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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchführen
von Wirbelschichtverfahren mit wenigstens einem Arbeitsbehälter und einem daran
angeschlossenen Ventilator.
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Bei Wirbelschichtverfahren werden körnige oder staubförmige Stoffe
(Schüttgüter) mittels eines Gasstromes in einen Schwebezustand versetzt und dabei
in unterschiedlicher Weise behandelt. Beispielsweise kann der das Schüttgut in Schwebe
haltende Gasstrom dieses Gut trocknen. Man kann aber auch mit Hilfe des Wirbelschichtverfahrens
im Schwebezustand befindliche Partikel besprühen. Wegen des Besprühens im Schwebezustand
erhält man z. B. beim Lackieren gut einen lückenlosen Uberzug.
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Man kann im Wirbelschichtverfahren auch granulieren oder z. B. auf
Granulate oder Pellets Deckschichten aufbringen. Je nach dem, welche Ausgangsstoffe
verarbeitet werden und welches Arbeitsverfahren angewandt wird, sind zur Durchführung
eines solchen Wirbelschichtverfahrens unterschiedliche Bedingungen einzuhalten.
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Z. B. benötigt man für einen bestimmten Arbeitsablauf
eine
vorgegebene Zulufttemperatur bzw. einen Zuluftdruck, eine bestimmte Luft- bzw. Gas-Durchsatzmenge
in der Zeiteinheit, beim Besprühen des zu verarbeitenden Gutes bestimmte Sprühflüssigkeitsmengen
in der Zeiteinheit, eine geeignete Ablufttemperatur, unterschiedliche Drücke unterhalb
bzw. oberhalb des Arbeitsbehälters usw. Für unterschiedliche Stoffe sind die jeweils
erforderlichen oder gar optimalen Temperatur-, Druck- usw. Bereiche verschieden.
Insbesondere beim Verarbeiten neuer Stoffe biw. Stoffverbindungen müssen die geeigneten
Bedingungen für die Durchführung des gewünschten Wirbelschichtverfahrens oft erst
ermittelt oder jedenfalls überprüft werden. Bei bekannten Vorrichtungen zum industriellen
Durchführen von Wirbelschichtverfahren ist dies nicht gut oder zumindest nur unter
außergewöhnlichem Aufwand möglich.
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Solche Vorrichtungen sind nämlich meist auf eine oder wenige Arbeitsweisen
bei verhältnismäßig großem Durchsetzen ausgelegt. Um unnötigen Aufwand zu ersparen,
wird bei diesen Vorrichtungen die Anzahl der Meßstellen und die Anzahl und Größe
der Regelbereiche klein gehalten. Die Höhe derartiger Vorrichtungen liegt in der
Größenordnung von 2 und mehr Metern. Zum Erproben von bestimmten Wirbelschichtverfahren
mit vorgegebenen, ggfs. neuen Ausgangsstoffen usw. sind diese Fabrikations-Vorrichtungen
deshalb in aller Regel ungeeignet.
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Aus den vorerwähnten Gründen hat man auch bereits für Untersuchungszwecke
eire gegenüber den eingangs beschriebenen Produktions-Vorrichtungen wesentlich kleinere
Vorrichtung vorgeschlagen, die nur eine Kapazität in der Größenordnung von etwa
zwei kg hat im Gegensatz zu den Produktionsvorrichtungen, die häufig Kapazitäten
in der Größenordnung von 50 bis 500 kg besitzen. Die
Bereiche, innerhalb
deren man mit diesem Gerät in möglichst einfacher Weise Versuche durchführen kann,
sind jedoch noch beengt.
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Es besteht daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Durchführen von
Wirbelschichtverfahren zu schaffen, bei der man mit verhältnismäßig wenig Aufwand
in breiten Versuchsgrenzen vorgegebene Wirbelschichtverfahren untersuchen kann.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht insbesondere darin,
daß die eingangs erwähnt Vorrichtfing als Versuchspult mit mindestens zwei austauschbaren
Arbeitsbehältern sowie mindestens einem Meßgerät ausgebildet ist. Man kann dann
leicht in einer Vorrichtung unterschiedliche Arbeitstechniken mit darauf jeweils
angepaßten Arbeitsbehältern durchführen Eine besonders vorteilhafte Ausführung der
Vorrichtung besteht darin, daß sie eine Tischplatte besitzt, bei der vorzugsweise
in einem vorderen Seitenbereich eine Befestigungsstelle für die-wahlweise Befestigung
der unterschiedlichen Arbeitsbehälter vorgesehen ist.
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Auf der Tischplatte des-Versuchspultes bleibt dann unmittelbar neben
dem eingesetzten Arbeitsbehälter genügend Platz, um Zusatzgeräte wie z. B. eine
Flüssigkeitspumpe oder einen Flüssigkeitsbehälter od. dgl.
