DE1908991U - Vorrichtung zum zufuehren eines fluessigen mediums in eine unter geringem druck stehendes gas enthaltende kammer. - Google Patents

Description

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DR. A. MENTZEL

506 REFRATH b. KOiN, den 23. November 19 64-

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PATENTANWÄLTE ιειεγοη: bensbesg 4200

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Mitchell Engineering Ltd.

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Mitchell Engineering Limited London, ¥.0.1., England,

und

Edards High Vacuum (international) Limited, Crawley, Sussex, England

Vorrichtung zum Zuführen eines flüssigen Mediums in eine ein unter geringem Druck stehendes Gas enthaltende Kammer.

Die Erfindung "betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen eines flüssigen Mediums in eine ein unter geringem Druck stehendes Gas enthaltende Kammer, insbesondere zum Gefriertrocknen.

elegrammadresse: Mepatent, Köln, Postscheckkonto: Köln 2012, Bankkonten: Kreissparkasse Köln, Zweigstelle Refrath 850, Deutsche Bank AG., Filiale Köln 120764

Durch Gefriertrocknung werden Lösungen, Emulsionen,

Schlamm, Suspensionen von festen Stoffen in Flüssigen
keit od.dgl. behandelt. Der Einfachheit halter werden all diese in der Beschreibung als " zutrocknen-des Medium" "bezeichnet.

Bei einer ununterbrochen wirkenden Gefriertrockungsvorrichtung wird das ^trocknende Medium ununterbrochen in einer unter Unterdruck stehenden, auf die Oberfläche eines sich kontinuierlich bewegenden und das gefrorene Medium wegfördernden Elementes aufgebracht. Bei einer Art dieser kontinuierlich wirkenden Gefriertrocknungsvorrichtungen erfolgt das Einbringen des Zutrocknenden Mediums durch eine Düse. Der Abstand des im Element zugewandten Endes der Düse von der Oberfläche des Elementes ist bei diesen bekannten Vorrichtungen so gewählt, daß der beim Eintritt des Mediums in die Kammer entstehende Dampf des Mediums im Bereich der Düsenöffnung einen ausreichend hohen Druck aufrechterhält, um ein Frieren des Mediums an der Öffnung zu verhindern. Dabei kann das sich kontinuierlich bewegende Element aus einer Metallscheibe bestehen, die mit einer solchen Geschwindigkeit umläuft, daß das Medium schnell von der Öffnung wegbewegt wird, die von der Rotationsachse der Scheibe abgesetzt ist. Das Element kann jedoch auch als Trommel oder als Riemen

ausgebildet sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das sich auf der Oberfläche des Elementes abgesetzte Eis in einfachster Weise von dieser abzuheben um einem unterhalb des Elementes angeordneten Abgabetriehter zuzuführen. Diese Aufgaben wird gemäß der Erfindung bei einer Gefriertrοcknungsvorrichtung der beschriebenen Art durch die Anordnung eines das auf dem Element angesetzte Eis abhebenden Schabers gelöst. Auf diese Weise wird das sich fortwährend in Bewegungsrichtung des Elementes hinter der Düse bildende Eis von dem sich kontinuierlich bewegenden Element abgehoben, so daß ein ununterbrochener Gefriertrocknungsvorgang gewährleistet ist.

Wach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann ein Teil der Düse den Schaber bilden. Um dies zu ermöglichen und den während des Kratzvorganges auftretenden Verschleiß zu vermindern, ist das der Oberfläche des Elementes zugewandte Ende der Düse gehärtet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Düse aus einem zum Durchfluß des Mediums mit einer axialen Bohrung versehenen Stab, der an einem Ende konisch in eine flache Umgebung der Auslaßöffnung übergeht, d.h. in die parallel zur Oberfläche des Elementes liegende Stirnfläche der Düse.

Weitere Merkmale der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles einer Zuführungseinrichtung für das Zutrocknende Medium für Gefriertrockner näher erläutert.

Die in der Zeichnung dargestellte Gefriertrocknungsvorrichtung umfaßt eine Yakuumkaminer 1o, die mit Evakuierungspumpen verbunden ist und die eine gekühlte Kondensatoreinheit einschließt. Während des Betriebes wird der Druck in der Kammer auf etwa o,1 mm Hg und die Temperatur des Kondensators auf etwa minus 4o° C gehalten.

In ihrer oberen Wand weist die Kammer eine Öffnung auf, die durch eine Montageplatte 11 für die Plüssigkeitszuführungseinrichtung verschlossen ist. Ein im Querschnitt kreisförmiger Dichtungsring 11a ist zwischen dieser Platte und der Wand angeordnet. An der Platte ist ein Rohr 12 befestigt, dessen eines Ende über die Platte hinausragt und eine Siopfbüchsenmutter 13 aufnimmt, die im Querschnitt kreisförmige Dichtungsringe 14, 15 umfaßt, durch die sich eine Zuführungsduse 16 hindurcherstreckt.

