DE2554071C3

DE2554071C3 - Verteilervorrichtung für Fallstromverdampfer

Info

Publication number: DE2554071C3
Application number: DE19752554071
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ing.(Grad.) 4048 Grevenbroich Prenzler
Original assignee: Maschinenfabrik Buckau R Wolf AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1975-12-02
Filing date: 1975-12-02
Publication date: 1978-05-03
Also published as: BE848213A; NL170703C; JPS52105229A; PL103482B1; JPS5518520B2; GB1519079A; FR2333545B1; DE2554071A1; NL7613254A; FR2333545A1; DE2554071B2

Description

In Fallstromverdampfern durchströmt die einzudampfende Flüssigkeit die von außen her dampfbeheizten Heizrohre in dünner Schicht von oben nach unten. Die Flüssigkeit wird durch Wärmezufuhr über die Heizrohrwände eingedampft.

Derartige Verdampfer werden z. B. in der Zuckerindustrie zum Eindicken von Zuckersaft innerhalb der Verdampferstation verwendet.

Damit sich kein zu dicker, die Verdampfung ungünstig beeinflußender Flüssigkeitsfilm an den Innenwänden der Heizrohre bildet, d?rf die den einzelnen Heizrohren zugeführte Flüssigkeitsmenge nicht zu groß sein. Wegen der Verdampfung der Flüssigkeit bilden sich innerhalb der Heizrohre Dampfblasen, die mit der einzudickenden Flüssigkeit nach unten wandern und mit zunehmender Verdampfung größer werden. Die Dampfblasen drükken den Flüssigkeitsfilm nicht nur an die Rohrwand, sondern unterstützen auch den Fluß nach unten. Die Verdampfung bewirkt fernerhin, daß der Flüssigkeitsfilm nach unten hin dünner wird. Es darf jedoch nicht so dünn werden, daß er abreißt, was zur Überhitzung der Flüssigkeit führen würde. Um diesen Forderungen gerecht zu werden, muß jedem Heizrohr die gleiche genau vorher bestimmte Menge an einzudampfender Flüssigkeit zugeführt werden.

Zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Verteilung der in einem dicken Strahl ankommenden Flüssigkeit auf viele kleine dünne Einzelströme sind vielgestaltige Vorrichtungen wie Brausen, Düsen, Einhängekörper, Lochplatten usw. bekannt.

Es sind auch ineinandergesteckte Siebwannen bekannt (DT-AS 15 19 752), wobei die Austrittsöffnungen der untersten Wanne oberhalb der Stege des Rohrbodens angeordnet sind. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß die im Zuckersaft befindlichen Unreinheiten wie Schmutz, Kalkablagerungen od. dgl einzelne Löcher im Siebboden verengen oder verstopfen, so daß einzelne Heizrohre zu wenig oder gar keine Flüssigkeit erhalten.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es weiterhin bekannt (DT-AS 15 19 637), in dem Raum oberhalb der Siebwannen schalen- bzw. rinnenartige Überlaufkörper zum Auffangen der von der Flüssigkeit bei ihrem Eintritt in den Verdampfer mitgeführten festen Bestandteile vorzusehen. Mit den Überlaufkörpern soll gleichzeitig die zentral zugeführte Flüssigkeit gleichmäßig verteilt werden.

Die bekannten Überlaufkörper bestehen aus schalenförmigen Ringen. Ringe lassen sich aus fertigungstechnischen Gründen nur schwer so herstellen und montieren, daß über den gesamten Ringumfang gesehen ein gleichmäßiger Flüssigkeitsüberlauf gewährleistet ist. Bei der bekannten Anlage kommt es auf die gleichmäßige Verteilung mittels des Überlaufkörper nicht so sehr an, weil die gleichmäßige Verteilung durch die oberhalb der Siebboden gebildeten Saftstände erreicht wird. Die Überlaufkörper sind in erster Linie zum Auffangen der in der Flüssigkeit befindlichen Verschmutzungen gedacht. Die zentral zugeführte Flüssigkeit strömt mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch den Verdampfer und insbesondere durch die Verteilervorrichtung, so daß die mitgeführten Verunreinigungen keine Zeit

finden, sich innerhalb der Verteilervorrichtung abzusetzen. Sie befinden sich mithin stets in der Schwebe. Dies bedingt, daß ein Großteil der mitgeführten Verschmutzungen nicht in den Überlaufkörpern aufgefangen werden konnte, sondern mitgespült wurde und somit in den Bereich der Siebboden gelangte und dort zu den nicht erwünschten Verstopfungen führte.

