DE1068219B - Dünnschichtverdampfer - Google Patents

Description

F 26402 IVc/12a

ANMELDETAGs 14. AUGUST 1958

BEKANNTMACHUNG DERANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

5. NOVEMBER 1959

Die Erfindung betrifft einen Dünnschichtverdampfer mit Rührwerk zum Verstreichen der zu behandelnden Flüssigkeit auf einer beheizten Wand und mit einem eingebauten Kondensator, dessen Kondensationsflächen wenigstens teilweise den Verdampfungsflächen auf gleicher axialer Höhe gegenüberliegen.

Bei den Dünnschichtverdampfern dieser bekannten Art besteht die Gefahr, daß bei der Verdampfung Teile des Films sich von der Wand ablösen und in Form von Schaum Tropfen oder Nebel vom Dampfstrom dem Kondensator zugeführt werden. Obwohl durch die Anwendung der üblichen Rührflügel bereits eine erhebliche Verbesserung der Film- und AbscheidungsverhäUriisse gegenüber dem einfachen Freifallverdampfer erreicht wurde, ist es immer noch eine wichtige Aufgabe, das Abspritzen der Tropfen völlig zu unterbinden, da diese den möglichst hoch zu konzentrierenden Rückstand wieder verdünnen oder das Destillat verunreinigen.

Die Gefahr, daß solche unverdampften Flüssigkeits- ao teilchen dem Kondensator zugeführt werden, ist insbesondere dann vorhanden, wenn der Kondensator in der eingangs beschriebenen Art angeordnet ist. Bei dieser Bauart erfolgt außerdem aber auch eine erhebliche Herabsetzung der Wirksamkeit des Konden- «5 sators. wenn Wärmestrahlen der Verdampfungsflächen die Kondensationsflächen treffen können. Ebenso verringert sich die Leistung der Verdampferfläche durch Wärmebestrahlung, wobei der Wärmebedarf unvorteilhaft steigt.

Es wurde nun gefunden, daß eine Verbesserung der Tropfenabscheidung und zugleich eine Unterbindung der Wärmebestrahlung zwischen Verdampfungs- und Kondensationsflächen eintritt, wenn erfindungsgemäß die der Verdampfungsfläche zugekehrten Kanten der Rühnverksflügel gegenüber den der Kondensationsfläche zugekehrten Kanten in Drehrichtung gesehen rückwärts verlaufen und die Flügel sich in einem solchen Abstand jalousieartig überdecken, daß ein Durchblick von irgendeiner Stelle der Verdampfer- zu einer der Kondensatorfläche unterbunden ist. Die Rührflügel können als gelenkig angeordnete Wischer oder als starr am Rührwerk befestigte Rührflügel ausgebildet und bogenförmig gekrümmt sein, so daß die rotierende Strömung des im Innern des Verdampferkörpers aufsteigenden Dampfes aerodynamisch verbessert wird. Die blattförmigen Rührflügel sind an ihren Längsseiten radial eingeschnitten, und die Lappen zwischen den Einschnitten sind aus der Flügelebene herausgebogen. Die Lappen bilden einzelne schraubenförmige Elemente zum Verstreichen der Flüssigkeit, deren Kanten dicht an der Verdampferinnemvand vorbei streichen oder auf ihr schleifen. Jeder Flügel besitzt eine größere Anzahl solcher Dünnschichtverdampfer

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-Bayerwerk

Dipl.-Ing. Rudolf Schneider, Krefeld-Uerdingen,

Emil Gruber, Zürich (Schweiz),

Dipl.-Ing. Werner Strittmatter, Butzbach (Hess.), und Dipl.-Ing. Dieter Pinkwart, Köln-Mülheim, sind als Erfinder genannt worden

Lappen, die alle in derselben Richtung aus der Flügelebene herausgebogen sind. Um nun die Verweilzeit der Flüssigkeit im Verdampfer zu verkürzen oder zu verlängern, können die Lappen eines Rühifflügels oder abwechselnd die benachbarter Rührflügel so schräg gestellt werden, daß sie die Flüssigkeit nach unten oder nach oben wischen. Ist lange Verweilzeit erwünscht, so werden alle Lappen nach oben schräg gestellt, so daß sie entgegen der infolge Schwerkraft herablaufendcn Flüssigkeit fördern. Zur Verkürzung der Verweilzeit werden alle Lappen schräg nach unten gestellt.

Es sind die verschiedensten Kombinationen von zum Teil nach oben, zum Teil nach unten wischenden Lappen möglich. Es sind zwar Dünnschichtverdampfer mit jalousieartigen Einbauten bekannt; diese dienen jedoch selbst als Kondensatorflächen und haben keine Wischerwirkung. Es sind auch jalousieartige Einbauten bekannt, die als Spritzabseneider dienen. Auch diese Einbauten haben keine Wischerwirkung und geben keinen völligen Strahlungsschutz. Durch die erfindungsgemäß jalousieartig dicht beieinander an dem Rührwerk angeordeten Flügel vereinfacht sich die Verdampferkonstruktion mit eingebautem Kondensator; man spart an Platz, wodurch die Entfernung zwischen Verdampfungsfläche und Kondensatfläche kleiner gehalten werden kann, was besonders für Hochvakuumdestillation und' Molekulardestillationen von Vorteil ist. Durch den engeren Zusammenbau und die Einsparung eines besonderen Strahlungsschutzes wird die Bauweise wirtschaftlicher.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Hierin zeigt

SW 647/Ϊ71

Abb. 1 einen Längsschnitt durch den Verdampfer mit eingebautem Kondensator und mit gelenkartig angeordneten, als Wischer wirkenden Rührflügeln und

Abb. 2 einen Querschnitt durch diesen Verdampfer nach 2-2; in den

Abb. 3 und 4 ist ein Verdampfer mit starren Rührwerksflügeln im Querschnitt dargestellt;

Abb. 5 zeigt ein Stück einer Rührflügelkante, in radialer Richtung gegen die Achse hin gesehen;

Abb. 6 veranschaulicht den Teil eines Verdampferquerschnitts mit Rührflügeln in der Form von exzentrisch gelagerten Winkelflügeln ausgebildeten Wischerarmen.

