CN107530663A - 用于制造颗粒的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于从块状材料制造颗粒的装置，所述块状材料可以包含粉末状的固体材料，如粉末、颗粒或混合物类似物，其中用于制造颗粒的装置包括可旋转和/或可振动的转子(1)和滤网(2)，并且所述转子(1)设置成，使得所述转子(1)能够挤压块状材料通过滤网(2)，以便能够获得与块状材料相比具有较小颗粒尺寸的颗粒，其特征在于，用于制造颗粒的装置包括用于调节所述转子(1)与滤网(2)之间的距离(13)的自动距离调节机构，其设置成使得所述转子(1)与滤网(2)之间的距离(13)缩小到所述转子(1)与滤网(2)直接接触，然后所述距离(13)增大到预定的目标距离。如此可以实现特别高的生产效率和颗粒质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种如独立权利要求前序部分所提及的用于从块状材料制造颗粒的装置。
背景技术
在化学工业、制药工业以及基础材料工业中，作为原材料的粉末状固体如药粉、谷粒或混合物此类物质需要进一步加工成更小的单元(例如片剂)。在进一步加工时，特别是由于高的空气含量或缺乏流动性，可能会出现一些问题。因此，该粉末状的原材料在进行再加工处理之前通常首先进行压实并制造成颗粒。为此，该原材料常常通过螺旋进料器精确地计量并不断地供给辊压机的压辊。通过在两个压辊之间挤压该粉末状的原材料，得到一种均匀、坚固、高密度的并且通常为带状的块状材料作为中间体，其也被称作“薄片”。通过压实所产生的薄片经由单级或多级的造粒机(该造粒机借助转子通过滤网压出所述薄片)制成所需粒径的颗粒。这样，能够获得具有非常低的空气含量和定义的尺寸的流动性好的颗粒，其通常无需使用化学添加剂(如粘合剂)而进一步加工或压缩成更小的单元(例如药片)。这样的制造颗粒机可以是单独的机器或与压实装置组合成一个机器。
专利文献WO0172425 A1公开了一种用于块状材料的滤网造粒机。
通常，转子与滤网之间的距离可以手动设定。因而其生产效率和颗粒质量通常存在波动。
上述现有技术已知的技术特征能够单独地构成或与本发明描述的下列装置任意组合而成。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种进一步改进的用于制造颗粒的装置。
本发明独立权利要求提供了一种用于制造颗粒的装置用来实现该目的。从属权利要求提供了有益的实施例。
为了实现该目的，提供了一种用于从块状材料制造颗粒的装置，所述材料可以包括粉末状的固体，例如粉末、谷物或混合物此类物质，并且可以借助压辊挤压或压实粉末状的固体来制备，其中，用于制造颗粒的装置包括可旋转的和/或摆动的转子和滤网，该转子被布置成，所述转子能够通过滤网传送或按压块状材料，以便能够获得具有相比于块状材料尺寸更小的颗粒，其中，该用于制造颗粒的装置包括用于调节所述转子与所述滤网之间的距离的自动距离调节机构。这样布置使得所述转子与所述滤网之间的距离能够减小到该转子与滤网直接接触，并接着将该距离增大至预设的目标距离。
滤网通常是具有滤孔的较低厚度的平坦部件(即多孔的薄板)。因此其类似于本申请意义中的由网线形成的滤网，也可以通过这种方式有利地实施。
通过滤网输送块状的材料意味着该块状材料由转子推动，穿过比该块状材料的主要部分狭窄的滤孔，由此而粉碎。在一般情况下，这种通过直接按压来输送块状材料是通过转子或通过转子的面向滤网的具有滤孔的区域的一面的一部分来进行，其中，在上述过程中，在每一个时刻所述转子按照计划保持相对于所述滤网的距离，由此，压力经由压向滤网的块状材料自身传递给位于滤孔内部的部分材料。
自动化的意思是指用于调节所述转子与滤网之间的距离的距离调节机构调节机构不是手动地调节，而是由机器操控地调节。
所述转子与所述滤网之间的距离被定义为当转子和滤网向彼此移动时，转子和滤网最初接触时的距离。
当上述距离减小到直接接触时意味着所述转子的一部分与所述滤网的一部分直接接触。
预定的目标距离是转子与滤网之间的指定距离，而不是任意的或随机选择的距离。
