DE1619681A1 - Duennschichtverdampfer - Google Patents

Description

Dünnschichtverdampfer

Die Erfindung betrifft einen Dünnschichtverdampfer zur Behandlung, Umsetzung oder Aufarbeitung von S'lüssigkelten, Suspensionen, ÄufßehlämsEungen, Emulsionen, Lösungen, Schmelzen usw. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Dünnschichtverdampfer oder Praktionator mit rotierenden Wischern mit Vorrichtungen zum Hegulieren der Durehsatzge&ehwindlgkelt und /oder der Strömung der Flüssigkeit in dem Verdampfer.

Bei DünnschichtVerdampfern mit Wischern oder mit turbulenter Strömung, insbesondere bei Verdampfern mit horizontal oder schräg gelagerter Achse, ist es häufig wünschenswert, die Strömung und die Strömungsrichtungen und /oder die Durehsatzgeschwlndlgkeit des zu verarbeitenden Materials durch den Verdampfer zu regulieren. So 1st beispielsweise bei Flüssigkeit niedriger Viskosität ein längerer Strömung»weg bzw. eine längere Aufenthaltsdauer erwünscht, während bei Flüssigkeiten höherer Viskosität ein kürzerer Ströiaungßweg oder eine kürzere Aufenthaltsdauer in der Regel erforder-

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lieh ist, UMJ eine thermische Zersetzung üea su Materials zu vermelden. Außerdem neigen flüssige Einsats,-produkta dazu, sieb in Verdampfern mit horizontal gelagert ter Achse an des* Einl&Bseite dsl* Zufuhröffnung an&usan&tsln,, wodurch dieser Teil dss Materials ©iner längeren Erhitzung unterworfen wird. Insbesondere bsi Ver-öe^ipfarn laifc schräg» gelagerter Achse n@igfc ferner das flüssige Produkt: OaAU₉ sich In der VerdaaspferkaDäBer bsi oder himter der Einlaßoder Ablaßöffnußg des Verdempfers ansusau&iel». Es sind b-s~ relts verschieden© Vollschlage gest&cht worden, um diese Schwierigkeiten zu beseitigen. So sind fcsispielsw?aisa konische oder abgeschrägte Verdampfer mit ä&? Einlaßöffming an der weiten Seite dee Verdampfers bekannt, wo durch die Durchsatzgesch^indigkelt des su behandel-^den Materials reguliert werden soll. Eine Veränderung der Durchsatsgesöhidjndlgkeit wird durch Ausgleichen der Zentrifugalkraft deß Materials in dem Verdampfer« d. h. der Neigung des Materials zum Zurückkehren zum Einladende des Verdampfers aufgrund von dessen abgeschrägter Konstruktion, mit dar zum Einfuhren und Durchtreiben des Materials von dem einen zum anderen Ende des Verdampfers verwendeten Puiapkraft erreicht (vergl. USA-Patentschrift 2 927 6j^J0. Darüber hinaus sind Verdampfer iuit verschiedenen Stegen nahe dem Auslaßende bekannt, wodurch die Durchsatzzeit erhöht (vergl. USA-Patentschrift 3 228 453) oder das Material am Eintreten in die Verdampferkammer ge« hindert werden soll (vergl, USA-Patentschrift 3 261 391).

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Erfindung liegt die Aufgabe &ugru&öe₅ einen verbesserten Dünnschichtverdampfer vorzuschlagen» bei dem die Rotors?!-» scher eine zur Regulierung der StrÖsEuiig und /oder Auf ent« haltsdauer geeignete Ausbildung aufweisen. Insbesondere soll mit der Erfindung ein rotierender Dünnschichtverdampfer mit einer horizontal oder annähernd horisonti*! gelagsrterx Achse vorgeschlagen werden, dessen Rotor«!scher nahe dem einen oder nahe beiden Enden hochstehende Vorsprünge aufweisen, die eine Ansaea&LuKg von Material an der einen oder der anderen Seite des "Verdampfers verhindern oder unmöglich ßiaehen sollen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen» einen verbesserten rotierenden Dünnschichtverdampfer vorzuschlagen, dessen Rotor&isoher mit keilförmigen Vorsprüngen verse«=· hen sindj iub eine Ströirnng ß®r Flüssigkeit von der Einloßöffnung zu der Auslaßöffnung des Verdampfers su verhindern. Weiterhin sollen bei dem RotafcioBsdUnnschiehtverdampfer die Rotorwischer bei oder nahe bei dem Produktauslaß so ausgebildet sind, daß eine Änderung der Ströimmgsrichtung herbeigeführt und die Abgabe das verarbeiteten Produktes aus dem Verdampfer erleichtert wird und gleichzeitig daß Produkt darin gehindert wird, in die Verdampferkaaaser zu gelangen oder in derselben zurückzubleiben.

