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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Vorrichtung
zum Erwärmen
und Spinnen von Ausgangsmaterialien. Insbesondere bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf einen verbesserten Spinnmaschinenkopf
mit einer den Fluss begrenzenden Vorrichtung, um einen Flüssigkeitsentspannungsprozess
oder Entspannungsflussprozess mit einer gewünschten Morphologie zu erzeugen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Verschiedene
Maschinen und Spinnenmaschinenköpfe
sind erfunden worden, um unlösliche Ausgangsmaterialien
zu erwärmen
und zu spinnen, um ein gesponnenes Endprodukt mit einer gewünschten
Morphologie herzustellen. Das Ausgangsmaterial wird im Allgemeinen
in einer festen Form in den Spinnkopf der Maschine eingeführt. Das Material
wird darin verarbeitet, kurz bevor es vom Spinnmaschinenkopf ausgestoßen wird,
wo es mit einer veränderten
Morphologie reformiert wird und erneut fest wird. Die in derartigen
Prozessen verwendeten Materialien können körnigen Zucker, mit anderen
Materialien kombinierten Zucker und außerdem Nicht-Saccharide umfassen.
Derartige Spinnmaschinenköpfe
werden bei der Verarbeitung des Materials durch einen Entspannungsfluss-
oder Flüssigkeitsentspannungsprozess
verwendet.
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Es
ist den Fachleuten auf dem Gebiet der Materialverarbeitung und insbesondere
den Handwerkern, die mit der Technologie des Inhabers der vorliegenden
Erfindung vertraut sind, bekanntgeworden, dass sich "Entspannungsfluss" auf Bedingungen
der Temperatur und der Kraft bezieht, die erforderlich sind, um
ein festes Ausgangsmaterial in einen neuen festen Körper mit
einer anderen Morphologie und/oder chemischen Struktur beim Fehlen
einer ausgedehnten Wärmehistorie
umzuwandeln. Der Entspannungsfluss kann durch die "Entspannungswärme"-Verarbeitung implementiert
sein. Der Begriff Entspannungswärme
ist so zu verstehen, dass er einen Prozess meint, der umfasst, dass
das Ausgangsmaterial Kombinationen aus Temperatur, Temperaturgradienten,
Fluss, Flussraten und mechanischen Kräften des Typs unterworfen wird,
die in den Maschinen erzeugt werden, auf die hierin Bezug genommen
wird. Die Entspannungsfluss-Verarbeitung beabsichtigt die Umwandlung
des Ausgangsmaterials im Wesentlichen sofort beim Erreichen eines
Flusszustandes, wodurch sich das Material auf einer Subpartikel-Ebene
bewegen kann. Der Begriff "Entspannungsfluss" ist in den ebenfalls
im Besitz des Anmelders befindlichen US-Patent Nr. 5.427.811, erteilt
am 27. Juni 1995, US-Patent Nr. 5.236.734, erteilt am 17. August
1993, US-Patent Nr. 5.238.696, erteilt am 24. August 1993 und US-Patent
Nr. 5.518.730, erteilt am 21. Mai 1996 beschrieben. Das durch den
Entspannungsfluss-Prozess
hergestellte Endprodukt enthält Flocken
und Materialien des Flusentyps.
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Die
Flüssigkeitsentspannungs-Verarbeitung beabsichtigt
die Reduktion des Ausgangsmaterials unter Bedingungen von Wärme und
Druck in einen Zustand, in dem jeder Widerstand gegen Flüssigkeitsströmung, z.
B. Viskosität,
die die Neigung behindert, Flüssigkeitströpfchen zu
bilden, beseitigt ist. Im großen
Maßstab
tritt dieser Zustand auf, um eine Flüssigkeit oder eine Flüssigkeitsform
zu schaffen, wobei diese Begriffe hierin auswechselbar verwendet werden.
Das durch einen Flüssigkeitsentspannungs-Prozess
verarbeitete Material unterliegt einer physikalischen Umwandlung
vom anfänglichen
festen Zustand in einen flüssigen
Zustand und dann zurück
in den festen Zustand.
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Innerhalb
der Flüssigkeitsentspannungs-Verarbeitung
wird, sobald das Ausgangsmaterial in einen Zustand reduziert ist,
in dem im Wesentlichen jeder Widerstand gegen die Flüssigkeitsströmung beseitigt
ist, eine Scherkraft mit einem Betrag, der ausreichend ist, um einzelne
oder diskrete Teilchen von der Masse zu trennen, auf das fließende Ausgangsmaterial
ausgeübt.
Die durch diesen Separationsprozess erzeugten Teilchen, der hierin
als Diskretisierung bezeichnet wird, besitzen eine Größe und eine
Form, die nur durch die natürliche
Massenseparation des fließenden
Ausgangsmaterials beim Vorhandensein der einwirkenden Scherkraft
beeinflusst werden. Die auf diese Weise gebildeten Teilchen können als
Scherteilchen oder aus Partikeln bestehender Stoff bezeichnet werden,
Perlen in einer Scherform werden z. B. außerdem als Mikrokugeln bezeichnet.
Falls die einwirkende Kraft so ist, dass die erzeugte Separation
die eines kontinuierlichen Stroms ist, hat die Diskretisierung nicht stattgefunden,
wobei eine Fluse gebildet wird. Der Flüssigkeitsentspannungs-Prozess
und das Verfahren, um daraus Teilchen herzustellen, ist in der ebenfalls
anhängigen
US-Anmeldung, Aktenzeichen 08/330.412, eingereicht am 28. Oktober
1994, ausführlicher
beschrieben.
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Durch
Spinnenmaschinenköpfe,
die einen der obigen Prozesse verwenden, können verschiedene Produkte
geschaffen werden, einschließlich
Lebensmittelprodukte und Pharmazeutika. Ein Verfahren zum Herstellen
von Substanzen mit pharmazeutischen Eigenschaften ist im US-Patent
Nr. 4.855.326 offenbart. Dieses Patent offenbart das Kombinieren von
Zucker mit einem Medikament und das Spinnen der Kombination in eine
leicht wasserlösliche
Fluse oder Faser.
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Ein
Spinnmaschinenkopf, der verwendet werden kann, um durch den Entspannungsflussprozess
verschiedene reformierte gesponnene Produkte herzustellen, einschließlich Pharmazeutika,
ist im US-Patent Nr. 5.458.823 an Perkins u. a. offenbart. Perkins
u. a. offenbaren einen Spinnmaschinenkopf mit mehreren einzelnen
eng beabstandeten länglichen
Heizelementen, die zwischen einem Sockelstück und einer Abdeckung angeordnet
sind. Das in den Spinnmaschinenkopf eingeführte Ausgangsmaterial kann
durch die Räume
ausgestoßen
werden, die zwischen den Heizelementen ausgebildet sind. Um pharmazeutische
Produkte effizienter herzustellen, lehren Perkins u. a. ferner eine
ringförmige
Gehäusebaugruppe,
die aus wärmeleitendem
Metall ausgebildet ist, die über
die Heizelemente eingesetzt ist. Deshalb sind die Heizelemente durch
die ringförmige
Gehäusebaugruppe
vom Ausgangsmaterial isoliert. Um das Ausstoßen des Ausgangsmaterials aus
dem Spinnmaschinenkopf zu erlauben, enthält die Wand des ringförmigen Gehäuses mehrere
hindurchgehende radial gerichtete Längsschlitze. Die Schlitze stehen
mit einer zentralen Kammer innerhalb des Spinnmaschinenkopfs und
mit dem äußeren des
Spinnmaschinenkopfs in Verbindung.
