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Läufer-Dünn 5 chichtverdamf er
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Die Erfindung betrifft Wärmeaustauschapparate, genauer Läufer-Innnschichtverdampfer
Die Erfindung kann eine breite Anwendung in der chemischen, der erdölchemischen,
der Nahrungsmittel- und der pharmazeutischen Industrie in Apparaten finden, die
zur Verdampfung, Destillation und Konzentration von thermisch instabilen Stoffen
bestimmt sind.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann besonders wirksam als Verdampfungsapparat
(Destillationsblase) einer Kolonne bei der Vakuumrektifikation angewendet werden.
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Die Notwendigkeit der Schaffung von Läufer-Dünnschichtverdampfern
läßt sich dadurch erklären, daß in diesen Apparaten "weiche" Bedingungen für die
Durchführung der Prozesse der Destillation, des Eindampfens, der Konzentration und
der Verdampfung gewährleistet werden, die es ermöglichen, die Zersetzung und die
Polymerisation der zu bearbeitenden Produkte, insbesondere
der thermisch
instabilen zu vermeiden. Solche Apparate weisen einen geringen Strömungswiderstand
auf, und in diesen Apparaten fehlt prakblsch der Wassersäulendruck, as es gestattet,
dle Bearbaitung der Produkte unter Vakuum (bei einem verminderten Druck, bei einem
Restdruck bis zu 1 mm Quecksilbersäule) durchzuführen, d.h. de Temperatur im apparat
zu senken Außerdem ist die Verweilzeit des Produktes in diesen Apparaten im Vergleich
zu den anderen Typen der Verdampfer eine geringe (sie beträgt einige Sekunden, .B.
5 bSs 40 sec), was es auch ermöglicht, den Grad der Wärmeeinwirkung auf ein Mini
mum zu reduzieren.
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Dle kennzeichnende Besonderheit der Läufer-Dünnschichtverdampfer
besteht darin, daß in diesen Apparate @ ein hochintensiver Wärmeaustausch bei einer
geringen Verweilzeit der zu verarbeitenden Produkte verwirklicht wird.
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Zur Lösung dieses Probiems wurden Läufer-Dünnschichtverdampfer entwickelt,
in denen die flüssigkeitshaut an der Wärmeaustauschfläche des Apparates durch die
Schaufeln des Läufers erzeugt wird, welche an einer Antriebswelle starr befestigt
sind, wobei in diesen Läufer-Dünnschichtverdampfern zwischen dem Gehäuse und den
Schaufeln ein Spalt von 1 bis 2 mm vorgesehen ist (s. DT-PSn 1 029 642, 971 974,
US-PS 2 596 086).
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Der genannte Apparat ist durch eine begrenzte Wärmeaustauschfläche
gekannzeichnet, weil seine Konstruktion, Herstellungstechnologie, Montage und Betrieb
durch das Vorhandensein eines geringen Spaltes zwischen den Wänden des Gehäuses
und den Schaufeln des Läufers erschwert sind; bei diesem Apparat ist auch ein dynamischer
Massaausgleich des Läufers unter Berücksichtigung der thermischen Verformungen des
Läufers und des Gehäuses des Apparates erforderlich. Der Apparat ist gegen Wärmebelastungen
und Belastungen durch die Flüssigkeit empfindlich ; die höhste Wirksamkeit des Verdampfers
wltd bei höheren Belastangen durch die Flüssigkeit erreicht, und zwar wenn 25 bis
50% des Ausgangsrohstoffes aus dem Apparat abrefuhrt werden; die Abscheidung der
Flüssigkeitstropfen aus dem Dampfstrom wird nicht genügend zuverlässig und nicht
vollständig gesichert.
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Bei dem nachfolgend entwickelten Läufer-Dünnschlchtverdampfer, in
dem die Flüssigkeitshaut an der Wärmeaustauschfläche des Apparates durch die Schaufeln
des Läufers erzeugt wird, welche an einer Antriebswelle angelenkt sind und über
die Oberfläche des Apparategehäuses gleiten, wurde das Problem der Vergrößerung
der Wärmeaustauschfläche teilweiss gelöst.
