DE202008009252U1

DE202008009252U1 - Behälter für die Aufnahme von Fluiden und längliches Einbauelement für einen derartigen Behälter

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Publication number: DE202008009252U1
Application number: DE202008009252U
Authority: DE
Original assignee: THALETEC GmbH
Current assignee: THALETEC GmbH
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2018-07-11

Abstract

Behälter (10) für die Aufnahme von Fluiden,
mit einer Wandung (12), die zumindest auf der den Fluiden gegenüberliegenden Innenseite emailliert ist,
mit einem für das Fluid vorgesehenen Innenraum (13) des Behälters (10), der von der Wandung (12) gegenüber dem Außenraum (14) getrennt ist,
mit Öffnungen (20) in der Wandung (12), die zur Befestigung von Einbauelementen (30) und/oder als Zufuhr- und/oder Entnahmeöffnungen ausgebildet sind,
mit einem oder mehreren länglichen Einbauelementen (30), die an jeweils einer der Öffnungen (20) in der Wandung (12) anbringbar sind,
bei dem der oder die Einbauelemente (30) einen Körper besitzen, der mindestens eine Durchgangsbohrung (33) besitzt,
bei dem die mindestens eine Durchgangsbohrung (33) im befestigten Zustand des Einbauelementes (30) an der Wandung (12) einerseits über die Öffnung (20) mit dem Außenraum (14) außerhalb der Wandung (12) in Verbindung steht,
bei dem die mindestens eine Durchgangsbohrung (33) im befestigten Zustand des...

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter für die Aufnahme von Fluiden, mit einer Wandung, die zumindest auf der den Fluiden gegenüberliegenden Innenseite emailliert ist, mit einem für das Fluid vorgesehenen Innenraum des Behälters, der von der Wandung gegenüber dem Außenraum getrennt ist, mit Öffnungen in der Wandung, die zur Befestigung von Einbauelementen und/oder als Zufuhr- und/oder Entnahmeöffnungen ausgebildet sind, mit einem oder mehreren länglichen Einbauelementen, die an jeweils einer der Öffnungen in der Wandung anbringbar sind, mit einer Wandung, die zumindest auf der den Fluiden gegenüberliegenden Innenseite emailliert ist, mit einem für das Fluid vorgesehenen Innenraum des Behälters, der von der Wandung gegenüber dem Außenraum getrennt ist, mit Öffnungen in der Wandung, die zur Befestigung von Einbauelementen und/oder als Zufuhr- und/oder Entnahmeöffnungen ausgebildet sind, mit einem oder mehreren länglichen Einbauelementen, die an jeweils einer der Öffnungen in der Wandung anbringbar sind.
Die Erfindung betrifft außerdem ein längliches Einbauelement für einen derartigen Behälter.
Im Apparatebau besteht ein Bedarf an Behältern für Fluide. Diese Fluide sind insbesondere Flüssigkeiten, in und mit denen chemische und pharmazeutische Vorgänge und Reaktionen ablaufen. Sie werden daher auch als Reaktoren bezeichnet. Vor und während der chemischen und pharmazeutischen Vorgänge können diese Flüssigkeiten hohen Temperaturen ausgesetzt sein. Es kann sich auch um sehr aggressive Fluide handeln.
Es hat sich daher sehr bewährt, diese Behälter auf der Innenseite zu emaillieren. Eine emaillierte Innenwandung von derartigen Behältern kann weitestgehend allen chemischen und thermischen Anforderungen genügen.
Besonders wünschenswert ist es an sich, die Emaillebeschichtung der Innenwandung dieser Behälter möglichst ununterbrochen und ohne Durchbrüche zu gestalten, da derartige Durchbrüche eine Schwachstelle sind und jeweils dafür gesorgt werden muss, dass auch die dort vorhandenen Übergänge und Austritte der Emaillebeschichtung dann entsprechend geschützt sind.
Andererseits besteht ein Bedürfnis für eine möglichst hohe Anzahl derartiger Durchbrüche. So ist es natürlich erforderlich, dass zum Einen die Fluide in den Behälter eingefüllt und entnommen werden können. Außerdem wird es vielfach während der ablaufenden Reaktionen gewünscht, zusätzliche Bestandteile oder weitere Fluide hinzuzugeben oder aber auch Proben zu entnehmen.
Ferner sind in den Behältern auch Rühreinrichtungen vorgesehen, um die vorhandenen Fluide zu durchmischen und zu bewegen. Außerdem ist es gewünscht, wenn in den Behältern Messinstrumente vorgesehen sein können, die beispielsweise die Temperatur oder andere Daten aufnehmen und während der laufenden Reaktionen nach außen übermitteln können. Um diese Messinstrumente bis in das Behälterinnere ragen zu lassen, muss die Behälterwandung Durchbrüche oder Befestigungsmöglichkeiten für die Messinstrumente vorsehen, wie dies beispielsweise die EP 1 156 312 B1 in den 1 und 2 zeigt.
Schließlich müssen innerhalb der Behälter sogenannte Stromstörer und Leitbleche, vielfach als Baffles bezeichnet, angeordnet werden können, um die von den Rühreinrichtungen erzeugte Bewegung der Fluide zusätzlich zu beeinflussen, beispielsweise um eine reine Rotation der gesamten Fluidmenge im Behälter durch den Rührer in eine echte Durchmischung der Fluide und eine Vermengung der Bestandteile und Reaktionsprodukte miteinander zu bewirken.
