CN100342961C - 用于加工粒状材料的装置以及操作该装置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加工粒状材料的装置(10)，具有容器(12)，所述容器具有底部(14)，高架的且从下向上扩大的壁(16)以及在上部区域中的偏转元件(18)，以使沿着壁(16)向上运动的材料在它的运动方向上如此转向，使得它能够重新返回到底部(14)，其中至少壁(16)能被驱动绕着垂直的旋转轴(22)旋转。在容器(12)的上部区域中至少存在一个容器元件(30、32)，其能被驱动以与高架壁(16)相同的方向，但以较小的转速绕着垂直旋转轴(22)旋转。而且还描述了装置(10)的操作方法。

Description

用于加工粒状材料的装置以及操作该装置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于加工粒状材料的装置，具有容器，所述容器具有底部，高架的且从下向上扩大的壁以及在上部区域中的偏转元件，以使沿着壁向上升高的材料在它的运动方向上如此转向，使得它能够重新返回到底部，其中至少壁能被驱动绕着垂直的旋转轴旋转。

本发明还涉及一种用于操作这样装置的方法。

背景技术

从WO 00/10699中已知在开始所述类型的装置和方法。

那里描述了一种装置，用于以涂覆介质加工粒状材料，特别用于药品、食品、技术或化学的成形产品的涂敷。

一种这样的装置例如应用于药品、化学品、糖果或者食品工业中。在药品工业中，通过糖衣制造药品，其涂敷糖浆。通过薄膜涂敷，或者也称为薄膜涂布，制造涂敷药片或者涂层药片，应理解为以聚合物涂敷药品。

在已知的装置中，粒状材料注入到容器中并且通过容器的旋转在连续循环的运动中沿着底部和高架旋转的容器壁从下部区域运动到容器的上部区域，在容器上部区域中通过偏转元件的偏转并且沿着内部的与第一容器壁径向隔开的返回表面重新落回到容器的同样旋转的底部。

设有多个导向叶片的偏转元件与容器壁固定地连接并且相应的与容器的壁一起以相同的转速旋转。

从DE 101 04 184 A1中已知另一个这种类型的装置。与上述已知装置的区别在于，用于将粒状材料返回到容器底部的返回表面设置在可设置旋转的高架壁的外部。同样这种已知装置的容器在它的上部区域具有偏转元件，为了使通过高架壁旋转沿着壁向上上升的材料在它的运动方向如此偏转，使得它能够沿着设置在径向外部的返回表面返回到容器的底部。在这种已知的装置中，偏转元件是静止的，也就是说在粒状材料的循环运动期间不旋转。

在两个上述已知的装置情况下，在偏转元件的区域中产生下列问题。

如果偏转元件与容器的高架壁一起旋转，在所述壁上的粒状材料由于壁的旋转而上升，那么由于通过偏转元件旋转作用在材料颗粒上的高离心力，材料颗粒运动的反转是不充分的，所以材料颗能够在偏转元件处堵塞。在这种情况下应该考虑，材料颗粒应该在偏转元件的区域中进行约180°运动的反转，但是另一方面在容器的壁的上部区域中存在高的动能并且通过另外垂直向上设置的组件沿离心方向具有高的动量。

如果另一方面，如在上述的另一个已知的装置中，偏转元件是静止的，虽然在偏转元件的区域中不存在颗粒堵塞的问题，但是当材料颗粒从容器的旋转的壁到偏转元件时由于非常高的速度差材料颗粒受到极大的磨损，这能够损坏要被加工的材料颗粒。因此，在一些情况下，粒状材料的加工结果，例如进行涂覆介质加工，不令人满意。

上述的问题，一方面在偏转元件区域中颗粒堵塞和另一方面在偏转元件的区域中材料颗粒的磨损和损坏主要发生在这样的装置中，它们被设计用于加工大批的粒状材料。这样装置相应地具有大尺寸的容器，它的高架旋转壁在上部区域具有相应的大直径。随着旋转壁的上部区域直径的增加，材料颗粒的动能或者轨道速度仍然增加，从而在偏转元件的区域中特别受到在一种情况下的磨损力和在另一种情况下的堵塞作用。

