DE3330765C2 - Hubvorrichtung für Rotationsverdampfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubvorrichtung für einen Rota­ tionsverdampfer, dessen Probengefäß gegenüber dem Heizbad in der Höhe verstellbar ist.

Es ist ein Rotationsverdampfer bekannt (CH-PS 411 783), bei dem das Probengefäß über eine lange, vertikale Antriebs­ welle und ein Kegelradgetriebe drehend angetrieben wird und bei der der Antriebskopf relativ zum Heizbad hydraulisch in vertikaler Richtung verstellt werden kann. Diese bekann­ te Einrichtung ist kompliziert in ihrem Aufbau und erfordert ein stabiles Gehäuse, welches das Heizbad und die Lagerung und das Antriebsgetriebe für das Probengefäß trägt.

Bei anderen Rotationsverdampfern ist das Hubelement für das Probengefäß an einer Säule hubbeweglich abgestützt und wird an dieser mit einem Hubelement auf- und abbewegt. Bei einer Hubvorrichtung dieser Art sind das Probengefäß und ein ande­ res schweres Teil, beispielsweise eine Drehantriebsvorrich­ tung an einem Ende des Hubelementes befestigt. Hierdurch wirkt ein hohes Biegemoment auf die Hubvorrichtung, so daß das Hubelement nur schwer in vertikaler Richtung betätigt werden kann und hierbei leicht quietschende Geräusche er­ zeugt. Außerdem kann das Hubelement in starke Vibrationen geraten, wenn auf das Hubelement ein Stoß ausgeübt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hubvorrichtung für Ro­ tationsverdampfer zu schaffen, die sehr einfach ausgebildet ist und bei der das Hubelement glatt und ohne Hemmnisse in vertikaler Richtung bewegt werden kann.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, quietschende Geräu­ sche zu vermeiden, wenn die Hubvorrichtung arbeitet.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird durch die folgende Beschreibung anhand der Zeichnung an einem Ausfüh­ rungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Hubvorrichtung für Rotationsverdampfer nach der Erfindung in einer Vorderansicht und teilweise im Schnitt,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einem Horizontal­ schnitt nach Linie II-II und

Fig. 3 eine Einzelheit einer anderen Ausführungsform der Erfindung in einem vertikalen Teilschnitt.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist ein Hubelement 5 ver­ tikal hubbeweglich an einer Säule 3 gelagert, die auf einer Basis 1 in vertikaler Lage montiert ist. Ein Probengefäß 11, beispielsweise ein eiförmiger Kolben od. dgl., ist an einem Ende einer hohlen, drehbaren Welle 9 einer Drehantriebsvor­ richtung 7 abnehmbar befestigt, die von dem Hubelement 5 ge­ tragen wird. Am anderen Ende der drehbaren Welle 9 ist ein Eindicker 13 lösbar befestigt. Zum Erhitzen des Probengefäs­ ses 11 dient ein Heizbad 15 in Form eines Wasserbades, in das das Probengefäß 11 teilweise eintaucht.

Als nächstes soll nun jeder Teil im einzelnen beschrieben werden; da jedoch das Probengefäß 11 und der Eindicker 13 denen ähnlich sind, welche im allgemeinen verwendet werden, werden sie nicht mehr im einzelnen beschrieben.

Obgleich dies nicht näher dargestellt ist, ist doch das Wasserbad 15 mit einer Heizvorrichtung und einem Temperatur­ fühler zum Überwachen der Wassertemperatur ausgerüstet. Der Erhitzer wird von einer Steuereinheit, beispielsweise einem Mikrocomputer so gesteuert, daß die Wassertemperatur des Wasserbades 15 immer auf einer vorherbestimmten Temperatur bleibt.

Der Basisteil des Hubelementes 5 hat eine Führungsöffnung 5G, so daß das Hubelement 5 an der Säule 3 in vertikaler Richtung gleiten kann.