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Gegenstand der Erfindung Ißt deasgensäß ein fer* gekennzeichnet durch

a) eine geschlossene K&msser mit entsprechenden Innenwänden als Verdampferfläche, unü einem Heizmantsl,*

b) einen angetriebenen Rotor in der Kammer,

c) iflit der Hotorfefelle fest verbundene Rotorwischer> die radial herausragead und koasdLal verlaufend sn der Rotorwelle befestigt sind xma bis nahe an die Innenwände der Kammer heranreichen«

d) eine Einlaßöffnung an einem End© der Kanter und eino AuslaßÖffnustg ara anderen Ende der Kansner sowie

e) Mittel zur Beeinflussung der Str&aung- der Flüssigkeit durch den Verdampfer, bestehend aus mindestens einem vorstehenden Vorsprung.» der auf der im Drehsinn Yox^deren Fläche der Wischer angeordnet ist, *eo« bei die Vorsprung© im wesentlichen mit der Außenirante der yi8Ch@rfluohten und sich radial über eine bestimmte Entfermuiß nach innen erstrecken und eine solche Oberflächengestalt besitzen« daß sie dem durchströmenden Einsatzprodukt eine axiale Vektorkoiaponente verleihen.

Der erfindungsgemäße Dünnschichtverdampfer besteht aus einer geschlossenen Kammer, deren Innenwand als Verdampferfläche dient» und einem Rotor in dieser Kammer mit einem Antrieb

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Drehen des Rotors., wobei an dsm Rotoi* im Ms In radialer 12nd axialer-Rl ehtuxss siah erstireeksasde Wischer vorgesehen sind^, die sieh'von <3©r Achse fast Ms six die Innenwand der Kamsier ©rstreoken^ so daB nur ein©. dilmie Schicht dazwischen freibleibtl die Kasüaer besltst eine Einlaß*- und eine Produktauslaßöffnung, Schließlich., sind eihheitiich mit den Hotorylschera hergestellte fosw, an diesen befestigte Mittel zum Regulieren öer.'-Strömung^;'"«ad /oder dtsr Bui?chsat3geBchviindigk«it des s?4 Ye^as^eitsiidea Materials vorgesehen« Diese Begelyorrlchtungeii bestehen aus VorspHIngen auf einem oder ßiahre^eii c?.er wobei im. allgemeinen eine Kante des ,Je mit der Kante des» Rotoywlsehes» fluchtet tmd sißh asidererselta die Vorsprünge einen beetlftsmteri« meist kupsen Ab«· stand in Richtung auf die Achse des Rotors nach imien erstrecken. Diese Vorsprünge sind im allgeiyainen abgeseh2»Higt, damit sie entweder eine vorwärts gerichtete Kraft ausüben, oder die StrÖiBungsriohtung des an der Innenwand der Kammer sich bildenden Plüesigkeltastreifenß während des Betriebes umkehren. Normalertfelse sind diese Vorsprung« an der Vorderseite der Rotorwischer angebracht, daadt sie den überschüssigen dünnen Film an der Innenwand der Kammer in die gewünschte Richtung lenken.

• - ■ .

Die Vorsprünge können sich nach innen in Ftlohtüng auf die Rotorachee in Jeder gewünschten Iiänge arstrecken. Normaler-

weise werden die Vorsprünge bei Verdampfern suit kleinerem Durchmesser über den gesamten Rotorwlseher verlauf ©n_a führend sie bei Vorrichtungen Kit größeres* Durchmesser eich nur über einen kurzen Abstand, z· B. 1,5 Ws 7*5 cm, er« strecken, um das gewünschte Ergebnis au erzielen. Die VorsprUnge müssen soweit nach innen fortgesetzt sind« daß sie einen Druck auf den sich an der Außenkante des Rotorwischers an dessen Vorderseite (in Prahrielitung) bildenden Flüssigkeitsstreifens ausüben. Im allgemeinen sind die Vorsprünge im wesentlichen im rechten Winkel au der Rotorachse angebracht; falls gewünscht, könne» die Vorsprung© jedoch auch in verschiedenen Winkeln angeordnet sein« um den Durchlauf und die StröEsungsriehtung des Materials durch den Verdampfer weiter su verlangsamen* zu beschleunigen oder sonstwie zu beeinflussen. Die Höhe, die Form und die Anord» nung der Vorsprünge auf den Rotorwischsrn kann Jeweils den Anforderungen entsprechend variiert werden, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird.