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Die
Fähigkeit,
einen Spinnmaschinenkopf gründlich
zu reinigen, ist in der kommerziellen Produktion von pharmazeutischen
Produkten und Lebensmittelprodukten besonders wichtig, um die Kontamination
des reformierten Produkts zu verhindern. Deshalb ist die Verwendung
der ringförmigen
Gehäusebaugruppe
in Perkins u. a., zurückzuführen auf
ihre Trennung der Heizelemente vom Ausgangsmaterial, besonders vorteilhaft
bei der Fertigung eines gesponnenen pharmazeutischen Produkts. In
vielen Spinnmaschinenkopf-Ausführungsformen
des Standes der Technik kommt das Ausgangsmaterial in direkten Kontakt
mit den Heizelementen, bevor es aus dem Kopf ausgestoßen wird.
Während
des normalen Betriebs werden jedoch die Heizelemente und die umgebende
Struktur vom Ausgangsmaterial überdeckt,
das erneut festgeworden ist. Um den Spinnmaschinenkopf zu reinigen,
um weitere Materialien zu verarbeiten, muss der ganze Spinnmaschinenkopf einschließlich der
Heizelemente gründlich
gereinigt werden. In der Vorrichtung nach Perkins u. a. bildet die
ringförmige
Gehäusebaugruppe
jedoch die Komponenten, die mit dem pharmazeutischen Material in Kontakt
gelangen, wobei diese Komponenten vor der richtigen Reinigung leicht
aus dem Spinnmaschinenkopf entfernt werden können.
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Der
Spinnmaschinenkopf nach Perkins u. a. ist insofern eingeschränkt, als
er konfiguriert ist, um nur ein reformiertes Produkt einer flusenähnlichen Morphologie
herzustellen, wobei er nicht leicht Mikrokugeln bilden kann. Die
Mikrokugeln sind insbesondere bei der Erzeugung pharmazeutischer
Produkte, wobei ein Medikament in das Ausgangsmaterial eingeführt wird,
eine gewünschte
reformierte Morphologie.
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Typischerweise
enthält
die Konstruktion eines Spinnmaschinenkopfs für die Erzeugung gleichförmiger Mikrokugeln
durch Flüssigkeitsentspannungs-Verarbeitung eine
Heizspule, die um eine Verarbeitungswand mit durch Laser gebohrten
Löchern als
Ausgangsöffnungen,
um den Ausstoß des
Materials zu erlauben, gewickelt ist. Eine derartige Spulenwicklungs-Vorrichtung ist in
der US-Patentanmeldung Nr. 5.445.769 offenbart. Diese Konstruktion
eines Spinnmaschinenkopfs besitzt jedoch mehrere inhärente Konstruktionseinschränkungen
für die
Massenproduktion von Mikrokugeln. Die Heizspulen sind extern um
den Spinnmaschinenkopf gewickelt, wobei sie als solche nicht vom
reformierten Produkt isoliert sind. Deshalb ist es sehr schwierig,
den Heizspulen-Kopf zu reinigen, weil das festgewordene Ausgangsmaterial
dazu neigt, durch zwischen dem Kabel der Heizvorrichtung und der
Verarbeitungswand ausgebildete Spalten gefangen zu werden. Außerdem ist
es schwierig, die zahlreichen Löcher
mit kleinem Durchmesser zu reinigen, und zu verifizieren, dass die
ausreichend gereinigt worden sind.
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Außerdem wird
durch die durch Laser gebohrten Löcher des Heizspulen-Kopfs außerdem eine
Einschränkung
auferlegt, weil die Löcher,
die sich durch die Verarbeitungswand erstrecken, permanent ausgebildet
sind. Das heißt,
sobald die Löcher
in der Verarbeitungswand ausgebildet sind, können die Größe und die Form der Löcher nicht
geändert
werden. Deshalb ist die Materialausgangsöffnung geometrisch fixiert.
Es ist festgestellt worden, dass die Geometrie der Öffnungen
in der Verarbeitungswand ein signifikanter Faktor bei der Bestimmung
der Morphologie der reformierten Produkte ist. Deshalb ist es erwünscht, die
Konstruktionsfreiheit zu besitzen, die Form und die Größe der Öffnungen in
der Verarbeitungswand zu ändern,
damit sie mit dem gewünschten
Produkt übereinstimmen.
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Demzufolge
ist es erwünscht,
einen Spinnmaschinenkopf zu schaffen, der unter anderen Formen Mikrokugeln
bilden kann und der sowohl leicht gereinigt und verifiziert werden
kann als auch erlaubt, dass die Ausgangspunktgeometrie verändert wird, wie
es notwendig ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung schafft einen Spinnmaschinenkopf, der ein
Sockelstück
und eine Abdeckung umfasst, ausgerichtet mit dem Sockelstück und von
diesem beabstandet. Der Spinnmaschinenkopf enthält außerdem eine Mehrzahl von einzelnen,
länglichen,
beabstandeten Heizelementen, weiche zwischen dem Sockelstück und der
Abdeckung positioniert ist und eine umfangsmäßige Konfiguration definiert.
Das Sockelstück,
die Abdeckung und die Heizelemente definieren gemeinsam eine Kammer
zur Aufnahme eines festen, nicht löslichen Ausgangsmaterials,
welches in der Lage ist, physikalischer Umwandlung bei der Einwirkung
von Wärme
und Kraft zu unterliegen. Außerdem
wird eine den Fluss begrenzende Vorrichtung zum Begrenzen des Ausstoßes des
Ausgangsmaterials aus der Kammer geschaffen. Die den Fluss begrenzende
Vorrichtung umfasst eine Mehrzahl von Platten, wobei jede Platte
herausnehmbar in einen Raum zwischen den Heizelementen einschiebbar
ist.
