SE516608C2 - Evaporator - Google Patents

Description

516 608 2 tive en uppsamlingskammare för koncentrerad vätska.

En sådan lösning är känd bl.a. från FI-patent 71 067.

Från FI-patent 76 699 igen är känd en lösning, enligt vilken indunstningsrören är utformade av två rör innanför varandra så att det yttre rörets övre ände är sluten och ånga får rinna längs ytan mellan rören och återvända genom det inre röret. Den vätska som skall koncentreras matas däremot utanför rören.

Också i denna lösning behövs en tryckhållfast tubplåt för rören, och eftersom rören befinner sig innanför varandra, måste de dimensioneras och monteras synner- ligen noggrant.

Då höga torrsubstanshalter eftersträvas, före- kommer i de kända lösningarna ett problem, som består i att het ånga måste användas för att åstadkomma en tillräcklig temperatur, varvid indunstningsapparatens yttre mantel utsätts för ett högt ångtryck. Därav följer att manteln måste bestå av ett tjockt material och hela indunstningsapparaten måste ha en mycket solid struktur, vilket betyder höjda tillverknings- kostnader. Vidare kan i en lösning, enligt vilken lut leds genom rören, smuts som samlas på deras inre yta lossna som stycken och täppa till röret så att det inte längre lyckas att putsa rören. på ett typiskt sätt med tvättvätska, vilket har en minskad indunst- ningskapacitet till följd. Dessutom fordrar tillverk- ning av tubplåtar enligt de kända lösningarna synner- ligen stor precision, och produktionskostnaderna är höga.

Denna uppfinning avser att åstadkomma en sådan indunstningsapparat som undviker de ovannämnda nack- delarna och som är enkel att tillverka och också att putsa, om det är nödvändigt. Indunstningsapparaten enligt uppfinningen är' kännetecknad av att indunst- ningsrörsystemet är utformat av ett flertal parallel- man» 516 eos la indunstningselement.

En väsentlig idé med uppfinningen. är att in- dunstningselement är utformade av indunstningsrör företrädesvis på ett sådant sätt att indunstnings- rörens övre respektive nedre ändar är förbundna med varandra företrädesvis med rörformiga uppsamlingskam- rar. Uppfinningen är ytterligare kännetecknad av att ett flertal indunstningselement utformade av' paral- lella indunstningsrör företrädesvis i. samma plan är monterade parallellt i samma indunstningsapparat. En föredragen utföringsform av uppfinningen är vidare kännetecknad av att uppsamlingskamrarna i de separata indunstningselementen är förbundna med varandra så att à ena sidan uppsamlingskamrarna i rörens övre ände är förbundna med varandra och å andra sidan upp- samlingskamrarna i rörens nedre ände är förbundna med varandra med en företrädesvis rörformig förbindelse- kammare eller eventuellt med en förbindelsekammare i någon annan form. En ytterligare idé med uppfinningen är att den vätska som skall koncentreras matas genom en fördelningsbassäng i indunstningsrörens övre ände pà deras yttre yta och ånga matas genom uppsamlings- kamrarna innanför indunstningsrören företrädesvis från övre änden nedåt, och att på motsvarande sätt det kondensat som alstrats såväl som den återstående ångan får strömma ut ur uppsamlingskamrarna i andra änden som ånga, båda företrädesvis genom en separat kanal eller en gemensam kanal. Ånga kan också matas nedifrån, varvid kondensatet samlas upp nedifrån och den återstående ångan uppifrån.

En fördel med en indunstningsapparat enligt uppfinningen är att den är lätt och enkel att till- verka, eftersom den är utformad av ett flertal paral- lella indunstningselement tillverkade på samma sätt.

Eftersom elementen kan stödas endast i ena änden, 516 608 4 uppstår inga värmespänningar som skall kompenseras, även om rören med värmeyta och manteln vore av olika material. Ytterligare blir rörsystemet i indunst- ningsapparaten enligt uppfinningen inte lätt till- täppt, eftersom endast ånga och kondensvatten ström- mar i indunstningsrören. Dessutom kan konstruktionen tämligen lätt, högt tryck förekommer endast i de indunstningselement enligt uppfinningen göras eftersom som innehåller ånga. För indunstningsrören i dessa element kan väljas en väggtjocklek på önskat sätt utan att det påverkar tjockleken hos resten av in- manteln. Värmeytorna på dunstningsapparaten, t.ex. indunstningsapparaten enligt uppfinningen är också lätta att putsa, om det är nödvändigt, eftersom even- tuell smuts från lut eller någon annan vätska som fastnar vid värmeytorna befinner sig på indunstnings- rörens yttre yta och det därför är möjligt att putsa indunstningsapparaten på ett allmänt känt sätt genom upplösning eller exempelvis med en trycktvättare el- ler någon annan motsvarande apparat, utan att rörsys- temet behöver sköljas inuti.

