BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beschichten von Teilchen gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Die Einrichtung und das Verfahren dienen insbesondere zur Herstellung von Produkt-Teilchen, die einen von ursprünglich vorhandenen Teilchen gebildeten Kern und einen durch das Beschichten gebildeten, den Kern normalerweise allseitig und vollständig umschliessenden Überzug oder Mantel mit mindestens einem Polymer aufweisen. Die Kerne können nur einen einzigen Stoff oder ein Gemisch, etwa mindestens eine Träger- und oder Hilfssubstanz sowie mindestens eine biologische und/oder chemische Wirksubstanz aufweisen.
Die Kerne können beispielsweise mindestens ein Düngemittel und/oder Pflanzenschutzmittel und/oder Samenkorn oder mindestens ein Nahrungsmittel und oder mindestens eine pharmazeutische Wirksubstanz und, oder mindestens eine Duftsubstanz, einen Katalysator, ein ultrareines Metall, eine seltene Erde oder ein Salz enthalten, eine kugelartige oder andere Form haben und beispielsweise durch Pressen, Tablettieren, Granulieren. Agglomerieren oder in irgend einer andern Weise hergestellt sein.
Der Über- zug kann je nach der vorgesehenen Verwendung der Produkt-Teilchen bestimmte Durchlässigkeits- und; oder Löslichkeitseigenschaften und/oder bestimmte mechanische und/oder optische Eigenschaften und/oder Bindeeigenschaften haben und beispielsweise dazu dienen. das Eindringen von einer Flüssigkeit, etwa Wasser, oder von Wasserdampf in die Kerne und/oder die Abgabe einer im Kern vorhandenen Substanz in die Umgebung des Teilchens, etwa in den Boden oder in den Verdauungstrakt eines Menschen oder Tieres in günstiger Weise zu beeinflussen. Der Überzug kann ferner zum Schutz des Kerns gegen Abrieb sowie gegen andere mechanische Einwirkungen, gegen Feuchtigkeit und, oder gegen Lichteinwirkungen und/oder zur Verbesserung des Geschmacks und!oder zur Verschönerung und/oder als Bindemittel bei einem später durchgeführten Verarbeitungs- etwa Sintervorgang dienen.
Bei bekannten Verfahren zur Herstellung von Teilchen mit einem Kern und einem diesen umschliessenden Überzug wird zuerst durch Polymerisieren mindestens eines Monomers und weitere Arbeitsvorgänge ein als Beschichtungsma terial dienender Lack hergestellt. der ein flüssiges Lösungsund oder Dispersionsmittel und mindestens ein in diesem gelöstes und oder dispergiertes Polymer enthält. Der Lack wird dann auf irgend eine Weise auf die zu beschichtenden Teilchen aufgebracht, wonach die dabei gebildeten Überzüge getrocknet werden. Diese Verfahren haben jedoch verschiedene Nachteile. Zunächst erfordern die Herstellung eines Lacks und das Beschichten von Teilchen separate Einrichtungen und Arbeitsvorgänge, wobei ein Lack üblicherweise ein Vielfaches des zu seiner Bildung dienenden Monomers kostet.
Da ein einzelnes Teilchen abwechselnd besprüht und getrocknet wird, ist der vom Polymer nach dem Trocknen des Lacks erzeugte Überzug normalerweise nicht durchgehend vernetzt. sondern aus verschiedenen Schichten bzw.
Schalen und; oder sich nur über Teilbereiche der Kernoberfläche erstreckenden Blättern bzw. Flecken zusammengesetzt, wobei die verschiedenen Schichten bzw. Schalen und/ oder Blätter bzw. Flecken nur lose miteinander verbunden sind und der Überzug häufig Hohlräume mit Gaseinschlüssen enthält. Da der Anteil des Lösungs- und/oder Dispersionsmittels eines Lacks meistens mindestens etwa 50 Gew. % beträgt. benötigt zudem das Trocknen der Überzüge relativ grosse Energiemengen und Zeitdauern. Ferner wird beim Trocknungsvorgang dampfförmiges Lösungs- und/oder Dispersionsmittel freigesetzt, das durch irgendwelche Vorrichtungen in die Umgebung abgeführt, oder, zumindest wenn es sich um ein teilweise oder vollständig organisches Lösungs und, oder Dispersionsmittel handelt, zurückgewonnen werden muss.
In der EP-A-0 167 184 sind nun bereits Beschichtungsverfahren beschrieben, bei denen auf die zu beschichtenden Teilchen ein Beschichtungsmaterial aufgebracht wird, das mindestens eine mehr oder weniger flüssige, polymerisierbare Acryl- oder Methacryl-Verbindung enthält, im wesentlichen frei von nicht polymerisierbaren Bestandteilen ist und nach dem Aufbringen thermisch oder durch Bestrahlen mit Beta- oder Gammastrahlen oder Ultraviolett-Lichtstrahlen polymerisiert und vernetzt wird. Bei den beschriebenen Versuchen wurden die zu beschichtenden Teilchen in das Beschichtungsmaterial eingetaucht und in diesem durch Rühren beschichtet, danach auf ein gasdurchlässiges Filter gebracht, mit Stickstoff fluidisiert und mit Ultraviolett-Licht bestrahlt, wobei diese Verfahrensschritte in vielen Fällen zur Erzeugung der gewünschten Schichtdicke mehrmals wiederholt wurden.
Bei derart durchgeführten Beschichtungen besteht jedoch die Gefahr. dass Verunreinigungen in das Produkt gelangen und dass die Überzüge unregelmässige Dikken aufweisen. Beschichtungsverfahren, bei denen nach einander solche Arbeitsschritte ausgeführt werden müssen, sind zudem umständlich sowie zeitraubend und nicht für die Herstellung grösserer Produktmengen mit einheitlichen Eigenschaften geeignet. Dies ist um so mehr deshalb der Fall, weil die Teilchen gemäss der Versuchsbeschreibung nach dem Aufbringen von flüssigem Beschichtungsmaterial erst nach einer teilweisen Aushärtung von diesem wirklich fluidisiert werden konnten.
Es ist in der EP-A-0 167 184 zwar auch noch kurz erwähnt, man könne bereits die zu beschichtenden Teilchen mit einem Trägergas fluidisieren, das Beschichtungsmaterial im Gleichstrom in das Fluidbett einbringen und das Ganze bestrahlen. Die Publikation gibt jedoch keinerlei Hinweise dafür. wie und mit welchen apparativen Mitteln die Teilchen konkret fluidisiert werden und ob sie dabei zum Beispiel in einen möglichst stationären Schwebezustand gebracht oder irgendwie kontinuierlich bewegt werden sollen.
Desgleichen gibt die Publikation auch keine Anregungen dafür, wie und mit welchen apparativen Mitteln das Beschichtungsmaterial in das Fluidbett eingebracht und die Bestrahlung durchgeführt werden kann. um ein Produkt mit der nötigen Reinheit, ausreichend homogen Überzügen und den sonst noch gewünschten Qualitäten wirtschaftlich herzustellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung und ein Verfahren zu schaffen, welche die Herstellung beschichteter Teilchen mit der nötigen Reinheit, gleichmässigen Uberzügen und sonstigen gewünschten Qualitätseigenschaften in grosstechnischem Umfang auf wirtschaftliche Art ermöglicht.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom aus der EP-A0 167 184 bekannten Stand der Technik durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Einrichtung und des Verfahrens gehen aus den von den genannten Ansprüchen abhängigen Ansprüchen hervor.
Die Erfindung wird nun anhand in der Zeichnung dargestellter Einrichtungen und deren Betriebsverfahren erläutert.
In der Zeichnung zeigt die Figur 1 eine Einrichtung zur Beschichtung von Teilchen mit einem schematisiert im Vertikalschnitt gezeichneten, eine Wirbelkammer aufweisenden Behälter, die Figur 2 einen Ausschnitt aus dem eine Wirbelkammer bildenden Behälter einer Variante der Einrichtung, die Figur 3 einen Ausschnitt aus dem eine Wirbelkammer begrenzenden Behälter einer andern Variante der Einrichtung, die Figur 4 einen Ausschnitt aus dem eine Wirbelkammer bildenden Behälter einer weiteren Variante der Einrichtung, die Figur 5 noch eine andere Variante einer Einrichtung mit einem eine Wirbelkammer bildenden, im Schnitt gezeichneten Behälter, die Figur 6 einen Vertikalschnitt durch einen Behälter, dessen zum Verwirbeln von Teilchen dienender Innenraum ringförmig ist, die Figur 7 eine vereinfachte Seitenansicht einer Einrichtung mit einem um eine horizontale Achse drehbaren,
trommelförmigen Behälter, die Figur 8 einen schematisierten Querschnitt durch den Behälter der in der Figur 7 dargestellten Einrichtung, die Figur 9 eine vereinfachte Seitenansicht einer Einrichtung mit einem um eine geneigte Achse drehbaren, kesselförmigen Behälter, die Figur 10 eine Draufsicht auf die Frontseite des Behälters der Einrichtung gemäss der Figur 9, in zur Behälterachse paralleler Blickrichtung und die Figur 11 eine Einrichtung mit einem länglichen, hülsenförmigen, um eine geneigte Achse drehbaren Behälter, wobei der letztere in einem schematisierten Längsschnitt gezeichnet ist.
Die in der Figur 1 dargestellte Einrichtung zum Beschichten von Teilchen weist einen zumindest beim Betrieb von einem nicht dargestellten Gestell unbewegbar gehaltenen Behälter 1 mit einer vertikalen Behälterachse 3 und einer mindestens im allgemeinen zu dieser rotations-symmetrischen, mehrteiligen. zumindest beim Betrieb bezüglich der Behälterachse 3 feststehenden Wandung 5 auf, die einen Bodenteil 7 und eine Wirbelkammer 9 bildet. Die letztere hat einen untern. sich nach oben erweiternden. konischen Wandungsteil 11 und einen obern Wandungsteil 13, wobei der letztere einen zylindrischen Mantel besitzt und oben durch eine gewölbte Decke abgeschlossen ist.
Der Bodenteil 7 ist dicht sowie lösbar mit dem untern Wandungsteil 11 und dieser dicht sowie lösbar mit dem obern Wandungsteil 13 verbunden, wobei der Bodenteil 7 und die beiden Wandungsteile 11. 13 zum Beispiel bei ihren einander zugewandten Enden mit Ringflanschen versehen sind. die durch lösbare Ver bindungsmittel miteinander verbunden sowie durch Dichtungsringe gegeneinander abgedichtet sind.
Der Innenraum 15 der Wirbelkammer 9 ist durch die Wandungsteile 11, 13 gegen die Umgebung des Behälters 1 und durch einen Siebboden 17 gegen den Innenraum des Bodenteils 7 abgegrenzt. Im untern Endbereich des Wirbelkammer-Innenraums 15 ist eine zur Behälterachse 3 koaxiale, beispielsweise zylindrische, am untern sowie am obern Ende offene Hülse 21 angeordnet, deren Mantel aus einem lichtundurchlässigen, vorzugsweise metallischen Material, etwa rostfreiem Stahl besteht und beispielsweise einstückig oder eventuell mehrteilig und längenveränderbar ausgebildet sein kann.
Die Hülse 21 ist mit nicht gezeichneten Befestigungselementen, etwa einigen über ihren Umfang verteilten Armen, starr, aber eventuell höhenverstellbar an der Behälter Wandung befestigt und vom konischen Wandungsteil 11 sowie vom Siebboden 17, abgesehen von den erwähnten Befestigungselementen, durch einen freien Zwischenraum getrennt. Eine am Siebboden 17 befestigte und dessen Zentrum durchdringende Sprühvorrichtung 23 besitzt eine zur Behälterachse 3 koaxiale, vertikal nach oben gerichtete Düse und/ oder einige um die Behälterachse herum verteilte, vertikal oder möglicherweise ein wenig geneigt nach oben gerichtete Düsen.
Die Austrittsmündung der bzw. jeder Sprühvorrichtungs-Düse befindet sich ungefähr in der Höhe des untern Randes der Hülse 21 und also beispielsweise innerhalb des untern Endabschnitts der Hülse oder genau in der Höhe dieses Hülsenrandes oder möglicherweise ein wenig unter diesem.
Der Siebboden 17 ist gasdurchlässig, um das Einströmen von Gas mit nach oben gerichteter Strömungsrichtung in den Wirbelkammer-Innenraum 15 zu ermöglichen, jedoch zu verhindern, dass in der Wirbelkammer 9 vorhandene Teilchen vor dem Verwirbeln sowie während diesem aus der Wirbelkammer herausfallen und kann beispielsweise eine Lochplatte mit kreisrunden Löchern und ein über dieser angeordnetes, gitterartiges Sieb aufweisen, dessen Maschenweite kleiner als die Lochabmessungen, d. h. Lochdurchmesser ist.
Die Lochplatte kann im vom untern Ende der Hülse 21 überdeckten Grundrissbereich mehr und/oder grössere Löcher haben als in einem diesen umschliessenden, ringförmigen Bereich, so dass der Siebboden 17 beim Betrieb im von der Hülse bedeckten Grundrissbereich einen grösseren Gasdurchlass ergibt als in einem diesen Bereich umschliessenden Bereich und dementsprechend in der Hülse 21 eine intensivere Aufwärtsströmung entsteht als in einem die Hülse umschliessenden Bereich. Eventuell kann zu diesem Zweck auf der Unterseite des Siebbodens noch eine zylindrische oder trichterartige Gasleithülse angeordnet sein.
Ferner kann der Siebboden möglicherweise unmittelbar innerhalb des untern Randes des konischen Wandungsteils 11 einen schmalen Ringbereich mit einer verhältnismässig grossen Gasdurchlässigkeit aufweisen, damit bei der Innenfläche des konischen Wandungsteils ebenfalls eine relativ starke Strömung entsteht, um möglichst zu verhindern, dass beim Betrieb verwirbelte Teilchen die Behälter-Wandung berühren.
Stattdessen oder zusätzlich könnte der untere Wandungsteil 11 noch mit nicht dargestellten Düsen oder sonstigen Mitteln zum Einleiten von Gas versehen werden, um die Teilchen beim Verwirbeln derart von der Wandung fern zu halten, dass möglichst wenig oder gar keine Teilchen die Wandung berühren.
Im übrigen ist der Siebboden zur Ermöglichung der Teilchenentnahme mit nicht dargestellten Halte- und Schwenkmitteln derart gehalten, dass er ausgehend von seiner in der Figur 1 gezeichneten Stellung nach unten verschwenkbar ist.
Der Bodenteil 7 hat einen sich nach unten konisch verjüngenden Abschnitt und an dessen unterem Ende einen Teilchenauslass 7a mit einer Öffnung, die durch ein beispielsweise eine Schwenkklappe aufweisendes Sperrorgan gasdicht abschliessbar ist. Der Behälter list noch mit einem beispielsweise im untern Bereich des konischen Wandungsteils 11 angeordneten Teilcheneinlass 25 versehen, der etwa einen vom Wandungsteil 11 weg nach aussen sowie oben geneigten, mit einer Sperrvorrichtung verschliessbaren Stutzen aufweist.
Der Bodenteil 7 ist mit einem Gaseinlass 27 versehen, der zusammen mit dem Innenraum des Bodenteils 7 und dem Siebboden 17 Gaseinlassmittel zum Einleiten von Gas in das untere Ende des Innenraums 15 der Wirbelkammer bildet. Die Wirbelkammer 9 besitzt bei ihrem obern Ende, nämlich beispielsweise bei der Decke des obern Wandungsteils 13 einen Gasauslass 29, wobei zwischen diesem und dem zum Verwirbeln der Teilchen dienenden Bereich des Wirbelkammer Innenraums 15 ein freier und leerer, insbesondere filterloser Raumbereich vorhanden ist.
Die Wandungsteile 11 und 13 der Wirbelkammer 9 sind zur Hauptsache aus einem lichtundurchlässigen, metallischen Material, etwa rostfreiem Stahl gebildet. Der konische Wandungsteil 11 besitzt jedoch oberhalb des oberen Endes der Hülse 21 mindestens ein Fenster und nämlich mehrere entlang dem Umfang der Wandung 5 gegeneinander versetzte und/oder in verschiedenen Höhen angeordnete Fenster mit je einer Öffnung und einem diese gasdicht verschliessenden, für Ultraviolett-Licht durchlässigen, etwa aus Quarzglas bestehenden Trennelement 31. Es können beispielsweise zwei Gruppen mit je drei auf sich in verschiedenen Höhen befindenden Umfangskreisen des Wandungsteils 11 verteilten Fenstern mit je einem lichtdurchlässigen Trennelement 31 vorhanden sein.
Eine Abdeckung 35 weist einen lichtundurchlässigen, beispielsweise metallischen, untern Abdeckungsteil 37 auf, der als konischer Mantel ausgebildet ist und die Behälterachse 3 sowie den untern, konischen Wandungsteil 11 mehr oder weniger gasdicht umschliesst. Der untere Abdeckungsteil 37 ist vom untern Wandungsteil 11 durch einen Zwischenraum getrennt. Der untere Abdeckungsteil 37 ist beispielsweise durch zwei sich je über seinen halben Umfang erstreckende Schalen gebildet, die mit Scharnieren verschwenkbar an den Ringflanschen des untern Wandungsteils 11 gehalten und mit Verschlussmitteln in der Stellung fixierbar sind, in der sie zusammen den Wandungsteil 11 in der vorgängig beschriebenen Weise umschliessen. Zur Abdeckung 35 gehört ferner ein oberer Abdeckungsteil 39, der den Mantel des oberen Wandungsteils 13 umschliesst und dessen Decke bedeckt.
Der obere Abdeckungsteil 39 ist vom obern Wandungsteil 13 durch einen Zwischenraum getrennt und mehr oder weniger gasdicht lösbar am Ringflansch des obern Wandungsteils 13 befestigt oder analog wie der untere Abdeckungsteil aus zwei verschwenkbar gehaltenen Hälften gebildet.
Der untere, konische Wandungsteil 11 bildet zusammen mit seinen lichtdurchlässigen Trennelementen 31, den bei seinen beiden Enden vorhandenen Ringflanschen und dem untern, konischen Abdeckungsteil 37 eine hohle Lichtquellenkammer 41. Eine Strahlungsvorrichtung 43 weist für jedes im untern Wandungsteil 13 vorhandene Fenster eine im Hohlraum der Lichtquellenkammer 41 angeordnete Lichtquelle 45, nämlich eine Ultraviolett-Lichtbogenlampe auf.
Die Entladungsgefässe der Lampen haben eine längliche Fonn, in horizontaler Richtung verlaufende Längsachsen und sind, abgesehen von ihren beiden Enden, zylindrisch.
Die Entladungsgefässe der Lampen können beispielsweise beim Betrieb Quecksilberdampf enthalten, der mit Metallhalogenen, wie Eisen- und Kobaltjodiden, dotiert ist, so dass die Lampen hauptsächlich relativ langwelliges Ultraviolett Licht emittieren, dessen Wellenlängen im sogenannten UV A-Wellenlängenbereich, d.h. zwischen Wellenlängen von 300 bis 400 nm, liegen. Solche Lampen sind zum Beispiel unter der Typenbezeichnung HPA von der Philips-Firmengruppe erhältlich.
Jede Lichtquelle 45 ist mit einer Halterung 47 derart am untern Wandungsteil 11 und/oder Abdekkungsteil 37 befestigt, dass zwischen der Lichtquelle oder, genauer gesagt, ihrem Entladungsgefäss, und dem Trennelement 31 des betreffenden Fensters sowie dem übrigen Wandungsteil 11 mindestens stellenweise und vorzugsweise überall ein abgesehen von der Halterung freier Zwischenraum vorhanden ist und die Lichtquelle beim Betrieb Ultraviolett Lichtstrahlen durch das Trennelement 31 hindurch in den Wirbelkammer-Innenraum 15 hineinstrahlen kann. Im übrigen können die auf den den Fenstern abgewandten Seiten der Lichtquellen noch Reflektoren angeordnet sein.
Der untere Wandungsteil 11 bildet also zusammen mit den lichtdurchlässigen Trennelementen 31 Abgrenzungs- und Trennmittel, welche die Lichtquellen 45 vom Wirbelkammer Innenraum 15 gasdicht abgrenzen und abtrennen, jedoch eben das Einstrahlen von Licht in den Wirbelkammer Innenraum ermöglichen. Die Abdeckung 35 oder, genauer gesagt, deren unterer Abdeckungsteil 37 deckt die Lichtquellen 45 auf ihren dem untern Wandungsteil 11 abgewandten Seiten ab, so dass kein von den Lichtquellen erzeugtes Ultraviolett-Licht in die Umgebung des Behälters 1 gestrahlt wird.
Durch vorübergehendes Auf- oder Wegschwenken der beiden je eine Hälfte des unteren Abdeckungsteils 37 bildenden Schalen können die Lichtquellen 45 rasch von der Umgebung des Behälters 1 her zugänglich gemacht und beispielsweise im Fall eines Defekts ausgewechselt werden.
Die Fenster und Lichtquellen, d. h. Lampen, sind derart ausgebildet und angeordnet, dass die Fenster gewissermassen als Blenden dienen und die von den Lichtquellen direkt in den Behälter-Innenraum 15 gestrahlten Lichtstrahlen ausschliesslich zu einem Bereich bzw. zu solchen Bereichen des Innenraums 15 gerichtet sind, der bzw. die von der bzw. jeder Austrittsmündung der Sprühvorrichtung 23 beabstandet ist bzw. sind. Zudem bildet die lichtundurchlässige Hülse 21 Lichtstrahlungs-Abschirmmittel, so dass also keine direkt von den Lichtquellen kommenden Lichtstrahlen zur Austrittsmündung oder zu den Austrittsmündungen der Sprühvorrichtung 23 sowie den unmittelbar an diese Austrittsmündung oder -mündungen angrenzenden Sprühbereich des Innenraums 15, d.h. denjenigen Innenraum-Bereich gelangen, in den beim Betrieb Beschichtungsmaterial gesprüht wird.