Obwohl mit der bekannten Einrichtung zum Auffangen der Verschmutzungen und zum gleichmäßigen Verteilen der Flüssigkeit zwei unterschiedliche Systeme miteinander vereinigt wurden, konnte die gestellte Forderung nachAufrechterhaltung einer gleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung nicht erfüllt werden. Zur Aufrechterhaltung eine·; kontinuierlichen Betriebsablaufes mußten daher bei der bekannten Anlage zwei Verdampfer mit Umschaltleitungen installiert werden. Von diesen beiden Verdampfern war immer nur einer in Betrieb, während der zweite Verdampfer nändig in Bereitschaft stand. Sobald sich bei dem in Betrieb befindlichen Verdampfer Verschmutzungserscheinungen innerhalb der Verteilereinrichtung zeigen, wurde der Betriebssaft von diesem Verdampfer auf den nächsten umgeschaltet, so daß dieser in Betrieb genommen und der andere gereinigt werden konnte.

Der Erfindung lieet die Aufgabe zugrunde, eine Verteilervorrichtung zu schaffen, die mit wirtschaftlich einfachsten Mitteln erstellt werden kann und jeücrzeit gewährleistet, daß alle Heizrohre mit der gleichen vorher bestimmten Menge an einzudampfender Flüssigkeit beaufschlagt und mit der die Nachteile der bekannten Anlagen vermieden werden.

Ausgehend von einem Flüssigkeitsverteiler der aus der DT-AS 15 19 637 bekannten Art wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Hauptanspruches gelöst.

Mit dieser Vorrichtung wird der zentral zugeführte Flüssigkeitsstrom in mehreren übereinanderliegenden Stufen durch Überlauf aufgeteilt, wobei die Flüssigkeit von Stufe zu Stufe jeweils gleichmäßig in die doppelte Anzahl Überlaufströme aufgeteilt wird. Die Aufteilung ist so weit geführt, daß mittels der letzten Rinnenstufe jedem Rohrbodensieg eine ausreichende Menge Flüssigkeit durch Überlauf zugeführt wird. Damit ist sichergestellt, daß die jedem Steg des Rohrbodens zugeführte Flüssigkeitsmenge ausreicht, um Verkrustungen oder andere nachteilige Erscheinungen auf den Stegen zu vermeiden.

Die Aufteilung der Rinnen in einzelne gerade Kammern gewährleistet eine einfache Herstellung derartiger Rinnen, die ohne Schwierigkeiten so innerhalb des Verdampfers montiert werden können, daß an beiden Überlaufkanten stets die gleiche Menge Flüssigkeit abläuft. Damit ist eine gleichmäßige Flüssigkeitsverteilung von Stufe zu Stufe bis zur letzten Ablaufkante sichergestellt.

Auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nicht zu vermeiden, daß Verunreinigungen mit in den Verdampfer eingeführt werden. Dies ist aber nicht nachteilig, weil die Verunreinigungen direkt in die Heizrohre eingeführt werden. Sie haben mithin keinen nachteiligen Einfluß auf die Verteilung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch weitere, den Unteransprüchen 2 bis 12 zu entnehmenden Maßnahmen vorteilhaft ausgestaltet sein.