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Wie
mittels der bevorzugten Ausführungsform
hierin spezifischer beschrieben ist, umfasst die Begrenzungsvorrichtung
ferner ein längliches,
im Wesentlichen ringförmiges
Gehäuse,
welches einen Innen- und einen Außendurchmesser aufweist und eine
Mehrzahl von über
den Umfang verteilten, beabstandeten Kanälen, die sich hierdurch erstrecken. Das
Gehäuse
lässt sich über die
Heizelemente gesteckt anordnen, wobei die röhrenartigen Heizelemente innerhalb
der Kanäle
ruhen. Das ringförmige Gehäuse definiert
radial gerichtete Schlitze in Längsrichtung
zwischen den Kanälen,
um so den Durchfluss des Ausgangsmaterials ebendort hindurch zu gestatten.
Eine der den Fluss begrenzenden Platten ist in jeden der Schlitze
einschiebbar und kann mit dem Ausgangsmaterial in Eingriff gelangen,
während es
ausgestoßen
wird.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der Begrenzungsplatte ist eine im Wesentlichen längliche Platte, welche ein
Paar gegenüberliegender
Seiten aufweist, die eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden
Nuten umfasst. Die Nuten bilden einen Kanal für das ausgestoßene Ausgangsmaterial
aus. Die Nuten erstrecken sich allgemein senkrecht zur länglichen
Platte und radial nach außen
vom Spinnmaschinenkopf. Die Nuten sind von im wesentlichen V-förmigem Querschnitt
und weisen eine sich verändernde Breite
auf, wobei die Breite abnimmt, während
sich die Nut radial nach außen
erstreckt. Außerdem
weist die Platte eine abgeschrägte
innere Kante auf, welche einer zentralen Kammer zugewandt ist, um
zu helfen, das Ausgangsmaterial durch die Nuten zu kanalisieren.
Die Platte kann einen Anhang umfassen, weicher sich nach oben von
einem oberen Abschnitt aus erstreckt, um einen Griffbereich bereitzustellen, um
das Entfernen der Platte aus dem Spinnmaschinenkopf möglich zu
machen.
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Die
Platte ist am Spinnmaschinenkopf durch ein Verriegelungselement
befestigt, welches sich im Wesentlichen orthogonal nach außen von
wenigstens einer Seite der Platte erstreckt und in die ringförmige Verarbeitungswand
eingreifen kann. Bei Drehung des Spinnmaschinenkopfes wird die Platte
radial nach außen
durch die Zentrifugalkraft gezwungen und wird das Verriegelungselement
gegen die ringförmige
Verarbeitungswand gezwungen, wodurch es verhindert, dass die Platte
aus dem Schlitz ausgeworfen wird.
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Es
ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, einen Spinnmaschinenkopf
zu schaffen, der eine Verarbeitungswand besitzt, die Mikrokugeln
durch einen Flüssigkeitsentspannungsprozess
erzeugen kann.
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Es
ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass sie einen
Spinnmaschinenkopf enthält,
der den Fluss begrenzende Einlagen aufweist, die innerhalb der Verarbeitungswand
angeordnet sind, die einen Flussweg schaffen, der ein reformiertes
Produkt mit einer Mikrokugel-Morphologie erzeugt.
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Es
ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass ein Spinnmaschinenkopf
geschaffen wird, der den Fluss begrenzende Einlagen aufweist, die
leicht aus dem Spinnmaschinenkopf entfernt oder durch Einlagen ersetzt
werden können,
die eine andere Konfiguration aufweisen, die ermöglichen, dass die Öffnungen
der Verarbeitungswand modifiziert werden, um dadurch die Produktion
eines weiten Bereichs der Morphologien gesponnener Produkte zu erlauben.
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Es
ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, einen Spinnmaschinenkopf
zu schaffen, der den Fluss begrenzende Einlagen aufweist, die leicht
aus einem Spinnmaschinenkopf entfernt werden können, was erlaubt, dass die
Verarbeitungswand gründlich
und leicht gereinigt wird.
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Es
ist ein noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, einen
Spinnmaschinenkopf zu schaffen, der entfernbare Einlagen aufweist,
in denen Nuten enthalten sind, wobei die Nuten einen kegelförmigen V-förmigen Querschnitt besitzen,
durch den ein Ausgangsmaterial fließen kann.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Spinnmaschinenkopfs
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Spinnmaschinenkopfs nach 1;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht der den Fluss begrenzenden Einlage
nach 1;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Einlage der vorliegenden
Erfindung zeigt, die in ein ringförmiges Gehäuse eingeschoben ist, das teilweise
als Phantom gezeigt ist;
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4A ist
ein Aufriss einer inneren Kante der Einlage nach 3;
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4B ist
eine Querschnittsansicht der Einlage nach 4, genommen
längs der
Linie 4B-4B;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
der Einlage der vorliegenden Erfindung;
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5A ist
ein Aufriss einer äußeren Kante der
Einlage nach 5;
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5B ist
eine Seitenansicht der Einlage nach 5;
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5C ist
eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, eines Abschnitts des Spinnmaschinenkopfs der
vorliegenden Erfindung, der die Einlagen des in 5 gezeigten
Typs trägt.
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5D ist
eine teilweise Seitenansicht des Spinnmaschinenkopfs nach 5.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
der Einlage der vorliegenden Erfindung;
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6A ist
eine Seitenansicht der äußeren Kante
der Einlage nach 6;
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6B ist
eine Seitenansicht der Einlage nach 6;
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7A ist
eine teilweise perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
der Einlage der vorliegenden Erfindung, die im Querschnitt U-förmige Nuten
besitzt;
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7B ist
eine teilweise perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
der Einlage der vorliegenden Erfindung, die im Querschnitt rechteckförmige Nuten
besitzt;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
der Einlage der vorliegenden Erfindung;
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8A ist
eine Seitenansicht der äußeren Kante
der Einlage nach 7; und
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8B ist
eine Seitenansicht der Einlage nach 7.
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9 ist
ein Aufriss einer weiteren Ausführungsform
des Spinnmaschinenkopfs der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung beabsichtigt eine Spinnmaschinenkopf-Vorrichtung, um ein
festes, nicht lösliches
Ausgangsmaterial (das Ausgangsmaterial) einer ausreichenden Menge
von Energie zu unterwerfen, um das Material in ein Produkt mit einer wünschen Morphologie
physikalisch umzuwandeln. Die Energie wird durch eine Wärmequelle
und durch die durch den Spinnmaschinenkopf bereitgestellte Zentrifugalkraft
auf das Material übertragen,
die bewirkt, dass das Ausgangsmaterial mit einer hohen Geschwindigkeit
aus dem Kopf ausgestoßen
wird. Vorzugsweise wird auf das Ausgangsmaterial, nachdem es aus
dem Spinnmaschinenkopf ausgestoßen worden
ist, keine externe Kraft außer
dem durch die umgebende Atmosphäre
bereitgestellten Widerstand ausgeübt. Das auf diese Weise ausgestoßene Ausgangsmaterial
wird sofort als ein fester Körper,
der eine geänderte
Morphologie aufweist, reformiert.
