Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für thermoplastisches Verpackungsmaterial und daraus hergestellte Verpackungen, vorzugsweise Blisterpackungen, mit durch Kaltwasser beaufschlagten Kühlplatten.
Solche Kühleinrichtungen werden im Zusammenhang mit Verpackungsanlagen verwendet, in denen pharmazeutische Präparate, wie Tabletten, Kapseln usw. verpackt werden. Das erwähnte thermoplastische Verpackungsmaterial in Form von Folien aus Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyethylen (PE) wird dabei durch Wärmeeinwirkung so verformt, dass in der Folie Vertiefungen entstehen, in die dann die Tabletten usw. eingelegt werden. In einem folgenden Arbeitsgang wird dann die verformte und gefüllte Folie mit einer Aluminium-Folie bedeckt und verklebt, wobei das Kleben ebenfalls unter Wärmezufuhr erfolgt. Zum mechanischen Stabilisieren der so gebildeten Verpackung ist es erforderlich, die während der Arbeitsgänge eingebrachte Wärme möglichst schnell abzuführen, wozu die durch Kaltwasser beaufschlagten Kühlplatten dienen, die taktweise mit der Verpackung in Berührung gebracht werden.
Ein Problem besteht darin, dass es in den Verpackungsanlagen häufig zu Betriebsunterbrüchen kommt, während denen keine Wärmezufuhr stattfindet. Die Kühlplatten nehmen dabei in kurzer Zeit eine Temperatur unterhalb des Taupunktes der Umgebungsluft an, wodurch sie mit Luftfeuchtigkeit beschlagen, auch "schwitzen" genannt. Dieses Schwitzwasser stört sehr und ist unter Umständen für das Verpackungsgut schädlich. Da solche Betriebsunterbrüche zum Teil nur kurze Zeit andauern und nach ihrem Ende sofort wieder die volle Kühlleistung aufgebracht werden muss, ist das bisher übliche thermostatische Abschalten der Kühlleistung keine gute Lösung des genannten Problems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühleinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass beim Auftreten eines Betriebsunterbruchs keine Schwitzwasserbildung mehr entsteht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Kühleinrichtung zwei die Kühlwassertemperatur in den Kühlplatten beeinflussende Regelvorrichtungen angeordnet sind, von denen die eine bei Normalbetrieb wirksam ist und einen Sollwerteingang aufweist, der für die Arbeitskühltemperatur eingestellt ist, und die andere bei Betriebsunterbruch wirksam ist und einen Sollwerteingang aufweist, der auf eine höhere Temperatur als die Arbeitskühltemperatur eingestellt ist.
Hierdurch wird es möglich, die Kühlleistung auch bei einem Betriebsunterbruch aufrechtzuerhalten und den Sollwert der dann wirksamen Regelvorrichtung so einzustellen, dass bei der gegebenen Feuchtigkeit der umgebenden Raumluft kein Beschlagen der Kühlplatten entsteht. Eine Schwitzwasserbildung ist also vermieden. Ausserdem ist sichergestellt, dass nach dem Ende des Betriebsunterbruchs sofort die volle Kühlleistung an den Kühlplatten zur Verfügung steht, so dass ein Wiederhochfahren der Kühlplatten auf die Ar beitskühltemperatur, wie es bisher notwendig war, vermieden ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert, die ein Schema der Kühleinrichtung zeigt.
Gemäss der Zeichnung umfasst die Kühleinrichtung einen Kältemittelkreislauf 2, der im wesentlichen aus einem Kältemittelverdichter 1, einem Kältemittelverflüssiger 4, einem Kältemittelsammelgefäss 5, einem Unterkühler 6, einem Expansionsventil 8 und einem Kältemittelverdampfer 9 besteht. Der Verflüssiger 4 und der Unterkühler 6 sind sekundärseitig mit einem nicht dargestellten Kühlwassernetz verbunden, aus dem Kühlwasser über eine Leitung 19 mit Wasserpumpe 11 entnommen und dem Unterkühler 6 zugeführt wird. Das Kühlwasser gelangt anschliessend über eine Leitung 20 zum Verflüssiger 4, von wo aus es über eine Leitung 18 zum Kühlwassernetz zurückgeführt wird. Im Kältemittelkreislauf 2 sind stromoberhalb und stromunterhalb des Kältemittelverdichters 1 je ein Druckschalter 21 bzw. 22 und ein Absperrventil 31 bzw. 32 angeordnet.
