DE1642911C3

DE1642911C3 - Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten in dünnen Schichten, insbesondere Dünnschichtverdampfer

Info

Publication number: DE1642911C3
Application number: DE1642911A
Authority: DE
Inventors: Leo J. Reading Mass. Monty (V.St.A.)
Original assignee: Artisan Industries Inc
Current assignee: Artisan Industries Inc
Priority date: 1966-12-23
Filing date: 1967-10-31
Publication date: 1978-08-03
Also published as: DE1642911A1; CH497915A; US3357477A; FR1549795A; DE1642911B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten in dünnen Schichten und insbesondere auf einen Dünnschichtverdampfer, bestehend aus einem Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweisenden geschlossenen Gehäuse, in dem ein horizontal angeordneter, angetriebener Rotor vorgesehen ist, dessen Rotorblätter sich radial nach außen bis dicht an die Innenwand des Gehäuses erstrecken und von denen mindestens eines auf einem Teil seiner Länge aus seiner durch die Rotorachse verlaufenden Befestigungsebene herausgedreht ist.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (DE-Gbm 21245) besteht aus einem gegen die vertikale verstellbaren Dünnschichtverdampfer, bei dem die am Rotor angebrachten Rotorblätter auf einem Teil ihrer Länge schraubenartig schräg zur Rotorwelle gestellt sind, wobei die Rotorblätter um 180° um die Rotorachse geführt sind, was diesen Dünnschichtverdampfer für einen Einsatz mit horizontaler Rotorachse völlig unbrauchbar macht, da die entgegen der Durchflußrichtung auf die Flüssigkeit wirkenden Kräfte viel zu groß werden. Selbst wenn man zur Verringerung dieser Kräfte bei einem Dünnschichtverdampfer mit horizontaler Rotorachse die Verdrehung der Rotorblätter ausreichend verringern würde, würde sich bei solchem Dünnschichtverdampfer die Flüssigkeit im Bereich der

Rotorblattenden und außerhalb von diesen ansammeln und dadurch einer unzulässig langen Wärmebehandlung ausgesetzt werden.

Demgegenüber soll mittels der Erfindung eine Steuerung der Durchlaufgeschwindigkeit der zu behandelnden Flüssigkeit ermöglichende Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten in dünnen Schichten und insbesondere ein Dünnschichtverdampfer geschaffen werden, bei dem eine Ansammlung von Flüssigkeit im Bereich der Rotorenden und außerhalb von diesen vermieden wird, da derartige Ansammlungen zu einem unerwünschten Wärmezerfall und anderen störenden Reaktionen führen können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß sich der herausgedrehte Bereich an der Vorderkante und/oder der Hinterkante des Rotorblattes befindet.

Durch die erfindungsgemäße Form der Rotorblätter wird erreicht, daß die herausgedrehten Bereiche auf die zu behandelnde Flüssigkeit eine Kraftkomporente ausüben, die die Flüssigkeit von den Rotorblattenden wegleitet und auf diese Weise eine Ansammlung von Flüssigkeit an diesen Rotorblattenden sowie eine Bewegung der Flüssigkeit über die Rotorblattenden hinaus verhindert

Ferner ergibt sich durch die erfindungsgemäße Rotorblattform ein einfacher konstruktiver Aufbau des Rotors, da die einzelnen Rotorblätter parallel zur Rotorachse verlaufend am Rotor befestigt werden und nur die Vorderkante und/oder die Hinterkante aus der durch die Rotorachse verlaufenden Befestigungsebene herausgedreht wird, d. h, es ist nicht erforderlich, das jeweilige Rotorblatt im Befestigungsbereich um die Rotorachse schraubenförmig herumzuführen, was einen erheblichen konstruktiven Aufwand darstellt

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Dünnschichtverdampfer, bei dem die vorderen und die hinteren Kanten der Rotorblattenden abgeknickt sind;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 5-5 aus Fig. 1.

Der dargestellte horizontal angeordnete, zylindrische Rotationsdünnschichtverdampfer besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 12, das über einen Teil seiner Länge von einer Ummantelung 14 zur Temperatursteuerung umgeben ist Dieser Ummantelung können Heiz- oder Kühlmittel, beispielsweise Dampf oder kaltes Wasser zugeführt werden. Im Gehäuse 12 ist eine Einlaßöffnung 16, eine Auslaßöffnung 18 an dem der Einlaßöffnung gegenüberliegenden Ende und eine noch weiter von der Einlaßöffnung entfernt, nach oben gerichtete Dampfauslaßöffnung vorgesehen, durch die der Dampf aus der Verdampfungskammer 22 nahe dem Endbereich des Dünnschichtverdampfers entweichen kann. An den Enden des Gehäuses 12 sind den rohrförmigen Rotor 28 tragende Lagerplatten befestigt, und der Rotor erstreckt sich durch die gesamte vom Gehäuse 12 gebildete Kammer einschließlich Verdampfungskammer 22. Er wird von einem Motor oder anderen Einrichtungen (nicht gezeigt) angetrieben. Der Rotor 28 kann bezüglich der Lagerplatten axial verschiebbar oder einstellbar ausgebildet sein.