Die Anzahl, die Art und die Anordnung der Vorsprünge hängt im wesentlichen von dem zu verarbeitenden Material und den jeweils angestrebten Ergebnissen ab. Die Vorsprung© können einheitlich mit den Wischern erzeugt werden oder auf den Wischerblättern angeschweißt, festgenletet oder sonstwie befestigt sein. Im allgemeinen 1st es bevorzugt, die Vor-

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Sprünge an allen Rotorsiischersi in gleicher Weise anzubringen, um «ine Unwucht und damit übenaäBige Vibrationen beim Betrieb zu vermeiden. Es ist jedoch möglich,, daß die Betriebsbedingungen für den Verdampfer die Anordnung der Vor-Sprünge in verschiedenen Stellungen erfordern oder daß unterschiedlich hohe YorsprUnge odsr VorspY'üngej, die unterschiedlich weit sich nach innen erstrecken oder eine unterschiedliche Form aufweisen, erforderlich sind.

Die Höhe der Vorsprünge auf jedem Wischer hangt von der Menge des Flüsßigkeitsstrelf©ne* der gebildet werden soll sowie von dem gewünschten Ausmaß an StrÖMingsverzÖgerung oder »beschleunigung ab. Ia allgemeinen isMhert sieh die Hclie der Vorsprünge an ihrer höchsten Stelle der Dicke der Rotorwischer an* d» h, sie beträgt beispielsweise 20 200 # der Dicke der Rotorflügel* z. B* 0,65 - 1,25 .eau Die Vorsprünge erzeugen ein dünnes schmales Band oder einen Streifen überschüssiger Flüssigkeit» und durch Veränderung der Form der Flüssigkeit in Berührung mit den VorSprüngen beschleunigen oder verzögern sie den Durchgang des Materi- , als durch den Verdampfer. Solche VorsprUnge können zusätzlich zum Beeinflussen oder Steuern der Strömung hin zu der Einlaß- oder Auslaßöffnung« zum Herabsetsen der Flüssigkeitemenge in der DampfauslaBkananer bzw. zum vollständigen Fernhalten in dieser Kammer sowie zur Beseitigung, der Nei-

BADORlQiNAL 009*45/U&a

gung der Flüssigkeit* si oh &n den beiden Enden des Verdaiap» fers anzusammeln^ dienen« Ißi folgenden wird die Erfindung;,. insbesondere iß Susansoenh&iig ö'it deai Betrieb eines Dünnechichti^otationsverdaojpfers mit Wisoherflügein und horizontal gelagerter Achse beschrieben,, watid svrar bei dei⁶ ilufar« beitung von Flüssigkeiten'niedriger Viskosität·. JDie Erf-in« dung kann jedoch Anwendung finden bei jedem beliebigen Dünnsehiohtrofcationaapparat jsus? Beliandluiigir Uirisetssung ödes* Aufarbeitung von Flüssigkeiten. '

ira allgemeinen sind die erf indissigsgemäS- vorgesehenen Vor«» ■ Sprünge durch eine oder mehrere mäßig oder scharf abgeschrägte Flächen.gekennzeichnet« dl© sich von der Rotorwischeroberfläche bis au der gewünschten Höhe im allgemeinen über einen kurzen Afo»taad_# e« B* 1^25 biß 6,75 <i^ erstrek« ken. Ein kellfönalger Vorsprung" wird oft fcevorsugt, da es sich hierbei um ein ' verhältnisääBig" einfaches-und vielseitiges Mittel sup etrdn^ngsbeeinflussutig; handelt, wobei die abgeschi?äg%en Flächen des Keils ira -allgemeinen ira wesentlichen parallel zu der Hofcorachse verlaufen. Unter Umständen kann es selbstverständlich vorteilhaft eein, daß die abgeschrägten.Flächen, sich nach innen oder außen in Richtung auf die Innenwand der Kammer bzw* von dieser weg erstrecken, Di© abgeschrägten Flächen der Vorsprung© sol« len in Richtung eier Strömung der Flüssigkeit zeigen, wenn

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es erwünscht 1st, die Aufenthaltsdauer" des Materials zu er™ höhen* '

