DE2700894A1

DE2700894A1 - Rotationsverdampfer

Info

Publication number: DE2700894A1
Application number: DE2700894A
Authority: DE
Inventors: Max Schilter
Original assignee: Buechi Labortechnik AG
Current assignee: Buechi Labortechnik AG
Priority date: 1977-01-11
Filing date: 1977-01-11
Publication date: 1978-07-13

Description

PATENTANWALT- DfPL-ΡΉΥέ. WILLY LORENZ 2700894 Hubertusse. 83Va · D-8035 Gauting < «S¹ (089) 8 50 25 24 - Telex 5 21 707 lore d · ♦ Brevet - TeTekopierer X

10.Januar 1977

Heine Akte: b 80-j,DT

Büchi Laboratoriums-Technik AG, 9230 Flawil, Schwei

Rotationsverdainnfer

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kühlen eines einem Rationsverdampfer nachgeschalteten Kondensators mittels eines Kühlmediums.

Rotationsverdampfer sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und gebräuchlich. Durch die Rotation des Verdampfungskolbens wird eine ständige Durchmischung der zu verdampfenden Flüssigkeit und eine schonende Verdampfung bei niedrigen Temperaturen erreicht.

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Der Kondensator des Verdampfers wird in der Regel mit Wasser aus dem Leitungsnetz oder aber auch mit anderen Kühlmedien gespeist- Ein Problem beim Betrieb derartiger Vorrichtungen ist der hohe Wasserverbrauch. Eine Reduzierung wird dabei a,:3 wirtschaftlichen Gründen angestrebt, da die Kosten für Gebrauchswasser relativ hoch sind und eher steigende Tendenz aufweisen.

Zu berücksichtigen ist dabei, dass Rotationsverdampfer selbst meistens nur einige Stunden pro Tag in Betrieb sind. Dabei muss jedoch absolut zuverlässig gewährleistet sein, dass der Verdampfungsprozess nicht ohne Kühlung des Kondensators ausgelöst wird, da dies insbesondere bei Verwendung von Vakuumpumpen zur Erzeugung eines Unterdrucks im Verdampfer schädliche Folgen hätte.

Es sind bereits Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen der Kühlwasserstrom im Kondensator durch Temperaturfühler kontrolliert wird, um die Wasserzufuhr beim Absinken der Temperatur zu reduzieren oder zu unterbrechen. Ein anderer Lösungsvorschlag geht dahin, dass die Wasserzufuhr vom Vorhandensein von Dampf im Kondensator oder am Ausgang des Verdampfungskolbens abhängig gemacht wird.

Die Nachteile dieser Lösungsvorschläge liegen jedoch darin, dass sie einerseits aufwendig und teuer sind und andererseit-s keine optimale Wirkung erzielen. So ist es z.B. unzweckmässig, die Wasserzufuhr von der Temperatur des Kühlwassers abhängig zu machen, da auch nach dem Aussetzen des Verdampfungsprozesses noch Teile der Vorrichtung gekühlt werden und der Kondensator somit noch mit Wasser gespeist wird, ohne dass dieses dabei ,eine für den Betrieb notwendige Aufgabe erfüllt.

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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, um den Kühlwasserverbrauch des Kondensators auf optimal einfache Weise auf ein für einen schadlosen Betrieb der Vorrichtung erforderliches Minimum zu reduzieren.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zum Einsparen von Kühlmedium dieses erst beim Einschalten des Rotationsantriebs und/oder der Heizeinrichtung für den Verdampfer dem Kondensator zugeführt wird und spätestens nach dem Abschalten des .Rotationsantriebs und/oder der Heizeinrichtung die Zufuhr wieder unterbrochen wird.

Die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird dadurch erreicht, dass die Wasserversorgungseinrichtung des Kondensators ein Ventil zum Oeffnen und Schliessen der Wasserzufuhr aufweist, und dass das Antriebsteil des Ventils derart mit der Antriebseinrichtung und/oder der Heizeinrichtung des Rotationsverdampfers verbunden ist, dass das Ventil im Betrieb der Antriebseinrichtung und/oder der Heizeinrichtung geöffnet und nach deren Abschaltung geschlossen ist.