Am Austritt des Sammelgefässes 5 ist ein Absperrventil 33 vorgesehen. Mit 7 ist ein im Kältemittelkreislauf stromoberhalb des Expansionsventils 8 angeordnetes Schauglas bezeichnet. Stromunterhalb des Absperrventils 32 zweigt vom Kältemittelkreislauf 2 eine Leitung 15 ab, die ein Magnetventil 17 aufweist und die zwischen dem Expansionsventil 8 und dem Verdampfer 9 in den Kreislauf 2 mündet. Der Kältemittelverdampfer 9 ist primärseitig an einen Kaltwasserkreislauf 3 angeschlossen, der im wesentlichen aus Kühlplatten 16, einem als Speicher dienenden Kühlwasserbecken 12 und einer Umwälzpumpe 10 besteht.
Die Kühlplatten 16 sind Teil einer nicht näher dargestellten Verpackungsanlage 30, in der thermoplastisches Material, wie PVC (Polyvinylchlorid) oder PE (Polyethylen), unter Wärmezufuhr zunächst zu Verpackungshalbzeug und anschliessend zu Blisterpackungen mit Packungsinhalt, z.B. Tabletten, verarbeitet wird. Zum mechanischen Stabilisieren der Verpackung ist es erforderlich, die für die genannten Verarbeitungsschritte zugeführte Wärme möglichst schnell abzuführen, wozu die Kühlplatten 16 vorgesehen sind. Die Kühlplatten werden mit kaltem Wasser aus dem Verdampfer 9 beaufschlagt und automatisch taktweise mit dem Verpackungshalbzeug bzw. mit der Verpackung in Berührung gebracht. Zum Beeinflussen der Kühlwirkung der Kühlplatten 16 sind zwei Regelvorrichtungen 13 und 14 vorgesehen, die den Kältemittelstrom im Kreislauf 2 verändern.
Die Regelvorrichtung 13 ist bei normalem Betrieb der Verpackungsanlage 30 in Funktion und erhält dann über eine Signalleitung 35 ein Schaltsignal "Ein". Die Regelvorrichtung 14 ist dagegen bei Betriebsunterbrechung der Verpackungsanlage 30 in Funktion und erhält - parallel zur Regelvorrichtung 13, d.h. wenn diese in Funktion ist - ein Schaltsignal "Aus". Die Regelvorrichtung 13 weist einen Istwerteingang 36 auf, der über eine Signalleitung 37 mit einen im Speicherbecken 12 angeordneten Temperaturfühler 38 verbunden ist. Der Regelvorrichtung 13 wird also die Kühlwassertemperatur im Speicherbecken 12 als Istwert zugeführt. Ausser dem Istwerteingang 36 ist an der Regelvorrichtung 13 ein Sollwerteingang 39 vorgesehen, an dem die Solltemperatur für das Kühlwasser, auch "Arbeitskühltemperatur" genannt, eingestellt wird.
Schliesslich hat die Regelvorrichtung 13 einen Signalausgang 40, der über eine Signalleitung 41 mit dem Magnetventil 17 in Verbindung steht. In analoger Weise ist die Regelvorrichtung 14 mit einem Istwerteingang 42, einem Sollwerteingang 43 und einem Signalausgang 44 versehen. Der Istwerteingang 42 ist über eine Signalleitung 45 mit einem Temperaturfühler 46 im Speicherbecken 12 verbunden, wogegen der Signalausgang 44 über eine Signalleitung 47 ebenfalls zum Magnetventil 17 geführt ist. Im Speicherbecken 12 ist ein dritter Temperaturfühler 49 angeordnet, der über eine Signalleitung 48 mit einem Sicherheitsthermostaten 50 in Verbindung steht. Je nach dem verwendeten Verpackungsmaterial und je nach der herrschenden Luftfeuchtigkeit sind die Solltemperaturen an dem Sollwerteingang 39 bzw. 43 einstellbar.