Am Rotor 28 sind im wesentlichen in axialer Richtung verlaufende Rotorblätter 38 befestigt, deren radial

außenliegende Kanten sich bis dicht an die Innenwand des Gehäuses 12 erstrecken, so daß bei Drehung des Rotors 28 von den Rotorblättern eine dünne, aufgestrichene oder turbulente Flüssigkeits- bzw, Materialschicht, an der Innenwand des Gehäuses 12 erzeugt wird.

Im Betrieb wird dem Dünnschichtverdampfer die zu behandelnde Flüssigkeit mit Hilfe einer Pumpe, durch Schwerkraft oder durch Unterdruck durch die Einlaßöffnung 16 zugeführt, und der nicht flüchtige Anteil des Materials wird chirch die Auslaßöffnung 18 entnommen, während der verdampfte Anteil aus der Dampfauslaßöffnung entweicht. Der Rotor 28 und mit ihm die Rotorblätter 38 werden während der Bearbeitung mit hoher Geschwindigkeit gedreht, um eine dünne Materialschicht auf der Innenwand des Gehäuses zu erzeugen, und der Ummantelung 14 wird beispielsweise ein Heizmittel, etwa Dampf zugeführt Dadurch erfolgt eine Verdampfung der flüchtigen Komponente aus der Flüssigkeit bzw. dem Material der dünnen Schicht.

Wie dargestellt, sind die Hinterkanten 48 der Rotorblätter 38 in Rotordrehrichtung (Pfeil) abgeknickt, so daß auf das auf diese Hinlerkanten fallende Material eine entgegen der Materialströmungsrichtung gerichtete Kraft ausgeübt wird, wodurch die Materialvenveilzeit vergrößert wird. Ferner wirken diese abgeknickten Hinterkanten als Sperre und verhindern das Eindringen von Material bzw. Flüssigkeit in die Verdampfungskammer. Die abgeknickten Bereiche der Hinterkanten 48 erstrecken sich bis über die Auslaßöffnung 18 hinaus und wirken als Flügelradpumpe, die das in der Verdampfungskammer 22 angesammelte flüssige Material aufnimmt und in den Bearbeitungsbereich zurückbefördert.

Die Vorderkanten 50 der Rotorblätter 38 sind entgegen der Rotordrehrichtung abgeknickt und wenn Material auf diese abgeknickten Vorderkantenbereiche

ϊ gelangt, so wird es einer Kraft ausgesetzt, die in gleicher Richtung wie der Materialstrom durch den Verdampfer wirkt, so daß die Ansammlung von Material an der benachbarten Lagerplatte verhindert wird.

Soll bei dem dargestellten Dünnschichtverdampfer

lü die Verweilzeit für das Material vergrößert werden, so kann der an der Hinterkante abgeknickte Bereich vergrößert und auch sein Abknickwinkel größer ausgebildet werden. Um die Verweilzeit zu verringern, kann der abgeknickte Bereich an der Vorderkante

ι ί vergrößert werden.

Ferner kann beispielsweise ein kleiner Bereich an der Vorderkante der Rotorblätter in kurzem Abstand von der Einlaßöffnung zur Behinderung des Materialstroms und zur Vergrößerung der Verweilzeit in Richtung der Rotordrehrichtung gewölbt sein, während der folgende Bereich der Rotorblätter eben ist unc' fie Förderung des Materials, dessen Viskosität sich ve-größert, zur Auslaßöffnung ermöglicht. Der dann folgende nahe der Hinterkanten der Rotorblätter liegende Bereich kann

>5 entgegen der Rotordrehrichtung abgeknickt sein, damit die dadurch entstehende Kraft das zähe Material der Auslaßöffnung zuleitet, während der über die Auslaßöffnung hinausreichende Hinterkantenbereich der Rotorblätter in Rotordrehrichtung abgeknickt sein kann, um

ίο das Einfließen von zähem Material ir. die Verdampfungskammer zu verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten in dünnen Schichten, insbesondere Dünnschichtverdampfer, bestehend aus einem Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweisenden geschlossenen Gehäuse, in dem ein horizontal angeordneter, angetriebener Rotor vorgesehen ist, dessen Rotorblätter sich radial nach außen bis dicht an die Innenwand des Gehäuses erstrecken und von denen mindestens eines auf einem Teil seiner Länge aus seiner durch die Rotorachse verlaufenden Befestigungsebene herausgedreht ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der herausgedrehte Bereich an der Vorderkante (50) und/oder Hinterkante (48) des Rotorblattes (38) befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der herausgedrehte Bereich durch Abknicken der Vorderkante (50) und/oder Hinterkante (48) erzeugt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorblätter (38) im Gehäuse (12) in axialer Richtung über die Auslaßöffnung (18) hinausreichen und daß die Hinterkante (48) eines oder mehrerer Rotorblätter (38) in Rotordrehrichtung aus der Befestigungsebene herausgedreht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante (50) eines oder mehrerer Rotorblätter (38) entgegen der Rotordrehrichtung aus tier Befestigungsebene abgeknickt ist

5. Vorrichtung nach v.inem (Lr Ansprüche 1 bis 4, mit einem aus Bearbeitungskammer und Verdampfungskammer bestehenden Ge^! äuse, dadurch gekennzeichnet, daß die herausgedrehten Kanten der in der Bearbeitungskammer (12) angeordneten Rotorblätter (38) in die Verdampfungskammer (22) hineinragen.