Die Fenster und Lichtquellen sind ferner vorzugsweise derart ausgebildet und angeordnet, dass auch in den obern Endabschnitt des Innenraums der Hülse kein oder höchstens wenig direkt von den Lichtquellen kommendes Licht eingestrahlt wird, so dass also mindestens der grösste Teil des direkt von den Lichtquellen kommenden Lichts in den sich oberhalb und/oder ausserhalb der Hülse befindenden Bereich des Wirbelkammer-Innenraums gestrahlt wird. Der sich oberhalb der Hülse 21 befindende Innenflächenabschnitt oder die ganze Innenfläche des untern Wandungsteils 11 können beispielsweise derart beschaffen sein, dass sie das von den Lichtquellen erzeugte Ultraviolett-Licht gut reflektieren.
Hingegen sind die Hülsen-Innenfläche und der Siebboden 17 beispielsweise derart ausgebildet, dass sie Licht oder mindestens diejenigen ultravioletten Lichtkomponenten, die eine Polymerisierung des bzw. jedes im Beschichtungsmaterial vorhandenen Monomers bewirken, nicht oder höchstens wenig reflektieren, damit nicht nur kein direkt von den Lichtquellen kommendes Licht, sondern möglichst auch kein indirekt von diesen kommendes, d. h. an der Innenfläche der Wirbelkammer-Wandungsteile und/oder der Innenfläche der Hülse 21 reflektiertes Ultraviolett-Licht in den zumindest den grössten Teil des Sprühbereichs bildenden, untern Bereich des Innenraums der Hülse 21 gelangt.
Die Lichtquellenkammer 41 ist in der Nähe ihres untern Endes mit einem in ihren Hohlraum mündenden Fluideinlass 51 versehen. Ein zwischen dem oberen Wandungsteil 13 und dem Deckteil 39 der Abdeckung 35 vorhandener Hohlraum 53 ist durch Durchgänge in den Ringflanschen.
bei welchen die beiden Wandungsteile 11 und 13 lösbar zusammen gehalten sind, mit dem freien Hohlraum der Lichtquellenkammer 41 verbunden. Der Hohlraum 53 ist in der Nähe seines höchstens Bereichs mit einem den obern Abdekkungsteil 39 durchdringenden Fluidauslass 55 verbunden.
Der Gasauslass 29 ist durch eine Leitung 61 mit dem Gaseinlass 27 verbunden, so dass der Innenraum des Behälters 1 zusammen mit dieser Leitung einen Kreislauf bildet.
Die Leitung 61 ist, beginnend beim Gasauslass 29, der Reihe nach mit einem Ventil 65, einem Filter 67, einer Abzweigung mit einem Überdruckventil 69, einer durch einen Elektromotor antreibbaren Pumpe 73, einer Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 75, einem Filter 77 und einem Ventil 79 versehen.
Das Innenvolumen, d.h. Volumen des Innenraums der Leitung 61 und der in dieser vorhandenen Vorrichtungen hat bei einer konkreten Realisierung der Einrichtung im allgemeinen mindestens eine ähnliche Grösse wie das Volumen des Wirbelkammer-Innenraums und ist im allgemeinen sogar deutlich grösser als das letztgenannte Volumen. Die Ventile 65 und 79 sind möglichst nahe beim Gasauslass 29 bzw.
Gaseinlass 27 angeordnet und möglicherweise sogar mit diesen zusammen zu Einheiten kombiniert sowie direkt an die Behälterwandung angebaut. Vom Volumen des Innenraums der Leitung 61 und der in dieser vorhandenen Vorrichtungen befindet sich dann der grösste Teil, d.h. mindestens 50% und vorzugsweise mindestens 90% zwischen den beiden Ventilen 65 und 79. Die Ventile 65 und 79 sind so ausgebildet, dass sie ein vollständiges Sperren des Gasdurchflusses ermöglichen, wobei mindestens eines der Ventile 65, 79 auch eine Dosierung des Durchflusses ermöglichen soll oder zusätzlich ein zum Dosieren ausgebildetes Ventil vorhanden ist.
Das Überdruckventil 69 besitzt einen federbelasteten Verschlusskörper und ist beispielsweise derart ausgebildet, dass es Gas aus der Leitung 61 in die Umgebung ablässt, wenn der Druck in der Leitung 61 einen vorgegebenen Maximalwert übersteigt, der beispielsweise etwa 5 bis 10 kPa über dem normalen Umgebungsluftdruck liegen kann. Die Heizund/oder Kühlvorrichtung 75 ist beispielsweise als Wärmeaustauscher ausgebildet und hat einen zum Durchleiten eines Heiz/Kühlfluids dienenden Durchgang, dessen Eingang mit einem Ventil verbunden ist, über das dem Durchgang beim Betrieb wahlweise ein Heizfluid, etwa heisses Wasser oder Wasserdampf, oder ein Kühlfluid, etwa kaltes Wasser dosierbar zugeführt werden kann.
Der Kreislauf ist noch mit einer beispielsweise zwischen dem Gasauslass 29 und dem Ventil 65 von der Leitung 61 abzweigenden Absaug-Vorrichtung verbunden, die ein absperrbares Ventil 81 und eine Saug-Pumpe 83 sowie möglicherweise noch ein nicht dargestelltes Filter aufweist. Im übrigen sind der Behälter 1, die Leitung 61 und die in dieser vorhandenen Vorrichtungen derart druckfest sowie dicht ausgebildet, dass sie möglichst vollständig evakuierbar sind.
Eine Beschichtungsmaterialquelle 85 besitzt ein Reservoir zum Aufnehmen eines zumindestens im wesentlichen flüssigen Beschichtungsmaterials, eine Rührvorrichtung 85a mit einem elektrischen Antriebsmotor sowie eine beispielsweise elektrisch arbeitenden und/oder mit einem Wärmeaustauscher versehenen Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 85b und ist über eine Leitung 89 sowie eine durch einen elektrischen Motor antreibbare Pumpe 91 mit der Sprühvorrichtung 23 verbunden. Die letztere ist ferner über eine Leitung 95 und eine Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 97, die beispielsweise ähnlich wie die Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 75 ausgebildet ist. mit dem Ausgang einer Gaszufuhrsteuervorrichtung 101 verbunden.
Diese weist beispielsweise drei Eingänge und diese mit dem Ausgang verbindende. sowohl ein vollständiges Sperren als auch ein Dosieren des Durchflusses ermöglichende Ventile oder statt separater Ventile ein Mehrwegventil auf. Ein Eingang der Vorrichtung 101 ist lösbar mit einer Luftquelle 103 verbunden, die beispielsweise einen Lufteinlass. ein Filter, eine Pumpe, ein Druckluftreservoir und eventuell noch einen Lufttrockner aufweist. Die zwei andern Eingänge der Vorrichtung 101 sind lösbar mit einer Stickstoffquelle 105 bzw. einer Sauerstoffquelle 107 verbunden, wobei die Stickstoffquelle und die Sauerstoffquelle beispielsweise je einen Druckgasbehälter und ein Druckreduzierventil zum Reduzieren des Druckes auf etwa 0.5 bis 0,6 MPa aufweisen.
Der Fluideinlass 51 ist über eine Leitung 111 und ein Filter 113 mit einem Lufteinlass verbunden. Der Fluidauslass 55 ist durch eine Leitung 117, ein Ventil 119 und eine durch einen Elektromotor antreibbare Pumpe 121 mit einem Luftauslass verbunden. Ferner kann noch eine Teilchenniveau Messvorrichtung 131 vorhanden sein, die mindestens eine Lichtquelle sowie mindestens einen Lichtempfänger zur Bildung mindestens einer Lichtschranke, und nämlich beispielsweise je zwei Lichtquellen sowie Lichtempfänger zur Bildung einer untern Lichtschranke 133 und einer obern Lichtschranke 135 aufweist. Des weitern ist ein Druckmessorgan 141 zum Messen des Drucks im obern Bereich des Wirbelkammer-Innenraums 15 vorhanden.
In der Leitung 61 ist - beispielsweise zwischen dem Filter 67 und dem Eingang der Pumpe 73 - ein Durchflussmessorgan 147, ein Temperaturmessorgan 149 und ein Sauerstoffgehaltsmessorgan 151 angeordnet. Ferner könnte noch ein nicht dargestelltes Temperaturmessorgan bei einer sich strömungsmässig nach der Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 75 befindenden Stelle der Leitung 61 oder bei einer sich im Behälter 1 befindenden Stelle vorgesehen oder das Temperaturmessorgan 149 an eine dieser Stellen des Kreislaufs verschoben werden. Falls ein Temperaturmessorgan im Behälter angeordnet wird, kann es zum Messen der Temperatur des Gases und/oder der verwirbelten Teilchen selbst dienen.
In die Leitung 95 sind zwischen der Sprühvorrichtung 23 und der Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 97 ein Temperaturmessorgan 153 und ein Druckmessorgan 155 eingeschaltet. Die Beschichtungsmaterialquelle 83 ist mit einem Temperaturmessorgan 157 zur Messung der Temperatur des Beschichtungsmaterials versehen. Ferner ist ein Temperaturmessorgan 159 zur Ermittlung der Temperatur des aus der Lampenkammer 41 kommenden, den Hohlraum 53 durchströmenden Fluids vorhanden.
Eine Mess-, Steuer- und/oder Regelvorrichtung 171 hat einen Schrank oder eine Konsole, darin eingebaute elektronische, analog und/oder digital arbeitende, elektronische und eventuell pneumatische und/oder hydraulische Schaltungsmittel, Anzeigeinstrumente 173, optische Signalgeber 175, wie Lämpchen und/oder Leuchtdioden, eventuell mindestens einen akustischen Signalgeber, wie eine Glocke, und manuell betätigbare Bedienungselemente 177, wie Schalter und kontinuierlich verstellbare Stellorgane.
Die Vorrichtung 171 ist durch Leitungen mit den Lampen 45 der Strahlungsvorrichtung 43, elektrischen oder eventuell pneumatischen oder hydraulischen Betätigungsorganen der Ventile 65, 79, 81, 119, den Motoren der verschiedenen Pumpen sowie der Rührvorrichtung 85a, den Heiz- und/oder Kühlvorrichtungen 75, 85b, 97, der Gassteuervorrichtung 101, der Teilchenniveau-Messvorrichtung 131 und den Messorganen 141, 147, 149,151,153,155,157, 159 verbunden.
Normale, trockene Luft enthält bekanntlich ungefähr 78 Vol.-% Stickstoff und ungefähr 21 Vol.-% Sauerstoff. Die Teilchen können zum nachfolgend noch näher beschriebenen Beschichten zum Beispiel mit Luft verwirbelt werden.
deren Dichte und Druck mindestens ungefähr gleich der Dichte bzw. dem Druck der Umgebungsluft sind. Abhängig von der Beschaffenheit der zu beschichtenden Teilchen und insbesondere von der Art des Beschichtungsmaterials kann es jedoch vorteilhaft sein, die Verwirbelung mit einem anderen Gas durchzuführen. Da Sauerstoff die Polymerisation verschiedener Monomere. wie etwa gewisser Acryl- und oder Methacryl-Verbindungen, hemmt und verlangsamt. kann es beim Beschichten von Teilchen mit einem mindestens ein solches Monomer enthaltenden Beschichtungsmaterial zum Beispiel günstig sein, das Beschichtungsverfahren oder mindestens gewisse Phasen von diesem in einem Gas oder, genauer gesagt, Gasgemisch durchzuführen, das weniger Sauerstoff als normale Luft enthält.
Wie noch näher erläutert wird, kann es vorteilhaft sein, den Sauerstoffgehalt des Gases im Verlauf des Verfahrens stufenweise oder kontinuierlich zu verkleinern. Das Gas kann - zum Beispiel abhängig von der Verfahrensphase - höchstens 18 Vol.-% oder höchstens 15 Vol.-% oder höchstens 10 Vol.-% oder sogar nur höchstens 5 Vol.-% Sauerstoff und dafür mehr andere Luft-Komponenten, insbesondere mehr Stickstoff als normale Luft enthalten. Das Gas kann dementsprechend mindestens 81 Vol.-% bzw. 84 Vol.-% bzw. mindestens 89 Vol.-% bzw. mindestens 94 Vol.-% Stickstoff aufweisen oder vollständig aus solchem bestehen.
Umgekehrt kann es unter Umständen in Sonderfällen vorteilhaft sein, die Beschichtung ganz oder teilweise in einem Gas durchzuführen, dessen Sauerstoffgehalt grösser als derjenige von Luft ist und beispielsweise mindestens 30 Vol.-% oder möglicherweise mindestens 50 Vol.-% beträgt oder das eventuell sogar vollständig aus Sauerstoff besteht.
Nun wird zunächst als Beispiel der Fall erörtert, dass das Beschichtungsmaterial mindestens ein Monomer enthält, dessen Polymerisation durch den in normaler Luft vorhandenen Sauerstoff gehemmt und verlangsamt wird, Vor der Betriebsaufnahme enthalten-die Innenräume des Behälters 1 und der Leitung 61 normalerweise Luft. Wenn nun Teilchen beschichtet werden sollen, kann man ein Charge von solchen unter vorübergehender Freigabe des Teilcheneinlasses 25 durch diesen hindurch in die Wirbelkammer 9 einbringen, wobei auch Umgebungsluft in die Wirbelkammer gelangt.
Zur Verkleinerung des Sauerstoffgehalts des Gases oder, genauer gesagt, Gasgemisches im Behälter 1 in der Leitung 61 und in den in der letzteren vorhandenen Vorrichtungen kann man mindestens eines der beiden Ventile 65, 79 sowie vor übergehend das Ventil 81 öffnen und den Kreislauf mit der zur Erzeugung eines Unterdrucks ausgebildeten Saug Pumpe 83 mehr oder weniger stark evakuieren, wobei der Druck mit dem Druckmessorgan 141 gemessen und beispielsweise auf einen vorgegebenen Wert gesenkt werden kann. Während dieses Evakuierungsvorgangs kann man eventuell das im Kreislauf vorhandene Gas zusätzlich mit der Pumpe 73 umwälzen, wobei in diesem Fall selbstverständlich beide Ventile 65, 79 geöffnet sein müssen.
Wenn der Druck des im Kreislauf vorhandenen Gases genügend gesenkt wurde, kann man das Ventil 81 schliessen, die Saug Pumpe 83 ausser Betrieb setzen und Stickstoff aus der Stickstoffquelle 105 über die Gaszufuhrsteuervorrichtung 101 und die Sprühvorrichtung 23 in die Wirbelkammer 9 einleiten, ohne aber Beschichtungsmaterial zu zersprühen. Während der Einleitung von Stickstoff kann das im Kreislauf vorhandene Gas mit der Pumpe 73 umgewälzt werden, so dass das Gas im ganzen Kreislauf die gleiche Zusammensetzung hat. Die Stickstoffzufuhr kann beispielsweise solange fortgeführt werden, bis der Gasdruck im Kreislauf wieder mindestens ungefähr den Wert des Umgebungs-Luftdrucks erreicht. Bei einem solchen Gasaustausch nimmt der Stickstoffgehalt des im Kreislauf vorhandenen Gases zu und der Sauerstoffgehalt dieses Gases ab.
Mit dem Sauerstoffgehältsmessorgan 151 kann der Sauerstoffgehalt des im Kreislauf oder, genauer gesagt, in der Leitung 61 vorhandenen Gases gemessen werden. Als Sauerstoffgehalt kann beispielsweise die Dichte und!oder der Partialdruck und/oder der prozentuale Anteil des Sauerstoffs ermittelt werden. Wenn der Sauerstoffgehalt höchstens gleich einem vorgegebenen Höchstwert ist oder in einem vorgegebenen Sollwertbereich liegt kann der dem Gasaustausch dienende Vorbereitungsvorgang beendet werden. Wenn hingegen der Sauerstoffgehalt noch zu gross sein sollte, kann der Gasaustausch weitergeführt werden, wobei wiederum zuerst mit der Saug-Pumpe 83 Gas aus dem Kreislauf abgepumpt und nachher und/oder sogar gleichzeitig Stickstoff in den Kreislauf eingeleitet werden kann.
Wenn die noch auszutauschende Gasmenge nur verhältnismässig klein ist, kann dies auch ohne Benutzung der Saug-Pumpe 83 geschehen, indem man lediglich Stickstoff in den Behälter 1 einleitet und das im Kreislauf vorhandene Gas mit der Pumpe 73 umwälzt. Bei diesem Vorgang entsteht in dem vom Behälter 1 und der Leitung 61 gebildeten Kreislauf gegenüber dem in der Umgebung herrschenden Luftdruck ein Überdruck, so dass Gas aus dem Kreislauf über das Überdruckventil 69 in die Umgebung abströmt. Es sei in diesem Zusammenhang noch eingefügt, dass man, insbesondere bei Einrichtungen mit verhältnismässig kleinen Kreislauf-Volumina. auf die mit dem Ventil 81 und der Saug-Pumpe 83 versehene Absaug-Vorrichtung verzichten und den Gasaustausch ausschliesslich durch Einleiten von Gas über die Sprühvorrichtung 23 und Ableiten von Gas über das Überdruckventil 69 durchführen kann.
Falls der Sauerstoffgehalt beim Gasaustausch unter einen gewünschten Mindestwert abgesunken sein sollte, was im allgemeinen allerdings nicht wichtig ist, kann nötigenfalls über die Gaszufuhrsteuervorrichtung 101 sowie die Sprühvorrichtung 23 wieder Luft oder Sauerstoff in den Kreislauf eingeleitet werden. Beim dem Gasaustausch dienenden Vorbereitungsvorgang kann das umgewälzte Gas zudem nötigenfalls mit der Heiz- und: oder Kühlvorrichtung 75 auf eine günstige Temperatur erwärmt oder gekühlt und im übrigen durch entsprechendes Einstellen der pro Zeiteinheit umgewälzten Gasmenge festgelegt werden, ob eine Verwirbelung der Teilchen stattfinden soll oder nicht.
Wenn das Gas die gewünschte Zusammensetzung hat, kann der eigentliche Beschichtungsvorgang beginnen. Für diesen wird mit der Pumpe 73 derart im Kreislauf Gas umgewälzt. dass dieses im Behälter 1 durch den Siebboden 17 sowie den Wirbelkammer-Innenraum 15 hindurch nach oben zum Gasauslass strömt und dabei die in der Wirbelkammer vorhandenen, in der Figur 1 durch Punkte angedeuteten Teilchen 191 verwirbelt und fluidisiert. so dass die Teilchen eine Wirbelschicht bzw. ein Fluidbett bilden. Die Teilchen 191 werden jeweils in der durch Pfeile angedeuteten Weise durch das Innere der Hülse 21 hindurch in den sich über dieser befindenden Raumbereich emporgetragen, schweben danach wieder herab und gelangen zwischen der Aussenfläche der Hülse 21 sowie der Innenfläche des unteren Wandungsteils 11 hindurch wieder zum unteren Ende der Hülse.
Während der Verwirbelung der Teilchen wird der Sprühvorrichtung 23 von der Beschichtungsmaterialquelle 85 ein Beschichtungsmaterial zugeführt. das zum grössten Teil aus mindestens einer polymerisierbaren Substanz, d.h. einem Monomer oder mehreren solchen besteht, fliessfähig sowie zersprühbar ist und sich beispielsweise in flüssigem bis pastösem Zustand befindet.
Das der Sprühvorrichtung zugeführte Beschichtungsmaterial kann als polymerisierbare Substanz beispielsweise mindestens eine der in der zitierten EP-A-0 167 184 erwähnten Acryl- und; oder Methacryl Verbindungen sowie zusätzlich mindestens einen zur Auslösung der Polymerisation und Aushärtung bei Ultraviolett Lichtbestrahlung dienenden Photoinitiator enthalten, der aus einer dem polymerisierbaren Material beigemischten Flüssigkeit oder einer im polymerisierbaren Material gelösten oder dispergierten Substanz besteht. Ein geeigneter Photoinitiator ist beispielsweise der von der Ciba-Geigy AG, Basel, unter dem Handelsnamen Irgacure 651 erhältliche, Benzil-dimethylketal aufweisende Photoinitiator. Das Beschichtungsmaterial kann möglicherweise noch mindestens einen anderen Zusatzstoff, etwa einen Farbstoff, enthalten.
Das Beschichtungsmaterial soll jedoch eben nur solche Flüssigkeiten enthalten, von denen zumindest der gewichtsmässig grösste Teil und vorzugsweise alle beim Polymerisieren in den festen Aggregatszustand gelangen und danach in den dabei entstehenden Uberzügen verbleiben. Das Beschichtungsmaterial soll also zumindest im wesentlichen und vorzugsweise vollständig frei von flüssigen Lösungs- und/oder Dispersionsmitteln undíoder anderen flüssigen Bestandteilen sein, die beim oder nach dem Aushärten durch einen Trocknungsvorgang entzogen werden müssen.
Das Beschichtungsmaterial kann zum Zersprühen abhängig von seiner Art mit der Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 85b auf eine zum Zersprühen und Verteilen auf den Teilchenoberflächen günstige Temperatur gebracht werden, wobei in vielen Fällen eine Erwärmung auf eine etwa im Bereich von 40 bis 60 -C liegende Temperatur vorteilhaft ist.
Zum Zersprühen des Beschichtungsmaterials wird der Sprühvorrichtung 23 ferner Gas, nämlich Stickstoff aus der Stickstoffquelle 105 zugeführt, wobei aber die mit der Pumpe 73 pro Zeiteinheit umgewälzte Gasmenge volumen- wie auch gewichtsmässig wesentlich grösser ist als die pro Zeiteinheit über die Sprühvorrichtung 23 zugeführte Gasmenge.
Der zum Zersprühen zugeführte Stickstoff gelangt beim Zersprühen in die Wirbelkammer und damit in das im Kreislauf umgewälzte Gas. Die über die Sprühvorrichtung 23 stattfindende Stickstoffzufuhr in den Kreislauf wird wie möglicherweise schon beim Gasaustausch im bereits beschriebenen Vorbereitungsvorgang durch Ausströmen von Gas über das Überdruckventil 69 ausgeglichen. Während der Zersprühung von Beschichtungsmaterial findet also dauernd ein gewisser Austausch von im Kreislauf vorhandenem Gas statt, wodurch der Stickstoffgehalt des von der Pumpe 73 umgewälzten Gases stetig erhöht und dementsprechend der Sauerstoffgehalt dieses Gases stetig gesenkt wird.
