DE4312134A1 - Kühleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung für thermoplastisches Verpackungsmaterial und daraus herge­ stellte Verpackungen, vorzugsweise Blisterpackungen, mit durch Kaltwasser beaufschlagten Kühlplatten.

Solche Kühleinrichtungen werden im Zusammenhang mit Ver­ packungsanlagen verwendet, in denen pharmazeutische Präpa­ rate, wie Tabletten, Kapseln usw. verpackt werden. Das er­ wähnte thermoplastische Verpackungsmaterial in Form von Folien aus Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyethylen (PE) wird dabei durch Wärmeeinwirkung so verformt, daß in der Folie Vertiefungen entstehen, in die dann die Tabletten usw. eingelegt werden. In einem folgenden Arbeitsgang wird dann die verformte und gefüllte Folie mit einer Alumi­ nium-Folie bedeckt und verklebt, wobei das Kleben eben­ falls unter Wärmezufuhr erfolgt. Zum mechanischen Stabili­ sieren der so gebildeten Verpackung ist es erforderlich, die während der Arbeitsgänge eingebrachte Wärme möglichst schnell abzuführen, wozu die durch Kaltwasser beaufschlag­ ten Kühlplatten dienen, die taktweise mit der Verpackung in Berührung gebracht werden.

Ein Problem besteht darin, daß es in den Verpackungsanla­ gen häufig zu Betriebsunterbrüchen kommt, während denen keine Wärmezufuhr stattfindet. Die Kühlplatten nehmen da­ bei in kurzer Zeit eine Temperatur unterhalb des Taupunk­ tes der Umgebungsluft an, wodurch sie mit Luftfeuchtigkeit beschlagen, auch "schwitzen" genannt. Dieses Schwitzwasser stört sehr und ist unter Umständen für das Verpackungsgut schädlich. Da solche Betriebsunterbrüche zum Teil nur kurze Zeit andauern und nach ihrem Ende sofort wieder die volle Kühlleistung aufgebracht werden muß, ist das bisher übliche thermostatische Abschalten der Kühlleistung keine gute Lösung des genannten Problems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlein­ richtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbes­ sern, daß beim Auftreten eines Betriebsunterbruchs keine Schwitzwasserbildung mehr entsteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Kühleinrichtung zwei die Kühlwassertemperatur in den Kühlplatten beeinflussende Regelvorrichtungen angeord­ net sind, von denen die eine bei Normalbetrieb wirksam ist und einen Sollwerteingang aufweist, der für die Arbeits­ kühltemperatur eingestellt ist, und die andere bei Be­ triebsunterbruch wirksam ist und einen Sollwerteingang aufweist, der auf eine höhere Temperatur als die Arbeits­ kühltemperatur eingestellt ist.

Hierdurch wird es möglich, die Kühlleistung auch bei einem Betriebsunterbruch aufrechtzuerhalten und den Sollwert der dann wirksamen Regelvorrichtung so einzustellen, daß bei der gegebenen Feuchtigkeit der umgebenden Raumluft kein Beschlagen der Kühlplatten entsteht. Eine Schwitzwasser­ bildung ist also vermieden. Außerdem ist sichergestellt, daß nach dem Ende des Betriebsunterbruchs sofort die volle Kühlleistung an den Kühlplatten zur Verfügung steht, so daß ein Wiederhochfahren der Kühlplatten auf die Ar­ beitskühltemperatur, wie es bisher notwendig war, vermie­ den ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert, die ein Schema der Kühleinrichtung zeigt.

Gemäß der Zeichnung umfaßt die Kühleinrichtung einen Kältemittelkreislauf 2, der im wesentlichen aus einem Kältemittelverdichter 1, einem Kältemittelverflüssiger 4, einem Kältemittelsammelgefäß 5, einem Unterkühler 6, einem Expansionsventil 8 und einem Kältemittelverdampfer 9 besteht. Der Verflüssiger 4 und der Unterkühler 6 sind sekundärseitig mit einem nicht dargestellten Kühlwasser­ netz verbunden, aus dem Kühlwasser über eine Leitung 19 mit Wasserpumpe 11 entnommen und dem Unterkühler 6 zuge­ führt wird. Das Kühlwasser gelangt anschließend über eine Leitung 20 zum Verflüssiger 4, von wo aus es über eine Leitung 18 zum Kühlwassernetz zurückgeführt wird. Im Käl­ temittelkreislauf 2 sind stromoberhalb und stromunterhalb des Kältemittelverdichters 1 je ein Druckschalter 21 bzw. 22 und ein Absperrventil 31 bzw. 32 angeordnet. Am Aus­ tritt des Sammelgefäßes 5 ist ein Absperrventil 33 vorge­ sehen. Mit 7 ist ein im Kältemittelkreislauf stromoberhalb des Expansionsventils 8 angeordnetes Schauglas bezeichnet. Stromunterhalb des Absperrventils 32 zweigt vom Kältemit­ telkreislauf 2 eine Leitung 15 ab, die ein Magnetventil 17 aufweist und die zwischen dem Expansionsventil 8 und dem Verdampfer 9 in den Kreislauf 2 mündet. Der Kältemit­ telverdampfer 9 ist primärseitig an einen Kaltwasser­ kreislauf 3 angeschlossen, der im wesentlichen aus Kühl­ platten 16, einem als Speicher dienenden Kühlwasserbecken 12 und einer Umwälzpumpe 10 besteht.

