DE204845C - - Google Patents
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KAISERLICHESIMPERIAL
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PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
- M 204845 KLASSE 89 e. GRUPPE- M 204845 CLASS 89 e. GROUP
FRANZ PAMPE in HALLE a. S.FRANZ PAMPE in HALLE a. S.
Bei dem Betrieb von Mehrkörper-Verdampfapparaten ist bis jetzt der ununterbrochene Betrieb mit selbsttätiger Regelung nicht durchgeführt worden, sondern es wurde gewöhnlich der Saft periodisch aus einem Körper in den nächsten eingezogen.The operation of multi-body vaporizers has been uninterrupted up to now Self-regulating operation has not been carried out, but has become ordinary the juice is periodically drawn from one body into the next.
Die neue Erfindung bezweckt nun, auch für die Mehrkörper-Verdampfer den selbsttätigen und ununterbrochenen Betrieb vollständig zur Anwendung zu bringen.. Dies geschieht dadurch, daß die Flüssigkeit ununterbrochen durch die Verdampferapparate hindurchgeleitet wird und ein Behälter an den letzten Verdampfer angegliedert ist. Diese Durchleitung wird mittels eines zentralen Abführrohres, das den einen Verdampfer mit dem anderen verbindet, bewerkstelligt, ohne daß eine besondere Regelung nötig wäre. Der Umlauf innerhalb der einzelnen Verdampfkörper wird durch die erweiterten Fallrohre und durch Aufsteckrohre auf die Aufsteigrohre vermehrt.The aim of the new invention is to also use the automatic multi-body vaporizer and to fully apply uninterrupted operation .. This is done in that the liquid is continuously passed through the evaporator apparatus and a container to the last evaporator is attached. This passage is made by means of a central discharge pipe, that connects one evaporator with the other, accomplished without any special regulation being necessary. The circulation within the individual evaporator body is through the extended downpipes and increased by push-on tubes on the ascending tubes.
Auf diese Weise ist man imstande, eine große Anzahl Verdampfer zu einer Gesamtanlage zu vereinigen, ohne in den Verdampfern die Spannungen bis zum Nachteil für den Betrieb zu steigern.In this way it is possible to combine a large number of evaporators into a complete system to unite without increasing the voltages in the evaporators to the detriment of operation.
In den Zeichnungen stellt Fig. 1 die Gesamtanordnung dar, Fig. 2 den Zuflußregler D in vergrößertem Maßstab. Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen Verdampfkörper und einen Saftscheider in vergrößertem Maßstab. Fig. 4 veranschaulicht die Steigrohre, Fig. 5 einen wagerechten Schnitt durch einen Verdampfer. In the drawings, FIG. 1 shows the overall arrangement, FIG. 2 shows the flow regulator D on an enlarged scale. Fig. 3 is a section through an evaporator body and a juice separator on an enlarged scale. Fig. 4 illustrates the riser pipes, Fig. 5 shows a horizontal section through an evaporator.
Die neue Mehrkörper-Vakuum verdampf anlage besteht aus einer Anzahl Verdampfapparate A1, A2, A3 . . ., gewöhnlich fünf bis sechs zu einer Batterie vereinigt, den zugehörigen selbsttätig wirkenden Überleitern B1, B2 . . . und den Brüdendampfreinigern C1, C2 . . ., der Flüssigkeitszuflußregelung D, der Dampfregelung E für den ersten Körper, der Wasserregelung F für den Kondensator, dem Kondensator G selbst, der Luftpumpe H, einer Brüdenpumpe, dem Sammelbehälter /, welcher mit dem letzten Körper verbunden ist, und der Dampfpumpe K für die Fortführung der konzentrierten Flüssigkeit nach einer anschließenden Betriebsstelle, endlich noch aus einer Auslaufvorrichtung, welche in die Druckleitung der Pumpe eingeschaltet ist, und die dazu dient, in jedem Augenblick den Grad der Konzentration an .einem Aräometer ablesen zu können. Die Brüdenpumpe und die zuletzt genannte Vorrichtung sind auf den Zeichnungen nicht dargestellt.The new multi-body vacuum evaporation system consists of a number of evaporators A 1 , A 2 , A 3 . . ., usually five to six combined to form a battery, the associated automatically acting transfer devices B 1 , B 2 . . . and the exhaust steam cleaners C 1 , C 2 . . ., the liquid flow control D, the steam control E for the first body, the water control F for the condenser, the condenser G itself, the air pump H, a vapor pump, the collecting tank /, which is connected to the last body, and the steam pump K for the continuation of the concentrated liquid to a subsequent operating point, finally from an outlet device which is connected to the pressure line of the pump and which serves to be able to read off the degree of concentration on a hydrometer at any moment. The vapor pump and the last-mentioned device are not shown in the drawings.
