CH645036A5 - Fluidized bed apparatus. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wirbelschichtapparatur mit einem Wirbelschichtbehälter, in dem eine im wesentlichen horizontale Rotorscheibe über einer Windkammer angeordnet, um eine zumindest annähernd vertikale Achse drehantreibbar und längs dieser Achse verstellbar ist. The invention relates to a fluidized bed apparatus with a fluidized bed container in which an essentially horizontal rotor disk is arranged above a wind chamber, can be driven in rotation about an at least approximately vertical axis and is adjustable along this axis.
Eine Wirbelschichtapparatur dieser Gattung mit einem Wirbelschichtbehälter, der in seinem die Rotorscheibe umgebenden unteren Teil konisch ist, ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 805 397 bekannt. Mit der Höhenverstellbar-keit der Rotorscheibe wird bei der bekannten Apparatur die Möglichkeit geschaffen, die Strömungsverhältnisse im Wirbelschichtbehälter unabhängig von der zirkulierenden Luftmenge in einfacher Weise an verschiedenartige Granulierma-terialien und die sich daraus ergebenden unterschiedlichen Arbeitsbedingungen anzupassen. Bei den Ausführungsbeispielen der genannten Offenlegungsschrift ist der Wirbelschichtbehälter von der Windkammer durch einen Siebboden getrennt, der unabhängig von der Höhenstellung der Rotorscheibe verhindert, dass Granuliermaterial oder fertiges Granulat aus dem Wirbelschichtbehälter in die Windkammer fällt, wenn der zum Erzeugen des Wirbelbettes erforderliche Luft- oder sonstige Gasstrom aus der Windkammer in den Wirbelschichtbehälter unterbrochen wird, was beispielsweise zum Reinigen von über dem Wirbelschichtbehälter angeordneten Abluftfiltem erforderlich sein kann. Der Siebboden erschwert jedoch seinerseits die vor allem in pharmazeutischen Betrieben häufig erforderliche Reinigung der gesamten Wirbelschichtapparatur, zumal der Raum zwischen Rotorscheibe und Siebboden nicht ohne weiteres zugänglich ist. Ausserdem können sich bei zum Reinigen der Filter erforderlichen Betriebsunterbrechungen Granuliermaterialien im Zwischenraum zwischen Rotorscheibe und Siebboden ansammeln und beim Wiederingangsetzen des Wirbelbettes unkontrollierbare Strömungsverhältnisse hervorrufen, möglicherweise sogar derart an der Wand des Wirbelschichtbehälters festbacken, dass die Höhenverstellbarkeit der Rotorscheibe beeinträchtigt ist. A fluidized bed apparatus of this type with a fluidized bed container which is conical in its lower part surrounding the rotor disk is known from German Offenlegungsschrift 2 805 397. With the height adjustment of the rotor disk in the known apparatus, the possibility is created to adapt the flow conditions in the fluidized bed container to different types of granulation materials and the resulting different working conditions in a simple manner, regardless of the circulating air quantity. In the exemplary embodiments of the cited publication, the fluidized bed container is separated from the wind chamber by a sieve plate, which, regardless of the height of the rotor disk, prevents granulation material or finished granulate from falling into the wind chamber from the fluidized bed container if the air or other material required to produce the fluidized bed Gas flow from the wind chamber into the fluidized bed container is interrupted, which may be necessary, for example, for cleaning exhaust air filters arranged above the fluidized bed container. However, the sieve plate in turn complicates the cleaning of the entire fluidized bed apparatus, which is frequently required especially in pharmaceutical companies, especially since the space between the rotor disk and the sieve plate is not easily accessible. In addition, in the event of operational interruptions required to clean the filters, granulating materials can accumulate in the space between the rotor disk and sieve bottom and, when the fluidized bed is restarted, can cause uncontrollable flow conditions, possibly even stuck to the wall of the fluidized bed container in such a way that the height adjustment of the rotor disk is impaired.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Wirbelschichtapparatur der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, dass sie sich nach Betriebsunterbrechungen leichter wieder in betriebsbereiten Zustand bringen lässt. The present invention is therefore based on the object of developing a fluidized bed apparatus of the type described at the outset in such a way that it is easier to bring it back into operational condition after interruptions in operation.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Bereich des unteren Endes des Wirbelschichtbehälters ein ringförmiger Sitz für die Rotorscheibe ausgebildet ist, an dem diese in der einen Endstellung ihrer axialen Verstellung in der Art eines die Windkammer nach oben abschliessenden Ventilkörpers anliegt. The object is achieved according to the invention in that an annular seat for the rotor disk is formed in the region of the lower end of the fluidized bed container, against which the rotor disk rests in the one end position of its axial adjustment in the manner of a valve body which closes the wind chamber upwards.