Die verwirbelten Teilchen 191 werden im bereits erwähnten Sprühbereich, d.h. im Innenraum der Hülse 21, und zwar vorherrschend im unteren Teil des Hülsen-Innenraums, mit fliessfähigem Beschichtungsmaterial besprüht, das sich über ihre Oberflächen verteilt. Der Sprühbereich enthält dementsprechend frei durch das Gas fliegende, db. noch nicht auf zu beschichtende Teilchen gelangte Beschichtungsmaterial-Tröpfchen sowie auch soeben besprühte Teilchen und wird in der schon beschriebenen Weise durch den Mantel der Hülse 21 sowie zusätzlich durch zwischen ihm und den Lichtquellen vorhandenen Teilchen gegen die von den Lichtquellen 45 erzeugte Ultraviolett-Lichtstrahlung abgeschirmt.
Wenn die besprühten Teilchen danach in den sich über der Hülse 21 befindenden Bereich des Wirbelkammer Innenraums 15 hinauftransportiert worden sind. werden sie in diesem mit von den Lichtquellen 45 der Strahlungsvorrichtung 43 erzeugtem Ultraviolett-Licht bestrahlt. das eine Polymerisierung und Aushärtung des Beschichtungsmaterials bewirkt. Auf diese Weise wird bei einem Umlauf der Teilchen. bei dem diese beginnend beim untern Ende der Hülse 21 durch diese hindurch hinaufsteigen und dann wieder auf der Aussenseite der Hülse zu deren unterem Ende absinken, abwechselnd flüssiges Beschichtungsmaterial auf die Teilchen 191 aufgesprüht und anschliessend durch die Ultraviolett-Lichtstrahlen polymerisiert und verfestigt, so dass Teilchen mit einem aus den ursprünglichen Teilchen bestehenden Kern und einem aus polymerisiertem Beschichtungsmaterial gebildeten Überzug entstehen.
Die Dicke der Überzüge kann durch die Menge des pro Zeiteinheit zersprühten Beschichtungsmaterials und die Zeitdauer, während der die Teilchen insgesamt besprüht werden, auf den gewünschten Wert gebracht werden.
Die mittlere Umlaufzeitdauer, welche die Teilchen beim Verwirbeln für einen vollen Umlauf benötigen, kann abhängig von den Abmessungen der Wirbelkammer und den Verfahrensparametern etwa 5 bis 100 Sekunden und typischerweise 20 bis 30 Sekunden betragen. Zum Aufbringen der gewünschten Menge Beschichtungsmaterial können die Teilchen beispielsweise während 5 bis 20 Umläufen jeweils beim Durchlauf durch das Innere der Hülse 21 besprüht werden.
Bei jedem dieser Umläufe der Teilchen wird auf diese eine Beschichtungsmaterial-Schicht aufgebracht, deren Dicke zum Beispiel im Grössenbereich von 0,5 bis 5 Mikrometer liegen kann. Im allgemeinen ist es wünschenswert, dass die beim Beschichten erzeugten Überzüge um die ganzen Teilchen herum, d. h. über die ganzen Oberflächen der Teilchen und auch über die ganze Dicke durchgehend sowie unterbruchslos polymerisiert, d.h. vernetzt sind. Die bereits erwähnte Tatsache, dass Sauerstoff die Polymerisation gewisser Monomere hemmt, kann zur Steuerung des Polymerysationsvorgangs und zur Erzielung einer unterbruchslosen Vernetzung der Überzüge verwertet werden.
Damit die auf die Teilchen aufgesprühten Beschichtungsmaterial-Schichten in der Anfangsphase, wenn die Dicke des insgesamt auf den Teilchen vorhandenen Beschichtungsmaterials noch dünn ist und das letztere daher zu einer raschen Polymerisation neigt, nicht vollständig polymerisiert, bevor die nächste Schicht aufgesprüht wird, kann der Sauerstoffgehalt in dieser Anfangsphase noch auf verhältnismässig grosse Werte eingestellt werden. Wenn der Gasdruck in der Wirbelkammer beim Beschichten ungefähr gleich dem Umgebungs-Luftdruck ist, kann man den Einsprühvorgang beispielsweise bei einem höchstens 18 oder höchstens 15 Vol.-% und mindestens 12 Vol.-% betragenden Sauerstoffgehalt beginnen.
Während der Endphase des Beschichtungsvorgangs, d.h.
wenn die letzten Beschichtungsmaterial-Schichten auf die Teilchen aufgebracht werden und vor allem wenn die vorgesehene Menge Beschichtungsmaterial auf die Teilchen aufgebracht worden ist und das Einsprühen von Beschichtungsmaterial beendet wurde, ist es dagegen vorteilhaft, die Sauerstoffmenge in der Wirbelkammer möglichst klein zu machen und den Sauerstoffgehalt auf einen vorzugsweise höchstens 10 Vol.-% oder noch besser auf einen höchstens 5 Vol.-% betragenden Wert zu senken. Wie ebenfalls bereits erwähnt, bewirkt der zum Zersprühen von Beschichtungsmaterial in die Wirbelkammer eingeleitete Stickstoff und der infolgedessen stattfindende Gasaustausch während des Einsprühvorgangs bereits eine kontinuierliche Verkleinerung des Sauerstoffgehalts.
Damit das auf die Teilchen aufgesprühte Beschichtungsmaterial bis zur Entnahme der Teilchen aus der Wirbelkammer vollständig polymerisiert und aushärtet, kann man das Zersprühen des Beschichtungsmaterials während der Verarbeitung einer Teilchen-Charge nötigenfalls mindestens ein Mal vorübergehend unterbrechen und/oder die Teilchen nach dem Aufsprühen der gewünschten Beschichtungsmaterialmenge noch während einer gewissen Zeitdauer verwirbeln und bestrahlen, ohne Beschichtungsmaterial einzusprühen. Während eines allfälligen Unterbruchs des Einsprühvorgangs und/oder während einer nach dessen Beendung stattfindenden Verwirbelung und Bestrahlung der Teilchen kann ebenfalls noch kontinuierlich Stickstoff über die Sprühvorrichtung in den Kreislauf eingeleitet und dadurch der Sauerstoffgehalt des umgewälzten Gases gesenkt werden.
Falls der während des Einsprühvorgangs und eventuell zusätzlich während eines allfälligen Unterbruchs des Einsprühvorgangs und/oder nach dessen Beendung durch Einleiten von Stickstoff über die Sprühvorrichtung 23 und Ableiten von Gas über das Überdruckventil 69 stetig stattfindende Gasaustausch nicht ausreicht, um den Sauerstoffgehalt in der gewünschten Zeit auf einen vorgegebenen Höchstwert zu senken, kann man zusätzlich und vor übergehend noch einen schnellen Gasaustausch durchführen, bei welchem der Sauerstoffgehalt möglichst rasch und sprungartig reduziert wird. Zu diesem Zweck kann während eines Unterbruchs des Einsprühvorgangs und/oder nach dessen Beendung mit der Pumpe 83 Gas aus dem Kreislauf abgesaugt und danach oder möglicherweise auch gleichzeitig Stickstoff in die Wirbelkammer eingeleitet werden, und zwar selbstverständlich ohne Beschichtungsmaterial zu zersprühen.
Wenn während dieses schnellen Gasaustauschs mit der Pumpe 73 ebenfalls Gas umgewälzt wird, können die in der Wirbelkammer vorhandenen Teilchen, zumindest während desjenigen Gasaustausch-Teils, in welchem der Gasdruck nicht allzu klein ist, ebenfalls noch verwirbelt werden.
Der schnelle Gasaustausch kann jedoch auch ohne gleichzeitige Verwirbelung der Teilchen durchgeführt werden. Es ist gemäss durchgeführten Versuchen möglich, eine Charge von Teilchen mit einem Zeitaufwand von etwa 1 bis 30 Minuten mit ausgehärteten Überzügen zu versehen, die überall die gleichen Dicken haben, unterbruchslos polymerisiert, zumindest im wesentlichen frei von Verunreinigungen und auch sonst qualitativ einwandfrei sind. Zum Vergleich sei erwähnt, dass das Aufbringen von Überzügen mit ähnlichen Dicken auf eine Charge ähnlicher Grösse durch Aufsprühen eines Lacks mit einem in einem flüssigen Lösungsmittel gelösten Polymer und anschliessendes Trocknen in einer Wirbelschicht gemäss nicht erfindungsgemässen, vorbekannten Verfahren wesentlich mehr Zeit, nämlich 3 bis 6 Stunden, und wegen der erforderlichen Trocknung auch wesentlich mehr Energie benötigt.
Wenn die Teilchen mit die gewünschten Dicken aufweisenden Überzügen versehen und die letzteren ausreichend ausgehärtet sind, wird die Pumpe 73 und eventuell auch die Strahlungsvorrichtung 43 ausgeschaltet. Danach werden die beiden Ventile 65 und 79 geschlossen, die beschichteten Teilchen unter einem vorübergehenden Herabschwenken des Siebbodens 17 und Öffnen des Teilchenauslasses 7a aus der Wirbelkammer entnommen und unter einer vorübergehenden Freigabe des Teilcheneinlasses 25 durch diesen hindurch wieder eine neue Charge zu beschichtender Teilchen in die Wirbelkammer eingebracht.
Beim Chargenwechsel gelangt wieder Luft aus der Umgebung in den Behälter 1, während im sich zwischen den beiden Ventilen 65 und 79 befindenden Teil der Leitung 61 und in den in dieser vorhandenen Vorrichtungen vorher umgewälztes, im Vergleich zu Luft sauerstoffarmes Gas verbleibt.
Wenn nun die Ventile 65, 79 wieder geöffnet werden und mit der Pumpe 73 wieder Gas umgewälzt wird, vermischen sich das noch vor der Verarbeitung der letzten Teilchen-Charge vorhandene, in der Leitung 61 zwischen den beiden Ventilen 65 und 79 gespeicherte Gas und die beim Chargenwechsel neu aus der Umgebung in den Behälter gelangte Luft. Das Volumen des in der Leitung 61 gespeicherten Gases ist entsprechend den weiter vorne angegebenen Verhältnissen zwischen dem Volumen der Leitung 61 und demjenigen des Behälters 1 mindestens gleich dem neu in den Behälter gelangten Luftvolumen und normalerweise wesentlich grösser als dieses, so dass das Gemisch von altem Gas und frischer Luft bereits wesentlich sauerstoffärmer ist als Luft. Unter Umständen kann daher nach einem Chargenwechsel praktisch sofort mit der Besprühung der Teilchen begonnen werden.
Nötigenfalls kann man jedoch den Innenraum 15 des Behälters 1 nach einem Chargenwechsel vor dem Öffnen der beiden Ventile 65, 79 mittels der Saug-Pumpe 83 mehr oder weniger vollständig evakuieren und das abgesaugte Gas durch Stickstoff ersetzen.
Falls die Verwirbelung der Teilchen bei deren Beschichtung mit Luft durchgeführt werden soll, kann man selbstverständlich auf die Gasaustauschvorgänge verzichten und der Sprühvorrichtung 23 zum Zersprühen das Beschichtungsmaterial aus der Luftquelle 103 über die Gaszufuhrsteuervorrichtung 101 Luft zuführen. Nötigenfalls kann zum Arbeiten mit Luft noch ein Lufttrockner in die Leitung 61 eingeschaltet werden.
Wie bereits erwähnt, kann es in gewissen Fällen vorteilhaft sein, das Aufsprühen und Polymerisieren von Beschichtungsmaterial oder zumindest einen Teil dieser Vorgänge in einem Gas durchzuführen, dessen Sauerstoffgehalt grösser als derjenige von Luft ist. In einem solchen Fall wird dann beim Gasaustausch und zum Zersprühen des Beschichtungsmaterials nicht Stickstoff, sondern Sauerstoff aus der Sauerstoffquelle 107 über die Gaszufuhrsteuervorrichtung 101 und die Sprühvorrichtung 23 in die Wirbelkammer eingeleitet.
Nachdem der allgemeine Ablauf des Beschichtungsverfahrens beschrieben wurde, sollen nun noch einige Einzelheiten des Verfahrens näher erörtert werden. Durch geeignete Ausbildung der Einrichtung, insbesondere der Hülse 21, der Sprühvorrichtung 23 sowie der Strahlungsvorrichtung 43 und entsprechende Anpassung der Verfahrensparameter, wie der pro Zeiteinheit durch die Wirbelkammer strömenden Gasmenge, der Temperatur sowie dem Druck des im Wirbelkammer-Innenraums 15 vorhandenen Gases, der Temperatur sowie der pro Zeiteinheit zersprühenden Menge des Beschichtungsmaterials, kann erreicht werden, dass zumindest im wesentlichen das ganze eingesprühte Beschichtungsmaterial im vor allem durch den untern,
sich unmittelbar über der Sprühvorrichtung 23 befindenden Teil des Innenraums der Hülse 21 gebildeten Sprühbereich auf verwirbelte Teilchen gelangt und sich gleichmässig über deren ganze Oberflächen verteilt, bevor der Polymerisationsvorgang beginnt, so dass die Teilchen allseitig beschichtet und die Uberzüge gleichmässig dick werden. Während des Verwirbelungs- und Beschichtungsvorgangs kann mit der Teilchenniveau-Messvorrichtung 131 das Niveau oder, genauer gesagt, der Niveaubereich der vom die Wirbelkammer durchströmenden Gas und den verwirbelten Teilchen gebildeten Wirbelschicht ermittelt werden. Des weitern kann mit dem Druckmessorgan 141 der Gasdruck im Wirbelkammer-Innenraum 15 und mit dem Durchffuss-Messorgan 147 die Durchflussmenge des die Leitung 61 durchströmenden Gases erfasst werden.
Die dem Gaseinlass 27 pro Zeiteinheit zugeführte Gasmenge und der Druck im Wirbelkammer-Innenraum 15 können durch Einstellen von mindestens einem der Ventile 65, 79 und/oder Steuern des Motors der Pumpe 73 verändert werden. Die Mess-, Steuer- und/oder Regelvorrichtung 171 ist beispielsweise derart ausgebildet, dass die dem Gaseinlass 27 pro Zeiteinheit zugeführte Gasmenge wahlweise manuell steuerbar ist oder automatisch derart geregelt wird, dass das Niveau bzw. der Niveaubereich der Wirbelschicht eine mindestens ungefähr konstante Höhe hat.
Die Teilchen werden beim Beschichtungsvorgang durch das zum Zersprühen normalerweise erwärmte, beispielsweise mit einer 40 bis 60 C betragenden Temperatur zersprühte Beschichtungsmaterial, durch die Bestrahlung mit Licht und durch die bei der Polymerisation entstehende Wärme erwärmt. Insbesondere wenn die Teilchen Bestandteile enthalten, die wie etwa Samen oder gewisse Nahrungsmittel oder gewisse pharmazeutisch oder chemisch aktive Substanzen schon bei nur wenig über der normalen Raumtemperatur liegenden Temperaturen Schaden nehmen, kann das über die Leitung 61 umgewälzte Gas mit der Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 75 auf eine beispielsweise unter der normalen Raumtemperatur liegende, etwa 5 bis 15 C betragende Temperatur gekühlt werden, so dass die Teilchen Wärme an das sie verwirbelnde Gas abgeben können und dessen Temperatur dabei höchstens auf einen vorgegebenen,
mit dem Temperaturmessorgan 149 messbaren Maximalwert ansteigt.
Umgekehrt kann es in andern Fällen vorteilhaft sein, das umgewälzte Gas mit der Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 75 dauernd zu erwärmen oder abwechselnd in gewissen Verfahrensphasen zu erwärmen und in anderen Verfahrensphasen zu kühlen. Die Mess-, Steuer- und/oder Regelvorrichtung 171 und die Heiz- und/oder Kühlvorrichtung 75 sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass die letztere wahlweise manuell oder automatisch gesteuert und/oder geregelt werden kann, wobei die Temperatur des dem Gaseinlass 27 zugeführten und/oder zum Temperaturmessorgan 149 gelangenden Gases beispielsweise in einen Bereich von 0 bis 120 C einstellbar sein kann.
Die Temperatur und der Druck des der Sprühvorrichtung 23 durch die Leitung 95 zugeführten Gases können mit dem Messorgan 153 bzw. 155 gemessen, mittels der Heizund/oder Kühlvorrichtung 97 bzw. der Gaszufuhrsteuervorrichtung 101 verändert und beispielsweise über die Mess-, Steuer- und/oder Regelvorrichtung 171 gesteuert und/oder auf vorgegebene Werte geregelt werden. Die Temperatur des im Reservoir der Beschichtungsmaterialquelle vorhandenen sowie der Sprühvorrichtung 23 zugeführten Beschichtungsmaterials kann mit dem Temperaturmessorgan 157 gemessen und durch entsprechendes Steuern oder Regeln der Heizund/oder Kühlvorrichtung 85b auf einen günstigen Wert eingestellt werden.
Die spektrale Zusammensetzung des von den Lichtquellen 45, d.h. Lampen erzeugten Lichts ist von deren Temperatur abhängig, die ihrerseits die elektrische Spannung über dem Lichtbogen, d.h. zwischen den diesen erzeugenden Elektroden beeinflusst. Man kann daher die ein Mass für die Lampentemperaturen gebunden Spannungen über den Lichtbögen der Lampen mit bei den Lampen angeordneten und/oder in der Mess-, Steuer- und/oder Regelvorrichtung eingebauten Messvorrichtung messen.
Mindestens während des Betriebs der Strahlungsvorrichtung 43 kann mit der Pumpe 121 dauernd oder wenigstens zeitweise ein Fluid, nämlich aus der Umgebung angesaugte Luft, durch die Lichtquellenkammer 41 und den Hohlraum 53 hindurch gefördert werden, um von den Lampen erzeugte Wärme abzuführen und zudem die Wandungsteile 11 und 13 zu kühlen, wobei letzteres einem Festkleben von Teilchen an den Innenflächen der Wandungsteile 11 sowie 13 entgegenwirkt. Die Temperatur der an den Lampen vorbei geströmten Luft wird mit dem Temperaturmessorgan 159 gemessen.
Die Mess-, Steuer- und/oder Regelvorrichtung 171 kann das Ventil 119 und/oder die Pumpe 121 abhängig von der gemessenen Lichtbogen-Spannungen und/oder der mit dem Messorgan 139 gemessenen Temperatur steuern und/oder regeln, damit die Lampen die vorgesehene Betriebstemperatur haben und insbesondere nicht überhitzt werden sowie Licht mit der gewünschten spektralen Intensitäts-Verteilung erzeugen.
Die Filter 67, 77 und 113 sind vorzugsweise mit nicht dargestellten Messorganen zur Messung der zwischen dem Eingang und dem Ausgang des betreffenden Filters vorhandenen Druckdifferenz ausgerüstet. Diese Messorgane können ebenfalls mit der Mess-, Steuer- und/oder Regelvorrich tung 171 verbunden sein. Die letztere kann dann Pegelwächter aufweisen, um ein Alarmsignal zu erzeugen, wenn die Druckdifferenzen wegen einer Verstopfung der Filter vorgegebene Grenzwerte überschreiten.
Die Variante der Einrichtung, von deren Behälter 201 in der Figur 2 ein Ausschnitt gezeichnet ist, besitzt eine vertikale Behälterachse 203, eine Wirbelkammer 209 mit einem untern, konischen Wandungsteil 211 und einem Siebboden 217. Oberhalb diesem ist im Wirbelkammer-Innenraum 215 eine Hülse 221 angeordnet, die sich von der Hülse 21 durch eine in ihrer Durchgangsöffnung vorhandene Verengung 221 a unterscheidet, die sich zwischen den beiden Hülsenenden und oberhalb der bzw. jeder Austrittsmündung einer der Sprühvorrichtung 23 entsprechenden Sprühvorrichtung 223 befindet und im axialen Schnitt beispielsweise mindestens zum Teil durch geneigte, gerade und/oder gebogene Flächen gebildet ist.
Die Verengung 221a bewirkt beim Beschichten von Teilchen eine Erhöhung von deren Dichte, d. h. der Anzahl Teilchen pro Volumeneinheit, im Sprühbereich und schirmt den letzteren vor allem noch gegen von oben eindringendes Ultraviolett-Licht ab. Der Wandungsteil 211 hat Fenster, die gleich oder ähnlich angeordnet sind wie die Fenster des Wandungsteils 11 und für Ultraviolett-Licht durchlässige Trennelemente 231 aufweisen.
Die zum Teil in der Figur 2 dargestellte Einrichtung unterscheidet sich jedoch von der Einrichtung gemäss der Figur 1 noch dadurch, dass anstelle des den Wandungsteil 11 vollständig umschliessenden Abdeckungsteils 37 eine Abdeckung vorhanden ist, die für jedes Fenster einen lichtundurchlässigen, separaten, sich nur über einen Teil des Umfangs des Wandungsteils 111 erstreckenden, lösbar an diesem befestigten, haubenförmigen Abdeckungsteil 237 aufweist, der zusammen mit einem Abschnitt des Wandungsteils 211 und dem an diesem Wandungsteil-Abschnitt befestigten Trennelement 231 eine hohle Lichtquellenkammer 241 begrenzt. Eine Strahlungsvorrichtung 243 weist für jedes Fenster eine in der betreffenden Lichtquellenkammer 241 mit einer Halterung 247 befestigte, durch eine UV-Lampe gebildete Lichtquelle 245 auf.
Ferner ist jede Lichtquellenkammer unten mit einem Fluideinlass 251 und oben mit einem Fluidauslass 255 versehen, wobei die Fluideinlässe 251 eventuell mit einem gemeinsamen Lufteinlass verbunden oder je mit einem separaten Lufteinlass versehen und die Fluidauslässe 255 über ein gemeinsames oder je ein separates, dem Ventil 119 entsprechendes Ventil mit einer der Pumpe 121 entsprechenden Pumpe verbunden sind.
Der zum Teil in der Figur 3 dargestellte Behälter 401 hat eine vertikale Behälterachse 403 und eine Wirbelkammer 409 mit einem untern, konischen Wandungsteil 411, einem Innenraum 415 und einem Siebboden 417. Bei dieser Variante der Einrichtung ist keine den Hülsen 21, 221 der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einrichtungen entsprechende Hülse vorhanden.
