DE2047042B2 - Dünnschichtverdampfer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dünnschichtverdampfer mit rohrförmigem Verdampfergehäuse, über dessen Innenfläche rotierende, drehbeweglich angeordnete Materialverteiler streichen, die übereinander angeordnet und über den Umfang des Verdampfergehäuses gleichmäßig verteilt sind.

Bei einem bekannten Dünnschichtverdampfer dieser Art ist der Materialverteiler durch pendelnde blattförmige Wischer gebildet, die mit einer relativ breiten bzw. langen Kante über die Innenfläche des Verdampfergehäuses streichen (Chemie-Ing. Techn., 27. Jahrg., 1955/Nr.5, S. 257-261). Nachteilig hieran ist, daß die Anpassungsfähigkeit der blattförmigen Wischer an unebene Innenflächen von rohrförmigen Verdampfergehäusen relativ gering ist, was sich auf das Auftragen möglichst dünner Schichten nachteilig auswirkt. Unebene Innenflächen sind aber bei derartigen Verdampfergehäusen durch deren Emaillieren oder dgl. Herstellungsweise bedingt.

Es sind ferner Dünnschichtverdampfer bekannt, bei denen die Materialverteiler durch Büschel von Borsten gebildet sind, die die Gehäuseinnenfläche überstreichen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich mit den Borsten nur relativ unregelmäßige Schichtdicken erzeugen lassen, was bei solchen Verdampfern nachteilig bzw. nicht erwünscht ist (DT-PS 8 59 291).

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Dünnschichtverdampfer der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem das Auftragen gleichmäßiger dünner Schichten auch dann noch erreicht werden kann, wenn die Gehäuseinnenfläche relativ uneben ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Materialverteiler in viele lückenlose aufeinanderfolgende Lamellenstöcke unterteilt sind.

Beim erfindungsgemäßen Dünnschichtverdampfer sind also die Materialverteiler in Form der Lamellenstöcke wesentlich anpassungsfähiger als die bekannten blattförmigen Wischer. Darüber hinaus ist auch bei relativ unebenen Gehäuseinnenflächen eine regelmäßige dünne Schicht zu erzeugen, da die einzelnen Lamellen nur mit relativ schmalen Kanten über die Innenfläche streichen und somit jeweils einzeln und unabhängig voneinander bei den entsprechenden Unebenheiten nachgeben können.

Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden anschließend anhand von Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Dünnschichtver-

dampfers, teilweise im Schnitt,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Dünnschichtverdampfer gemäß Schnittlinie H-Il der F i g. 1,

Fig.3 einen Schnitt analog demjenigen nach Fig. 2 durch einen Molekularverdampfer.

Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte Dünnschichtverdampfer weist ein Hauptgefäß 1 mit einem rohrförmigen Mittelteil 2 auf, welcher größtenteils von einem Heizmantel 3 umgeben ist. Der Mittelteil 2 ist mit einem oberen und einem unteren Flansch 5 bzw. 7 versehen. Der obere Flansch 5 ist in der in Fig. 1 ersichtlichen Weise mit einem oberen Tragflansch 9 verbunden, welcher seinerseits der Aufnahme eines Kopfteiles 13 des Hautgefäßes 1 dient. Eine Abstützträger-Konstruktion 11 ist durch SchweiBung mit dem Heizmantel 3 verbunden.

Das einzudampfende Material gelangt über eine Zuleitung 15 in den Kopfteil 13 und von dort in den rohrförmigen Mittelteil 2. im Oberteil des Kopfteils !3 befindet sich ferner eine Brüdendampf-Abströmleitung 17 sowie ein, nur teilweise sichtbares Schauglas 19. Auf dem Abstützträger 11 sind Stützen 21 zur Aufnahme eines Antriebs 23 mit einem Motor 25 und einem Getriebe 26 befestigt. Vom Antrieb 23 führt eine Antriebswelle 27 in das Hauptgefäß, wobei der untere Teil der Antriebswelle 27 als Mitnehmersechskant 29 ausgebildet ist. Die Antriebswelle 27 ist mit einer Trägerwelle 31 verbunden, welche aus mehreren Teilen zusammengesetzt ist, wie dies aus F i g. 1 hervorgeht. Sie weist einen zylindrischen Mittelteil 32 sowie einen flaschenförmigen Teil 33 auf. Zwischen den einzelnen Teilen der Trägerwelle 31 sind eine obere Dicht- und Haltescheibe 35 sowie eine untere Dicht- und Haltescheibe 36 vorgesehen, welche zwischen die Teile 32 und 33 bzw. die Teile 32 und 37 derart festgeklemmt sind, daß sie zwischen den einzelnen, die Trägerwelle 31 darstellenden Teilen als Dichtungen wirken. Diese Scheiben 35 und 36 dienen aber auch der Befestigung von Paaren von Lamellen 42 und 43, welche mittels Befestigungsstangen 38 in den Scheiben 35 und 36 gehalten sind. Der Kopf der Stange 38 wird durch Muttern 40 gebildet und ist daher leicht demontierbar. Über den Sechskant-Mitnehmerteil 29 ist eine Welle 27 mit der Trägerwelle 31 und dem Lamellenträger 35, 36 formschlüssig verbunden.

