DE2826438A1

DE2826438A1 - Vorrichtung zum destillieren und rektifizieren von mischungen

Info

Publication number: DE2826438A1
Application number: DE19782826438
Authority: DE
Inventors: Vadim Gelfer; Yaacov Dr Kaganovsky; Yosef Prof Kustanovich; Shimon Muchnik; Shimshon Dr Shmuter
Original assignee: Hydrola Ltd
Current assignee: Hydrola Ltd
Priority date: 1977-06-14
Filing date: 1978-06-14
Publication date: 1979-01-04
Also published as: IL52316A; FR2394317B1; IT7824549A0; IL52316A0; US4372818A; IT1096722B; FR2394317A1; GB1601646A; CH624584A5

Description

Vorrichtung zum Destillieren und Rektifizieren von Lischungen

Die Erfindung besieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung für das fraktionierte Destillieren und Rektifizieren flüssiger Stoffe mit mehreren Komponenten im allgemeinen und auf G-eräte für solche 2wecke urd auf modulare Vorrichtungen mit mehreren solcher Geräte im besonderen.

Die Bedeutung und weite Verbreitung von Destillier-und Rektifiziervorrichtungen sind allgemein bekannt. Lehr viele Arten von Destilliersäulen und -Türmen sind vorgeschlagen und beschrieben worden. Eine typische Vorrichtung besteht aus einer langen vertikalen Schale, die einen Bearbeitungsraum bildet, in den Flüssigkeiten und Dämpfe strömen und miteinander in Kontakt kommen. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird an einem geeignetem Punkt der Vorrichtung zugeführt und erhitzt, der im allgemeinen der Boden ist. Es erfolgt die Verdampfung, die Dämpfe steigen auf und werden im allgemeinen am Oberteil der Vorrichtung kondensiert. Ein Teil oder die ganze Flüssigkeit fließt abwärts und ergibt den Rückfluß. Dämpfe und Rückfluß berühren sich einander und tauschen Wärme und Stoffe aus.

Der Wirkungsgrad eines Destillieranlage, der in Begriff von Ertrag und j-uflcsungsenergie ausgedrückt werden kann - beides ist allgemein bekannt, hängt von vielen Faktoren ab und von besonderer Bedeutung unter diesen sind:

a) ein inniger Kontakt zwischen Dampfen und Rückfluß,

b) eine gute Ausnutzung des vorhandenen Raumes,

c) eine gute Isolation.

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Diese Faktoren bewirken einerseits die gute Auflösung der ursprünglichen Mischung in die Komponenten, die getrennt werden sollen, und andererseits in die kenge des Stoffs, die in einem gegebenen Raum und mit einem gegebenen ivärmeaufwand behandelt werden kann. Es ist offensichtlich, daß es, während die gewünschte Trennung gegeben ist und erhalten werden muß, zu kostspielig wird, wenn die Vorrichtung zu groß und zu kompliziert ist und/oder wenn zuviel wärme erforderlich ist. Gewöhnlich gibt es einen bestimmten Unterschied zwischen Yerfahrenserfordernis und wirtschaftlichen Belangen und es muß es Kompromiß geschlossen werden.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Destillier- und iiektif!ziervorrichtung anzugeben, die vom Gesichtspunkt aller erwähnter Belange optimal ist und insbesondere eine ausgezeichnete ü.uf lösung und hohen Ertrag erzielt, kompakt und nicht mühsam ist, von einfacher und wirtschaftlicher Konstruktion ist und einen minimalen *7ärmeaufwand besitzt.

Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung eine Vov^-'^'ntung modularer Konstruktion anzugeben, nämlich das j^uü oxiden von Hormgeräten, die leicht aufgestellt und in einer Vielfalt von .«eisen kombiniert' werden können, um einen weiten Bereich spezifischer Behandlungserfordernisse aufzunehmen und diesen zu genügen, wobei diese stets wirtschaftlich herzustellen und zu betreiben sind.

Oiese und andere Gegenstände, die sich aus der Beschreibung ergeben, werden durch die Vorrichtung und durch die modularen Geräte nach der Erfindung erhalten.

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Die Vorrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere aufeinanderfolgende, praktisch horizontale, praktisch parallele, rohrförmige Hauptabschnitte enthält, die je über den vorhergehenden und unter den folgenden liegen, mehrere rohrförmige verbindende Abschnitte, die die Hauptabschnitte mit den unmittelbar vorhergehenden und den unmittelbar folgenden verbinden, und mindestens eine Anzahl dieser Abschnitte in Serie liegen, wodurch ein langer, gekrümmter fiaum für den Fluß der strömenden, zu behandelnden Stoffe gebildet wird, eine Einrichtung zum Anlagen von Hitze an mindestens einen der Hauptabschnitte und zum wegnehmen der Hitze von mindestens einem der Hauptanschnitte, eine Rühreinrichtung zum Umrühren der flüssigen Stoffe, die durch mindestens einige der Abschnitte fließen, eine Einrichtung zum Einführen flüssigen Stoffs an mindestens einem Punkt in den genannten langen Saum und eine Einrichtung zum Abziehen flüssiger Stoffe an mindestens zwei Punkten aus diesem langen Raum enthält.