Die Kühlplatten 16 sind Teil einer nicht näher dargestell­ ten Verpackungsanlage 30, in der thermoplastisches Mate­ rial, wie PVC (Polyvinylchlorid) oder PE (Polyethylen), unter Wärmezufuhr zunächst zu Verpackungshalbzeug und an­ schließend zu Blisterpackungen mit Packungsinhalt, z. B. Tabletten, verarbeitet wird. Zum mechanischen Stabilisie­ ren der Verpackung ist es erforderlich, die für die ge­ nannten Verarbeitungsschritte zugeführte Wärme möglichst schnell abzuführen, wozu die Kühlplatten 16 vorgesehen sind. Die Kühlplatten werden mit kaltem Wasser aus dem Verdampfer 9 beaufschlagt und automatisch taktweise mit dem Verpackungshalbzeug bzw. mit der Verpackung in Be­ rührung gebracht. Zum Beeinflussen der Kühlwirkung der Kühlplatten 16 sind zwei Regelvorrichtungen 13 und 14 vor­ gesehen, die den Kältemittelstrom im Kreislauf 2 ver­ ändern.

Die Regelvorrichtung 13 ist bei normalem Betrieb der Ver­ packungsanlage 30 in Funktion und erhält dann über eine Signalleitung 35 ein Schaltsignal "Ein". Die Regel­ vorrichtung 14 ist dagegen bei Betriebsunterbrechung der Verpackungsanlage 30 in Funktion und erhält - parallel zur Regelvorrichtung 13, d. h. wenn diese in Funktion ist - ein Schaltsignal "Aus". Die Regelvorrichtung 13 weist einen Istwerteingang 36 auf, der über eine Signalleitung 37 mit einem im Speicherbecken 12 angeordneten Temperaturfühler 38 verbunden ist. Der Regelvorrichtung 13 wird also die Kühlwassertemperatur im Speicherbecken 12 als Istwert zu­ geführt. Außer dem Istwerteingang 36 ist an der Regelvor­ richtung 13 ein Sollwerteingang 39 vorgesehen, an dem die Solltemperatur für das Kühlwasser, auch "Arbeitskühltemperatur" genannt, eingestellt wird. Schließlich hat die Regelvorrichtung 13 einen Signalaus­ gang 40, der über eine Signalleitung 41 mit dem Magnetven­ til 17 in Verbindung steht. In analoger Weise ist die Re­ gelvorrichtung 14 mit einem Istwerteingang 42, einem Soll­ werteingang 43 und einem Signalausgang 44 versehen. Der Istwerteingang 42 ist über eine Signalleitung 45 mit einem Temperaturfühler 46 im Speicherbecken 12 verbunden, woge­ gen der Signalausgang 44 über eine Signalleitung 47 eben­ falls zum Magnetventil 17 geführt ist. Im Speicherbecken 12 ist ein dritter Temperaturfühler 49 angeordnet, der über eine Signalleitung 48 mit einem Sicherheitsther­ mostaten 50 in Verbindung steht. Je nach dem verwendeten Verpackungsmaterial und je nach der herrschenden Luft­ feuchtigkeit sind die Solltemperaturen an dem Sollwertein­ gang 39 bzw. 43 einstellbar.

Solange die Regelvorrichtung 13 unter dem Einfluß des Schaltsignals "Ein" steht, arbeitet die Verpackungsanlage 30 normal, und die Regelvorrichtung 13 beeinflußt den Kältemittelstrom im Kreislauf 2 so, daß die Isttemperatur der Kühlvorrichtung der am Sollwerteingang 39 eingestell­ ten Solltemperatur entspricht, z. B. 10°C. Sinkt die Ist­ temperatur beispielsweise auf 8°C, so wird ein gasförmiger Kältemittelteilstrom über die Leitung 15 zum Verdampfer 9 geführt, indem das Magnetventil 17 öffnet, wodurch die Kälteleistung des Kältemittelkreislaufs 2 reduziert wird. Dadurch verringert sich die Verdampfungsleistung im Ver­ dampfer 9 und das Kühlwasser im Verdampfer wird weniger stark als vorher abgekühlt. Umgekehrt kann bei Ansteigen der Isttemperatur der Kühlvorrichtung durch Schließen des Magnetventils 17 die Verdampferleistung im Verdampfer 9 vergrößert werden, wodurch das Kühlwasser im Verdampfer wieder stärker abgekühlt wird. Während dieses Normalbe­ triebes ist die Regelvorrichtung 14 wegen des Schalt­ signals "Aus" unwirksam.