Eine Sprühvorrichtung 423 hat mindestens eine oberhalb des Siebbodens 417 im Wirbelkammer-Innenraum 415 angeordnete Düse, und nämlich mehrere in der Nähe des Wandungsteils 411 angeordnete und/oder diesen durchdringende, um die Behälterachse 403 herum verteilte, mit dieser einen Winkel bildende, nämlich horizontal zu dieser hin gerichtete Düsen 423a, wobei in der Figur 3 schematisch bei jedem Viertel eines die Behälterachse 403 umschliessenden Kreises eine Düse gezeichnet wurde, in Wirklichkeit jedoch vorzugsweise mehr als vier Düsen vorhanden sind. Die Wirbelkammer 409 enthält oberhalb der Düsen-Austrittsmündungen mindestens ein Gehäuse und beispielsweise, wie gezeichnet, zwei oder sogar noch mehr Gehäuse, von denen jedes eine Lichtquellenkammer 441 mit einem gegen den restlichen, freien Wirbelkammer-Innenraum 415 abgeschlossenen Hohlraum bildet.
Eine Strahlungsvorrichtung 443 weist Lichtquellen 445, nämlich UV-Lampen auf. wobei jede Lichtquellenkammer mindestens eine mit einer Halterung 447 gehaltene Lichtquelle 445 enthält. Die Lichtquellen 445 können beispielsweise wie die Lichtquellen 45 sowie 245 eine längliche, mindestens im allgemeinen zylindrische Form haben. Die Längsachsen der Lichtquellen 245 verlaufen beispielsweise horizontal und können im Grundriss Winkel miteinander bilden. Die Wandungen der Lichtquellenkammern sind zum Teil lichtundurchlässig, haben jedoch je mindestens ein Fenster, beispielsweise zwei auf verschiedenen Seiten der Behälterachse 403 angeordnete Fenster mit ultraviolett-lichtdurchlässigen Trennelementen 431. Diese sind derart angeordnet, dass zumindest kein direkt von den Lampen kommendes Licht in die Sprühbereiche der Sprühvorrichtung 423 gelangt.
Damit auch kein Ultraviolett-Licht durch Reflexion an der Innenfläche des Wandungsteils 411 in den Sprühbereich der Sprühvorrichtung 423 gelangt, kann zum Beispiel die Innenfläche des Wandungsteils 411 mindestens in einem die Sprühvorrichtung 423 enthaltenden, sich vom Siebboden 417 bis ungefähr zum untern Rand der untern Lichtquellenkammer erstreckenden Höhenbereich derart ausgebildet werden, dass sie für Ultraviolett-Licht unreflektierend ist. Stattdessen oder zusätzlich können die Lichtquellenkammern derart ausgebildet werden, dass sie Licht, welches durch Reflexion an den Innenflächen der Wirbelkammer in den Sprühbereich gelangen könnte, ausblenden.
Jede Lichtquellenkammer 441 ist noch mit einem Fluideinlass 451 und einem Fluidauslass 455 versehen, die mit die Behälterwandung, beispielsweise deren Decke durchdringenden Leitungen verbunden sind, wobei die letzteren beispielsweise zusätzlich zum Tragen der Lichtquellenkammer dienende Röhren aufweisen und auch noch die elektrischen Kabel für die Stromversorgung der Lampen enthalten können.
Ein teilweise in der Figur 4 gezeichneter Behälter 501 hat eine vertikale Behälterachse 503, eine Wirbelkammer 509 mit einem konischen Wandungsteil 511, einen Innenraum 515 und einen Siebboden 517. Im Behälter ist oberhalb des Siebbodens eine einen lichtdurchlässigen Mantel besitzende Hülse 521 angeordnet. Während der Abstand des unteren Hülsenrandes vom Siebboden bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einrichtungen wesentlich kleiner als der Innendurchmesser des unteren Hülsenrandes ist, beträgt dieser Abstand bei der Einrichtung gemäss der Figur 4 vorzugsweise mindestens 50% und beispielsweise ungefähr oder mindestens 100% des Innendurchmessers des untern Hülsenrandes.
Eine Sprühvorrichtung 523 besitzt mindestens eine nach unten gerichtete, beispielsweise vertikale und zur Behälterachse 503 koaxiale Düse mit einer sich im Innern der Hülse 521 befindenden Austrittsmündung, so dass beim Betrieb Beschichtungsmaterial entgegen dem zur Verwirbelung der Teilchen durch den Behälter hindurch geleiteten Gas auf die Teilchen aufgesprüht werden kann. Der Wandungsteil 511 weist Fenster mit einem für Ultraviolett-Licht durchlässigen Trennelement 531 auf. wobei beispielsweise auf der Aussenseite jedes Fensters ein separater Abdekkungsteil 537 vorhanden ist, der zusammen mit dem betreffenden Trennelement eine Lichtquellenkammer 541 begrenzt. Eine Strahlungsvorrichtung 543 besitzt für jedes Fenster eine in der betreffenden Lichtquellenkammer angeordnete, mit einer Halterung 547 gehaltene Lichtquelle 545.
Dabei können beispielsweise gleich wie bei den in den Figuren 1 und 2 gezeichneten Einrichtungen oberhalb der Hülse und zusätzlich oder stattdessen auch unterhalb der Hülse und oder im Höhenbereich von dieser Lichtquellen 545 angeordnet sein. Wenn beim Betrieb der Einrichtung mit den Lichtquellen Ultraviolett-Licht in den Innenraum 515 eingestrahlt wird, schirmen die Hülse 521 und die sich im peripheren Bereich des Innenraums 515 befindenden Teilchen den Sprüh bereich gegen das von den Lichtquellen 545 eingestrahlte Licht ab.
Da sich die Austrittsmündung der Sprühvorrichtung 523 verhältnismässig weit oben im Behälter-Innenraum 515 und also in einer Höhe befindet. in welcher der Innenraum einen relativ grossen Durchmesser hat, können die im peripheren Bereich des Innenraums vorhandenen Teilchen in der Höhe des Sprühbereichs eingestrahltes Licht, insbesondere bei verhältnismässig grossen Behältern, möglicherweise bereits so stark absorbieren, dass der Sprühbereich auch ohne Hülse ausreichend gegen die Lichtstrahlung abgeschirmt wird, so dass auf eine Hülse verzichtet werden kann.
Die Variante der Einrichtung. von der ein Teil in der Figur 5 gezeichnet ist. weist einen Behälter 601 mit einer zumindest im wesentlichen zu einer vertikalen Behälterachse 603 rotationssymmetrischen Wandung 605 auf. Der Behälter 601 hat an seinem untern Ende einen Bodenteil 607 und oberhalb diesem eine Wirbelkammer 609 mit einem sich nach oben erweiternden, konischen Wandungsteil 611, der oben durch einen leicht gewölbten Deckteil 613 abgeschlossen ist, wobei der Bodenteil 607, der Wandungsteil 611 und der Deckteil 612 beispielsweise miteinander verbundene Ringflansche haben. Der Innenraum 615 der Wirbelkammer bildet den grössten Teil des Innenraums des Behälters und ist gegen den Innenraum des Bodenteils 607 durch einen Boden abgegrenzt, der beispielsweise als Siebboden 617 ausgebildet und um eine horizontale Schwenkachse nach unten verschwenkbar am Bodenteil gehalten ist.
Im Zentrum des Siebbodens ist eine Gaseinleit- und Sprühvorrichtung 623 angeordnet, die mindestens eine nach oben gerichtete Gasdüse sowie Mittel zum Zersprühen eines Beschichtungsmaterials aufweist. Der Behälter 601 unterscheidet sich vom Behälter 1 dadurch, dass sein Wirbelkammer-Innenraum sich vom Siebboden bis nahezu unmittelbar zu seinem obern Ende, nämlich bis zum Rand des gewölbten Deckteils 613 erweitert und dass das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser des obern Endes des konischen Wandungsteils 611, d.h. dem Durchmesser der weitesten Stelle des Innenraums 615, und dem Innendurchmesser des unteren Endes des konischen Wandungsteils 611, d.h. dem Durchmesser des unteren Endes des Innenraums 615, wesentlich grösser ist als beim Behälter 601, mindestens 3 und vorzugsweise mindestens oder ungefähr 4 und eventuell sogar mindestens oder ungefähr 5 beträgt.
Des weitern beträgt die Höhe des sich konisch erweiternden Innenraum-Bereichs mindestens das 6-fache und vorzugsweise mindestens oder ungefähr das 8-fache oder sogar mindestens oder ungefähr das 10-fache des Innendurchmessers des untern Endes des konischen Wandungsteils 611.
Ferner beträgt der Durchmesser der Gaseinleit- und Sprühvorrichtung 623 und deren Düse mindestens 30% und beispielsweise mindestens oder ungefähr 40% des Innendurchmessers des untern Endes des konischen Wandungsteils 611.
Die Gaseinleit- und Sprühvorrichtung 623 besitzt einen die Wandung des Bodenteils 697 durchdringenden Gaseinlass 623a und der Bodenteil 607 selbst besitzt einen in seinen freien Innenraum mündenden Gaseinlass 627. Die Gaseinleit- und Sprühvorrichtung 623 und ihr Gaseinlass 623a bilden zusammen mit dem Gaseinlass 627 des Bodenteils 607, dem freien Innenraum des letzteren und dem Siebboden 617 Gaseinlassmittel, um das zum Fluidisieren von Teilchen dienende Gas in das untere Ende des Innenraums 615 hinein zu leiten. Der Deckteil 613 ist mit einem Gasauslass 629 versehen.
Der Wandungsteil 611 ist mit einer Anzahl Fenster mit je einem für Ultraviolett-Licht durchlässigen Trennelement 631 versehen. Die Fenster sind in verschiedenen Höhen und bei verschiedenen Umfangstellen angeordnet, wobei zum Beispiel drei übereinander angeordnete Gruppen mit je drei um die Behälterachse herum verteilten Fenstern vorhanden sein können. Jedes Trennelement 631 begrenzt zusammen mit angrenzenden Bereichen des Wandungsteils 611 und einem lichtdurchlässigen Abdeckungsteil 637 eine Lichtquellenkammer 641. Eine Strahlungsvorrichtung 643 besitzt zur Erzeugung von Ultraviolett-Licht ausgebildete Lichtquellen 645, nämlich Lichtbogenlampen, von denen in jeder Lichtquellenkammer 641 mindestens eine mit einer Halterung 647 lösbar gehalten ist.
Der Gasauslass 629 ist durch eine Leitung 661 mit den beiden Gaseinlässen 623a und 627 der Gaseinlassmittel verbunden. Die Leitung 661 enthält, beginnend vom Gasauslass 629, der Reihe nach ein Ventil 665, ein Filter 667, eine Abzweigung mit einem Überdruckventil 669, eine Pumpe 673, eine Heiz- undloder Kühlvorrichtung 675, ein Filter 677 und eine Verzweigung mit zwei Ventilen 679 und 681, deren Ausgänge mit den Gaseinlässen 627 bzw. 623a verbunden sind.
Der vom Behälter 601 und der Leitung 661 gebildete Kreislauf kann zudem mit einer nicht dargestellten Absaug- Vorrichtung verbunden sein, die ein dem Ventil 81 entsprechendes Ventil sowie eine der Saug-Pumpe 83 entsprechende Saug-Pumpe aufweist. Die Gaseinleit- und Sprühvorrichtung ist über eine Leitung 689 mit einer nicht dargestellten Beschichtungsmaterialquelle verbunden.
Eine Gaszufuhrsteuervorrichtung 701 besitzt mindestens ein Ventil, dessen Eingang mit einer Stickstoff- und/oder Sauerstoffquelle verbindbar oder verbunden ist und dessen Ausgang in den vom Behälter 601 und der Leitung 661 gebildeten Kreislauf mündet, und zwar beispielsweise zwischen dem Ausgang des Filters 677 und den Eingängen der beiden Ventile 679, 681, wobei der Gaszufuhrsteuervorrichtung 701 im Bedarfsfall noch eine der Vorrichtung 97 entsprechende Heiz- und/oder Kühlvorrichtung vor- oder nachgeschaltet sein kann. Ferner sind noch verschiedene andere, nicht dargestellte, gleich oder ähnlich wie bei der Einrichtung gemäss der Figur 1 ausgebildete Teile und Vorrichtungen, wie Messorgane und -vorrichtungen, Mittel zum Kühlen der Lichtquellenkammern und eine der Mess-/Steuer- und/oder Regelvorrichtung 171 entsprechende Vorrichtung vorhanden.
Die in der Figur 5 dargestellte Einrichtung kann weitgehend ähnlich betrieben werden, wie es für die Einrichtung gemäss der Figur 1 beschrieben wurde. Falls die Fluidisierung mit einem von Luft verschiedenen Gas durchgeführt werden soll, kann solches über die Gaszufuhrsteuervorrichtung 70 I in den Gas-Kreislauf sowie über das Ventil 679 in den freien Innenraum des Bodenteils 607 und/oder über das Ventil 681 in die Gaseinleit- und Sprühvorrichtung 623 eingeleitet werden.
Die Betriebsweisen der beiden Einrichtungen unterscheiden sich jedoch dadurch, dass bei der Einrichtung gemäss der Figur 5 der grösste Teil des zur Fluidisierung von Teilchen dienenden, über die Leitung 661 umgewälzten Gases durch die Gaseinleit- und Sprühvorrichtung 623 in den Innenraum 615 der Wirbelkammer 609 des Behälters 601 eingeleitet wird, und zwar auch in allfälligen Betriebsphasen, in denen die Teilchen fluidisiert wurden, ohne dass gleichzeitig Beschichtungsmaterial in den Innenraum 615 eingesprüht wird. Ferner ist die Geschwindigkeit des zur Fluidisierung der Teilchen von unten nach oben durch den Wirbelkammer-Innenraum hindurch geleiteten Gases beim untern Ende der Wirbelkammer bei der Einrichtung gemäss der Figur 5 wesentlich grösser als bei der Einrichtung gemäss der Figur 1.
Bei der Einrichtung gemäss Figur 1 und übrigens auch bei den Einrichtungen gemäss den Figuren 2 bis 4 beträgt die Gasströmungsgeschwindigkeit unmittelbar oberhalb des Siebbodens, je nach den Grössen und Massen der zu fluidisierenden Teilchen und den Abmessungen des Behälters typischerweise etwa 0,1 bis 1 m/s, während sie bei der Einrichtung gemäss der Figur 5 im sich unmittelbar über der Austrittsmündung der bzw. jeder Düse der Gaseinleit- und Sprühvorrichtung 623 befindenden Bereich des Innenraums 615 vorzugsweise mindestens 2 m/s und beispielsweise bis etwa 8 oder sogar 10 m/s beträgt. Dies hat zur Folge, dass im Innenraum 615 des in der Figur ersichtlichen Behälters 601 eine besondere Art einer Wirbelschicht oder eines Fluidoder Fliessbettes, nämlich eine sogenannte Flugschicht englisch als spouted layer bezeichnet - entsteht.
Diese unterscheidet sich von einer mit der Einrichtung gemäss der Figur 1 erzeugten Wirbelschicht dadurch, dass im zentralen Bereich eine ausgeprägte Teilchen-Fontäne vorhanden ist und dass die Flug- oder Wirbelschicht gewissermassen vom Boden der Wirbelkammer abgehoben wird, so dass die Teilchendichte im untersten Bereich des Innenraums 615 wesentlich kleiner ist als in einem sich darüber befindenden Bereich und der unterste Innenraum-Bereich sogar mindestens annähernd frei von Teilchen ist. Es sei übrigens noch darauf hingewiesen, dass bei der Einrichtung gemäss der Figur 5 gleich wie bei der in der Figur 3 dargestellten Einrichtung keine den Hülsen 21, 221, 521 entsprechende Hülse im Innenraum 615 vorhanden ist.
Die teilweise in der Figur 6 gezeichnete Einrichtung weist einen Behälter 801 mit einer vertikalen Behälterachse 803 auf die Wandung 805 des von einem nicht dargestellten Gestell ortsfest gehaltenen Behälters 801 besitzt einen Bodenteil 807 mit einem gasdicht verschliessbaren Teilchenauslass 807a und eine Wirbelkammer 809 mit einem untern, sich nach oben erweiternden, kugelzonenförmigen Wandungsteil 811 sowie einem obern, sich nach oben verengenden, kugelzonenförmigen Wandungsteil 813, wobei die beiden Wandungsteile 811, 813 dicht sowie lösbar miteinander verbunden sind und zusammen eine Kugelfläche bilden, von der unten sowie oben eine Kalotte weggeschnitten ist.
Ein durch ein zylindrisches Rohr gebildeter Innenteil 817 dringt koaxial zur Behälterachse 803 durch die beiden Wandungsteile 811, 813 hindurch und besitzt an seinem unteren Ende eine in den Innenraum des Bodenteils 807 mündende Öffnung.
Zwischen der Innenfläche der beiden Wandungsteile 811, 813 und der Aussenfläche des Innenteils 817 ist ein ringförmiger Innenraum 815 vorhanden. Zwischen dem untern, kreisförmigen Rand des untern Wandungsteils 811 und dem Innenteil 817 ist ein freier Ringspalt 819 vorhanden, wobei auswechselbare Ringe oder verstellbare Stellmittel zum Ver ändern der Spaltbreite vorhanden sein können. Im Innern des obern Wandungsteils 813 ist am Innenteil 817 ein Umlenkschirm 821 befestigt, dessen untere Seite im gezeichneten Schnitt eine möglichst unmittelbar an den Innenteil 817 anschliessende Leitfläche in der Form eines nach oben gewölbten Halbkreises bildet. Zwischen der Innenfläche des oberen Wandungsteils 813 und dem Aussenrand des Umlenkschirms 821 ist ein ringförmiger Durchgang vorhanden, der eventuell mit einem Sieb versehen sein kann.
Der Umlenkschirm selbst kann vollständig kompakt sowie gasundurchlässig oder mindestens stellenweise siebartig sowie gasdurchlässig sein. Die Sprühvorrichtung 823 besitzt vertikal oder ein wenig geneigt nach oben gerichtete Düsen, deren Austrittsmündungen in der Nähe des Ringspalts 819 um diesen herum verteilt in den Innenraum 815 münden. Das obere, beispielsweise umgebogene Ende des Innenteils 817 bildet den Gaseinlass 827 der Gaseinlassmittel. Eine den obern Wandungsteil 813 bei dessen obern Rand abschliessende Haube dient als Gasauslass 829. Die Wandungsteile 811, 813 bestehen zum Beispiel aus lichtundurchlässigem Material, etwa rostfreiem Stahl.
Der Innenteil 815 besteht ebenfalls zu einem grossen Teil aus einem lichtundurchlässigen Material, ist jedoch unterhalb des Umlenkungsschirms 821 mit mindestens einem als Fenster dienenden gasdichten, für Ultraviolett-Licht durchlässigen Trennelement 831 versehen, wobei das letztere beispielsweise durch einen sich unterbruchslos um die Behälterachse 803 herum erstreckenden, hohlzylindrischen Ring gebildet ist. Der Innenraum des Innenteils 817 dient sowohl als Durchgang für das zur Verwirbelung zugeführte Gas als auch als Lichtquellenkammer 841 und enthält eine Strahlungsvorrichtung 843 mit mindestens einer Lichtquelle 845, nämlich beispielsweise mehreren um die Behälterachse 803 herum verteilten Lichtquellen 845 zur Erzeugung von Ultraviolett-Licht. Die Lichtquellen sind mit schematisch angedeuteten Halterungen 847 auswechselbar gehalten.
Das Trennelement 831 und die Lichtquellen 845 sind derart angeordnet, dass kein in den Innenraum gestrahltes Ultraviolett-Licht direkt in die an die Austrittsmündungen der Sprühvorrichtungs-Düsen angrenzenden Sprühbereiche gelangt. Der Gasauslass 829 ist mit dem Gaseinlass 827 durch eine nicht gezeichnete Leitung verbunden, die beispielsweise ähnliche Vorrichtungen wie die Leitung 61 enthält.
Die zu beschichtenden Teilchen können zum Beispiel durch einen nicht gezeichneten Teilcheneinlass oder durch vorübergehendes Trennen der beiden Wandungsteile 811, 813 in den Innenraum 815 eingebracht werden. Das beim Betrieb dem Gaseinlass 827 zugeführte Gas wird nach dem Ausströmen aus dem unteren Ende des Innenteils 817 vom Bodenteil 807 umgelenkt und strömt anschliessend durch den Ringspalt 819 hindurch in den Innenraum 815 sowie durch diesen hindurch nach oben. Die im Innenraum 815 vorhandenen Teilchen werden dadurch in der Nähe der Aussenfläche des Innenteils 817 nach oben gehoben, anschliessend durch den Umlenkschirm 821 von der Behälterachse 803 weg nach aussen sowie unten umgelenkt und schweben schliesslich im äusseren Bereich des Innenraums 815 wieder nach unten.
Diese Verwirbelung der Teilchen kann analog wie es für die in der Figur 1 gezeichnete Einrichtung beschrieben wurde mit Luft oder einem anderen Gas durchgeführt werden. Ferner kann analog wie beim Betrieb der Einrichtung gemäss der Figur 1 Beschichtungsmaterial auf die Teilchen aufgesprüht und polymerisiert werden.
Statt die Teilchen mit Gas zu verwirbeln, können sie zum Beschichten mit mechanischen Mitteln bewegt werden. Die Figuren 8 und 9 zeigen eine erste Ausführungsform von einer dies ermöglichenden Einrichtung. Diese weist einen trommelförmigen Behälter 1001 mit einer Behälterachse 1003 auf, die mit einer Vertikalen einen Winkel bildet, nämlich horizontal ist. Die lichtundurchlässige, metallische Wandung 1005 des Behälters 1001 hat einen zylindrischen Mittelabschnitt und beiseitig von diesem einen sich konisch verjüngenden Seitenabschnitt. Der zylindrische Mittelabschnitt ist bei einer Umfangstelle mit einem Teilcheneinlass und/oder Teilchenauslass 1007 versehen, der durch eine mit einer Klappe oder dergleichen verschliessbare Öffnung gebildet ist.