Derartige Stromstörer sind flächenartige Bleche, die sich im Inneren des Behälters befinden und eine Form besitzen, die ihren Einbau erleichtern soll und gleichzeitig ein möglichst effektives Durchmischen des Fluides im Behälter gewährleisten. Sie sind beispielsweise aus der WO 2004/073847 A1 bekannt. Bekannt ist aus der EP 0 983 789 B1 und der DE 699 09 386 T2 auch ein Stromstörer in Form einer konkaven Ablenkplatte, die einen C-förmigen Querschnitt aufweist und vertikal durch das Innere des Rührbehälters verläuft. Dieser Stromstörer endet in einer Flanschplatte. Auch diese Stromstörer müssen in geeigneter Form an der Innenwandung von derartigen Behältern oder Reaktoren befestigt werden. Möchte man diese Stromstörer nicht von vorneherein in kostspieliger Form bei der Herstellung des Behälters mit integrieren und sich demzufolge auch auf ihre Form und Abmessungen sowie ihre Zahl festlegen, so müssen Befestigungspunkte in Form von Behälterstutzen vorgesehen werden, um diese Stromstörer oder Leitbleche an der Innenwandung des Behälters zu montieren.
Im Falle der EP 0 983 789 B1 wird der Stromstörer von außen durch die Behälteröffnung in das Behälterinnere eingeführt und dann die Flanschplatte außen auf einem Behälterstutzen befestigt. Für jeden Stromstörer muss dabei jeweils ein Behälterstutzen vorgesehen werden, der dann durch den entsprechenden Stromstörer belegt wird.
Aus diesem Grund werden die Behälter von vornherein mit einer entsprechenden Zahl an Durchbrüchen und Behälter- oder Tankstutzen versehen, in englischsprachigen Texten meist als Nozzles bezeichnet. Diese Behälter- oder Tankstutzen können dann in der Vorfertigung bereits optimal bei der Emaillierung berücksichtigt werden. Ihre Zahl, Größe und Anordnung wird auf bestimmte anzunehmende Verwendungsszenarien des herzustellenden Behälters ausgelegt. Sie berücksichtigen also, welche Einbauten, Messgeräte, Zufuhreinrichtungen etc. wahrscheinlich für den gerade herzustellenden Behälter bei seiner voraussichtlichen Benutzungsart benötigt werden.
Um die Möglichkeiten bei Stromstörern gemäß der EP 0 983 789 B1 zu erweitern, ist zusätzlich schon die Idee praktiziert worden, durch die Flanschplatte im Zentrum ein Loch hindurch zu führen, also den Innenraum des „C-förmigen Querschnittes mit dem Außenraum außerhalb des Behälters in Verbindung zu setzen und auf diese Weise einen zusätzlichen Zugang zu schaffen. Man kann dann in den Innenraum in den C-förmigen Querschnitt hinein nachträglich noch eine weitere Substanz hinzuführen.
Diese Möglichkeit ist allerdings sehr begrenzt, zumal derartige Stromstörer nicht für alle Anwendungsfälle einsetzbar sind.
Als Alternative wird in der DE 10 2006 045 707 A1 vorgeschlagen, die Innenwandung eines derartigen Behälters mit einer Vielzahl von Stützelementen auszurüsten, die an den Innenflächen des Behälters einstückig montiert und so bereits werksseitig emailliert oder beschichtet werden können. Es kann dann an den jeweiligen Stützelementen eine entsprechende Zusatzeinrichtung wie etwa ein Stromstörer oder ein Messinstrument befestigt werden. Zur Montage dieser Stützelemente kann an der Innenwandung wiederum ein Durchbruch vorgesehen werden oder alternativ, es erfolgt wiederum eine Festlegung auf einen bestimmten Verwendungszweck durch eine spezielle Anordnung derartiger Stützelemente.
Es muss vermieden werden, die Anzahl dieser Behälter- oder Tankstutzen oder Durchbrüche durch die emaillierte Behälterwandlung zu hoch zu gestalten, da jeder dieser Durchbrüche natürlich kostenintensiv ist und außerdem im Laufe eines durchaus längeren Nutzungszeitraumes eines Behälters auch einen Ansatzpunkt für Beschädigungen darstellt, insbesondere wenn berücksichtigt wird, dass die Fluide in den Behältern und Tanks auch unter erheblichem Druck stehen können.
Aus der EP 1 475 144 A2 ist daher sogar ein Ansatz bekannt, bei dem ein emaillierter Rührkessel zweiteilig mit einem abnehmbaren Deckel ausgerüstet wird, so dass in den ringförmigem Bereich zwischen dem Deckel und dem unteren Behälter ein ringförmiges Befestigungselement einfügbar ist, das als Halterung für einen Stromstörer dienen kann beziehungsweise einstückig mit einem solchen Stromstörer ausgerüstet ist. Dieses Konzept erfordert allerdings, dass von vorneherein ein solcher Behälter zweistückig aufgebaut ist und legt auch im Übrigen den konstruktiven Aufbau mit und ohne Stromstörer weitgehend fest, was vielfach unerwünscht ist. Bei einstückigen emaillierten Behältern ist der Einsatz eines solchen Stromstörers nicht möglich und es ist daher weiterhin erforderlich, in diesem Falle entsprechende Behälter- oder Tankstutzen vorzusehen.
Neben Stromstörern müssen auch eine ganze Reihe weiterer länglicher Elemente in den Behälter eingeführt werden, und zwar von Fall zu Fall in unterschiedlicher Zahl und in unterschiedlicher Zusammensetzung. Neben Stromstörern kann es sich um Tauchrohre, Thermorohre, Messsondenträger, Probeentnahmerohre und um Kombinationsbauteile aus derartigen Einbauelementen handeln, die also Eigenschaften von Stromstörern, Tauchrohren, Messsondenträgern und dergleichen besitzen.