因此，在自动的距离调节机构调节机构的帮助下，所述转子与所述滤网之间的距离能够减少到直接接触，并且该距离能够随后增大到预定的目标距离。该距离可以快速且毫不费力地设置，因为不再需要费时地进行手动调节。此外，特别是能够在十分之一毫米的范围内精确且可重复的调节。尤其是，目标距离为0.05至10mm。优选至少0.1毫米，优选至多1毫米。
这样可以实现用于制造颗粒的装置的稳定高效和可复制的颗粒质量。因为效率和颗粒质量经常受到转子与滤网之间距离的影响。此外，小距离可以例如导致装置的损坏，而过大的距离可以例如导致材料流结块以及不按计划地穿过该装置。
如此可以利用特别少的细料柔和地制造颗粒，否则所述细料必须分离和压实。此外，由于颗粒的流动性特别高，因此可以实现特别窄的粉末或颗粒大小分布。
此外，例如在压成片剂时能够实现特别高的流动性和粘附性，由此达到的颗粒均匀性使得活性物质可以有较高剂量且分布均匀的活性成分。最后，通过形成细小的粉尘使生产线上的员工保持健康，以及使机器保持很小的磨损。
优选地，距离调节机构调节机构包括用于检测所述转子与滤网之间直接接触的接触传感器。
通过用于检测所述转子与所述滤网之间直接接触的接触传感器，可以确保可靠地检测零距离并且由此避免由于碰撞导致转子及滤网损坏。零距离是指转子接触滤网。
优选地，距离调节机构包括位移传感器，其能够记录或测量转子与滤网之间的距离的变化。在一个实施例中，借助位移传感器将距离增大到预定的目标距离，以便能够以更好的精度调整所需的目标距离。在一个实施例中，借助位移传感器将距离减小至所述转子直接接触滤网，以便更好地避免在达到零距离时发生损坏。优选地，在距离的减小的情况下，该距离首先以较高的速度减小。当小于最小距离时，距离减小的速度变慢。本实施例可以使得在特别短的时间内将转子与滤网之间的距离减小至直接接触，且不会增加损坏的风险。
位移传感器可以是光学传感器。优选的是，所述位移传感器为感应式传感器，因为它对污染是不敏感的。
优选地，距离调节机构包括用于扩大或缩小转子与滤网之间的距离的驱动器和/或数据处理器用于基于接触式传感器的信号控制驱动器的数据处理器。
特别地，驱动器指电动、液压或气动的通常配有变速器的电机，其能够基于控制信号将驱动力传送到轴(例如转轴)上控制信号。
所述驱动器的控制是指有计划增加或减少转子与滤网之间的距离，也就是说，例如在距离为零(零距离)以及在达到目标距离时停止驱动器。
如此可以非常容易地将距离自动地减小到零。
优选地，数据处理器被设置成，在基于控制信号控制驱动器以扩大所述转子与所述滤网之间的距离时，能够在驱动器上计算当前距离值以及利用当前距离值来控制驱动器。控制信号尤其是，控制信号的数量或控制信号的持续时间和强度可以用作计算的基础。
如此能够简单且可靠地将距离自动扩大到目标距离。
尤其是，将距离调节机构看成输入单位(如键盘)和/或输出单元(如显示器)，以便能够设定目标距离。
优选地，距离调节机构的数据处理器能够存储多个作为用于控制驱动器的基础的目标距离，或已存储有多个目标距离，和/或数据处理器被设置成，能够由用户输入至少一个参数到数据处理器中，数据处理器根据输入的至少一个参数自主地选择特定的目标距离，并将其用作控制驱动器的基础。
参数可以是要被加工的块状材料、使用的滤网类型和/或滤孔宽度和/或转子的旋转速度。
尤其是，在数据处理器中存储有用于根据至少一个输入参数自主选择目标距离的算法、校准曲线或逻辑的选择标准。
因此，通过输入一个或多个参数，由数据处理器自动或自主地在多个存储的目标距离或目标距离值中选择一个目标距离数据处理器，可以对于同样的产品但在不同的生产时间实现连续相同的设置和保持相同的生产方式。通过这种方式，对于用户而言可以特别方便且简单不费力地基于输入的且通常用户已知的参数(例如待加工的材料和/或当前使用的滤网)来选择多个目标距离。由此，用户可以避免基于至少一个参数根据表或算法等来来选择目标距离。
在一个实施例中，该装置自主地检测一个或多个参数，例如所使用的滤网的类型。