Durch die erfindungsgemässe Betätigung des Sperr-Ventils an der Wasserzuführung ist somit gewährleistet, dass die Wasserzufuhr unterbrochen wird, sobald der Verdampfungsprozess zu Ende ist, ohne dass dazu komplizierte Messungen der Dampftemperatur mittels aufwendiger Hessvorrichtungen im Verdampfer— kolben erforderlich wären. Um eine möglichst einfache Schaltanordnung zu erreichen, ist das Antriebsteil des Ventils mit dem Stromnetz der Antriebseinrichtung und/oder aej: Heizeinrichtung parallel geschaltet. Eine andere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, dass eine Abfühleinrichtung vorgesehen ist, welche die Antriebseinrichtung auf das Vorhandensein von Spannung und/oder auf das Vorhandensein eines Drehmoments kontrolliert.

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1 § t t till

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Verzögerungseinrichtung zur zeitlichen Verzögerung des Schliessens des Ven⁺.' Is vorgesehen, um den Kondensator für den darauffolgenden Prozess etwas weiter abzukühlen.

Damit lässt sich die Kühlung des Kondensators auch über das Abschalten der Antriebseinrichtung hinaus aufrecht erhalten. Dies ist besonders wichtig, um ein restloses Kondensieren des noch in den Leitungen verbleibenden Dampfes zu gewährleisten. Andernfalls könnte die eventuell mit dem Kondensator verbundene Vakuumpumpe durch die so angesaugten Dämpfe beschädigt werden.

Es wäre auch denkbar und im Rahmen der Erfindung, wenn die Abfühleinrichtung als Drehzahlmesser zum Abtasten der Dreh-, zahl an der Antriebseinrichtung ausgebildet ist.

Ersichtlicherweise werden der erfinderische Inhalt und der technische Fortschritt des Anmeldungsgegenstaiids sowohl durch die neuen Einzelmerkmale, als auch insbesondere durch Kombination und Unterkombination aller Verwendung findenden Merkmale gewährleistet.

Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung eines Rotationsverdampfers mit den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 ein abgewandeltes Beispiel des Erfindungsgeger-'tiands, und

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Wasserverbrauchs in Abhängigkeit von den Einschaltperioden des Rotationsverdampfers .

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Gemäss Fig. 1 weist ein Rotationsverdampfer einen Verdampfungskolben 1 auf, welcher in einen Behälter 2 eintaucht, in dem sich eine durch eine Heizeinrichtung 25 erhitzte Flüssigkeit 3 befindet. Der Verdampfungskolben 1 ist in einer Kolbenhalterung 7 derart drehbar gelagert, dass er angetrieben von der Antriebseinrichtung 9 um seine durch den Kolbenhals 5 gehende Mittelachse rotiert. Dadurch wird das Medium 4, welches sich im Verdampfungskolben 1 befindet besonders schonend verdampft. Die ganze Einrichtung ist in bekannter Weise an einem verstellbaren Stativ 8 befestigt. Das verdampfte Medium gelangt durch ein in den Kolbenhals 5 ragendes Verbindungsrohr 6 in den Kondensator 10, wobei eine Vakuumpumpe 16 einen Unterdruck in der Gesamtanordnung erzeugt. Der Kondensator IO besteht im wesentlichen aus einem Rohr 11, welches eine für die Kondensation günstige Konfiguration aufweist und aus einem Aussenmantel 12, der die Kühlkammer 21 begrenzt. Diese Kühlkammer 21 wird an dem, dem Eintritt des Verbindungsrohrs 6 in das Rohr entgegengesetzten Ende mittels einer Zuleitung 14 mit Kühlwasser versorg. Beim Kondensieren des Dampfes an den Innenwänden des Rohrs 11 erwärmt sich das in der Kühlkammer 21 zirkulierende Wasser, welches über die Ableitung 15 die Kühlkammer 21 wieder verlässt. Das Kondensat verlässt den Kondensator über einen Abfluss 13. In die Zuleitung 14 ist ein Sperrventil 17 eingebaut, das über einen Antriebsteil 18 bewegt wird.

Ersichtlicherweise kann die Betätigung des Sperr-Ventils 17 sowohl auf elektromechanischen!, als auch auf hydraulischem oder pneumatischem Weg erfolgen. Die Funktion derartiger Sperrventile sind dem Fachmann geläufig und werden daher hier nicht näher beschrieben. Die Aktivierung des Antriebsteils 18 erfolgt erfindungsgemäss durch eine Betriebskontrolle der Antriebseinrichtung 9 und/oder der Heizeinrichtung 25. Die Betriebskontrolle kann entweder direkt durch elektrische Parallelschaltung des Antriebsteils 18 mit der Antriebseinrichtung 9 und/oder der Heizeinrichtung 25, oder aber, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, mit Hilfe einer Abfühleinrichtung 22 erfolgen=

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Auch für diese Abfühleinrichtung sind verschiedene Ausführungsformen denkbar. So ist z.B. in Fig. 2 ein abgewandeltes Beispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt, bei der die Abfühleinrichtung 22 den Betrieb der Antriebseinrichtung 9 dadurch kontrolliert, dass die Drehzahl an der Achse 24 über eine biegsame Welle 23 gemessen wird.