Durch die aus den erwähnten Apparaten bestehende Gesamteinrichtung wird erreicht, daß die zu konzentrierende Flüssigkeit der Mehrkörper-Anlage in stets gleicher Menge zufließt und in sämtlichen Verdampfern in gleicher Höhe selbsttätig erhalten bleibt. Nur im Sammelbehälter / wechselt der Flüssigkeitsstand etwas, je nach der Leistung der Pumpe K, wodurch der gleichmäßige BetriebThe overall device consisting of the apparatus mentioned ensures that the liquid to be concentrated always flows into the multi-body system in the same amount and is automatically maintained in all evaporators in the same amount. Only in the collecting tank / does the liquid level change slightly, depending on the performance of pump K, which ensures smooth operation
der Anlage jedoch nicht beeinflußt wird. Durch die Wirkung des Membrandampfreglers E wird im Brüdenraum des Verdampfers A1 ein unverändert gleicher Druck erhalten, der aber durch Verschiebung des Gewichts am Hebel nach Belieben eingestellt werden kann. Der Brüdendampf im Saftabscheider C1 wird vollständig von mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen befreit und gelangtthe system is not affected. As a result of the action of the membrane steam regulator E , an unchanged pressure is obtained in the vapor space of the evaporator A 1 , but this pressure can be adjusted as desired by shifting the weight on the lever. The vapor in the juice separator C 1 is completely freed of entrained liquid particles and gets there
ίο dann in den Heizraum des Verdampfers A2. Infolge der unverändert gleichen Flüssigkeitsmenge, welche dem Verdampfer A2 zugeführt wird, des unveränderlichen Flüssigkeitsspiegels und der genau wirkenden Dampfdruckregelung bleibt auch der Dampfdruck im Brüdenraum des Verdampfers A2 unverändert, desgleichen im Verdampfer A3 und in allen übrigen etwa eingeführten Verdampf körpern. Die Dampfmaschine der Luftpumpe H ist mit einem Regler derart versehen, daß ihr Gang unverändert bleibt, und das Vakuum im Kondensator G wird durch die Wirkung des Wasserreglers F konstant erhalten.ίο then into the boiler room of the evaporator A 2 . As a result of the unchanged same amount of liquid which is fed to the evaporator A 2 , the unchangeable liquid level and the precisely acting vapor pressure control, the vapor pressure in the vapor space of the evaporator A 2 remains unchanged, likewise in the evaporator A 3 and in all other possibly introduced evaporators. The steam engine of the air pump H is provided with a regulator in such a way that its speed remains unchanged, and the vacuum in the condenser G is kept constant by the action of the water regulator F.
Mit der neuen Anlage wird folgendermaßen gearbeitet:The new system works as follows:
Der Saft wird in einen hochstehenden Behälter gefördert und darin durch eine Überlaufvorrichtung eine konstante Flüssigkeitshöhe erhalten. Aus diesem Behälter wird der Saft durch das Rohr 1 (Fig. 1 und 2) zu dem Zuflußregler D geleitet. Der vorgewärmte Saft tritt durch das Rohr 13 und das Schieberventil 14 in den unteren Raum des Verdampfers A1. Dieser ist durch einen Mittelboden 15 (Fig. ι und 3) so eingerichtet, daß die von unten zuströmende Flüssigkeit sich nur nach der zylindiischen Wandung zu bewegen kann, und von dem aufsteigenden Flüssigkeitsstrome durch die Heizrohren geführt und im oberen Räume mit der übrigen Füssigkeit gemischt werden muß.The juice is conveyed into an upright container and a constant liquid level is maintained in it by means of an overflow device. From this container the juice is fed to the flow regulator D through the pipe 1 (Figs. 1 and 2). The preheated juice passes through the pipe 13 and the slide valve 14 into the lower space of the evaporator A 1 . This is set up by a central floor 15 (Fig. Ι and 3) so that the liquid flowing in from below can only move after the cylindrical wall, and guided by the rising liquid stream through the heating pipes and mixed with the rest of the liquid in the upper room must become.