Die Düse 16 ist durch einen etwa 6 mm starken Stahle stab gebildet, der von einer etwa 1 mm starken Bohrung axial durchzogen ist. Das untere Ende dieses Stabes weist einen Endteil 16a auf, der üb.er einen 6° Konus in einen

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Außendurchmesser von etwa 3 mm unteren Ende des Stabes übergeht. Der Stab ist mit Außengewinde versehen und in eine Mutter 18 eingeschraubt, die das untere Ende des Rohres verschließt, und trägt in der Nähe seines oberen Endes ein Griffstück 16b, durch das ein Verstellen der Düse zum vertikalen Justieren möglich ist. Das untere Ende des Stabes ist gehärtet. Die Ausmaße der Bohrung 17 sind nicht kritisch, sie müssen jedoch so gewählt sein, daß die gewünschte Höchstmenge der !Flüssigkeit bei einer Atmosphäre Druckunterschied zu fließen vermag.

Auf das obere Ende der Düse 16 ist ein aus Gummi bestehendes Zuführungsrohr 19 aufgebracht, das mit einer über ein Gewinde verstellbaren Klemme 2o versehen ist, so daß der Durchfluß durch das Eohr 19 zur Düse 16 hin steuerbar ist. Das Rohr 19 kann von einem Flüssigkeitsbehälter, der zur Aussenluft hin geöffent ist, mit Flüssigkeit beschickt werden.

In der Kammer 1o ist ein Elektromotor angeordnet, um eine Kreisscheibe 24 anzutreiben, die aus Messing oder anderem geeigneten Werkstoff besteht. Der Durchmesser dieser Scheibe 24 kann etwa 1oo mm betragen und die Mittelachse der Düse 16 kann etwa in einer Entfernung von 38 mm vom Mittelpunkt der Scheibe liegen. Im Betrieb, d.h. bei einem Druck in der Kammer und einer Temperatur des Kondensators wie diese vorher angegeben worden sind, läuft die Scheibe mit etwa 145o Umdrehungen pro Minute um, und die Düse 16 ist

vertikal so justiert, daß ihre Spitze gerade frei über der umlaufenden Scheibe 24 liegt. Ein günstiger Wert für den Abstand zwischen der Düsenspitze und der umlaufenden Scheibe liegt in der Größenordnung von o,o25 mm» d.h. die Spitze ist si) einjustiert, daß sie gerade nicht die Scheibe berührt. Die Klemme 2o wird dann langsam geöffnet, bis der gewünschte Flüssigkeitsstrom erreicht ist.

Es hat sich gezeigt, daß mit der vorbeschriebenen Einrichtung und den besagten Arbeitsbedingungen in die Kammer kontinuierlich Flüssigkeit in Mengen von Io bis 1ooo ml pro Stunde eingebracht werden kann, ohne die Öffnung 17a der Düse zu verstopfen. Die Flüssigkeit wird schnell von der Öffnung 17a fortbewegt und friert schnell wenn sie von der Spitze der Düse entfernt ist, um eine ringförmige Eisspur zu bilden, die sich solange aufbaut, bis ihre Höhe ausreicht, um die Düsenspitze zu berühren, die dann den oberen Grad der Spur abschabt, und das abgeschabte Eis wird in kleinsten Partikeln durch die Umdrehung der Scheibe 24 von dieser heruntergeschleudert. Die Breite der Eisspur nimmt zu, sobald der Zufluß ansteigt und entspricht dem äußeren Durchmesser der Düsenspitze bei einem optimalen Zustrom.

Durch entsprechende Wahl der Abmessungen der Einzelteile und der Einstellung der Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe können andere Zuflußmengen und Partikelgrößen erreicht

werden. Bei sehr geringen Umlaufgeschwindigkeit kann Eis als ununterbrochenes Band und damit ein kontinuierlicher Auswurf erreicht werden.

Der Dampf, der beim Austritt der Flüssigkeit aus der Öffnung 17a der Düse entsteht, erzeugt in dem zwischen dem Düsenende und der Scheibe liegenden Spalt einen Bereich genügend hohen Druckes, um ein Frieren der Flüssigkeit in diesem Bereich und dadurch ein Verstopfen der Düsenöffnung zu verhindern.

Claims (2)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Zuführen eines flüssigen Mediums in eine ein unter geringem Druck stehendes Gas enthaltende Kammer, insbesondere zum Gefriertrocknen, mit einer Düse, durch die der Strahl des Mediums auf eine Oberfläche eines Elementes gerichtet wird, das sich kontinuierlich "bewegt und das aufgebrachte Medium wegfördert, wobei der Abstand des dem Element zugewandten Endes der Düse von der Oberfläche des Elementes so gewählt ist, daß der beim Eintritt des Mediums in die Kammer entstehende Dampf des Mediums im Bereich der Düsenöffnung einen ausreichend hohen Druck aufrechterhält, um ein Frieren des Mediums an der Öffnung zu verhindern, gekennzeichnet durch einen das auf dem Element angesetzte Eis abhebenden Schaber.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Düse (16) den Schaber "bildet.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Düse (16) zum Verhindern eines Verschleißes während des Kratzvorganges gehärtet ist.

4· Vorrichtung nach Anspruch 1 Ms 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Düse aus einem zum Durchfluss des Mediums mit einer axialen Bohrung (17) versehenen Stab (16) besteht, der an einem Ende konisch in eine flache Umgebung der AusflußÖffnung übergeht.