Vorrichtung zum Eindampfen von Flüssigkeiten. Den Gegenstand der vorliegenden Erfin dung bildet eine Vorrichtung zum schnellen Eindampfen von Flüssigkeiten beliebiger Flui- dität, z. B. von Lösungen auf beliebige Kon zentration, bei welcher die einzudampfende Flüssigkeit in bekannter Weise mehreren übereinanderliegende.n, von innen geheizten Heizkörpern nacheinander von oben zugeführt wird.
Die Erfindung hat den Zweck, eine schnelle Übertragung der 'ärme der Heizkörper auf die zu verdampfende Flüssigkeit und eine Abscheidung der mitgerissenen Flüssigkeit von dem Brüdendampf bereits während des Ein dampfprozesses zu erreichen.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen zur Veranschaulichung gebracht, und zwar zeigt Fig. 1 einen senkrechten Mittelschnitt, Fig. 2 einen wagrechten Schnitt, und Fig. 3 in grösserem Massstabe Einzel heiten einer Ausführungsform des Apparates, die zum Verdampfen leichter Flüssighciterr dient;
Fig. 4 und 5 zeigen in einem wagrechten und einem senkrechten Schnitt eine zweite Ausführungsform, die besonders zum Ein dampfen schwerer Flüssigkeiten geeignet ist.
Die Einrichtung und Wirkungsweise der neuen Vorrichtung ist nach Fig. 1-3 im wesentlichen folgende Auf einem senkrechten Dampfzuleitungs rohr a sind eine Anzahl plattenartig ausge bildeter Heizl,:#örper b aufgereiht, die durch eine Mutter c derart zusammengehalten und zusammengepresst werden, dass die Dampf räume gegen den Flüssigkeit- und Absebeide- raum vollständig abgedichtet sind.
Die Heiz körper b (Fig. 3) bestehen aus zwei Platten b' und b2, die zwischen sich den gegen den Flüssigkeitsraum vollständig abgeschlossenen Dampfraum b3 bilden, dem der Heizdampf vor) dem Dampfzuleitungsrohr a aus durch die Oflhungen d zugeführt wird.
Die Platter) b' und b2 der Heizkörper sind wellenförmig ausgebildet, um einerseits bei geringer Materialstärke die Steifigkeit der Konstruktion zu erhöhen und anderseits die verfügbare Heizfläche zu vergrössern; und da- mit den Wirkungsgrad des Verdampfers zu steigern.
Die untern Platten b' besitzen ferner noch radiale Rinnen e, welche das Kondenswasser nach der Mitte hin führen, von wo es alsdann durch die Offnungen f, die Kanäle g und den Stutzen h abgeleitet wird. Der Umfang der Platten b' ist zu einer nach abwärts gerich teten Wand i, und der Umfang der Platten b' zu .einer Erhöhung k abgebogen, derart, dass zwischen diesen Abbiegungen ringförmige Schlitze 1, sowie durch den Zusammenbau der einzelnen Heizkörper b zwischen den anein ander grenzenden Wänden i ringförmige Schlitze 2n entstehen.
Ausserdem sind beide Platten b' und b2 in der Nähe ihres äusser sten Randes mit Ablauföffnungen n ausge stattet und von kurzen Röhrchen o durchsetzt, welche als Niveauhalter dienen.
Der ganze Apparat wird von einem Ge häuse p umschlossen, dessen Deckel cq den Stutzen r zur Abteilung des Brüdendampfes, sowie die mit einem Ventil u ausgestattete Zuleitung s für die einzudampfende Flüssig keit trägt.
Letztere wird in einer durch das Ventil 2t bestimmten Menge durch die Leitung s dem obersten Heizkörper b zugeführt, kommt in dünner Schicht schnell zum Kochen und strömt nach dein Umfange des Heizkörpers zu, wo sie durch die Öffnungen n und teilweise durch den Ringspalt 1 nach dem darunterliegenden Heizkörper abfliesst. Der sich entwickelnde Brüdendampf prallt hierbei gegen die Wand i des darüber angeordneten Schlussbleches v wobei er die mitgerissene Flüssigkeit ab scheidet und durch den Ringspalt m nach oben entweicht.
Auf dem nächsten Heizkörper findet der gleiche Verdampfungsprozess mit Brüdenabscheidung statt, wobei die Trennung des Brüdendampfes von der mitgerissenen Flüssigkeit noch dadurch vervollständigt wird, dass der Brüdendampf quer an den Wellen tälern der Unterseite des darüberliegenden Heizkörpers vorbeistreicht, ehe er gegen die Wand i prallt.
Durch die auf jedem Heiz körper bewirkte Brüdenabscheidung erhält jedes darunterliegende Element die Flüssig- keit in konzentrierterer Form, und da für den Lauf der Flüssigkeit durch den ganzen Apparat nur wenige Minuten erforderlich sind, wird die Qualität empfindlicher Flüssigkeiten nach Möglichkeit geschont.