Der Behälter ist mit Lagermitteln in einem schematisch dargestellten Gestell 1009 um seine Achse 1003 drehbar gelagert und mit einer einen Elektromotor besitzenden Antriebsvorrichtung 1011 drehbar. Im Innenraum 1015 des Behälters 1001 sind eine geneigte, lichtundurchlässige Abschirmwand 1021, auf der einen, oberen Seite von dieser eine Sprühvor richtung 1023 mit mindestens einer Sprühdüse und auf der andern, untern Seite der Abschirmwand 1021 eine Strahlungsvorrichtung 1043 mit mindestens einer mit Halterungen 1047 gehaltenen Lichtquelle 1045 zur Erzeugung von Ultraviolett-Licht angeordnet.
Die Abschirmwand 1021, die Sprühvorrichtung 1023 und die Strahlungsvorrichtung 1043 sind durch die eine Stirnseite des Behälters 1001 hindurch am Gestell 1001 befestigt, so dass sie beim Drehen des Behälters bezüglich der Behälterachse unbeweglich festgehalten bleiben, können aber verstellbar sein.
Zum Beschichten von Teilchen wird eine Charge von solchen durch eine stirnseitige Öffnung des Behälters oder durch den Teilcheneinlass und/oder Teilchenauslass 1007 in den Innenraum 1015 eingebracht. Wenn der Behälter 1001 mit der Antriebsvorrichtung 1011 im in der Figur 8 dargestellten Schnitt im Uhrzeigersinn gedreht wird, bilden die Teilchen im linken, untern Quadranten des Behälter-Innenraums 1015 ein Teilchenbett 1049. In diesem werden die sich in der Nähe der Innenfläche der Wandung 1005 befindenden Teilchen vom rotierenden Behälter nach oben transportiert, wonach sie im sich näher bei der Behälterachse befindenden Bereich des Teilchenbettes wieder nach unten rutschen und/ oder rollen.
Zum Beschichten werden sich im obern Bereich des Teilchenbettes befindende Teilchen durch die Sprühvorrichtung mit polymerisierbarem Beschichtungsmaterial besprüht, wobei der Sprühbereich durch die Abschirmwand 1021 gegen die von der Strahlungsvorrichtung 1043 erzeugte Ultraviolett-Lichtstrahlung abgeschirmt wird. Wenn die Teilchen nach ihrer Besprühung in den untern Bereich des Teilchenbettes gelangen, werden sie durch die Strahlungs Vorrichtung mit Ultraviolett-Licht bestrahlt, so dass das aufgesprühte Beschichtungsmaterial polymerisiert wird. Die Teilchen führen also beim Drehen der Trommel mehr oder weniger regelmässige Umläufe aus und können ähnlich wie bei in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Einrichtungen abwechselnd besprüht und bestrahlt werden, bis sie Überzüge mit den gewünschten Dicken besitzen.
Danach kann man den Behälter 1001 in einer Drehstellung zum Stillstand bringen, in der sich der Teilcheneinlass und/oder Teilchenauslass 1007 bei der tiefsten Stelle befindet, und durch vorübergehendes Öffnen des letzteren die Teilchen aus dem Behälter ableiten.
Die teilweise in den Figuren 9 und 10 ersichtliche Einrichtung besitzt einen Behälter 1201, nämlich einen zwiebelförmigen Kessel, mit einer geneigten Behälterachse 1203 und einer lichtundurchlässigen, metallischen Wandung 1205. Der Behälter hat auf seiner Frontseite eine Öffnung und ist auf seiner Rückseite um seine Achse drehbar von einer Lagerund Antriebsvorrichtung 1211 gehalten, die ihrerseits an einem Gestell 1209 befestigt ist. Die Wandung 1205 ist beispielsweise mit einem verschliessbaren Teilcheneinlass und/ oder Teilchenauslass 1207 versehen, der sich bei einer möglichen Drehstellung des Behälters bei dessen tiefster Stelle befindet.
Im Innenraum 1215 des Behälters sind eine geneigte, lichtundurchlässige Abschirmwand 1221, auf der einen, obern Seite von dieser eine Sprühvorrichtung 1223 und auf der andern, untern Seite der Abschirmwand eine Strahlungsvorrichtung 1243 mit mindestens einer zur Erzeugung von Ultraviolett-Licht ausgebildeten, von einer Halterung 1247 gehaltenen Lichtquelle 1245 angeordnet. Die Abschirmwand 1221, die Sprühvorrichtung 1223 und die Strahlungsvorrichtung 1243 sind durch die stirnseitige Öffnung des Behälters 1201 hindurch am Gestell befestigt.
Zum Beschichten von Teilchen wird eine Charge von solchen durch die stirnseitige Öffnung des Behälters oder durch den Teilcheneinlass und/oder Teilchenauslass 1207 in den Innenraum 1215 des Behälters eingebracht und dieser in der in der Figur 10 dargestellten Ansicht im Uhrzeigersinn gedreht. Die Teilchen bilden dann ein Teilchenbett 1249, in dem sie mehr oder weniger regelmässige Umläufe ausführen.
Die Teilchen werden dabei im obersten Bereich des Teilchenbettes besprüht und in einem tiefer liegenden Bereich bestrahlt, so dass sich auf ihnen Überzüge von polymerisiertem Beschichtungsmaterial bilden. Nach erfolgter Beschichtung können die Teilchen durch den Teilchenauslass 1207 aus dem Behälter abgeleitet werden.
Die in der Figur 11 ersichtliche Einrichtung besitzt einen Behälter 1401 mit einer geneigten Behälterachse 1403 und einer Wandung 1405, die als Hauptbestandteil einen länglichen, zur Behälterachse koaxialen, zylindrischen Mantel aufweist. Der Behälter ist mit Lagermitteln um seine Achse drehbar in einem Gestell 1409 gelagert und durch eine elektrische Antriebsvorrichtung 1411 antreibbar. Im Innenraum 1415 des Behälters ist eine Sprühvorrichtung 1423 angeordnet, die mindestens eine Düse 1423a und vorzugsweise mehrere entlang der Behälterachse 1403 voneinander beabstandete Düsen 1423a aufweist. Eine im Innenraum 1415 angeordnete Strahlungsvorrichtung 1443 weist mindestens eine mit einer Halterung 1447 versehene Lichtquelle 1445 und vorzugsweise mehrere entlang der Behälterachse voneinander beabstandete Lichtquellen auf.
Dabei befindet sich zuoberst im Innenraum eine Sprühdüse 1423a, auf die abwärts abwechselnd eine Lichtquelle und eine Sprühdüse folgen.
Unter der untersten Sprühdüse ist dann eine Lichtquelle oder mehrere solche angeordnet. Die Düsen sind gegen die benachbarten Lichtquellen jeweils durch lichtundurchlässige Abschirmwände 1421 abgeschirmt. Die Abschirmwände, Sprühvorrichtung und Strahlungsvorrichtung sind bezüglich der Behälterachse undrehbar am Gestell 1409 befestigt, wobei die Befestigungsmittel beispielsweise einen den ganzen Behälter durchdringenden, bei beiden Enden aus diesem herausragenden und am Gestell befestigten Träger aufweisen können. Beim oberen Ende des Behälters 1401 ist ein in des sen Innenraum mündender Teilchenauslass 1425 und beim unteren Ende des Behälters ein Teilchenauslass 1407 vorhanden.
Beim Betrieb wird der Behälter 1401 um seine Achse gedreht. Die zu beschichtenden Teilchen werden kontinuierlich durch den Teilcheneinlass 1425 in den Innenraum 1415 des Behälters eingeleitet und rutschen und/oder rollen dann durch diesen hindurch, wobei sie sich wegen der Rotation des Behälters entlang von mehr oder weniger wendelartigen Bahnen bewegen. Die Teilchen werden während ihres Durchlaufs durch den Behälter abwechselnd mit polymerisierbarem Beschichtungsmaterial besprüht und mit Ultraviolett-Licht bestrahlt und dadurch mit Uberzügen versehen, wobei die Abschirmwände die Sprühbereiche zumindest gegen die direkt von den Lichtquellen 1445 kommende Ultraviolett-Strahlung abschirmen.
Die Wandungen der Behälter 1001, 1201, 1401 können anstelle von glatten Innenflächen nötigenfalls innen schaufelartige Mitnehmer besitzen, um die Teilchen beim Drehen der Behälter ausreichend mitzunehmen sowie empor zu bewegen. Ferner können die Wandungen der drehbaren Behälter noch mit einem Aussenmantel versehen sein, der zusammen mit ihnen einen Durchgang für ein zum Kühlen und/ oder eventuell Heizen dienendes Fluid begrenzt.
Die beiden Stirnseiten des Behälters 1001, die frontseitige Öffnung des Behälters 1201 und die beiden Enden des Behälters 1401 können im Bedarfsfall mit am Gestell und/oder an den Behältern selbst befestigten Deckteilen staubdicht und/ oder gasdicht abgeschlossen sein, wobei für die in den Innenräumen der betreffenden Behälter angeordneten und nicht mit dem Behälter mitrotierenden Vorrichtungen und Teile nötigenfalls gasdichte Drehdurchführungen vorgesehen werden können. Bei der in der Figur 11 dargestellten, für eine kontinuierliche Teilchenzuführung und Teilchenentnahme vorgesehenen Einrichtung können auch die Vorrichtungen zum Zuführen und Aufnehmen der Teilchen staub- und/oder gasdicht ausgebildet werden.
Des weitern kann man auch bei den Einrichtungen mit einem drehbaren Behälter Vorrichtungen vorsehen, um in den Innenräumen der Behälter vorhandene Luft ganz oder teilweise durch ein anderes Gas zu ersetzen, so dass die Teilchen ganz oder teilweise in einem von Luft verschiedenen Gas beschichtet werden können.
Die Einrichtungen können noch auf andere Weise ausgebildet werden. Zum Beispiel können gewisse Merkmale der in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Einrichtungsvarianten miteinander kombiniert werden. Man könnte nämlich etwa die Hülse 21 der in der Figur 1 ersichtlichen Einrichtung mit einer gleich oder ähnlich wie die Verengung 221 a ausgebildeten Verengung versehen oder umgekehrt die in der Figur 2 ersichtliche Hülse 121 durch eine gleich wie die Hülse 21 ausgebildete Hülse ersetzen. Des weitern könnten die in den Figuren 1 2 und 5 dargestellten Einrichtungen mit einer Sprühvorrichtung ausgerüstet werden, die zusätzlich zur gezeichneten Düse noch ähnlich wie die Düsen 423a verteilte sowie horizontal gerichtete Düsen oder ähnlich wie die Sprühvorrichtung 523 mindestens eine nach unten gerichtete Düse besitzt.
Da bei der in der Figur 5 dargestellten Einrichtung der grösste Teil des umgewälzten Gases über die mindestens eine Düse besitzende Gaseinleit- und Sprühvorrichtung 623 in den Wirbelkammer-Innenraum 615 eingeleitet werden soll, kann dem als Dosier- und Sperrventil ausgebildeten Ventil 679 nötigenfalls noch eine feste Drossel vor oder nachgeschaltet werden. Stattdessen könnte der Siebboden 617 durch einen kompakten, d.h. gasundurchlässigen Boden ersetzt werden, wobei dann selbstverständlich auch der Gaseinlass 627 und das Ventil 679 wegfallen würden.
Wie beschrieben, wird das von den fluidisierten Teilchen gebildete Fluid- oder Fliessbett beim Betrieb der in der Figur 5 gezeichneten Einrichtung vom Boden der Wirbelkammer abgehoben, wobei aber immer noch eine Verwirbelung der Teilchen stattfindet. Insbesondere für das Aufbringen relativ dünner Überzüge könnte jedoch auch eine Einrichtung mit einem länglichen, verhältnismässig hohen Behälter vorgesehen werden, in welchem die fluidisierten Teilchen kontinuierlich pneumatisch nach oben gefördert werden, wobei möglicherweise der im Mittel stattfindenden Aufwärtsbewegungen noch lokale Wirbelbewegungen überlagert sein könnten.
Bei einer solchen Einrichtung könnten dem untern Ende des Behälters kontinuierlich Teilchen zugeführt werden, die dann während ihrer pneumatischen Förderung durch den länglichen Behälter hindurch mit Beschichtungsmaterial besprüht sowie bestrahlt und schliesslich beim obern Ende des Behälters kontinuierlich entnommen werden.
Man könnte im übrigen bei allen eine Wirbelkammer aufweisenden Einrichtungen sowohl im Innenraum der Wirbelkammern als auch ausserhalb von diesen Lichtquellen anordnen. Wenn - wie bei den in den Figuren 1, 2, 4 und 5 ersichtlichen Einrichtungen - ausserhalb der Wirbelkammer angeordnete Lichtquellen vorhanden sind, könnte man anstelle der je einer einzelnen Lichtquelle zugeordneten, lichtdurchlässigen Trennelemente nur ein einziges, für alle Lichtquellen gemeinsames, die Behälterachse umschliessendes, lichtdurchlässiges Trennelement vorsehen oder sogar den ganzen konischen Wandungsteil lichtdurchlässig ausbilden.
Bei der in der Figur 6 dargestellten Einrichtung könnte die Strahlungsvorrichtung zusätzlich zu den im Innenteil 817 angeordneten Lichtquellen oder anstelle von diesen mit ausserhalb von mindestens einem der Wandungsteile 811, 813 angeordneten Lichtquellen versehen werden, wobei der betreffende Wandungsteil bzw. jeder der beiden Wandungsteile mit lichtdurchlässigen Trennelementen versehen oder vollständig aus lichtdurchlässigem Material gebildet würde.
Selbstverständlich könnte man die Lichtquellen bei den in den Figuren 7 bis 11 dargestellten Einrichtungen, bei denen die Teilchen durch Drehen der Behälter bewegt werden, auch in Lichtquellenkammern anordnen, die gegen die restlichen Bereiche der Behälter-Innenräume gasdicht abgeschlossen sind. Die Wandungen der Lichtquellenkammern wären dann analog wie diejenigen der Lichtquellenkammern 441 mindestens zum Teil aus lichtdurchlässigen Trennelementen zu bilden. Stattdessen könnten die Lichtquellen bei den drehbare Behälter besitzenden Einrichtungen auch bezüglich der Behälterachsen undrehbar ausserhalb der Behälter am betreffenden Gestell befestigt werden, wobei die Wandungen der Behälter in diesem Fall mit die Behälterachsen umschliessenden. lichtdurchlässigen Trennelementen zu versehen wären.
Die bei den einen drehbaren Behälter aufweisenden Einrichtungen allenfalls vorhandenen Lichtquellenkammern könnten selbstverständlich auch zur Kühlung mit einem Fluid ausgebildet werden.
Ferner könnte man anstelle von Lichtquellen mit horizontal angeordneten Längsachsen Lichtquellen verwenden, deren Längsachsen geneigt oder vertikal angeordnet werden können, oder die überhaupt nicht länglich sind. Die Erzeugung von Ultraviolett-Licht könnte statt mit Lichtbogenlampen auch mit andersartigen Lichtquellen. etwa Kaltlicht Lampen erfolgen, die ähnlich wie Leuchtröhren und oder Glimm-Entladungslampen arbeiten und nötigenfalls mit Ultraviolett-Licht-Filtern ausgerüstet werden können.
Ferner können die lichtdurchlässigen Trennelemente statt aus Quarzglas aus einem anderen, für Ultraviolett Licht durchlässigen, mineralischen Glas oder sogar einem für Ultraviolett-Licht durchlässigen Kunststoff bestehen.
Zudem könnte man möglicherweise Beschichtungsmaterialien verwenden, die durch sichtbares Licht polymerisierbar sind, wobei die Lichtquellen in diesem Fall nur sichtbares Licht erzeugen müssten und die Trennelemente nur für solches durchlässig zu sein brauchten.
Des weitern könnte die Beschichtung mit Beschichtungsmaterialien erfolgen, die durch andere elektromagnetische Strahlen, wie Röntgen- oder Gammastrahlen, oder durch Teilchen-Strahlen, wie Beta-Strahlen, polymerisierbar sind, wobei dann selbstverständlich Strahlungsvorrichtungen mit zur Lieferung entsprechender Strahlen ausgebildeten Strahlungsquellen vorzusehen wären. Die Strahlungsquellen könnten dann in analog zu den Lichtquellenkammern ausgebildeten Strahlungsquellenkammern untergebracht werden, die anstelle der lichtdurchlässigen Trennelemente für die erzeugte und zur Bewirkung der Polymerisation benötigte Strahlung durchlässige, aber gasdichte Trennelemente und nötigenfalls die Abstrahlung von Strahlen in die Umgebung der Einrichtung verhindernde Abdeckungen aufweisen und im Bedarfsfall gekühlt oder erwärmt werden können.
Selbstverständlich könnte man den Fluideinlässen 51, 251, 451 der Lichtquellenkammern oder den entsprechenden Fluideinlässen anderer Strahlungsquellenkammern noch Kühlvorrichtungen oder sogar ein wahlweises Heizen und Kühlen ermöglichende Heiz- und/oder Kühlvorrichtungen vorschalten. Im letzteren Fall bestände die Möglichkeit, die dem bzw. jedem Licht- oder sonstigen Strahlungsquellenkammer-Hohlraum vor dem Einschalten der Strahlungsquellen und/oder während einer gewissen Anfangsphase des Strahlungsquellenbetriebs zugeführte Luft zu erwärmen und danach dauernd oder eventuell intermittierend zu kühlen.
Wenn eine Kühlvorrichtung zum Beeinflussen der Temperatur der der bzw. jeder Strahlungsquellenkammer zugeführten Luft vorhanden ist, kann die Strahlungsquellenkammer Temperatur statt durch Ändern des Luftdurchflusses oder zusätzlich dazu durch Ändern der Temperatur der zugeführten Luft auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Ferner kann bei geeigneter Anordnung und Ausbildung der Luftein- und Luftauslässe möglicherweise schon die infolge der Erwärmung der Luft in den Strahlungsquellenkammern entstehende Konvektionsströmung eine ausreichende. von unten nach oben gerichtete Durchströmung der Kammern ergeben, so dass bei der in der Figur 1 dargestellten Einrichtung auf die Pumpe 121 und bei den in den anderen Figuren dargestellten Einrichtungen auf die der Pumpe 121 entsprechenden Pumpen verzichtet werden kann.
Im übrigen könn te die Kühlung der Strahlungsquellenkammern und darin angeordneten Strahlungsquellen statt mit Luft auch mit einem anderen gasförmigen oder eventuell sogar flüssigen Fluid erfolgen. Die Wandungen der Behälter und insbesondere Wirbelkammern können selbstverständlich mit einer Wärmeisolation versehen werden.
Die Gaszufuhrsteuervorrichtung 101 kann statt der drei einzelnen in der Figur 1 gezeichneten Ventile oder statt eines Mehrwegventils mit drei Eingängen auch nur ein Ventil mit nur einem Durchgang aufweisen, wobei dann der Eingang des Ventils je nach Bedarf mit einer Luft-, einer Stickstoff-, einer Sauerstoff- oder noch einer anderen Gasquelle verbunden werden kann. Wenn die Beschichtung mit einem von Luft verschiedenen Gas erfolgen soll, könnte man die verschiedenen Einrichtungen noch mit mindestens einer Schleuse versehen, damit beim Einbringen die Teilchen in die Behälter und bei der Entnahme der Teilchen aus den Behältern möglichst wenig Luft in die Wirbelkammer gelangt.
Statt die Behälter gasdicht auszubilden, könnten sie zusammen mit andern Teilchen der Einrichtungen in einem druckfesten, evakuierbaren Gehäuse untergebracht werden, das dann für den Gasaustausch mittels einer Pumpe mitsamt dem Behälter und eventuell weitern Teilen und Vorrichtungen evakuiert werden könnte.
Statt den Sauerstoffgehalt des in den Innenräumen der Behälter vorhandenen Gases durch einen Gasaustausch zu reduzieren oder zusätzlich dazu, könnten der Partialdruck und die Dichte des Sauerstoffs in den Behälter-Innenräumen dadurch verkleinert werden, dass in diesen der Gasdruck wesentlich unter den normalen Umgebungs-Luftdruck gesenkt wird. Bei denjenigen Einrichtungen, bei denen die Teilchen mit Gas verwirbelt werden, könnte die Verwirbelung beispielsweise auch bei einem in der Wirbelkammer herrschenden Gasdruck durchgeführt werden, der höchstens 20 kPa oder sogar nur höchstens 10 kPa sowie beispielsweise ungefähr oder mindestens 6 kPa beträgt. Wenn die Teilchen mit einem einen so niedrigen Druck aufweisenden Gas verwirbelt werden, ist es günstig, ein Gas zu verwenden, dessen Atom- bzw. Molekulargewicht grösser als dasjenige von Luft ist.
Die Verwirbelung kann dann beispielsweise mit einem vollständig oder teilweise aus einem organischen Stoff, wie Aceton, bestehenden Gas erfolgen. Bei denjenigen Einrichtungen, bei denen die Teilchen durch Drehen des Behälters bewegt werden, können die Behälter-Innenräume sogar im wesentlichen vollständig, d.h. soweit es technisch und wirtschaftlich machbar ist, evakuiert werden.
Wie bereits erwähnt wurde, ermöglicht die in der Figur 1 dargestellte Einrichtung die Herstellung vollständig vernetzter Uberzüge, was selbstverständlich zumindest auch für diejenigen der andern beschriebenen Einrichtungen gilt, bei denen die Teilchen mit Gas fluidisiert sowie verwirbelt werden.
Bei denjenigen Einrichtungen, bei denen die Teilchen mit mechanischen Mitteln, nämlich durch Drehen eines Behälters bewegt werden, können die ursprünglich vorhandenen Teilchen im Verlauf ihrer Bewegung auch allseitig mit Beschichtungsmaterial bedeckt werden, das anschliessend polymerisiert wird. Es findet zumindest in gewissen Bewegungsphasen ebenfalls eine Lockerung der Teilchen oder sogar eine vollständige Trennung benachbarter Teilchen statt. Es kann daher auch mit den einen drehbaren Behälter besitzenden Einrichtungen eine zumindest weitgehend vollständige und lückenlose Vernetzung der Überzüge erreicht werden.