Damit wird die Möglichkeit geschaffen, bei abgeschaltetem Drehantrieb der Rotorscheibe den Wirbelschichtbehälter nach unten hin vollständig dicht abzuschliessen, sei es zum Füllen des Wirbelschichtbehälters oder für eine kurze Betriebsunterbrechung zum Reinigen von Filtern, beispielsweise durch Abrütteln, oder zum Entleeren des Wirbelschichtbehälters nach Vollendung eines Granuliervorganges. Ehe bei erneuter Betriebsaufnahme wieder ein ringförmiger Spalt zwischen dem Sitz und der Rotorscheibe geöffnet wird, kann in der Windkammer ein Überdruck hergestellt werden. Somit lässt sich in jedem beliebigen Betriebszustand mit Sicherheit verhindern, dass Granuliermaterial oder fertiges Granulat aus dem Wirbelschichtbehälter in die Windkammer fallt. This creates the possibility of completely closing off the fluidized bed container with the rotary drive of the rotor disc switched off, be it for filling the fluidized bed container or for a brief interruption to cleaning filters, for example by shaking, or for emptying the fluidized bed container after a granulation process has been completed. Before an annular gap between the seat and the rotor disk is opened again when starting up again, an overpressure can be produced in the wind chamber. In any operating state, it can thus be prevented with certainty that granulation material or finished granulate falls from the fluidized bed container into the wind chamber.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erweitert sich der ringförmige Sitz nach oben hin, und die Rotorscheibe liegt in ihrer unteren Endstellung an dem Sitz an. Die Rotorscheibe kann eine an ihrem Rand befestigte Dichtung aufweisen. Bei der Ausführungsform mit sich nach oben erweiterndem Ventilsitz ist die Dichtung vorzugsweise eine Dichtungsleiste, die ein nach oben öffnendes Klappenventil bildet. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the ring-shaped seat widens upward and the rotor disk lies against the seat in its lower end position. The rotor disk can have a seal attached to its edge. In the embodiment with the valve seat widening upwards, the seal is preferably a sealing strip which forms an upward-opening flap valve.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Embodiments of the invention are described below with reference to schematic drawings. Show it:
Fig. 1 einen senkrechten axialen Schnitt einer Wirbelschichtapparatur mit einem Wirbelschichtbehälter, der sich in seinem unteren Bereich kegelstumpfförmig verjüngt und sich in seinem oberen Bereich kegelstumpfförmig erweitert; 1 shows a vertical axial section of a fluidized bed apparatus with a fluidized bed container which tapers in the shape of a truncated cone in its lower region and widens in the shape of a truncated cone in its upper region;
Fig. 2 einen ebenfalls senkrechten axialen Schnitt durch eine Wirbelschichtapparatur mit einem Wirbelschichtbehälter, der sich in seinem unteren Bereich nach oben kegelstumpfförmig erweitert und sich in seinem oberen Bereich kegelstumpfförmig verengt. Fig. 2 is also a vertical axial section through a fluidized bed apparatus with a fluidized bed container, which widens upwards in the shape of a truncated cone in its lower region and narrows in the shape of a truncated cone in its upper region.