Innerhalb einer Verdampfanlage für ununterbrochenen Betrieb sind die Konzentrations-■ stufen bei dem Durchgang der Flüssigkeit durch die Apparate naturgemäß nicht ganz so groß wie bei dem periodischen Betriebe. Aus diesem Grunde ist für die Erzielung einer bestimmten Endkonzentration erforderlich, nicht wie gewöhnlich drei bis vier Körper, sondern fünf bis sechs zu einer Batterie zu vereinigen; diese Vermehrung der Körper führt ,zu der Notwendigkeit, durch Erhöhung der Umlaufsgeschwindigkeit der Flüssigkeit die Wärmeübertragung zu steigern und auf diese Weise das Temperaturgefälle von einem Körper zum andern zu vermindern. In Fig. 3 ist ein solcher Verdampfapparat mit einem Brüdendampfreiniger und einem Überleiter in etwas größerem Maßstab dargestellt.Within an evaporation system for uninterrupted operation, the concentration ■ naturally do not graduate as large as the liquid passes through the apparatus as in the periodic operation. This is why it is necessary to achieve a certain Final concentration required, not three to four bodies as usual, but to combine five to six into one battery; this multiplication of the body leads to the Necessity of heat transfer by increasing the circulation speed of the liquid to increase and in this way to reduce the temperature gradient from one body to another. In Fig. 3 is such a Evaporator with an exhaust steam cleaner and a transfer device shown on a slightly larger scale.
Die Umlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit kann gefördert werden:The circulation speed of the liquid can be promoted:
1. durch Beseitigung der Widerstände an der oberen Austrittsmündung der äußeren Heiz- und Steigrohre,1. by removing the resistances at the upper outlet mouth of the outer Heating and riser pipes,
2. durch Einwirkung der höchsten Temperatur der Heizdämpfe auf die als Steigrohre wirkenden Heizrohre,2. by the action of the highest temperature of the heating vapors on the riser pipes effective heating pipes,
3. 'durch Erhöhung der Steigrohre über den · Flüssigkeitsspiegel im Verdampfapparat und die Erhöhung des Flüssigkeitsstandes über dem oberen Rohrboden.3. 'by raising the riser pipes above the liquid level in the evaporator and the increase in the liquid level above the upper tube sheet.
Die erste Bedingung wird dadurch am besten erfüllt, daß für eine vollkommene und schnelle Zurückführung der Flüssigkeit durch die mittleren, als Fallrohre dienenden Heizrohre gesorgt wird. Für diesen Zweck ist es vor allem erforderlich, daß die. Summe der Querschnitte der Fallrohre in der Mitte erheblich größer als diejenige der Steigrohre ist; ferner daß der Querschnitt jedes einzelnen Fallrohres mindestens viermal so groß als derjenige eines Steigrohres ist. Außerdem muß aber der Flüssigkeitsstand über dem oberen Rohrboden ein so ' großer sein, daß die Fallgeschwindigkeit der Flüssigkeit in den Fallrohren eine möglichst 85 ■ große ist, derart, daß auch für viskose Flüssigkeiten eine Inkrustation vermieden oder eingeschränkt wird. Bei einem Flüssigkeitsstande von 20 cm Höhe ist die Fallgeschwindigkeit bereits 1/5 bis 1,7 m pro Stunde, welche für genannten Zweck meistens genügt.The first condition is best met by the fact that for a perfect and rapid return of the liquid through the central heating pipes, which serve as downpipes will. For this purpose it is above all necessary that the. Sum of the cross-sections the downpipes in the middle is considerably larger than that of the risers; also that the Cross-section of each individual downpipe at least four times as large as that of a riser pipe is. In addition, the liquid level above the upper tube sheet must be so ' be greater that the speed of fall of the liquid in the downpipes is as 85 ■ is large, such that incrustation is avoided or restricted even for viscous liquids will. With a liquid level of 20 cm high, the falling speed is already 1/5 to 1.7 m per hour, which is for mentioned purpose is mostly sufficient.