Andererseits ist es erforderlich, die Anzahl dieser Behälter- oder Tankstutzen nicht zu gering anzusetzen. Stellt sich während der Benutzung heraus, dass ein bestimmtes Messgerät nicht mehr im Tank angeordnet werden kann oder die Zuführung bestimmter später zuzusetzender Fluide auf Grund fehlender Tankstutzen nicht möglich ist, kann der gesamte Behälter für einen bestimmten Einsatzzweck nicht genutzt werden, denn es besteht keine Möglichkeit, nachträglich auf einfache Weise die Zahl oder die Anordnung von derartigen Durchbrüchen, Tank- oder Behälterstutzen zu ändern beziehungsweise zu vergrößern. Jede derartige mechanische Veränderung der Behälterwandung fordert zwingend eine anschließende vollständige Neuemaillierung der Innenwandung des Behälters.
Besonders problematisch wird dies dadurch, dass bei einigen Einsatzzwecken einer oder mehrere der Stromstörer oder Leitbleche beziehungsweise Baffles eingesetzt werden müssen, während dies bei anderen Einsatzzwecken des gleichen Behälters nicht oder in anderer Form gewünscht wird. Jeder dieser Stromstörer benötigt einen Befestigungspunkt an der Innenwand des Behälters und besetzt dadurch automatisch einen der Durchbrüche beziehungsweise Behälterstutzen, die vorgesehen sind.
Da dieses Problem häufig auftritt, besteht der ständige und bisher nicht erfüllbare Wunsch der Benutzer der Behälter, nachträglich weitere Behälterstutzen oder Durchbrüche anzubringen, um den Verwendungszweck eines vorhandenen Behälters zu erweitern. Zugleich besteht der Wunsch die Zahl der Durchbrüche gering zu halten, um die Kosten für einen neuen Behälter gering zu halten und gleichzeitig die zu erwartende Benutzungs- und Lebensdauer des Behälters möglichst groß anzusetzen, außerdem sollte man nicht auf die Form von Stromstörern mit einem „C"-förmigen Querschnitt wie in der EP 09 83 789 B1 beschrieben eingeschränkt sein.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Konzeption vorzuschlagen, die eine größere Variabilität bei emaillierten Behältern hinsichtlich derartiger Durchbrüche und Behälterstutzen schafft.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Behälter für die Aufnahme von Fluiden, mit einer Wandung, die zumindest auf der den Fluiden gegenüberliegenden Innenseite emailliert ist, mit einem für das Fluid vorgesehenen Innenraum des Behälters, der von der Wandung gegenüber dem Außenraum getrennt ist, mit Öffnungen in der Wandung, die zur Befestigung von Einbauelementen und/oder als Zufuhr- und/oder Entnahmeöffnungen ausgebildet sind, mit einem oder mehreren länglichen Einbauelementen, die an jeweils einer der Öffnungen in der Wandung anbringbar sind, bei dem der oder die Einbauelemente einen Körper besitzen, der mindestens eine Durchgangsbohrung besitzt, bei dem die mindestens eine Durchgangsbohrung im befestigten Zustand des Einbauelementes an der Wandung einerseits über die Öffnung mit dem Außenraum außerhalb der Wandung in Verbindung steht, bei dem die mindestens eine Durchgangsbohrung im befestigten Zustand des Einbauelements an der Wandung andererseits mit dem für die Fluide vorgesehenen Innenraum des Behälters in Verbindung steht, bei dem der Querschnitt des länglichen und in den Innenraum des Behälters ragenden Elements benachbart zur Wandung halbmondförmig ausgebildet ist, bei dem ein konkaver Bereich dieses halbmondförmigen Querschnittes der mindestens einer Durchgangsbohrung benachbart ist, bei dem ein konvexer Bereich dieses halbmondförmigen Querschnittes die von den Durchgangsbohrungen abgewandte Seite des Querschnittes bildet, und bei dem der Querschnitt des Stromstörelements nicht konstant ist, sondern von der halbmondförmigen Form in eine insgesamt kreisförmige oder ovale Form übergeht.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das oder die länglichen Einbauelemente Stromstörer sind und/oder die Aufgabe eines Stromstörers übernehmen.
Bei einem gattungsgemäßen Einbauelement wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Einbauelement einen Körper besitzt, der eine oder mehrere Durchgangsbohrungen besitzt, dass die Durchgangsbohrungen im befestigten Zustand des Einbauelements an der Wandung einerseits über die Öffnung mit dem Außenraum außerhalb der Wandung in Verbindung stehen, und dass die Durchgangsbohrungen in diesem Zustand andererseits mit dem für die Fluide vorgesehenen Innenraum des Behälters in Verbindung stehen.
Mit einer derartigen Konzeption wird es möglich, dass bei einer bestimmten Benutzungsform die an sich durch beispielsweise einen Stromstörer blockierten Durchbrüche oder Behälterstutzen für eine zweite Einsatzmöglichkeit doch nutzbar werden. Dabei kann der eingesetzte Stromstörer den angestrebten Mischungs- und Vermengungseffekt des Fluides in ungeminderter und genau angestrebter Form durchführen, also seiner Aufgabe vollständig und in unveränderter Form nachkommen.
Gleichwohl wird nunmehr die vorhandene und durch den Stromstörer an sich besetzte Durchbrechungsöffnung in der Wandung des emaillierten Behälters für einen weiteren Einsatzzweck zugänglich.
