction of the outlet of the evaporator.

Die Fig. 8 zeigt einen Wischer w in Arbeitslage. Man sieht, daß der Wischer in dieser Lage, in die er auf Grund der auf ihn einwirkenden Zentrifugalkräfte gelangt, die Innenwand 36 an der Stelle ρ berührt, die in der Wischlinie/ (Fig. 6) des Wischers liegt und den Stift 38 an der Stelle q berührt. In dieser Lage ist der Wischer ebenfalls in Berührung mit dem Stift 39 an einer der Stelle 9 entsprechenden Stelle. Die Verbindungslinie dieser Stellen bildet für den Wischer die Schwenkachse.8 shows a wiper w in the working position. It can be seen that the wiper in this position, in which it comes due to the centrifugal forces acting on it, the inner wall 36 touches at the point ρ , which is in the wiping line / (Fig. 6) of the wiper and the pin 38 on the Point q touches. In this position the wiper is also in contact with the pin 39 at a point corresponding to the point 9. The line connecting these points forms the pivot axis for the wiper.

Gemäß F i g. 9 sind die Wischer ww an drei Rohren 40 angeordnet, die ein einheitliches Bauelement mit dem Rotor des Verdampfers bilden. Wie bei den bereits beschriebenen Ausführungsformen sind die Wischer an den Rohren mittels Stiften 41 befestigt.According to FIG. 9, the wipers ww are arranged on three tubes 40 which form a unitary component with the rotor of the evaporator. As in the case of the embodiments already described, the wipers are attached to the tubes by means of pins 41.

Claims

Patent claims:

1. Formation and arrangement of wipers for liquid distribution on the inner wall in a thin film evaporator, which consists of an evaporator chamber with a circular cross-section and a heated wall, an inlet for the product to be evaporated, an outlet for the extraction of the steam and an outlet for the extraction of the treated product consists, with a rotor arranged inside the chamber and wipers which are fastened to the rotor and cooperate with the inner wall in such a way that the liquid to be treated is conveyed from the inlet towards the outlet, with an arrangement for the attachment the wiper is provided on the rotor in a tiltable manner in a plane perpendicular to the rotor axis, characterized in that the wipers (W) have a curved profile in a plane perpendicular to the rotor axis and convex thereto that each wiper (W) with its front and rear edge tiltable around the front edge is arranged so that between Wis cher (W) and the heated inner wall (5) results in a tangential line of contact.

2. Design and arrangement of wipers according to claim 1, characterized in that each wiper (W) has the shape of a substantially 90 ° segment of a cylinder.

3. Formation and arrangement of wipers according to claim 1, characterized in that on the rotor (19, 20) pairs of pins (33, 34) are arranged radially and axially, on each of which a wiper (W) by means of holes (1, 2) is arranged adjustable in the front edge.

4. Training and arrangement of wipers according to claim 3, characterized in that both the holes (1, 2) and the pins (33, 34) are cylindrical.

5. Design and arrangement of wipers according to claim 4, characterized in that the diameter of the holes (1, 2) is greater than the diameter of the pins (33, 34) and the difference between the two diameters is so great that the wiper (W) moves in a plane perpendicular to the rotor axis.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings