DE3114449A1

DE3114449A1 - Dichtungssystem fuer einen rotationsverdampfer

Info

Publication number: DE3114449A1
Application number: DE19813114449
Authority: DE
Inventors: Angelo 9230 Flawil Talamona; Adolf 9202 Gossau Zellweger
Original assignee: Buechi Labortechnik AG
Current assignee: Buechi Labortechnik AG
Priority date: 1981-04-09
Filing date: 1981-04-09
Publication date: 1982-10-28

Description

Dichtungssystem für einen Rotationsverdampfer
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Die Erfindung bezieht sich auf ein Dichtungssystem für einen Rotationsverdampfer, welcher einen rotierenden Kolben, eine Antriebsvorrichtung zum Drehen des Kolbens, einen festen Kühler und ein Dampfdurchführungsrohr zur Durchleitung des Dampfes durch die Antriebsvorrichtung in den Kühler aufweist, wobei zwischen den festen und rotierenden dampffuhrenden Teilen eine Wellendichtung vorgesehen ist.
Derartige Dichtungssysteme sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und gebräuchlich. Es wird unterschieden zwischen Dichtungssystemen, bei denen sich die Dichtung auf der Kolben- oder Verdampferseite befindet und solchen, bei denen die Dichtung auf der Kühlerseite angeordnet ist. Beide Lösungsarten weisen bekanntermassen Nachteile auf. Die Dichtungssysteme auf der Verdampferkolbenseite sind beispielsweise dem zu verdampfenden Medium auszusetzen. Diese Medien sind in vielen Anwendungsfällen äusserst aggressiv und setzen damit die Lebensdauer der Dichtung herab. Bei anderen Medien sind es allenfalls darin enthaltene Feststoffpartikel, welche die Dichtung mechanisch beschädigen. Ausserdem verursacht der Abrieb der Dichtung selbst in geringem Umfang eine Kontamination des Mediums, was sich in bestimmten Fällen jedoch schädlich auswirken kann.
Die bekannten Dichtungssysteme, welche auf der Kühlerseite dichten, sind im Aufbau verhältnismässig kompliziert und eignen sich in der Regel nicht für die Rückfluss-Destillation, da sie Vertiefungen aufweisen, in denen sich der Rückfluss ansammeln kann.
Das Auswechseln der Dichtung ist vor allem bei grösseren Geräten äusserst kompliziert, da der Getriebekopf der Antriebsvorrichtung zum Teil demontiert werden muss. Ausserdem mussten bei der Antriebsvorrichtung bisher Teflon-beschichtete Metallteile eingesetzt werden, die einerseits kostspielig sind und anderseits beim Gebrauch leicht beschädigt werden können.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Dichtungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Nachteile des Bekannten vermieden werden, und mit dem insbesondere eine lange Lebensdauer der Dichtung bei Vermeidung einer Kontamination des Mediums gewährleistet werden soll. Das Dichtungssystem soll ausserdem bezüglich Herstellung und Bedienung möglichst einfach sein und sich auch für die Ruckfluss-Destillation eignen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Dampfdurchführungsrohr zusammen mit dem Kolben antreibbar ist und dass an dessen Ende auf der Kühlerseite ein Zwischenstück angeordnet ist, welches die Wellendichtung trägt. Diese Bauweise ermöglicht es, die Wellendichtung vom zu verdampfenden Medium fernzuhalten und somit einerseits eine Zerstörung der Wellendichtung durch das Medium und andererseits eine Kontamination des Mediums durch Abrieb oder Zersetzung zu vermeiden. Das Zwischenstück mit der Wellendichtung ist von der Kühlerseite her leicht zugänglich, so dass ein Auswechseln der Dichtung auf einfachste Weise erfolgen kann.
Ein besonders optimaler Schutz der Wellendichtung wird erreicht, wenn das Zwischenstück zur Aufnahme des kühlerseitigen Endes des Dampfdurchführungsrohres einen kreisringförmig#n Kanal aufweist.
Dadurch überlappt sich das Zwischenstück mit dem Ende des Dampfdurchführungsrohres, was sich insbesondere bei der Rücklauf-Destillation vorteilhaft auswirkt. Selbst bei geringer Neigung von Kolben und Kühler relativ zur Horizontalen fliesst das Destillat ohne Hinderniss in das Dampfdurchführungsrohr zurück. Die Bildung von Stauräumen, in denen sich das teilweise aggressive Destillat ansammeln könnte, wird dadurch zuverlässig vermieden.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Wellendichtung radial ausserhalb des kreisringförmigen Kanals angeordnet ist.
Das in den kreisringförmigen Kanal hineinragende Ende des Dampfdurchführungsrohres bildet dann eine Art Schikane, welche ein Vordringen des Mediums zur Wellendichtung erschwert. Ein zusätzlicher Schutz der Wellendichtung kann erreicht werden, wenn zwischen der Wellendichtung und dem kreisringförmigen Kanal ein am Dampfdurchführungsrohr anliegender Abstreifring angeordnet ist. Auf diese Weise werden auch Feststoffpartikel von der Wellendichtung ferngehalten.
Besonders vorteilhaft wird das Zwischenstück aus Teflon gefertigt. Dieser Werkstoff lässt sich einerseits leicht bearbeiten und ist andererseits relativ preiswert. Teflon ist ausserdem gegenüber den meisten Chemikalien resistent, so dass keine Zerstörung befürchtet werden muss.
Eine einfache Handhabung ergibt sich, wenn das Zwischenstück vom Gehäuse der Antriebsvorrichtung gehalten ist und wenn der Kühler mittels einer Uberwurfmutter an das Zwischenstück bzw. die Antriebsvorrichtung pressbar ist. Dadurch muss lediglich die Uberwurfmutter gelöst werden, um den ganzen kühlerseitigen Glassatz wegschwenken zu können. Die Wellendichtung ist so auf einfachste Weise zugänglich, ohne dass der Kolben oder Getriebeteile demontiert werden müssen.
Das Dampfdurchführungsrohr ist vorteilhaft auf der Kolbenseite flanschartig ausgebildet. Dadurch kann der Kolben bei Verwendung einer einfachen Sandwich-Dichtung ebenfalls auf einfache Weise an die rotierenden Getriebeteile angeflanscht werden. Das Medium kommt dadurch an keiner Stelle mit Metallteilen der Antriebsvorrichtung in Berührung. Damit entfällt gesamthaft auch das Erforderniss, dass einzelne Metallteile Teflon-beschichtet werden müssen, was mit hohen Kosten verbunden ist.
Eine besonders gute Führung des Dampfdurchführungsrohrs ergibt sich, wenn das Dampfdurchführungsrohr von einer Antriebsnabe umgeben ist, welche es kühler- und kolbenseitig wenigstens in den Endbereichen umgreift und abstützt. Damit wird ein präziser Rundlauf des Dampfdurchführungsrohres erreicht, was eine Schonung der Wellendichtung bedeutet.
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Dichtungssystem. Kolben und Kühler sind dabei lediglich durch die Endbereiche dargestellt, welche mit der Antriebsvorrichtung in Berührung kommen. Der Gesamtaufbau eines Rotationsverdampfers mit Stativ, Motoranordnung usw. ist dem Fachmann ohne weiteres bekannt.
Die Antriebsvorrichtung 25 weist ein Gehäuse 17 auf, in dem die beweglichen Getriebeteile untergebracht sind. Diese bestehen im wesentlichen aus einem Schneckenrad 14, welches ein Zahnrad 129 und mit diesem eine Nabe 16 antreibt. Das Zahnrad 12 ist mit Hilfe von zwei Distanzringen 11 zwischen den beiden Kugellagern 9 gehalten. Die ganze Anordnung wird von einem Gewindering 7 zusammengehalten. Die Nabe umgreift das Dampfdurchführungsrohr 15 und stützt dieses wenigstens in den Endbereichen ab. Die Endbereiche befinden sich im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa in der Ebene der beiden Kugellager 9. Das Dampfdurchführungsrohr 15 ist aus Glas gefertigt, so dass das Medium an keiner Stelle mit Metallteilen der Antriebsvorrichtung in Berührung kommt.
Der Kolben 23, in welchem das zu verdampfende Medium erhitzt wird, ist mit Hilfe einer Uberwurfmutter 21 am Flansch 13 befestigt, welcher seinerseits kraftschlüssig mit der Nabe 16 verbunden ist. Wie dargestellt ist das Dampfdurchführungsrohr auf der Kolbenseite flanschartig ausgebildet, so dass zur Abdichtung zwischen Kolben und Dampfdurchführungsrohr lediglich eine Sandwich-Dichtung 20 erforderlich ist, welche beispielsweise aus Teflon bestehen kann. Zum Schutz der Glasteile vor Druckbeanspruchung sind Einlegeringe 19 bzw. 22V aus Kunststoff vorgesehen.
Am kühlerseitigen Ende 24 des Dampfdurchführungsrohres ist ein Zwischenstück 5 angeordnet, welches die Wellendichtung 6 trägt.
Das Zwischenstück wird seinerseits vom Getriebegehäuse 17 gehalten. Das Ende 24 des Dampfdurchführungsrohres dreht sich in einem kreisringförmigen Kanal 10 des Zwischenstückes. Die Wellendichtung 6 ist ausserhalb dieses Kanals angeordnet, so dass ein optimaler Schutz der Wellendichtung vor dem Medium erreicht wird. Eine zusätzliche Schutzwirkung erfüllt der Abstreifring 8, der zwischen der Wellendichtung 6 und dem Zwischenstück 5 eingeklemmt ist.
Ahnlich wie der Kolben ist auch der Kühler 3 mit Hilfe einer Uberwurfmutter 12 an der Antriebsvorrichtung 25 angeflanscht.
Auch hier ist zum Schutz des Glassatzes ein Einlegering 2 aus Kunststoff vorgesehen. Ein O-Ring 4 sorgt für eine optimale Abdichtung zwischen dem Kühler 3 und dem Zwischenstück 5. Der ringförmige Kanal 10'£verursacht eine Uberlappung zwischen dem rotierenden Dampfdurchführungsrohr und dem festen Zwischenstück 5. Dadurch wird ersichtlicherweise verhindert, dass bei der Rückfluss-Destillation das vom Kühler 3 in den Kolben 23 zurückfliessende Destillat in irgendeiner Form aufgestaut wird. Die Wellendichtung 6 entspricht in den Abmessungen einer normalen Standard-Dichtung aus teflonisiertem Material und ist daher als Verschleisselement besonders kostengünstig gestaltet.
L e e r s e i t e