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Der
Spinnmaschinenkopf der vorliegenden Erfindung ist modifizierbar,
um entweder die Flüssigkeitsentspannungsverarbeitung
oder die Entspannungsflussverarbeitung auszuführen, wobei dadurch dem Kopf
erlaubt wird, einen weiten Bereich von gesponnenen Produkten zu
erzeugen, die verschiedene Morphologien aufweisen. Ein Flüssigkeitsentspannungsprozess
wird typischerweise verwendet, wenn Mikrokugeln gebildet werden,
während
ein Entspannungsflussprozess typischerweise verwendet wird, um Flusen
und Flocken zu bilden. Um den Spinnmaschinenkopf zu konfigurieren,
um den gewünschten
Prozess zu erhalten, müssen
derartige Parameter wie die Temperatur, die Zentrifugalkraft, die
Verarbeitungswand und die Beschaffenheit der Umgebungsbedingungen,
die dem Spinnmaschinenkopf benachbart sind, alle eingestellt werden,
sodass die richtigen Bedingungen vorhanden sind. Diese Parameter
müssen
für das
spezielle Ausgangsmaterial, das verarbeitet wird, spezifisch maßgeschneidert werden.
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Die
vorliegende Erfindung erlaubt, dass die Materialausgangsöffnungen
der Verarbeitungswand leicht modifiziert werden, dass die gewünschte Morphologie,
die gewünschte
Größe und die
gewünschte Form
des reformierten Produkts erreicht werden. Es ist festgestellt worden,
dass die Form und die Länge der Öffnungen
die Menge der Wärmeenergie
und der kinetischen Energie beeinflussen, die durch den Spinnmaschinenkopf
auf das Ausgangsmaterial übertragen
werden. Diese Flexibilität
der Verarbeitungswand erlaubt außerdem, dass verschiedene Materialien
mit einer Grundkonstruktion des Spinnmaschinenkopfs verarbeitet
werden.
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Außerdem kann
während
des Betriebs des Spinnmaschinenkopfs das verarbeitete Material dazu neigen,
an den verschiedenen Teilen des Spinnmaschinenkopfs, einschließlich der
Verarbeitungswand, durch die das Material ausgestoßen wird,
anzuhaften. Dieses Material muss entfernt werden, wenn der Spinnmaschinenkopf
gereinigt wird, um den Kopf in einem guten Betriebszustand aufrechtzuerhalten
und die Verunreinigung zwischen den verschiedenen durch den Kopf
verarbeiteten Materialien zu verhindern. Die vorliegende Erfindung
ist außerdem
in ihrer Fähigkeit
einzigartig, sowohl eine schnelle und gründliche Reinigung als auch
die Erzeugung verschiedener reformierter Morphologien, einschließlich Mikrokugeln,
zu erlauben.
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Der
Spinnmaschinenkopf der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
In 1 und 2 ist der Spinnmaschinenkopf 10 der
vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Spinnmaschinenkopf 10 kann
in einer Weise verwendet werden, die zu herkömmlichen Zuckerwatte-Maschinen ähnlich ist,
um Ausgangsmaterial, das im Spinnmaschinenkopf verarbeitet worden
ist, in einen (nicht gezeigten) Sammelbehälter oder Sammelbunker auszustoßen. Die
Verwendung von Sammelbunkern in Kombination mit Spinnmaschinenköpfen, um
gesponnene Produkte zu bilden und zu sammeln, ist in der Technik
wohlbekannt.
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Der
Spinnmaschinenkopf 10 enthält ein im Allgemeinen zylindrisches
Sockelstück 12,
das einen ebenen isolierenden Bodenring 14 enthält. Über dem Sockelstück 12 befindet
sich beabstandet eine im Allgemeinen zylindrische Abdeckung 16,
die einen ebenen isolierenden oberen Ring 18 enthält. Es kann eine
geeignete mechanische Struktur, wie z. B. Bolzen 17, verwendet
werden, um die Abdeckung 18 beabstandet über dem
Sockelstück 12 zu
tragen. Das Sockelstück 12 und
die Abdeckung 16 können
aus rostfreiem Stahl oder einem anderen geeigneten Material ausgebildet
sein. Die isolierenden Ringe 14 und 18 sind vorzugsweise
aus einem wärmeisolierenden Material,
wie z. B. Keramik, oder einem wärmebeständigen Polymer,
wie z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE), ausgebildet.
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Zwischen
dem Sockelstück 12 und
der Abdeckung 16 erstrecken sich mehrere röhrenförmige Heizelemente 20,
die in einer im Allgemeinen kreisförmigen Anordnung 20a um
eine zentrale Drehachse A angeordnet sind. Das Sockelstück 12,
die Abdeckung 16 und die röhrenförmigen Heizelemente 20 bilden
eine Kammer 25, um das Ausgangsmaterial darin aufzunehmen.
Um das Ausgangsmaterial in die Kammer 25 des Spinnmaschinenkopfs 10 einzuführen, enthält die Abdeckung 16 eine
hindurchgehende, im Allgemeinen zentral angeordnete Öffnung,
die einen Trichter 22 in sich trägt. Das Ausgangsmaterial kann
durch den Trichter 22 in die Kammer 25 eingeführt werden.
Ein Schaft 26 erstreckt sich zentral vom Sockelstück 12 nach
unten, wobei er einen (nicht gezeigten) geeigneten Mechanismus enthält, um die Drehung
des Spinnmaschinenkopfs 10 um die Achse A in einer Weise
zu erlauben, die in der Technik wohlbekannt ist. Das Sockelstück 12 bringt
außerdem eine
(nicht gezeigte) elektrische Schnittstellenbaugruppe unter, die
die röhrenförmigen Heizelemente 20 speist.
Die Schnittstellenbaugruppe ist im US-Patent Nr. 5.458.823 ausführlicher
beschrieben worden.
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Die
röhrenförmigen Heizelemente 20 sind
im Allgemeinen längliche
hole zylindrische Elemente, die aus einem wärmeleitenden Metall mit einer
hohen Leistungsdichte ausgebildet sind. In einer bevorzugten Form
können
die röhrenförmigen Heizvorrichtungen
aus Rohren aus legiertem Stahl hergestellt sein. Die röhrenförmigen Heizelemente 20 können außerdem eine
mineralische isolierte Konstruktion mit einer hohen Temperaturwiderstandsfähigkeit
enthalten. Die röhrenförmigen Heizelemente 20 sind
in einer beabstandeten kreisförmigen
Anordnung 20a zwischen dem Sockelstück 12 und der Abdeckung 16 positioniert.
In dieser Weise können
die röhrenförmigen Heizelemente
als Befestigungs- oder Torsionssäulen
verwendet werden, um eine Kopfstruktur aus einer vereinheitlichten
starken Masse zu schaffen. Die röhrenförmigen Heizelemente 20 sind
vorzugsweise vertikal, d. h. senkrecht zum Sockelstück 12 und
der Abdeckung 16, angeordnet, aber die röhrenförmigen Heizelemente
können
außerdem
ein wenig gekippt sein. Die röhrenförmigen Heizelemente 20 können zwischen
der Abdeckung 16 und dem Sockelstück 12 in einer festsitzenden
Weise eingeschoben sein, um einen Presssitz unter allen Betriebsbedingungen
aufrechtzuerhalten.