发明内容

因此本发明的任务在于，进一步改进在开始所述类型的装置和方法，以便一方面获得粒状材料的相同的循环运动而无需在偏转元件处密封材料，并且另一方面由于在偏转元件的区域中的磨损力减小而获得改善的加工结果。

根据本发明，关于开始所述的装置这样实现上述任务，在容器的上部区域中存在至少一个容器元件，其被驱动以与高架壁相同的方向，但以较小的转速绕着垂直旋转轴旋转。

关于开始所述的用于操作这样装置的方法这样实现上述任务，至少一个容器元件被设置成以比壁的转速小的转速旋转。

根据本发明提供的容器元件使得粒状材料对偏转元件的相对速度可以被这样调节，使得它一方面小于在具有静态偏转元件的已知装置的相对速度，另一方面高于另一种已知装置的相对速度，在该已知装置中具有与容器的旋转壁以相同的速度一起旋转的偏转元件。根据本发明提供的容器元件吸收材料颗粒的部分动能或者动量，也就是使它们减速，所以粒状材料在偏转元件处可靠地偏转并且没有磨损作用，所以能够重新返回到底部。容器元件在这种情况下能够以不同的方式实现，如关于优选的实施例如下文所述。

根据本发明的装置可以不设有返回表面，设有设置在壁里面的返回表面或者设置在壁外面的返回表面，如在现有技术中所述。

在一个优选的结构中，至少一个容器元件是偏转元件它自己。

在根据本发明装置的这个结构中，偏转元件因此同样绕着垂直的旋转轴旋转，但转速小于容器旋转壁的转速。通过该措施，粒状材料在偏转元件处具有相对偏转元件的相对速度，其一方面足够小以减小或避免粒状材料的磨损，另一方面足够大以避免在偏转元件处的粒状材料的堵塞，也就是说，可靠地确保粒状材料在偏转元件处在它的运动方向上轻轻且连续地偏转，因此它能够重新返回到底部。

在另一个优选的结构中，至少一个容器元件是至少一个邻接偏转元件的壁部分。

在这种结构的情况下，因此在偏转元件和容器的壁之间存在至少一个壁部分，其以与容器的壁相同的方向旋转，但是转速比壁小，所以在粒状材料到达偏转元件之前，部分动能已经从粒状材料传递到该壁部分上，从而关于偏转元件的相对速度能够同样以这种方式减小以减小或者避免磨损。也可以存在两个或多个这样的壁部分，例如在非常大量容器的情况下。

在另一个优选的结构中，不仅偏转元件而且至少一个壁部分被驱动绕着垂直旋转轴旋转，其中壁部分的转速可以调节为小于壁的转速的值，并且其中偏转元件的转速可以调节为小于壁部分的转速的值。

在用于操作该装置的方法中，可以相应地设置，壁部分的转速可以调节为小于壁的转速的值，并且偏转元件的转速可以调节为小于壁部分的转速的值。

这种结构具有特别的优点，在容器的上部区域中获得粒状材料的轨道速度的多级降低，这导致在偏转元件处粒状材料的运动学上特别有利的并且同时仍然轻缓的偏转。

在该装置的另一种优选的结构中，至少一个容器元件的转速可以调节为一个值，所述值位于壁的转速的从约10％至80％的范围，优选地位于壁转速的从约20％至60％的范围。

在该方法中相应地优选设置，设置至少一个容器元件以一个转速旋转，所述转速位于壁的转速的从约10％至80％的范围，优选地位于壁转速的从约20％至60％的范围。

关于在偏转元件处的材料的轻轻且运动学上有利的偏转的希望的作用，在至少一个容器元件和容器的旋转壁之间的相对速度的所述范围是有利的，该范围基于偏转元件它自己和/或至少一个容器元件和/或不仅偏转元件而且壁部分。

在该装置的另一个优选的结构中，至少一个容器元件的转速可以调节为这样一个值，使得在壁和容器元件的相邻的区域之间的轨道速度差位于从约0.5至3m/s的范围或者从约0.9至2m/s的范围。

关于该方法，相应优选地，如果至少一个容器元件的转速可以调节为这样一个值，使得在壁和容器元件的相邻的区域之间的轨道速度差位于从约0.5至3m/s的范围或者从约0.9至2m/s的范围。