Diese Lamellenpakte 42 und 43 sind gleichmäßig auf dem Umfang der Scheiben 35 und 36 verteilt. Die beiden, ein Paar bildenden Lamellen 42 und 43 sind ihrerseits, wie aus Fig.2 hervorgeht, gegeneinander leicht verschoben, so daß deren Ende 45 voneinander unbeeinflußt, die im allgemeinen rauhe, eventuelle unrunde emaillierte Behälteroberfläche 47 überstreichen können und infolge ihrer drehbaren Befestigung eine lückenlose Dünnschicht im rohrförmigen Mittelteil 2 zu erzeugen vermögen. Diese Lamellen sind (Fig. 1) als Paket übereinander angeordnet, wobei gegebenenfalls zwischen den einzelnen Lamellen 42 und 43 z. B. nach Zehnteln Dicke gehende Zwischenlagen vorgesehen sein können. Diese Lamellen können auch einen verdickten Fuß- und Kopfteil besitzen, um im Mittelteil nicht aufeinanderzuliegen und die Drehbewegung zum Anpassen der Lamellenenden 45 an die Behälteroberfläche 47 nicht nachteilig zu beeinflussen.

Diese Unterteilung der bekannten Schaber in viele sich lückenlos folgende, drehbeweglich angeordnete Lamellenstöcke, erlaubt das Auftragen dünner Schichten, wie sie in derartigen Verdampfern unbedingt nötig sind, auch auf. durch das Emaillieren bedingten

unrunden Oberflächen, was einem einteiligen bzw. nicht derart vielfach unterteilten Schaber bei solchen Gefäßoberflächen bisher nicht möglich war.

Weiterhin gestattet die Unterteilung der Trägerwelle 31 mit dem zylindrischen Mittelteil 32, dein flaschenförmigen Teil 33 sowie der Kappe 37 eine einfachere, im Betrieb bessere Konstruktion, wobei trotzdem eine gute Dichtheit zwischen den einzelnen Teilen gewährt wiro und erst noch die Dichtscheibe als Tragscheibe für die Lamellen dienen. Das Sechskantende der Antriebswelle 27 erlaubt das Übertragungsproblem auf die Trägerwelle 31 und die Lamellen 42 und 43 auf einfache Weise zu meistern, indem die Formschlüssigkeit zwischen den beiden Teilen ein freies Spielen der Lamellen ermöglicht. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das freie Spiel der Lamellen 42 und 43 auch bei relativ großen Temperaturdifferenzen, welche auftreten können, die einzudämpfende Flüssigkeit bestmöglich und absolut gleichmäßig auf dem rohrförmigen Mittelteil 2 verstreicht.

Die behandelte, d. h. eingedickte Flüssigkeit fließt über ein Abflußstück 49 aus dem Dünnschichtverdampfer. Es ist grundsätzlich auch möglich, den Rotor exzentrisch anzuordnen.