In der Praxis geschieht dies dadurch, dass ein speziell konzipierter Stromstörer mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Form eingesetzt wird. Dieser Stromstörer (Baffle) sorgt dafür, dass nicht nur er selbst wie auch ein herkömmlicher Stromstörer an der Durchbrechungsöffnung an der Wandung des Behälters befestigt ist, sondern er gibt zusätzlich einen Durchbruch durch sich selbst frei, der auf die Durchbrechungsöffnung in der Innenwandung ausgerichtet ist und die daher für beispielsweise das nachträgliche Einfüllen eines zusätzlichen Fluides zur Verfügung steht.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ermöglicht es, einen Stromstörer in den Behälter einzuführen, der nicht die Querschnittsform eines „C" besitzt. Trotzdem schafft er einen zusätzlichen Zugang. Es wird also ein zusätzlicher Anschluss realisiert, bei dem der Stromstörer oder das sonstige insgesamt längliche Einbauteile eine Form besitzt, die in seinem unteren, von der Behälterwandung entfernten Abschnitt genauso ausgebildet ist, wie der Fachmann sich dies wünscht. Sie ist also nicht im Querschnitt „C"-förmig, sondern eher flach und geht nur unmittelbar benachbart an der Flanschplatte in eine konkave Form über.
Es ist also möglich, einen Stromstörer oder ein Einbauelement mit der Erfindung zu gestalten, dessen strömungstechnisches Verhalten gleichwertig zu herkömmlichen Stromstörern mit flachen Querschnitt ist, gleichwohl aber die Möglichkeit einer Zuführung weiterer Fluide bietet.
Dieses bietet beispielsweise dann Vorteile, wenn in dem Behälter sogenannte validierte Rührprozesse stattfinden sollen. Dies sind Rührprozesse, bei denen hoch präzise vorherbestimmte und vorgegebene Eigenschaften entstehen müssen. In solchen Fällen kann eine Änderung an einem Verfahrensschritt, beispielsweise eine andere Form des Rührens und Mischens verschiedener Fluide während einer Reaktion, dazu führen, dass sich das Rührergebnis verändert. Es müsste dann sichergestellt werden, dass diese Änderungen nicht relevant sind und die Qualität und die Eigenschaften des in dem Behälter entstehenden Produktes nicht beeinflusst werden. Solche Anforderungen werden von Behörden in verschiedenen Ländern erhoben, die sicherstellen wollen, dass in dem Behälter hergestellte Wirkstoffe eine stets konstante Qualität und ein konstantes Eigenschaftsprofil aufweisen.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist es bevorzugt, wenn der Körper des Stromstörers eine Flanschplatte besitzt, die flächig an der Wandung des Behälters befestigbar ist und die Durchgangsbohrungen aufweist, und wenn der Körper des Stromstörers außerdem ein von der Flanschplatte ausgehendes, länglich erstrecktes Stromstörelement aufweist, das so an der Flanschplatte angeordnet ist, dass die Durchgangsbohrungen nicht verdeckt werden.
Ein derartiges Flanschelement ermöglicht eine Befestigung des gesamten Stromstörers an der Wandung. Dabei kann das Flanschelement je nach Ausführungsform von innen an die Wandung angelegt und auf die vorhandene Öffnung in der Wandung ausgerichtet werden, wobei eine Befestigung durch diese Öffnung hindurch in geeigneter Form erfolgt und das Flanschelement an der gewünschten Position hält.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird man genau eine Durchgangsbohrung durch das Flanschelement vorsehen. Diese eine Durchgangsbohrung wird man dabei besonders bevorzugt leicht außermittig, also exzentrisch, anordnen.
In anderen Ausführungsformen wird man zwei oder drei Durchgangsbohrungen vorsehen. Dies ist dann der Fall, wenn für dieses spezielle Einbauelement bestimmte zusätzliche Einbauelemente vorgesehen werden, die mit der dann geringeren Durchgangsfläche durch dieses Flanschelement für jede Durchgangsbohrung ausgerüstet sind.
Besonders bevorzugt ist es jedoch in einer Ausführungsform, wenn nur genau eine Durchgangsbohrung vorgesehen ist. Die Durchgangsbohrung durch das Flanschelement ist dann kleiner als die Öffnung in der Wandung des Behälters und steht für den Anschluss von Rohrleitungen für das Zuführen zusätzlicher Fluide oder beispielsweise auch für das Absaugen von Proben oder andere Möglichkeiten zur Verfügung.
Sie kann als etwa halbkreisförmige Durchgangsbohrung durch das Flanschelement in dem Bereich angeordnet werden, in dem behälterseitig das längliche Stromstörelement ansetzt.
Das bedeutet, dass trotz der Anbringung eines Stromstörers eine nur geringfügig eingeschränkte Nutzbarkeit der vorhandenen Öffnung für andere Zwecke verbleibt.
Bevorzugt ist allerdings eine Ausführungsform, bei der das Flanschelement von außen auf einen Behälterstutzen aufgelegt und mit diesem verschraubt wird. Das längliche Einbauelement, insbesondere also der Stromstörer wird hier durch die Öffnung in der Behälterwandung in das Behälterinnere eingeführt, während das Flanschelement außerhalb des Behälters verbleibt und somit in dem nicht korrosiven und nicht aggressiven Bereich des Behälters an der Behälterwandung von außen befestigt werden kann.
Zwischen dem Behälterstutzen und der Flanschplatte kann zusätzlich auch eine Dichtung vorgesehen werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Querschnitt des länglich erstreckten und in den Innenraum des Behälters ragenden Stromstörelementes in dem an die Flanschplatte anschließenden Bereich halbmondförmig ausgebildet ist, wobei ein konkaver Bereich dieses Querschnittes der Durchgangsbohrung benachbart und ein konvexer Bereich dieses Querschnittes, die von der Durchgangsbohrung abgewandte Seite des Querschnittes bildet.
Dabei ist die Durchgangsbohrung selbst mit einem etwa halbkreisförmigen Querschnitt ausgestattet, der genau in diesen durch die konkave Form ausgesparten Bereich des Stromstörelements hineinläuft.