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Die
vorliegende Erfindung sorgt ferner durch die Verwendung der röhrenförmigen Heizelemente 20 für die gesteuerte
gleichmäßige Einwirkung
von Wärme
innerhalb des Spinnmaschinenkopfs 10. Viele der Spinnmaschinenköpfe des
Standes der Technik verwenden Heizelemente des elektrischen Widerstandstyps.
Eine Länge
des Heizdrahts kann in eine gewünschte
Konfiguration geformt oder schraubenförmig gewunden werden, um in
Kombination mit dem Spinnmaschinenkopf verwendet zu werden. In vielen
dieser Konstruktionen des Standes der Technik werden jedoch die
Heizvorrichtungen von einem einzelnen Ort gespeist, folglich gibt
es eine Tendenz, dass die Heizvorrichtung Wärme entfernt von der Leistungsquelle
verliert. Ein derartiger Wärmeverlust verhindert
die gleichmäßige Einwirkung
der Wärme auf
das im Spinnmaschinenkopf gesponnene Ausgangsmaterial. Ferner wird
die Fähigkeit,
einen hohen Grad gesteuerter Wärme
bereitzustellen, durch derartige Konstruktionen gefährdet. Die
durch die ungleichmäßige Einwirkung
der Wärme
verursachte Unterhitzung oder Überhitzung
des Ausgangsmaterials innerhalb des Spinnmaschinenkopfs verringert die
Gleichmäßigkeit
und Form des gesponnenen Produkts im hohen Maße. Die vorliegende Erfindung versucht,
derartige Mängel
zu lindern, indem sie einzeln gespeiste Heizelemente 20 schafft,
die die Wand des Spinnmaschinenkopfs bilden, durch die das Ausgangsmaterial
verarbeitet und ausgestoßen
wird. Die Wärme
wird folglich durch die Verarbeitungsbarriere effizienter und vorhersagbar
zugeführt.
Wie oben dargelegt worden ist, ist die Fähigkeit, die auf das Material übertragene
Wärmemenge
zu steuern, beim Steuern des Ausgangsprodukts sehr wichtig. Diese Vorrichtung
und dieses Verfahren zum Steuern der gleichmäßigen Erwärmung der Verarbeitungswand ist
im US-Patent Nr. 5.458.823 weiter beschrieben.
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Um
das Ausgangsmaterial zu verarbeiten und seinen Fluss aus der Kammer 25 zu
begrenzen, verwendet die bevorzugte Ausführungsform eine ringförmige Gehäusebaugruppe 40.
Die ringförmige Gehäusebaugruppe 40 enthält ein aus
einem wärmeleitenden
Metall ausgebildetes ringförmiges
Gehäuse 42 und
mehrere den Fluss begrenzende Einlagen 50. Das ringförmige Gehäuse 42 enthält eine
stehende ringförmige
Verarbeitungswand 44, die mehrere zylindrische Kanäle 46 in
Längsrichtung
aufweist, die sich zwischen den gegenüberliegenden oberen und unteren
Wandoberflächen 44a und 44b erstrecken. Die
Größe und der
Ort der zylindrischen Kanäle 46 sind
in der ringförmigen
Wand 44 so angeordnet, dass sie der Größe und dem Ort der röhrenförmigen Heizelemente 20 entsprechen.
Das ringförmige
Gehäuse 42 ist
konstruiert, dass es über
die Anordnung 20a der röhrenförmigen Heizelemente 20 passt,
die in 10 gezeigt ist, wobei die einzelnen
röhrenförmigen Heizelemente 20 innerhalb
der Kanäle 46 ruhen.
Die Kammer 25, die das Ausgangsmaterial aufnimmt, ist durch
die innere zylindrische Wand 42a des Gehäuses 42 definiert.
Um das Ausstoßen
des Ausgangsmaterials aus dem Spinnmaschinenkopf 10 zu
erlauben, enthält
die Wand 44 des ringförmigen Gehäuses 42 mehrere
hindurch verlaufende radial gerichtete Längsschlitze 48. Die
Schlitze 48 erstrecken sich durch die Wand 44 zwischen
der oberen Oberfläche 44a und
der unteren Oberfläche 44b.
Die Schlitze 48 stehen mit der Kammer 25 innerhalb
des Spinnmaschinenkopfs 10 und mit dem Äußeren des Spinnmaschinenkopfs 10 in
Verbindung, um das Ausstoßen
des Ausgangsmaterials durch sie zu erlauben. Das ringförmige Gehäuse 42 kann
ferner in seiner oberen Oberfläche
(nicht gezeigte) Befestigungslöcher
enthalten, die mit den Bolzen 17 mit Gewinde in Eingriff
gelangen können,
um das Oberteil zu befestigen. Es liegt außerdem in der Absicht der vorliegenden
Erfindung, dass verschiedene ringförmige Gehäuse mit Schlitzen mit verschiedenen
Größen austauschbar
im Spinnmaschinenkopf 10, abhängig von verschiedenen Verarbeitungsparametern,
verwendet werden können.
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Das
ringförmige
Gehäuse 42 kann
durch Befestigungs-Kleinteile, wie z. B. (nicht gezeigte) Schrauben,
am Sockelstück 12 befestigt
sein, die sich durch die Öffnungen 43 in
der unteren Oberfläche 44b des
Gehäuses
und in die im Sockelstück 12 ausgebildeten
Gewindelöcher 45 erstrecken.
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Durch
die gegenüberliegenden
Oberflächen 48a und 48b sind
Schlitze 48 definiert, die sich zwischen dem Innendurchmesser
und dem Außendurchmesser
der Wand 44 erstrecken. Weil das Gehäuse 42 aus einem wärmeleitenden
Material ausgebildet ist, verursacht die Erwärmung der röhrenförmigen Heizelemente 20 die
Erwärmung
des Gehäuses 42,
um die Kammer 25 für
das Ausgangsmaterial zu verarbeiten. Das verarbeitete Ausgangsmaterial
wird durch die Schlitze 48 zwischen den gegenüberliegenden
Wänden 48a und 48b ausgestoßen. Das Ausgangsmaterial
befindet sich mit den gegenüberliegenden
Wänden 48a und 48b in
Kontakt, wie es vom Spinnmaschinenkopf 10 gesponnen wird.
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Wie
oben dargelegt worden ist, wird die Konfiguration des Endprodukts
teilweise durch die auf das Material übertragene Energiemenge beeinflusst. Ein
Mittel zum Steuern der Energiemenge ist, die physikalischen Eigenschaften
der Öffnungen
zu regulieren, durch die das Produkt aus dem Spinnmaschinenkopf 10 ausgestoßen wird.