Beide dargestellten Wirbelschichtapparaturen haben eine Windkammer 12, die gemäss Fig. 1 von einer zylindrischen Wand 14, gemäss Fig. 2 dagegen von einer sich konisch nach oben erweiternden Wand 14' umschlossen ist. Both fluidized bed apparatuses shown have a wind chamber 12 which, according to FIG. 1, is enclosed by a cylindrical wall 14, according to FIG. 2 by a wall 14 'which widens conically upwards.
An der Wand 14 bzw. 14' sind in Winkelabständen von 120° drei radiale Arme 16 befestigt, die ein Lagergehäuse 18 tragen. Im Lagergehäuse 18 ist mittels zweier Wälzlager 20 eine Büchse 22 drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert. An der Büchse 22 ist gemäss Fig. 1 ein Kettenrad 24, gemäss Fig. 2 dagegen ein Kegelrad 24' befestigt. Das Kettenrad 24 lässt sich über eine Kette 26 von einem nicht dargestellten, an der Wand 14 befestigten Elektromotor mit vorzugsweise stufenlos einstellbarer Drehzahl antreiben. Das Kegelrad 24' gemäss Fig. 2 lässt sich in entsprechender Weise über ein Kegelritzel 28 und eine in Wälzlagern 30 gelagerte, in bezug auf die Wand 14' radial angeordnete Welle 32 von einem ebenfalls nicht dargestellten Elektromotor antreiben. On the wall 14 or 14 'three radial arms 16 are attached at an angular distance of 120 °, which carry a bearing housing 18. In the bearing housing 18, a sleeve 22 is rotatably supported by two roller bearings 20, but is axially immovable. A sprocket 24 is fastened to the bush 22 according to FIG. 1, but a bevel gear 24 ′ is fastened according to FIG. 2. The sprocket 24 can be driven via a chain 26 by an electric motor (not shown) attached to the wall 14, preferably with an infinitely variable speed. The bevel gear 24 'according to FIG. 2 can be driven in a corresponding manner via an bevel pinion 28 and a shaft 32, which is mounted in roller bearings 30 and is arranged radially with respect to the wall 14', by an electric motor, also not shown.
In der Büchse 22 ist bei beiden Ausführungsformen gemäss Fig. 1 und 2 eine Rotorwelle 34 axial, also in der Senkrechten, verschiebbar geführt. Damit sich Büchse 22 und Rotorwelle 34 nur gemeinsam drehen können, ist als drehmomentübertragendes Bauteil zwischen beiden eine Passfe2 In both embodiments according to FIGS. 1 and 2, a rotor shaft 34 is guided axially, that is to say in the vertical, in the bush 22. So that sleeve 22 and rotor shaft 34 can only rotate together, there is a pass between the two as a torque-transmitting component
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
der 35 angeordnet. Die Rotorwelle 34 ist an ihrem unteren Ende mit einem weiteren, axial belastbaren Wälzlager oder Wälzlagerpaar 36 in einem Gehäuse 38 gelagert, das sich mit einer an ihm befestigten waagerechten Platte 40 an der Um-fangsfläche einer Exzenterscheibe 42 abstützt, die mittels einer Spannhülse 44 an einer waagrechten Verstellwelle 46 befestigt ist. An der Platte 40 ist ein Paar Zapfen 48 befestigt, welche die Verstellwelle 46 gabelartig umgreifen und dadurch die Platte 40 samt Gehäuse 38 daran hindern, sich mit der Rotorwelle 34 zu drehen. Die waagrechte Verstellwelle 46 ist ihrerseits axial unverschiebbar in Lagerbüchsen 50 und 52 gelagert, die einander diametral gegenüber an der Wand 14 bzw. 14' befestigt sind. the 35 arranged. The rotor shaft 34 is supported at its lower end with a further axially loadable roller bearing or pair of roller bearings 36 in a housing 38, which is supported with a horizontal plate 40 attached to it on the circumferential surface of an eccentric disc 42, which is attached by means of an adapter sleeve 44 a horizontal adjusting shaft 46 is attached. A pair of pins 48 are fastened to the plate 40, which grip around the adjusting shaft 46 in a fork-like manner and thereby prevent the plate 40 together with the housing 38 from rotating with the rotor shaft 34. The horizontal adjusting shaft 46 is in turn axially immovably mounted in bearing bushes 50 and 52, which are fastened diametrically opposite one another on the wall 14 and 14 ', respectively.