Beim Betrieb sammelt sich hinter ü&n Hinterkanten der Vor* Sprünge Flüssigkeit an, wodurch an der innenwand der Kas&jes? ein dünner Streifen oder ein Band von Flüssigkeit beim Drehen der Rotorwischer entsteht. Bas Material sammelt sicli solange an, bis es über die ?orsPriSnge hizi^egfließt (ifas recht schnell geschieht)j» wobei das gebildete Flüssigksits* band an der größten Höhe üer Vorsprünge &m dünnsten.Ist. Das Material an der abgesoii2»%ten Fläch® erleidet; eine gerichtete Beschleunigung in Fom einer zu .der "Abse&r&gung senkrechten Vektorkomponente. Wo die AbsetoMgung in Richtung der Strömung zeigt, sjird die Strömung der Flüsslgkeib verlangsamt, bis das Material di« Beschleunigungskraft überwindet und über den Vorsprung fließt. Wenn die AbsehrS« gung in Strömungsrichtung zeigte wird dann dem Material eine nach vorn gerichtete Beschleunigung verliehen. Beim Betrieb können die Wirkungen dieser gerichteten KrSfte als eine kontinuierliche nicht unterbrochene Reihe von FlÜsßigkeifcsstreifen an der Innenwand beobachtet werden^ die sich an einer der beiden Selten des Vorsprung© - abhängig von der Richtung der abgeschrägten Fläche - fortbewegen.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sollen die beiliegenden Zeichnungen dienen, in denen eine AusfUhrungsform der

Erfindung dargestellt 1st, nämlich ein DüimssMehtrotaiion@« verdampfer mit horizontal gelagerter Achse vma entsprechen« den Wischerflügeln, in dem der Βεκρί während des Betriebes bo erzeugt wird, daß er der gleichen Richtung i*iö u&s Produkt folgt, d. h. im Gleichstrom mit des eingespeisten Material fließt, obleieh die Erfindims auch bei Verdampfern Anwendung finden kann, in denen die Dampf strömung- gegensinnig zu der Flüssigkeitsströmung erfolgt ₉ d· h* bsi denen die Dampfkammer neban amn Sinlaösnde liegt; es »eigen

Pig. 1 - einen seheQsa tischen LHiigsisselinitt durch einen zylinderfßrsilgen^ mit Rotor^lschern x^ersebenen Dünn» schichtverdanspfer gemäß Erfindung; Flg. 2 - einen Schnitt längs der Linie 2-2 durch das Rotorwischer des Verdampfers der Flg. Ij Flg. 3 - einen Schnitt -läYsgs der Linie 3-3 der Fig.

i;

Fig. 4 a bis h - verschiedene Arten von Voreprüngen, die eri'indungsgeiaäß auf den Rotorwiechern vorgesehen sein können;

Fig. 5 -eine Draufsicht Im Schnitt auf eine andere Rotorwischerkonstruktion fUr die Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Der alt einer horizontal gelagerten Achse ausgestattete Verdampfer TO l^ßltst eine geschlossene sylinderisohe Kam-

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12 rait- entsprechenden'^:Xtm@smUxa&en w&ä. let-übe? den seren Teil -seinerLänge von einemTeisperaturmantel 1-4 ben/ durch den ein Heiz;-* oder Kühlmittel wie Dampf * kaltes Wasser oder de^gl. dtm&ge&eitet-werften isann. Bis Kammer 12 weist eine Einlaßöffnung 16 sowie eine itaslaßöffnung¹ Ιδ an der entgegengesetzten Seiteauf* wobei Fester· ein Dampfaus» laß 20 an der neben dess Pioduktaüslaß des Verdaispferiä vorgesehenen Dampfkammer 22 ang©os»önet ist. Die beiden Bnden der Kammer 12 sind ,jeweils mit AbsciiltsßifMndea 24. tsnd £6 ausgestattet _Ä die SU3» Hältening d@s iioriaontal" ia der Mitte gelagerten rohrföirffiiigen Rotors 28 dienen* der sieh von de© einen zum anderen Saide der Katssier 12 und durch die DaiBpfkaEsser 22 erstreckt. Dei* Rotor 28 siird-von eiaeia Motor oder dergleichen angetrieben und ragt aus öen beiden ^eitliclien Ab« cehlußwänden heraus, die Hdt geeigneten XiSsgeni 30 und 52 u?it iDichtungen 5% xmd 36 versehen sind. Die lotorachse 28 ist. axial verschiebbar gelagert % beisplelEtieise können eine Anz&hl von Nuten oder ein Gewinde vorgesehsii seinp mit deren Hilf© die Rotomelle in ihrer Lage relativ zu den Seitenwänden 24 und 26 feetgelegt werden kann. Auf der Rotorwelle 28 ist in axialer Richtung eine Anzahl von radial herausstellen» den Rotorwischern 38 vorgesehen* deren Vorderkanten in einem geringen, Jedoch im allgemeinen einheitlichen Abstand von der Innenwand der Kammer 12 enden« so daß beim Drehen der Rotorwelle 28 die Wischer 38 "eine dUiine^ gewischte oder tür·»

