DE1519607B1

DE1519607B1 - Plattenverdampfer

Info

Publication number: DE1519607B1
Application number: DE19661519607
Authority: DE
Inventors: Usher John Dennis; Lindsdell Ronald Hugh
Original assignee: APV Corp Ltd
Current assignee: SPX Flow Technology Crawley Ltd
Priority date: 1965-04-08
Filing date: 1966-03-23
Publication date: 1970-07-30
Also published as: GB1084292A; SE318858B; US3399708A; NL125884C; NL6604780A; BE678177A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Plattenverdampfer, in denen jeder Seite der fallenden Siedepassage jeweils welchem die Platten in einer oder mehr als einer einer zugeordnet ist.

gleichgerichteten Einheit derart angeordnet sind, daß Bei der Anordnung nach der Erfindung kann es

sie abwechselnd Siedepassagen und Heizpassagen möglich sein, daß dort, wo das Konzentrationsverzwischen sich bilden. 5 hältnis hinreichend hoch ist, die Flüssigkeitsgeschwin-

Durch die britische Patentschrift 859 876 ist ein digkeit am oberen Überlauf der steigenden Siede-Plattenverdampfer bekannt, bei dem senkrechte Plat- passagen unzureichend ist, ein Einbrennen des Proten in Einheiten zu vieren angeordnet sind, um vier duktes zu verhindern. Um dieses zu vermeiden, kön-Durchflußpassagen zu bilden, von denen zwei die nen vorteilhafterweise die steigenden Siedepassagen siedende Flüssigkeit und die anderen beiden das io in Richtung nach dem oberen Überleitdurchgang ver-Heizmedium, wie Dampf, führen. Die Siede- und jungt ausgebildet sein, um dadurch auch die Breite Heizpassagen wechseln miteinander ab, wobei die der Flüssigkeitspassage in Fließrichtung zu verrinsiedende Flüssigkeit zu dem oberen Ende der einen gern, wodurch ein hinreichender Flüssigkeitsfluß über Passage ansteigt, wo sie in das obere Ende der die reduzierte Breite erzielt wird, der das Einbrennen nächsten Siedepassage durch einen Überleitdurchgang 15 verhindert. Die Überleitdurchgänge der steigenden überfließt und zum Boden dieser Passage absinkt Siedepassagen werden hierbei im Verhältnis zum Ein- und in einen Auslaß gelangt. Diese Einheiten aus vier laß der fallenden Siedepassagen im Querschnitt re-Platten sind zu mehreren in paralleler Anordnung duziert. Sie werden jedoch zweckmäßigerweise in zusammengefaßt zwecks Erzielung der erforderlichen einer Einheit derart gestaffelt, daß die steigenden Verdampfungswirkung. Das Sieden geht in den Siede- 20 Siedepassagen des einen Abschnitts einen Überleitpassagen zwischen den Platten vor sich. Der Auslaß durchgang zu einer Querseite der fallenden Siedespeist in einen Separator. passage speisen und die steigenden Siedepassagen des

Es ist für solche Plattenverdampfer erforderlich, anderen Abschnitts einen Überleitdurchgang zu der ä eine minimale Flüssigkeits-Strömungsgeschwindigkeit gegenüberliegenden Querseite der fallenden Siedepasin den Siedepassagen aufrechtzuerhalten, weil sonst 25 sage speisen, so daß die fallende Siedepassage auf das Produkt auf den Platten einbrennt und auf diesen ihrer ganzen Breite mit Flüssigkeit beschickt wird,
einen Belag hinterläßt, der den Wirkungsgrad der Alternativ könnten die steigenden Siedepassagen

Platte beeinflußt und außerdem dem Aroma oder von gleichbleibender Breite und die fallende Siedeanderen Eigenschaften des Produktes schadet. Eine passage nach ihrem Auslauf hin verjüngt sein, oder Verminderung unter das Flüssigkeitsminimum kann 30 es können beide entsprechend dem erforderlichen in Fällen eintreten, in denen hohe Konzentrations- Konzentrationsgrad verjüngt werden.
Verhältnisse gefordert werden. Es ist deshalb übliche In Fällen, wo die unsymmetrische Natur der stei-