Eine längere Weglänge durch
die erwärmte
Verarbeitungswand überträgt z. B.
mehr Wärme
auf das Material, als es eine kürzere
Weglänge
tun würde.
Die vorliegende Erfindung sorgt dafür, dass die physikalischen
Eigenschaften der Verarbeitungswand schnell und effizient durch
die Verwendung der den Fluss begrenzenden Einlagen 50 modifiziert
werden, die in jedem der Schlitze 48 angeordnet sind.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt ist, ist jede den
Fluss begrenzende Einlage 50 herausnehmbar in einen der
Schlitze 48 einschiebbar, wobei sie den Fluss des Materials
begrenzt, wie er durch die ringförmige
Verarbeitungswand 44 geht. Die Einlagen 50 sind ähnlich geformt,
wobei sie im Allgemeinen längliche
Platten sind, die eine Dicke aufweisen, die im Wesentlichen gleich
der Dicke ihrer entsprechenden Schlitze 48 ist, wobei sie
im engen Sitz darin aufnehmbar sind. Die Einlagen 50 sind
im Schlitz 48 installiert, wobei die gegenüberliegenden
Seitenwände 56 und 57 der
Einlagen mit den Seitenwänden 48a und 48b der
Schlitze aneinanderstoßen.
Um zu erlauben, dass das Ausgangsmaterial ausgestoßen wird
und die Mikrokugel-Morphologie erzeugt wird, enthalten die Einlagen 50 sich
radial erstreckende Nuten, die einen Kanalweg ausbilden, durch den
das erwärmte
Ausgangsmaterial fließen
kann.
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Jede
den Fluss begrenzende Einlage 50 enthält einen mit Nuten versehenen
Abschnitt 51, der mehrere Nuten 52 aufweist, die
sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Einlage 50 erstrecken. Die
Nuten 52 können
sich auf beiden Seitenwänden 56, 57 der
Einlage 50 befinden. Außerdem erstrecken sich die
Nuten 52 längs
der radialen Länge
der Einlage 50, wobei sie dadurch den Kanal schaffen, damit
das Ausgangsmaterial aus der Kammer 25 zur Außenseite
der Verarbeitungswand 44 fließt.
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Die
den Fluss begrenzenden Einlagen 50 sind vorzugsweise aus
einem wärmeleitenden
Material hergestellt, sodass die durch die röhrenförmigen Heizelemente 20 erzeugte
Wärme durch
das ringförmige
Gehäuse 42 geleitet
wird, das wiederum die Einlagen 50 erwärmt, um das Ausgangsmaterial
zu verarbeiten, wie es über
die Einlagen 50 fließt.
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Nun
werden spezifische Ausführungsformen der
Einlagen beschrieben. Eine Ausführungsform
der den Fluss begrenzenden Einlage ist in den 5–5D gezeigt.
Der mit Nuten versehene Abschnitt 51' der Einlage enthält jedoch
mehrere V-förmige
Nuten 52, die über
ihre ganzen Längen
eine im Wesentlichen gleichmäßige Tiefe
und Breite aufweisen. Es ist festgestellt worden, dass eine Tiefe
der Nuten von etwa 0,05 cm (0,020 Zoll) die gewünschten Ergebnisse erzeugt.
Diese Form der Nuten wird außerdem
bevorzugt im Flüssigkeitsentspannungsprozess
verwendet, um Mikrokugeln zu erzeugen.
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Die
Einlage 50' enthält ferner
einen Anhang 58',
der sich vom mit Nuten versehenen Abschnitt 51' nach oben erstreckt.
Der Anhang 58' ist
ein im Wesentlichen ebenes Element, wobei er für einen Installateur eine Oberfläche schafft,
um zuzugreifen, um das Einschieben und das Entfernen der Einlagen 50' in die Schlitze 48 und
aus den Schlitzen 48 möglich zu
machen. Der Anhang 58' besitzt
eine Dicke, die im Wesentlichen zur Dicke des mit Nuten versehenen Abschnitts 51' ähnlich ist.
Die Anhänge 58' sind so dimensioniert,
dass sie sich über
das ringförmige
Gehäuse 42 erstrecken.
Deshalb können
die Anhänge 58' leicht ergriffen
werden, um eine schnelle und leichte Entfernung der Einlage 50' aus dem ringförmigen Gehäuse 42 zu
erlauben. Die Abdeckung 16 und der isolierte Ring 18 können (nicht
gezeigte) Schlitze enthalten, um die sich nach oben erstreckenden
Anhänge 58' aufzunehmen.
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Außerdem erstrecken
sich Verriegelungselemente 66' von beiden Seiten der oberen und
unteren Abschnitte der Einlage 50' nach außen, um bei der Drehung des
Kopfes 10 die Einlage innerhalb der Schlitze 48 zu
befestigen.
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In
den 3 und 4–4B enthält die Einlage 50 die
Nuten 52, die einen weiteren im wesentlichen V-förmigen Querschnitt
aufweisen. Die Einlage 50 wird vorzugsweise bei der Flüssigkeitsentspannung
für die
Erzeugung von Mikrokugeln verwendet. Die Nuten 52 besitzen
eine Länge
L, die etwa eine Hälfte
des radialen Abstands zwischen dem Außen- und Innendurchmesser des
ringförmigen
Gehäuses 42 beträgt, wobei
deshalb der mit Nuten versehene Abschnitt 51 eine ähnliche
Größe aufweist.
Außerdem
verändern
sich sowohl die Tiefe D als auch die Breite W der Nuten 52,
wie sie sich in der radialen Richtung erstrecken, wenn die Einlage 50 im Kopf 10 installiert
ist. Spezifischer nehmen sowohl die Tiefe als auch die Breite ab,
wie sich die Nut 52 radial nach außen erstreckt. Die genaue Länge, Tiefe und
Breite der Nuten können
verändert
werden, um eine gewünschte
Eigenschaft zu erzeugen. Die Variation der Tiefe und der Breite
erzeugt eine Trichterwirkung, die bei der effizienten Kanalisierung
des Materials hilft, wie es den Spinnmaschinenkopf verlässt. Der
Fluss des Ausgangsmaterials wird außerdem durch die innere Kante 51a der
Einlage 50 unterstützt,
die eine V-förmige
Abschrägung 60 aufweist. Die
abgeschrägte
innere Kante hilft, den Fluss des geschmolzenen Ausgangsmaterials
auf beide Seiten der Einlage 50 zu lenken.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
kann eine sich verändernde
Anzahl von Nuten auf jeder Seite der Einlagen umfassen. Wie in 4A gezeigt
ist, enthält
die Seitenwand 56 5 Nuten, während die Seitenwand 57 6
Nuten enthält.