Der Stromstörer besteht neben dem Flanschelement insbesondere aus dem eigentlichen Stromstörelement, das die übliche Aufgabe des Stromstörers gewährleistet. Es handelt sich um ein länglich erstrecktes und in den Innenraum hineinragendes, im Allgemeinen etwa rohrförmiges Element. Im Regelfall wird das rohrförmige Element zusammen mit dem Flanschelement so aufgebaut sein, dass es im befestigten Zustand vertikal innerhalb des Innenraums des Behälters ausgerichtet ist.
In einer Ausführungsform läuft zentral durch das Stromstörelement ein Kanal, der an eine zweite, in diesem Fall zentrale Durchgangsbohrung durch das Flanschelement anschließt und so eine getrennt gesteuerte Zufuhr eines weiteren Mediums erlaubt.
Dadurch, dass der Querschnitt dieses Stromstörelementes in dem Bereich, wo er von der Flanschplatte aufragt, etwa halbmondförmig ist, besteht die Möglichkeit die erste Durchgangsbohrung durch die Flanschplatte frei in den Innenraum des Behälters mit den Fluiden auslaufen zu lassen. Der Stromstörer behindert dann den Zugang von zugeführten Fluiden durch diese Durchgangsbohrung in die bereits vorhandenen Fluide im Behälter nicht.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn der Querschnitt des Stromstörelements nicht konstant ist, sondern von der an die Flanschplatte angrenzenden Form in eine insgesamt konvexe Form übergeht.
Diese konvexe Form ist bevorzugt ein langerstrecktes Oval, ähnlich einem flach gedrückten Rohr.
Der Übergang von der Flanschplatte und der dort halbmondförmigen, der Durchgangsbohrung ausweichenden Form des Ansatzes des länglich nach unten erstreckten Bereiches zu der konvexen, insbesondere langgestreckt ovalen Form ist sehr rasch. Bereits oberhalb der für eine maximale Füllung des Fluides in dem Behälter vorgesehenen Höhe wird die konvexe Form erreicht. In das Fluid hinein erstreckt sich dann also bereits die konvexe Form.
Dadurch nimmt das langerstreckte, in den Innenraum des Behälters ragende Stromstörelement in dem von der Flanschplatte abgewandten Bereich eine Form an, die etwa an einen Biberschwanz erinnert.
Abhängig von der Größe des Flanschelementes können Durchbrechungsöffnungen von einer bestimmten Größe optimal mit einem derartigen Stromstörer bestückt werden. Unterschiedliche Durchmesser der Durchbrüche können durch unterschiedlich ausgebildete Stromstörer berücksichtigt werden.
Die erfindungsgemäßen Stromstörer sind für alle Arten von emaillierten Behältern und Reaktoren oder Rührapparaten geeignet, also für kleinere Behälter von etwa 630 Litern bis hin zu großen Behältern von etwa 16000 Litern, was gängigen Größen in der chemischen Industrie entspricht. Sie wären aber auch für noch größere oder kleinere Behälter entsprechend einsetzbar.
Praktisch gesprochen wird ein Durchbruch durch den Stromstörer für Verfahrenszwecke befreit oder anders ausgedrückt, eine weitere Durchbruchsöffnung wird gewissermaßen künstlich dadurch hinzugefügt, dass eine Mehrfachverwendung einer vorhandenen Durchbruchsöffnung möglich wird.
Der erfindungsgemäße Stromstörer kann auch zugleich mit Temperatursensoren ausgerüstet werden. Der Stromstörer wird zweckmäßig seinerseits emailliert, um den thermischen und chemischen Belastungen durch das Fluid Wiederstehen zu können. Die Temperatursensoren können dann beispielsweise in die Emaillierung mit eingeschmolzen werden. Denkbar ist natürlich auch eine eingesteckte Version.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Schnitts durch einen erfindungsgemäßen Behälter mit einem erfindungsgemäßen Stromstörer,
2 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stromstörers,
3 eine perspektivische Darstellung eines Stromstörers aus 2 im vergrößerten Ausschnitt;
4 eine Darstellung eines Stromstörers aus 2 von der Seite;
5 eine Darstellung eines Stromstörers aus 2 im Schnitt;
6 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromstörers;
7 einen Schnitt durch die Ausführungsform aus 6;
8 eine perspektivische Darstellung auf die Ausführungsform aus 6;
9 vergrößerte Darstellungen von Abschnitten aus der 8; und
10 zwei Querschnittdarstellungen der Ausführungsform aus 6.
Der in der 1 dargestellte Behälter 10 ist bevorzugt zylindrisch um eine Mittelachse und besitzt eine Wandung 12. Der Behälter hat einen Innenraum 13, der zur Aufnahme von Fluiden vorgesehen ist. Die Wandung 12 umgibt den Innenraum 13 und trennt diesen von einem Außenraum 14, also der Umgebung des Behälters 10.
Die in dem Behälter 10 aufzunehmenden und nicht dargestellten Fluide können in diesem Behälter reagieren. Der Behälter 10 aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann daher auch als Reaktor bezeichnet werden. Die Wandung 12 ist auf der Innenseite der Wandung 12 emailliert, so dass auch aggressive und/oder auf hoher Temperatur befindliche Fluide die Wandung 12 des Behälters 10 nicht angreifen.
Die Fluide können auch eine Mischung sein. Die in den Fluiden ablaufende Reaktion kann auch weitere, durch die Reaktion entstehende Fluide ergeben. Auch Reaktionsprodukte, pulverförmige Zusätze und dergleichen können sich im Innenraum 13 des Behälters 10 befinden.
Um die Fluide in dem Innenraum 13 zu durchmischen und so die Reaktion zu fördern ist außerdem ein Rührer 16 vorgesehen. Dieser Rührer 16 wird durch die Wandung 12 von oben durch eine Öffnung 20 in den Innenraum 13 des Behälters 10 eingeführt.