在材料颗粒的轨道速度差的范围中当从旋转壁转化到容器元件上时，例如旋转的偏转元件和/或至少一个壁部分，可以观察到，在偏转元件处磨损作用和堵塞作用被减小直到消除的程度。

在该装置的另一个优选的结构中，在容器的壁的里面或外面设置有用于将材料返回到容器底部的从上向下变窄的返回表面。

如在已知装置中，该措施具有如下的优点，粒状材料从容器的上部区域到容器的下部区域的返回一方面远离这时候沿着旋转壁向上移动的材料而发生，并且另一方面材料可以以特别轻柔的方式从倾斜的返回表面流出，而不是以高的动能撞击容器的底部。返回表面因此同样有助于粒状材料在容器中轻柔的运动。

在这种情况下优选地，如果返回表面被驱动以与壁相同的方向且以一个转速绕着垂直旋转轴旋转，所述转速等于或小于至少一个容器元件的转速，特别是当容器元件是偏转元件它自己时。

如果偏转元件已经设置为旋转，粒状材料通过偏转元件的旋转运动获得一个离心相切的运动组件，其然后通过相同意义的旋转接收返回元件，所以粒状材料以低的相对速度到达返回表面，从而减小粒状材料的磨损甚至在从偏转元件到返回表面的转换区域中。如联系容器的壁部分已经在上面说明，返回表面可以具有一个或多个邻近于偏转元件的壁部分，并且它们以从上到下递减的转速旋转，其中返回表面的下面部分可以是例如静止的。

在该装置的另一个优选的结构中，为至少一个容器元件设有驱动器，其独立于壁驱动容器元件。

因此具有优点，即，至少一个容器元件的转速能够借助于相应的控制装置独立于容器的壁的转速而被调节，这也可以特别适用于依据要被加工的材料的特性而调节至少一个容器元件的转速。

但是也可以设置，为至少一个容器元件设有驱动器，其将壁的旋转运动转化为至少一个容器元件的慢的旋转运动。

这样的转化例如可以通过齿轮机构进行，其中用于调节在至少一个容器元件和容器的壁之间的不同相对速度的多级驱动器是有利的，为了能够调节至少一个容器元件的不同转速。

从下列描述和附图中可以看出其他的优点和特征。

应该理解，上述的以及还将在下面解释的特征不仅能够用于各个具体的组合，而且能用于其他的组合或它们自己中，而不脱离本发明的范围。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且参考附图在下面详细地说明。

其中：

图1示出用于加工粒状材料的装置在第一操作位置中的部分剖视的横截面图；

图2示出在图1中的装置在第二操作位置；

图3以放大的比例示出图1中装置的部分视图。

具体实施方式

在图1至3中部分地示出用于加工粒状材料的装置，一般用标号10表示。通过装置10，粒状材料能够例如与涂覆介质一起被加工，并且装置10特别用于薄膜敷层，包括药品、食品或工程上的成形的产品的干制。关于利用装置10用于加工粒状材料的方法的执行，参考公开号WO 00/10699国际专利申请。

装置10具有容器12，其具有底部14，高架的壁16，偏转元件18和在壁16里面的返回表面20。

双弯曲的底部14和构成圆锥形外表形式的高架壁16能够被驱动绕垂直旋转轴22旋转。在这种情况下，底部14以相同的或者不同的转动速度关于高架壁16转动。

多轴旋转的驱动器24用于设定底部14和壁16以不同旋转速度旋转，优选地以相同的旋转方向。

当装置10运转时，粒状材料被装入到容器12中。通过容器12的底部和壁16的旋转，由于离心力，粒状材料沿着底部14运动并且然后沿着壁16运动到容器12的上部区域，在那里根据箭头26在它的运动方向上转向并且从偏转元件18转向到返回表面20，在该返回表面上在重力的作用下材料向下滑动并且从返回表面20的下开口28中落回到底部14上，该返回表面具有大体上的锥形。在从返回表面20落回到底部14期间，粒状材料按进行的加工喷射有涂覆介质，其从喷嘴29中流出。