In Abb. 1 bedeutet 1 eine Zuführung für die zu verdampfende Flüssigkeit, 2 einen Flüssigkeitsverteiler- ^5 ring, 3 einen Verdampferbehälter, 4 einen Heizmantel des Verdampferbehälters, 5 einen Auslaß für den nicht verdampften Rückstand, 6 einen Austrittsstutzen für die unkondensierbaren Gase, der mit der (nicht dargestellten) Vakuumeinrichtung in Verbindung steht,

An der Welle 7 sitzen konzentrisch befestigte Ringe 8, die mit Versteifungsstäben 8a verbunden sind und die um Zapfen 9 bewegliche Rührflügel in Form von Wischern 10 tragen; diese Rührflügel bestreichen die Innenseite des Behälters 3 und verteilen damit den dort herablaufenden Flüssigkeitsfilm. Am Ende der Welle befindet sich eine als Laufring 11 ausgebildete Gleitfläche, die auf der Innenfläche des Behälters gleitet und ein Zentrieren der Welle gewähr- , leistet.

Wie in Abb. 2 zu ersehen, sind die Wischer 10 jalousieartig so angeordnet, daß die auf der Rotationsfläche gleitenden Kanten der Wischer, von dem Wellenmittelpunkt 16 sowie von jedem Punkt des Kondensators 12 aus gesehen, hinter der Kante des jeweiligen nächstfolgenden Wischers verdeckt liegen.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß von der Wand abspritzende Tropfen mit großer Sicherheit von dem nächstfolgenden Wischer erfaßt und durch die Zentrifugalkraft wieder an die Wand zurückgeführt werden. Im Innern des zylindrischen ■Dünnschichtverdampfers ist ein Kondensator 12 angeordnet. Durch die jalousieartig überdeckende Anordnung der Wischer wird eine direkte Wärmestrahlung von der beheizten Verdampferoberfläche an die gekühlte Kondensatorfläche verhindert und somit nicht nur der Wärmewirkungsgrad, sondern auch gleichzeitig die Mengenleistung des Verdampfers erhöht und der Wärmeverbrauch herabgesetzt. Um auch eine Wärmeübertragung durch Reflexion an den Flügeln zu vermeiden, können diese mit einer schlecht warmstrahlenden Oberflächenschicht versehen werden. Mit 16 ist das Zuführungsrohr für das Kühlmedium bezeichnet, mit 13 die Ableitung: das längs des Kondensators 12 herabrinnende Kondensat wird durch das mit Auffangleitung 14a versehene Rohr 14 abgeleitet.

In Abb. 3 und 4 sind Querschnitte durch einen Verdampfer veranschaulicht, dessen Flügel 17 starr am Rührwerk befestigt sind.

Die Flügel 10 bzw. 17 haben an ihren äußeren Kanten Lappen 18, die zwischen den Einschnitten 19 aus der Ebene der Flügel 10 bzw. 17 herausgebogen sind, derart, daß sie schraubenartig gebogene, kleine Schaufeln bilden, deren Kanten an der Innenwand 3 vorbeistreichen.

In Abb. 6 sind die Wischerflügel als exzentrisch gelagerte Winkelflügel 20 ausgebildet. Der längere Wischerschenkel 21, der an der Verdampferwand entlang streift, dient zum Verstreichen der Flüssigkeit auf der beheizten Wand und als Strahlungsschutz, der kürzere Schenkel 22 als Abstreifer für den Kondensationsnlm.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Dünnschichtverdampfer mit einem Rührwerk zum Verstreichen der zu behandelnden Flüssigkeit auf einer beheizten Wand und mit eingebautem Kondensator, dessen Kondensationsflächen wenigstens teilweise den Verdampfungsflächen auf gleicher axialer Höhe gegenüberliegen, dadurch gekennzeichnet, daß, in radialer Richtung betrachtet, die der Verdampfungsfläche (3) nächstliegende Kante der Rührwerkflügel (10, 17 bzw. 21) in an sich bekannter Weise gegenüber der dem Kondensator (12) zugekehrten Kante in Drehrichtung des Rührwerks rückwärts verläuft und die Flügel (10,17 bzw. 21) des Rührwerks so dicht beieinander angeordnet sind, daß sie sich jalousieartig, jedoch noch im Abstand zueinander, derart überdecken, daß ein Durchblick von irgendeiner Stelle der gekühlten Kondensatorfläche (12) zur gegenüberliegenden Verdampfungsfläche (3) unmöglich ist.

2. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührflügel (17) starr am Rührwerk (8) befestigt sind.

3. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührflügel (10) gelenkig am Rührwerk (8) befestigt sind.

4. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührflügel (20) als exzentrisch gelagerte Winkelflügel (21,22) ausgebildet sind.

5. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rührflügel (17) an ihren Längsseiten radial eingeschnitten sind und die Lappen (18,19) zwischen den Einschnitten aus der Flügelebene herausgebogen sind.

6. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen (18,19) benachbarter Rührflügel (17) in axialer Richtung versetzt sind.

7. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen (18,19) benachbarter Rührflügel (17) entgegengesetzte Drehrichtung besitzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909 647/371 Kl.