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Die Konstruktion des Apparates gestattet es, Verdampfer mit größeren
Abmessungen zu schaffen (s. GB-PSn 923 889 und 912 922).
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Alle übrigen genannten NachtelQe des bekanten Verdampfers sind jedoch
auch dieser .onstruktion des Verdampfers eigen.
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Die unmitteibare Berührung der Schaufeln des Läufers mit der Wärmeaustauschfläche
des Apparates führt außerdem neben dem unerwünschten Verschleiß der Schaufeln und
des Gehäuses zu einer Verunreinigung des Produktes.
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Das Vorhandensein der am Gehäuse reibenden Schaufeln macht eine sorgfältige
Bearbeitung der Oberfläche des Apparategehäuses sowie die Herstellung einer polierten
Fläche erforderlich. Dabei sollen die schaufeln des Läufers aus verschleißfesten
Werkstoffen hergestellt werden, welche hohe Gleiteigenschaften aufweisen.
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Um ein gleichmäßiges Anliegen einer jeden Schaufel an der Wärmeaustauschfläche
des Gehäuses zu gewährleisten, sind eine sorgfältige Ausführung und Montage des
Läufers erforderlich.
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Die optimale Dicke der HBUt wird bgy dem vorliegenden Verfahren zur
Herstellung der D!innschicht an der Wärmeaustauschfläche durch eine komplizierte
zusammenwirkung bestimmt. Sie hängt, einerseits, von den physikalischen Eigenschaften
der flüssigkeit und, andererseits, von der Drehgeschwindigkeit des Läufers, dem
Gewicht der Schaufeln, deren Anliegen an der Wärmeaustauschfläche und. den konstruktiven
Besonderheiten des Läufers ab.
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Aus diesem Grunde werden die besten Bedingungen fiir den betrieb
des Apparates in einem verhältnismäßig engen Beieich der Drücke der Senaufein auf
die Flüssigkeit erreicht. Bei einer erhöhung des optimalen Druckes können die Schaufeln
die XYärmeaustauschfläche entblößen (die Haut abrelßen), bei einem geringerch Druck
kann die Flüssigkait durchfallen.
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Das Problem der Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche (um das 1,5
bis 2 fache), die Vereinfachung der Konstruktion des Apparaten seiner Herstellung
und seines Betriebes wurde in einem bedeutenden Maße in einer später entwickelten
Xonstruktion des Läufer-Dünnschichtrerdampfers gelöst, in dem die Erzeugung einer
Flüssigkeitshaut an der Wärmeaustauschfläche ohne Verwendung von Rührvorriohtungen
verwirklicht wird. In diesem Apparat wird die Flüssigkeit unter der Einwirkung der
Zentrifugalkraft fernsteuerbar mittels an der Welle des Läufers angeordneter gesichter
Trommeln verteilt, welche Bohrungen zum Herausschleudern der Flüssigkeit gegen die
Wärmeaustauschfläche des Apparategehauses (S. UdSSR-Urheberschein Nr. 232955, Klasse
12 a, 2 vom 17. 03. 64) aufweisen.
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In den Ausführungsformen der bekannten Apparate wurden nicht alle
Mölichkeiten fur die Intensivierung des Wa"rmeaustausches ausgenutzt. Es wurden
z.B. die Möglichkeit zar Intensivierung des Wärmeaustausches durch die Ausnutzung
der gesamten Fläche des Apparategehäuses in der Höhe des Läufers, die Möglichkeit
zur Intensivierung des Wärmeaustausches durch Vergrößerung
der
Reibung des Dampfes an der Flüssigkeit (der herabfließenden Haut), nicht ausgenutzt.
Der zuletzt genannte Nachteil wird dadurch bedingt, daß der sich an der Wärmeaustauschfläche
bildende Dampf sofort durch die in den Einsenkungen der Sicken der Trommein vorgesehenen
Bohrungen in den Innenraum abgeführt wird.