Die Nuten 52 auf einer Seitenwand können in Bezug auf die in der
gegenüberliegenden
Seitenwand ausgebildeten Nuten versetzt sein, um zu erlauben, dass
zahlreiche Nuten 52 mit ausreichender Tiefe in der Einlage 50 ausgebildet sind.
Außerdem
kann die Gesamtzahl der Nuten verändert werden, wie es von der
Anwendung verlangt wird.
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In 2 erzeugen
die Nuten 52 kleine V-förmige Öffnungen
an den Punkten 52a, wo das Material den Spinnmaschinenkopf 10 verlässt, wenn
die den Fluss begrenzende Einlage 50 innerhalb des Schlitzes 48 angeordnet
ist. Es wird angenommen, dass eine V-förmige Öffnung einen enger definierten Startpunkt
für das
Material als ein rundes Loch definiert, wobei dadurch ein verbessertes
gesponnenes Produkt erzeugt wird.
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Wie
in den 3 und 4–4B gezeigt ist,
enthält
die den Fluss begrenzende Einlage 50 ferner ein Paar von
Armen 62, die sich von den oberen und unteren Abschnitten
der inneren Kante 51a des mit Nuten versehenen Abschnitts 51 nach
außen
erstrecken. Am distalen Ende jedes Arms 62 ist ein sich ausdehnendes
Verriegelungselement 66 ausgebildet, wobei es die Befestigung
der Einlage 50 am Kopf 10 bei dessen Drehung unterstützt. Jedes
Verriegelungselement erstreckt sich im Wesentlichen orthogonal vom
Arm 62, wobei es mit der inneren zylindrischen Wand 42a des
ringförmigen
Gehäuses 42 in Eingriff
gelangen kann, wie in 4A gezeigt ist. Die Verriegelungselemente 66 erstrecken
sich vorzugsweise in entgegengesetzten Richtungen in Bezug auf einander,
sodass beide Seiten der Einlage im Gehäuse 42 befestigt sind.
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Bei
der Drehung des Kopfes 10 werden die Einlagen 50 durch
die Zentrifugalkraft radial nach außen gezwungen. Diese Kraft
zwingt die Verriegelungselemente 66 gegen die innere zylindrische Wand 42a und
befestigt dadurch die Einlage 50 innerhalb des Spinnmaschinenkopfes 10.
Die Einlagen 50 werden ferner durch das durch die thermische Ausdehnung
der Einlage und der ringförmigen
Wand verursachte Pressen in der richtigen Position gehalten. Wie
die Komponenten erwärmt
werden, dehnt sich das ringförmige
Gehäuse 42 aus,
was dazu führt,
dass die Schlitze 48 enger werden, wobei die Einlagen 50 dazu
neigen, sich auszudehnen, was zu einer vergrößerten Dicke führt. Deshalb
werden die Einlagen 50 durch das Pressen zwischen den Seitenwänden der
Schlitze 48 und den Seitenwänden 56, 57 der
Einlagen 50 an ihrem Platz gehalten. Dieses Verfahren,
um die Einlagen 50 zu befestigen, erlaubt die leichte Installation
und Entfernung der Einlagen in den Spinnmaschinenkopf 10 und
aus dem Spinnmaschinenkopf 10, weil keine befestigenden
Kleinteile oder Klammern entfernt werden müssen. Um die Einlagen 50 zu
installieren, kann eine Person einfach die Einlagen vom oberen Abschnitt
der ringförmigen Wand
in die Schlitze 48 schieben, bis sie vollständig in
den Schlitz 48 eingepasst sind, wie in 4 gezeigt
ist. Die Einlagen 50 können
außerdem
leicht entfernt werden, indem einfach die Einlagen aus den Schlitzen 48 geschoben
werden, sobald die Komponenten abgekühlt sind.
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Eine
weitere alternative Ausführungsform
einer den Fluss begrenzenden Einlage der vorliegenden Erfindung
ist in den 6–6B gezeigt.
In dieser Ausführungsform
ist die Einlage 50'' zu der ähnlich,
die in den 5–5D gezeigt
ist, mit Ausnahme, dass die Länge
des mit Nuten versehenen Abschnitts 51'' und
der Nuten 52'' länger als
der radiale Abstand zwischen dem Außen- und Innendurchmesser des
ringförmigen
Gehäuses 42 ist.
Durch das Vergrößern der
Länge der
Nuten wird die Zeitdauer, während
der sich das Material mit der erwärmten Einlage in Kontakt befindet,
vergrößert. Diese
Fähigkeit, die
Zeit des Ausgesetztseins der Wärme
der Verarbeitungswand zu verändern,
erlaubt, dass verschiedene Typen der Materialien durch Flüssigkeitsentspannung
verarbeitet werden, und die endgültige Morphologie
des reformierten Produkts weiter zu steuern. Weil sich außerdem die
wärmeleitende
Einlage radial nach ihnen über
die ringförmige
Wand 42 und in die Kammer 25 erstreckt, wird die
Wärme in die
Mitte der Kammer geleitet. Dies schafft eine gleichmäßigere Erwärmung des
Ausgangsmaterials, die zu einer verbesserten Materialverarbeitung
führt.
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Während hierin
V-förmige
Nuten gezeigt und beschrieben sind, liegt es außerdem innerhalb der Absicht
der vorliegenden Erfindung, dass die Nuten verschiedene Querschnittsformen
aufweisen, einschließlich
U-förmiger
Nuten 52''', wie in 7A gezeigt
ist, und rechteckförmiger
Nuten 52'''',
wie in 7B gezeigt ist.
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Die
Verwendung der Einlagen mit verschiedenen Formen erlaubt, dass der Spinnmaschinenkopf
außerdem
die Entspannungsflussverarbeitung ausführt. Deshalb kann der Spinnmaschinenkopf
außer
den Mikrokugeln verschiedene Morphologien erzeugen. Ein Beispiel
einer derartigen Einlage ist in 8B gezeigt.
In dieser Ausführungsform
besitzt die Einlage 50''' die Seitenwände 56''', 57''',
die im Wesentlichen glatt und eben sind. Die Seitenwände besitzen
eine Dicke t, die kleiner als die Breite des Schlitzes 48 ist.
Die Einlage 50''' teilt deshalb den Schlitz 48 in
zwei dünnere
Schlitze und ändert
deshalb den Ausgangspunkt, von dem das Ausgangsmaterial ausgestoßen wird.
Eine derartige Änderung der Öffnungsgröße führt zu einer Änderung
der reformierten Morphologie. In dieser Ausführungsform enthält die Einlage 50''' ferner
ein Paar Zwischenverriegelungselemente 68''', die im Wesentlichen
am Mittelpunkt des mit Nuten versehenen Abschnitts 51''' angeordnet
sind, um ein zusätzliches
Befestigungsmittel und zusätzliche
Stabilität
für die
Einlage zu schaffen. Das Zwischenverriegelungselement 67''' und
das Verriegelungselement 66''', die am unteren Abschnitt der
Einlage ausgebildet sind, sind mit den Elementen 70''' verbunden,
die sich im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Einlage 50''' erstrecken.