Die Anordnung der Heizrohre in den Rohrböden von Fallstromverdampfern ist vielfach wabenförmig. Gegenüber dieser Rohranordnung sind die in den Ansprüchen 3 und 5 aufgeführten Maßnahmen beson

ders vorteilhaft.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel für das Eindampfen von Zuckersaft näher beschrieben und in einer Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Verteilervorrichtung ohne Verdampfergehäuse,

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung der Verteilervorrichtung im Halbschnitt,

F i g. 3 und 4 jeweils eine halbe Draufsicht mit den folgenden Sektorschnitten,

F i g. 3a einen Schnitt gemäß Linie A —A in F i g. 2,
Fig. 3b einen Schnitt gemäß Linie B—Bin Fig. 2,
F i g. 3c einen Schnitt gemäß Linie C- Cin F i g. 2,
Fig. 4a einen Schnitt gemäß Linie D—Din Fig. 2,
Fig. 4b einen Schnitt gemäß Linie £—Ein F ig. 2,
F i g. 4c einen Schnitt gemäß Linie F—Fin F i g. 2,
Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie G—Gin Fig. 4a,
Fig.6 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles A in Fig. 5,

F i g. 7 einen Schnitt gemäß Linie H—H'm F i g. 4c,
F i g. 8 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles B in Fig. 7.

Die Heizrohre 2 eines Fallstromverdampiers sind in einem oberen Rohrboden 1 und in einem nicht dargestellten unteren Rohrboden eingewalzt, die von einem nicht dargestellten Gehäusemantel umgeben sind. Oberhalb des Rohrbodens 1 befindet sich eine Saft-Verteilervorrichtung 4, der der einzudampfende Saft zentral zugeführt wird. Hierzu ist eine Saftzuführungsleitung 5 vorgesehen, die zur Erzielung eines gleichmäßigen Zulaufes schwanenhalsförmig ausgebildet ist. Am Saftaustrittsende der Leitung 5 ist ein Beruhigungssieb 6 vorgesehen, wodurch ein gleichmäßig beruhigter Zulauf bewirkt wird. Das untere Ende der Leitung 5 ragt durch eine Brüdenabzugsöffnung 9 in ein Beruhigungsgefäß 7 ein, das am unteren Ende mit einem zentralen Auslauf 8 versehen ist. Die Ablauföffnung 8 ist so dimensioniert, daß sich innerhalb des Gefäßes 7 ein geringer Saftstand einstellt, der für einen gleichmäßigen Auslauf aus der öffnung sorgt. Die öffnung 8 kann auch einen veränderbaren Ausflußquerschnitt aufweisen. Unterhalb der Auslauföffnung 8 befindet sich ein sechseckiges Verteilergehäuse 10. Jede der sechs Seitenwände 11 des Verteilergehäuses 10 ist mit einer Austrittsöffnung 12 versehen, an die sich Auslaufrinnen 13 anschließen. Auf dem Gehäuseboden 15 des Verteilergehäuses 10 ist ein Verteilerkegel 16 angeordnet. Der aus der öffnung 8 des Beruhigungsgefäßes 7 ausfließende Saftstrom trifft zunächst auf den Verteilerkegel 16 auf, wodurch der Saft gleichmäßig nach allen Seiten verteilt wird. In der Höhe heb- und senkbare Stauwehre 12a vor den öffnungen 12 bewirken innerhalb des Verteilergehäuses 10 einen gewünschten Saftstand, mit dem eine gleichmäßige Austrittsmenge aus den sechs Austrittsöffnungen 12 sichergestellt ist. Die Stauwehre werden so eingestellt, daß jede der sechs Auslaufrinnen 13 immer die genau gleiche Menge an Saft erhält. Unterhalb der Rinnen 13 befinden sich mehrere untereinander angeordnete Rinnenstufen 17 bis 21.

Die oberste Rinnenstufe 17 besteht aus einer ringfö-migen Rinne 22, die aus sechs geraden getrennten Kammern 22a besteht. Durch Stirnwände 61, die gleichzeitig die Befestigung darstellen, sind die einzelnen Kammern 22a voneinander getrennt. Jeder Kammer 22a ist eine Auslaufrinne 13 zugeordnet, die etwa in der Mitte oberhalb der Rinne 22 endei. Damit