Das V/ort "rohrförmig" umfaßt nicht notwendigerweise, daß die rohrförmigen Abschnitte runde Querschnitte aufweisen, obwohl dies gewöhnlich der Fall ist. Die Rühreinrichtung ist vorzugsweise magnetischer Art und enthält je einen inneren, mindestens teilweise ferromagnetische Rotorteil, der Rührausrüstungen trägt, und einen äußeren Statorteil zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes für den Antrieb des Rotorteils, wobei Rotor- und Statorteil entsprechend innerhalb und außerhalb eines rohrförmigen Abschnitts angeordnet sind.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegen die Achsen der Hauptabschnitte praktisch in einer

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vertikalen Ebene und mit Abstand übereinander, wodurch sie in einem in Längsrichtung und vertikal länglichen parallelepipedalem Saum eingeschlossen sind, wobei die Vorrichtung mit dem Gestell praktisch diesen -^aum begrenzt und die Hauptabschnitte in dieser Lage trägt.

Das modulare Gerät nach der Erfindung enthält mehrere dieser Vorrichtungen, die seitlich nebeneinander angeordnet sind, wobei die Achsen der rohrförmigen Haupt- und Verbindungsabschnitte jeder Vorrichtung praktisch auf einer vertikalen Ebene liegen und diese Ebenen zu allen Vorrichtungen praktisch parallel zueinander und räumlich voneinander getrennt verlaufen.

Diese modulare Vorrichtung enthält bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Gestell Einrichtungen zum Aufnehmen und Tragen mehrere Geräte nebeneinander und Einrichtungen zum Regeln der Strömung der flüssigen Stoffe in und aus den modularen Vorrichtungen und zwischen einigen von diesen.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel dienen die Strömungsregeleinrichtungen dazu, Teil- oder ganze Reihen und/oder parallel und/oder Querströmungen aus einigen Geräten zu anderen vorzusehen, wie es von der jeweiligen zu bewirkenden Behandlung gefordert wird.

Mittel zur Wärmeisolation schließen vorzugsweise das ganze modulare Gerät mit der wahlweisen Ausnahme von deren Teilen ein, von denen Hitze abgezogen werden soll. 7/enn ein einzelnes Gerät verwendet wird, werden Wärmeisoliereinrichtungen in ähnlicher Weise vorgesehen. Keine Wärmeisolation ist gewöhnlich zwischen benachbarten Geräten der modularen

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Vorrichtung notwendig, wenn die üeinperaturdifferenz zwischen diesen gering ist, kann aber auch dort leicht vorgesehen v/erden.

Andere Lerkmale und Vorteile der Erfindung und des üusführungsbeispiels, wie auch der Aufbau eines solchen ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnunpen. In den Zeichnungen ist:

Figur 1 eine vertikale Seitenansicht einer Vorrichtung nach einem üusführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 2 eine -^ndansicht, teilweise abgebrochen, des Gerätes nach Figur 1, gesehen von der rechten Seite dieser Figur 5

Figur 5 ein vertikaler Teilschnitt der Vorrichtung nach Figur 1 an der Ebene III-III, gesehen in Richtung der Pfeile, wobei die sich bewegenden Teile und besonders die Rühreinrichtung zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassen worden ist;

Figur 4- ein Teilschnitt desselben Gerätes in der Ebene IV-IV der Figur 1, gesehen in Richtung der Pfeile, wobei die Zentriereinrichtung weggelassen sind;

Figur 5 ein detaillierter Querschnitt des Gerätes nach Figur 1 in größerem Maßstab in der Ebene V-V der Figur 1;

Figur 6 ein horizontaler Querschnitt der Einzelheit nach Figur 5 iß der Ebene VI-VI der Figur 5> gesehen in Ei;liture der Pfeile;

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Figur 7 ein detaillierter Querschnitt der Vorrichtung nach J'igur 1 in größerein Maßstab mit der Verbindung zwischen benachbarten Rohrteilen;

Figur 8 ein /^xialschnitt einer ^in^eihait eines Rohrabschnitts in größerem Laßstab sit der Rühreinrichtung;

Figur 9 ein querschnitt einer Einzelheit der Figur 8 in der Ebene IX-IX der Figur 8, gesehen in Richtung der !feile;

Figur 10 eine Einzelheit in Teilschnitt und Teilansicht eines verbindenden Abschnitts der Vorrichtung nach Figur 1;

Figur 11 eine Sndansächt einer Eiodularen Vorrichtung, die sich aus dem Zusammenbau mehrerer Geräte ergibt, die denen der vorhergehenden Figuren ähnlich sind, wobei Einlaß nach ~uslaß weggelassen worden sind;

Figur 12 eine Einzelheit nach Figur 11 in größerem Maßstab;

Figur 13 die Darstellung einer Art des Verbindens der einzelnen Geräte nach Figur 11 zum Erhalten der gewünschten Rektifizierung einer Mischung von Komponenten in einer erläuternden Anwendung der Vorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 14 der horizontale querschnitt eines Gestells für die modulare Vorrichtung nach Figur 11, bei der die Geräte nicht eingesetzt sind; und

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Figur 15 eine vertikale rfeitenteilansicht uer modularen Vorrichtung nach i'igur 11.