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Zusatzeinrichtung unterzubringen und in übersichtlicher Weise mit
dem Arbeitsbehälter zusammenarbeiten zu lassen.
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Vorzugsweise ist hinter der Befestigungsstelle für die Arbeitsbehälter
ein von der Tischplatte aus in den Oberbereich des Arbeitsbehälters od. dgl. führendes
Abluftrohr vorgesehen. Bei einer derartigen räumlichen Anordnung bleiben der Bedienungsperson
gute Sichtverhältnisse auf die Arbeitsbehälter, Meßinstrumente und
Bedienungsknöpfe,
ggfs. auch auf die Zusatzgeräte erhalten.
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Zusätzliche Weiterbildungen der Erfindung sind in den Merkmalen weiterer
Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung aufgeführt.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung mit den erfindungswesentlichen Einzelheiten noch näher erläutert.
Es zeigen in unterschiedlichen Maßstäben: Pig. 1 Eine Vorderansicht der Vorrichtung,
Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Vorrichtung ähnlich
Fig. 1, Fig. 3 u.4 unterschiedliche Arbeitsbehälter und Fig. 5 eine Steuer- und
Meßleiste.
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Eine im ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung (Fig. 1 u. 2) besitzt
einen Arbeitsbehälter 2, in dem zumindest wesentliche Teile des Wirbelschichtverfahrens
durchgeführt werden. An den Arbeitsbehälter 2 schließt sich nach unten hin ein Verbindungsstutzen
3 zu einer Heizeinrichtung 4 an. Bei dieser ist-eingangsseitig ein Zuluftfilter
5 vorgesehen.
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Erfindungsgemäß ist diese Vorrichtung 1 als Versuchspult ausgebildet,
welches mindestens zwei austauschbare Arbeitsbehälter 2 a, 2 b bzw. 2 c sowie mindestens
ein Meßgerät 6 besitzt. Der Arbeitsbehälter 2 a ist gemäß Fig. 1 u. 2 auf dem Versuchspult
befestigt. Die in ihrer Form und/oder Einrichtung etwas abgewandelten Ausführungen
der Arbeitsbehälter 2 a und 2 b sind in
Fig. 3 und 4 dargestellt.
Durch die Verwendung unterschiedlicher Arbeitsbehälter lassen sich unterschiedliche
Wirbelschichtverfahren durchführen bzw. es läßt sich unter günstigen Versuchsbedingungen
gut erproben, welche Art Vorrichtung besonders geeignet für das jeweilige Wirbelschichtverfahren
ist. Das Versuchspult besitzt eine Tischplatte 7, bei der im vorderen Seitenbereich
8, im Ausführungsbeispiel im linken vorderen Seitenbereich,eine Befestigungsstelle
9 für die wahlweise Befestigung von unterschiedlichen Arbeitsbehältern 2 a, 2 b,
2 c vorgesehen ist. Dadurch sind die Arbeitsbehälter nicht nur gut zugänglich sondern
der Arbeitsablauf in ihnen kann durch Schaugläser 10 gut vom Bedienungsplatz des
Versuchspultes her beobachtet werden.
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Durch diese räumliche Anordnung bleibt dabei auch noch im Ausführungsbeispiel
auf der rechten Seite der Tischplatte 7 genügend Abstellfläche für Zusatzgeräte
oder dgl. In Fig. 1 sind als solche eine Flüssigkeitspumpe 11 und ein Flüssigkeitsbehälter
12 vorgesehen und über einen Schlauch 13 mit dem Sprühgehäuse 14 des Arbeitsbehälters
2 a verbunden. In Fig. 2 erkennt man die über den Anschluß 15 mit dem Schlauch 13
in Verbindung stehende Einspritzdüse 16. In dieser Fig. ist auch gut zu erkennen,
daß1von der Bedienungsseite her gesehen, hinter der Befestigungsstelle 9 des Arbeitsbehälters
2 ein Ablufrohr 17 von der Tischplatte 7 bis in den Oberbereich 18 des gesamten
Arbeitsturmes 19 führt. Oberhalb des Arbeitsbehälters 2 befinden sich noch ein Filtergehäuse
20 mit einer Abschlußhaube 21, die zusammen mit dem Arbeitsbehälter 2 den Arbeitsturm
19 bilden. Wie gut aus Fig. 2 erkennbar, ist das obere Ende des Abluftrohres 17
mit der Abschlußhaube 21 verbunden. Eine leichte Austauschbarkeit der Arbeitsbehälter
2 erreicht man auf einfache Weise, wenn der Arbeitsturm 19 auch bei unterschiedlichen
Arbeitsbehältern 2 a, 2 b usw. die gleiche Höhe besitzt. Man kann
jedoch
auch eine einfache Variation der unterschiedlichen Arbeitsbehälter 2 dadurch ermöglichen,
daß man das Abluftrohr 17 höhenverstellbar oder leicht verlängerbar ausbildet. Im
unteren Bereich dieses Abluftrohres ist eine Abluftklappe 22 vorgesehen. Mit ihrer
Hilfe kann man beispielsweise die Durchtrittsmenge bzw. die Druckverhältnisse der
vom Arbeitsbehälter 2 her durch das Abluftrohr fließenden Luft beeinflussen. Ein
Zwischenrohr 23 führt vom Abluftrohr 17 bzw. der Abluftklappe 22 zu einem Ventilator
24, der an einem Luftaustrittsstutzen 25 angeschlossen ist.
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Mit Hilfe eines solchen Aufbaues des Versuchspultes kann man z. B.
in einem offenen Kreislauf Luft über den Zuluftfilter ansaugen, mit einem gewissen
Unterdruck und einer Saugwirkung durch den Arbeitsbehälter 2 nach oben hindurchführen
und über das Abluftrohr 17 und den Vantilator 24 teilweise oder ganz ins Freie führen,
wie es mit den Pfeilen Pf 1 in Fig. 2 angedeutet ist.
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Unterhalb der Tischplatte 7 des Versuchspultes sind in einem mindestens
teilweise geschlossenen Pultraum 26 der Ventilator 24, die Abluftklappe 22, die
Heizeinrichtung 4 und an einer Außenseite des Pultraumes 26 das Zuluftfilter 5 untergebracht.
Auf der Bedienungsseite des Versuchspultes ist unterhalb von dessen Tischplatte
7 am Pultgehäuse 26 eine Steuer- und Meßleiste 27 vorgesehen (vgl. Fig. 1 u. 5).
Diese wird nachstehend auch kürzer "Meßleiste 27" genannt und weist verschiedene
Anzeigeinstrumente 28, Sichtleuchten 29, Druckknopfschalter 30 sowie Regelschalter
31 und dgl. Instrumente 32 auf. Dabei ist die Meßleiste 27 als Meßblock ausgebildet,
mit zwei Handgriffen 38 versehen und auswechselbar ausgebildet. Dabei sind zweckmäßigerweise
jeweils zu den einzelnen Anzeigeinstrumenten, Sichtleuchten, Schaltern u. dgl. Instrumente
28 bis 32 (nicht gezeichnete) Steckkontakte vorgesehen und unterschiedliche Meßleisten
27
besitzen an ihren Instrumenten unterschiedliche Meß- und Regelbemiche. Dadurch kann
man, insbesondere in Verbindung mit dem Austausch der Arbeitsbehälter 21das Versuchspult
leicht für unterschiedliche Arbeitstechniken und/oder unterschiedliche Versuchsbereiche
umrüsten. Man kann auch die Feinm eß-bzw reingagei - Bereiche yt zwei e y t e W
e @@ dürfnissen anpassen. Wegen der bereits erwähnten Unterbringung der Heizeinrichtung
4, der Abluftklappe 22, des Ventilators 24 usw. im Pultgehäuse 26 erhält man auch
ein kompaktes'von der Bedienungsperson gut zu überschauende s und zu betreuendes
Versuchspult. Dieses tst auf blockierbaren Rollen 33 gelagert und dadurch leicht
in einen geeigneten Versuchsraum zu transportieren.
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Dies kann z. B. ein Raum sein, in dem bestimmte, gewünschte Umgebungsverhältnisse
wie z. B. betreffend die Temperatur oder den Reinheitsgrad der Luft herrschen.
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Die auf der Tischplatte 7 aufmontierbaren Arbeitsbehälter 2 sind von
ihrer Größe her als TischaufsatzgerAte ausgebildet und ihre Schaugläser 10 sind
vorzugsweise etwa in Sichthöhe angeordnet. Die Breite B des Gerätes beträgt etwa
1,20 m, die Höhe h der Tischplatte 7 etwa 0,9 m,die Gesamthöhe H des Gerätes etwa
2 m und seine Tiefe A (Fig. 2) etwa 0,8 m. Bei einer solchen Vorrichtung 1 sind
in aller Regel die von der Bedienungsperson auszuführenden Beobachtungen und Regelungsmaßnahmen
leicht durchzuführen.
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Die Vorrichtung 1 ist vorstehend mit einem offenen Kreislauf, der
mit Luft arbeitet, beschrieben worden.
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Bedarfsweise kann auch die Gasführung zu einem geschlossenen Kreislauf
umgebaut werden, wobei der Ventilator 24 z. B. ein Inertgas an die Heizeinrichtung
weiterleitet. So kann man beispielsweise Stickstoff in einem geschlossenen Kreislauf
zur Trocknung
umlaufen lassen, wobei dann in bekannter Weise ein
Flüssigkeitsabscheider im Kreislauf mit-vorzusehen ist.