优选地，接触传感器是用于测量振动振幅的振动传感器，和/或用于制造颗粒的装置被设置成，为了通过距离调节机构调整转子与滤网之间的距离，转子尤其能够自动地设置成旋转和/或震荡，或者在设定的时间内持续旋转和/或震荡。
振动是指部件的高频的、交替的运动或振动。振动振幅描述了振动元件相对于正常位置以长度单位计的偏移量。
通过使用振动传感器作为接触传感器可以实现多个优点。
首先，可以因此创造将接触传感器或振动传感器布置在与待加工的材料接触的区域之外的先决条件。如此能够避免传感器的污染、损坏或损伤，实现非常高的可靠性和耐用性。
其次，振动传感器不仅能够用于转子和滤网的零距离检测，而且同时作为附加效果还用于监测生产过程或颗粒制造过程。通过这种监测，可以检测到滤网的堵塞、在待加工材料中不必要的外来物质、转轴的磨损或转子滤网的碰撞。
尤其是，为了监测可以利用振动幅度或关于例如可检测的频率或频谱的振动特性的阈值上容差和/或阈值下容差。尤其是，在设定的时间段内转子的旋转速度和/或振动速度是可调节的。
通过将所述用于制造颗粒的装置设置成，在旋转和/或振动的转子中，通过距离调节机构调节所述转子与滤网之间的距离，能够很简单地确保获得很强的一致的振动传感器信号。
尤其是，所述制造颗粒装置设置成，在通过距离调节机构对所述转子与所述滤网之间的距离进行调节时，不向所述转子供给材料。
如此可以实现目标距离的精确的设置。
优选地，振动传感器布置或固定在转子的转轴上，优选直接布置或固定在转轴上，和/或在用于制造颗粒的装置的不与块状材料或颗粒接触的区域中。
因此，所述振动传感器设置在转子的转轴上，和/或在用于制造颗粒的装置的不与块状材料或颗粒接触的区域中，不是在滤网上或在转子上或在用于装置壳体的密封件一侧的转轴上，这样能够避免污染、损坏或损伤传感器，并且能够实现非常高的可靠性和耐用性。此外，这样还使得生产过程中的特别可靠的监测成为可能。
优选地，所述距离调节机构设置为，通过所述滤网的移动或摆动，减少或增加所述转子和所述滤网之间的距离。
移动是指相对于所述转子的相对运动。摆动通常是关于特定偏心轴的旋转。
通过以下方式，即通过滤网的移动或摆动来改变距离，而不是通过转子连同转轴一起移动来改变距离，能够非常简单地实现转轴相对于加工材料进入设备壳体中的入口始终特别可靠的密封。
此外，可以因此通过用很少的努力对用于制造颗粒的装置进行改装。
可替代地或补充地，即使本实施例是较少优选的，仍然可以通过所述转子的移动来减小或增大所述转子与所述滤网之间的距离。
优选地，距离调节机构的驱动器包括步进电机和/或带有偏心的变速器。
步进电机是一种电动机，它通过给定的控制信号转动精确指定的角度范围，例如四分之一圈。因此控制信号的数目可以很简单地与转数相关联。步进电机可以是同步电动机。带有偏心的变速器可以通过具有椭圆形横截面或偏心轴承的驱动轴来实现。这样可以将电机的驱动旋转运动特别简单地转换成滤网的直线运动或摆动。
通过使用步进电机，在控制驱动器以增加所述转子与滤网之间的距离时，可以特别简单和可靠地基于驱动器上控制信号的持续时间和/或强度测出当前的距离值。
此外，步进电机也可以实现特别慢和精确地驱动运动，例如滤网的驱动。这样可以在零距离开动时防止损坏转子和滤网。
优选地，用于制造颗粒的装置包括分析器和/或数据处理器，所述分析器用于分析生成的颗粒(例如颗粒片尺寸)，并且生成至少一个分析值(例如颗粒大小)；数据处理器所述数据处理器设置成，基于至少一个分析值特别是通过所述数据处理器来控制驱动器。
通过用于分析生成的颗粒并产生至少一个分析值的分析器，可以为重新调节转子与滤网之间的距离创造先决条件。
通过数据处理器，其设置成基于至少一个分析值(例如颗粒大小)来控制驱动器，数据处理器能够在正在运行的生产过程中重新调节，以便连续地获得好的效果和生产质量。
在本发明的另一个方面，本发明涉及一种用于压实和制造颗粒的装置，具有一个或多个独立权利要求或从属权利要求的上述技术特征。
原则上，在运行时转子旋转以及可选地额外振荡。但振荡也能够满足用于制造颗粒。
在说明书背景技术、实施例附图说明和下面描述的具体实施例和技术方案以及权利要求书中描述的技术特征既可以单独也可以任意组合使用。本发明的内容并不限于说明书或权利要求中的技术特征的组合，而是所有的技术特征的组合均被视为本发明的内容。