Die Figuren 1 bis 7 zeigen eine Vorrichtung 10 nach einem iaisführungsbeispiel der .Krfinduns: mit einem bestell, das z.B. eine Basis 11, an dieser aufrecht angebrachte aufbauten 12, eine obere, an den Aufbauten befestigte Strebe 13 vmd einen mittleren Tragabschnitt für die Hühreinrichtung 14 (oder mehrere solcher Aufbauten, die durch die Zahl der Rühreinrichtungen bestimmt ist ). Jeder aufrechte Aufbau 12 enthält in diesem Ausführungsbeispiel zwei Ständer 15, ein oberes ^uerteil 16 und mehrere schräg liegende Elemente I7, die hier an einer Seite der Ständer in einem winkel von z.B. 45° befestigte »vinkel sird. Das ganze Gestell wird hier auf Hadern 18 getragen, was noch erläutert werden wird.

Der Raum, durch den die Flüssigkeiten fließen, d.h. die Dämpfe steigen auf und der Rückfluß sinkt herab, und in die und aus der Material zugeführt und abgezogen wird, d.h. der Behandlungsraum, ist vor allem durch rohrförmige Hauptabschnitte 20 gegeben ist, die horizontal übereinander angeordnet sind. Eine mäßige Abweichung von der horizontalen Ausrichtung kann in besonderen Fällen erwünscht sein und ist zulässig. In gleicher Weise brauchen die einzelnen Abschnitte nicht genau übereinander zu liegen, obwohl dies im allgemeinen wegen .Raumersparnis erwünscht ist. Beim dargestellten Äusfuhrungsbeispiel wird jeder Hauptabschnitt 20 an seinen gegenüberliegenden Enden von aufrechten Aufbauten 12 getragen, wie es in größerem Maßstab in den Figuren 5 und gezeigt wird, fiuch könnte, wenn nötig, durch weitere aufrechte aufbauten zwischen den Enden der Abschnitte ein zu-

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sätzlicher Träger vorgesehen werden.

Die Stangen 17 sind durch Schweißen an den Ständern 15 angebracht und können beliebig ausgerichtet sein, sind aber in diesem Beispiel so angeordnet, daß sie ^uadrate mit vertikalen und horizontalen Diagonalen und Seiten bilden, die etwas lllnger als der Außendurchmesser der Rohrabschnitte 20 sind. Diese letzteren werden nahe ihren Enden in die quadrate eingesetzt und dort durch entsprechende Zentriereinrichtungen 19 zentriert.

Die Hauptabschnitte 20 tragen rohrförmige Verbindungsabschnitte 21, die hier U-förmig sind. Die Verbindung erfolgt in geeigneter Weise je nach dem Arbeitsablauf bei Vakuum oder Druck, das bzw. der in den Rohrabschnitten herrscht, wie es bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in Figur gezeigt wird. Dort sind die zu verbindenden Rohrabschnitte mit 20 und 21 bezeichnet, aber zwei Rohrabschnitte können so verbunden sein und müssen nicht notwendigerweise ein Haupt- und ein Verbindungsabschnitt sein. Die Abschnitte sind vorzugsweise aus Glas, können aber auch aus einem anderen Material sein, das flüssigkeiten bei den verwendeten Temperaturen und Drücken aufnehmen kann, -aufeinanderfolgende Abschnitte werden entsprechend aber vorteilhaft durch eine neuartige Anlage verbunden. Zwischen den rohrförmigen Abschnitten dient ein Flansch 22 aus entsprechendem Katerial, z.B. gesintertes Polytetrafluoräthylen (PTEE) oder Metall zum Herstellen der Kontinuität. Der Flansch 22 ist seitlich in Eingriff mit zwei Ringen 23 und 23' als plastisch biegsames Llaterial, z.B. ungesintertem PTEE oder ungehärtetem Gummi oder Kunststoff versehen, das an der Außenseite der rohrförmigen Abschnitte angebracht sind. Zwei Flansche 24-

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und 24' aus starrem Material 7..B. Le tall befinden sich an abschnitten 20, 21 und ergeben r.wei Kammern mit den Hingen 23 und 23', die somit tils ^ichtungen dienen, um ein austreten von Flüssigkeit zu verhindern, die sich zwischen den ^bscbnitten 20 und 21 und dem Flansch 22 befindet. Die Flansche 24, 24' v/erden von Schrauben 25 oder anderen Befestigungsmitteln gegeneinander gedrückt. Zwei Metallrirge 26 werden axial durch 3ünden 27, 27' der r'chrauben 25 gehalten und stehen in Eingriff mit einer entsprechsnden Rille im Flansch 22. Die Spannung aer Befestigungsmittel drückt die Flansche 24, 24' gegen die ^inge 23, 23' und diese somit zusammen.