Praxis, Teile des Produktes wieder umlaufen zu genden Passagen die Gefahr einer verschlechterten lassen, um sicherzustellen, daß die Flüssigkeits- Ausbreitung der behandelten Flüssigkeit heraufbegeschwindigkeit oberhalb des erlaubten Minimums 35 schwört, ist es möglich, die steigenden Passagen von bleibt. In den Fällen indessen, in denen hitze- beiden Seiten der Platte her zu verjüngen, was eine empfindliche Flüssigkeiten eingedickt werden, wird symmetrische Reduktion des Fließbereiches ergibt, durch den Wiederumlauf die Durchlaufzeit des Pro- Eine weitere Variation betrifft den Abstand der

duktes durch den Verdampfer erhöht, und dies kann Platten, der den Brüdenbedingungen innerhalb der zu einer Verminderung der Ausbeute des Produktes 40 Siedepassagen anpaßbar ist. Beispielsweise nimmt die oder einer Verschlechterung seiner Güte führen. fallende Siedepassage den Brüden auf, der in einer

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Notwendigkeit Mehrzahl von steigenden Siedepassagen entwickelt eines Wiederumlaufes entbehrlich zu machen und ist. Dies kann zu einer hohen Brüdengeschwindigkeit dennoch einen adequaten Flüssigkeitsfluß mit ausrei- und damit zu einem außergewöhnlichen Druckabfall | chender Strömungsgeschwindigkeit aufrechtzuerhal- 45 führen. In solchem Falle kann der Abstand der Plat- " ten. ten, welche die fallenden Siedepassagen bilden, und

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Plattenver- damit deren räumliche Tiefe (volumetrisch verstandampfer der eingangs genannten Art erfindungsge- den) vergrößert werden, um die Größe der Brüdenmäß dadurch, daß die Siedepassagen zwei oder mehr geschwindigkeit zu verkleinern,
als zwei gleichgerichtete steigende Passagen mit 50 Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schemagleichgerichteter Einspeisung in einen Uberleitdurch- tischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeigang zu einer oder mehr als einer fallenden Passage spielen näher erläutert. In diesen ist
aufweisen, die in einen Auslaß einspeist. Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, die den

Die Zahl der fallenden Siedepassagen ist dabei in Durchfluß der Medien durch eine einzige Einheit aus jedem Fall kleiner als die der steigenden Siedepassa- 55 zehn Platten zeigt,

gen. Im allgemeinen genügt nur eine fallende Siede- Fig. 2 ein Schaubild der auseinandergezogenen

passage je Einheit für die Aufnahme des Ausstoßes Platten einer Einheit, das den Durchfluß der Medien von zwei oder mehr als zwei steigenden Siedepassa- durch die Platten selber zeigt,
gen, um eine wesentliche Vergrößerung der Flüssig- Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform einiger

keitsgeschwindigkeit in der fallenden Siedepassage zu 60 Platten aus Fig. 2,

erzielen und der Tendenz eines Einbrennens des Pro- Fig. 4 eine weitere abgeänderte Ausführangsfonn

duktes auf den Platten bei Anwendung einer Anzahl der Platten aus Fig. 2 und

von Siedeplatten von steigenden Passagen je Einheit Fig. 5 noch eine Abänderung für eine der Platten

zwecks Erzielung einer angemessenen Leistung ent- der Fig. 4.

gegenzuwirken. 65 Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, gehört zum Ver-

Die steigenden Siedepassagen einer Einheit kön- dampfen eine Verteiler- oder Kopfplatte H, die starr

nen alle einer Seite der fallenden Siedepassage züge- am nicht dargestellten Rahmen befestigt ist, sowie ordnet oder in zwei Abschnitte unterteilt sein, von eine Anzahl gegeneinander abgedichteter Platten, die

ORIGINAL INSPECTED

in den Rahmen zwischen Kopfplatte H und einer nicht dargestellten, nachfolgenden Verdampfereinheit eingespannt sind. Die Platten sind zu je zehn Stück in Einheiten zusammengefaßt und in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind die Platten S₁ bis S₅ und P₁ bis P₅ einer kompletten Einheit zusammen mit der Kopfplatte H und einer einzigen Platte S₁ der anschließenden Einheit dargestellt. Abwechselnde Platten mit Dichtungen zum Führen des Dampfes oder Brüdens (von einer vorhergehenden Stufe) werden Dampfplatten genannt und sind mit S-Bezeichnungen gekennzeichnet. Die Zwischenplatten P sind so abgedichtet, daß sie den Produktenfluß steuern, und werden Produktplatten genannt.