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Die Konstruktion der Vorriohtungen zur gleichmäßigen Verteilung der
Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile der Sicken der Trommel ist
schwierig und sperrig. Sie umfaßt einen unterhalb der oberen Trommel starr im Gehause
beeinem festigten Zylinder mit unteren verzahnten Boden, einen Speiser, der in Form
eines am Läufer befestigten und im Zylinder angeordneten Bechers ausgeführt ist,
wobei im Unterteil des Bechers radiale Rohre und ein Ring mit Rand vorgesehen sind,
welcher unter dem Boden des feststehenden Zylinders angeordnet und Im oberen Teil
der Trommel befestigt ist. Eine solche Konstruktion der Verteilungsvorrichtung sicht
zwei unzweckmäßige Etappen der Ümverteilung der Flüssigkeit, und zwar die Zwischenverteilung
der Flüssigkeit über die Innenfläche des feststehenden Zylinders und die Verteilung
der Flüssigkeit um den Ring der Trommel tot.
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fabel muß man berücksichtigen, daß auf diesen Etappen der Verteilung
Voraussetzungen für das Mitreißen der Flüssigkeit (sekundäre Mitnahma) durch den
Strom des sekundären Dampfes geschaffen werden, welcher mit den Spritzern und Tropfen
in Berührung kommt, die sich beim Herausschleudern der Flüssigkeit
aus
den radialen Rohren des Speiser beim Verspritzen durch die Oberfläche des feststehenden
Zylinders und den Verteilungsring der Trommel bilden.
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Die Vorrichtung zur Abscheidung der Flüssigkeitstropfen aus dem Dampf-Flüssigkeit-Strom,
die im Apparategehäuse oberhalb der oberen Trommel, genauer gesagt in dem Ringspalt
zwischen dem Gëhäuse und dem Becher des Spelsers angeordnet ist, umfaß eine zentrifugale
Abscheidungsvorrichtung. Diese Vorrichtung ist in Form von as Läufer befestigten,
geneigten Schaufeln mit abgebiogenen Oberkanten und einer Reihe von radial zum Gahäuse
start befestigten Vertikalplatten ausgaführt, über welchen ein konzenfrischer Ring
angeordnet ist. Diese Vorrichtung gewährleistet d voliständige Abscheidung der Flüssigkeitstropfen
nicht. Die Abscheidung wird in einem Arbeitsgang verwirklicht, und der gesamte Strom
des Dampfes geht durch den Flichkraftabscheider. Die abgeschiedenen Flüssigkeitstropfen
werden dabei von den Seitenkanten der Schaufeln des Abscheiders auf die Wand des
Apparates abgeworfen, und die fliegenden Flüssigkeitstropfen kommen mit dem in den
Abscheider eintretenden Dampfstrom in Berührung, d.h.
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es besteht die Mölichkeit für eine sekundär Mitnahme der Flüssigkeit.
Man muß darauf verweisen, daß eine Vergrößerung der Hohe des Abscheiders, der Anzahl
der Schaufeln und der Richtung der Gange zwischen diesen mit großen Schwierigkeiten,
d.h. mit der Vergro"ßerung des Widerstandes des Apparates verbunden ist, was für
diesen Typ der Apparate, welche bei einem
Restdruck von 1 bis 5
mm Quecksilborsäule betrieben werden, unzulässig ist.