■ BAD ORiGiHAL

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bulente Plüssißlceitssclilcht en den Innenwänden der KaEnner V. erzeugen»

An Jedem Rotor^Ischei» 38 sind einheitlich mit diesem hergestellte oder auf diesem befestigte keilförmige Vorsprünge 40, 42, 44, 46 und 48 vorgesehen. Die Höhe dieser keilförmigen VorsprUnge ha*ngt von den Jeweiligen Betriebsbedingungen ab. Im allgemeinen sind Höhen etwa entsprechend der Dicke der Rotorf lüge! befriedigend. Die Neigung der Schrägflachen der Keile hängt ebenfalls von der für die Jeweilige Flüssigkeit gewünschten Aufenthaltsdauer ab. Die Neigung kann zwischen etwa 15 und 60°, z. B. J50 oder 45° betragen. Bei dam in der Zeichnung gezeigten Verdampfer sind die Voreprünge 40, 42, 44 und 46 so angeordnet, daß die Vorsprung« 42 und 44 die Aufenthaltszelt dee Materials erholten, während die Vorsprünge 40, 46 und 48 dazu dienen, die Ströraungsriciitung zu steuern.

Beim Betrieb wird ο ine Flüssigkeit, %. B. eine Flüssigkeit niedriger Viskosität, die in dem Verdampfer 10 rerarbtitet werden soll/ mittels einer Pumpe, durch Schwerkraft oder unter Vakuum in die Einlaßöffnung 16 eingebrecht, wobei das

weniger flüchtige Produkt durch den Auslaß 18 abgezogen und das verdampfte Material durch den Dampf auslas 20 entnommen wird. Falls gewünscht, können selbstverständlich andere

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Daiapf- und ProduktauslaSöffriUiigsn sowie Kaltes·« Zufuhröffnungen vorgesehen werden. Die Rotorwelle 28 und damit die Rotorwiocher 28 werden mit hoher aeschwizidigkeit gedreht, damit sich eine dünne FlüssigkeltßBchichS an den Innenwänden der Kaaaner 12 bildet, wobei ein Heizmittel wie z. B. Daospf durch den Mantel I¹V durehgeleitet wird, wodurch die dünne Schicht an der Innenwand erhitzt und die flüchtigeren Bestandteile dee eingeführten Materiale beim Durchlaufen durch den Verdampfer verdampft .werden. Bei der Rotation der Flügel bilden sich ringsum an der Innenwand der Kammer 12 dünne FlUßsigkeltBbänder an den Stellen, an denen eich die Vorsprünge auf den Rotorwischern 38 befinden. Während des Betriebes verhindert der keilförmige Vorsprung ko, daß das eingeführte Material eich zu der Stirnwand 26 oder zu der Innenwand der Kammer 12 linke von der Einlaßöffnung 16 bewegt und dort ansammelt, und die nach.. ;vorn abgeschrägte Fläche verleiht der Flüssigkeit eine Beschleunigung in Richtung von der Stirnwand 26 weg nach rechts, d. h. in Richtung der allgemeinen Strömung, so daß das Material gezwungen 1st, eich in Richtung auf den Produktauslaß 18 hinweiterzubewegen. Die Stärke und die Art der gerichteten Kraft hängt selbstverständlich von dem Ausmaß der Abechrägung des keilförmigen Vorsprunges 40 ab. Während die Flüssigkeit sich linke von dem keilförmigen Vorsprung 40 εnsairaaelt, entsteht eine dünne Schicht, die zu dein Produktauslaß 18 des Verdampfers 10 geleitet wird.