In jeder der Dampfplatten strömt der Dampf aus einer rechtwinkeligen Dampfeinlaßleitung, die durch miteinander fluchtende Öffnungen .4 in den Platten und der Kopfplatte H gebildet wird, auf serpentinenförmigem Weg, der durch die Dichtungen und Dampftrennelement begrenzt wird, nach einem Kondensatauslaß, den die Öffnungen B bilden. Jede der Platten S₂ bis S₅ und P₁ bis P₄ weist eine Überleitöfföffnung P auf, die einen Teil eines Durchgangsweges für Produkt und Brüden von den Produktplatten P₁, P₂, P₄ und P₅ mit steigenden Passagen (steigende Siedeplatten) zu einer Produktplatte P₃ mit fallender Passage (fallende Siedeplatte) bilden. So passiert das Produkt in jeder der Auf-Produktplatten P₁, P₂, P₄ und P₃ von doppelten Einlassen C aus, die Platte aufwärts in einer in ihrer Breite sich verjüngenden Passage zu dem Überleitdurchgang T. In Platte P₃ gelangen Produkt und Brüden fallend durch eine Passage von dem Überleitdurchgang T zur Konzentrat- und Brüdenauslaßleitung D.

Die steigenden Siedepassagen der steigenden Platten P₁ und P₂ sind so angeordnet, daß sie in die eine Hälfte der fallenden Siedepassage in Platte P₃ einspeisen, während die Siedepassagen der Platten P₄ und P₅ so angeordnet sind, daß sie in die andere Hälfte der fallenden Siedepassage in PIaWeP₃ einspeisen. Dies ergibt eine einheitliche Ausbreitung in dem fallenden Bereich.

Fi g. 3 zeigt eine alternative Anordnung der steigenden Produktplatten P₁', P₂', P₄' und P₅', bei denen der Überleitdurchgang T in zwei Teile T₁ und T₂' unterteilt ist, so daß die fallende Siedepassage in Platte P₃ über ihre ganze Breite auf beiden Seiten gespeist wird. Die Dampfplatten müssen natürlich in diesem Falle ebenfalls bezüglich ihrer Durchgangsöffnung T modifiziert, d. h. geteilt, werden.

In weiterhin geänderter Anordnung können die steigenden Platten parallele Strömungspassagen aufweisen, während die Passage der fallenden Platte nach dem Auslaß hin verjüngt sein kann, wie die gestrichelten Linien in Fig. 2 andeuten, oder irgendeine Kombination verjüngter oder paralleler Passagenplatten kann entsprechend dem jeweils zu behandelnden Produkt angewendet werden.

Fig.4 zeigt Platten^ bis S₅ mit Produktplatten P₁" bis P₅", deren Stirnseiten modifiziert gestaltet sind. Die Platten P₁", P₂", P₄" und P₅" besitzen Produktpassagen, die nach einem einzigen, nahe des oberen Endes des Plattenstapels mittig angeordneten schmalen Überleitdurchgang T" hin verjüngt sind. Die Platte P₃" besitzt eine parallele seitliche Passage von der gleichen Breite wie Durchgang T", die diesen mit der Ausgangsleitung D verbindet.

Fig. 5 zeigt eine weitere Abänderung der Platte P₃'" als Ersatz für Platte P₃". Der Unterschied besteht darin, daß die Passage von dem Überleitdurchgang P" aus zur Ausgangsleitung D hin verjüngt ist.

Das folgende Zahlenbeispiel soll die Anwendung der Erfindung erläutern, aber nicht beschränken.

Das Beispiel betrifft eine 6fache Konzentration von Orangensaft. Eine Platteneinheit bekannter Bauart mit einer steigenden und einer fallenden Passage würde z. B. imstande sein, etwa 270 bis etwa kg/Std. Flüssigkeit zu konzentrieren. Die Strömung würde wahrscheinlich unzureichend sein, um ein Einbrennen des Produktes auf den Platten zu verhindern, da hierfür ein Flüssigkeitsdurchsatz von etwa kg/Std. das Minimum bildet.