Der so erzeugte Druck preßt die äinge 23, 23' gegen die jewed lipen -^ohrabsclmitte, was ein reibungs-adhäsives -angreifen der dinp-e an die i-.uf.enflache der Abschnitte bewirkt, wodurch de:- Zug der Schraubenbolzen 25 auf die J-iohrabschnitte übertragen wird, die gegeneinander gedruckt werden. Der Flansch 22 wird dann zwischen diesen ergriffen und schaft eine stabile Verbindung, die für einen Druck wirksam ist, der von Glasrohren ausgehalten werden kann. Für höhere Drükke, die die Verwendung von LIetallrohren erfordern, können andere Verbindungen bekannter Art ohne Lberschreiten des Umfangs der Erfindung benutzt werden.

Es ist zu erkennen, daß die verbindenden Abschnitte 21, die sich auch an den beiden Enden des Gerätes befinden können, die Hauptabschnitte in Reihe legen und so einen gewundenen länglichen Pfad ergeben, an dem die Flüssigkeiten in beiden -dichtungen fließen.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel gibt es neun Hauptabschnitte, aber diese Zahl sindnicht von besonderer Bedeu-

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ORIGINAL

tür p und entsprechen in jedem einzelnen Fall der Gesamtlänge des !fades, die für die Flüssigkeit und die Länge jedes Abschnitts geändert wird. Der Bodenabschnitt 20a gehört ziT Heizanordnung 30, 3G¹; während der obere Abschnitt 2Oi mit einer Kühlschlange 31 verbunden ist. Das Heizen am Boden zum "Verdampfen und Kühlen an der Cberseite sum Kondensieren ist bei Destilliergei'äten üblich und in dieser Ri η sieht wird die -Erfindung auf bekannte ./nise ausgeführt. Jas beizen und Kühlen könnte nfitürlich auch anders und ._urch andere Littel als dargestellt ohne Abweichen von der .Erfindung erfolgen.

Die bevorzugte -Rühreinrichtung ist in den Figuren 8 und 9 dargestellt und enthält ein Rührwerk 32 üblicher Ausführung, das aber bei diesem Beispiel mehrere 6 z.B. drei, Stangen Z:-j, vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise ans Glas, enthält, von denen jede eine oder mehrere Rührschaufeln 3^ z.B. aus biegsamen Blättern, vorzugsweise aus ITIiS trägt, wobei deren Kanten auf pe fächert, um die Rührleitung zu verbessern, wie bei 35 angezeigt wird, und mit Schlitzen 36 versehen sind, durch die ein° Stange 35 eingesetzt ist, die auch an der einen oder anderen gegenüberliegenden Seite des Blattes verlaufen kann, wodurch diese zick-zack-förmig (in Fig. 9 in: querschnitt dargestellt) gebogen werden und an der Stange einen elastischen Druck ausüben, der einen angemessenen aeibangriff gewährleistet. Die otangen befinden sich an mehreren ooheiben 28, die sie im rohrförmigen Abschnitt 20 zentriert halten und von zwei Ringen 37, 37* vorzugsweise aus gesintertem ITKE, angetrieben werden, die in entsprechender V^ise auch nur durch Reibung an der Trommel 38 aus ferromagnetischem Laterial angreifen, das vorzugsweise zum chemischen iöchutz mit I" Ti-Ξ überzogen ist. Die Scheiben 28 bilden den Rotor eines Slektromctors, dessen ütator sich außerhalb

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des rohrförmigen Teils 20 befindet und einen entsprechenden Kern 40 und .Wicklungen 41 aufweist. Offensichtlich wird durch übliches Speisen des Stators zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes der iiotor gedreht und mit ihm die Stangen 33 getragen, die die Flüssigkeiten im Rohrabschnitt 20 umrühren.

Die Figuren 1 und 3 zeigen den mittleren Trägerabschnitt 14 mit äen Ständern 50, die mit der Basis 11 und der Strebe 12 verbunden sind und kurze »Vinkeleisen 51 tragen. Die Gestelle 52, die im einzelnen nicht beschrieben werden, da sie üblichen Aufbaues sind, tragen die Statoren 40, 41 und ruhen auf V/nnkeleisen 51 oder auf (nicht dargestellten), von diesen Eisen getragenen Platten.