die Kammern 22a gleichmäßig mit dem einzudampfenden Saft gefüllt werden können, ist am Ende jeder Auslaufrinne 13 ein verstellbarer Saftstrombrecher 14 angeordnet. Dieser verhindert, daß der aus den Rinnen 13 ausströmende Saft nur den äußeren Bereich der Kammern 22a füllt. Bei entsprechender Einstellung des Saftstrombrechers 14 füllen sich die Kammern 22a gleichmäßig mit dem Saft, so daß beiden Überlaufrändern 54 und 55 der Kammern 22a eine gleichmäßige Saftmenge zugeführt wird und von dort zur nächsten Stufe überströmen kann. Der gleichmäßige Saftüberlauf wird durch Saftablaufzacken 56 unterstützt. Die einzelnen Kammern 22a sind einfach und billig zu fertigen und lassen sich bei der Montage mit einfachsten Mitteln zu einer kompletten Rinne 22 so einstellen, daß die gesamte Rinne 22 in einer waagerechten Ebene liegt und damit sowohl der gesamte innere Überlaufrand 54 als auch der gesamte äußere Überlaufrand 55 mit der gleichen Saftmenge beaufschlagt werden.

Unterhalb der Rinne 22 befindet sich die aus zwei getrennten Rinnen 23 und 24 bestehende Rinnenstufe 18. Auch hier sind die einzelnen Rinnen 23 und 24 jeweils in sechs einzelne Kammern unterteilt und so angeordnet, daß sie unterhalb des inneren Überlaufrandes 54 bzw. unterhalb des äußeren Überlaufrandes 55 der Rinne 22 liegen. Unterhalb der Rinnenstufe 18 sind sodann noch die Rinnenstufen 19,20 und 21 vorgesehen, wobei die Rinnenstufe 19 aus den Einzelrinnen 25 bis 28, die Rinnenstufe 20 aus den Rinnen 29 bis 36 und die Rinnenstufe 21 aus den Rinnen 37 bis 53 bestehen. Auch die Rinnen 25 bis 53 sind jeweils in sechs einzelne, gerade Kammern 25a bis 53a unterteilt, wie den F i g. 3 und 4 zu entnehmen ist.

Wie der Fig.2 zu entnehmen, wird der aus der Auslaufrinne 13 kommende Saft mittels des Saftstrombrechers 14 gleichmäßig auf die Rinne 22 verteilt, so daß an beiden Überlaufrändern ein gleichmäßiger Saftslrom a und b überläuft. Der Saftstrom a gelangt in die Rinne 23, wo er sich ebenfalls gleichmäßig in die beiden Saftströme a und b aufteilt, die in die Rinnen 25 und 26 einlaufen. Der Saft aus der Rinne 25 läuft sodann gleichmäßig entsprechend den Strömen a und b in die Rinnen 29 und 30 und der Saft aus der Rinne 29 läuft in die Rinnen 37 und 38, bis letztlich der Saft aus der Rinne 37 gleichmäßig auf die beiden darunter befindlichen Rohrbodenstege 3 auftrifft, um von dort gleichmäßig in die benachbarten Heizrohre 2 einzuströmen. Die Saftverteilung ist bei den übrigen Rinnen ebenso wie zuvor beschrieben.

Die Überlaufränder 54 und 55 der Rinnen 22 bis 53 können Saftablaufzacken 56 aufweisen, die durch dreieckförmige Ausschnitte 57 gebildet werden. Um zumindest in der letzten Rinnenstufe 21 eine genau gleichmäßige Aufteilung des überlaufenden Saftstromes zu erhalten, sind die Saftablaufzacken 56 in einem Abstand angeordnet, der der halben Rohrteilung der Heizrohre 2 entspricht. Damit der Saft genau auf die Rohrbodenstege 3 auftrifft, ist jeweils der zweite Saftabiaufzacken 56ö nach unten abgebogen, wodurch Ablaufspitzen 58 gebildet werden. Die abgebogenen Zacken 56b und die verbleibenden hochstehenden Zacken 56a bilden eine genau fixierte durchgehende Überlaufkante 59, von der der Saft auf die abgebogenen Zacken 56 über- und von dort abläuft. Hier hat die Praxis gezeigt, daß sich der Saft auf den abgebogenen Zacken 56fc zusammenzieht und nur an der abgeboge nen Spitze 58 in einem dünnen Strom abfließt. Da die abgebogenen Zacken 566 genau dem Teilungsabstand der Heizrohre entsprechen und oberhalb der Rohrbo denstege 3 angeordnet sind, fließt ein gleichmäßige! dünner Saftstrom von den Spitzen 58 auf die Rohrbodenstege 3 auf und gewährleistet somit eine genaue gleichmäßige Beaufschlagung jedes einzelnen Heizrohres 2.