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Wirbelschichtapparatur lässt sich die Verstellwelle 46 mit einem Verstellknebel 54 drehen, der axial verschiebbar an ihrem einen, aus der Lagerbüchse 52 herausragenden Ende angeordnet ist und sich über eine Reibscheibe 56 an der äusseren Stirnfläche dieser Lagerbüchse 52 abstützt. Zum Festspannen der Verstellwelle 46 in einer gewählten Drehwinkelstellung ist ein Spannknebel 58 vorgesehen, der mit dem Ende der Verstellwelle in Gewindeverbindung steht und sich über eine zweite Reibscheibe 60 an der von der ersten Reibscheibe 56 abgewandten Stirnfläche des Verstellknebels 54 abstützt. Durch Drehen und anschliessendes Festspannen der Verstellwelle 46 lässt sich die Rotorwelle 34 in der Senkrechten verstellen und anschliessend in der gewünschten Höhe festhalten. In the fluidized bed apparatus shown in FIG. 1, the adjusting shaft 46 can be rotated with an adjusting toggle 54, which is arranged axially displaceably at one end protruding from the bearing bush 52 and is supported on the outer end face of this bearing bush 52 via a friction disk 56. For clamping the adjusting shaft 46 in a selected angle of rotation position, a clamping toggle 58 is provided, which is in threaded connection with the end of the adjusting shaft and is supported via a second friction disk 60 on the end face of the adjusting toggle 54 facing away from the first friction disk 56. By rotating and then tightening the adjusting shaft 46, the rotor shaft 34 can be adjusted in the vertical direction and then held at the desired height.
Entsprechendes lässt sich bei der Wirbelschichtapparatur gemäss Fig. 2 dadurch bewirken, dass an der Verstellwelle 46 ein Zahnrad 62 befestigt ist, das mit einem Ritzel 64 auf einer Vorgelegewelle 66 kämmt, welche ihrerseits in einer an der Wand 14' befestigten Büchse 68 gelagert ist. Mit der Vorgelegewelle 66 ist ein Handrad 70 zu gemeinsamer Drehung verbunden. Die Vorgelegewelle 66 lässt sich mittels einer auf sie aufgeschraubten Mutter 72, die sich über Tellerfedern 74 am Handrad 70 abstützt, in einer gewählten Drehwinkelstellung festspannen. Dadurch lässt sich auch bei der Wirbelschichtapparatur gemäss Fig. 2 die Rotorwelle 34 in einer gewählten Höhenstellung festhalten. The same can be achieved in the fluidized bed apparatus according to FIG. 2 in that a gearwheel 62 is attached to the adjusting shaft 46, which meshes with a pinion 64 on a countershaft 66, which in turn is mounted in a bushing 68 attached to the wall 14 '. A handwheel 70 is connected to the countershaft 66 for common rotation. The countershaft 66 can be clamped in a selected angle of rotation position by means of a nut 72 screwed onto it, which is supported on the handwheel 70 via plate springs 74. As a result, the rotor shaft 34 can also be held in a selected height position in the fluidized bed apparatus according to FIG. 2.
Bei beiden Wirbelschichtapparaturen gemäss Fig. 1 und 2 ist am oberen Ende der Rotorwelle 34 ein Gewindezapfen 76 ausgebildet, auf dem eine Rotorscheibe 78 aufgesteckt und mit einer Mutter 80 festgespannt ist. Auf den Gewindezapfen 76 ist ferner ein Kegel 82 aufgeschraubt, der mit seiner Basisfläche auf die Rotorscheibe 78 drückt. 1 and 2, a threaded pin 76 is formed on the upper end of the rotor shaft 34, on which a rotor disk 78 is attached and clamped with a nut 80. A cone 82 is also screwed onto the threaded pin 76 and presses with its base surface onto the rotor disk 78.