Uppfinningen förklaras utförligare i bifogade ritningar, i vilka figur 1 visar schematiskt en indunstningsappa- rat enligt uppfinningen i snitt parallellt med in- dunstningselement, figur 2 visar indunstningsapparaten enligt upp- finningen i tvärsnitt med avseende på indunstnings- elementen, figurer 3a och 3b visar schematiskt ett in- dunstningselement enligt uppfinningen från sidan och kanten och figur- 4 visar schematiskt en utföringsform av indunstningsapparaten enligt uppfinningen i. perspek- tivsnitt. nano; annu; 516 eos Figurer l och 2 visar schematiskt en indunst- ningsapparat enligt uppfinningen, å ena sidan i snitt parallellt med indunstningselement och å andra sidan i tvärsnitt med avseende på indunstningselementen.

Indunstningsapparaten uppvisar en mantel l, som inne- håller ett indunstningsrörsystem 2 utformat av lika- dana indunstningselement som skall visas schematiskt längre fram i figur 3. En vätska som skall koncentre- ras, i detta fall svartlut, matas innanför manteln l på dess botten genom ett förbindelserör 3. Lut av- lägsnas från indunstningsapparatens botten genom ett förbindelseutlopp 4 och en del av luten pumpas med en schematiskt visad pump 5 genom ett cirkulationsrör 6 in i en fördelningsbassäng 7 ovanför indunstningsrör- systemet 2, från vilken bassäng den rinner väsentli- gen jämnt på indunstningselementens uppsamlingskamrar 8 och därifrån vidare längs ytorna på separata in- dunstningsrör 9 nedåt. Användningen av uppfinningen är inte på något sätt begränsad till svartlut, utan den kan också användas för indunstning av andra väts- kor. Den koncentrerade svartluten i indunstningsrö- rens 9 nedre ände rinner längs ytorna på uppsamlings- kamrar 10 i nedre änden och faller därefter i luten i mantelns 1 nedre del och blandar sig med denna. För att åstadkomma indunstning leds ånga genom indunst- ningsrören 9, vilken ånga matas in genom en inlopps- kanal 11 i indunstningsrörsystemets 2 övre del. Däri- från strömmar ångan först in i en förbindelsekammare 12, som står i förbindelse med indunstningselementens övre uppsamlingskamrar 8 på ett sådant sätt att ångan fördelas jämnt genom dessa till alla indunstningsrör 9. På motsvarande sätt samlas den återstående delen av ångan och kondensvattnet, efter att ha strömmat genom indunstningsrören 9, i uppsamlingskamrarna 10 i indunstningselementens nedre ände, vilka kamrar å sin .soon 516 608 6 sida står i förbindelse med en nedre förbindelsekam- mare 13. Från den nedre förbindelsekammarens 13 nedre del utgår en utloppskanal 14 för kondensat, genom vilken kondensvattnet får strömma ut, och på motsva- rande sätt utgår från förbindelsekammarens 13 övre del en utloppskanal 15 för ånga, genom vilken kanal den återstående värmeångan får strömma ut. Det vatten som lämnat svartluten under inverkan av uppvärmning får strömma ut som ånga genom ett förbindelseutlopp 16 i mantelns 1 övre del och på motsvarande sätt får koncentrerad lut strömma ut genom en schematiskt vi- sad fördelningskanal 17. Innanför indunstningsappa- raten, framför förbindelseutloppet 16, finns dessutom en droppseparator 18, som utformas av lamellartade plattor visade i figur 4, så att vatten- eller lut- droppar som eventuellt finns med i den utströmmande ångan träffar lamellerna och rinner ned längs dessa.

Droppseparatorn är monterad för att på varje sida omges av ett slutet fodral 19, så att all utströmman- de ånga måste strömma genom droppseparatorn 18. Andra kända droppseparatorkonstruktioner kan likaväl använ- das i denna indunstningsapparat.