Die Umlaufgeschwindigkeit und Wärmeübertragung werden durch diese neue Einrichtung ganz außerordentlich gefördert, so daß man mit einem erheblich kleinen Temperaturgefälle auskommt, und das ist für den ununterbrochenen Betrieb unbedingt erforderlich.The orbital velocity and heat transfer are increased by this new facility very extraordinarily promoted, so that one with a considerably small temperature gradient and that is essential for uninterrupted operation.
Das Gemisch von Flüssigkeit und Dampf, welches aus den oberen Mündungen der Steigheizrohre ausgestoßen · wird, trifft den Schaumabscheider 17 und 18. Der untere Teil 17 besteht aus einem leichten Metallgerippe, welches mit starkem Drahtgewebe überzogen ist, während der Teil 18 aus Blech gefertigt wird. Sobald Schaumblasen gegen das Metallgewebe geworfen werden, zerplatzen sie, und im oberen Räume scheidet sich der Dampf von der Flüssigkeit ab. Damit der angestrebte Zweck erreicht wird, muß aber der Schaumabscheider in einer ganz bestimmten Entfernung an der Mündung der Heizrohre befestigt sein. Der abgeschiedene Dampf strömt aus dem oberen Räume des Verdampfers durch den Absperrschieber 19 in den Saftabscheider C. The mixture of liquid and steam, which is ejected from the upper mouths of the riser pipes, hits the foam separators 17 and 18. The lower part 17 consists of a light metal frame, which is covered with strong wire mesh, while the part 18 is made of sheet metal . As soon as foam bubbles are thrown against the metal mesh, they burst and the vapor separates from the liquid in the upper space. In order to achieve the intended purpose, however, the foam separator must be attached to the mouth of the heating pipes at a certain distance. The separated steam flows from the upper space of the evaporator through the gate valve 19 into the juice separator C.
Trotz bester Bauweise und Wirkung der Schaumabscheider ist es nicht zu vermeiden, daß die Dämpfe Flüssigkeitsteilchen mitführen, der ausgeschiedene Dampf daher feucht ist und die Wärmeübertragung dadurch vermindert wird. Für die bei dem ununterbrochenen Betriebe notwendige Verminderung desDespite the best design and effectiveness of the foam separators, it cannot be avoided that the vapors carry liquid particles with them, and the vapor that separates out is therefore moist and the heat transfer is thereby reduced. For those with the uninterrupted Companies necessary reduction of the
Temperaturgefälles ist es daher nötig, für eine vollständige Abscheidung der Flüssigkeit aus den Dämpfen zu sorgen, und das wird durch den' Saftabscheider der neuen Anlage vollkommen erreicht.Temperature gradient it is therefore necessary for a complete separation of the liquid from to take care of the vapors, and this is done perfectly by the 'juice separator of the new plant achieved.
Der Saftabscheider (Fig. 3) besteht aus einem zylindrischen, zweiteiligen gußeisernen Gehäuse mit oberem Deckel 27, einem konischen Einsatz 21, einem Siebzylinder 22 und einem eingeschobenen zweiteiligen Gerippe 23, 24.The juice separator (Fig. 3) consists of a cylindrical, two-part cast iron Housing with upper cover 27, a conical insert 21, a screen cylinder 22 and an inserted two-part framework 23, 24.