Falls jedoch Überzüge erwünscht sein sollten, die zwei oder mehr nicht oder nur lose vernetzte Schichten oder Schalen aufweisen, kann dies dadurch erreicht werden, dass zwischen aufeinanderfolgenden Beschichtungsmaterial-Besprühungen der Teilchen so lange Pausen eingeschaltet werden, dass eine aufgesprühte Beschichtungsmaterial-Schicht vollständig polymerisiert, bevor die nächste Schicht aufgesprüht wird.
DESCRIPTION
The invention relates to a device for coating particles according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 10.
The device and the method are used in particular for the production of product particles which have a core formed from originally present particles and a coating or jacket with at least one polymer which is formed by coating and normally surrounds the core on all sides and completely. The cores can have only a single substance or a mixture, for example at least one carrier and / or auxiliary substance and at least one biological and / or chemical active substance.
The cores can contain, for example, at least one fertilizer and / or crop protection agent and / or seed or at least one food and or at least one active pharmaceutical substance and, or at least one fragrance substance, a catalyst, an ultrapure metal, a rare earth or a salt, a spherical or have a different shape and for example by pressing, tableting, granulating. Agglomerate or be made in any other way.
Depending on the intended use of the product particles, the coating can have certain permeability and; or have solubility properties and / or certain mechanical and / or optical properties and / or binding properties and serve for this purpose, for example. to favorably influence the penetration of a liquid, such as water, or of water vapor into the cores and / or the release of a substance present in the nucleus into the surroundings of the particle, for example into the soil or into the digestive tract of a human or animal. The coating can also serve to protect the core against abrasion as well as against other mechanical influences, against moisture and / or against light effects and / or to improve the taste and! Or for beautification and / or as a binding agent in a later processing or sintering process.
In known processes for the production of particles with a core and a coating enclosing this, a lacquer serving as coating material is first prepared by polymerizing at least one monomer and further working processes. which contains a liquid solvent and or dispersing agent and at least one polymer dissolved and or dispersed therein. The varnish is then applied to the particles to be coated in some way, after which the coatings formed are dried. However, these methods have several disadvantages. First, the manufacture of a lacquer and the coating of particles require separate facilities and operations, with a lacquer typically costing a multiple of the monomer used to form it.
Since a single particle is sprayed and dried alternately, the coating produced by the polymer after the paint dries is not normally fully cross-linked. but from different layers or
Bowls and; or leaves or parts of the core surface Stains put together, the different layers or Shells and / or leaves or Stains are only loosely connected and the coating often contains cavities with gas pockets. Since the proportion of the solvent and / or dispersing agent in a lacquer is usually at least about 50% by weight. % is. drying the coatings also requires relatively large amounts of energy and time. Furthermore, the drying process releases vaporous solvent and / or dispersing agent, which has to be discharged into the environment by any device or, at least if it is a partially or completely organic solvent and / or dispersing agent, has to be recovered.
EP-A-0 167 184 has already described coating processes in which a coating material is applied to the particles to be coated which contains at least one more or less liquid, polymerizable acrylic or methacrylic compound, essentially free of non-polymerizable Components and is polymerized and crosslinked after application thermally or by irradiation with beta or gamma rays or ultraviolet light rays. In the experiments described, the particles to be coated were immersed in the coating material and coated therein by stirring, then placed on a gas-permeable filter, fluidized with nitrogen and irradiated with ultraviolet light, these process steps being repeated many times in order to produce the desired layer thickness were.
With coatings carried out in this way, however, there is a risk. that contaminants get into the product and that the coatings have irregular thicknesses. Coating processes in which such work steps have to be carried out one after the other are also cumbersome and time-consuming and are not suitable for the production of large quantities of products with uniform properties. This is all the more the case because, according to the test description, after the liquid coating material had been applied, the particles could only really be fluidized after it had been partially cured.
It is also mentioned briefly in EP-A-0 167 184 that the particles to be coated can already be fluidized with a carrier gas, the coating material can be introduced into the fluid bed in cocurrent and the whole can be irradiated. However, the publication does not provide any indications. how and with which equipment the particles are fluidized in a concrete manner and whether they should be brought into a state of suspension that is as steady as possible or should somehow be continuously moved.
Likewise, the publication does not provide any suggestions as to how and by which means the coating material can be introduced into the fluid bed and the radiation can be carried out. to economically manufacture a product with the necessary purity, sufficiently homogeneous coatings and the other desired qualities.
The invention is therefore based on the object of providing a device and a method which enables the production of coated particles with the necessary purity, uniform coatings and other desired quality properties on an industrial scale in an economical manner.
This object is achieved on the basis of the prior art known from EP-A0 167 184 by a device with the features of claim 1 or solved by a method with the features of claim 10.
Advantageous refinements of the device and the method emerge from the claims which are dependent on the cited claims.
The invention will now be explained with reference to devices shown in the drawing and their operating methods.
In the drawing, FIG. 1 shows a device for coating particles with a container schematically drawn in vertical section and having a swirl chamber, FIG. 2 shows a section from the container forming a swirl chamber of a variant of the device, and FIG. 3 shows a section from the swirl chamber delimiting container of another variant of the device, FIG. 4 shows a section of the container forming a swirl chamber of a further variant of the device, FIG. 5 shows yet another variant of a device with a container forming a swirl chamber, drawn in section, and FIG. 6 shows a vertical section 7, a simplified side view of a device with a device that can be rotated about a horizontal axis,
drum-shaped container, FIG. 8 shows a schematic cross section through the container of the device shown in FIG. 7, FIG. 9 shows a simplified side view of a device with a bowl-shaped container rotatable about an inclined axis, FIG. 10 shows a plan view of the front of the container of FIG Device according to Figure 9, in the direction parallel to the container axis and Figure 11 shows a device with an elongated, sleeve-shaped, rotatable about an inclined axis, the latter being drawn in a schematic longitudinal section.
The device for coating particles shown in FIG. 1 has a container 1, which is held immobile at least during operation by a frame (not shown) and has a vertical container axis 3 and a multi-part, at least generally rotationally symmetrical to this. at least during operation with respect to the container axis 3 fixed wall 5, which forms a bottom part 7 and a swirl chamber 9. The latter has a bottom. expanding upwards. conical wall part 11 and an upper wall part 13, the latter having a cylindrical jacket and is closed at the top by an arched ceiling.
The bottom part 7 is tightly and detachably connected to the lower wall part 11 and this tightly and releasably to the upper wall part 13, the bottom part 7 and the two wall parts 11. 13 are provided with ring flanges at their mutually facing ends, for example. which are connected to one another by releasable Ver and sealed to one another by sealing rings.
The interior 15 of the swirl chamber 9 is delimited by the wall parts 11, 13 from the surroundings of the container 1 and by a sieve bottom 17 from the interior of the bottom part 7. In the lower end region of the swirl chamber interior 15 there is arranged a sleeve 21, which is coaxial with the container axis 3, for example cylindrical, and is open at the lower and at the upper end, the jacket of which consists of an opaque, preferably metallic material, such as stainless steel, for example in one piece or possibly in several parts and can be designed variable in length.
The sleeve 21 is fixed, not shown, fastening elements, such as a few arms distributed over its circumference, rigidly but possibly height-adjustable to the container wall and separated from the conical wall part 11 and from the sieve plate 17, apart from the fastening elements mentioned, by a free space. A spray device 23 attached to the sieve bottom 17 and penetrating the center thereof has a nozzle which is coaxial to the container axis 3, directed vertically upwards and / or some nozzles distributed vertically or possibly slightly inclined upwards around the container axis.
The outlet mouth of the or each sprayer nozzle is located approximately at the height of the lower edge of the sleeve 21 and thus, for example, within the lower end portion of the sleeve or exactly at the height of this sleeve edge or possibly a little below it.
The sieve plate 17 is gas-permeable in order to allow the inflow of gas with the flow direction upward into the swirl chamber interior 15, but to prevent particles present in the swirl chamber 9 from falling out of the swirl chamber before and during swirling and can, for example, be a Have perforated plate with circular holes and a grid-like sieve arranged above it, the mesh size of which is smaller than the hole dimensions, i. H. Hole diameter is.
The perforated plate can have more and / or larger holes in the plan area covered by the lower end of the sleeve 21 than in an annular area surrounding it, so that the sieve bottom 17 results in a larger gas passage during operation in the plan area covered by the sleeve than in this area surrounding area and accordingly in the sleeve 21, a more intense upward flow occurs than in an area surrounding the sleeve. For this purpose, a cylindrical or funnel-like gas guide sleeve can possibly be arranged on the underside of the sieve bottom.
Furthermore, the sieve bottom may possibly have a narrow ring area with a relatively large gas permeability directly within the lower edge of the conical wall part 11, so that a relatively strong flow also arises on the inner surface of the conical wall part, in order to prevent, as far as possible, particles swirling during operation from the containers -Touch the wall.
Instead or in addition, the lower wall part 11 could also be provided with nozzles (not shown) or other means for introducing gas, in order to keep the particles away from the wall during swirling in such a way that as little or no particles touch the wall.
For the rest, the sieve plate is held with holding and pivoting means (not shown) in order to enable particle removal, such that it can be pivoted downwards from its position shown in FIG. 1.
The bottom part 7 has a section which tapers conically downwards and at the lower end of which there is a particle outlet 7a with an opening which can be closed in a gas-tight manner by means of a blocking element having, for example, a pivoting flap. The container is also provided with a particle inlet 25, which is arranged, for example, in the lower region of the conical wall part 11 and which has, for example, a connecting piece which can be closed outwards and upwards and can be closed with a locking device.
The bottom part 7 is provided with a gas inlet 27 which, together with the interior of the bottom part 7 and the sieve bottom 17, forms gas inlet means for introducing gas into the lower end of the interior 15 of the swirl chamber. The swirl chamber 9 has a gas outlet 29 at its upper end, namely, for example, in the ceiling of the upper wall part 13, a free and empty, in particular filter-free space area being present between this and the area of the swirl chamber interior 15 which serves to swirl the particles.
The wall parts 11 and 13 of the swirl chamber 9 are mainly made of an opaque, metallic material, such as stainless steel. However, the conical wall part 11 has at least one window above the upper end of the sleeve 21 and namely a plurality of windows which are offset with respect to one another along the circumference of the wall 5 and / or are arranged at different heights, each with an opening and a gas-tight closure which is permeable to ultraviolet light , separating element 31 consisting, for example, of quartz glass. For example, there can be two groups, each with three windows distributed on different circumferential circles of the wall part 11, each with a translucent separating element 31.
A cover 35 has an opaque, for example metallic, lower cover part 37, which is designed as a conical jacket and encloses the container axis 3 and the lower, conical wall part 11 more or less gas-tight. The lower cover part 37 is separated from the lower wall part 11 by an intermediate space. The lower cover part 37 is formed, for example, by two shells each extending over its half circumference, which are pivotally held on the ring flanges of the lower wall part 11 with hinges and can be fixed with closure means in the position in which they together described the wall part 11 in the manner previously described Enclose way. Cover 35 also includes an upper cover part 39, which encloses the jacket of upper wall part 13 and covers its ceiling.
The upper cover part 39 is separated from the upper wall part 13 by an intermediate space and detachably attached to the ring flange of the upper wall part 13 in a more or less gas-tight manner or, like the lower cover part, is formed from two pivotably held halves.
The lower, conical wall part 11 forms, together with its translucent separating elements 31, the ring flanges at both ends and the lower, conical cover part 37, a hollow light source chamber 41. A radiation device 43 has, for each window present in the lower wall part 13, a light source 45, namely an ultraviolet arc lamp, arranged in the cavity of the light source chamber 41.
The discharge vessels of the lamps have an elongated shape, longitudinal axes running in the horizontal direction and, apart from their two ends, are cylindrical.
The discharge vessels of the lamps can contain, for example, mercury vapor during operation, which is doped with metal halogens such as iron and cobalt iodides, so that the lamps mainly emit relatively long-wave ultraviolet light, the wavelengths of which are in the so-called UVA wavelength range, i. H. between wavelengths of 300 to 400 nm. Such lamps are available, for example, from the Philips group of companies under the type designation HPA.
Each light source 45 is fastened with a holder 47 to the lower wall part 11 and / or cover part 37 in such a way that between the light source or, more precisely, its discharge vessel, and the separating element 31 of the window in question and the remaining wall part 11, at least in places and preferably everywhere apart from the holder there is a free space and the light source can emit ultraviolet light rays through the separating element 31 into the swirl chamber interior 15 during operation. Otherwise, the reflectors can also be arranged on the sides of the light sources facing away from the windows.
The lower wall part 11 thus forms, together with the translucent separating elements 31, delimitation and separating means which delimit and separate the light sources 45 from the swirl chamber interior 15 in a gas-tight manner, but which allow light to radiate into the swirl chamber interior. The cover 35 or, more precisely, its lower cover part 37 covers the light sources 45 on their sides facing away from the lower wall part 11, so that no ultraviolet light generated by the light sources is emitted into the surroundings of the container 1.
By temporarily pivoting the two shells, each forming one half of the lower cover part 37, the light sources 45 can be made quickly accessible from the surroundings of the container 1 and can be replaced, for example, in the event of a defect.
The windows and light sources, i. H. Lamps are designed and arranged in such a way that the windows serve as screens to a certain extent and the light rays radiated directly from the light sources into the container interior 15 exclusively to an area or are directed towards such areas of the interior 15 that by the or each outlet mouth of the spray device 23 is spaced or are. In addition, the opaque sleeve 21 forms light radiation shielding means, so that no light rays coming directly from the light sources to the outlet mouth or to the outlet mouths of the spray device 23 and the spray region of the interior 15 directly adjacent to this outlet mouth or mouths, i. H. enter the interior area into which coating material is sprayed during operation.
The windows and light sources are also preferably designed and arranged such that no or at most little light coming directly from the light sources is radiated into the upper end section of the interior of the sleeve, so that at least the majority of the light coming directly from the light sources in the area of the swirl chamber interior located above and / or outside the sleeve is blasted. The inner surface section located above the sleeve 21 or the entire inner surface of the lower wall part 11 can, for example, be designed in such a way that it reflects the ultraviolet light generated by the light sources well.
On the other hand, the inner surface of the sleeve and the sieve bottom 17 are designed, for example, in such a way that they contain light or at least those ultraviolet light components which polymerize the or effect each monomer present in the coating material, do not reflect or at most reflect little, so that not only no light coming directly from the light sources, but possibly also no indirectly coming from them, i. H. Ultraviolet light reflected on the inner surface of the swirl chamber wall parts and / or the inner surface of the sleeve 21 reaches the lower area of the interior of the sleeve 21 which forms at least the largest part of the spray area.
The light source chamber 41 is provided near its lower end with a fluid inlet 51 opening into its cavity. A cavity 53 present between the upper wall part 13 and the cover part 39 of the cover 35 is through passages in the ring flanges.
in which the two wall parts 11 and 13 are detachably held together, connected to the free cavity of the light source chamber 41. The cavity 53 is connected in the vicinity of its at most region to a fluid outlet 55 which penetrates the upper cover part 39.
The gas outlet 29 is connected to the gas inlet 27 by a line 61, so that the interior of the container 1 forms a circuit together with this line.
The line 61 is, starting at the gas outlet 29, in sequence with a valve 65, a filter 67, a branch with a pressure relief valve 69, a pump 73 which can be driven by an electric motor, a heating and / or cooling device 75, a filter 77 and provided a valve 79.
The internal volume, i.e. H. The volume of the interior of the line 61 and of the devices present in it has, in a concrete implementation of the device, generally at least a similar size to the volume of the vortex chamber interior and is in general even significantly larger than the latter volume. Valves 65 and 79 are as close as possible to gas outlet 29 or
Gas inlet 27 arranged and possibly even combined with these to form units and attached directly to the container wall. Most of the volume of the interior of the line 61 and of the devices present in it is then located, i. H. at least 50% and preferably at least 90% between the two valves 65 and 79. The valves 65 and 79 are designed in such a way that they enable the gas flow to be completely blocked, at least one of the valves 65, 79 also being intended to allow the flow to be metered, or a valve designed for metering is additionally present.
The pressure relief valve 69 has a spring-loaded closure body and is designed, for example, in such a way that it releases gas from the line 61 into the environment when the pressure in the line 61 exceeds a predetermined maximum value, which can be, for example, about 5 to 10 kPa above the normal ambient air pressure . The heating and / or cooling device 75 is designed, for example, as a heat exchanger and has a passage for passing a heating / cooling fluid, the input of which is connected to a valve, via which the passage during operation can be either a heating fluid, for example hot water or water vapor, or a cooling fluid , such as cold water can be metered.
The circuit is also connected to a suction device branching off from the line 61, for example between the gas outlet 29 and the valve 65, which has a shut-off valve 81 and a suction pump 83 and possibly also a filter (not shown). For the rest, the container 1, the line 61 and the devices present in it are designed to be pressure-tight and sealed so that they can be evacuated as completely as possible.
A coating material source 85 has a reservoir for receiving an at least substantially liquid coating material, a stirring device 85a with an electric drive motor and, for example, an electrically operating and / or provided with a heat exchanger heating and / or cooling device 85b and is via a line 89 and a through an electric motor-driven pump 91 is connected to the spray device 23. The latter is also via a line 95 and a heating and / or cooling device 97, which is designed, for example, similar to the heating and / or cooling device 75. connected to the output of a gas supply control device 101.
This has, for example, three inputs and connecting them to the output. valves that enable complete blocking as well as metering of the flow, or a reusable valve instead of separate valves. An input of the device 101 is detachably connected to an air source 103, for example an air inlet. a filter, a pump, a compressed air reservoir and possibly also an air dryer. The two other inputs of the device 101 are detachable with a nitrogen source 105 or an oxygen source 107, wherein the nitrogen source and the oxygen source each have, for example, a pressurized gas container and a pressure reducing valve for reducing the pressure to approximately 0. 5 to 0.6 MPa.
The fluid inlet 51 is connected to an air inlet via a line 111 and a filter 113. The fluid outlet 55 is connected to an air outlet by a line 117, a valve 119 and a pump 121 which can be driven by an electric motor. Furthermore, a particle level measuring device 131 can also be present, which has at least one light source and at least one light receiver for forming at least one light barrier, namely, for example, two light sources and light receivers for forming a lower light barrier 133 and an upper light barrier 135. Furthermore, there is a pressure measuring element 141 for measuring the pressure in the upper region of the swirl chamber interior 15.
A flow measuring element 147, a temperature measuring element 149 and an oxygen content measuring element 151 are arranged in the line 61, for example between the filter 67 and the inlet of the pump 73. Furthermore, a temperature measuring element (not shown) could be provided at a point of the line 61 in terms of flow after the heating and / or cooling device 75 or at a point in the container 1, or the temperature measuring element 149 could be moved to one of these points in the circuit. If a temperature measuring element is arranged in the container, it can serve to measure the temperature of the gas and / or the swirled particles themselves.
A temperature measuring element 153 and a pressure measuring element 155 are connected into the line 95 between the spray device 23 and the heating and / or cooling device 97. The coating material source 83 is provided with a temperature measuring element 157 for measuring the temperature of the coating material. There is also a temperature measuring element 159 for determining the temperature of the fluid coming from the lamp chamber 41 and flowing through the cavity 53.
A measuring, control and / or regulating device 171 has a cabinet or a console, built-in electronic, analog and / or digital working, electronic and possibly pneumatic and / or hydraulic switching means, display instruments 173, optical signal transmitters 175, such as lamps and / or light-emitting diodes, possibly at least one acoustic signal transmitter, such as a bell, and manually operable operating elements 177, such as switches and continuously adjustable actuators.
The device 171 is connected by lines to the lamps 45 of the radiation device 43, electrical or possibly pneumatic or hydraulic actuators of the valves 65, 79, 81, 119, the motors of the various pumps and the stirring device 85a, the heating and / or cooling devices 75, 85b, 97, the gas control device 101, the particle level measuring device 131 and the measuring members 141, 147, 149, 151, 153, 155, 157, 159.
Normal, dry air is known to contain approximately 78 vol. -% nitrogen and about 21 vol. -% oxygen. The particles can be swirled with air, for example, for the coating described in more detail below.
whose density and pressure are at least approximately equal to the density or the pressure of the ambient air. Depending on the nature of the particles to be coated and in particular on the type of coating material, it may be advantageous to carry out the swirling with another gas. Because oxygen is the polymerization of various monomers. such as certain acrylic and or methacrylic compounds, inhibits and slows down. For example, when coating particles with a coating material containing at least one such monomer, it may be beneficial to perform the coating process, or at least certain phases thereof, in a gas or, more specifically, gas mixture containing less oxygen than normal air.
As will be explained in more detail, it can be advantageous to gradually or continuously reduce the oxygen content of the gas in the course of the process. Depending on the process phase, the gas can contain a maximum of 18 vol. -% or at most 15 vol. -% or at most 10 vol. -% or even a maximum of 5 vol. -% oxygen and more other air components, especially more nitrogen than normal air. Accordingly, the gas can contain at least 81 vol. -% respectively. 84 vol. -% respectively. at least 89 vol. -% respectively. at least 94 vol. -% nitrogen or consist entirely of such.
Conversely, in special cases it may be advantageous to carry out the coating in whole or in part in a gas whose oxygen content is greater than that of air and for example at least 30 vol. -% or possibly at least 50 vol. -% or that may even consist entirely of oxygen.
Now, as an example, the case is discussed that the coating material contains at least one monomer, the polymerization of which is inhibited and slowed down by the oxygen present in normal air. Before the start of operation, the interiors of the container 1 and the line 61 normally contain air. If particles are now to be coated, a batch of these can be introduced into the vortex chamber 9 with the particle inlet 25 being temporarily released through it, with ambient air also getting into the vortex chamber.
To reduce the oxygen content of the gas or, more precisely, gas mixture in the container 1 in the line 61 and in the devices present in the latter, you can open at least one of the two valves 65, 79 and before passing the valve 81 and the circuit with the Evacuation of suction pump 83 designed to produce a vacuum is more or less vigorous, the pressure being measured with pressure measuring element 141 and being able to be reduced, for example, to a predetermined value. During this evacuation process, the gas present in the circuit can additionally be circulated with the pump 73, in which case both valves 65, 79 must of course be open.