下面，参考附图所示的实施例进一步阐述用于制造颗粒的装置，并且参照附图详细地描述实施例以及其他有益的技术方案。
附图说明：
图1示出了用于制造颗粒的装置的转子-滤网区域的详细视图。
图1示出在用于制造颗粒的装置的局部视图，其中盖板被隐藏，否则它将盖住转子1和滤网2。
图示的用于制造颗粒的装置是一种能够压实和制造颗粒的组合机器，其中粉末状的或细粒状的原材料首先通过两个压辊加工成均匀、坚固、高密度、带状的块状材料或薄片，然后经由料斗10送到转子1，所述转子挤压薄片穿过受支撑的筛网形式或打孔的特制板形式的滤网2，以获得具有所需颗粒尺寸的颗粒。尤其地，该装置为一个具有两个竖直重叠布置的滤网-转子组件的两级造粒机。
具体地，转子1设计成旋转的保持架，包括两个相对于转子旋转轴线5同轴分隔设置的转子环，所述转子环优选地具有多边形轮廓，特别是六边形轮廓。所述两个转子环通过转带9彼此连接，由此形成转子1的保持架式的结构。具体地，转带9以锐角朝向切线方向。块状材料能够通过布置在所述转子1上方的料斗10到达转子1。通过转子1的高速旋转，掉落到转子1上的块状材料通过所述转带9沿旋转方向12传送或转向并且朝着滤网2加速。由于材料进料比材料流过滤网2更快，因此在滤网2上形成一层块状材料。
一旦该层的厚度达到转子1与滤网2之间的距离13，块状材料通过转子1或者转带9被压着穿过滤网2或者带有筛孔的滤网装置。通过这种方式，在转带9上通过压碎进行预切割并传送到转子1与滤网2之间的间距或间隙中。
具体地，所述滤网2设计为U形和/或在转子旋转方向12上倾斜15°至45°，优选为30°。由此可以获得特别大的有效作用的工作表面用于制造颗粒。这样能够获得特别高的效率以及温和细小的研磨。
具体地，滤网2以围绕与转子旋转轴线5相同或至少大致相同高度的滤网旋转轴线6的方式安放。
具体地，滤网旋转轴线6和转子旋转轴线5之间的距离大于转子外径的一半与转子1与滤网2之间的目标距离的和。
具体地，滤网2在与滤网旋转轴线6相同或至少大致相同的高度具有径向的凹部，该凹部优选地集成在滤网2的滤网支撑框架11中。优选地，所述凹部具有在径向上转动成90°的U形形状，优选带有V式倾斜的侧壁。
具体地，在滤网2的U型凹部内且与转子旋转轴线5同轴地分布着偏心件15，该偏心件为可偏心地围绕偏心旋转轴7旋转的轴的形式。优选地，所述偏心件总是与至少一个侧壁直接接触，优选与滤网2的凹部的两个侧壁直接接触。
当偏心件15围绕偏心旋转轴7旋转时，通过偏心运动15，滤网围绕滤网旋转轴线6向上或向下摆动，并且所述转子1与滤网2之间的距离13将增大或减小。
所示的用于从块状材料制造颗粒的装置包括用于调整所述转子1与滤网2之间的距离13的自动的距离调节装置，该距离调节机构设置成能够将所述转子1与所述滤网2之间的距离13减小至直接接触并随后能够将所述距离13增大至预先确定的目标距离。所述块状材料可以包含粉末状固体，例如粉末，颗粒或混合物等。
具体地，该距离13在以下位置处对于上述距离调节十分重要，即当转子1以转子1的最大外径12旋转，滤网2沿转子1的方向偏转时，转子1和滤网2最初碰到一起或接触的位置。
使用能够根据控制信号旋转固定角度的步进电机作为偏心件15的驱动器，借助所述偏心件，可以通过滤网2的偏转来扩大和缩小距离13。控制信号。
振动传感器安装在壳体4内(图1中在壳体4的所示侧壁的对面上)转子1的转轴上，这样保护其免受污染和损坏。所述转轴通过与转子旋转轴线5同轴的螺丝连接件14与转子1固定连接，其中转子1的振动以很小的损失传递到所述转轴上。
具体地，设置用于测量颗粒尺寸的，即测量单个颗粒膨胀尺寸的分析器。可以通过分析器计算并输出经过多次测量得到的平均值形式的分析值。
所述距离调节机构包括中央数据处理器，它可以处理振动传感器的信号和分析器的分析值，并可以通过控制信号激活和驱动步进电机。
所述数据处理器包括具有键盘和显示器的用户接口。由此可以存储多个目标距离，并与参数(例如加工原材料)通过以下方式逻辑关联，即通过输入一个或多个参数为一定效果的颗粒制造自动选择相应的目标距离，并用作设置距离13的基础。