Durch den Einsatz 21 werden die eintretenden Dämpfe gezwungen, sich zuerst abwärts zu bewegen und den größeren Teil der Flüssigkeitsteilchen abzustoßen. Der Siebzylinder 22Through the insert 21 the entering vapors are forced to descend first to move and repel the greater part of the liquid particles. The screen cylinder 22
■ ist aus ganz feinem Metallgewebe hergestellt, der Durchgangsquerschnitt ist aber so groß, daß der Dampf nur eine ganz kleine Geschwindigkeit besitzt, so daß die Adhäsion der Oberfläche des feinen Drahtes auf die Flüssigkeit wirkt und diese zurückhalten kann. Die abgeschiedene Flüssigkeit sickert an der inneren Oberfläche des Siebzylinders herunter und wird durch die Düse 25 und den Stutzen 26 abgeführt. Bei großen Verdampfapparaten ist der Durchmesser des Saftabscheiders im Verhältnis zur Höhe etwas größer; in diesem Fall ist aber bei 27 ein Boden eingefügt, der mehrere kreisförmige öffnungen enthält, in welche Metallsiebzylinder eingehängt sind. Durch den Stutzen 28 (Fig. 1) und das Rohr 29 werden die gereinigten Heizdämpfe in die Heizkammer des nächsten Verdampfers A2 geführt. Die im Verdampfer A2 entwickelten Dämpfe werden über C2 nach A3 geleitet, und so geht es fort, u. U. bis zum Verdampfer Aß. Die im letzten Körper gebildeten Dämpfe steigen durch das Rohr 30 in den Kondensator G und werden dort unter hohem Vakuum verflüssigt. Die unverflüssigten Gase strömen durch das Rohr 31 zur Luftpumpe.■ is made of very fine metal mesh, but the passage cross-section is so large that the steam only has a very low speed, so that the adhesion of the surface of the fine wire acts on the liquid and can hold it back. The separated liquid seeps down the inner surface of the screen cylinder and is discharged through the nozzle 25 and the nozzle 26. In the case of large evaporators, the diameter of the juice separator is slightly larger in relation to its height; in this case, however, a base is inserted at 27 which contains several circular openings into which metal screen cylinders are suspended. The cleaned heating vapors are fed through the connecting piece 28 (FIG. 1) and the pipe 29 into the heating chamber of the next evaporator A 2 . The vapors developed in evaporator A 2 are directed via C 2 to A 3 , and so it continues, possibly up to evaporator A ß . The vapors formed in the last body rise through the pipe 30 into the condenser G and are liquefied there under a high vacuum. The non-liquefied gases flow through the pipe 31 to the air pump.
Der Wasserzufluß zum Kondensator wird ebenso wie der Dampfzufluß selbsttätig geregelt, und zwar in folgender Weise:The water flow to the condenser, like the steam flow, is regulated automatically, in the following way:
Das durch die Luftpumpe und durch die Wasserkühlung, erzeugte Vakuum wirkt durch das Rohr 32 auf die spiralförmig gewellte Metallmembran des Wasserreglers F. Die Metallmembran steht durch ein Gestänge 33 mit dem Hebel 34 in Verbindung, der durch eine Ventilstange 35 auf das Wasserregelungsventil wirkt. Durch den Hebel 36 mit verstellbarem Gewicht 37 wird das Gestänge 33 und die Membran aufwärts geführt., während das Vakuum im Kondensator das Bestreben hat, die Membran in ihre tiefste Lage zu führen; die Teile 36 und 37 halten also der Wirkung des. Vakuums das Gleichgewicht. Sinkt oder steigt das Vakuum, dann bewegt ,sich die Membran aufwärts oder abwärts. Im ersteren Falle wird das Wasserregelungsventil mehr geöffnet, im letzteren Falle mehr geschlossen, und auf diese Weise das Vakuum wieder erhöht oder vermindert, um es gleichmäßig auf höchster Stufe zu erhalten.The vacuum generated by the air pump and the water cooling acts through the pipe 32 on the spirally corrugated metal membrane of the water regulator F. The metal membrane is connected by a linkage 33 to the lever 34, which acts on the water control valve through a valve rod 35. The linkage 33 and the membrane are guided upwards by the lever 36 with adjustable weight 37, while the vacuum in the condenser tends to move the membrane into its lowest position; the parts 36 and 37 thus keep the effect of the vacuum in equilibrium. If the vacuum decreases or increases, then the membrane moves up or down. In the former case the water control valve is opened more, in the latter case it is closed more, and in this way the vacuum is increased or decreased again in order to maintain it evenly at the highest level.