When the pressure of the gas present in the circuit has been reduced sufficiently, the valve 81 can be closed, the suction pump 83 can be deactivated and nitrogen from the nitrogen source 105 can be introduced into the swirl chamber 9 via the gas supply control device 101 and the spray device 23, but without coating material spray. During the introduction of nitrogen, the gas present in the circuit can be circulated with the pump 73, so that the gas has the same composition in the entire circuit. The nitrogen supply can be continued, for example, until the gas pressure in the circuit again reaches at least approximately the value of the ambient air pressure. With such a gas exchange, the nitrogen content of the gas present in the circuit increases and the oxygen content of this gas decreases.
The oxygen content measuring element 151 can be used to measure the oxygen content of the gas present in the circuit or, more precisely, in the line 61. For example, the density and! Or the partial pressure and / or the percentage of oxygen can be determined as the oxygen content. If the oxygen content is at most equal to a predetermined maximum value or lies in a predetermined target value range, the preparation process serving for gas exchange can be ended. If, on the other hand, the oxygen content is still too high, the gas exchange can be continued, with gas again being pumped out of the circuit first with the suction pump 83 and then and / or even simultaneously nitrogen being introduced into the circuit.
If the amount of gas still to be exchanged is only comparatively small, this can also be done without using the suction pump 83 by merely introducing nitrogen into the container 1 and circulating the gas present in the circuit with the pump 73. During this process, an overpressure arises in the circuit formed by the container 1 and the line 61 compared to the air pressure prevailing in the environment, so that gas flows out of the circuit via the pressure relief valve 69 into the environment. In this context, it should also be added that, especially for devices with relatively small circulation volumes. can dispense with the suction device provided with the valve 81 and the suction pump 83 and can carry out the gas exchange exclusively by introducing gas via the spray device 23 and discharging gas via the pressure relief valve 69.
If the oxygen content during gas exchange should have dropped below a desired minimum value, which, however, is generally not important, if necessary, air or oxygen can be introduced into the circuit again via the gas supply control device 101 and the spray device 23. In the preparation process serving the gas exchange, the circulated gas can also be heated or cooled to a favorable temperature using the heating and: cooling device 75 and, moreover, it can be determined by appropriately adjusting the amount of gas circulated per unit of time whether the particles should be swirled or not .
When the gas has the desired composition, the actual coating process can begin. For this, gas is circulated in the circuit with the pump 73. that this flows in the container 1 through the sieve tray 17 and the swirl chamber interior 15 upwards to the gas outlet and thereby swirls and fluidizes the particles 191 present in the swirl chamber, indicated by dots in FIG. 1. so that the particles are a fluidized bed or form a fluid bed. The particles 191 are each carried in the manner indicated by arrows through the interior of the sleeve 21 into the space above them, then float down again and pass between the outer surface of the sleeve 21 and the inner surface of the lower wall part 11 to the lower End of the sleeve.
During the swirling of the particles, a coating material is supplied to the spray device 23 from the coating material source 85. which is largely made up of at least one polymerizable substance, d. H. consists of one or more monomers, is flowable and sprayable and is, for example, in a liquid to pasty state.
The coating material supplied to the spraying device can be used as a polymerizable substance, for example at least one of the acrylic and; cited in the cited EP-A-0 167 184; or methacrylic compounds and additionally contain at least one photoinitiator which triggers the polymerization and curing under ultraviolet light radiation and which consists of a liquid admixed with the polymerizable material or a substance dissolved or dispersed in the polymerizable material. A suitable photoinitiator is, for example, the photoinitiator available from Ciba-Geigy AG, Basel, under the trade name Irgacure 651, which has benzil dimethyl ketal. The coating material may possibly also contain at least one other additive, such as a dye.
However, the coating material should only contain those liquids, of which at least the majority by weight and preferably all of them come to the solid state of aggregation during polymerization and then remain in the coatings formed in the process. The coating material should therefore be at least substantially and preferably completely free of liquid solvents and / or dispersing agents and / or other liquid constituents which have to be removed by a drying process during or after curing.
Depending on its type, the coating material can be brought to a temperature which is favorable for spraying and distributing on the particle surfaces, with heating and / or cooling device 85b, in many cases heating to about 40 to 60 ° C Temperature is advantageous.
To spray the coating material, the spray device 23 is also supplied with gas, namely nitrogen from the nitrogen source 105, but the amount of gas circulated by the pump 73 per unit of time in terms of volume and weight is substantially greater than the amount of gas supplied per unit of time via the spray device 23.
The nitrogen supplied for spraying gets into the swirl chamber during spraying and thus into the gas circulated in the circuit. The supply of nitrogen into the circuit via the spray device 23 is compensated for, as may already be the case during gas exchange in the preparation process already described, by gas flowing out via the pressure relief valve 69. During the spraying of coating material, a certain exchange of gas present in the circuit takes place continuously, as a result of which the nitrogen content of the gas circulated by the pump 73 is steadily increased and, accordingly, the oxygen content of this gas is steadily reduced.
The swirled particles 191 are in the spray range already mentioned, i. H. in the interior of the sleeve 21, predominantly in the lower part of the interior of the sleeve, sprayed with flowable coating material which is distributed over its surfaces. The spray area accordingly contains free flowing through the gas, db. Coating material droplets which have not yet reached the particles to be coated, and also particles which have just been sprayed, are shielded in the manner already described by the jacket of the sleeve 21 and additionally by particles present between it and the light sources against the ultraviolet light radiation generated by the light sources 45.
When the sprayed particles have subsequently been transported up into the region of the swirl chamber interior 15 located above the sleeve 21. they are irradiated in this with ultraviolet light generated by the light sources 45 of the radiation device 43. which causes polymerization and curing of the coating material. In this way the particles circulate. in which these rise up through the sleeve 21 starting at the lower end and then sink again on the outside of the sleeve to its lower end, alternately sprayed liquid coating material onto the particles 191 and then polymerized and solidified by the ultraviolet light rays, so that particles with a core consisting of the original particles and a coating formed from polymerized coating material.
The thickness of the coatings can be brought to the desired value by the amount of coating material sprayed per unit time and the time during which the particles are sprayed as a whole.
Depending on the dimensions of the vortex chamber and the process parameters, the average period of time that the particles need for a full revolution during swirling can be approximately 5 to 100 seconds and typically 20 to 30 seconds. To apply the desired amount of coating material, the particles can be sprayed, for example, during 5 to 20 cycles each time they pass through the interior of the sleeve 21.
In each of these circulations of the particles, a coating material layer is applied to it, the thickness of which can be, for example, in the size range from 0.5 to 5 micrometers. In general, it is desirable that the coatings produced during coating be around the entire particle, i.e. H. polymerized continuously and without interruption over the entire surface of the particles and also over the entire thickness, d. H. are networked. The fact already mentioned that oxygen inhibits the polymerization of certain monomers can be used to control the polymerization process and to achieve uninterrupted crosslinking of the coatings.
In order that the coating material layers sprayed onto the particles in the initial phase, when the thickness of the total coating material present on the particles is still thin and the latter therefore tends to polymerize rapidly, does not polymerize completely before the next layer is sprayed on, the oxygen content can be set to relatively large values in this initial phase. If the gas pressure in the vortex chamber during coating is approximately equal to the ambient air pressure, the spraying process can be carried out, for example, at a maximum of 18 or a maximum of 15 vol. -% and at least 12 vol. -% amount of oxygen begin.
During the final phase of the coating process, i.e. H.
on the other hand, if the last layers of coating material are applied to the particles and especially if the intended amount of coating material has been applied to the particles and the spraying of coating material has ended, it is advantageous to make the amount of oxygen in the vortex chamber as small as possible and the oxygen content on a preferably at most 10 vol. -% or even better on a maximum of 5 vol. - Decrease the% value. As also already mentioned, the nitrogen introduced into the swirl chamber for spraying coating material and the gas exchange which consequently takes place during the spraying process already brings about a continuous reduction in the oxygen content.
In order for the coating material sprayed onto the particles to polymerize and harden completely until the particles are removed from the swirl chamber, the spraying of the coating material can be temporarily interrupted at least once if necessary during the processing of a batch of particles and / or the particles after spraying on the desired amount of coating material swirl and irradiate for a certain period of time without spraying coating material. During a possible interruption of the spraying process and / or during a swirling and irradiation of the particles after its termination, nitrogen can also be continuously introduced into the circuit via the spraying device, thereby reducing the oxygen content of the circulated gas.
If the gas exchange which takes place continuously during the spraying process and possibly additionally during a possible interruption of the spraying process and / or after it has ended by introducing nitrogen via the spray device 23 and discharging gas via the pressure relief valve 69 is not sufficient to raise the oxygen content in the desired time To lower a predetermined maximum value, one can also carry out a quick gas exchange, in which the oxygen content is reduced as quickly and suddenly as possible. For this purpose, during an interruption of the spraying process and / or after it has ended, gas 83 can be sucked out of the circuit with the pump 83 and then, or possibly simultaneously, nitrogen can be introduced into the swirl chamber, of course without spraying coating material.
If gas is also circulated with this pump 73 during this rapid gas exchange, the particles present in the swirl chamber can also be swirled, at least during the gas exchange part in which the gas pressure is not too low.
However, the rapid gas exchange can also be carried out without simultaneously swirling the particles. According to tests carried out, it is possible to provide a batch of particles with hardened coatings which have the same thickness everywhere, are polymerized without interruption, are at least essentially free of impurities and are otherwise of a qualitatively perfect quality with a time expenditure of about 1 to 30 minutes. For comparison, it should be mentioned that the application of coatings with similar thicknesses to a batch of similar size by spraying a lacquer with a polymer dissolved in a liquid solvent and then drying in a fluidized bed in accordance with previously known methods not according to the invention, significantly more time, namely 3 to 6 Hours, and because of the required drying also much more energy is required.
When the particles have the desired thicknesses and the latter have hardened sufficiently, the pump 73 and possibly also the radiation device 43 are switched off. Thereafter, the two valves 65 and 79 are closed, the coated particles are removed from the swirl chamber while the sieve plate 17 is temporarily swung down and the particle outlet 7a is opened, and a new batch of particles to be coated is again released into the swirl chamber with the particle inlet 25 being temporarily released therethrough brought in.
When changing batches, air from the environment again enters the container 1, while in the part of the line 61 located between the two valves 65 and 79 and in the devices previously circulated in the latter, oxygen-poor gas remains in comparison with air.
If the valves 65, 79 are now opened again and gas is circulated again with the pump 73, the gas which is still present in the line 61 between the two valves 65 and 79 and which is present before the processing of the last particle batch is mixed Batch change new air from the environment in the container. The volume of the gas stored in line 61 is at least equal to the volume of line 61 and that of container 1 at least equal to the volume of air that has just entered the container and is normally much larger than this, so that the mixture of old gas and fresh air is already significantly less oxygen than air. Under certain circumstances, spraying of the particles can therefore begin almost immediately after a batch change.
If necessary, however, the interior 15 of the container 1 can be more or less completely evacuated by means of the suction pump 83 after a batch change before the opening of the two valves 65, 79, and the extracted gas can be replaced by nitrogen.
If the swirling of the particles is to be carried out when they are coated with air, it is of course possible to dispense with the gas exchange processes and to supply the spraying device 23 with air for spraying the coating material from the air source 103 via the gas supply control device 101. If necessary, an air dryer can be switched on in line 61 to work with air.
As already mentioned, it can be advantageous in certain cases to carry out the spraying and polymerizing of coating material or at least some of these processes in a gas whose oxygen content is greater than that of air. In such a case, then, during the gas exchange and for spraying the coating material, not nitrogen, but rather oxygen from the oxygen source 107 is introduced into the swirl chamber via the gas supply control device 101 and the spray device 23.
After the general course of the coating process has been described, some details of the process will now be discussed in more detail. By suitably designing the device, in particular the sleeve 21, the spray device 23 and the radiation device 43 and correspondingly adapting the process parameters, such as the amount of gas flowing through the swirl chamber per unit of time, the temperature and the pressure of the gas present in the swirl chamber interior 15, the temperature and the amount of coating material spraying per unit of time, it can be achieved that at least essentially all of the coating material sprayed in, in particular by the lower,
that is located directly above the part of the interior of the sleeve 21 that is located above the spray device 23 reaches swirled particles and is distributed evenly over their entire surfaces before the polymerization process begins, so that the particles are coated on all sides and the coatings become uniformly thick. During the swirling and coating process, the level or, more precisely, the level range of the fluidized bed formed by the gas flowing through the swirl chamber and the swirled particles can be determined with the particle level measuring device 131. Furthermore, the gas pressure in the swirl chamber interior 15 can be measured with the pressure measuring element 141 and the flow rate of the gas flowing through the line 61 with the flow measuring element 147.
The amount of gas supplied to the gas inlet 27 per unit of time and the pressure in the swirl chamber interior 15 can be changed by adjusting at least one of the valves 65, 79 and / or controlling the motor of the pump 73. The measuring, control and / or regulating device 171 is designed, for example, in such a way that the amount of gas supplied to the gas inlet 27 per unit of time can optionally be controlled manually or is regulated automatically in such a way that the level or the level range of the fluidized bed has an at least approximately constant height.
The particles are heated during the coating process by the coating material normally heated for spraying, for example sprayed at a temperature of 40 to 60 ° C., by the irradiation with light and by the heat generated during the polymerization. In particular, if the particles contain constituents which, such as seeds or certain foods or certain pharmaceutically or chemically active substances, are damaged even at temperatures just above the normal room temperature, the gas circulated via line 61 can be heated or / or cooled 75 are cooled, for example, to a temperature which is below the normal room temperature and is about 5 to 15 ° C., so that the particles can give off heat to the gas which swirls them, and the temperature of the particles can be at most at a predetermined,
increases with the temperature measuring element 149 measurable maximum value.
Conversely, in other cases it may be advantageous to continuously heat the circulated gas with the heating and / or cooling device 75 or alternately to heat it in certain process phases and to cool it in other process phases. The measuring, control and / or regulating device 171 and the heating and / or cooling device 75 are preferably designed such that the latter can be controlled and / or regulated either manually or automatically, the temperature of the gas inlet 27 being supplied and / or or gas reaching the temperature measuring element 149 can be adjustable, for example, in a range from 0 to 120 ° C.
The temperature and the pressure of the gas supplied to the spray device 23 through the line 95 can be measured with the measuring element 153 or 155 measured by means of the heating and / or cooling device 97 or of the gas supply control device 101 is changed and, for example, controlled via the measuring, control and / or regulating device 171 and / or regulated to predetermined values. The temperature of the coating material present in the reservoir of the coating material source and fed to the spray device 23 can be measured with the temperature measuring element 157 and set to a favorable value by correspondingly controlling or regulating the heating and / or cooling device 85b.
The spectral composition of the light sources 45, i. H. Lamps generated light depends on their temperature, which in turn the electrical voltage across the arc, i. H. influenced between the electrodes producing these. The voltages over the arcs of the lamps, which are a measure of the lamp temperatures, can therefore be measured with a measuring device arranged in the lamps and / or built into the measuring, control and / or regulating device.
At least during the operation of the radiation device 43, the pump 121 can continuously or at least temporarily convey a fluid, namely air sucked in from the environment, through the light source chamber 41 and the cavity 53 in order to dissipate heat generated by the lamps and also the wall parts 11 and 13 to cool, the latter counteracting particles sticking to the inner surfaces of the wall parts 11 and 13. The temperature of the air flowing past the lamps is measured with the temperature measuring element 159.
The measuring, control and / or regulating device 171 can control and / or regulate the valve 119 and / or the pump 121 depending on the measured arc voltages and / or the temperature measured with the measuring element 139, so that the lamps have the intended operating temperature have and in particular are not overheated and generate light with the desired spectral intensity distribution.
Filters 67, 77 and 113 are preferably equipped with measuring elements (not shown) for measuring the pressure difference between the inlet and the outlet of the filter in question. These measuring elements can also be connected to the measuring, control and / or regulating device 171. The latter can then have level monitors in order to generate an alarm signal if the pressure differences exceed predetermined limit values due to a clogging of the filters.
The variant of the device, of which a container 201 is shown in FIG. 2, has a vertical container axis 203, a swirl chamber 209 with a lower, conical wall part 211 and a sieve plate 217. Above this, a sleeve 221 is arranged in the interior of the swirl chamber 215, which differs from the sleeve 21 by a constriction 221 a present in its through opening, which differs between the two sleeve ends and above the or Each outlet mouth of a spray device 223 corresponding to the spray device 23 is located and is formed in the axial section, for example, at least in part by inclined, straight and / or curved surfaces.
The narrowing 221a causes an increase in the density of particles when coating particles, i. H. the number of particles per unit volume, in the spray area and shields the latter especially against ultraviolet light entering from above. The wall part 211 has windows which are arranged identically or similarly to the windows of the wall part 11 and have separating elements 231 which are permeable to ultraviolet light.
The device partly shown in FIG. 2 differs from the device according to FIG. 1 in that, instead of the cover part 37 completely surrounding the wall part 11, there is a cover that has an opaque, separate, only one for each window Has part of the circumference of the wall part 111 extending, detachably fastened to this, hood-shaped cover part 237, which together with a section of the wall part 211 and the separating element 231 fastened to this wall part section delimits a hollow light source chamber 241. A radiation device 243 has for each window a light source 245, which is fastened in the relevant light source chamber 241 with a holder 247 and is formed by a UV lamp.
Furthermore, each light source chamber is provided with a fluid inlet 251 at the bottom and a fluid outlet 255 at the top, the fluid inlets 251 possibly being connected to a common air inlet or each provided with a separate air inlet and the fluid outlets 255 via a common or a separate one corresponding to the valve 119 Valve are connected to a pump corresponding to the pump 121.
The container 401 shown in part in FIG. 3 has a vertical container axis 403 and a swirl chamber 409 with a lower, conical wall part 411, an interior 415 and a sieve plate 417. In this variant of the device, there is no sleeve corresponding to the sleeves 21, 221 of the devices shown in FIGS. 1 and 2.
A spray device 423 has at least one nozzle arranged above the sieve plate 417 in the interior of the swirl chamber 415, namely a plurality of nozzles arranged and / or penetrating in the vicinity of the wall part 411 and distributed around the container axis 403, forming an angle therewith, namely horizontally this is directed towards nozzles 423a, a nozzle being drawn schematically in FIG. 3 for every quarter of a circle surrounding the container axis 403, but in reality there are preferably more than four nozzles. The swirl chamber 409 contains at least one housing above the nozzle outlet orifices and, for example, as shown, two or even more housings, each of which forms a light source chamber 441 with a cavity closed off from the remaining free swirl chamber interior 415.
A radiation device 443 has light sources 445, namely UV lamps. wherein each light source chamber contains at least one light source 445 held with a bracket 447. The light sources 445, for example, like the light sources 45 and 245, can have an elongated, at least generally cylindrical, shape. The longitudinal axes of the light sources 245 run, for example, horizontally and can form angles with one another in the plan. The walls of the light source chambers are partially opaque, but each have at least one window, for example two windows with ultraviolet-transparent separating elements 431 arranged on different sides of the container axis 403. These are arranged such that at least no light coming directly from the lamps reaches the spray areas of the spray device 423.
So that no ultraviolet light also gets into the spray area of the spray device 423 due to reflection on the inner surface of the wall part 411, the inner surface of the wall part 411 can, for example, at least in one containing the spray device 423, from the sieve bottom 417 to approximately the lower edge of the lower light source chamber extending height range so that it is non-reflective to ultraviolet light. Instead or in addition, the light source chambers can be designed in such a way that they block out light which could enter the spray region by reflection on the inner surfaces of the swirl chamber.
Each light source chamber 441 is also provided with a fluid inlet 451 and a fluid outlet 455, which are connected to lines that penetrate the container wall, for example the ceiling thereof, the latter, for example, additionally having tubes for supporting the light source chamber and also the electrical cables for the power supply of the May contain lamps.
A container 501 partially shown in FIG. 4 has a vertical container axis 503, a swirl chamber 509 with a conical wall part 511, an interior 515 and a sieve plate 517. A sleeve 521 having a translucent jacket is arranged in the container above the sieve bottom. While the distance between the lower edge of the sleeve and the sieve bottom is significantly smaller than the inside diameter of the lower edge of the sleeve in the devices shown in FIGS. 1 and 2, this distance in the device according to FIG. 4 is preferably at least 50% and, for example, approximately or at least 100% of the Inner diameter of the lower edge of the sleeve.
A spray device 523 has at least one downwardly directed nozzle, for example vertical and coaxial with the container axis 503, with an outlet opening located inside the sleeve 521, so that during operation coating material is sprayed onto the particles against the gas passed through the container for swirling the particles can be. The wall part 511 has windows with a separating element 531 that is transparent to ultraviolet light. for example, on the outside of each window there is a separate cover part 537 which, together with the relevant separating element, delimits a light source chamber 541. A radiation device 543 has a light source 545, which is arranged in the relevant light source chamber and held with a holder 547 for each window.
In this case, for example, light sources 545 can be arranged above the sleeve and additionally or instead of below the sleeve and or in the height range, as in the devices shown in FIGS. 1 and 2. If, during operation of the device with the light sources, ultraviolet light is radiated into the interior 515, the sleeve 521 and the particles located in the peripheral region of the interior 515 shield the spray region from the light radiated by the light sources 545.
Since the outlet mouth of the spray device 523 is relatively high up in the container interior 515 and thus at a height. in which the interior has a relatively large diameter, the particles present in the peripheral area of the interior at the height of the spray area, especially in the case of relatively large containers, may already absorb so strongly that the spray area is adequately shielded from the light radiation even without a sleeve is so that a sleeve can be dispensed with.
The variant of the facility. a part of which is drawn in FIG. 5. has a container 601 with a wall 605 that is rotationally symmetrical at least essentially to a vertical container axis 603. The container 601 has at its lower end a bottom part 607 and above this a swirl chamber 609 with an upwardly widening, conical wall part 611, which is closed at the top by a slightly curved cover part 613, the bottom part 607, the wall part 611 and the cover part 612 have, for example, interconnected ring flanges. The interior 615 of the swirl chamber forms the largest part of the interior of the container and is delimited from the interior of the bottom part 607 by a bottom which is designed, for example, as a sieve bottom 617 and is held on the bottom part so as to be pivotable downward about a horizontal pivot axis.