Die Drehantriebsvorrichtung 7 ist am Endteil des Hubelemen­ tes 5 abgestützt, in dem sich ein horizontal angeordnetes Befestigungsloch 5T befindet. In dieses Befestigungsloch 5T ist eine Schwenkachse 17 eingesteckt und in dem Loch mit ei­ ner Schraube festgeklemmt. Nach dem Lösen eines Hebels 19 kann die Drehantriebsvorrichtung 7 um diese Schwenkachse 17 geschwenkt und in ihrer Neigung verstellt werden. Durch Festziehen des Hebels 19 kann die Drehantriebsvorrichtung 7 dann in ihrer geneigten Lage festgestellt werden.

Das Hubelement 5 hat in seinem mittleren Teil eine vertika­ le Einsatzbohrung 5F, in die eine Mutter 21 mit einem Bund 21F lose eingesetzt ist. Hierdurch befindet sich zwischen der Einsatzbohrung 5F und der Mutter 21 ein kleines Spiel, das eine Relativbewegung zwischen der Mutter 21 und dem Hub­ element 5 gestattet.

In das Hubelement 5 sind mehrere Schrauben 23 eingeschraubt, die den Bund 21F der Mutter 21 lose durchdringen. Zwischen den Köpfen der Schrauben 23 und dem Bund 21F sind Federele­ mente 25, beispielsweise Schraubenfedern angeordnet.

Während bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die Mutter 21 so in die Einsatzbohrung eingesetzt ist, daß sich ihr Bund auf der Oberseite des Hubelementes befindet, kann die Mutter auch derart umgekehrt in die Einsatzbohrung eingesetzt wer­ den, daß sich ihr Bund auf der Unterseite der Einsatzbohrung befindet, wie dies bei der Ausführungsform nach Fig. 3 dar­ gestellt ist.

Die Mutter 21 befindet sich mit einer Gewindespindel 27 in Gewindeeingriff, die parallel neben der Säule angeordnet ist. Das obere Ende der Spindel 27 ist mit einem Lager 31 an einer Konsole 29 drehbar gelagert, die am oberen Ende der Säule 3 mit mehreren Schrauben od. dgl. befestigt ist. Das untere Ende der Säule 27 ist auf einer Grundplatte 35 drehbar gela­ gert, die sich mit mehreren Kissenelementen 33, beispielswei­ se aus elastischem Gummi, auf der Basis 1 abstützt. Hier­ durch kann sich das untere Ende der Spindel 27 frei und leicht in horizontaler Richtung bewegen.

Am unteren Ende der Spindel 27 ist an dieser ein Schneckenzahn­ rad 37 befestigt, das mit einer Schnecke 43 in Eingriff steht, die auf der Abtriebswelle 41 eines Motors 39 für den Drehan­ trieb der Spindel 27 sitzt. Der Motor 39 ist auf der Grund­ platte 35 montiert, in der auch die Spindel 27 gelagert ist. Wenn sich der Motor 39 in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung dreht, dreht sich auch die Spindel 27 entsprechend und das Hubelement 5 bewegt sich je nach Drehrichtung der Spindel 27 längs der Säule 3 in vertikaler Richtung aufwärts oder abwärts.

Die Drehantriebsvorrichtung 7 für das Probengefäß 11 ist am freien Ende des Hubelementes 5 gelagert und erzeugt hier­ durch ein Biegemoment auf die Spindel 27, welches hierdurch veranlaßt wird, sich auszubiegen und an ihrem unteren Ende in Fig. 1 nach links auszuwandern, so daß die Spindel 27 ei­ ne gegenüber der Vertikalen geneigte Lage einnimmt. Diese Verformung der Spindel 27 ist möglich, da die Mutter 21 mit Spiel in der Einsatzbohrung 5F des Hubelementes 5 sitzt und ohne Zwängung eine zum Hubelement 5 geneigte Lage einnehmen kann. Die Spindel 27 kann sich deshalb auch in geneigter La­ ge leicht und ohne Quietschgeräusche in der Mutter 21 dre­ hen.