实际操作中，例如，用户输入当前要处理的材料并激活自动设置。然后转子1开始旋转。接下来，数据处理器将一直向步进电机发送控制信号，直到振动传感器测量到振幅，其表明基于预设阈值转子1和滤网2之间直接接触。在转子1与滤网2直接接触的时刻，振动振幅的急剧增加。这使得没有明显的时间偏移的可靠检测成为可能。
然后，步进电机立即停止并向相反方向旋转，以便再次增大转子1与滤网2之间的距离13。接下来，预定数量的控制信号发送至步进电机，其中所述预定数量的控制信号对应于所述目标距离。或者，可以将预定数量的控制信号转换成距离值，当到达目标距离时，步进电机停止。由此完成用于制造颗粒的装置的自动距离调节。此时可以开始由材料制造颗粒了。
在常规的生产过程中，数据处理器也用于根据预编程的监控算法监视振动传感器的信号，用于监测材料的堵塞乃至损坏的转子轴承。
如果使用分析器，那么在常规的生产过程中，使得数据处理器还以类似的方式监测分析值，以便必要时在驱动过程中优化转子1和滤网2之间的距离13。
Claims (10)
1.用于从块状材料制造颗粒的装置，所述块状材料包括粉末状的固体材料，如粉末、颗粒或混合物类似物，其中所述用于制造颗粒的装置包括可旋转和/或可振动的转子(1)和滤网(2)，并且所述转子(1)设置成，使得所述转子(1)能够挤压所述块状材料通过所述滤网(2)，以便能够获得与所述块状材料相比具有较小颗粒尺寸的颗粒，其特征在于，所述用于制造颗粒的装置包括用于调节所述转子(1)与滤网(2)之间的距离(13)的自动距离调节机构，所述距离调节机构设置成，使得所述转子(1)与所述滤网(2)之间的距离(13)缩小到所述转子(1)与滤网(2)直接接触，然后所述距离(13)增大到预定的目标距离。
2.根据上述权利要求所述的用于制造颗粒的装置，其特征在于，所述距离调节机构包括用于检测所述转子(1)与滤网(2)之间直接接触的接触传感器。
3.根据上述权利要求中任意一项所述的用于制造颗粒的装置，其特征在于，所述距离调节机构包括用于增大或缩小所述转子(1)与滤网(2)之间的距离(13)的驱动器，和/或用于基于接触传感器的信号来控制所述驱动器的数据处理器。
4.根据上述权利要求任意一项所述的用于制造颗粒的装置，其特征在于，数据处理器设置成，在控制驱动器以增大所述转子(1)与滤网(2)之间的距离(13)时，基于所述驱动器上的控制信号计算当前的距离值，并且利用当前的距离值控制所述驱动器。
5.根据上述权利要求中任意一项所述的用于制造颗粒的装置，其特征在于，在所述距离调节机构的数据处理器中，能够存储多个目标距离作为控制驱动器的基础，和/或所述数据处理器设置成，能够由用户输入至少一个参数至所述数据处理器中，并且所述数据处理器自主地根据输入的所述至少一个参数选择特定的目标距离，并使用它作为基础来控制所述驱动器。
6.根据权利要求2所述的用于制造颗粒的装置，其特征在于，所述接触传感器是用于测量振动振幅的振动传感器，和/或所述用于制造颗粒的装置设置成，为了调节所述转子(1)与滤网(2)之间的距离(13)，通过所述距离调节机构使所述转子(1)处于旋转(12)和/或摆动中。
7.根据上述权利要求中任意一项所述的用于制造颗粒装置，其特征在于，在所述转子(1)的转轴上布置振动传感器，和/或在所述用于制造颗粒的装置的不与所述块状材料或颗粒接触的区域中设置振动传感器。
8.根据上述权利要求任意一项所述的用于制造颗粒的装置，其特征在于，所述距离调节机构距离调节机构设置成，通过所述滤网的移动或摆动(8)来缩小或增大所述转子(1)与滤网(2)之间的距离(13)。
9.根据上述权利要求中任意一项所述的用于制造颗粒的装置，其特征在于，包括分析器，其用于分析生成的颗粒并生成至少一个分析值。
10.根据上述权利要求所述的用于制造颗粒的装置，其特征在于，数据处理器设置成，能够使用至少一个分析值作为控制驱动器的基础。
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