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Verschiedene Arbeitstechniken können etwa folgendermaßen am erfindungsgemäßen
Versuchspult erprobt werden: Bei einem Trocknungsvorgang werden die Parameter "Zuluftdruck
P 1", "Zulufttemperatur T 1", "Ablufttemperatur T 2" und "Druck im Filtergehäuse
P 2" variiert und z. B. in Abhänlgkeit von der Produktart und der Produkt-Feuchte
optimiert. Beispielsweise kann man dazu auch die Luftmenge über die Stellung der
Abluftklappe 22 steuern. Man kann dazu beispielsweise den Arbeitsbehälter 2@benutzen,
der keinen Anschluß 15 und keine Einspritzdüse 16 besitzt. Durch das zugehörige
Schauglas kann man den Trocknungsvorgang in der Wirbelschicht beobachten. Durch
Variation der Form des Arbeitsbehälters kann man unter Umständen für das zu untersuchende,
zu trocknende Produkt die günstigste Form für den Trocknungsvorgang ausfindig machen.
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Eine andere Arbeitstechnik besteht im Granulieren in der Wirbelschicht.
Dabei wird flugfähiges Gut 34 (Fig. 2) mit der Einspritzdüse 16 im Arbeitsbehälter
2 a befeuchtet. Dazu sind, wie bereits erwähnt, als Zusatzgeräte die Flüssigkeitspumpe
11 und der Flüssigkeitsbehälter 12 auf die Tischplatte 7 rechts neben dem Arbeitsbehälter
2 a aufgestellt worden. Auch die Bedienungsknöpfe3der der Flüssigkeitspumpe 11 befinden
sich noch in einem bequemen Bedienungsbereich. Man kann den Vorgang durch das Schauglas
10 des Arbeitsbehälters 2 a beobachten und den Druck der eingesprühten Flüssigkeit
an der Flüssigkeitspumpe passend einregeln. Die Flüssigkeit wird mit trockener sauberer
Druckluft
in der Düse 16 vernebeln. bíesel criloy; sich auf den Partikeln, die in der Wirbelschicht
schweben, nieder. Man kann dabei sowohl Lösungsprozesse durchführen als auch Adhäsionsvorgänge
bewirken. Bei den letztgenannten Vorgängen kann man beispielsweise die Agglomeration
mehrerer Partikel zu einem größeren Korn erreichen. Durch Beobachten und Variation
in der Regelung kann man am Versuchspult z. B. die günstigen Werte für Dichte, Viskosität
und Sättigungsgrad der Sprühflüssigkeit, günstige Bereiche für die Zerstäubung oder
für die Sprührate die günstige Zahl und Größe der Düsen ermitteln. Auch dabei ist
die Austauschbarkeit von unterschiedlich geformten und/oder unterschiedlich ausgerüsteten
Arbeitsbehältern 2 vorteilhaft.
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,8Tan kann auch in der Wirbelschicht z. B. auf Granulate oder Pellets
Deckschichten aufbringen. Dabei ist es gewöhnlich für eine wirtschaftliche Durchführung
notwendig, bestimmte Einbauten in den Arbeitsbehälter 2 bzw. den Sprühgehäusen vorzunehmen.
Diese Einbauten sollen den Flug der Partikel beeinflussen, ungerichtete Stoßvorgänge
vermindern und ggfs. den Strom der fliegenden Partikel so konzentrieren, daß eine
Obersättigung mit Sprühmittel vermleden wird. Die Wirkungsweise unterschiedlicher
Einbauten kann man auch gut am erfindungsgemäßen Versuchspult erproben. Dieses stellt
somit im bewußt verkleinerten Maßstab eine Pilot-Anlage dar, in der man mit verhältnismäßig
wenig Aufwand für ein breites Spektrum von Produktionsvorrichtungen für das Wirbelschichtverfahren
gut geeignete Arbeitsbehälter, Einbauten und Betriebsdaten dafür ermitteln kann.
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Die Produktions-Vorrichtungen werden in größerem Umfang bei der chemischen
Industrie, namentlich bei der chemisch-pharmazeutischen Industrie verwendet. Entsprechend
der
Vielzahl der dort zur Verarbeitung kommenden Stoffe gibt das erfindungsgemäße Versuchspult
ein breites Versuchsspektrum. Bei der Vorrichtung 1 ist dabei insbesondere die Kombination
der leichten Austauschbarkeit der Arbeitsbehälter 2 in Verbindung mit der neben
dem Arbeitsturm 19 freien Tischplatte 7, ggfs. auch noch in Verbindung mit der guten
Austauschbarkeit der Regelungsbereiche über die Austauschbarkeit der Meßleiste 27
besonders vorteilhaft.
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Alle vorbeschriebenen und in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale
können einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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- Zusammenfassung -
Leerseite