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Das Vorhandensein einer größaren Anzahl von Bohrungen (Tausende,
Zehntausende) in den Einsenkungen der Sicken der Trommeln fUr den Durchgang des
Dampfes aus dem Ringraum zwischen der Trommel und dem Gehäuse in den Innenraum der
Trommel erschwert die Hersteliung des Apparates und erhöht seine Herstellungskosten,
Das Vorhandensein der Bohrungen tragt außerdem zum Mitreißen der Flüssigkeitstropfen
durch den Dampf beim Durchtritt desselben in den Hohlraum der Trommel ber-.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Läufer-Dünnschichtverdampfer
zu schaffen, in dem die Ausftihrungsform der Vorrichtung zur gieichmäßigen Verteilung
der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile der Sicken der Trommein
und der zentrifugalen Abscheidungsvorrichtung den Wärmeautausch intensiviert, die
Abscheidung verbessert und die gesamte Konstruktion des Läufer-Dünnschichtverdampfers
vereinfacht.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Gehäuse des Läufer-Dünnschichtverdampfers,
der eine Wärmeaustauschfläche aufweist, eine Läuferwelle, weiche gesickte Trommeln
trägt, von denen jede an den Stirnseiten auf Naben befestigt ist, die an der Welle
starr befestigt sind, sowie Bohrungen zum Herausschleudern der Flüssigkeit gegen
die Wärmeaustauschfläche des Gehäuses besitzt, slne Vorrichtung zur gleichmäßigen
Verteilung
der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden
Teile der Sicken jeder Trommol sowie eine Abscheidungsvorrichtung angeordnet sind,
wobei erfindungsgemäß in diesem Läufer-Dünnschichtverdampfer die Vorrichtung zur
gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile
der oberen Trommel In Form eines an der Läuferwelle starr befestigten Teilers ausgeführt
ist, der für die Überdeckung des Hohlraumes der Trommel und für den Durchgang das
Dampfes durch den Ringspalt zwischen der Außenfläche der Trommel und der Wärmeaustauschfläche
des Gehäuses eingerichtet ist, und die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung sich
aus Sektionen zusammensetzt, von denen jede zwischen den benachbarten Trommein untergebracht
ist und vertikal auf der Ereislinie angeordnete Schaufeln aufweist, welche für die
Abführung der abgeschiedenen flüssigkeit in Richtung der Vorrichtung zur gleichmäßigen
Verteilung der flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile der Sicken
der unterhalb angeordneten Trommel eingerichtet sind.
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Durch die genannte Ausführungsform des Apparates wird eine qualitativ
bessere Abscheidung gewährleistet. Bei dem erfindungsgemaßen Apparat wird die Abscheidung
der Flu'ssigkeitstropfen aus dem Dampf-Flüssigkeit-Strom in drei Etappen verwirklicht
: im Spalt zwischen der Trommel des Läufers und der Wand des Gehäuses (vorläufige
Abscheidung); bei der Änderung der Richtung
des Stromes um 900
beim Eintritt in die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung ; und schließlich, in
einer jeden Sektion der zentrifugalen Abscheidungsvorrichtung, die zwischen den
benachbarton Trommeln untergebracht sind. Dabei tritt durch eine jode Sektion der
zantrifugalen Abscheidungsvorrichtung nur ein Teil des Dampfes hindurch, der sich
in einer oberen Sektion des Apparates bildet, was es gestattet, die Dampfgeschwindigkeit
In dem abscheider zu vermindern und dadurch die Bedingungen für den Betrieb desselben
zu verbessern'.
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Die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung, die sich aus Soktionen
zusammonsotzt, und bei welcher eine jede Sektion zwischen den benachbarten Trommeln
untergebracht ist, weist vertikal auf der Krelslinie angeordnete Schaufeln auf,
die für die Abführung der abgeschiedenen Flüssigkeit auf die Vorrichtung zur gleichmäßigen
Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile der Sicken
der unterhalb angeordneten Trommel eingerichtet sind.
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Um eine jede Sektion der zentrifugalen Abscheidungsvorrichtung unterbringen
zu können, ist keine zusätzliche Höhe des Apparates (nicht arbeitender Teil des
Apparates) erforderlich, weil der vorhandene Abstand zwischen den Trommeln (gamäß
der der Konstruktion) mehr als ausreichend ist.
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Bei der gleichen Länge des Läufers und den gleichen Abmessuugen des
Arbeitsteils des Apparates weist der erfindungsgemaße Verdampfer eine um 20 bis
25% größere Wärmeaustauschfläche
auf. Die Intensivierung wird durch
die neue Konstruktion erreicht, die die Arsnutzung der Oberfläche des oberen Teils
des Apparates ermöglicht, in dem früher die zentrifugale AbscheI-dungsvorrichtung,
der Stutzen für die Abführung des sekundären Dampfes und die Vorrichtung zur gleichmäßigen
Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfla"che der vorstehenden Teile der Sicken
der oberen Trommel untergebracht wurden. Im vorliegenden Fall ist die zuletzt genannte
Vorrichtung im oberen Teil der Trommel angeordnet und in Form eines Tellers ausgeführt,
und die zentrifugale Abscheidungsvorrichtung setzt sich aus einzelnen Sektionen
zusammen und ist zwischen den benachbarten Trommeln angeordnet.