就这点而言，装置10相应于在WO 00/10699中已知的装置。

与已知装置的区别在于，在装置10的容器12的上部区域中存在至少一个容器元件，并且在本实施例中在容器12的上部区域中存在两个容器元件30和32，以降低材料颗粒的轨道速度或者保持材料颗粒相对于偏转元件18的确定的相对速度，其中容器元件30和32被驱动以与高架壁16相同的转动方向，但以较小的转速绕垂直旋转轴22旋转。

第一容器元件30是偏转元件18自身。相应的，偏转元件18被驱动绕垂直旋转轴22旋转，也就是以与壁16相同的方向，但以较小的转速。偏转元件18相应地借助于例如薄环轴承这样的枢轴承34安装。

第二容器元件32是壁部分36，其邻近于偏转元件18。壁部分36构成为如壁16截顶的圆锥外形并且借助于枢轴承38绕垂直旋转轴22可转动地安装。壁16在它的方面通过另一个枢轴承40绕垂直旋转轴22可转动地安装。枢轴承38和40例如采用薄环轴承。

壁部分36的转速可以调节为小于壁16转速的值，并且偏转元件18的转速可以调节为小于壁部分36的转速的值。以这种方式，从旋转的壁16转向到壁部分上并且随后转向到偏转元件18上的粒状材料的圆周或轨道速度逐渐地减小，从而在材料颗粒和偏转元件18之间获得确定的相对速度，避免或者至少减小磨损，并且仍然保证材料颗粒从转向元件18到返回表面20的连续可靠的转向和转移，而在偏转元件18上不发生颗粒阻塞。

为壁部分36和偏转元件18提供相应的驱动器，其可以互相独立并且独立于壁16的转速而调节它们的转速。例如，为底部14和壁16设置的驱动器24可以具有另一个传动轴，它的转动然后传输到容器元件30和32。

容器元件30和32的转速可以调节为一个值，所述值位于壁16的转速的从约10％至80％的范围，其中这特别适用于偏转元件18的转速。当偏转元件18的转速的值在壁16的转速的20至50％时，能够获得更好的结果。

偏转元件18的转速可以调节到这样一个值，使得在偏转元件18和壁部分36的相邻区域之间的轨道速度差位于从约0.5至3m/s的范围，特别是从0.9至2m/s的范围。

在用于加工大批粒状材料的特别大体积的容器12的情况下，容器12的能以较低转速旋转的壁部分36导致在中间区域上的材料颗粒的轨道速度降低，所以减少从壁16的转速到偏转元件18的转速的转化。也可以提供多个这种类型的壁部分，它们轴向直接相继，其导致材料颗粒的转速的多级降低。

偏转元件18设置有多个导向叶片42，其可以构成为关于旋转方向的向后弯曲，其中导向叶片42仅略微突入到返回表面20的上部直径中，而返回表面20的上端延伸几乎到偏转元件18的直径。

因此以这样的方式操作装置10，使得在壁16旋转时，壁部分36被设置为以小于壁16的转速的转速旋转。偏转元件18同样被设置为以与壁部分36和壁16相同的方向旋转，但是转速比壁部分36的转速还小，所以转速从壁16经过壁部分36直到偏转元件18逐步降低。

显而易见，在装置10的另一个结构中，壁部分36能够省略或者固定地连接于容器12的壁16，其中然后仅偏转元件18能够被设置成以相对于壁16更小的转速旋转，或者偏转元件18是静止的，也就是说不能设置成旋转，于是其中存在一个或多个壁部分36类型的壁部分，它们导致材料颗粒的轨道速度的降低，所以在材料颗粒和静态的偏转元件18之间的相对速度位于一个范围，在该范围中避免或减少磨损并且保证材料颗粒从壁16经过偏转元件18到返回表面20的运动学上有利的偏转。

在图1中，示出装置10在一个工作位置，其中在容器12中粒状材料连续循环地加工。在图2中示出装置10在另一个工作位置，其中粒状材料在加工完成之后从容器12中倒空。为此，底部14关于壁16升高，所以粒状材料能够通过在底部14和壁16之间的间隙50从容器12中流出到空出的通道52中并且通过该通道从装置10中流出。仍然位于底部14上的一部分材料在壁16静止时通过底部的旋转能够从底部14中移开，并且然后同样经过间隙50和空出的通道52，用于将材料从容器12中完全排出。