Wenn sich das Hubelement 5, von dem Motor 39 angetrieben, längs der Säule 3 bewegt, stößt es, je nach Bewegungsrichtung, an eine obere Grenzeinstellvorrichtung 45 oder an eine untere Grenzeinstellvorrichtung 47, die am oberen bzw. unteren Ende der Säule 3 befestigt sind und in ihrer Höhenlage nach Belie­ ben eingestellt werden können. Zu diesem Zwecke haben die obere Grenzeinstellvorrichtung 45 und die untere Grenzein­ stellvorrichtung 47 Befestigungsteile 49A bzw. 49B, beispiels­ weise Schrauben, mit denen sie an der Säule 3 befestigt sind. Ferner sind an den Grenzeinstellvorrichtungen 45 und 47 Fühl­ einrichtungen 51 bzw. 53, wie beispielsweise Endschalter, vorgesehen.

Wenn diese Fühleinrichtungen 51 bzw. 53 beim Aufsteigen oder Absteigen des Hubelementes 5 betätigt werden, stoppen sie die Drehbewegung des Motors 39. Hierdurch kann das Probenge­ fäß 11 immer auf eine bestimmte Lage zum Wasserbad 15 einge­ stellt werden und es wird verhindert, daß das Hubelement ei­ nen Überhub ausführt.

Wie weiter oben beschrieben, wird der Motor 39 mit Hilfe der Fühleinrichtung 51 und 53 stillgesetzt; die Steuerung des Motors ist jedoch nicht auf solche Fühlvorrichtungen be­ schränkt, sondern es ist auch möglich, den Motor 39 dadurch stillzusetzen, daß sich die Belastung des Motors 39 in Folge des Hubkontaktes des Hubelementes 5 an der oberen oder unte­ ren Grenzeinstellvorrichtung 45 bzw. 47 ändert und diese Än­ derung in der Belastung des Motors 39 abgetastet wird.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, sind der Motor 39 und die Getrie­ beteile 41, 43 und 37 für den Antrieb der Spindel 27 in einem Gehäuse 55 angeordnet und die Säule 3 ist mit einer Abdeckung 57 versehen.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist an einer geeigneten Stelle der Säule 3 eine Stützvorrichtung 59 befestigt, die auf dem Umfang der Säule 3 gleiten kann und mit einer Schraube 67 arretiert ist. Die Stützvorrichtung 59 umfaßt mit einer La­ gerbüchse 61 die Spindel 27 und ist durch ein aufvulkanisier­ tes Gummikissen 63 an einem Rohrstück 65 befestigt, welches auf dem Umfang der Säule 3 gleitet und in dem die Schraube 67 angeordnet ist. Die durch Ausbiegung der Spindel 27 beim Heben und Senken des Hubelementes 5 erzeugte Vibration wird durch das Kissenelement 63 absorbiert, welches die Spindel seitlich abstützt, so daß eine Vibration des Probengefäßes 11 od. dgl. verhindert wird.

Mit einer solchen Konstruktion wird der Neigungswinkel der Drehantriebsvorrichtung 7 auf die Größe des verwendeten Pro­ bengefäßes 11 abgestimmt und durch Betätigen des Hebels 19 genau eingestellt, während die vertikalen Endstellungen durch die Grenzeinstellvorrichtungen 45 und 47 bestimmt wer­ den. Wenn dann die Spindel 27 beim Ingangsetzen des Motors 39 gedreht wird, bewegt sich das Hubelement 5 aufwärts bzw. abwärts. Der Motor 39 wird dann in demjenigen Moment still­ gesetzt, an dem das Hubelement 5 auf die Grenzeinstellvor­ richtung 45 bzw. 47 trifft und den Endschalter 51 bzw. 53 betätigt. Das Hubelement 5 wird dann angehalten.

Sobald das Hubelement stehenbleibt, kann das Probengefäß 11 von der Drehantriebsvorrichtung 7 abgenommen werden oder es kann eine geeignete Probe in das Probengefäß eingebracht werden. Danach wird die Drehantriebsvorrichtung 7 in Gang gesetzt und hierdurch das Probengefäß 11 gedreht.

Wenn die Spindel 27 von dem Motor 39 im entgegensetzten Sin­ ne gedreht wird, bewegt sich das Hubelement 5 abwärts und das Probengefäß 11 taucht in das Wasserbad 15 ein. Wenn dann die untere Grenzeinstellvorrichtung 47 beim Niederfahren des Hubelementes 5 wirksam wird, hält der Motor 39 an und das Hubelement 5 bleibt stehen.

Während das Probengefäß 11 sich dreht und im Wasserbad 15 erhitzt wird, wird die im Probengefäß 11 befindliche Probe konzen­ triert und evaporiert. Der sich bildende Dampf wird im Kon­ zentrationsgefäß 13 niedergeschlagen.

Wenn das Hubelement 5 sich in vertikaler Richtung bewegt und die Spindel 7 infolge der einseitigen Belastung des Hubele­ mentes sich ausbiegt, wird diese Ausbiegung durch die Stütz­ vorrichtung 59 beschränkt und eine etwaige Vibration absor­ biert. Hierdurch wird eine Vibration des Probengefäßes 11 verhindert und das Hubelement kann sich zwängungsfrei und ohne zu quietschen längs der Spindel 27 bewegen. Da die Grenz­ einstellvorrichtungen 45 und 47 die Hubbewegung des Hubele­ mentes begrenzen und in verschiedenen Höhen eingestellt wer­ den können, ist es möglich, den Konzentrationsvorgang für die Probe wiederholt durchzuführen, wobei zweckmäßig ein Probengefäß 11 mit gleichem Fassungsvermögen verwendet wird.

Claims (7)

1. Hubvorrichtung für einen Rotationsverdampfer, dessen Probengefäß gegenüber dem Heizbad in der Höhe verstell­ bar ist, gekennzeichnet durch
eine Säule (3), die annähernd vertikal auf einer Basis (1) montiert ist;
ein Hubelement (5), an dessen Endteil ein Proben­ gefäß (11) drehbar gelagert ist und das mit seinem Basisteil an der Säule (3) vertikal beweglich ge­ führt ist;
eine Spindel (27), die parallel zu der Säule (3) angeordnet ist und durch Drehung das Hubelement (5) in vertikaler Richtung bewegt und durch eine Gewindemutter (21), die sich mit der Spindel (27) im Gewindeeingriff befindet und die mit klei­ nem Spiel in ein Einsetzloch (5F) im Hubelement (5) eingesetzt ist.

2. Hubvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Hubelement (5) an der Gewindemutter (21) durch Federmittel abgestützt ist.

3. Hubvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (27) auf einer Grundplatte (35) drehbar abgestützt und befestigt ist, die mit elastischen Kissen (33) auf der Basis (1) abgestützt ist und daß auf der Grundplatte (35) ein Mo­ tor (39) zum Drehen der Spindel (27) montiert ist.

4. Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ge­ kennzeichnet durch eine Stützvorrich­ tung (59), welche die Spindel (27) an ihrem Umfang ab­ stützt und an einer geeigneten Stelle der Säule (3) be­ festigt ist.

5. Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ge­ kennzeichnet durch eine obere Grenz­ einstellvorrichtung (45) zum Einstellen der oberen Hub­ grenze und durch eine untere Grenzeinstellvorrichtung (47) zum Einstellen der unteren Hubgrenze des Hubele­ mentes (5), die an der Säule (3) in vertikaler Richtung verstellbar befestigt sind und den Motor (39) zum Dre­ hen der Spindel (27) stillsetzen, wenn das Hubelement (5) bei der Vertikalbewegung seine obere oder untere Hubgrenze erreicht.

6. Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stütz­ vorrichtung (59) mit einer Lagerbüchse (61) den Umfang der Spindel (27) umfaßt und auf dem Umfang der Säule (3) frei gleitbar befestigt ist.

7. Hubvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Stütz­ vorrichtung (59) durch ein Gummikissen (63) mit einem Rohrstück elastisch verbunden ist, das auf dem Umfang der Säule (3) gleitbar angebracht ist.