In Fig.3 ist das Hauptgefäß 1 des Dünnschichtverdampfers ersichtlich, welches einen rohrförmigen Mittelteil 2 aufweist, der größtenteils vom Heizmantel 3 umgeben ist. Im übrigen ist dieser Teil ähnlich aufgebaut wie der entsprechende Teil des Dünnschichtverdampfers gemäß Fig. 1 und 2. Im Gegensatz zu diesem sind die Lamellen 42 und 43 jedoch über die Befestigungsstangen 38 und eine obere Trägerscheibe 53 sowie eine untere Trägerscheibe 55 zusammengehalten. Die obere Trägerscheibe 53 überträgt das von einer Antriebswelle 51 ausgeübte Drehmoment auf die Lamellen 42,43. Die Funktion dieser Lamellen 42, 43 ist im übrigen gleich wie bei der Ausführung nach den Fig. 1 und 2. Am Kopfteil 13 sind ein Gutszuleitungsstutzen 15 sowie ein Rohrstutzen 17 für den Anschluß an eine Vakuums-Anlage vorgesehen, in welche die nicht kondensierten, bzw. kondensierbaren Gase und Dämpfe abströmen. Der untere Teil des Dünnschichtverdampfers ist, entsprechend seiner Funktion als Molekular-Verdampfer, anders aufgebaut als der vorerläuterte normale Dünnschichtverdampfer. Über einen Zwischenflansch 61 mit einer Dichtung 62 ist ein Sammler 69 mittels eines Überwurfflansches 64 und eines Ringes b5 sowie einer Spezialdichtung 67 befestigt. Dieser rotationssymmetrisch aufgebaute Sammler 69 ist durch einen äußeren Ringraum 71 mit einem Rückstand-Abflußstutzen 72 begrenzt, gefolgt von einem mittleren Ringraum 74 und einem Kondensatstutzen 75 zur Abführung des Kondensats. Der Kernteil ist als Kühlringraum 77 mit einem Kühlmittelzuiaufsiutzen 78 ausgebildet, in dessen Mitte ein Standrohr 80 mit einem Ablaufstutzer, 81 für die Abführung des Kühlmittels angeordnet ist.

Die im Aufbau beschriebene Anordnung funktioniert wie folgt:

Das durch die Gutszuleitung 15 in den Kopfteil 13 eingeführte Gut strömt in das Hauptgefäß 1 und wird dort mit Hilfe der Lamellen 42, 43 als Film auf der Behälteroberfläche 47 des rohrartigen Mittelteiles 2 verstrichen. Das durch den Einlaufstutzen 57 zugeführte Heizmedium wird durch einen Prallring 58 an der Bildung eines Überhitzungsgebietes im Oberteil des rohrartigen Mittelteils 2 verhindert, wodurch das Gut in diesem Teil beschädigt würde. Das Heizmedium erhitzt den Mittelteil 2, welcher seine Wärme an den Guisfilm auf der Behälteroberfläche 47 abführt und damit eine Verdampfung von Flüssigkeit, z. B. des Lösungsmittels, insbesondere V/assers, erreicht. Über den Auslaufstutzen 59 wird das Heizmedium abgeführt. Die entweichenden Dämpfe werden an der Kondensationsfläche 76, welche von dem durch den Stutzen 78 einströmenden Kühlmedium gekühlt wird, kondensiert und strömen als Kondensat durch den Kondensatstutzen 75 ab. Das nach unten immer konzentrierte Gut gelangt in den äußeren Ringraum 71, wo es als Rückstand dem Rückstand-Stutzen 72 entnommen wird. Die nicht kondensierbaren oder nicht kondsierten Gase und Dämpfe strömen, durch die Vakuum-Pumpe angesaugt, durch den Rohrstutzen 7 ab.

Durch Erzeugung eines absoluten Druckes in der Größe von 10—³ Torr oder weniger, kann in diesem Dünnschichtverdampfer eine Molekulardestillation stattfinden, die auf vorbeschriebenem Prinzip berührend, außerordentlich wirksam ist. Der Aufbau der beschriebenen Anlage ist einfach. Die Austausch- und Trenneinrichtungen für den Rückstand, das Kondensat und für nicht kondensierbare Gase und Dämpfe sind äußerst übersichtlich, so daß die ganze Apparatur auch in baulicher Hinsicht optimal gestaltet ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Dünnschichtverdampfer mit rohrförmigem Verdampfergehäuse, über dessen Innenfläche rotierende, drehbeweglich angeordnete Materialverteiler streichen, die übereinander angeordnet und über den Umfang des Verdampfergehäuses gleichmäßig verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialverteiler in viele lückenlos aufeinanderfolgende Lamellenstöcke unterteilt sind.

2. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (42,43) der Lamellenstöcke paarweise derart angeordnet sind, daß die eine Lamelle (42) gegenüber der anderen Lamelle (43) winkelmäßig ausgedreht ist und in Drehrichtung nachfolgt.