Die Überlaufröhrchen o dienen dazu, auf jedem Heizkörper einen gleichmässigen Flüs sigkeitsstand zu erhalten und bei hoch kon- zentrIeten Flüssigkeiten ein Festbrennen da durch zu verhindern, dass sie fortlaufend frische Flüssigkeit auf den nächsten Teller leiten.
Durch die gleichmässige Benetzung der obern Seiten der Heizkörper wird gleichzeitig eine grosse Verdampfleistung derselben ge währleistet, die noch dadurch erhöht wird, dass die kochende Flüssigkeit auf jedem Heiz körper gegen die Unterseite des darüberlie- genden Heizkörpers wallt, und auch von dieser mitverdampft wird. Um letzteres zu erzielen, sind die Heizkörper in Wirklichkeit näher aneinandergerückt, als es in den Fig. 1 und 3 der Deutlichkeit halber der Fall ist.
Durch entsprechende Einstellung des Ven tils 2t wird der Zulauf derart geregelt, dass die einzudampfende Flüssigkeit nach wenigen Minuten den Apparat mit der gewünschten Konzentration durch den Bodenstutzen t ver- lässt.
Bei dem Ausführungsbeispiele nach Fig. 4 und 5 sind die Platten b' und bl der einzel nen Heizkörper b mit Rinnen ?v versehen, die mit den zwischen ihnen liegenden Platten teilen radiale, nach dem Umfange hin sich erweiternde Wellen bilden. Die Platten ver laufen schräg nach aussen, so dass dadurch der von ihnen gebildete hohle Heizkörper b eine nach aussen zugeschärfte Form erhält. Diese Einrichtung eignet sich besonders zum Eindampfen von schweren, beziehungsweise schon hoch konzentrierten Flüssigkeiten, die leicht anbrennen.
Durch diese Ausbildung der Heizkörper ist es ausgeschlossen, dass sich auch die dickflüssige, beziehungsweise hoch konzentrierte Flüssigkeit auf den Heizkörpern ansetzt und festbrennt, da dieselbe in den nach aussen abfallenden und sich nach dem Umfange hin erweiternden Rillen mit Sicher heit abfliesst.
Dadurch, dass sich die Rillen nach dem Umfange hin erweitern, erhält man den wei teren Vorteil, dass der freie Raum nach aussen hin grösser wird, die Brüdenabzugskanäle also auch weiter werden: Der Brüdendampf hat folglich am Umfange, da er hier mehr Platz hat, geringere Geschwindigkeit, wodurch das Mitreissen von Flüssigkeitsteilchen, beziehungs weise eine Abscheidung mitgerissener Flüssig keitsteilchen bewirkt wird.
Die Wirkungsweise ist im übrigen die selbe, wie bei dem erstbeschriebenen Bei spiele.
Der Hauptvorteil des neuen Apparates be steht darin, dass sehr wässerige Lösungen in kontinuierlichem Betriebe in wenigen Minuten hoch konzentriert werden können, was bei andern Rieselapparaten, sowie Verdampfern mit Heizröhren nicht möglich ist.
Zur Reinigung braucht nur der Gehäuse deckel q entfernt zu werden, sowie die Ver- schlussmutter c gelöst zu werden, worauf sich die Heizelemente leicht herausnehmen lassen und mittelst Reinigungswerkzeugen, mechani schen Bürstenreinigungsmaschinen und der gleichen in kurzer Zeit von den Inkrustationen gründlich befreien lassen.
Der neue Heizplattenverdampfer kann durch Neben- und Übereinanderschaltung mehrerer Apparate als Mehrkörperverdampfer betrieben werden.
Der durch den Deckelstutzen r entwei chende Brüdendampf wird alsdann dem Dampf rohr a des nächsten Verdampfkörpers zuge führt, während die konzentrierte Flüssigkeit vom Bodenstutzen aus dem obersten Heiz- elemente des nächsten Körpers zwecks weiterer Konzentration zugeleitet wird.
Der Apparat kann mit gleichem Vorteile auch zum Anwärmen, Kühlen und Konden sieren von Flüssigkeiten und Dämpfen benutzt werden.
Device for evaporation of liquids. The subject of the present inven tion is a device for the rapid evaporation of liquids of any fluidity, eg. B. of solutions to any concentration at which the liquid to be evaporated is supplied in a known manner to several superimposed, internally heated radiators one after the other from above.
The invention has the purpose of a rapid transfer of the 'poor of the radiator to the liquid to be evaporated and a separation of the entrained liquid from the vapor already during the vaporization process.
