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Ausbildung und Anordnung von Wischern in Dünnschichtverdampfern Die
Erfindung betrifft die Ausbildung und Anordnung von Wischern in Dünnschichtverdampfern,
wobei die Wischer konzentrisch zur Rührwerkachse an Rührwerksringen um Drehzapfen
beweglich angeordnet sind, so daß sie an der senkrechten von außen beheizten zylindrischen
Wand, an deren innerer Oberfläche das Produkt von oben nach unten herunterläuft,
schleifen.
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Bei allen Dünnschichtverdampfern dieser bekannten Art ist es von Nachteil,
daß durch die Verdampfung Teile des Films sich von der Wand ablösen können und in
Form von Tropfen unverdampft innerhalb des Verdampferkörpers herunterfallen oder
aber in Form feinster Tröpfchen bzw. Nebel vom Dampfstrom in den Kondensator mitgenommen
werden. Durch die Einführung der Wischer ist es gelungen, die Benetzung der Oberfläche
zu ver-. bessern und die Ablösung der Flüssigkeit von der Wand zu erschweren. Obwohl
durch die Anwendung der üblichen
blattförmigen Wischer bereits eine
erhebliche Verbesserung der Film-Verhältnisse gegenüber dem einfachen Freifallverdampfer
erreicht wurde, ist es immer noch eine wichtige Aufgabe, das Abspritzen der Tropfen
völlig zu unterbinden, da diese den möglichst hoch zu konzentrierenden Rückstand
wieder verdünnen oder das Destillat verunreinigen.
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Es wurde nun gefunden, daß eine Verbesserung der Tropfenabscheidung
eintritt, wenn erfindungsgemäß die Drehzapfen der Wischer so dicht beeinander angeordnet
sind, daß die Wischer sich jalousieartig, jedoch noch im Abstand zueinander, überdecken.
Die Wischer können dabei bogenförmig gekrümmt sein, so daß der im Innern des Verdampferkörpers
aufsteigende Dampfstrom durch sie in Rotation versetzt wird. Bei einem Verdampfer
mit eingebautem Kondensator verhindern die jalousieartig angeordneten Wischer eine
direkte Wärmebestrahlung von der beheizten Verdampferfläche an die gekühlte Kondensatorfläche.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Hierin zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt durch den Verdampfer
und die Abb. 2,3 und 4 stellen Querschnitte
durch Wischerrührwerke
dar, deren Wischerblätter verschiedene Formen haben. Abb. 5 zeigt den Längsschnitt
eines Verdampfers mit eingebautem Kondensator und Abb. 6 einen Querschnitt durch
diesen Verdampfer.
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In Abb. 1 bedeuten : 1 die Zuführung für die zu verdampfende Flüssigkeit,
2 den Flüssigkeitsverteiler, 3 den Verdampferbehälter, 4 den Heizmantel des Verdampferbehälters
5 den Auslaß für den nicht verdampften Rückstand 6 den Austrittsstutzen für den
Dampf, der mit der (nicht dargestellten) Vakuumeinrichtung in Verbindung steht.
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An der Welle 7 sitzen in an der Welle konzentrisch befestigten Ringen
8 um Zapfen 9 bewegliche Wischer 10, die die Innenseite des Behälters 3 bestreichen,
und damit den dort herablaufenden Flüssigkeitsfilm verteilen. Am Ende der Welle
befindet sich eine z. B. als Laufring 11 ausgebildete Gleitfläche, die auf der Innenfläche
des Behälters gleitet und ein Zentrieren der Welle gewährleistet.
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Wie in Abb. 2 bis 4 zu ersehen, sind die Wischer 10 jalousieartig
so angeordnet, daß die auf der zylindrischen Fläche gleitende Kanten der Wischer,
von dem Wellenmittelpunkt aus gesehen, hinter der Drehpunktkante des jeweiligen
nächstfolgenden Wischers verdeckt liegen.
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Durch diese Anordnung wird erreicht, daß von der Wand abspritzende
Tropfen mit großer Sicherheit von dem nächstfolgenden Wischer erfasst, und durch
die Zentrifugalkraft wieder an die Wand zurückgeführt werden.
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Abb. 3 zeigt bogenförmig gekrümmte Schaufeln, wodurch günstigere Strömungsverhältnisse
für den entstandenen Dampf erhalten und gleichzeitig ein Rotieren des im Verdampfer
aufsteigenden Dampfstromes erzeugt werden.
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Durch die Rotation des Dampfes werden etwa mitgerissene Tropfen wieder
an die Heizwand zurückgeworfen.
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Die Abb. 4 zeigt eine weitere Anordnungsmöglichkeit, bei der der Drehpunkt
9 der Wischer 10 nicht an der Wischervorderkante liegt, sondern mehr der Mitte des
Wischers zu, und bei der auf starke Rotation der aufsteigenden Dampfsäule besonderer
Wert gelegt wird.
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Besondere Vorteile haben die sich überdeckenden Wischer, wenn in an
sich bekannter Weise im Innern des zylindrischen Dünnschichtverdampfers ein Kondensator
12 angeordnet ist (s. Abb. 5 und 6). Durch diese Anordnung der Wischer wird eine
direkte Wärme-Strahlung von der beheizten Verdampferoberfläche an die gekühlte Kondensatorfläche
verhindert und somit nicht nur der Wärmewirkungsgrad, sondern auch gleichzeitig
die Mengenleistung des Verdampfers erhöht.
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Es sind zwar in Dünnschichtverdampfern jalousieartige Einbauten bekannt,
jedoch dienen diese als Kondensatorflächen. Durch die erfindungsgemäß jalousieartig
angeordneten umlaufenden Wischer vereinfacht sich die Verdampferkonstruktion mit
eingebautem Kondensator ; man spart an Platz, wodurch die Entfernung zwischen Verdampfungsfläche
und Kondensatfläche kleiner gehalten werden kann, was besonders für Hochvakuum-Destillation
und Molekulardestillationen von Vorteil ist. Durch den engeren Zusammenbau und die
Einsparung eines besonderen Strahlungsschutzes wird die Bauweise wirtschaftlicher.