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-H-

Die VorsprUnge 42.und 44 verzögern die Ströasung der Flüssigkeit durch den Verdampfer (und erhöhen die Aufenthaltsdauer) dadurch, daß sie die überschüssige, von der Hand entfernte Flüssigkeit zu eines dünnen Band längs der Kante der VoreprUnge 42 und 44 verformen; während die Streifen anwachsen und Überschüssiges Material auf die vorderen Schrägflächen der keilförmigen Vorsprung« 42 und 44 geworfen wird, wird es durch die abgeschrägten Flächen der keilförmigen Vorsprünge zurückgeworfen. Die Vorsprünge 46 und 48 sind im Bereich des Auslasses 18 (und zwar in diesem Beispiel genau vor und hinter dem Auslaß 18) angeordnet. Der Vorsprung 46 verzögert die Bewegung der Flüssigkeit, doch dient er in erster Linie dazu, die Flüssigkeit in Richtung auf den Auslaß 18 hin zu beschleunigen. Dadurch wird verhindert, daß bereits durchgesetztes Material durch die rotierenden Wischer an den Auslaß vorbei bewegt wird. Falls gewünscht, kann ein Abschnitt der Wischer an der Stelle ausgeschnitten werden, wo diese an Auslaß 18 vorbeigleiten, um weiter zu verhindern, daß die Flüssigkeit an de» Auslaß 18 vorbeigedrückt wird. Der Vorsprung 48 ist so angeordnet und abgeschrägt, daß er die Flüssigkeit daran hindert, in den Dampfraum 22 einzutreten, wobei seine vordere Kante entgegengesetzt zu der des Vorsprungs 46 abgeschrägt 1st, um alles am Produktauslaß 18 vorbeifließende Material zurückzuwerfen in Richtung auf den Auslaß 18. Die VorsprUnge 48 und 40 wirken

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somit ale Dämme en den Wischern· Der Vorsprung 48kann beispielsweise auch ein rechteckiger Block sein, falle diese Damnwirkung in erster Linie gewünscht ist, oder kann - wie in der Zeichnung gezeigt - ein keilfönaiger Vorspnuig sein, der sowohl als Damm wirkt als auch das Produkt in Richtung auf den Auslaß 18 hinleitet. , _;!l , _

Pig. j ist ein Schnitt durch den Verdampfer mit einer Draufsicht auf den Rotor und die Rotorwischer, wobei man die VorsprUnge 48 erkennt, die an der Hinterkante aller Wischer 358 angeordnet sind. Die erfindungegeraäß vorgesehenen Vorsprünge können zwar an einer beliebigen oder an beiden Seiten der Rotorflügel angeordnet sein, doch ist es bevorzugt> daß die Vorsprunge an der la Umlauf»inn betrachtet vorderen Seite an der Kante der Rotorwischer «lie gezeigt vorgesehen sind.

Die Vielseitigkeit der erfindungsgemäßen Kittel zur Steuerung der Strömung ist besonders groß, wenn der Rotor in dem Verdampfer axial verschiebbar ist, so daß auch die Wischer mit ihrer Anordnung von keilförmigen Vorsprüngen im Bereich der Einlaß- oder Auelaßöffnungen verschoben werden können. Beispielsweise führt eine Verschiebung der Rotorwischer nach rechts dazu, daß der Vorsprung 46 mitten über dem Produktauslaß 18 liegt, so daß das durch den Verdampfer durchgesetzte Material sich leicht weiterbewegenkann und an den Auslaß abgegeben wird.

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Falle eich In de» Dampfrauia Flüssigkeit ansammelt, z. B. durch Mitreißen In dem Dampf oder weil der Verdampfer in Schräglage betrieben wird, dann neigt dsr Vorsprung 48 dazu, diese Flüssigkeit aufzunehmen und sie zu dem Produfetauslnfl 18 zurückzuführen. Falle beispielsweise eine größe* re Flüssigkeitsmsnge sich in dem Danipfraum 22 ansatsmslt^ dann erzeugt die Drehung der Rotorwiseher j58 mit den Vor-Sprüngen 48« wenn wenigstens ein Teil derselben in die Flüssigkeit hineinreicht,, eine nach obeu gerichtete Kraft wie bei einer Pumpe, die die durch Neigung des Verdampfers erzeugte Schwerkraft überwindet und die angesammelte Flüssigkeit zu dem Auslaß 18 leitet. Der Vorsprung 48 kann ferner dazu dienen, die Strömungsrichtung des Material« an dem Auslaß von einer horizontalen oder annähernd horizontalen in eine nach unten gerichtete Richtung zu ändern und damit dem Auslaß zuzuleiten. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem man einen keilförmigen Vorsprung verwendet« dessen abgeschrägte Fläche unterschnitten und nach unten in Richtung auf den Produktauslaß 18 angeordnet ist.

Verschiedene verwendbare Vorsprünge sind in Flg. 4 gezeigt. Wenn man für Fig. 4 eine Strömungsrichtuiig der Flüssigkeit von links nach rechts unterstellt, dann dienen die keilförmigen Vorsprunge gemäß Fig. 4 a und b zur Verlangsamung der Strömung und damit zu einer Erhöhung der Aufenthaltsdauer*.