In the accompanying drawings, the invention is illustrated in several embodiments, namely Fig. 1 shows a vertical center section, Fig. 2 is a horizontal section, and Fig. 3 on a larger scale individual units of an embodiment of the apparatus, the easier to evaporate Liquidciterr serves;
Fig. 4 and 5 show in a horizontal and a vertical section a second embodiment, which is particularly suitable for a heavy liquids.
The device and mode of operation of the new device is according to Fig. 1-3 essentially the following On a vertical steam supply pipe a are a number of plate-like formed Heizl,: # bodies b are lined up, which are held together and pressed together by a nut c in such a way that the The vapor spaces are completely sealed off from the liquid and securing space.
The heating body b (Fig. 3) consist of two plates b 'and b2, which between them form the vapor space b3, which is completely closed off from the liquid space and to which the heating steam is fed from before) the vapor supply pipe a through the openings d.
The plates) b 'and b2 of the radiators are wave-shaped, on the one hand to increase the rigidity of the construction with a low material thickness and on the other hand to enlarge the available heating surface; and thus to increase the efficiency of the evaporator.
The lower plates b 'also have radial channels e, which lead the condensation water towards the middle, from where it is then drained off through the openings f, the channels g and the nozzle h. The circumference of the plates b 'is bent towards a downwardly directed wall i, and the circumference of the plates b' towards .ein elevation k, such that between these bends annular slots 1, as well as through the assembly of the individual radiators b between the anein other adjacent walls i ring-shaped slots 2n arise.
In addition, both plates b 'and b2 in the vicinity of their outermost edge are equipped with drain openings n and penetrated by short tubes o, which serve as level holders.
The whole apparatus is enclosed in a housing p, the cover cq of which carries the nozzle r to the exhaust vapor compartment, as well as the supply line s equipped with a valve u for the liquid to be evaporated.
The latter is fed in an amount determined by the valve 2t through the line s to the uppermost radiator b, quickly boils in a thin layer and flows to the circumference of the radiator, where it passes through the openings n and partly through the annular gap 1 after underlying radiator drains. The developing vapor strikes against the wall i of the closing plate v arranged above it, separating the entrained liquid and escaping upwards through the annular gap m.
The same evaporation process with vapor separation takes place on the next radiator, the separation of the vapor from the entrained liquid being completed by the fact that the vapor passes across the wave troughs on the underside of the radiator above before it hits the wall.
Due to the vapor separation produced on each heating element, each element below receives the liquid in a more concentrated form, and since only a few minutes are required for the liquid to run through the entire apparatus, the quality of sensitive liquids is preserved as far as possible.
The overflow tubes serve to maintain an even level of liquid on each radiator and to prevent high-concentration liquids from sticking to them from continuously directing fresh liquid onto the next plate.
The even wetting of the upper sides of the radiators ensures a high evaporation capacity, which is increased by the fact that the boiling liquid on each radiator flows against the underside of the radiator above and is also evaporated by this. In order to achieve the latter, the radiators are in reality moved closer together than is the case in FIGS. 1 and 3 for the sake of clarity.
By setting the valve 2t accordingly, the inflow is regulated in such a way that the liquid to be evaporated leaves the apparatus with the desired concentration through the bottom nozzle t after a few minutes.
In the exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5, the plates b 'and b1 of the individual radiators b are provided with channels? V which, with the plates lying between them, form radial waves that expand in their circumference. The plates run obliquely outwards, so that the hollow heating element b formed by them is given a shape that is sharpened towards the outside. This device is particularly suitable for evaporating heavy or highly concentrated liquids that can easily burn.
This design of the radiators prevents the viscous or highly concentrated liquid from adhering to the radiators and burning, as it will certainly flow off in the grooves that slope outwards and widen towards the circumference.
The fact that the grooves widen towards the circumference gives the further advantage that the free space becomes larger towards the outside, so the vapor extraction ducts also become wider: The exhaust steam therefore has the circumference, since it has more space here, lower speed, which causes the entrainment of liquid particles, or a separation of entrained liquid particles.
The mode of operation is otherwise the same as in the case of the example described above.
The main advantage of the new device is that very watery solutions can be highly concentrated in continuous operation in a few minutes, which is not possible with other trickle devices and evaporators with heating tubes.
For cleaning, only the housing cover q needs to be removed and the locking nut c loosened, whereupon the heating elements can be easily removed and thoroughly freed of the incrustations in a short time using cleaning tools, mechanical brush cleaning machines and the like.
The new hot plate evaporator can be operated as a multi-body evaporator by connecting several devices in parallel and one above the other.
The exhaust vapor escaping through the cover nozzle r is then fed to the steam pipe a of the next evaporator, while the concentrated liquid is fed from the bottom nozzle from the top heating element of the next body for further concentration.
The device can also be used for heating, cooling and condensing liquids and vapors with the same advantages.