Die Offnungen 55 zum Einführen von Material in die Sohrabschnitte und öffnungen 56 und zum Zurückziehen von Material von ^!dort befinden sich vorzugsweise, in den Verbindungsabschnitten 21, zu sehen in Figur 10, die einen solchen Abschnitt in einem etwas größerem Maßstab zeigt. Diese Offnungen können mit bohren 57 und 58 verbunden sein, die wiederum an Offnungen 55 und 56 andere Abschnitte oder an Materialquellen aus dem Gerät oder an Pumpen, Elektronen usw. liegen können. Mittel, wie Ventile 59 und 60 können zum Regeln der Strömung der Flüssigkeiten vorgesehen sein. Diese Einzelheiten sind nicht dargestellt, das sie von Fall zu Fall verschieden sind, und dem Fachmann bekannt sind, Auf diese Weise kann eine gewünschte Verbindung erhalten werden und dies ist besonders der Fall bei der beschriebenen modularen Vorrichtung.

Dementsprechend kann ein jeweiliger Verbindungsabschnitt 21 sowohl mit einer Öffnung 55 ^als auch mit einer Cffnung 56

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oder mit einer dieser Öffnungen versehen sein, je nachdem, ob Flüssigkeitsmaterial eingeführt oder abgezogen werden soll oder nichts von beidem beabsichtigt ist.

Da ein flüssiges Erzeugnis gewöhnlich vom Bodenabschnitt 20a durch einen Auslaß 61 abgezogen wird, werden gewöhnlich Pumpen zum Fördern vorgesehen, welcher Behälter oder welche Vorrichtung auch zur Aufnahme bestimmt ist. Eine solche Pumpe 62 ist in Figur 1 dargestellt und kann herkömmlicher Art sein.

Das beschriebene Gerät dient zur Konstruktion einer modularen Vorrichtung. ϊ/enn es aber allein ohne Verbindung mit anderen Geräten verwendet werden soll, würde eine übliche «Värmeisolation verwendet werden. Der Hauptabschnitt 2Oi der als Kondensor dient und aus dem Ausfluß durch Schwerkraft oder auf andere Weise abgezogen werden kann, würde im allgemeinen im isolierten Raum nicht enthalten sein.

Vorzugsweise ist jeeboch die beschriebene Vorrichtung mehreren gleichen Geräten zugeordnet, um eine modulare Vorrichtung zu ergeben, wie es Figur 11 zeigt, in der zur Vereinfachung der Zeichnung die Offnungen 55 und 56 der Verbindungsabschnitte 21 weggelassen worden sind. Mehrere Gerätein diesem Beispiel sechs - sind seitlich nebeneinander auf einem Gestell 65 angebracht.

Der hohe Wirkungsgrad des Basisabschnitts wird mittels einer Rührvorrichtung anstelle einer Dichtung wie bei herkömmlichen Säulen erreicht. Die biegsamen Schaufeln mit großer Oberfläche und kleinem Querschnitt sind größer als der Radius des Rohrabschnitts. Deshalb wird gegen die Wände dieses Abschnitts ein Druck erzeugt, der von der Zentrifugal-

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Die Bewegung der Schaufel erzeugt einen dünnen Flüssigkeitsfilm auf der Koiirwand wie auch auf ihrer eigenen Oberfläche. Dieser Film wird wegen der ständigen Bewegung der Schaufel stets erneuert und bleibt somit frisch. Die schraubenforange Gasströmung ist somit in ständigem Kontakt mit dem frischen Film, der die Massen- und //ärrneübertragung äußerst wirksam macht. Da eine bestimmte Flüssigkeitsmenge genug Film erzeugt, kann ein die Flüssigkeit; aufgehalten werden. Wegen der Biegsamkeit der Schaufeln ist die Genauigkeit der -^ohrform unwesentlich.

Die .Rührvorrichtung ist in das Hohr hermetisch eingeschlossen und wird elektromechanisch ohne mechanischen Kontakt betrieben.

Das Gestell 65 kann von entsprechendem, vorzugsweise von parallelepipedalem Aufbau sein, wie es die Figuren 14- und 15 zeigen, und enthält Eckstreben 66, Zwischenendstreben 67, obere Querstangen 68, unter ^uerstangen 69 und Zwischenseitenstreben 72, die alle für die Festigkeit und Stabilität des Gestells notwendig sind. Es ist zu erkennen, daß das Gestell zwischen aufeinanderfolgenden Zwischenendstreben 66 Zellen 70 bilden, von denen Jede zur Aufnahme eines Gerätes 10 dient.

Bei diesem Ausführungsbeispiel befindden sich Schienen 71 an den Seiten des Bodens jeder Seile (Figur 14) die z.B. durch winkeleisen in entsprechender "<7eise mit den benachbarten Streben 66 und 67 und mit den unteren ^uerstangen 69 verbunden sind. Auf den Schienen laufen Räder 18 der Geräte 10. Auf diese <7eise können die Geräte rasch und leicht in das Gestell 65 eingesetzt und aus ihm entnommen werden.

