DE2830874C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/22—Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
- B01D1/222—In rotating vessels; vessels with movable parts
- B01D1/223—In rotating vessels; vessels with movable parts containing a rotor
- B01D1/225—In rotating vessels; vessels with movable parts containing a rotor with blades or scrapers
-
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S159/15—Special material
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Description
Die Erfindung betrifft einen Dünnschichtbehandlungsapparat, insbesondere
einen Dünnschichtverdampfer, mit einer Rotorwelle und einer um diese ange
ordneten rotationssymmetrischen Wandung, wobei die Rotorwelle mit nahe bis
zur Wandung reichenden, radialen, elastisch federnden, blattförmig ausgebildeten
Abstreifelementen ausgestattet ist.
Die bekannten Dünnschichtbehandlungsapparate weisen ein be
heiztes oder gekühltes rotationssymmetrisches Gehäuse auf
z. B. in Form eines Kegels oder eines Zylinders, in dem
ein mittels eines Motors angetriebenen Rotor angeordnet ist.
Dieser Rotor weist Abstreif- oder Verteilungselemente auf,
welche die von oben aufgebrachte Flüssigkeit an der Innen
wandung gleichmäßig verteilen und gleichzeitig dafür Sorge
tragen, daß die aus der Flüssigkeit verfestigten und an der
Wandung abgelagerten Feststoffe abgetragen werden.
Die Rotoren können Abstreifelemente unterschiedlichster Kon
struktion aufweisen. So sind Abstreifelemente bekannt, die im
Rotor gelagert sind und durch die Fliehkraft gegen die Ge
häuseinnenwandung gedrückt werden können, so daß eine gleich
mäßige Verteilung der Flüssigkeit und ein Abstreifen der Fest
stoffe erreicht werden kann. Nachteilig bei dieser Ausführungs
form ist, daß die Abstreifelemente einem starken Abrieb unterliegen
wodurch das getrocknete Gut verunreinigt wird. Weiter kann
sich der abzuscheidende Feststoff in den Lagern der Abstreif
elemente am Rotor festsetzen, so daß die Abstreifelemente nun
mehr nicht oder nur schwer beweglich sind, wodurch diese durch
die Zentrifugalkraft nicht mehr gegen die Wandung gerichtet
werden können.
Es sind auch bereits Dünnschichtbehandlungsapparate bekannt
geworden, die einen Rotor mit Drahtbürsten aufweisen, wobei
diese aus radial verlaufenden Drähten bestehen. Bei dieser
Ausführungsform ist zwar nur ein geringer Abrieb gegeben und die Abstreif
elemente sind elastisch federnd, jedoch werden auch hier die
Feststoffe auf der Rotoroberfläche, insbesondere in den Drahtbürsten,
abgelagert, wodurch die Beweglichkeit der Abstreifelemente
verringert bzw. verhindert wird und eine oftmalige Reinigung
des Rotors erforderlich ist, um Betriebsstörungen zu ver
meiden.
Aus der DE-OS 14 19 189 ist ein Verfahren und eine Vor
richtung zum teilweisen Verdampfen von Flüssigkeiten, ins
besondere Seewasser, bekannt. Das Verdampfen erfolgt in
stehenden, mit rotierenden elastischen Wischern versehenen
zylindrischen Behältern. Durch eine rasche Bewegung der
Wischer wird die zugeführte Flüssigkeit gleichmäßig auf
der Verdampferoberfläche des Behälters ausgebreitet und
verteilt. Das zu verdampfende Material wird in kontinuier
licher und schneller Bewegung gehalten und in Form von
Spiralen durch den Verdampfer geführt. Eine feste Rotor
welle trägt einen oder mehrere Wischer, wobei diese an
der Welle mit radialen Streifen oder Halterungen befestigt
sind. Die Wischer legen sich nachgiebig an die Innenwandung
des Zylinders an, um den zu destillierenden Stoff als
dünnen Film über die Verdampferfläche zu verteilen.
Aus der DE-OS 17 69 606 ist eine weitere Verdampfervor
richtung bekannt. Konzentrisch in einem Verdampferrohr ist
ein Rotoraufbau angebracht in Form eines rohrförmigen Tei
les mit polygonalem Querschnitt, der mehrere ausgedehnte
Flächen hat, welche jeweils mit einem Wischerblatt ver
sehen sind, das nach außen zu der Verdampferfläche des
Rotors vorsteht. Jeder ausgedehnten Fläche ist ein Ab
streif- oder Abstreichelement zugeordnet, welches einen
im allgemeinen dreieckförmigen Querschnitt hat. Das Ab
streifelement weist ein Metallwinkelstück oder eine Metall
eckschiene, eine diagonal angeordnete Verstärkungsplatte und
einen dreieckförmigen Block auf, der aus Kunststoffmaterial
mit geringer Reibung besteht, dessen Außenfläche profiliert ist,
um sich der Krümmung des Verdampferrohres anzupassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dünnschicht
behandlungsapparat zu schaffen, der ein zuverlässiges Ver
dampfen gewährleistet und besonders einfach zu warten ist
und daher insbesondere für radioaktive bzw. sonstige biolo
gisch toxische Substanzen geeignet ist.