Claims

PAJENJANSPRUCHE 1. Dichtungssystem für einen Rotationsverdampfer, welcher einen rotierenden Kolben, eine Antriebsvorrichtung zum Drehen des Kolbens, einen festen Kühler und ein Dampfdurchführungsrohr zur Durchleitung des Dampfes durch die Antriebsvorrichtung in den Kühler aufweist, wobei zwischen den festen und rotierenden, dampfführenden Teilen eine Wellendichtung vorgesehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Dampfdurchführungsrohr (15) zusammen mit dem Kolben (23) antreibbar ist und dass an dessen Ende (24) auf der Kühlerseite ein Zwischenstück (5) angeordnet ist, welches die Wellendichtung (6) trägt.
2. Dichtungssystem nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass das Zwischenstück (5) zur Aufnahme des kühlerseitigen Endes (24) des Dampfdurchführungsrohres (15) einen kreisringförmigen Kanal (10) aufweist.
3. Dichtungssystem nach Anspruch 2, d a d u r c h 9 e -k e n n z e i c h n e t, dass die Wellendichtung radial ausserhalb des kreisringförmigen Kanals angeordnet ist.
4. Dichtungssystem nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, dass zwischen der Wellendichtung (6) und dem kreisringförmigen Kanal (10) ein am Dampfdurchführungsrohr anliegender Abstreifring (8) angeordnet ist.
5. Dichtungssystem nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Zwischenstück aus Teflon gefertigt ist.
6. Dichtungssystem nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Zwischenstück (5) vom Gehäuse (17) der Antriebsvorrichtung (25) gehalten ist und dass der Kühler mittels einer Uberwurfmutter (1) auf das Zwischenstück bzw. die Antriebsvorrichtung pressbar ist.
7. Dichtungssystem nach Anspruch 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Dampfdurchführungsrohr auf der Kolbenseite flanschartig ausgebildet ist.
8. Dichtungssystem nach Anspruch 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Dampfdurchführungsrohr von einer Antriebsnabe (16) umgeben ist, welche es kühler- und kolbenseitig wenigstens in den Endbereichen umgreift und abstützt.