Der Kondensator G ist von bekannter Bauart; jedoch ist für eine besonders feine Verteilung des Wassers und entsprechende Durchgangsquerschnitte für den Dampf gesorgt, um Flüssigkeitsstauungen darin zu ver- meiden. Infolge der konstanten Verhältnisse in der Batterie sind die den Kondensator durchströmenden Dampfmengen vollständig gleichbleibend.The capacitor G is of a known type; however, a particularly fine distribution of the water and corresponding passage cross-sections for the steam are provided in order to avoid liquid stagnation therein. As a result of the constant conditions in the battery, the quantities of steam flowing through the condenser are completely constant.
Die an der Wandung aus den Steigheizrohren 16 (Fig. 3) austretende Flüssigkeit findet am Schaumabscheider einen Widerstand* fließt nach der Mitte zu den Fallheizrohren und füllt 'den Raum über dem Boden etwa 20 cm hoch an. Die mehr hinzufließende Flüssigkeit fließt über den Rand des zentral angeordneten Abflußrohres 38 und gelangt durch dieses in den Überleiter B, füllt den gußeisernen Behälter bis zu einer bestimmten Höhe an und hebt dann den Schwimmer 39, der unten mit einem kegelförmigen Ventilkörper versehen ist. Die Ausflußöffnung 40 wird auf diese Weise geöffnet, und die Flüssigkeit fließt in den nächsten Körper, bis sich der Schwimmer wieder gesenkt und der Ventilkegel die öffnung geschlossen hat. Der Saftstand im Schwimmergefäß B wechselt ein wenig, im Verdampfapparat aber bleibt er durchaus gleich. Durch die gründliche Wirkung in den Steigheizrohren und die vollkommene Durchmischung der Flüssigkeit auf dem oberen Boden des Verdampfers bleibt die Zunahme der Konzentration konstant, und die Flüssigkeit strömt durch das Rohr 41 (Fig. 1) nach dem Verdampfer A2, von diesem durch den Überleiter B2 und das Rohr 42 in den Verdampfer A3 und so fort, bis sie schließlich in den Sammelbehälter / tritt, aus welchem sie durch das Rohr 43 nach der tiefer stehenden Dampfpumpe K gelangt. Mittels dieser wird die konzentrierte Lösung durch einen Probeauslauf mit Aräometer nach der folgenden Station der Fabrik gefördert.The liquid emerging on the wall from the rising heating pipes 16 (Fig. 3) finds a resistance at the foam separator * flows in the middle to the downward heating pipes and fills the space above the floor about 20 cm high. The more inflowing liquid flows over the edge of the centrally arranged drain pipe 38 and passes through this into the transfer pipe B, fills the cast iron container up to a certain height and then lifts the float 39, which is provided with a conical valve body at the bottom. The outflow opening 40 is opened in this way, and the liquid flows into the next body until the float is lowered again and the valve cone has closed the opening. The juice level in float vessel B changes a little, but in the evaporator it remains the same. Due to the thorough action in the riser pipes and the complete mixing of the liquid on the upper floor of the evaporator, the increase in concentration remains constant, and the liquid flows through the pipe 41 (Fig. 1) to the evaporator A 2 , from this through the transfer pipe B 2 and the pipe 42 into the evaporator A 3 and so on, until it finally enters the collecting container /, from which it passes through the pipe 43 to the lower steam pump K. By means of this, the concentrated solution is conveyed through a test outlet with a hydrometer to the next station in the factory.
Claims (5)
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2556186A (en) * | 1947-11-24 | 1951-06-12 | Hegenbarth Francis | Varying diameter vertical tube evaporator |
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- DE DENDAT204845D patent/DE204845C/de active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2556186A (en) * | 1947-11-24 | 1951-06-12 | Hegenbarth Francis | Varying diameter vertical tube evaporator |
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