Figurer 3a och 3b visar schematiskt ett in- dunstningselement 2a i en indunstningsapparat enligt uppfinningen från sidan respektive kanten. Indunst- ningselementet 2a uppvisar en övre uppsamlingskammare 8, indunstningsrör 9 och en nedre uppsamlingskammare . Ett indunstningselement 2a är, såsom framgår av figur 3b, ett väsentligen platt plant indunstnings- element utformat av parallella indunstningsrör på ett avstånd från varandra, varvid varje rör 9 är förbun- det med uppsamlingskamrarna 8 respektive 10, så att det finns en förbindelse mellan uppsamlingskamrarna 8 och 10 genom varje indunstningsrör. Indunstningsrören 9 kan fästas i uppsamlingskamrarna 8 och 10 exempel- øuøoo 516 608 7 vis genom svetsning eller någon annan lämplig fäst- metod. Uppsamlingskamrarna 8 och 10 är företrädesvis rörformiga, vilket gör det möjligt att lätt åstad- komma en så tryckhàllfast konstruktion som möjligt.

Då indunstningselementen 2a motstår' högt tryck, kan för indunstning användas höga ångtemperaturer och därav föranledda höga tryck utan att hela indunst- ningsapparaten måste motstå höga tryck. Därigenom kan hela indunstningsapparatens konstruktion göras rela- tivt lätt och tillverkningskostnaderna till den delen lägre än i de kända lösningarna. Tillverkning av in- dunstningselementet 2a fordrar inga dyra noggrant be- arbetade tubplåtar heller, utan elementet kan lätt monteras ihop av rörformiga delar.

Indunstningsapparaten enligt uppfinningen är enkel att konstruera och dess indunstningselement 2a är lätta att tillverka, medan antalet indunstnings- element 2a och antalet indunstningsrör i ett element kan väljas efter behov. Eftersom ånga strömmar innan- för indunstningsrören 9, blir dessa inte tilltäppta under inverkan av den lösning som skall koncentreras, t.ex. lut. Vidare är indunstningsrörens 9 yttre ytor lätta att putsa på ett allmänt känt sätt genom upp- lösning eller exempelvis med en trycktvättare eller någon annan liknande apparat, om det är nödvändigt, eftersom mellan rören i praktiken finns sådana sprin- gor att alla ytor på detta sätt kan bli tillgängliga.

Figur 4 visar schematiskt en utföringsform av indunstningsapparaten enligt uppfinningen i. perspek- tivsnitt. Denna figur ger en illustrativ bild av hur indunstningsrörsystemet 2 är utformat av parallellt anordnade indunstningselement 2a, som bildar en kon- struktion med exempelvis fyrkantigt tvärsnitt. In- dunstningsrörsystemet 2 är upphängt på sin plats med hänseende till indunstningsapparatens mantel 1 genom a»;on 516 eos 8 att med hjälp av uppsamlingskamrarna 8 i elementens 2a övre ände stöda rörsystemet mot hållare 20 fästa i manteln. För detta ändamål är uppsamlingskamrarnas 8 längd dimensionerad så att dessa kamrar i vardera än- den sträcker sig utanför indunstningselementens 2a yttersta indunstningsrör 9 och därigenom på hållarna . På samma sätt bärs den övre förbindelsekammaren 12 upp av den ena hållaren 20. I denna utföringsform är den nedre förbindelsekammaren 13 monterad i de nedre uppsamlingskamrarnas 10 ena ände, medan den i utföringsformen enligt figur 1 var monterad i mitten av uppsamlingskamrarna 10, nedanför dessa. Förbindel- sekammarens 13 läge kan således väljas på önskat sätt utan att det är av väsentlig betydelse för indunst- ningsapparatens funktion. Identiska hänvisningssiff- ror används i figur 4 för identiska delar i de före- gående figurerna och beskrivs inte desto utförligare.

I beskrivningen och ritningarna ovan har upp- finningen presenterats endast med hjälp av exempel, och den är inte på något sätt begränsad därtill. In- dunstningselementen kan monteras ihop på olika sätt enligt det tryck som skall användas, och de kan di- mensioneras separat för varje enskilt behov. Uppsam- lingskamrarna 8 och 10 kan vara rörformiga, men de kan också ha en annan form. Förbindelsekamrarna 12 och 13 kan förbindas med' uppsamlingskamrarna 8 re- spektive 10 på olika sätt, antingen med uppsam- lingskamrarnas ändar eller mitt, enligt situationen.

