DE3418982C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dünnschichtverdampfer, beste­ hend aus einem einen Brüdenraum bildenden Behälter mit ei­ nem lösbaren Deckel an einer Stirnseite, einer in den Behäl­ ter von dessen anderer Stirnseite hineinragenden Antriebs­ welle mit einem Tragflansch und einem daran mit seiner einen Stirnseite befestigten Rotor, der eine oder mehrere sich konisch nach außen erweiternde Verdampferflächen aufweist und dessen innen liegender Verdampferraum zu dem Brüdenraum hin offen ist, und einem vom Brüdenraum getrennten Heizraum, wobei das Ausgangsprodukt am inneren Umfang der Verdampfer­ flächen aufgegeben wird, sich von dort filmartig nach außen ausbreitet und das Konzentrat am äußeren Umfang mittels eines Schöpfrohrs aufgenommen wird.

Dünnschichtverdampfer des vorgenannten Aufbaus sind bekannt (GB-PS 11 32 640, SE-PS 1 84 175) bzw. Gegenstand einer älteren deutschen Patentanmeldung (P 34 01 121). Bei diesen Verdampfern sind die Verdampferflächen in der Regel konisch geneigt, und zwar entweder jeweils in gleicher Richtung, so daß sie etwa parallel zueinander liegen, oder einander entgegengerichtet, so daß ein einem Wellrohr ähnlicher Aufbau entsteht. Diese Verdamp­ fer können ein- oder mehrstufig betrieben werden, indem das Ausgangsprodukt entweder gleichzeitig auf alle Verdampferflächen (einstufig) oder aber nur auf einen Teil der Verdampferflächen (mehrstufig) aufgegeben wird, das Konzentrat mittels Schöpf­ rohr abgenommen und auf die anderen Verdampferflächen überge­ führt wird.

Bei diesen Dünnschichtverdampfern sitzt der Rotor mit seiner einen Stirnseite auf der Antriebswelle, die sämtliche Kräfte aufzunehmen hat. Die Tragkonstruktion des Rotors muß entspre­ chend stabil ausgebildet werden, um die dynamischen Kräfte aufnehmen zu können. Dies gilt insbesondere bei liegender An­ ordnung desVerdampfers, bei der die Schwerkraft des Rotors quer zur Antriebswelle wirksam ist. Da die Kräfte sämt­ lich über die Antriebswelle nach außen geführt werden müssen, ist außerhalb des Behälters eine entsprechend aufwendige La­ gerung notwendig, die zu einer zusätzlichen Bauhöhe bzw. - bei liegender Anordnung - Baulänge führt. Gegenüber anderen bekann­ ten Dünnschichtverdampfern (DE-GM 17 21 245, GB-PS 10 18 977), bei denen diese Beanspruchungen durch Lagerung der Antriebs­ welle an beiden Stirnseiten des Behälters nicht auftreten, haben die vorgenannten Verdampfer den großen Vorteil, daß aufgrund der nur einseitigen Lagerung des Rotors an seiner einen Stirnseite und des an dieser Seite erfolgenden Antriebs, die Verdampferflächen nach Lösen des Deckels von außen für Inspektions- und Reinigungszwecken zugänglich sind, was ins­ besondere beim Auftreten von Anbackungen an den Verdampfer­ flächen, beim Produktwechsel od. dgl. notwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dünnschicht­ verdampfer des eingangs geschilderten Aufbaus so auszubilden, daß die dynamischen Kräfte in einfacher konstruktiver Weise aufgenommen werden und der Verdampfer möglichst vibrations­ frei betrieben werden kann.

Ausgehend von dem eingangs genannten Verdampfer wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Antriebswelle zumindest teil­ weise als Hohlwelle ausgebildet und auf einer in den Behälter und den Rotor hineinragenden, ortsfesten Achse gelagert ist.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Dünnschichtverdamp­ fers bildet die Achse eine zentrale Tragkonstruktion für den Rotor, die sämtliche Radial- bzw. Zentrifugalkräfte aufnimmt. Die feststehende Achse kann so dimensioniert werden, daß ihre Abstützung außerhalb des Behälters kurz baut, so daß Bauhöhe bzw. Baulänge eingespart werden. Die festigkeitsmäßigen Vor­ teile dieser Konstruktion kommen sowohl bei vertikaler, als auch horizontaler Anordnung des Verdampfers zur Wirkung, bieten aber gerade bei letzterer Anordnung die Möglichkeit, eine Viel­ zahl von Verdampferflächen axial hintereinander anzuordnen und so auch bei großer Verdampferleistung und/oder großem Mengen­ durchsatz einen vibrationsfreien Betrieb zu ermöglichen. Eine besonders gute dynamische Stabilität ergibt sich dann, wenn sich die Achse etwa übe die axiale Länge des Rotors in den Behälter erstreckt. Das Drehmoment wird über die zweiteilige Welle übertragen, deren einer Teil die Hohlwelle durchgreift und deren anderer als Hohlwelle ausgebildetes Teil auf der Außenseite der Hohlachse gelagert ist, wobei die Verbindung beider Wellenteile über einen Flansch an der Stirnseite der Hohlachse erfolgt. Gleichwohl bleibt die gute Zugänglichkeit der Verdampferflächen nach Öffnen des Behälterdeckels erhalten.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Dünnschichtverdampfers gibt weiterhin die Möglichkeit, das in die Hohlachse hineingeführte Wellenteil zweiteilig auszubilden und zwischen den beiden Wellen­ teilen eine Kupplung vorzusehen, die zwischen dem Antriebsmo­ tor sowie der außenliegenden Stirnseite der Hohlachse ange­ ordnet ist, wodurch die Montage des Rotors und der Antriebs­ konstruktion erleichtert wird.