Ersichtlicherweise kann die Abfühleinrichtung 22 so konzipiert sein, dass sie den Antriebsteil 18 des Sperr-Ventils 17 aktiviert, sobald die Drehzahl, bzw. das Drehmoment an der Weile auf Null abfällt. Die Abfühleinrichtung zur Betriebskontrolle der Antriebseinrichtuna und/oder der Heizeinrichtung kann jedoch auch mit elektronischen, thermischen oder anderen dem Fachmann geläufigen Kontrollelementen arbeiten und insbesondere auch einen Temperaturfühler zur üeberwachung der Temperatur der Heizflüssigkeit 3 aufweisen, der einfach und billig anbringbar ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind anhand der graphischen Darstellung in Fig. 3 klar ersichtlich. Die durch die Linie 26 begrenzte Fläche 27 stellt den Wasserverbrauch in Abhängigkeit der Einschaltperioden des Rotationsverdampfers dar, welche bei E beginnen und bei A wieder aussetzen. Wie dargestellt, fällt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung das Sperren der Wasserzufuhr zeitlich etwa mit dem Ausschalten der Antriebseinrichtung und/oder der Heizeinrichtung zusammen. Mit dem durch eine unterbrochene Linie 29 begrenzten Feld 28 ist der etwas erhöhte Wasserverbrauch bei Verwendung eines Zeitrelais zur sicheren Nachkühlung dargestellt.

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Claims

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Patentansprüche 2700894

l.J Verfahren zum Kühlen eines einem Rotationsverdampfer nachgeschalteten Kondensators mittels eines Küh!mediums,

dadurch gekennzeichnet, dass zum Einsparen von Kühlmedium dieses erst beim Einschalten des Rotationsantriebs und/oder der Heizeinrichtung für den Verdampfer dem Kondensator zugeführt wird und spätestens nach dem Abschalten des Rotationsantriebs und/oder der Heizeinrichtung die Zufuhr wieder unterbrochen wird=

2. Rotationsverdampfer mit einer elektrischen Antriebseinrichtung zum Antrieb des Verdampferkolbens und/oder einer elektrischen Heizeinrichtung sowie einem durch eine Dampfleitung mit dem Verdampfungskolben verbundenen Kondensator, der durch Kühlwasser mittels einer Wasserversorgungseinrichtung gekühlt ist, dadurch gekennzeichnet,dass die Wasserversorgungseinrichtung des Kondensators ein V-'.ntil zum Oeffnen und Schliessen der Wasserzufuhr aufweist, und dass das Antriebsteil des Ventils derart mit der Antriebseinrichtung und/oder der Heizeinrichtung des Rotationsverdampfers verbunden ist« da,js das Ventil im Betrieb der Antriebseinrichtung und/oder der Heizeinrichtung geöffnet und nach deren Abschaltung geschlossen ist.

3. Rotationsverdampfer nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet . dass das Antriebsteil des Ventils mit der Stromversorgung der Antriebseinrichtung und/oder der Heizeinrichtung parallel geschaltet ist.

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4. Rotationsverdampfer nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass eine Abfühleinrichtung zur üeberwachung der Antriebseinrichtung auf das Vorhandensein von elektrischer Spannung vorgesehen ist, welche zur Aktivierung des Wasserzufuhr-Ventils mit letzterem verbunden ist.

5. Rotationsverdampfer . .ch Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet ,dass eine Abfühleinrichtung zur Uebe .achung der Antriebseinrichtung auf das Vorhandensein eines Drehmoments vorgesehen ist, welche zur Aktivierung des itfasserzufuhr-Ventils mit letzterere verbunden ist.

6. Rotationsverdampfer nach Patentanspruch 2 bis 5, d a durch gekennzeichnet,dass eine Verzögerungseinrichtung zur zeitlichen Verzögerung des Schliessens des Ventils vorgesehen ist.

7. Rotationsverdampfer nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass ein Temperatur- . fühler zur Üeberwachung der Temperatur der Heizeinrichtung vorgesehen ist, welcher zur Aktivierung des Wasserzufuhr-Ventils oberhalb vorbestimmbarer Temperaturgrenzwerte der Heizeinrichtung mit dem Wasserzufuhr-Ventil verbunden ist.

rr_ tr.-·- /I

rip/ nc/ jvc

24.12.76

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