Weitere Öffnungen 20 in der Wandung 12 des Behälters 10 sind vorgesehen, um dort sofern gewünscht während der Reaktion in dem Innenraum 13 des Behälters 10 zusätzliche Fluide oder andere Substanzen (Pulver, Festkörper) oder auch gasförmige Substanzen zuzugeben oder zu entnehmen. Die Öffnungen 20 können auch dazu dienen, etwa Einbauelemente 30 durch die Wandung 12 in den Innenraum 13 des Behälters 10 einzuführen. Diese Einbauelemente 30 können Messelemente etwa für Temperatur- oder Druckmessungen oder die Messungen anderer Größen darstellen; weitere Einbauelemente 30 sind etwa auch Entnahmegeräte, mit denen Proben der Fluide im Innenraum 13 des Behälters 10 genommen und aus dem Innenraum 13 durch die Wandung 12 heraus in den Außenraum 14 für weitere Untersuchungen gebracht werden können.
Insbesondere aber können solche Einbauelemente 30 auch Stromstörer sein. Solche Stromstörer, die auch als Leitbleche oder Baffles bezeichnet werden, unterstützen die durch Mischung der Fluide im Innenraum 13 des Behälters 10.
Würde lediglich der Rührer 16 die Fluide in Bewegung setzen, so würde sich die Fluidmenge im Innenraum 13 des Behälters 10 insgesamt in eine kreisförmige Bewegung um die Mittelachse des üblicherweise zylindrischen Behälters 10 setzen, wodurch es noch nicht zu einer hinreichenden oder gewünschten Durchmischung der Fluide selbst kommt. Die Relativanordnung der einzelnen Fluidmoleküle bliebe im Wesentlichen unverändert.
Durch Stromstörer 30, also eine Art eingebauter Hindernisse im Innenraum 13 des Behälters 10, wird die konzentrische Strömung der Fluide um die Mittelachse des Behälters 10, die zugleich die Achse des Rührers 16 ist, gestört und so eine Durchmischung durch Wirbelung und Vermengung der Fluidpartikel bewirkt.
Ein derartiger Stromstörer 30 ist in der 1 angedeutet.
In der 2 sieht man den Stromstörer 30 vergrößert. Er besteht im Wesentlichen aus dem eigentlichen Stromstörelement 31, das sich von einer Flanschplatte 32 erstreckt. Die Flanschplatte ist eine in erster Linie scheibenförmige, kreisförmige Platte, von der das Stromstörelement beispielsweise senkrecht oder in einem Winkel von meistens mehr als 45° abzweigt. Dieses Stromstörelement ist wesentlich länger als der Durchmesser der Flanschplatte 32 beträgt. Das Stromstörelement 31 kann fast so lang sein, wie der Behälter 10 hoch ist. Im Allgemeinen werden die Stromstörelemente 31 etwa parallel zur Mittelachse des Behälters 10 und Achse des Rührers 16 im Behälter 10 angeordnet.
Durch die Flanschplatte 32 hindurch führt eine Durchgangsbohrung 33. Diese Durchgangsbohrung 33 muss nicht zentral in der Mitte der Flanschplatte 32 angeordnet sein, sondern wird eher exzentrisch angeordnet sein. Sie wird sich jedoch im Regelfall im mittleren Bereich befinden. Die Durchgangsbohrung ist dabei so angeordnet, dass sie von dem Stromstörelement 31 nicht verdeckt wird, dass von der einen Seite der Flanschplatte 32 aufragt beziehungsweise auf der einen Seite befestigt ist.
Nicht dargestellt ist eine Ausführungsform, bei der zwei oder drei oder noch mehr Durchgangsbohrungen 33 durch die Flanschplatte 32 vorgesehen sind.
Man sieht in der 3 in stark vergrößerter Darstellung von der Seite des Stromstörelements 31 in Richtung der Flanschplatte 32. Man kann in der 3 daher gut die Durchgangsbohrung 33 durch die Flanschplatte 32 erkennen, wobei sich die Durchgangsbohrung 33 knapp neben dem Bereich befindet, in dem das Stromstörelement 31 auf der Flanschplatte 32 aufsteht.
In der 3 gut zu erkennen ist ein konkaver Bereich 36 des Querschnitts des Stromstörelements 31 benachbart zum Flanschelement 32. Dieser konkave Bereich 36 steht mit der Durchgangsbohrung 33 in Verbindung. Fluid oder Pulver, das in den Zugang zur Durchgangsbohrung 33 gegeben wird, tritt dann auf der dem Betrachter zugewandten Seite der Flanschplatte 32 in diesen konkaven Bereich ein und gelangt somit (vergleiche 1) in den Innenraum 13 des Behälters 10.
Der konkave Bereich 36 wirkt wie eine an die Durchgangsbohrung 33 anschließende Mulde im Stromstörelement 31, die dann sanft, jedoch relativ rasch eingeebnet wird und in einen konvexen Bereich 37 des Querschnitts des Stromstörelements übergeht.
In der 4 ist das Einbauelement 30 mit dem Stromstörelement 31 von der Seite dargestellt. In dieser Draufsicht sieht man die Flanschplatte 32 und den Zugang zur Durchgangsbohrung 33, die Ausbildung der konkaven und konvexen Bereiche 36, 37 ist jedoch nicht zu erkennen.
In der 5 kann man erkennen, dass das Stromstörelement 31 benachbart zur Flanschplatte 32 so ausgebildet ist, dass es im Querschnitt etwa halbmondförmig ist. Der konkave Bereich 36 des Querschnittes umgibt dabei die Durchgangsbohrung 33, während der konvexe Bereich 37 des Querschnittes auf der von der Durchgangsbohrung 33 abgewandten Seite des Stromstörelementes 31 zu sehen ist.