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Fach Figur 15 kann das Gestell 65 so kurz sein, daß die Verbindungsabschnitte 21 an beiden Enden herausragen, damit sie mit den anderen und mit außenliegenden Vorrichtungen leicht verbunden werden können, können aber die .abschnitte 21 bevorzugt an einem oder beiden Enden vollständig einschließen.

Es ist zu erkennen, daß die Vorrichtung einen insgesamt parellelepipedalen Raum einnimmt, der aus mehreren schmalen Jilementarparallelepipeden aufgebaut ist, die den Geräten entsprechen. Die ./ärmeisolation von der Umwelt kann durch Einschließen der ganzen Vorrichtung in thermische isolierende wände erfolgen. Die Abschnitte, die als Kondensatoren wirken, können außerhalb der TJände gelassen werden. Die Einrichtung zur thermischen Isolation braucht nicht beschrieben zu werden, da sie für sich üblich ist und für jeden Fall entsprechend konstruiert wird. Die thermische Isolation zwischen benachbarten Zellen ?0 ist im allgemeinen nicht notwendig, da die benachbarten Abschnitte der verschiedenen Geräte im allgemeinen nicht sehr verschiedene Temperaturen aufweisen können, notfalls aber Ielicht vorgesehen werden, entweder am Gestell 65 oder an den Geräten selbst.

Bei der modularen Vorrichtung ergibt sich die Frage nach, der funktioneilen Verbindung der einzelnen Geräte. Dank der Konstruktion nach der Erfindung können jedoch gewünschte Verbindungen erhalten werden, die ITormgeräte verwenden. Dementsprechend kann ein Fraktionaldestillieren oder Rektifisierproblem durch Verwenden derselben Grundmodularstruktur gelost werden.

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Angenommen, daß beispielsweise für ein besonderes Destillier- oder Rektifizierproblem eine Ausjangsflüssigkeitsmischung entsprechend eines gegebenen Hauptabschnitts eingeführt werden soll, ist es möglich, alle entsprechenden Hauptabschnitte aller Geräte aus einer gemeinsamen Zuführstrecke zu speisen und dadurch eine parallele Zuführung zu schaffen. Die -^uslal.öffnungen der einzelnen Fraktionen vorn und hinten, ?/enn es nur zwei Fraktionen gibt - sind in gleicherweis⁰ parallel gelegt und die kombinierten Ausflüsse werden zu jedem richtigen Gerät geführt. In diesem Fall ist die .'mflösungsleistung die eines Gerätes und die Erzeugung von Ausfluß wird mit der Zahl der Geräte multipliziert. Der W'ärmeaufwand und die ^.ufbaukosten wie aich die Belastung der Vorrichtung ist weit günstiger als in vergleichbaren üblichen Destillier- und liektifiziervorrichtungen.

Andererseits ist es möglich, nur ein Gerät zu speisen und Ausflüsse von nur einem anderen Gerät abzunehmen und die einzelnen Geräte in Serie zu legen, wodurch die Auflösungsleistung erhöht wird.

Zwischensituationen können ebenfalls erzeugt werden, wodurch die Strömung teilweise parallel und teilweise in Serie liegt. Auch können Rückkopplungen eingeschaltet werden. Oder es kann an Zwischenpunkten weder die Speisepunkte noch Abgabepunkte sind Strömungsmaterial zum Strömen an der Vorrichtung, nämlich von einem Gerät zum anderen strömen. Alle diese Möglichkeiten ergeben sich durch die extreme Elastizität und Flexibilität der Vorrichtung. Insbesondere kann die Vorrichtung so genutzt werden, daß sie zwischen parallelen Geräten und/oder von oberen und/oder unteren Punkten zu Zwischenpunkten, ^uerschub bewirkt und/oder von Zwi-

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schenpunkten einiger Geräte Rückfluß abnimmt und ihn an Zwischenpunkte anderer Geräte gibt, und im allgemeinen ein*¹ gewünschte Kombination von Strömungen, Zuführungen, ^uerschüben, Rückführungen und Abnahmen liefert.

I'igur 13 zeigt, wie eine Vorrichtung nach der Erfindung angeordnet werden kann, um eine besondere trennung von Komponenten durchzuführen. In der Figur werden nur die Verbindurgsabschnitte an einem Ende der Vorrichtung schematisch angedeutet und die Einlasse 55 und die -uslasse sind durch Kreise symbolisiert. Dies- bedeutet jedoch nicht, daß die Einlasse und Auslässe nicht an beiden Enden der Vorrichtung vorgesehen werden können. Bei diesem Beispiel gibt es sechs Geräte A bis P und in jedem befinden sich vier Verbindungsabschnitte 1 bis 4. Die Zahl 0 bedeutet die unteren Hauptabschnitte (20a in .Figur Λ). Somit ist ein Verbindungsabschnitt oder ein unterer Abschnitt durch die Kombination eines Buchstabens und einer Zahl bezeichnet. Im dargestellten Fall wird die in ihre Komponenten oder in Mischungen verschiedener Zusammensetzungen zu trennende Mischung an der Stelle C-3 eingeführt. Das untere Erzeugnis wird von den Stellen B-O, C-O, D-O und F-O zu den Stellen A-3, B-3, C-3, D-3 bzw. E-= gefördert. Der Rückfluß wird von den Stellen A-4, B-4, 0-4 und E-4 zu den Stellen B-2, C-2, D-2, E-2 querverschoben. Die hinteren Erzeugnisfraktionen verlassen die Vorrichtung von der Stelle A-O und die vorderen Fraktionen von der Stelle F-4.