Diese Elemente 70''' besitzen eine Dicke, die im Wesentlichen ähnlich zum
Schlitz 48 ist, sodass sie an die entsprechende Schlitzseitenwand
anstoßen,
wenn die Einlage 50''' in den Schlitz 48 eingeschoben
ist.
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Deshalb
erlaubt die vorliegende Erfindung, dass die Geometrie der Öffnungen,
durch die das Material ausgestoßen
wird, leicht geändert
wird. Dies kann erreicht werden, indem einfach Einlagen eingeschoben
werden, die eine andere Nutenkonfiguration oder andere Dimensions-
und Querschnittsvariationen besitzen.
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Die
Operation der bevorzugten Ausführungsform,
die in den 1–5 gezeigt
ist, kann nun beschrieben werden. Das Ausgangsmaterial, wie z. B.
Zucker oder mit anderen Materialien vermischter Zucker, kann durch
den Trichter 22 in die Kammer 25 des Spinnmaschinenkopfs 10 eingeführt werden.
Es wird durch einen Schaft 26 verursacht, dass sich der Spinnmaschinenkopf 10 mit
einer ausgewählten Drehzahl
um die Achse A-A dreht. Das Ausgangsmaterial innerhalb des Spinnmaschinenkopfs 10 wird durch
die Zentrifugalkraft direkt gegen die zylindrische Wand getrieben,
die durch die röhrenförmigen Heizelemente 20 ausgebildet
ist, die auf eine im Voraus gewählte
Temperatur gleichmäßig erwärmt worden
sind, die ausreichend ist, um die richtigen Verarbeitungsbedingungen
zu schaffen, und die das ringförmige
Gehäuse
erwärmen,
das wiederum das dagegen geschleuderte Material erwärmt und
verursacht, dass das feste Material für die Verarbeitung in einer
schnellen Weise reduziert wird. Das Ausgangsmaterial wird dann durch
die in den Einlagen 50 ausgebildeten Nuten 52 gezwungen,
um in die umgebende Atmosphäre
getrieben zu werden, wo es reformiert wird und fest wird. Ein derartiger
Ausstoß verursacht
physikalische Änderungen
im gesponnenen Produkt.
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Die
Verwendung einer ringförmigen
Gehäusebaugruppe 40 ist
bei der Fertigung eines gesponnenen pharmazeutischen Produkts besonders
vorteilhaft, weil die vorliegende Erfindung relativ leicht zu reinigen
und aufrechtzuerhalten ist. Die Fähigkeit, die Verarbeitungskomponenten
gründlich
und effektiv zu reinigen, ist bei der pharmazeutischen Produktion besonders
wichtig. Falls ein Spinnmaschinenkopf verwendet worden ist, um einen
Typ eines pharmazeutischen Produkts herzustellen, und dann anschließend verwendet
wird, um ein anderes pharmazeutisches Produkt zu erzeugen, ist sehr
wichtig, dass die Spuren des früheren
Produkts nicht in das anschließende
Produkt übertragen
werden.
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Die
richtige Reinigung des Spinnmaschinenkopfs ist für Vorrichtungen, die Mikrokugeln
herstellen, besonders schwierig gewesen. Typischerweise werden derartige
Formen durch Verarbeitungswände gebildet,
die durch Laser gebohrte Löcher
enthalten. Diese Löcher
sind sehr schwierig zu reinigen, wobei sie oft mit Material verstopft
werden, das nicht leicht aus ihnen entfernt wird. Die vorliegende
Erfindung überwindet
diese Probleme durch die Verwendung einer herausnehmbaren ringförmigen Gehäusebaugruppe,
die herausnehmbare Einlagen aufweist.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, bildet die ringförmige Gehäusebaugruppe 40 die
Komponenten, die mit dem Ausgangsmaterial in Kontakt gelangen. Deshalb
können,
wenn der Kopf gereinigt werden muss, die Einlagen schnell aus den
Schlitzen 48 entfernt und separat vom ringförmigen Gehäuse gereinigt
werden. Das ringförmige
Gehäuse 42 kann außerdem leicht
vom Kopf entfernt und richtig gereinigt werden, um jedes Restmaterial
zu beseitigen, das an den Oberflächen
anhaftet. Deshalb können alle
Komponenten, die sich mit dem Ausgangsmaterial in Kontakt befinden,
unabhängig
von den gespeisten Komponenten, wie z. B. den Heizvorrichtungen
und der zugeordneten Verdrahtung, entfernt und gereinigt werden.
Außerdem
sind die Schlitze 48 vorzugsweise beabstandet, sodass die
gründliche
Reinigung der Schlitze schnell und relativ leicht ausgeführt werden
kann. Die Schlitzgröße erlaubt
außerdem eine
relativ einfache visuelle Untersuchung der Schlitze, um zu sichern,
dass das Gehäuse 42 richtig gereinigt
ist. Demzufolge beseitigt die vorliegende Erfindung kleine Spalten,
die sowohl schwierig und zeitaufwändig zu reinigen sind als auch
schwierig visuell zu überprüfen sind,
ob eine richtige Reinigung stattgefunden hat.
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In
der vorliegenden Erfindung kann, sobald die verschiedenen Teile
gründlich
gereinigt worden sind, die Baugruppe leicht erneut zusammengesetzt werden,
indem das ringförmige
Gehäuse
am Kopf angebracht wird und die Einlagen 50 in die Schlitze 48 geschoben
werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann außerdem
in der in 9 gezeigten modifizierten Ausführungsform
verwendet werden. Ein Spinnmaschinenkopf 10' ist für die Verwendung in einer umgekehrten
Weise konstruiert, d. h. von einem (nicht gezeigten) hochliegenden
Träger
hängend.
Ein Trägerstab 23' trägt den Spinnmaschinenkopf 10' in einer umgekehrten
Weise. Eine begrenzende Platte 16', die anstelle der Abdeckung 16 verwendet
wird, trägt
das ringförmige
Gehäuse 42' auf dem Spinnmaschinenkopf 10'. Die Einlagen 50' des Typs, der
in 5 ausführlicher
gezeigt ist, können
in einer Weise eingeschoben werden, die oben beschrieben worden
ist, um zwischen der begrenzenden Platte 16' von dem unteren Abschnitt des
Spinnmaschinenkopfs 10' getragen
zu werden.
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Obwohl
die veranschaulichenden Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung hierin unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben worden sind, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung
nicht auf diese genauen Ausführungsformen
eingeschränkt
ist, und dass verschiedene andere Änderungen und Modifikationen
von einem Fachmann auf dem Gebiet darin ausgeführt werden können, ohne
vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.