Claims (19)

1.一种用于加工粒状材料的装置，具有容器(12)，所述容器具有底部(14)，高架的且从下向上扩大的壁(16)以及在上部区域中的偏转元件(18)，以使沿着壁(16)向上运动的材料在它的运动方向上如此转向，使得它能够重新返回到底部(14)，其中至少壁(16)能被驱动绕着垂直的旋转轴(22)旋转，其特征在于，在容器(12)的上部区域中存在至少一个容器元件(30、32)，其能被驱动以与高架壁(16)相同的方向，但以较小的转速绕着垂直旋转轴(22)旋转。

2.如权利要求1所述的装置，其中至少一个容器元件(30)是偏转元件(18)自身。

3.如权利要求1或2所述的装置，其中至少一个容器元件(32)是至少一个壁部分(36)，其邻近于偏转元件(18)。

4.如权利要求1所述的装置，其中至少一个容器元件(30)是偏转元件(18)自身；至少一个容器元件(32)是至少一个壁部分(36)，其邻近于偏转元件(18)；并且不仅偏转元件(18)而且至少一个壁部分(36)能被驱动绕垂直旋转轴(22)旋转，其中壁部分(36)的转速可以调节为小于壁(16)转速的值，并且其中偏转元件(18)的转速可以调节为小于壁部分(36)的转速的值。

5.如权利要求1所述的装置，其中至少一个容器元件(30、32)的转速可以调节为一个值，所述值位于壁(16)的转速的10％至80％的范围。

6.如权利要求1所述的装置，其中至少一个容器元件(30、32)的转速可以调节为一个值，所述值位于壁(16)的转速的20％至60％的范围。

7.如权利要求1所述的装置，其中至少一个容器元件(30、32)的转速可以调节为这样的值，使得在壁(16)和容器元件(30、32)的相邻区域之间的轨道速度差位于从0.5至3m/s的范围。

8.如权利要求1所述的装置，其中至少一个容器元件(30、32)的转速可以调节为这样的值，使得在壁(16)和容器元件(30、32)的相邻区域之间的轨道速度差位于从0.9至2m/s的范围。

9.如权利要求1所述的装置，其中在容器(12)的壁(16)的里面或外面设置有从上向下变窄的返回表面(20)，用于将材料返回到容器(12)的底部(14)。

10.如权利要求9所述的装置，其中返回表面(20)能被驱动以与壁(16)相同的方向并且以一个转速绕垂直的旋转轴(22)旋转，所述转速等于或小于至少一个容器元件(30、32)的转速。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述容器元件是偏转元件(18)自身。

12.如权利要求1所述的装置，其中为至少一个容器元件(30、32)设置驱动器，其不依据壁(16)驱动容器元件。

13.如权利要求1所述的装置，其中为至少一个容器元件(30、32)设置驱动器，其将壁(16)的转动转化为至少一个容器元件(30、32)的较慢的转动。

14.一种用于如权利要求1-13中任一项所述装置的操作方法，其特征在于，至少一个容器元件(30、32)被设置为以小于壁(16)转速的转速旋转。

15.如权利要求14所述的方法，其中不仅偏转元件(18)而且至少一个壁部分(36)被驱动绕垂直旋转轴(22)旋转，并且壁部分(36)的转速被调节到小于壁(16)转速的一个值，并且偏转元件(18)的转速被调节到小于壁部分(36)转速的一个值。

16.如权利要求14所述的方法，其中设置至少一个容器元件(30、32)以某个转速旋转，所述转速位于壁(16)转速10％至80％的范围。

17.如权利要求14所述的方法，其中设置至少一个容器元件(30、32)以某个转速旋转，所述转速位于壁(16)转速20％至60％的范围。

18.如权利要求14所述的方法，其中调节至少一个容器元件(30、32)的转速到这样的值，使得在壁(16)和容器元件(30、32)的相邻区域之间的轨道速度差位于从0.5至3m/s的范围。

19.如权利要求14所述的方法，其中调节至少一个容器元件(30、32)的转速到这样的值，使得在壁(16)和容器元件(30、32)的相邻区域之间的轨道速度差位于从0.9至2m/s的范围。

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