Nachsthend ist die Erfindung anhand einer in der Zeichnung im Schnitt dargestellten Ausführungsform beschrieben.

Der Dünnschichtverdampfer ist horizontal liegend angeordnet und weist einen geschlossenen Behälter 1 auf, der an seiner einen Stirnseite einen Deckel 21 mit Randflansch 22 aufweist. An der gegenüberliegenden geschlossenen Stirnseite ist ein Hydroantrieb 2 aufgesetzt. Die von ihm in Drehung versetzte Antriebswelle 3 weist an ihrem Ende einen Tragflansch 4 auf, an dem der ingesamt mit 5 bezeichnete Rotor befestigt ist. Der Rotor weist beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine Verdampfer­ fläche 11 auf, die Teil eines konischen Doppelmantels ist, dessen äußerer Mantel mit 12 bezeichnet ist und der einen Heiz­ raum umschließt. Der Wärmeträger, z. B. Dampf, wird über einen Rohrstutzen 13 an der den Hydroantrieb 2 aufweisenden Stirn­ seite des Behälters 1 zugeführt und strömt in den Heizraum hinein, wobei er entsprechend den angedeuteten Pfeilen die Außenseite der Verdampferflächen 11 umspült. Das dort an­ fallende Kondensat wird aufgrund der Zentrifugalwirkung nach außen getrieben und wird am äußeren Umfang des Heizraumes mit einem Schälrohr 14 abgenommen und über eine Leitung 15 mittels einer Kondensatpumpe nach außen geführt.

Das Produkt wird über eine Pumpe 23 und eine Leitung 24 in den Rotor 5 aufgegeben. Die Leitung 24 ist zu diesem Zweck in den freien Innenraum des Rotors hineingeführt.

Der Innenraum des Rotors 5 steht mit dem Raum des Behälters 1 in Verbindung, so daß die beim Aufkonzentrieren anfallenden Brüden entsprechend den angedeuteten Pfeilen über einen Stutzen 37 abgeführt werden können. Nur der Vollständigkeit wegen sei darauf hingewiesen, daß der Behälter 1 noch Schau­ glas-Öffnungen 38, 39 für die Inspektion des Verdampfers auf­ weist.

Von der antriebsseitigen Stirnseite ist eine feststehende Hohlachse 44 in den Behälter hineingeführt, die sich etwa über die Länge des Rotors erstreckt und am Stutzen 13 des Behäl­ ters 1 befestigt ist. Die Antriebswelle 3 des Rotors ist zweiteilig ausgebildet. Sie besteht aus einem als Vollwelle 40 und einem als Hohlwelle 41 ausgebildeten Wellenteil. Die Voll­ welle 40 durchgreift die Hohlachse 44, überragt die innerhalb des Behälters 1 liegende Stirnseite der Hohlachse 44 etwas und ist dort mit einem Flansch 49 versehen, an dem wiederum die Hohlwelle 41 befestigt ist, die ihrerseits auf der Außenseite der Hohlachse 44 gelagert ist. Die Hohlwelle 41 bildet an ihrer dem Flansch 49 gegenüberliegenden Stirnseite den Tragflansch 4 für den Rotor 5. Die Vollwelle 40 ist über eine Steckkupplung 42 an die Antriebswelle des Hydroantriebs 2 angeschlossen. Die Steck­ kupplung sitzt in einem hohlzylindrischen Aufsatz 50, der die außenliegende Stirnseite der Hohlachse 44 überragt. Zum Reinigen insbesondere der Verdampferfläche des Rotors kann der Deckel 21 mit seinem Flansch 22 vom Mantel des Be­ hälters 1 gelöst und axial weggeschoben werden. Die am Deckel 21 festgelegte Installation, wie die Produktleitung 24 und das Schöpfrohr 34 können so ausgebildet und angeordnet sein, daß sie demontierbar sind oder der axialen Bewegung des Deckels folgen können.

Claims (2)

1. Dünnschichtverdampfer, bestehend aus einem einen Brüden­ raum bildenden Behälter mit einem lösbaren Deckel an einer Stirnseite, einer in den Behälter von dessen anderer Stirnseite hineinragenden Antriebswelle mit einem Tragflansch und einem daran mit seiner einen Stirn­ seite befestigten Rotor, der eine oder mehrere sich konisch nach außen erweiternde Verdampferflächen aufweist und dessen innen liegender Verdampferraum zu dem Brüdenraum hin offen ist, und einem vom Brüdenraum getrennten Heiz­ raum, wobei das Ausgangsprodukt am inneren Umfang der Verdampferflächen aufgegeben wird, sich von dort film­ artig nach außen ausbreitet und das Konzentrat am äußeren Umfang mittels eines Schöpfrohrs aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß von der antriebsseitigen Stirnseite des Behälters (1) eine ortsfeste Hohlachse (44) in den Behälter hineinragt, die Antriebswelle (3) zweiteilig ausgebildet ist und aus einem durch die Hohlachse (44) hindurchgeführten Wellenteil (40) und einem als Hohlwelle (41) ausgebildeten, auf der Hohlachse (44) außenseitig gelagerten zweiten Wellenteil besteht, das über einen die Stirnseite der Hohlachse übergreifenden Flansch (49) mit dem ersten Wellenteil verbunden ist.

2. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das in die Hohlachse (44) hineingeführte Wellenteil (40) zweiteilig ausgebildet ist und zwischen den beiden Wellenteilen eine Kupplung (42) vorgesehen ist, die zwischen dem Antriebsmotor (2) sowie der außen­ liegenden Stirnseite der Hohlachse (44) angeordnet ist.