Solange die Regelvorrichtung 13 unter dem Einfluss des Schaltsignals "Ein" steht, arbeitet die Verpackungsanlage 30 normal, und die Regelvorrichtung 13 beeinflusst den Kältemittelstrom im Kreislauf 2 so, dass die Isttemperatur der Kühlvorrichtung der am Sollwerteingang 39 eingestellten Solltemperatur entspricht, z.B. 10 DEG C. Sinkt die Isttemperatur beispielsweise auf 8 DEG C, so wird ein gasförmiger Kältemittelteilstrom über die Leitung 15 zum Verdampfer 9 geführt, indem das Magnetventil 17 öffnet, wodurch die Kälteleistung des Kältemittelkreislaufs 2 reduziert wird. Dadurch verringert sich die Verdampfungsleistung im Verdampfer 9 und das Kühlwasser im Verdampfer wird weniger stark als vorher abgekühlt.
Umgekehrt kann bei Ansteigen der Isttemperatur der Kühlvorrichtung durch Schliessen des Magnetventils 17 die Verdampferleistung im Verdampfer 9 vergrössert werden, wodurch das Kühlwasser im Verdampfer wieder stärker abgekühlt wird. Während dieses Normalbetriebes ist die Regelvorrichtung 14 wegen des Schaltsignals "Aus" unwirksam.
Tritt an der Verpackungsanlage 30 ein Betriebsunterbruch ein, so könnte bei weiterem Wirksambleiben der Regelvorrichtung 13 Luftfeuchtigkeit an den Kühlplatten 16 niedergeschlagen werden, was jedoch vermieden werden soll. Bei Betriebsunterbruch wird deshalb über die Signalleitung 35 der Regelvorrichtung 13 ein Schaltsignal "Aus" und der Regelvorrichtung 14 ein Schaltsignal "Ein" zugeführt. Dadurch wird die Regelvorrichtung 13 unwirksam und die Regelvorrichtung 14 übernimmt die Temperaturregelung an den Kühlplatten 16, und zwar derart, dass ein Feuchtigkeitsniederschlag an diesen Platten vermieden wird. Zu diesem Zweck ist am Sollwerteingang 43 der Regelvorrichtung 14 die Solltemperatur auf einen höheren Wert eingestellt, z.B. 18 DEG C, als an der Regelvorrichtung 13.
Das Wirksamwerden der Regelvorrichtung 14 bewirkt, dass über die Signalleitung 47 das Magnetventil 17 geöffnet wird, so dass sich die Verdampferleistung im Verdampfer 9 unverzüglich verringert. Dadurch steigt die Kühlwassertemperatur im Kühlwasserkreislauf 3 schnell an und ein Schwitzen der Kühlplatten 16 wird verhindert.
Sobald der Betriebsunterbruch der Verpackungsanlage 30 beendet ist, werden die Regelvorrichtungen 13 und 14 wieder umgeschaltet, d.h. die Regelvorrichtung 13 erhält das Schaltsignal "Ein" und die Regelvorrichtung 14 das Schaltsignal "Aus". Dadurch wird das Stellsignal in der Signalleitung 47 unwirksam und dasjenige in der Signalleitung 41 der Regelvorrichtung 13 wird wieder wirksam, wie zuvor für den Normalbetrieb beschrieben. Dadurch dass der Sollwert an der Regelvorrichtung 14 höher eingestellt ist als der Sollwert an der Regelvorrichtung 13, kann die Verpackungsanlage sofort weiterarbeiten, denn die Kühlwassertemperatur wird durch die beschriebene Schaltung des Kältemittelkreislaufs 2 in hinreichend kurzer Zeit auf die Arbeitskühltemperatur abgekühlt.
Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, das Verändern des Kältemittelstroms im Verdampfer 9 - statt durch Betätigen des Magnetventils 17 - durch Ein- und Ausschalten des Kältemittelverdichters 1 zu bewerkstelligen. Diese Möglichkeit erfordert jedoch eine längere Zeit, bis das Kühlwasser nach einem Betriebs unterbruch wieder auf die Arbeitskühltemperatur abgekühlt ist.
Weiter ist es möglich - anstelle eines gemeinsamen Speicherbeckens 12 - für jede der beiden Regelvorrichtungen ein eigenes Speicherbecken vorzusehen, in das der zugehörige Temperaturfühler eintaucht.