Die äußerste Einfachheit des Aufbaues der Vorrichtung nach der Erfindung beseitigt die meisten konstruktiven Probleme. Es ist nur notwendig, das geeignetetes Material für die Rohr-

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abschnitte zu wählen, Trias, rostfreier ütahl, andere Metalle oder Kunststoffe können entsprechend der KorrosionsRiefahr, der Temperatur und dem Druck verwendet werden.

Während die Verbindung in Serie oder parallel zu den einzelnen Geräten mit der üblichen traxis in der Destilliertechnik übereinstimmt, ist das besondere Querströmen, wie es in Verbindung mit Figur 1J beschrieben wird, nicht üblich und tatsächlich leitet es sich von einem neuen und erfinderischem Verfahren ab, das bequem mittels der Vorrichtung nach der Erfindung ausgeführt werden kann, was aber hier nicht Gegenstand der Erfindung ist.

Es sei bemerkt, daß der Ausdruck "Rühreinrichtung" eine Einrichtung oder Vorrichtung oder ein anderes Mittel einschließt, das von dynamischen Oharakter ist, d.h. das bewegbare Teile zum Rühren der Flüssigkeiten durch die Vorrichtung enthält und deren gegenseitigen Kontakt ohne Rücksicht auf die Art der bewegbaren Teile oder deren "Pewejung verbessert. Die Rühreinrichtung könnte somit beispielsweise Ausrüstungen oder Elemente einer im Rohrabschnitt liegenden Art enthalten, die eine we-chselnde oder vibrierende Bewegung haben oder es könnte keine besondere Rühreinrichtung vorgesehen werden und der bewegbare Teil könnte der Rohrabschnitt selbst sein, der sich ständig oder ab und zu drehen oder vibrieren würde usw.

Im allgemeinen kann die Erfindung mit Abänderungen und Anwendungen leicht ausgeführt werden, die vom Fachmann verstanden werden, ohne vom Sinn der Erfindung abzuweichen.

L e e r s e ι ί e

Claims

Meissner & Meissner

PATE NTANWALTS BÜRO

BERLIN — MÜNCHEN

PATENTANWÄLTE

DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DiPLING. H.-J. PRESTING (BLN)

HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 33

1 h. JUN11978

Ihr Zeichen Ihr Schreiben vom Unsere Zeichen Berlin, den

Huz 0577 -

HYDROLA Ltd.

Rehov Harav Nissenbaum 27, (Bat-Iam), Israel

Patentansprüche

Ί. Vorrichtung zum Behandeln durch fraktionelle Destillation und Rektifikation von Strömungsmaterialien (Flüssigkeiten oder Gase) mit mehreren Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aufeinanderfolgende, praktisch horizontale rohrförmige Hauptabschnitte (20) praktisch parallel angeordnet sind, je über dem vorhergehenden und unter dem folgenden, daß mehrere rohrförmige Abschnitte (21) die Hauptabschnitte (20) mit unmittelbar vorhergehenden und unmittelbar folgenden verbinden, um mindestens mehrere der Abschnitte in Serie zu legen, und einen gewundenen, länglichen Raum für die Strömung der zu behandelnden Materialien zu bilden, daß eine Einrichtung 7/ärme an mindestens einen der Hauptabschnitte legt und Wärme von mindestens einem anderen Hauptabschnitt abnimmt, daß eine Rühreinrichtung (32) das Strömungsmit-

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BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEGRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO: ST. ANNASTR. 11 1-85644 INVENTION BERLIN BERLIN 31 W. MEISSNER.. BLN-W 8000 MÖNCHEN 22 INVEN d BERLIN 030/891 60 37 BERLINER BANK AG. 12282-109 TEL.: 089/22 3544 030/892 23 82 3635716000

telmateriai umrührt, das aurch mindes/tans mehrere dieser -bschnitte fließt, daß eine Linrichtunp; Strömungsinat;erial an mindestens einem limkt in den länglichen Raum einführt, und äsB eine einrichtung Jtromungsmaterialien an mindestens zv/ei tunkten aus dem länglichen xiauiE abzieht.