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beispielsweise einer niedrig viskosen 'Flüssigkeit, in dem Verdampfer» da die Vorsprung© eine Veltfcorkomponenfcö und eine Kraft senkrecht zu der Schräg*lache dsr Vorsprünge und damit zurück in Richtung auf die Einlaßöffnung erzeugen* Die Vorsprünge gemäfl Flg. h c und ά beschleunigen dagegen die FlÜBslgkeltßstrSraung> während eine Kombination dieser Effekte wit Hilfe der VorsprÜ£2g® gemäß Pig, 4 e und g erreicht werden kann. Der rechteckige Vorsprang gemäß Pig. 4 f ist ebenso wie der gemäß Pig. h e im Bereich der Einlaß- und Auslaßöffnungen wertvoll, d, h. dann, wenn in erster Linie die Dammwirkung dieser Vorsprthige von Bedeutung 1st und gleichzeitig das Material van dar Einlaßöffnung 16 weg oder zu der Auslaßöffnung 18 hin gerichtet werden soll. Flg. Λ e zeigt einen abgerundeten Vorsprung» der beispielsweise dann eingesetzt wird, wenn das zu verarbeitende Material sehr viskos 1st und dazu neigt, sich an Vorsprüngen salt scharfen Kanten anzusammeln. Die Vorsprung« gemäß Pig. 4 g können dadurch erhalten werden, daß man den Wischer an einer oder beiden Seiten vollständig wellt oder daß man nur der Flügelkante eine Wellung verleiht. ■■..-■■

Pig· 5 zeigt eine Draufsicht auf eine and er ο Auof Uhrungsform, bei der die erfindungsgemäßen VorsprUngeähnlich denon genftS PIg. 1 an Rotorwischern angebracht sind, die

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leicht verdrillt sind« Die Rotorwischer der Flg. 1 ragen axial aus der Rotorwelle heraus, und tJieFlUgel selbst sind gerade, eich in Längsrichtung erstreckende Blätter, wenn aan sie In axialer Ri oh bung betrachtet. Ss ist jedoch auch tauglich, ein oder mehrere abgeschrägte oder schraubenförmige Rotorwischer zu verwenden, die eine weitere Beeinfluß sung der Strömung der Flüssigkeit abhängig von des* Rieh« tung und dem Ausmaß der Abschrägung ermöglichen. Rotcrwlscher mit einer nach vorn gerichteten (Im Uhrzeigersinn verlaufenden) Absehrägung können Verwendung finden, um öle Strömung eines viskosen Materials zu verbessern, während eine der Drehrichtung entgegengerichtete AbschrUgung zur Verhögerung der Strömungsgeschwindigkeit eines weniger vis» kosen Materials führen würde. Die erfindungsgensHß vorgeee~ henen VorsprUnge können auch bei solchen abgeschrägten bzw. verdrillten PlUgeln angewendet werden und dabei als zusätzliche Steuerungsmöglichkeit für die Strömung vorgesehen sein· Dies« schräg zulaufenden Rotorflügel können in axialer Richtung, jedoch nicht parallel zur Roterachse verlaufen, so daß beispielsweise eine Seite um ein bestimmtes MaB vor oder hinter der anderen Kante liegen würde. Solche RotorflUgel werden verdrillt oder leicht abgeschrägt, so daß die «Ine Kante gegenüber der anderen beispielsweise um 5 oder '15° versetzt ist. Dieses Verlaufen der Flügel verleiht dem duroh den Verdampf er strömenden Material eine weitere Vektorkomponente·

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Bel mechanisch betriebenen Dünnschichtverdampfern berühren die Wlscherkanteii normalerweise nicht die Innenwand ύ&ν Kammer und erzeugen auf diese Weise eine turbulente Flüssigkeitssohlcht· Wenn jedoch das zu verarbeitende Material bereits zu Beginn oder während der Bearbeitung eehr viskos -;_t ist, dann wird die dünne Schicht an der Innenwand durch die rotierenden Wischerkanten nicht mehr sitfgevjühlt und erreicht den turbulenten Zustand nicht. In diesem Fell 1st die Möglichkeit der Wärmezufuhr vermindert, so daß risn versucht, diesen Zustand dadurch zu ändern, daß man die Rotciv.· geschwindigkeit erhöht_χ um damit gleichzeitig die Zenfcrifu~" galkräfte zu erhöhen, was zu einer stärkeren Aufwühlung der dünnen Schicht führt. Im Rahmen der vorliegenden Antöeldung wird der Ausdruck "dünne Schicht" sowohl auf gewischte als auch auf turbulente dünne Schichten angewendet₍ die mit Hilfe von rotierenden Rotorwischern erzeugt werden.