A gas inlet and spray device 623 is arranged in the center of the sieve bottom and has at least one gas nozzle directed upwards and means for spraying a coating material. The container 601 differs from the container 1 in that its swirl chamber interior widens from the sieve bottom to almost immediately to its upper end, namely to the edge of the curved cover part 613, and in that the ratio between the inner diameter of the upper end of the conical wall part 611, d. H. the diameter of the farthest point of the inner space 615, and the inner diameter of the lower end of the conical wall part 611, i. H. the diameter of the lower end of the inner space 615, is considerably larger than in the case of the container 601, is at least 3 and preferably at least or approximately 4 and possibly even at least or approximately 5.
Furthermore, the height of the conically widening interior area is at least 6 times and preferably at least or approximately 8 times or even at least or approximately 10 times the inner diameter of the lower end of the conical wall part 611.
Furthermore, the diameter of the gas inlet and spray device 623 and its nozzle is at least 30% and, for example, at least or approximately 40% of the inner diameter of the lower end of the conical wall part 611.
The gas inlet and spray device 623 has a gas inlet 623a penetrating the wall of the bottom part 697 and the bottom part 607 itself has a gas inlet 627 opening into its free interior. The gas inlet and spray device 623 and its gas inlet 623a together with the gas inlet 627 of the bottom part 607, the free interior of the latter and the sieve bottom 617 form gas inlet means for introducing the fluidizing gas into the lower end of the interior 615. The cover part 613 is provided with a gas outlet 629.
The wall part 611 is provided with a number of windows, each with a separating element 631 that is transparent to ultraviolet light. The windows are arranged at different heights and at different circumferential locations, it being possible, for example, to have three groups arranged one above the other, each with three windows distributed around the container axis. Each separating element 631 delimits a light source chamber 641 together with adjoining regions of the wall part 611 and a transparent cover part 637. A radiation device 643 has light sources 645 designed to generate ultraviolet light, namely arc lamps, of which at least one is held detachably with a holder 647 in each light source chamber 641.
The gas outlet 629 is connected by a line 661 to the two gas inlets 623a and 627 of the gas inlet means. Line 661 includes, starting from gas outlet 629, a valve 665, a filter 667, a branch with a pressure relief valve 669, a pump 673, a heating and / or cooling device 675, a filter 677 and a branch with two valves 679 and 681, the exits with the gas inlets 627 or 623a are connected.
The circuit formed by the container 601 and the line 661 can also be connected to a suction device, not shown, which has a valve corresponding to the valve 81 and a suction pump corresponding to the suction pump 83. The gas inlet and spray device is connected via a line 689 to a coating material source, not shown.
A gas supply control device 701 has at least one valve, the inlet of which is connectable or connected to a nitrogen and / or oxygen source and the outlet of which opens into the circuit formed by the container 601 and the line 661, for example between the outlet of the filter 677 and the inlets of the two valves 679, 681, wherein the gas supply control device 701 can, if necessary, be connected upstream or downstream of a heating and / or cooling device corresponding to the device 97. Furthermore, there are various other parts and devices, not shown, which are designed identically or similarly to the device according to FIG. 1, such as measuring elements and devices, means for cooling the light source chambers and one corresponding to the measuring / control and / or regulating device 171 Device available.
The device shown in FIG. 5 can be operated largely similarly to that described for the device according to FIG. 1. If the fluidization is to be carried out with a gas other than air, it can be introduced into the gas circuit via the gas supply control device 70 I and into the free interior of the bottom part 607 via the valve 679 and / or into the gas introduction and spraying device via the valve 681 623 can be initiated.
The modes of operation of the two devices differ, however, in that, in the device according to FIG. 5, the majority of the gas which is used to fluidize particles and is circulated via line 661 through gas inlet and spray device 623 into interior space 615 of swirl chamber 609 of the container 601 is initiated, even in any operating phases in which the particles have been fluidized, without coating material being simultaneously sprayed into the interior 615. Furthermore, the speed of the gas passed from bottom to top through the interior of the swirl chamber to fluidize the particles is significantly greater at the lower end of the swirl chamber in the device according to FIG. 5 than in the device according to FIG. 1.
In the device according to FIG. 1 and, incidentally, also in the devices according to FIGS. 2 to 4, the gas flow rate immediately above the sieve bottom is typically about 0.1 to 1 m / depending on the sizes and masses of the particles to be fluidized and the dimensions of the container. s, while in the device according to FIG. 5 it is located directly above the outlet mouth of the or of each area of the interior space 615 located in each nozzle of the gas inlet and spray device 623 is preferably at least 2 m / s and for example up to approximately 8 or even 10 m / s. The result of this is that a special type of fluidized bed or fluid or fluidized bed, namely a so-called flight layer called spouted layer, is created in the interior 615 of the container 601 shown in the figure.
This differs from a fluidized bed produced with the device according to FIG. 1 in that a pronounced particle fountain is present in the central area and that the flight or fluidized bed is lifted to a certain extent from the bottom of the vortex chamber, so that the particle density in the lowest area of the Interior 615 is significantly smaller than in an area located above and the lowest interior area is even at least approximately free of particles. Incidentally, it should also be pointed out that in the device according to FIG. 5, like the device shown in FIG. 3, there is no sleeve corresponding to the sleeves 21, 221, 521 in the interior 615.
The device shown partially in FIG. 6 has a container 801 with a vertical container axis 803 on the wall 805 of the container 801 held stationary by a frame (not shown) and has a base part 807 with a gas outlet which can be closed gas-tight and a swirl chamber 809 with a lower part upwardly widening, spherical zone-shaped wall part 811 and an upper, narrowing upward, spherical zone-shaped wall part 813, the two wall parts 811, 813 being connected tightly and detachably to one another and together forming a spherical surface from which a spherical cap is cut away from above and below.
An inner part 817 formed by a cylindrical tube penetrates coaxially to the container axis 803 through the two wall parts 811, 813 and has at its lower end an opening opening into the interior of the bottom part 807.
An annular interior 815 is present between the inner surface of the two wall parts 811, 813 and the outer surface of the inner part 817. Between the lower, circular edge of the lower wall part 811 and the inner part 817 there is a free annular gap 819, whereby exchangeable rings or adjustable adjusting means for changing the gap width can be present. In the interior of the upper wall part 813, a deflection screen 821 is fastened to the inner part 817, the lower side of which, in the section shown, forms a guide surface which adjoins the inner part 817 as directly as possible in the form of an upwardly curved semicircle. Between the inner surface of the upper wall part 813 and the outer edge of the deflecting screen 821 there is an annular passage, which can possibly be provided with a sieve.
The deflecting screen itself can be completely compact and gas-impermeable or at least in places sieve-like and gas-permeable. The spraying device 823 has vertically or slightly inclined upwardly directed nozzles, the outlet orifices of which, in the vicinity of the annular gap 819, open out into the interior space 815. The upper, for example bent end of the inner part 817 forms the gas inlet 827 of the gas inlet means. A hood that closes off the upper wall part 813 at its upper edge serves as a gas outlet 829. The wall parts 811, 813 consist, for example, of opaque material, such as stainless steel.
The inner part 815 likewise largely consists of an opaque material, but is provided below the deflecting screen 821 with at least one gas-tight separating element 831 which serves as a window and is permeable to ultraviolet light, the latter, for example, by a gap around the container axis 803 extending, hollow cylindrical ring is formed. The interior of the inner part 817 serves both as a passage for the gas supplied for swirling and as a light source chamber 841 and contains a radiation device 843 with at least one light source 845, namely for example a plurality of light sources 845 distributed around the container axis 803 for generating ultraviolet light. The light sources are held interchangeably with schematically indicated brackets 847.
The separating element 831 and the light sources 845 are arranged in such a way that no ultraviolet light radiated into the interior reaches the spray areas adjacent to the outlet openings of the spray device nozzles. The gas outlet 829 is connected to the gas inlet 827 by a line, not shown, which contains devices similar to line 61, for example.
The particles to be coated can be introduced into the interior 815, for example, through a particle inlet (not shown) or by temporarily separating the two wall parts 811, 813. The gas supplied to the gas inlet 827 during operation is deflected by the base part 807 after flowing out of the lower end of the inner part 817 and then flows through the annular gap 819 into the inner space 815 and through it upwards. The particles present in the interior 815 are thereby lifted up near the outer surface of the inner part 817, then deflected outwards and downwards away from the container axis 803 by the deflecting screen 821 and finally float downwards again in the outer region of the interior 815.
This swirling of the particles can be carried out analogously to that described for the device shown in FIG. 1 using air or another gas. Furthermore, coating material can be sprayed onto the particles and polymerized analogously to the operation of the device according to FIG. 1.
Instead of swirling the particles with gas, they can be moved by mechanical means for coating. FIGS. 8 and 9 show a first embodiment of a device that enables this. This has a drum-shaped container 1001 with a container axis 1003 which forms an angle with a vertical, namely is horizontal. The opaque, metallic wall 1005 of the container 1001 has a cylindrical middle section and a conically tapering side section on either side thereof. The cylindrical middle section is provided at one peripheral point with a particle inlet and / or particle outlet 1007, which is formed by an opening which can be closed with a flap or the like.
The container is mounted rotatably about its axis 1003 with bearing means in a schematically illustrated frame 1009 and rotatable with a drive device 1011 having an electric motor. In the interior 1015 of the container 1001 are an inclined, opaque shielding wall 1021, on one, upper side of this a Sprühvor direction 1023 with at least one spray nozzle and on the other, lower side of the shielding wall 1021, a radiation device 1043 with at least one held with brackets 1047 Light source 1045 arranged to generate ultraviolet light.
The shielding wall 1021, the spray device 1023 and the radiation device 1043 are fastened to the frame 1001 through one end face of the container 1001, so that they remain immovably fixed when the container is rotated with respect to the container axis, but can be adjustable.
To coat particles, a batch of these is introduced into the interior 1015 through an end opening of the container or through the particle inlet and / or particle outlet 1007. When the container 1001 with the drive device 1011 is rotated clockwise in the section shown in FIG. 8, the particles form a particle bed 1049 in the left, lower quadrant of the container interior 1015. In this, the particles located in the vicinity of the inner surface of the wall 1005 are transported upwards by the rotating container, after which they slide down and / or roll again in the region of the particle bed which is closer to the container axis.
For coating, particles located in the upper region of the particle bed are sprayed with polymerizable coating material by the spraying device, the spraying area being shielded by the shielding wall 1021 against the ultraviolet light radiation generated by the radiation device 1043. When the particles come into the lower region of the particle bed after being sprayed, they are irradiated with ultraviolet light by the radiation device, so that the sprayed-on coating material is polymerized. The particles therefore perform more or less regular rotations when the drum is rotated and can be sprayed and irradiated alternately, similarly to the devices shown in FIGS. 1 to 6, until they have coatings with the desired thicknesses.
The container 1001 can then be brought to a standstill in a rotational position in which the particle inlet and / or particle outlet 1007 is at the lowest point, and the particles can be removed from the container by temporarily opening the latter.
The device partially shown in FIGS. 9 and 10 has a container 1201, namely an onion-shaped kettle, with an inclined container axis 1203 and an opaque, metallic wall 1205. The container has an opening on its front side and is held on its rear side rotatably about its axis by a bearing and drive device 1211, which in turn is attached to a frame 1209. The wall 1205 is provided, for example, with a closable particle inlet and / or particle outlet 1207, which is located at its lowest point when the container is in a possible rotational position.
In the interior 1215 of the container there is an inclined, opaque shielding wall 1221, on one side of which there is a spray device 1223 and on the other, below the side of the shielding wall a radiation device 1243 with at least one device designed to generate ultraviolet light, from a holder 1247 held light source 1245 arranged. The shielding wall 1221, the spray device 1223 and the radiation device 1243 are fastened to the frame through the front opening of the container 1201.
To coat particles, a batch of such particles is introduced through the front opening of the container or through the particle inlet and / or particle outlet 1207 into the interior 1215 of the container and this is rotated clockwise in the view shown in FIG. 10. The particles then form a particle bed 1249 in which they perform more or less regular orbits.
The particles are sprayed in the uppermost area of the particle bed and irradiated in a lower area, so that coatings of polymerized coating material form on them. After coating, the particles can be discharged from the container through the particle outlet 1207.
The device shown in FIG. 11 has a container 1401 with an inclined container axis 1403 and a wall 1405 which, as the main component, has an elongated, cylindrical jacket which is coaxial with the container axis. The container is mounted in a frame 1409 with bearing means rotatable about its axis and can be driven by an electric drive device 1411. A spray device 1423 is arranged in the interior 1415 of the container and has at least one nozzle 1423a and preferably a plurality of nozzles 1423a spaced apart from one another along the container axis 1403. A radiation device 1443 arranged in the interior 1415 has at least one light source 1445 provided with a holder 1447 and preferably a plurality of light sources spaced apart from one another along the container axis.
At the top there is a spray nozzle 1423a in the interior, which is alternately followed by a light source and a spray nozzle.
One or more light sources are then arranged under the lowest spray nozzle. The nozzles are each shielded from the adjacent light sources by opaque shielding walls 1421. The shielding walls, spraying device and radiation device are non-rotatably fastened to the frame 1409 with respect to the container axis, the fastening means being able, for example, to have a support which penetrates the entire container and protrudes from the latter at both ends and is fastened to the frame. At the upper end of the container 1401 there is a particle outlet 1425 opening into the interior thereof and at the lower end of the container there is a particle outlet 1407.
In operation, container 1401 is rotated about its axis. The particles to be coated are continuously introduced into the interior 1415 of the container through the particle inlet 1425 and then slide and / or roll through it, moving along more or less helical paths due to the rotation of the container. The particles are alternately sprayed with polymerizable coating material during their passage through the container and irradiated with ultraviolet light and thereby provided with coatings, the shielding walls shielding the spray areas at least against the ultraviolet radiation coming directly from the light sources 1445.
The walls of the containers 1001, 1201, 1401 can, if necessary, have scoop-like drivers on the inside instead of smooth inner surfaces, in order to take the particles with them as they are rotated and to move them upward. Furthermore, the walls of the rotatable container can also be provided with an outer jacket which, together with them, delimits a passage for a fluid used for cooling and / or possibly heating.
The two end faces of the container 1001, the front opening of the container 1201 and the two ends of the container 1401 can, if necessary, be closed in a dust-tight and / or gas-tight manner with cover parts fastened to the frame and / or to the containers themselves Arranged relevant container and can not be provided with the container co-rotating devices and parts if necessary gastight rotary unions. In the device shown in FIG. 11, which is provided for continuous particle feeding and particle removal, the devices for feeding and receiving the particles can also be made dust and / or gas-tight.
Furthermore, devices can also be provided in the devices with a rotatable container in order to replace all or part of the air present in the interior of the container with another gas, so that the particles can be completely or partly coated in a gas other than air.
The devices can be designed in other ways. For example, certain features of the device variants shown in FIGS. 1 to 5 can be combined with one another. For example, the sleeve 21 of the device shown in FIG. 1 could be provided with a constriction which is identical or similar to the constriction 221a, or conversely the sleeve 121 shown in FIG. 2 could be replaced by a sleeve designed in the same way as the sleeve 21. Furthermore, the devices shown in FIGS. 1 2 and 5 could be equipped with a spray device which, in addition to the illustrated nozzle, has at least one downwardly directed nozzle distributed similarly to nozzles 423a and horizontally directed nozzles or similarly to spray device 523.
Since the majority of the circulated gas in the device shown in FIG. 5 is to be introduced into the swirl chamber interior 615 via the gas introduction and spraying device 623 having at least one nozzle, the valve 679 designed as a metering and shut-off valve can, if necessary, also have a fixed one Throttle upstream or downstream. Instead, the sieve tray 617 could be replaced by a compact, i.e. H. gas-impermeable bottom are replaced, in which case the gas inlet 627 and the valve 679 would of course also be eliminated.
As described, the fluid or fluid bed formed by the fluidized particles is lifted from the bottom of the vortex chamber during operation of the device shown in FIG. 5, but the particles are still swirled. Particularly for the application of relatively thin coatings, however, a device with an elongated, relatively high container could also be provided, in which the fluidized particles are continuously conveyed pneumatically upwards, possibly with local vortex movements superimposed on the average upward movements.
With such a device, particles could be fed continuously to the lower end of the container, which particles are then sprayed with coating material and irradiated during their pneumatic conveying through the elongated container, and are finally continuously removed from the upper end of the container.
In addition, one could arrange all devices with a swirl chamber both in the interior of the swirl chambers and outside of these light sources. If, as in the devices shown in FIGS. 1, 2, 4 and 5, there are light sources arranged outside the swirl chamber, instead of the translucent separating elements assigned to a single light source, only a single one common to all light sources and enclosing the container axis could be used , provide translucent separating element or even make the entire conical wall part translucent.
In the device shown in FIG. 6, in addition to the light sources arranged in the inner part 817 or instead of these, the radiation device could be provided with light sources arranged outside at least one of the wall parts 811, 813, the relevant wall part or each of the two wall parts would be provided with translucent separating elements or formed entirely of translucent material.
Of course, the light sources in the devices shown in FIGS. 7 to 11, in which the particles are moved by rotating the containers, could also be arranged in light source chambers which are gas-tight against the remaining areas of the container interior. The walls of the light source chambers would then be formed analogously to those of the light source chambers 441 at least in part from transparent separating elements. Instead, the light sources in the case of the devices having the rotatable containers could also be fastened non-rotatably with respect to the container axes outside the containers on the relevant frame, the walls of the containers in this case enclosing the container axes. translucent separators would be provided.
The light source chambers which may be present in the devices having a rotatable container could of course also be designed for cooling with a fluid.
Furthermore, one could use light sources instead of light sources with horizontally arranged longitudinal axes, whose longitudinal axes can be inclined or arranged vertically, or which are not elongated at all. The generation of ultraviolet light could also be done with different types of light sources instead of with arc lamps. such as cold light lamps that work similar to fluorescent tubes and or glow discharge lamps and can be equipped with ultraviolet light filters if necessary.
Furthermore, the light-permeable separating elements can consist of another mineral glass which is transparent to ultraviolet light or even a plastic which is transparent to ultraviolet light instead of quartz glass.
In addition, one could possibly use coating materials that can be polymerized by visible light, in which case the light sources would only have to produce visible light and the separating elements only needed to be transparent to such.
Furthermore, the coating could be carried out with coating materials which can be polymerized by other electromagnetic rays, such as X-rays or gamma rays, or by particle rays, such as beta rays, in which case radiation devices with radiation sources designed to deliver appropriate rays would of course have to be provided. The radiation sources could then be accommodated in radiation source chambers designed analogously to the light source chambers, which instead of the transparent separating elements for the radiation generated and required for effecting the polymerization have transparent but gas-tight separating elements and, if necessary, covers which prevent the radiation of radiation into the surroundings of the device, and in Can be cooled or heated if necessary.
Of course, cooling devices or even heating and / or cooling devices that enable selective heating and cooling could be connected upstream of the fluid inlets 51, 251, 451 of the light source chambers or the corresponding fluid inlets of other radiation source chambers. In the latter case, there would be the possibility to heat each light or other radiation source chamber cavity before switching on the radiation sources and / or during a certain initial phase of the radiation source operation and then to cool it continuously or possibly intermittently thereafter.
If a cooling device to influence the temperature of the or When there is air supplied to each radiation source chamber, the radiation source chamber temperature can be set to a desired value instead of by changing the air flow or in addition by changing the temperature of the supplied air. Furthermore, with a suitable arrangement and design of the air inlets and air outlets, the convection flow which arises as a result of the heating of the air in the radiation source chambers may already be sufficient. Flow through the chambers directed from bottom to top, so that pump 121 can be dispensed with in the device shown in FIG. 1 and pumps corresponding to pump 121 in the devices shown in the other figures.
Otherwise, the radiation source chambers and the radiation sources arranged therein could be cooled with another gaseous or possibly even liquid fluid instead of with air. The walls of the containers and in particular vortex chambers can of course be provided with thermal insulation.
Instead of the three individual valves shown in FIG. 1 or instead of a multi-way valve with three inputs, the gas supply control device 101 can also have only one valve with only one passage, the input of the valve then having an air, a nitrogen, or one, as required Oxygen or another gas source can be connected. If the coating is to be carried out with a gas other than air, the various devices could also be provided with at least one lock so that as little air as possible gets into the swirl chamber when the particles are introduced into the containers and when the particles are removed from the containers.
Instead of making the containers gas-tight, they could be accommodated together with other particles of the devices in a pressure-resistant, evacuable housing, which could then be evacuated for gas exchange by means of a pump together with the container and possibly other parts and devices.
Instead of reducing the oxygen content of the gas present in the interior of the container by a gas exchange or in addition to it, the partial pressure and the density of the oxygen in the interior of the container could be reduced by reducing the gas pressure significantly below the normal ambient air pressure becomes. In those devices in which the particles are swirled with gas, the swirling could also be carried out, for example, at a gas pressure prevailing in the swirl chamber which is at most 20 kPa or even only at most 10 kPa and, for example, approximately or at least 6 kPa. If the particles are swirled with a gas having such a low pressure, it is expedient to use a gas whose atomic or Molecular weight is greater than that of air.
The swirling can then take place, for example, with a gas consisting entirely or partially of an organic substance such as acetone. In those devices in which the particles are moved by rotating the container, the container interiors can even be substantially completely, i. H. as far as it is technically and economically feasible to be evacuated.
As already mentioned, the device shown in FIG. 1 enables the production of completely cross-linked coatings, which of course also applies at least to those of the other devices described, in which the particles are fluidized and swirled with gas.
In those devices in which the particles are moved by mechanical means, namely by rotating a container, the originally present particles can also be covered on all sides with coating material in the course of their movement, which is then polymerized. At least in certain movement phases there is also a loosening of the particles or even a complete separation of neighboring particles. It is therefore also possible to achieve at least largely complete and complete networking of the coatings with the devices having a rotatable container.
However, if coatings should be desired which have two or more layers or shells which are not crosslinked or only loosely crosslinked, this can be achieved by switching so long pauses between successive coating material sprayings of the particles that a sprayed coating material layer completely polymerizes, before the next layer is sprayed on.