Gemäss Fig. 1 ist am äusseren Rand der Rotorscheibe 78 eine ringförmige Dichtungsschnur 84 befestigt, die mit etwa der Hälfte ihres kreisförmigen Querschnittes in einen ringförmigen Kragen 86 der Rotorscheibe eingebettet ist. Anstelle der Dichtungsschnur 84 ist gemäss Fig. 2 eine flache, ringförmige Dichtungsleiste 84' am äusseren Rand der Rotorscheibe 78 befestigt, beispielsweise festgeklebt. 1, an annular sealing cord 84 is fastened to the outer edge of the rotor disk 78 and is embedded in an annular collar 86 of the rotor disk with approximately half of its circular cross section. Instead of the sealing cord 84, a flat, ring-shaped sealing strip 84 'is attached to the outer edge of the rotor disk 78, for example glued, as shown in FIG.
Bei beiden Ausführungsformen gemäss Fig. 1 und 2 ist rings um die Rotorscheibe 78 ein ringförmiger Sitz 88 vorgesehen, der gemäss Fig. 1 an einem selbständigen, mit der In both embodiments according to FIGS. 1 and 2, an annular seat 88 is provided around the rotor disk 78, which is seated on an independent, according to FIG
645 036 645 036
Wand 14 verschraubten, rotationssymmetrischen Bauteil 90 ausgebildet ist und sich nach oben hin kegelstumpfförmig verjüngt, bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 dagegen an der Wand 14' selbst ausgebildet ist und sich nach oben hin kegelstumpfförmig erweitert. Wall 14 screwed, rotationally symmetrical component 90 is formed and tapers upwards in the shape of a truncated cone, in the embodiment according to FIG.
Über dem ringförmigen Sitz 88 ist bei beiden Ausführungsformen ein kegelstumpfförmiges Unterteil 92 eines Wirbelschichtbehälters 92,94 einstückig ausgebildet bzw. angeflanscht. Dieses Unterteil verjüngt sich bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 nach oben, während es sich bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 nach oben erweitert. An das Unterteil 92 ist ein ebenfalls kegelstumpfförmiges Oberteil 94 des Wirbelschichtbehälters 92, 94 angeflanscht, welches sich gemäss Fig. 1 nach oben erweitert, gemäss Fig. 2 dagegen nach oben verjüngt. In both embodiments, a frustoconical lower part 92 of a fluidized bed container 92, 94 is formed in one piece or flanged over the annular seat 88. This lower part tapers upwards in the embodiment according to FIG. 1, while it widens upwards in the embodiment according to FIG. 2. A likewise frustoconical upper part 94 of the fluidized bed container 92, 94 is flanged to the lower part 92, which widens upwards according to FIG. 1, but tapers upwards according to FIG. 2.
Die in Fig. 1 dargestellte Wirbelschichtapparatur weist unterhalb der Rotorscheibe 78 als obere Begrenzung der Windkammer 12 einen Siebboden 96 auf, der zwischen einer ringförmigen oberen Stirnfläche der Wand 14 und dem ringförmigen Bauteil 90 eingespannt ist. Bei der Wirbelschichtapparatur gemäss Fig. 2 ist ein solcher Siebboden nicht vorgesehen, so dass sich die Windkammer 12 nach oben hin nur mit der Rotorscheibe 78 abschliessen lässt. The fluidized bed apparatus shown in FIG. 1 has a sieve bottom 96 below the rotor disk 78 as the upper boundary of the wind chamber 12, which is clamped between an annular upper end face of the wall 14 and the annular component 90. Such a sieve plate is not provided in the fluidized bed apparatus according to FIG. 2, so that the wind chamber 12 can only be closed at the top with the rotor disk 78.