Die F i g. 3 und 4 zeigen jeweils in einem Sechstel schnitt eine Draufsicht auf die Verteilervorrichtung IC bis 14 und auf die einzelnen Rinnen 22 bis 53. Dies« beiden Zeichnungen lassen in anschaulicher Weise die einfache Herstellung und Montage der gesamten Verteilereinrichtung 4 erkennen.

Die Stirnwände 61 können außer zur Verbindung de einzelnen Kammern zu einer Rinne auch als saftseitigi Unterteilung verwendet werden. Zu diesem Zweck sine sie von oben nach unten durchgehend angeordnet un< bilden getrennte Sektoren. (Saft-Teilbereiche). Jede Sektor, oder auch mehrere zusammengefaßt, kam (können) saftseitig separat beaufschlagt werden, d. h jedem Sektor, oder jeder Sektorgruppe ist eine eigem Saftzuführungsleitung zugeordnet.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur gleichmäßigen Flüssigkeitsverteilung auf die Heizrohre von Fallstromverdampfern, insbesondere für die Zuckerindustrie, mit S unterhalb einer zentralen Zuführungsleitung in mehreren Stufen untereinander angeordneten ringförmigen Rinnen mit beidseitigem Oberlauf, wobei die zweite Rinnenstufe unter dem inneren und äußeren Rand der obersten Rinnenstufe und die ι ο dritte und jede weitere Rinnenstufe jeweils unter den inneren und äußeren Rändern der darüberliegenden Stufen angeordnet sind und mit einem zwischen der Zuführungsleitung und der obersten Rinnenstufe angeordneten Verteiler, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rinne (22 bis 5S). in die gleiche Anzahl von geraden Kammern (22a bis 53a) unterteilt und der Verteiler (10) zum getrennten Beaufschlagen jeder Kammer (22a) ausgebildet ist, daß die Oberlaufränder (54, 55) der Rinnen (22 bis 53) zackenförmig ausgebildet und die Ablaufzacken (56) der untersten Rinnenstufe (21) oberhalb der Stege (3) des Rohrbodens (1) liegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Rinnen (22 bis 53) von Stufe zu Stufe von oben nach unten abnehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rinne (22 bis 53) aus sechs getrennten Kammern (22a bis 53a) besteht.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (22a bis 53a) mit ihren Stirnwänden (61) baulich jeweils zu einer Rinne (22 bis 53) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (10) aus einem sechseckigen Gehäuse mit in jeder Seitenwand (11) vorgesehener Austrittsöffnung (12) besteht, wobei an jed«:r Austrittsöffnung (12) eine Auslauf rinne (13) angeschlossen ist, die etwa in der Mitte oberhalb der obersten Rinnenstufe (17) über jeder Kammer (22ajenc^!et.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor jeder Austrittsöffnung (12) ein in der Höhe verstellbares Überlaufwehr (12a,) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaufrinnen (13) am Auslaufsende mit einem verstellbaren Strombrecher (14) ausgerüstet sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Boden (15) des Verteilers (10) ein Verteilerkegel (16) aufgesetzt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufränder (54,55) der Rinnen (22 bis 53) derart mit dreieckigen Ausschnitten (57) versehen sind, daß dreieckige Zacken (56) verbleiben.

10. Vorrichtung nach Anspruch*), dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der zweite Zacken (56) eines Randes mit seiner Spitze (58) auf gleicher Höhe nach unten abgebogen ist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die abgebogenen Spitzen (58) der Rinnenstufe (21) oberhalb der Rohrbodenstege (3) liegen und der Abstand (60) von Spitze 2:u Spitze der Teilung der Heizrohre (3) im Rohrboden (1) entspricht.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwände (61) von oben nach unten durchgehend angeordnet sind.