Ytterligare kan ånga matas in och den kan strömma ut, utom på det tidigare beskrivna sättet till indunst- ningsrörsystemets övre ände genom förbindelsekammaren 12 och från indunstningsrörsystemets nedre ände genom förbindelsekammaren 13, också i omvänd riktning. Där- vid matas ånga in i förbindelsekammaren 13 i rörens nedre ände och den strömmar nedifrån uppåt genom rö- 516 608i 9 ren 9 in i den övre uppsamlingskammaren och därifrån vidare in i den övre förbindelsekammaren 12, från vilken den sedan får strömma ut. Ånga kan också matas till elementens nedre ände och den får strömma ut ur deras övre ände i en utföringsform, i vilken en sepa- rat inlopps- och utloppskanal leder från varje ele- ment utanför indunstningsapparaten. Det är dock enk- last att låta kondensvattnet strömma ut ur indunst- ningselementens nedre ände. Lut eller någon annan vätska som skall indunstas kan matas, såsom visas i figurerna 1 och 2, till indunstningsapparatens botten eller alternativt direkt in i fördelningsbassängen 7.

Luten eller någon annan vätska som skall indunstas kan ledas ut ur bottnen på indunstningsapparatens mantel l och den kan cirkuleras antingen på det sätt som visas i figurerna eller genom att ta den vätska som skall cirkuleras separat exempelvis från övre delen av det vätskeskikt som finns på mantelns 1 bot- ten. Indunstningselementen kan stödas, utom genom att hänga upp dem från deras övre del, också genom att låta dem stå mot sin nedre del, varvid exempelvis hållare som motsvarar hållarna 20 anordnas att stöda sig mot kammaren och elementen läggs på sådana hål- lare för att stå stödda mot sina uppsamlingskamrar till exempel.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 516 608 /O Patentkrav

1. Evaporator som fungerar enligt principen för fallande film och som uppvisar ett hölje (1) och inne i detta ett indunstartubssystem (2), som omfattar vertikala indunstartuber (9), organ (7) för inmatning av materialet som skall indunstas på indunstartuberna (9), så att materialet rinner ned längs induns- tartubema (9) och bildar en hinna på deras yttre yta, och in- och utloppskanaler (11, 14, 15) för värmeånga som står i förbindelse med indunstartubernas (9) inre, k ä n n e t e c k n a d av att indunstartubssystemet (2) utgörs av flera parallellt anordnade indunstarelement (2a), att varje indunstarelement (2a) har « flera indunstartuber (9) anordnade parallellt på ett avstånd från varandra, och övre respektive nedre ändama i varje indunstartub (9) i indunstarelementet (2a) är sinsemellan förbundna med uppsamlingskammare (8, 10), och att in- och ut- loppskanalerna (11, 14, 15) för värmeånga är anordnade att stå i förbindelse med uppsamlingskamrarna (8, 10).

2. Evaporator enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d av att i bägge ändama av indunstartubssystemet (2) finns en förbindelsekammare (12, 13), att uppsamlingskammaren (8, 10) för varje indunstarelement (2a) är kopplad till förbindelsekammaren (12, 13) i respektive änden, och att in- och utlopps- kanalerna (11, 14, 15) för värmeånga är kopplade till förbindelsekamrarna (12, 13).

3. Evaporator enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d av att in- loppskanalen (11) för ånga är anordnad att stå i förbindelse med förbindelse- kammaren (12) i indunstartubssystemets (2) övre ände för att mata ånga ge- nom indunstartubema (9) uppifrån ned och att till nedre delen av förbindelse- kammaren (13) i indunstartubssystemets (2) nedre ände har kopplats en ut- loppskanal (14) för kondensat för kondensvatten bildad av ånga, och till den övre änden har kopplats en respektive utloppskanal (15) för avlägsning av okondenserad ånga.

4. Evaporator enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d av att in- loppskanalen (11) för ånga är anordnad i förbindelse med förbindelsekamma- ren (13) i indunstartubssystemets (2) nedre ände för matning av ånga genom indunstartubema nedlfrån upp, att till nedre delen av förbindelsekammaren (13) i indunstartubssystemets nedre ände har kopplats en utloppskanal (14) för av ånga bildat kondensvatten och att en utloppskanal (15) för ånga för avlägsning 10 516 608 H av okondenserad ånga är kopplad till förbindelsekammaren (12) i indunstar- tubssystemets (2) övre ände.

5. Evaporator enligt något av de förgàende patentkraven, k ä n - n e t e c k n a d av att det av indunstarelement (2a) bestående indunstartubs- systemet (2) är monterat så att dess övre ände hänger uppburet av i höljet (1) fästa stöd (20). g

6. Evaporator enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d av att upp- samiingskamrama (8) i indunstarelementens (2a) övre ände har sådan längd att deras ändar sträcker sig pà de tvärstäilda stöden (20) i höljet (1), så att inunstartubssystemet (2) hänger uppburet av uppsamlingskamrama (8).