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Apparat zum Eindicken von Flüssigkeiten Vorliegende Erfindung bezieht
sich auf solche Apparate zum Eindicken von Flüssigkeiten, insbesondere von Celluloseablauge,
Salzlösungen u. dgl., die aus einem die Flüssigkeit enthaltenden Gefäß bestehen,
in dem ein hohler, durch ein Heizmittel, z. B. Dampf, beheizter Heizkörper drehbar
gelagert ist, wobei der Heizkörper mit einem oder mehreren scheibenförmigen hohlen
Organen für das Heizmittel versehen ist, die im Winkel zur Drehachse des Wärmekörpers
stehen und nur mit ihren unteren Teilen in die Flüssigkeit eintauchen.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei Verdampfern mit rotierenden
Heizkörpern diese mit getrennten Zu- und Abflußleitungen zu versehen, wie auch verhältnismäßig
enge Heizrohre für sie zu verwenden.
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Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Heizkörper in der Form von
drehbaren Schnecken auszufahren ; bei diesen Apparaten wird jedoch die Konzentration
in der gesamten im Gefäß enthaltenen Fíüssigkeitsmenge die gleiche, was bei kontinuierlicher
Arbeitsweise unvorteilhaft ist.
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Der Zweck vorliegender Erfindung ist, eine gleichförmige Verteilung
der Hitze und einen wirksamen Wärmeaustausch herb ei. zuführen, und zwar durch eine
derartige Ausführung des Apparates, daß erstens die wärmeabgebende Fläche des Hjeizkörpgers
im Verhältnis zum Querschnitt des Durchströmkanals des Dampfes groß gehalten werden
kann, zweitens die Geschwindigkeit des Heizdampf es groß wird und drittens der Heizdampf
mit gleicher Temperatur über den ganzen Heizkörper verteilt wird. Außerdem soll
eine beim Durchgang der Flüssigkeit durch den Apparat ständig wachsende Konzentration
erzielt werden.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die scheibenförmigen
Heizkörper untereinander getrennt angeordnet werden und daß der Hohlraum eines jeden
solchen Körpers als ein enger, spiralförmig um die Achse des Heizkörpers verlaufender
Kanal ausgebildet und mit von den Hohlräumen der anderen Körper getrennten Zuläufen
und Auslässen für das Heizmittel versehen ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in Abb.
1 und 2 im Längsschnitt und im Querschnitt veranschaulicht.
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Das Eindampfgefäß, das gemäß der Zeichnung am besten zylindrisch
ist, ist mit I bezeichnet. Diesem Gefäß wird die dünne Lauge durch den Zulauf 2
zugeführt, der an der einen Endwand des Gefäßes gelegen ist, während die konzentrierte
Lauge durch den an der entgegengesetzten Endwand angebrachten Auslaß 3 hinausgepumpt
wird.
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Durch die Lage dieses Auslasses ist das Niveau der Lauge im Gefäß
bestimmt.
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Der innerhalb des Gefäßes umlaufende Heizkörper besteht aus einer
zylindrischen Dampfverteilungstrommel 6, deren beide Enden je an eins der beiden
Rohre 4 und 5 angeschlossen sind, die durch je eine Endwand
des
Gefäßes I geführt sind und in den außerhalb des Gefäßes vorgesehenen Lagern I4 bzw.
I5 drehbar sind.
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Das Rohr 4 dient als Führungsrohr für den Heizdampf, während das
Rohr 5 ein Rohr 7 umschließt, das sich durch die Trommel erstreckt und als Auslaßrohr
für das Kondensat dient.
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An Stelle einer weiten, das Kondensatsammelrohr 7 umgebenden Dampfverteilungstrommel
kann man zwei (oder mehrere) Dampfverteilungsrohre anordnen, und zwar an jle einer
Seite des Kondensatsammelrohres, wobei alle Verschraubungen von außen zugängig angeordnet
werden.
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Ferner kann die Anordnung der Verdampfanlage derart getroffen sein,
daß ein Dampfeinlaßrohr sich durch die Trommel erstreckt, die dann als Kondensatsammeltrommel
dient und zwecks Beförderung des Kondenswassers aus dem Apparat durch einen der
rohrförmigen Lagerzapfen mit einer Schöpfvorrichtung oder mit einem Heber versehen
werden muß.
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Am Außenende des Rohres 7 ist eine Kondensatauslaßbuchse I9, am Auüenende
des Rohres 4 eine Büchse I8 angeschlossen, durch die der Dampf - in das Rohr 4 gelangt.
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An die Dampfverteilungstrommel 6 ist eine Anzahl Rohrschlangen 8
angeschlossen, die derart gewunden sind, daß sie ebene oder annähernd ebene Scheiben
bilden, die einen rechten oder annähernd rechten Winkel mit der Achse des Heizkörpers
bilden. Jede Rohr schlange ist weiter derart gewunden, daß Zwischenräume zwischen
den verschiedenen Windungen vorhanden sind. Das eine Ende jeder Rohrschlange ist
mit der Trommel 6 bei 21, das andere Ende mit dem Kondensatsammelrohr 7. bei 22
verbunden.
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Das Rohr 7 ist an seinem dem Dampfeinlaß zugekehrten Ende geschlossen,
so daß kein Dampf in das Rohr gelangen kann, der nicht zunächst irgendeine der Rohrschlangen
8 durchströmt hat.
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Die mit der Trommel sich drehenden Rohrschlangen tauchen in die einzudickende
Flüssigkeit ein und nehmen dünne Schichten Flüssigkeit mit, die von dem durch die
Rohrschlangen hindurchströmenden Dampf verdampft werden, wobei die Dampfbläschen
der Flüssigkeitsschicht keinen hydrostatischen Widerstand zu überwinden haben. Die
Ausgestaltung der Scheibe in der angedeuteten Weise, d. h. in der Form eines in
einer ebenen Spirale gebogenen Rohres, ist besonders vorteilhaft, weil die Herstellung
dann einfach ist und gleichwohl eine äußerst gute Leistung erreicht wird.
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Die spiralförmig verlaufenden engen Rohre bewirken große Dampfgeschwindigkeit;
hierbei erhält man möglichst dünne Kondenswasserschichten an der Innenseite der
Kanäle, und der Widerstand gegen den Durchgang der Wärme zur Außenseite der Kanalwände
wird auf das geringste Maß beschränkt.
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Der Brüden entweicht durch den Auslaß 9.
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10 ist ein Schaumabscheider.
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Im untersten Teil des Gefäßes ansammelnder Schlamm wird mittels einer
Schnecke II in das Schlammgefäß IZ hinabbefördert, das durch Ventil I3 entleert
wird.
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16 ist ein Getriebe, mittels dessen der Heizkörper in Drehung versetzt
wird, 17 ist der Antrieb, durch den die Förderschraube II ihre Drehbewegung vom
Lagerzapfen 5 aus erhält.
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Zwischen den in die Flüssigkeit hineintauchenden Teilen der Rohrschlangen
sind Schirme 20 angebracht, die aus Flüssigkeit eine bestimmte Bewegungsrichtung
auf ihrem Weg vom Zulauf 2 bis zum Auslaß 3 teilen.
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Dadurch wird erreicht, daß der Konzentrationsgrad der Flüssigkeit
verhältnismäßig schnell gesteigert wird.
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Der Flüssigkeitsstand im Gefäß muß derart hoch sein, daß auch die
Dampfverteilungstrommel 6 in die Flüssigkeit taucht, da die Trommel sich sonst mit
trockener Substanz überzieht, die von den von den Rohrspiralen verspritzten Tröpfchen
herrührt. Die Rohrspiralen werden dann bis zu einem Fünftel oder einem Viertel in
die Lauge hineintauchen.
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Die Drehgeschwindigkeit des Heizkörpers muß so bemessen werden, daß
das Eindampfgut auf den Rohrflächen nicht antrocknet.
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Die Abmessungen der Rohrschlangen müssen derart berechnet werden,
daß die Anfangsgeschwindigkeit des Dampfes groß genug wird, um ein Ansammeln von
Kondenswasser erst im letzten Teile der Rohrschlange zu veranlassen.
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Der Apparat kann mit Frischdampf gespeist werden, und mehrere Apparate
können in Reihe angeordnet sein, wobei der Brüden von dem ersten Apparat als Heizdampf
in den zweiten Apparat hineintritt.
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Der Apparat ist auch dazu geeignet, mit einer Wärmepumpe zu arbeiten,
die den Brüden verdichtet und als Heizdampf in den Heizkörper hineintreibt.
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Unter anderen Vorteilen, die im übrigen teilweise aus dem Obenstehenden
hervorgehen, mögen die folgenden erwähnt werden: a) die Verdampfungsflächen werden
ununterbrochen in der Flüssigkeit gewaschen und werden somit während der Tätigkeit
des Apparates selbsttätig gereinigt, -b) eine hochgradige Konzentration der Flüssigkeit
ist ermöglicht,
c) eine Schaumbildung wird vermindert, und d) das
Flüssigkeitsgefäß kann mit Zement o. dgl. verkleidet werden.