Der Stromstörer 30 aus den 2 bis 5 wird nun an einer passenden Öffnung 20 in der Wandung 12 des Behälters 10 befestigt. Dabei wird die Durchgangsbohrung 33 so gelegt, dass sie den Außenraum 14 des Behälters mit dem Innenraum 13 des Behälters 10 verbindet. Das bedeutet, dass trotz der Montage des Stromstörers beziehungsweise Einbauelements 30 in der Öffnung 20 in der Wandung 12 nach wie vor Fluide durch die Öffnung 20 aus dem Außenraum 14 in den Innenraum 13 des Behälters 10 einführen lassen, nämlich durch die nach wie vor freie Durchgangsbohrung 33 durch die Flanschplatte 32 hindurch. Die Flanschplatte 32 dient dabei zur Befestigung des Stromstörers 30 an der Wandung 12.
In der 6 sieht man schematisch eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromstörers 30. Man sieht auch hier eine Flanschplatte 32, die in einem Behälter 10 im Bereich der Wandung 12 in einer Öffnung 20 angebracht werden könnte.
Angedeutet ist im Stromstörelement 31 eine zweite oder weitere Durchgangsbohrung 34.
In der 7 kann man im Schnitt erkennen, dass das Einbauelement 30 zwei Durchgangsbohrungen 33 und 34 besitzt. Die erste Durchgangsbohrung 33 entspricht der aus den Ausführungsformen in den 2 bis 5. Sie ist in der 7 auf der rechte Seite zu erkennen und führt durch die Flanschplatte 32 in den konkaven Bereich 36 des Querschnitts des Stromstörelements 31.
Anders als bei der Ausführungsform in den 2 bis 5 sieht man jedoch die zweite Durchgangsbohrung 34, die sich durch die gesamte Länge des Stromstörelementes 31 hindurch zieht. Diese zweite Durchgangsbohrung 34 wirkt also gewissermaßen nach Art eines Tauchrohrs. Es kann also ein Zuschlagstoff von außerhalb des Behälters 10 in die Durchgangsbohrung 34 eingegeben werden und durchläuft dann das komplette Einbauelement 30 bis zum anderen Ende des Stromstörelementes 31, welches sich üblicherweise bereits im Fluid im Innenraum 13 des Behälters 10 befindet.
Es ist jetzt also möglich, zwei Durchgangsbohrungen 33, 34 getrennt anzusteuern, von denen eine Durchgangsbohrung 33 gleich hinter der Flanschplatte 32 endet, während die zweite Durchgangsbohrung 34 erst im Bereich des Fluids endet.
In der 8 ist perspektivisch das Einbauelement 30 dargestellt. Man sieht rechts im Bild die beiden Öffnungen der Durchgangsbohrungen 33 und 34, die sich außerhalb des Behälters 10 befinden. Beide Durchgangsbohrungen 33 und 34 ragen dann durch die Flanschplatte 32.
Man sieht dabei wiederum, dass die erste Durchgangsbohrung 33 in den konkaven Bereich 36 einmündet.
Die zweite Durchgangsbohrung 34 tritt erst wieder am Ende des Stromstörelementes 31 in den Sichtbereich ein, da sie sich durch das komplette Stromstörelement 31 längs hindurch zieht.
Die Bereiche um die Flanschplatte 32 einerseits und das Ende des Stromstörelements 31 mit dem Austritt der zweiten Durchgangsbohrung 34 andererseits sind nochmals vergrößert in der 9 dargestellt.
Die 10 schließlich zeigt Schnitte des Stromstörelementes 31 im Bereich der Linien B-B beziehungsweise C-C aus der 6. Man sieht bei dem ersten Schnitt B-B zwei Durchgangsbohrungen 33 und 34, von denen die eine Rand nah dargestellt ist, da sie sich bereits geöffnet zur Umgebung präsentiert.
Die andere Durchgangsbohrung 34 ist in der Darstellung C-C dann die einzige Durchgangsbohrung, die zu erkennen ist.

10: Behälter
12: Wandung
13: Innenraum des Behälters
14: Außenraum
16: Rührer
20: Öffnungen in der Wandung
30: Einbauelement beziehungsweise Stromstörer
31: Stromstörelement
32: Flanschplatte
33: Durchgangsbohrung
34: Durchgangsbohrung
36: Konkaver Bereich des Querschnittes
37: Konvexer Bereich des Querschnittes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1156312 B1 [0007]
- WO 2004/073847 A1 [0009]
- EP 0983789 B1 [0009, 0010, 0012, 0020]
- DE 69909386 T2 [0009]
- DE 102006045707 A1 [0014]
- EP 1475144 A2 [0016]

Claims

Behälter (10) für die Aufnahme von Fluiden, mit einer Wandung (12), die zumindest auf der den Fluiden gegenüberliegenden Innenseite emailliert ist, mit einem für das Fluid vorgesehenen Innenraum (13) des Behälters (10), der von der Wandung (12) gegenüber dem Außenraum (14) getrennt ist, mit Öffnungen (20) in der Wandung (12), die zur Befestigung von Einbauelementen (30) und/oder als Zufuhr- und/oder Entnahmeöffnungen ausgebildet sind, mit einem oder mehreren länglichen Einbauelementen (30), die an jeweils einer der Öffnungen (20) in der Wandung (12) anbringbar sind, bei dem der oder die Einbauelemente (30) einen Körper besitzen, der mindestens eine Durchgangsbohrung (33) besitzt, bei dem die mindestens eine Durchgangsbohrung (33) im befestigten Zustand des Einbauelementes (30) an der Wandung (12) einerseits über die Öffnung (20) mit dem Außenraum (14) außerhalb der Wandung (12) in Verbindung steht, bei dem die mindestens eine Durchgangsbohrung (33) im befestigten Zustand des Einbauelements (30) an der Wandung (20) andererseits mit dem für die Fluide vorgesehenen Innenraum (13) des Behälters (10) in Verbindung steht, bei dem der Querschnitt des länglichen und in den Innenraum (13) des Behälters (10) ragenden Elements benachbart zur Wandung halbmondförmig ausgebildet ist, bei dem ein konkaver Bereich (36) dieses halbmondförmigen Querschnittes der mindestens einen Durchgangsbohrung (33) benachbart ist, bei dem ein konvexer Bereich (37) dieses halbmondförmigen Querschnittes die von der Durchgangsbohrung (33) abgewandte Seite des Querschnittes bildet, und bei dem der Querschnitt des länglichen und in den Innenraum (13) des Behälters (10) ragenden Elements (31) nicht konstant ist, sondern von der halbmondförmigen Form in eine insgesamt kreisförmige oder ovale Form übergeht.