Die Erfindung wurde insbesondere anhand eines zylindrischen, horizontal angeordneten Verdampfers erläutert. Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mittel zur Steuerung des Materialflusses durch eine solche Vorrichtung können vorteilhaft auch In abgeschrägten oder konisch geformten Dünnschicht-Verdampfern Anwendung finden, bei denen diese erfindungsgemäßen MIttel zusätzlich zu der Abschrägung der inneren Wände der Kammer Verwendung finden können, um die Strömung des Materials durch den Verdampfer zu verlangsamen oder zu beschleunigen.

BAP OBiGINAL. Üe/br - _{n o o} , _c * _Λ

Claims (1)

1. Artisan Industries, Inc. (570 462 - prio 5. 8. 1966 Wal them, Mass., V. St." A, ^ 67/41 - 49JO

   Hamburg, den 17. JuIi 1967

   Patentansprüche

   1. Dünnschichtrotationsverdampf er ,.gekennzeichnet durch

   a) eine geschlossene Kammer (22) mit entsprechenden Innenwänden als Verdampferfläche, und einem Heizmantel (14),

   b) einen angetriebenen Rotor (28) in der Kammer (22),

   c) mit der Rotorwelle (28) fest verbundene Rotorwischer (j}8)* die radial herausragend und koaxial verlaufend an der Rotorwelle (28) befestigt sind und bis nahe an die Innenwände der Kammer (22) heranreichen,

   d) eine Einlaßöffnung (16) an einem Ende der Kammer (22) und eine Auelaßöffnung (18) am anderen Ende der Kammer sowie

   e) Mittel zur Beeinflussung der Strömung der Flüssigkeit durch den Verdampfer, bestehend aus mindestens einem vorstehenden Vorsprung (40, 42, 44, 46, 48), der auf der im Drehsinn vorderen Fläche der Wischer (38) angeordnet ist, wobei die Vorsprlinge im wesentlichen mit der Außenkante der Wi-

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   sober (J8) fluchten und eich radial über eine be-Btinaate Sntfernung nach innen erstrecken und eine solche Oberflächengestalt besitzen, daß sie dem durch«trömenden Einsatzprodukt eine axiale Vektor-Icoaponente verleihen.

   2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die VoraprUnge (40 bis 48) rechtwinklig zu der Rotorachse angeordnet sind.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2« dadurch gekennzeichnet, dafi die Voreprünge (40 bis 48) keilförmig ausgebildet sind, wobei ihre abgeschrägte Fläche im wesentlichen parallel zu der Rotorachee verläuft.

   4· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwiecher (38) aioh axial über den Auslaß (18) hinaus erstrecken und daß Jeweils auf dem Rotoxwlsoher an seinen hinteren Ende neben, aber »tiOmabwHrts von der Auslaßöffnung (18) ein Vorsprung (48) vorgesehen 1st, dessen Oberfläche βο ausgebildet ist, daß ein· axiale Oegenstromicomponente erreicht wird, die ein Vorbeifließen der Flüssigkeit an der Ausflußöffnung (18) verhindert.

   BAD ORIGINAL

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   5· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet» daß der Rotor in axialer Richtung verschiebbar 1st.

   6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rotorwischer (38) eine Anzahl von keilförmigen Vorsprängen (40 bis 48) aufweist, die sich Über einen kurzen Abstand nach innen und in praktisch rechtem Winkel zu der Rotoraohse erstrecken, wobei die abgeschrägte Fläche der einzelnen VpraprIInge jeweils Im wesentlichen parallel zu der Rotoraohse verläuft.

   7· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der geschlossenen Kammer (22) ein Dampf raum 1st, wobei ein Vorsprung (48) auf den Rotor·*· Wischern (38) neben dea Eingang zu dem Dampfraum angeordnet ist, so daß er das Fließen der Flüssigkeit in axialer Richtung Über die Rotorwischer (38) hinaus in den Dampfraum verhindert·

   8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Danpfraum einen Auslas (20) aufweist.

   9· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Rotorwisoher (38) in axialer Richtung schraubenförelg -verdrillt sind und durch das Aussäe und dl· Richtung ihrer Verdrehung die Streuung beeinflussen.

   Q09845/U88

   10, Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten der Auslaßöffnung (18) je ein Paar von Vorsprüngen (46, 48) an den Eotorwlsühern (38) vorgesehen ist* wobei der eine Vorsprung (48) so geformt und so hoch 1st» daß er ein Oberfließen der Flüssigkeit in den Da^fraum verhindert und der andere Vorsprung (46) so geformt ist, daß er die axiale Strömung des Materials aus dem Verdampf er in die Auslaß-Öffnung (18) fördert.

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   009845/1488

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