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Es ist gemäß der Erfindung zweckmäßig, daß der Teller eine Einsenkung
aufweist, die in Form eines zylindrischen Behälters ausgeführt ist, dessen Kanten
in Form eines konzentrischen Ringes ausgebildet sind, wobei der Innendurchmesser
dieses Ringes kleiner als der Innandurchmesser des zylindrischen 3eha"lters ist
und der Ring selbst mit seiner Kreislinie an der Innenfläche der Sicken der Trommel
anliegt.
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Der erfindungsgemäße Verdampfer weist eine einfachere Konstruktion
der Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche
der vorstehenden Teile der Sicken der oberen Trommel auf, weil sie aus einem Bestandteil,
dem an der Läuferwelle starr befestigten Teller besteht, der eine Einsenkung besitzt,
die in Form eines zylindrischen Behälters
ausgebildet Ist, dessen
Kanten in Form eines konzentrischen Ringes ausgeführt sind, bei welchem der Innendurchmesser
kleiner als der 1nnendurchmesser des zylindrischen Bahältevs ist, wobei dieser konzentrische
Ring mit sainer Kreislinie an der Innenfläche der Sicken der Trommel anliegt. Durch
das Vorhandensein eines ringförmigen Ansatzes oberhalb des zylinderischen Behälters
werden von der sich bildenden vertikalen Flüssigkeitsschicht, die der Ansatzbreits
gleich ist, ein gleichmäßiges Überfließen der Flüssigkeit über den Innenrand des
konzentrischen ringes auf dessen gesamter Kreislinie und deren Verteilung aber die
Oberfläche des Ringes In Form einer gleichmäßigen Haut gewährleistet. Außerdem überdeckt
der Teller den Innenraum der oberen Trommel, indem er ein Eindringen des Dampfes
in deren Innenraum von oben verhindert, und schafft Voraussetzungen für den Durchgang
des Dampfes durch den ringformigen Spalt zwischen der Außenfläche der Trommel und
der Wärmeaustauschfläche des Gehäuses.
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Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß
die Schaufeln mit ihren Stirnen in den Naben der benachbarten Trommel befestigt
sind und im Querschnitt eine krummlinige Form sowie Außenkanten aufweisen, welche
ins Innere der Schaufel zurückgebogen sind0 Dadurch wird die abgeschiedene Flüssigkeit
von der Oberfläche der Schaufeln, welche im Querschnitt eine krummlinige, die
zuverlässige
Abscheidung gewährleistende Form aufweisen und denen Außenkanten nach innen zurückgebogen
sind, nicht in den eintretenden Dampfstrom abgeworfen ; sie sammelt sich in den
Biegungen der Außenkante der Schaufeln an und fließt in Form von kontinuierlichen
Strahlen auf die Vorrichtung zur gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit über die
Innenfläche der unterhalb liegenden Trommel herab.
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Eine solche Konstruktion der zentrifugalen Abscheidungsvorricht schließt
die sekundäre Mitnahme der Flüssigkeit durch den Dampfstrom völlig aus0 als Ferner
hat es sich besonders technologiegerecht erwiesen, die Einsenkungen der Sicken der
Trommeln durchgehend auszuführen.
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Dadurch wurden die Konstruktion der Trommel und deren Herstellungstechnologie
vereinfacht.
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Das hat außerdem die Möglichkeit gegeben, einen arbeitsintensiven
Arbeitsvorgang zur Lochung der Trommelwandungen mit einer komplizi erten Konfiguration
zu vermeiden.
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Die gesickte Trommel, in der die Einsenkungen der Sicken durchgehend
ausgeführt sind, erfüllt neben ihrer 11auptbestimmung, welche in der Verteilung
der Flüssigkeit über die WarHmeaustau.sch fläche besteht, die Funktion eines Vorabscheiders
und schafft die 3edingungen für den Durchgang des Dampfes durch den Spalt zwischen
den Trommeln und der Wandung des Gehäuses des Apparates.
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Es wird der Prozeß des Wärmeaustausches durch die Vergrößerung der
Reibung des Dampfes an der Flüssigkeit (der Haut) infolge
der
axialen Bewegung des Dampfes im ringförmigen Spalt zwischen den Trommeln und der
Wärmeaustausohfläche des Gehäuses des Apparates intensiviert.