Tritt an der Verpackungsanlage 30 ein Betriebsunterbruch ein, so könnte bei weiterem Wirksambleiben der Regelvor­ richtung 13 Luftfeuchtigkeit an den Kühlplatten 16 nieder­ geschlagen werden, was jedoch vermieden werden soll. Bei Betriebsunterbruch wird deshalb über die Signalleitung 35 der Regelvorrichtung 13 ein Schaltsignal "Aus" und der Regelvorrichtung 14 ein Schaltsignal "Ein" zugeführt. Da­ durch wird die Regelvorrichtung 13 unwirksam und die Re­ gelvorrichtung 14 übernimmt die Temperaturregelung an den Kühlplatten 16, und zwar derart, daß ein Feuchtig­ keitsniederschlag an diesen Platten vermieden wird. Zu diesem Zweck ist am Sollwerteingang 43 der Regelvorrich­ tung 14 die Solltemperatur auf einen höheren Wert einge­ stellt, z. B. 18°C, als an der Regelvorrichtung 13. Das Wirksamwerden der Regelvorrichtung 14 bewirkt, daß über die Signalleitung 47 das Magnetventil 17 geöffnet wird, so daß sich die Verdampferleistung im Verdampfer 9 unverzüg­ lich verringert. Dadurch steigt die Kühlwassertemperatur im Kühlwasserkreislauf 3 schnell an und ein Schwitzen der Kühlplatten 16 wird verhindert.

Sobald der Betriebsunterbruch der Verpackungsanlage 30 beendet ist, werden die Regelvorrichtungen 13 und 14 wie­ der umgeschaltet, d. h. die Regelvorrichtung 13 erhält das Schaltsignal "Ein" und die Regelvorrichtung 14 das Schalt­ signal "Aus". Dadurch wird das Stellsignal in der Signal­ leitung 47 unwirksam und dasjenige in der Signalleitung 41 der Regelvorrichtung 13 wird wieder wirksam, wie zuvor für den Normalbetrieb beschrieben. Dadurch daß der Sollwert an der Regelvorrichtung 14 höher eingestellt ist als der Sollwert an der Regelvorrichtung 13, kann die Verpackungs­ anlage sofort weiterarbeiten, denn die Kühlwassertem­ peratur wird durch die beschriebene Schaltung des Kälte­ mittelkreislaufs 2 in hinreichend kurzer Zeit auf die Ar­ beitskühltemperatur abgekühlt.

Abweichend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, das Verändern des Kältemittelstroms im Verdampfer 9 - statt durch Betätigen des Magnetventils 17 - durch Ein- und Ausschalten des Kältemittelverdichters 1 zu bewerkstelligen. Diese Möglichkeit erfordert jedoch eine längere Zeit, bis das Kühlwasser nach einem Betriebs­ unterbruch wieder auf die Arbeitskühltemperatur abgekühlt ist.

Weiter ist es möglich - anstelle eines gemeinsamen Speicherbeckens 12 - für jede der beiden Re­ gelvorrichtungen ein eigenes Speicherbecken vorzusehen, in das der zugehörige Temperaturfühler eintaucht.

Claims (4)

1. Kühleinrichtung für thermoplastisches Verpackungsmate­ rial und daraus hergestellte Verpackungen, vorzugswei­ se Blisterpackungen, mit durch Kaltwasser beaufschlag­ ten Kühlplatten, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühleinrichtung zwei die Kühlwassertemperatur in den Kühlplatten beeinflussende Regelvorrichtungen angeord­ net sind, von denen die eine bei Normalbetrieb wirksam ist und einen Sollwerteingang aufweist, der für die Arbeitskühltemperatur eingestellt ist, und die andere bei Betriebsunterbruch wirksam ist und einen Sollwert­ eingang aufweist, der auf eine höhere Temperatur als die Arbeitskühltemperatur eingestellt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Regelvorrichtungen ein gemeinsames, als Speicher dienendes Kühlwasserbecken zugeordnet ist, dessen Wassertemperatur jeder Regelvorrichtung als Istwert zugeführt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie zum Rückkühlen des in den Kühlplat­ ten erwärmten Kühlwassers einen Kältemittelkreislauf mit einem Kältemittelverdichter aufweist, der mit ei­ ner Leistungsregelungsvorrichtung versehen ist, die den Betrieb des Verdichters auch bei geringem Kälte­ bedarf aufrechterhält.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungsregelvorrichtung aus einer absperr­ barem Leitung besteht, die von der Druckseite zur Saugseite des Kältemittelverdichters führt.