Behälter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die länglichen Einbauelemente (30) Stromstörer (30) sind und/oder die Aufgabe eines Stromstörers (30) übernehmen.
Behälter (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper des Einbauelements oder Stromstörers (30) eine Flanschplatte (32) besitzt, die flächig an der Wandung (12) des Behälters (10) befestigbar ist und die Durchgangsbohrungen (33) aufweist, und dass der Körper des Einbauelements oder Stromstörers (30) außerdem ein von der Flanschplatte (32) ausgehendes, länglich erstrecktes Element aufweist, welches in seinem von der Flanschplatte (32) abgewandten Bereich ein Stromstörelement (31) bildet und so an der Flanschplatte (32) angeordnet ist, dass die Durchgangsbohrungen (33) nicht verdeckt werden.
Behälter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Stromstörelements (31) oberhalb der für die Oberfläche des Fluides vorgesehenen Höhe in die kreisförmige oder ovale Form übergeht.
Behälter (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Stromstörelements (31) unterhalb der für die Oberfläche des Fluides vorgesehenen Höhe des Behälters (10) eine langovale Form besitzt.
Behälter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das länglich erstreckte, in den Innenraum (13) des Behälters (10) ragende Stromstörelement (31) in dem von der Flanschplatte (32) abgewandten Bereich etwa biberschwanzförmig ausgebildet ist.
Behälter (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der mindestens einen Durchgangsbohrung (33) eine weitere, längs durch das längliche Einbauelement (30) hindurchgeführte Durchgangsbohrung (34) vorgesehen ist.
Behälter (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Durchgangsbohrung (34) benachbart zum unteren Ende des länglich erstreckten Elements innerhalb des für das Fluid vorgesehenen Innenraums mit dem Fluid in Verbindung steht.
Längliches Einbauelement (30) für einen Behälter (30) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbauelement (30) einen Körper besitzt, der eine oder mehrere Durchgangsbohrungen (33) besitzt, dass die Durchgangsbohrungen (33) im befestigten Zustand des Einbauelements (30) an der Wandung (12) einerseits über die Öffnung (20) mit dem Außenraum (14) außerhalb der Wandung (12) in Verbindung stehen, dass die Durchgangsbohrungen (33) in diesem Zustand andererseits mit dem für die Fluide vorgesehenen Innenraum (13) des Behälters (10) in Verbindung stehen, dass der Querschnitt des länglich erstreckten und in den Innenraum (13) des Behälters (10) ragenden und das Stromstörelement (31) bildende Elementes in dem an die Flanschplatte (32) unmittelbar anschließenden Bereich halbmondförmig ausgebildet ist, wobei ein konkaver Bereich (36) dieses Querschnittes den Durchgangsbohrungen (33) benachbart und ein konvexer Bereich (37) dieses Querschnittes die von den Durchgangsbohrungen (33) abgewandte Seite des Querschnittes bildet. dass der Querschnitt des Stromstörelements (31) nicht konstant ist, sondern von der an die Flanschplatte (32) unmittelbar angrenzenden Form in eine insgesamt konvexe Form übergeht.
Längliches Einbauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das längliche Einbauelement (30) ein Stromstörer ist.
Längliches Einbauelement (30) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper des Einbauelementes oder Stromstörers (30) eine Flanschplatte (32) besitzt, die flächig an der Wandung (12) des Behälters (10) befestigbar ist und die Durchgangsbohrungen (33) aufweist, und dass der Körper des Einbauelements oder Stromstörers (30) außerdem ein von der Flanschplatte (32) ausgehendes, länglich erstrecktes Element aufweist, welches in seinem von der Flanschplatte (32) abgewandten Bereich ein Stromstörelement (31) bildet und so an der Flanschplatte (32) angeordnet ist, dass die Durchgangsbohrungen (33) nicht verdeckt werden.
Längliches Einbauelement (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Stromstörelements (31) oberhalb der für die Oberfläche des Fluides vorgesehenen Höhe in die insgesamt konvexe Form übergeht.
Längliches Einbauelement (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Stromstörelements (31) unterhalb der für die Oberfläche des Fluides vorgesehenen Höhe des Behälters (10) eine langovale Form besitzt.
Längliches Einbauelement (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das länglich erstreckte, in den Innenraum (13) des Behälters (10) ragende Stromstörelement (31) in dem von der Flanschplatte (32) abgewandten Bereich etwa biberschwanzförmig ausgebildet ist.
Längliches Einbauelement (30) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der mindestens einen Durchgangsbohrung (33) eine weitere, längs durch das längliche Einbauelement (30) hindurchgeführte Durchgangsbohrung (34) vorgesehen ist.
Längliches Einbauelement (30) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Durchgangsbohrung (34) benachbart zum unteren Ende des länglich erstreckten Elements innerhalb des für das Fluid vorgesehenen Innenraums mit dem Fluid in Verbindung steht.