Die Rotorscheibe 78 ist in Fig. 1 in ihrer oberen Endstellung dargestellt, in der sie mit ihrer Dichtungsschnur 84 abdichtend am Sitz 88 anliegt. Aus dieser oberen Endstellung lässt sich die Rotorscheibe 78 durch Drehen der Verstellwelle 46 mehr oder weniger tief bis in die Nähe des Siebbodens 96 absenken, so dass sich zwischen dem äusseren Rand der Rotorscheibe 78 und dem Sitz 88 ein mehr oder weniger breiter Ringspalt öffnet. The rotor disk 78 is shown in FIG. 1 in its upper end position, in which it lies sealingly against the seat 88 with its sealing cord 84. From this upper end position, the rotor disk 78 can be lowered more or less deeply into the vicinity of the sieve plate 96 by rotating the adjusting shaft 46, so that a more or less wide annular gap opens between the outer edge of the rotor disk 78 and the seat 88.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Wirbelschichtapparatur ist es umgekehrt: Die Rotorscheibe 78 lässt in ihrer oberen Endstellung, in der sie mit vollen Linien gezeichnet ist, einen ringförmigen Spalt 98 zwischen sich und dem Unterteil 92 des Wirbelschichtbehälters 92, 94 frei. Aus dieser oberen Endstellung lässt sich die Rotorscheibe bis in eine untere Endstellung absenken, in der sie im linken Teil der Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeutet ist und mit ihrem äusseren Rand dicht am Sitz 88 anliegt. Gemäss Fig. 2 kann die ringförmige Dichtleiste 84' aus derart nachgiebigem und reibungsarmem Werkstoff wie Polytetrafluoräthylen hergestellt und so bemessen sein, dass sie auch in der oberen Endstellung der Rotorscheibe 78 am Unterteil 92 des Wirbelschichtbehälters 92,94 anliegt, jedoch nur mit derart geringem Druck, dass sie wie ein Klappenventil eine Luft- oder sonstige Gasströmung aus der Windkammer 12 in den Wirbelschichtbehälter 92, 94 zulässt, ohne im Wirbelschichtbehälter enthaltenem Dragiergut die Möglichkeit zu geben, in die Windkammer 12 zu fallen. Beim Absenken der Rotorscheibe 78 verstärkt sich der Druck, mit dem die Dichtungsleiste 84' am Unterteil 92 des Wirbelschichtbehälters anliegt, bis schliesslich die Rotorscheibe 78 fest auf dem Sitz 88 aufruht und dadurch jegliche Strömung von der Luftkammer 12 in den Wirbelschichtbehälter 92, 94 unterbindet. In the fluidized bed apparatus shown in FIG. 2, the reverse is the case: in its upper end position, in which it is drawn with solid lines, the rotor disk 78 leaves an annular gap 98 between itself and the lower part 92 of the fluidized bed container 92, 94. From this upper end position, the rotor disk can be lowered into a lower end position, in which it is indicated by dashed lines in the left part of FIG. 2 and lies with its outer edge close to the seat 88. 2, the annular sealing strip 84 'can be made from such a flexible and low-friction material as polytetrafluoroethylene and be dimensioned such that it also bears against the lower part 92 of the fluidized bed container 92, 94 in the upper end position of the rotor disk 78, but only with such low pressure that it allows an air or other gas flow from the wind chamber 12 into the fluidized bed container 92, 94 like a flap valve without giving the coating material contained in the fluidized bed container the possibility of falling into the wind chamber 12. When the rotor disk 78 is lowered, the pressure with which the sealing strip 84 ′ bears against the lower part 92 of the fluidized bed container increases until finally the rotor disk 78 rests firmly on the seat 88 and thereby prevents any flow from the air chamber 12 into the fluidized bed container 92, 94.
3 3rd
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
S S
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Legal Events
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PL | Patent ceased |