Vorrichtung nach ..nsr^ruch 1, dadurch pekennzeichnet, daß die Hauptabschnitte (20] mit in ihren achsen in derselben Ebene und mit abstand übereinander lier:en, wodurch sie in einen in Längsrichtung und vertikal länpjlichen parallelepipedalen Raum ^angeschlossen werden, und daß das lerät ein Gestell (65) enthält, dus den parallelepipedalen xiaum begrenzt und die Hauptabschnitte (20) in der eingestellten Lage hält.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (32) je einen inneren,mindestens teilv/eise ferroniagnetischen Hotor (38) enthält, der sich in einen Rohrabschnitt befindet und das -ttührwork trägt, und daß ein äußerer Stator (4-0,4-1) sich an der Außenseite dieses Abschnitts zun Erzeugen eines Magnetfeldes ^um antrieb des Eotors befindet.

Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das ^uhrwerk (32) auf einem übergelagerten rohrförmigen Hauptabschnitt (20) angebracht ist und etwa dieselbe Längslage auf den einzelnen Hauptabschnitten einnimmt, wodurch die einezlenen Statorteile (4-0) im vertikal länglichen iteum dem parallepipedalen fiaum überlagert sind, die die Hauptabschnitte einschließen, und daß im vertikalen länglichen Haum zum Tragen der Stator-

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t„ile eine Trageeinriohtung (50,5Ό vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsabschnitte (21) von ihren Dichtungen zu den Hauptabschnitten (20) getragen werden und mindestens teilweise über die in Längsrichtung gegenüberliegenden vertikalen Grenzen des parallelepipedalen Haum hinausgehen, der die Hauptabschnitte einschließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einführen und jVbziehen von ütrömungsmaterial Öffnungen (55, 56) in den ■Verbindungsabschnitten aufweint, die mit der otrömungsmittelzufuhr und der ;-,bzieheinrichtunn: verbunden werden können.

7. Vorrichtung nach .^nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die «armeisolation rohrfürmige Hauptabschnitte einschließt, aus denen keine .«arme abgenommen wird.

8. /.->irichtung nach Anspruch 2, laaurch gekennzeichnet, daß das Gestell (65) mH tragenden iiädern (18) versehen ist.

9. Vorrichtung nact Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede dichtung, die sich neben den üohrabschnitten befinden einen zwischen den beieinanderliegende Enden der benachbt.i'ten Abschnitte liegendes Dichtungsteil besitzt, daß mindestens zwei Dichtungselemente aus nachgiebigem Kunststoff sich an jeder .außenfläche eines ^xiohrabSchnitts in der Hähe dessen Endes befinden, daß an dem .Rohrabschnitt, über und um die Dichtungselemente herum starre Glieder angebracht sind, daß Sperrmittel an die starren Glieder einen Druck anlegen, um diese im Einschluß der

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Dichtung zueinander zu verschieben, daß die starren Glieder so verschoben die Dichtungselemente gegen die jeweiligen Rohrabschnitte drücken, daß ein fester Reibangriff zwischen ihnen erzeugt wird und den von den Sperrmitteln an die starren Glieder angelegten Druck auf die ^ohrabschnitte überträgt, wodurch die •"ohrabschnitte gegeneinander und gegen das Dichtungselement gedruckt werden und dessen Zusammenfassimg in dichtem und gesperrten Zustand halten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die -riohrabschnitte aus Glas sind und die Dichtungselemente aus ungesindertem Polytetrafluorethylen bestehen.

ΆΛ . IVxodulare Einrichtung mit mehreren Vorrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtungen seitlich nebeneinander angeordnet sind und die Achsen der rohrförmigen Hauptabschnitte (20) und der Verbindungsabsohnitte (21) jedes Gerätes (10) in einer vertikalen Ebene liegen und daß die vertikalen Ebenen zu allen Geräten (10) praktisch mit Abstand und parallel zu einander angeordnet sind.

12. Liodulares Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein allgemeines Gestell (65) mehrere Vorrichtungseinheiten nebeneinanderliegend aufnimmt und daß die Strömung des Strömungsmaterials in lind aus dem modularen Gerät und zwischen dessen einzelnen Einheiten geregelt v/ird.

13. I.-odulares Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,

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daß die utrömungsre^eleinrichtung teilweise oder ganz Reihen -und/oder I^:arallelströnung und/oder _v;uerströmung r.us einigen Geräteeinheiten zu anderen Geräteeinheiten liefert, wenn es von der jeweiligen vorzunehmenden Behandlung verlangt wird.

14. Modulares Gerät nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß das otrömungsmaterial von einer Geräteeinheit zur anderen unterbrochen und/oder geregelt werden kann.

15. Modulares Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell mehrere nebenexnanderliegende vertikale Parallelepxpedalzellen (70) bildet, die je eine Geräteeinheit (10) nach Anspruch 2 aufnehmen können.

16. Modulares Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell entsprechend dem Boden jeder Zelle (70) Schienen zum Tragen und Führen einer Geräteeinheit nach Anspruch 8 enthält.

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