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Das wird dadurch erreicht, daß der Hohlraum der oberen Trommel von
oben durch einen Teller überdeckt; ist und die Einsenkungen der Trommelsicken durchgahen
ausgeführt sind.
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Im folgende wird die vorliegende Erfindung durch eine ausführliche
Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels und beigefügte Zeichnungen erläutert
; es zeigeigen : Fig. 1 die Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Dünnschichtverdampfers
im Lqngsschnitt; Fig. 2 den Schnitt . II-II der Fig. 1.
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Der in Fig. 1 dargestellte Läufer-Dünnschichtverdampfer entha'51t
ein vertikal angeordnetes, von außen beheizbares Gehäuse : 1 mit Mäntein 2 und Stutzen
3, 4, 5 für die Zuführung des Ausgangsproduktes, die Abführung des Blasenrückstendes
(oder der konzentrierten Lösung), bzw die Ableitung des Zweidampfes. Innerhalb des
Gehäuses 1 ist die Welle 6 eines Läufers 7 angeordnet, die gesickte Trommeln 8,
8a tttagt welche mit den Bohrungen 9 (Fig. 2) zum Herausschleudern der Flüssigkeit
gegen die Wärmeaustauschfläche 10 (Fig. 1) des Gehäuses 1 versehen sind. Die Trommein
8, 8a sind an den Stirnseiten in Naben 11, 12 befestigt, welche an der Welle 6 starr
befestigt sind. Sie sind an Ringen 13, 14 der oberen bzw. der unteren Nabe 11, 12
mittels Reifen 15 (Fig. 2) und Schrauben 16 befestigt. Die
Wandungen
der Trommeln 8, 8a sind in der Längsrichtung gesickt, um die Flüssigkeit, welche
der Innenfläche der Trommeln zageführt wird, in einzelne Ströme zu unterteilen,
die unter der Einwirkung der Schwerkraft über die Innenfläche der vorstehanden Teile
17 der Sicken frei herabfließen, in denen die Bohrungen 9 zum Reraussohleudern der
Flüssigkeit genen die Wärmeaustauschfläche 10 des Gehäuses 1 vorgesehen sind:. An
der Welle 6 des Läufers 7 sind eine Vorrichtung 18, 19 zur gleichmäßigen Verteilung
der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken einer
jeden Trommel 8, 8a sowie eine zentrifugale Abscheidungsvorrichtung angeordnet.
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Die Vorrichtung 18 zur gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit über
die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sinkender oberen Trommel 8 stellt,
erfindungsgemäß, einen starr an der Welle 6 des Läufers 7 befestigten Teller 20
dar, der im oberen Teil der Trommel 8 angeordnet und mit diesem mittels des Reifens
15 und der Schrauben 16 befestigt ist; er ist zur Überdeckung des Hohl raumes der
Trommel von oben eingerichtet, damit der Dampf durch den ringförmigen Spalt 21 (Fig.
2) zwischen der Außenfläche der Trommel 8, 8a und der @ärmeaustauschfläche 10 des
Gehäuses 1 durchtretenkann. Der Teller 22 weist eine Einsenkung auf, die einen zylindrischen
Behälter 22 (Fig. 1) darstellt, dessen Kanten in Form eines konzentrischen Ringes
23 ausgeführt sind, bei welchem der Innendurchmesser d1 (Fig. 2) kleiner als der
Innendurohmesser d2 des zylindrischen Behälters 22 ist, wobei
der
Ring auf seiner Kreislinie an der Innenfläche der Einsenkungen 24 der Sicken der
Trommel 8 anliegt. Durch das Vorhandensein eines tingförmigen Ansatzes oberhalb
des zylindrischen Behälters 22 werden von der sich unter dem tingförmigen Ansatz
bilenden vertikalen konzentrischen Flüssigkeitsschicht, walche der Breite des Ansatzes
gleich ist, ein gleichmäßiges Überfließen der Flüssigkeit über die Innenkante des
konzentrischen Ringes 23 auf deren gesamter Kreislinie und deren anschließende Verteilung
über die Oberfläche des Ringes 23 in Form einer gleichmäßigen Dünnschicht gesichert,
die auf die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken der Trommel 8 herabgeworfen
wird. Außerdem wird durch den Teller 20 der Hohlraum der oberen Trommel 8 überdeckt,
wodurch ein Eindringen des Dampfes in den Hohlraum von oben verhindert und die Voraus-Setzungen
für den Durchtritt des Dampfes durch den rigförmigen Spalt 21 zwischen der Außenfläche
der Trommeln 8, 8a und der Wärmeaustauschfläche 10 des Gehäuses 1 geschaffen werden.