Der erfindungsgemäße Dünnschichtbehandlungsapparat, insbe
sondere Dünnschichtverdampfer, der eingangs genannten Art
ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Ab
streifelementen und Rotorwelle in ein elastomeres Material
eingebettet ist.
Ist die Verbindung zwischen Abstreifelement und Rotor von
dem elatomeren Material umgeben, so kann dadurch eine be
sonders einfache Konstruktion gewährleistet sein. Die Rück
stellkräfte für die Abstreifelemente können durch das elasto
mere Material ausgeübt werden, wobei gleichzeitig durch die
Bewegung der Abstreifelemente eine Deformation der Oberflä
che des elastomeren Materials eintritt, wodurch Ablagerungen
auf derselben besonders wirksam vermieden werden.
Ferner wird durch diese Ausbildung eine extreme Ab
lagerung von den verfestigten Stoffen auf der Innen
wandung und auf der Rotoroberfläche vermieden, da durch De
formationen der Oberflächen, wie sie durch die Abstreif
elemente oder durch Vibrationen u. dgl. gegeben sind, die Fest
stoffe auf der Oberfläche nicht mehr haften, so daß Ablage
rungen von Krusten und somit auch die Bildung von den Arbeits
ablauf störenden Trockengutbrocken verhindert wird.
Vorzugsweise wird auch die Rotorwelle von dem elasto
meren Material umgeben.
Besteht das elastomere Material aus Silikonkautschuk oder
Fluorelastomeren, so wird dadurch einerseits eine Oberfläche
geschaffen, die besonders haftungsunfreundlich, temperatur-
und korrosionsbeständig ist und gleichzeitig auch Vibrationen
u. dgl. auf besonders geeignete Art und Weise weiterleitet.
Besteht das elastomere Material aus Gummi, so kann durch die
geeignete Wahl der Zusammensetzung, z. B. Füllstoffe, verschie
dene Polymere u. dgl. eine besonders gute Anpassung an
die erwünschten elastischen Eigenschaften erreicht werden,
wobei gleichzeitig auch ein bestimmter Dämpfungswert einge
stellt werden kann.
Sind die Abstreifelemente mit dem Rotor beweglich verbunden,
so wird einerseits eine Beschädigung der Abstreifelemente
besonders vorteilhaft vermieden und andererseits bleibt die
radiale Ausstellung durch die elastomere Beschichtung und
durch die Zentrifugalkraft weiterhin gewährleistet. Besonders
vorteilhaft werden diese Ziele dann erreicht, wenn die Ab
streifelemente im Rotor gelagert sind.
Sind die Abstreifelemente über eine Halterung mit der Rotor
welle verbunden, dann kann ein besonders wartungsarmer Rotor
erhalten werden, welcher auch konstruktiv besonders einfach
ausgestaltet werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß aus Ab
streifelementen und elastomerem Material eine auf die Rotor
welle aufschiebbare Einheit gebildet ist. Durch diese Ausge
staltung ist eine besonders einfache und pflegeleichte Kon
struktion gewährleistet, die durch einfaches Aufschieben mon
tiert bzw. demontiert werden kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher
erläutert.
In den
Fig. 1, 2, 3, 5 und 6 sind Abstreifelemente dargestellt,
die über Halterungen mit der Welle verbunden sind, wohingegen
in
Fig. 4 ein Abstreifelement dargestellt ist, das teilweise
in der Welle angeordnet ist.
In Fig. 1a und b (teilweise im Schnitt dargestellt) sind zwei
gegenüberliegende Abstreifelemente (1) vorzugsweise aus ver
schleißfestem Material, wie z. B. Hartmetall, über eine Halte
rung (2) mit einer Stahlbandmanschette (3) mit dem Rotor be
weglich verbunden. Diese Einheit ist in einem aus Fluorelasto
meren bestehendem schlauchartigen Übersetzung (4) integriert, der
einfach über die Rotorwelle (5) geschoben und dort befestigt
werden kann. Diese Einheit kann mit weiteren Einheiten kombi
niert werden, wobei sie aufeinanderfolgend montiert und im Be
darfsfall demontiert werden können.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 (teilweise im Schnitt dar
gestellt) werden zwei oder mehrere symmetrisch radial ange
ordnete Abstreifelemente (1) aus verschleißfestem Material, wie
z. B. Hartmetall auf je einem federnden Stahlblatt (6) montiert
(Montagebügel (2)), das seinerseits auf einer Halterung,
und zwar einem Stahlrohr (7) befestigt ist. Diese Anordnung
ist mit einem elastischen Überzug (4) versehen und wird nach
Aufschieben auf der Rotorwelle (5) montiert. Diese Einheit kann
gleichfalls mit weiteren Einheiten entsprechend der Rotor
dimension kombiniert werden.