Wenn jedoch jede Einheit auf vier steigenden Passagen für die Speisung einer einzigen fallenden Passage unter Zwischenschaltung von Dampfpassagen vergrößert wird, dann wird die Plattenheizfläche um das 2 Vif ache vergrößert, so daß die Gesamtflüssigkeits-Speisegeschwindigkeit auf etwa 680 kg/Std. erhöht werden kann und eine Produktgeschwindigkeit von etwa 125 kg/Std. erzielbar ist. Dies sichert eine adequate Flüssigkeitsströmung an allen Teilen der fallenden Passagen, ohne das Erfordernis eines Wiederumlaufes mit seinen nachteiligen Folgen.

Verschiedene Modifikationen sind innerhalb des Erfindungsgedankens möglich. So ist es z. B. natürlich nicht erforderlich, die Erfindung auf eine einzige fallende Passage zu beschränken, da die Anzahl der steigenden und fallenden Passagen in einer einzigen Einheit der Flüssigkeits- und Brüdenbelastung angepaßt werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Plattenverdampfer, in welchem die Platten in einer oder mehr als einer gleichgerichteten Einheit derart angeordnet sind, daß sie abwechselnd Siedepassagen und Heizpassagen zwischen sich bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Siedepassagen (PIaWSnP₁ bis P₅) zwei oder mehr als zwei gleichgerichtete steigende Passagen (Platten P₁, P₂, P₄, P₅) mit gleichgerichteter Einspeisung in einen Überleitdurchgang (T) zu einer oder mehr als einer fallenden Passage (Platte P₃) aufweisen, die in einen Auslaß (D) einspeist.

2. Plattenverdampfer nach Anspruch 1 mit einer fallenden Siedepassage je Einheit, dadurch gekennzeichnet, daß die steigenden Siedepassagen (Platten P₁, P₂, P₄, P₃) einer Einheit in zwei Abschnitte unterteilt sind, von denen je einer jeder Seite der fallenden Siedepassage (Platte P₃) zugeordnet ist.

3. Plattenverdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die steigenden Siedepassagen (Platten P₁, P₂, P₄, P₅) in Richtung nach dem oberen Überleitdurchgang (T) verjüngt sind.

4. Plattenverdampfer nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überleitdurchgänge (T) der steigenden Siedepassagen (Platten P₁, P₂, P₄, P₅) in einer Einheit derart gestaffelt sind, daß die steigenden Siedepassagen (Platten P₁, P₂) des einen Abschnittes einen Überleitdurchgang zu einer Querseite der fallenden Siedepassage (Platte P₃) speisen und die steigenden Siedepassagen (Platten P₄, P₅) des anderen Abschnittes einen Überleitdurchgang zu der gegenüberliegenden Querseite der fallenden Siedepassage (Platte P₃) speisen.

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5. Plattenverdampfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei seitlich getrennte Überleitdurchgänge (T₁', T₂) jedem Abschnitt zugeordnet sind und die steigenden Siedepassagen (Platten P₁, P₂ bzw. F/, P₅') eines jeden Abschnittes gestaffelt sind, zwecks Speisung jeder der beiden Überleitdurchgänge (T₁ und T₂).

6. Plattenverdampfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die steigenden Siedepassagen (Platten P₁", P₂", P₁", P₅") in einem einzigen, z. B. mittig der Platten angeordneten Überleitdurchgang (T") einspeisen, dessen Breite gleich der Breite der Auslässe der steigenden Siedepassagen ist und der in eine fallende Siedepassage (Platte F₃") einspeist, deren Eingang ebenfalls die gleiche Breite aufweist (Fig. 4).

7. Plattenverdampfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede fallende Siedepassage (Platte P₃"') einer Einheit nach unten auf ihren Auslaß in die Austragöffnung (D) zu verjüngt ist (Fig. 5).

8. Plattenverdampfer nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die steigenden von den fallenden Siedepassagen der Platten sich voneinander durch räumliche Tiefen (volumetrisch) unterscheiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen