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Vorrichtung zum Verdampfen von Flüssigkeiten Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum Verdampfen von Flüssigkeiten l>z'v. zum Auskristallisieren
von Salzen aus ihren Lösungen. in der deutschen Patentschrift 442 308 ist ein Verfahren
zum Destillieren bzw. zur Behandlung von Kohle oder ähnlichen kohlehaltigen Stoffen
bei niedriger Temperatur beschrieben, bei welchem die Stoffe durch eine Reihe von
in der gleichen Ebene nebeneinander angeordneten Retorten oder Trögen quer zu deren
Längsrichtung hindurch befördert werden. Es hat sich ergeben, daß mit Hilfe einer
in geeigneter Weise abgeänderten Vorrichtung ein ähnliches Verfahren angewandt werden
kann, um Flüssigkeiten zu verdampfen oder Salze aus ihren Lösungen auszukristallisieren.
Das mittels der abgeänderten Vorrichtung ausführbare Verfahren ist insbesondere
geeignet für die Behandlung von Materialien, bei welchen die Einwirkung des Heizmittels
oder Kühlmittels einer vollständigen Kontrolle bedarf, um die besten Ergebnisse
erzielen zu können, oder wenn irgendwelche schädliche Einwirkung auf das Material
während dessen Behandlung vermieden werden soll.
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Die neue Vorrichtung kann auch für organische Stoffe, wie z. B. Sojabohnen,
Sojamehl, Kaffeebohnen ug dgl, verwendet werden oder mit bestem Erfolge auch dann,
wenn Kristalle gewonnen werden sollen, gleichviel ob die zu behandelnden Stoffe
Kristallwasser enthalten oder nicht, wie z. B.
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Glaubersalz oder Ammonium-Nitrat. Bei Stoffen, wie Glaubersalz, welches
leicht übersättigte Lösungen ergibt, ist es ferner wichtig, die Lösung kühlen zu
können, sobald die richtige Konzentration erreicht ist.
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Gemäß der Erfindung sind in an sich bekannter Weise hohlzylindersektorförmige
Tröge nebeneinander angeordnet. Über diese wird das Material in stetigem Arbeitsgang
in der Querrichtung transportiert und während des Transportes mittels rotierender
Werkzeuge, Schaufeln 0. dgl. in Bewegung gehalten oder umgerührt. Die Tröge sind
aus einer Anzahl gleichartiger Elemente gebildet, von denen jedes mit einem Mantel
umkleidet ist, wobei der Durchfluß des zur Kühlung oder Heizung jeder einzelnen
Retorte dienenden Mediums mittels getrennter Reguliervorrichtungen genau geregelt
werden kann.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
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Bild I zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der
Erfindung.
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Bild 2 zeigt einen Querschnitt durch die in Bild I dargestellte Vorrichtung.
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Die Bilder 3 bis 6 zeigen schematisch verschiedene Schaltungen für
die Rohrleitungen, die einen Teil der in den Bildern I und 2 dargestellten Vorrichtung
bilden und die für
den Umlauf von Kühlwasser oder eines anderen
Kühl oder Heizmittels dienen.
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Bild 7 zeigt einen Längsschnitt durch ein abgeändertes M Ausführungsbeispiel.
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Bild 8 zeigt einen Schnitt längs Linie VII-VII des Bildes 7.
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Bei dem in den Bildern I bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel
besteht der Trocliner oder Verdampfer aus einer Serie von halbkreisförmigen Trögen,
die Seite an Seite als fortlaufende Lagen und quer zur Beförderungsrichtung des
Materials angeordnet sind; die Tröge bilden die obere Wandung eines geschlossenen
Behälters 2, der einen Kühlmittel- oder Heizmittelmantel bildet.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht der Trockner oder Verdampfer
aus zwei Reihen von Trögen A und B, die im Innern eines äußeren Gehäuses angeordnet
sind.
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Die Anordnung ist so getroffen, daß das Material von einem Einlauftrichter
3 unter Vermittlung einer Rinne 4 und eines geeignet gestalteten Verteilers oder
Verschlusses 5 dem ersten Trog der einen Serie von Trögen zugeführt wird; von diesem
Trog wandert das Material durch die benachbarten Tröge der gleichen Reihen, fließt
über den Rand des letzten Troges dieser Reihe herüber, fällt auf die untere Trogreihe
B und wird schließlich einer - Sammelrinne g zugeführt, von der es mittels einer
(nicht dargestellten) Förderschnecke im trockenen Zustande abgeleitet wird. Zur
Beförderung des Materials durch die Tröge hindurch dienen Paddel oder Rührwerke
S.
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Für jeden Trog I ist ein Rührwerkzeug 8 vorgesehen, wobei die Rührwerkzeuge
auf einer sechseckigen oder anders gestalteten, dem betreffenden Troge zugeordneten
und gleichachsig mit ihm verlaufenden Welle 10 befestigt sind.
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Die die Rührwerkzeuge 8 tragenden Wellen IO sind vorzugsweise an
ihren Enden mit dampfdichten PackungenrI versehen, werden zweckmäßig von auf der
Außenseite des Gehäuses angeordneten Lagern 14 getragen und durch Kegelrädergetriebe
I2 angetrieben. Die Antriebsritzel 12 für die nebeneinanderliegenden Wellen IO sind
auf einer durchlaufenden Welle 13 befestigt, die von Lagern getragen wird, die ihrerseits
durch am Hauptrahmen I6 befestigte Auslegerarme 15 getragen werden. Diese Längswel-1eI1
I3 tragen Kettenräder, welche ihrerseits unter Vermittlung einer Kette, auf einer
Welle befestigter Kettenräder und weiterer Ketten oder Riementriebe durch einen
elektrischen Motor oder eine andere Krafterzeugungsanlage re angetrieben werden.
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Wo dies notwendig oder wünschenswert ist, können die die Rühnverkzeuge
tragenden Wellen hohl ausgebildet sein und für den Durchfluß eines Heiz- oder Kühlmittels
dienen, oder die Wellen können in anderer Weise zum gleichen Zweck hergerichtet
sein, z. B. dadurch, daß sie mit einem Mantel umgeben werden.
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Lufteinlaßöffnungen 20 sind in den Seiten-und Endwandungen des Gehäuses
vorgesehen, um den Zutritt der zur Ableitung der Feuchtigkeit von dem zu trocknenden
Material dienenden Luft zu regeln. An der Oberseite des Trockners sind Auslässe
21 zur Entfernung des Dampfes vorgesehen.
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Diese Auslässe 21 sind an eine Hauptleitung 22 angeschlossen, die
ihrerseits an ein Sauggebläse oder an einen Abzugskamin angeschlossen sein kann.
Unter l Umständen kann der Zutritt der Frischluft durch die Einlässe 20 dadurch
geregelt werden, daß auch die Einlässe 20 mit einer Hauptzuführungsleitung verbunden
werden, wobei die Frischluft von einer Zentralstelle zugeführt und an dieser Stelle
vorgewärmt oder in anderer Weise behandelt werden kann.
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Die Tröge I werden mittels eines geeigneten, in die Mäntel 2 eingeleiteten
Wärmeträgers, wie z. B. heißer Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten erhitzt. Zur Zuführung
des Wärmemittels zu den Mänteln 2 dienen der oberen bzw. der unteren Trogreihe zugeordnete
Rohre 25 und 26, mit denen die Mäntel durch mit Hähnen 29 und 30 versehene Rohre
27 bzw. 28 verbunden sind; durch die Hähne kann der Durchfluß des heißen Gases,
des Dampfes oder der Flüssigkeit- geregelt werden.
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Wenn das zu behandelnde Material eine hohe Verdampfungstemperatur
erfordert, wird erhitztes 01 als Heizmittel verwendet und wird entweder durch die
Rohre 37 oder in einigen Fällen auch durch die Rohre 25 und 26 dem Trockner zugeführt.
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Im oberen Teil der Mäntel 2 sind eine Anzahl von Luftrohren an den
dargestellten Stellen vorgesehen, die zur Ableitung von Luft aus dem Mantelraum
dienen.
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Die Rohrleitungen für das Heizmittel sind so angeordnet, daß die
Temperatur der Tröge geändert und reguliert werden kann.
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Weitere Rohrleitungen sind vorgesehen, um, falls erforderlich, den
Umlauf von Kühlwasser oder anderen Kühlmitteln durch die Mäntel zu ermöglichen,
so daß das Material gekühlt oder kristallisiert wird, bevor es der Ablaufrinne 9
zugeführt wird.
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Diese weiteren Rohrverbindungen sind mit Mehrwegehähnen 31, 32, 33
und 34 versehen, wodurch die Strömungsrichtung des Kühlmittels durch die Trogmäntel
2 hindurch umgedreht werden kann, und durch welche außerdem ermöglicht wird, entweder
die
beiden Reihen von Mänteln parallel oder in Serie zu kühlen. Wenn die Hähne so gestellt
sind, daß das Kühlmittel nacheinander durch die verschiedenen Mäntel fließt, so
tritt das Kühlmittel vorzugsweise zuerst in die untere Reihe B ein und tritt erst
dann in die obere Reihe A über.
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Die Bilder 3 bis 6 zeigen, in welchen verschiedenen Arten man durch
Änderung der Stellung der Mehrwegehähne 3I, 32, 33 und 34 den Rühlwasserstrom durch
die Mäntel leiten kann.
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Bild 3 zeigt den Lauf des Kühlwassers vom Zuführungsrohr 7 zur oberen
Reihe 24 des Verdampfers und zur unteren Reihe B; die beiden Kühlwasserströme sind
parallel geschaltet. Der Lauf des Kühlwassers für die obere Reihe A ist durch eine
volle Linie, der Lauf des Kühlwassers für die untere Reihe B durch eine punktierte
Linie, und die Strömungsrichtung ist durch Pfeile angedeutet.
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Bild 4 zeigt gleichfalls eine Parallelschaltung der Ströme, wobei
gleichfalls der Lauf des Kühlwassers durch die obere Reihe A mittels voller Linien
und durch die untere Reihe B mittels punktierter Linien angedeutet ist. In diesem
Falle jedoch fließt das Kühlmittel oder ein anderes Mittel in umgekehrter Richtung
durch die Mäntel 2 als bei der in Bild 3 dargestellten Schaltung.
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Bild 5 zeigt eine Anordnung der Ventile und Rohre, bei welcher das
Kühlwasser oder ein anderes Mittel nacheinander durch die Mäntel 2 der beiden Reihen
und B hindurchtritt, wobei die Strömungsrichtung des Kühlwassers durch Pfeile angedeutet
ist.
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Bild 6 zeigt gleichfalls eine Anordnung, bei welcher das Kühlwasser
nacheinander durch die Mäntel beider Reihen A und B des Verdampfers hindurchtritt.
Jedoch ist die Strömungsrichtung der Flüssigkeit entgegengesetzt der Strömungsrichtung
gemäß Bild 5.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Das zu behandelnde Material wird
von Hand oder mittels eines Eimerelevators in den Trichter 3 gefüllt, läuft durch
die Rinne 4 und den kombinierten Verschlußverteiler 5 zum ersten Trog I der oberen
Reihe. Besteht das Material aus einer Lösung kristallisierbaren Salzes, so üben
die Schaufeln oder Rührwerkzeuge 8 eine aufwirbelnde oder durchmischende Wirkung
auf das Material aus, wodurch es in innige Berührung mit den erhitzten Oberflächen
der Tröge I gebracht und die schnelle Entfernung der Feuchtigkeit bewirkt wird.
Solange das Material sich im flüssigen Zustande befindet, fließt es von einem Trog
in den anderen über in dem Maße, in dem neues Material vom Trichter 4 aus zugeführt
wird; wenn ein bestimmtes Behandlungsstadium erreicht ist und das Material eine
kristalline Form angenommen hat, erfolgt die Weiterbeförderung des Materials durch
die Vorrichtung infolge der Tätigkeit der Rührwerkzeuge und Schaufeln, welche dann
gleichzeitig eine zerkleinernde Wirkung auf die kristallinen Massen ausüben, wodurch
ein Anbacken bzw. Zusammenbacken vermieden wird und wodurch das Material den letzten
Trog der Serie in gleichförmigem und fein zerteiltem Zustande erreicht.
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Bei dem in den Bildern 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel
besteht die Einrichtung aus einem äußeren Gehäuse I4, welches an seinem einen Ende
mit einem Einfülltrichter 46 und am entgegengesetzten Ende einen Auslaß 47 für das
Material aufweist.
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Die Tragfläche für das Material besteht im Innern des Gehäuses aus
einer Anzahl von Trögen 50 mit im wesentlichen halbkreisförmigem Querschnitt. Die
Tröge sind aus einer Anzahl von einander gleichen Teilen in der dargestellten Weise
zusammengesetzt, wobei jeder Teil einen Mantel 51 für das Heiz- bzw. Kühlmittel
nebst den notwendigen Ein- und Auslässen aufweist.
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Außerdem ist jeder dieser Teile mit zwei nach unten gerichteten Flanschen
52 versehen, mit denen die verschiedenen Teile miteinander durch Bolzen oder in
anderer Weise verbunden werden können und die gleichzeitig zum Tragen der Tröge
auf den Längsträgern 53 dienen.
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Die Mittel zur Bewegung des Materials innerhalb j eden Troges bestehen
aus einer Anzahl von in der Längsrichtung zu den Trögen angeordneten Stangen oder
Schienen 55, 56, die um ein festes, gleichachsig zum Trog verlaufendes Rohr 57 angeordnet
sind.
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Die Stangen oder Schienen 55, 56 sind an jedem Ende des Troges an
Scheiben 58 befestigt, welche in Drehung versetzt werden können, wobei ein oder
mehrere Tröge mit derartigen Mitteln zur Bewegung des Materials verstehen sein können.
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Das feste Rohr 57 erstreckt sich nach außen durch die Wandungen des
Gehäuses hindurch und wird durch außerhalb des Gehäuses angeordnete Lager 59 getragen.
Das Rohr 57 ist aus zwei Teilen zusammengesetzt, welche durch mit Öffnungen versehene
Flanschen 6o zusammengehalten werden.
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Das Rohr 57 dient zur Durchleitung eines Heiz- oder Kühlmittels und
ist auf der einen Hälfte mit einer Anzahl von Löchern 6I versehen, durch die das
Wasser o. dgl. aus dem Rohr 57 in eine das Rohr umgebende und an beiden Enden mittels
Flanschen 63 am Rohr 57 befestigte Trommel 62 übertreten
kann.
Die andere Hälfte des' Rohres 57 ist kurz vor dem einen Ende der Trommel 62 mit
einer Ausflußöffnung 64 versehen.
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Jedes Ende des festen Rohres 57 wird durch ein konzentrisches Rohrstück
65 unter Zwischenfügung von Dichtungen 66 umschlossen; das Rohrstück 65 tritt durch
die Wandung des Gehäuses 45 hindurch und wird durch außerhalb dieses Gehäuses angeordnete
Lager 68 getragen.
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Die die Stangen oder Schienen 55, 56 tragenden Scheiben 58 sind an
den inneren Enden der Rohrstücke 65 befestigt und - werden zusammen mit jedem Satz
von Rührstäben mittels eines Schneckengetriebes 70, 7I angetrieben. Das Schneckenrad
71 ist durch einen Keil oder in anderer Weise auf dem rohrförmigen Antriebsteil
65 befestigt. Die Scheiben 58 sind außerdem mit äußeren Abschlußringen 73 versehen
und das Gehäuse mit Abschlußplatten 74.
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Das Heiz- oder Kühlmittel wird von der Hauptleitung 79 dem Innern
des Rohres oder der Rohre 57 zugeführt, tritt durch die Öffnungen 6i in den rohrförmigen
Teil 62 über, durch welchen eine große Heiz- oder Kühlfläche in Kontakt mit dem
in den Trögen 50 befindlichen Material gebracht wird.
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Das Heiz- oder Kühlmittel tritt dann von dem rohrförmigen Teil 62
wieder durch die Öffnung 64 in den zweiten Teil des Rohres 57 über und wird von
dort über das nach abwärts gerichtete Rohr 84 der Hauptabflußleitung 85 zugeführt.
Ein Heiz- oder Kühlmittel wird auch den Trögen durch die Rohre 86 zugeführt, welche
an die Mäntel 51 angeschlossen sind, durchströmt die Mäntel 51 und tritt dann durch
die Rohre 57 in die Hauptabflußleitung 85 über.
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Die in der Längsrichtung der Tröge angeordneten Stangen oder Schienen,
welche die Mittel zur Bewegung des Materials bilden, können gerade, schraubenförmig
oder in irgendeiner anderen Weise angeordnet und außerdem, falls erforderlich, mit
geraden oder gekrümmten, quer verlaufenden Verbindungsgliedern versehen sein; in
den Fällen, in denen das in den Trögen befindliche Material leicht durch heftige
Stöße beschädigt werden kann, können die äußeren Ränder der Bewegungsteile mit Bürsten
oder anderen nachgiebigen Teilen besetzt sein.
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PATENTANSPRÜC1-lE : I. Vorrichtung zum Verdampfen von Flüssigkeiten
bzw. zum Auskristallisieren von Salzen aus ihren Lösungen, zur Trocknung organischer
Stoffe sowie zur Trocknung von Salzen mit oder ohne Gehalt von Kristallwasser, dadurch
gekennzeichnet, daß die nebeneinander angeordneten, hohlzylindersektorförmigen Tröge
(I bzw. 60), über welche das Material auf ihrer ganzen Länge in der Querrichtung
hinwegbewegt und während dieser Bewegung mittels um die Achse der betreffenden Tröge
umlaufender Werkzeuge, Schaufeln o. dgl. umgerührt werden, aus einer Anzahl gleichen
artiger Elemente gebildet werden, von denen jedes mit einem zur Bildung einer Heiz-
oder Kühlkammer dienenden Mantel umkleidet ist. Gleichzeitig sind jeder Heizkammer
Reguliervorrichtungen für das Heiz- oder Kühlmittel zugeordnet.