In Fig. 3a und b wird eine weitere Ausführungsform (teilweise
im Schnitt) gezeigt, bei der drei Abstreifelemente (1) über
ein Lager (8) mit einer Halterung (2) verbunden sind, deren
Teile durch ein Rohr (7) zueinander fixiert sind. Auch hier
ist die Anordnung mit einem elastischen Überzug (4) aus Gummi
versehen und wird nach dem Aufbringen auf der Rotorwelle (5)
fixiert. Diese Ausführung kann natürlich statt der drei auch
mit zwei gegenüberliegenden Abstreifelementen versehen werden.
Die Ausführung in Fig. 4 besteht aus zwei oder mehreren radial
angeordneten Abstreifelementen (1), die durch eine rohrförmige
Halterung (2) gesteckt werden. Das verdickte Ende (9) der Ab
streifelemente verhindert, daß sie bei Rotation aus der Hal
terung durch Fliehkräfte hinausgetrieben werden. Bei der Mon
tage auf der Rotorwelle (5) sitzen diese verdickten Enden in
einer Nut (10). Die Anordnung ist mit einer elastomeren Be
schichtung aus Silikonkautschuk (4) versehen, und kann mit
weiteren Elementen kombiniert werden.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung mit beweglichen Abstreifelementen
(1), deren Enden über eine mit einer Schmierung versehene La
gerung (8) mit einer rohrförmigen Halterung (2) verbunden sind.
Diese Anordnung ist mit einer elastomeren Beschichtung (4)
versehen und wird so auf der Rotorwelle (5) montiert, daß die
Gelenke über einen zentralen Schmierkanal (11) versorgt werden
können.
Eine weitere mögliche Ausführung in Fig. 6 soll die Anwendung
einer Torsionsfeder an dem Abstreifelement (1) zeigen. Die
Rückstellkraft der Torsionsfeder (12) wird mit dem Zahn
segment (13) auf das verzahnte Abstreifelement (1) übertragen.
Der Mechanismus ist auf einer rohrförmigen Halterung (2) be
festigt und mit einer elastischen Beschichtung (4) versehen.
Diese Einheiten werden wieder entsprechend den Rotordimensionen
miteinander kombiniert auf der Rotorwelle (5) aufgebracht und
befestigt.
Die Abstreifelemente reichen jeweils bis zur Wandung der Dünn
schichtverdampfer. Eine Berührung der Wand erfolgt nicht. Andere
Ausführungsformen für mit Über-, Unter- und Normaldruck arbei
tende Apparate mit zumindest teilweise beweglichen Abstreif
organen können ebenfalls eine krustenfreie Trocknung gewähr
leisten, da die auftretenden Vibrationen auf die elastomere
Oberfläche des Rotors übertragen werden. Von besonderem Vorteil
für die erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann es sein,
wenn die Ausrüstung des Rotors nicht nur aus gleich
artigen vorjustierten Anordnungen, sondern auch mit solchen von
unterschiedlichen Ausführungsformen erfolgt. Zur sicheren Fi
xierung der aufgeschobenen Einheiten auf der Rotorwelle ist es
vorteilhaft, wenn diese eine von einer der zylindrischen Form
abweichende Ausführung besitzt, wie gefräste Flächen, Nuten
od. dgl.
Claims (7)
1. Dünnschichtbehandlungsapparat, insbesondere Dünnschicht
verdampfer, mit einer Rotorwelle und einer um diese
angeordneten rotationssymmetrischen Wandung, wobei die
Rotorwelle mit nahe bis zur Wandung reichenden,
radialen, elastisch federnden, blattförmig ausge
bildeten Abstreifelementen ausgestattet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Verbindung zwischen Abstreifelementen (1) und Rotorwelle
(5) in ein elastomeres Material (4) eingebettet ist.
2. Dünnschichtbehandlungsapparat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß auch die Rotorwelle (5) von dem
elastomeren Material (4) umgeben ist.
3. Dünnschichtbehandlungsapparat nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material
(4) aus Silikonkautschuk, einem Fluorelastomeren oder
aus Gummi besteht.
4. Dünnschichtbehandlungsapparat nach einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreif
elemente (1) mit der Rotorwelle (5) beweglich verbunden
sind.
5. Dünnschichtbehandlungsapparat nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreif
elemente (1) in der Rotorwelle (5) gelagert sind.
6. Dünnschichtbehandlungsapparat nach einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreif
elemente (1) über eine Halterung (2) mit der Rotorwelle (5)
verbunden sind.
7. Dünnschichtbehandlungsapparat nach einem der Ansprüche 1
bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreif
elemente (1) und das elastomere Material (4) eine auf
die Motorwelle (5) aufschiebbare Einheit bildet.
Applications Claiming Priority (1)
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