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In den unten angeordneten Trommeln 8a enthält die Vorrichtung i9
zur gleiohmäßigen Verteilung der Flüssigkeit über die Innenfläche der vorstehenden
Teile 17 der Sicken der Trommel 8a einen Ring 13 der oberen Nabe 11, der auf der
Umfangslinie an den Einsenkungen 24 der Sicken der Trommel 8a angrenzt auf der Kreislinie
des Ringes 13 ist ein Rand 25 angeordnet, der eine Überleitung der Flässigkeit in
den Hohiraum der Trom--mel 8a verhindert.
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Um ein Uberflieen der Flüssigkeit aus jeder oberhalb liegenden Sektion
auf den Ring 13 der Vorrichtung 19 zur gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit
über die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken einer jeden unterhalb
liegenden Trommel 8a zu gewa'hrleisten, sind im Gehause 1 des Apparates zwischen
den benachbarten Trommeln 8, 8a ringförmige Sammelbshälter 26 mit Rinnen 27 angeordnet.
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Gemäß der Erfindung ist die zentrifugale Abscheidungsvor-28 richtung
aus einzeinen Sektionen zusammengesetzt ausgeführt, wobei eine jede Sektion 28 zwischen
den Trommeln 8 und 8a und zwischen den benachbarten unterhalb liegenden Trommeln
8a und 8a angeordnet ist. Sie weist vertikal auf einer Kreislinie angeord nete Schaufeln
29 (Fig. 2) auf, die für die Abführung der abgeschiedenen Flüssigkeit auf die Vorrichtung
19 zur gleichmäßigen Verteilung der Flüssigkeit Uber die Innenfla"che der vorstehenden
Teile 17 der Sicken der unterhalb liegenden Trommel 8a eingerichtet sind0 Die Schaufeln
29 sind mit ihren Stirnen mittels Punktschweißung in den Naben 14, 13 der jeweils
nachfolgenden benachbarten Trommeln 8, 8a und 8a, 8a befestigt, und sie weisen Im
Querschnitt eine krwunilinige Form auf. Die Schaufeln 29 sind mit. Außenkanten 3Q
versehen, welche nach innen zurückgebogen sind. Der Ring 14 der unteren Nabe 12
überdeckt an der Stirnseite den Hohlraum jeder Trommel 8, &a von unten, und
der Ring 13 der oberen Nabe 11 überdeckt an der Stirnseite den Hohlraum Jeder fflrommel-8a
von oben,
Auf diese Weise ist das Eintreten des Dampfstromes in
den Hohlraum der Trommeln 8, 8a nur zwischen den Schaufeln 29 der zentrifugalen
Abscheidungsvorrichtung jeder Section 28 mögloch.
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Dadurch wird eine zuverlässige Abscheidung gesichert, und die abgeschiedene
FlUssigke it wird unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft nicht von der Oberfläche
der Schaufeln 29 in den eintretenden Dampfstrom geschüttelt; sie sammelt sich in
den Blegungen der vertikalen Außenkanten 30 der Schaufeln 29 an und flleßt in Form
von kontinuierlichen Strahlen auf die Vorrichtung 19 zur gleichmäßigen Verteilung
der FlUssigkoit über die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken der untarhalb
liegenden Trommel 8a herab. Der Hohlraum der unteren Trommel 8a ist von dem ringförmigen
Hohlraum, der zwischen den Trommeln 8, 8a und dem Gehause 1 angeordnet ist, durch
einen Ver-Schluß abgetrennt. Der Verschluß ist durch einen am Gehäuse 1 befestigten
zylindrischen Schuß 31 gebildet, in dessen oberem Teil ein Ring 32 mit einem Rand
über dessen Innendurahmesser in Verbindung mit dem unteren Ring 33 der unteren Trommel
8a angeordnet ist, die einen Rand über den Außendurchmesser des Ringes 33 aufweist.
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Für die Zuführung des Wärmeträgers (des Dampfes) in die Stel 2 des
Apparates sind Stutzen 34 und für den Abfluß des Kondensat es - Stutzen 35 vorgesehen.
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Dar Verdampfer arbeitet folgendermaßen: Der Ausgangsrohstoff wird
durch den Stutzen 3 (Fig. 1) dem zylindrischen Behälter 22 zugeführt. Bei umlaufendem
läufer 7 wird die Flüssigkeit unter der Einwirkung der Zentrifugal kraft langs der
Wandungen des Behälters 22 hochgehoben, wobei sie eine vertikale Schicht bildet,
die der Breite des Ansatzes gleich ist. Indem die Flüssigkeit über die innenkante
des konzentrischen Ringes 23 über die gesamte Kreislinie dieses Ringes überfließt,
zerfließt sie gleichmaßig über dessen Flache in Form einer Haut und sie wird dann
von dem Außenrand des Ringes auf die Innenfläche der vorstehenden Teile 17 der Sicken
der Trommel 8 herabgeworfen, wo Sie in einzelne vertikale Ströme unterteilt wird,
die unter der Einwirkung der Schwerkraft bis zu den Bohrungen 9 herunterabfileßen,
die auf verschiedenen Hohen der Trommel 8 angeordnet sind. Die Ströme der Flüssigkiet
werden über die Bohrungen 9 gegen die Wärmeaustauschfläche 10 des Gehäuses 1 herausgeschleudert,
wo sie eine niedergehende Dünnschicht bilden, die kontinuierlich durch die Flüssigkeits
strahlen verwirbelt wird. Ein Teil dieser Flüssigkeit wird auf der Wärmeaustauschflac
he 10 verdampft, und die nicht verdampfte Flüssigkeit fließt in den ringfömigen
Sammelbehälter 26 herab, aus welchem sie durch die Rinnen 27 auf den Verteilungsring
13 der unten liegenden Trommel 8a überfließt. Ferner wird unter ddr Einwirkung der
zentrifugaien Kraft die Flüssigkeit von dem Ring 13 gegen die Innenfläche der vorstehenden
Teile 17 der Sicken
der Trommel 8a geschleudert, wo der Zyklus
wiederholt wird.
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Die eingedickte Lösung (oder der BlasenrUckstand) alrd durch den Stutzen
4 entfernt, und der bei der Verdampfung der Flüssigkeit gebildete Dampf bewegt sich
nach unten durch den ringförmigen Spalt 21 zwischen der Außenflaeache der Trommein
8 und 8a und der Wärmeaustauschfläche 10 des Gahauses 1 des Apparates. Durch die
bei der Bewegung des Dampfes entstehende Reibung des Dampfes an der Flüssigkeit
wird der Wärmeaustausch intensiviert. Bei der Bewegung werden die Dämpfe teilweise
(vorläuSlg) in dem ringförmigen Spalt 21 und bei der Xnderung der Richtung des Dampfstromes
um 900 beim Eintreten des Dampfes In jede Sektion 28 der zentrifugalen Abscheidungsvorrichtung
abgeschieden. Dann strömen die vorläufig abgaschiedenen Dämpfe durch die zentrifugale
Abscheidungsvorrichtung, wobei sie sich in jeder Sektion 28 vollständig von den
Flüssigkeitstropfen befreien; die Dämpfe gelan;en dann in den Hohlraum der unten
liegenden Trommeln 8a und werden anschließend aus dem Verdampfer über den Stutzen
5 abgeführt.
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Die abgeschiedene Flüssigkeit wird von der Oberfläche der Schaufeln
29 unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft in die Biegungen der vertikalen Außenkanten
30 der Schaufeln 29 Zurückgeschleudert und in diesen gespeichert. Sie fließt unter
der Einwirkung der Schwerkraft in Form von kontinuierlichen Strahlen auf den Ring
13 der unterhalb liegenden Trommel 8a
herab, von welcher sie dann
der Innenfläche der Sorstehenden Teile 17 der Sicken zugeführt wird.