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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft allgemein
ein Wirbelschicht-Bearbeitungssystem
und genauer gesagt eine Sprühpistole
mit mehreren einzelnen Düsen
für ein
Wirbelschicht-Bearbeitungssystem
sowie ein entsprechendes Verfahren.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Wirbelschicht-Bearbeitungssysteme
und -verfahren können
in einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungen verwendet werden.
Beispielsweise können
Wirbelschicht-Bearbeitungssysteme und
-verfahren dazu verwendet werden, feuchte Partikel für die weitere
Bearbeitung oder für
die Entsorgung zu trocknen. Wirbelschicht-Bearbeitungssysteme und
-verfahren können
auch dazu verwendet werden, Partikel zu beschichten, indem identifizierbare Schichten
gleichmäßig über einem
identifizierten Kern ausgebildet werden. Außerdem können Wirbelschicht-Bearbeitungssysteme
und -verfahren dazu verwendet werden, Partikel zu größeren Aggregaten zusammen
zu granulieren, wobei die ursprünglichen Partikel
in den Aggregaten immer noch identifiziert werden können.
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Bei Wirbelschicht-Bearbeitungssystemen und
-verfahren werden zu bearbeitende Partikel in eine Produktkammer
eingebracht und dann in eine Expansionskammer hinein fluidisiert.
Wenn die Partikel beschichtet oder granuliert werden sollen, wird eine
Lösung
auf die Partikel aufgesprüht.
Mit dieser Lösung
werden entweder Schichten auf die Partikel aufgebracht, oder die
Partikel beginnen, sich zusammenzuballen, um größere Partikel zu bilden. Die
Partikel trocknen, wenn sie in der Expansionskammer absinken und
dann wieder aufwärts
geblasen werden. Dieser Aufwärts-
und Abwärtsvorgang
wird weitergeführt,
bis die Bearbeitung vollendet ist, und dann werden die Partikel
aus der Produktkammer ausgelassen.
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Bei herkömmlichen Wirbelschicht-Bearbeitungssystemen
und -verfahren wird die Lösung
unter Verwendung von Sprühpistolen
versprüht,
die Gruppen oder Sätze
von Düsen
haben, typischerweise Gruppen von drei Düsen. Die Düsen sind bezüglich einander
und bezüglich
der Vertikalen winklig angeordnet, um ein gewünschtes Sprühmuster zu erzielen. Typischerweise
sind die Sprühdüsen in jeder Gruppe
zwischen ungefähr
10 und 80 Grad bezüglich der
Vertikalen positioniert.
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Ein Problem mit diesen Sprühpistolen
besteht darin, dass die Gruppen von Düsen voneinander und von der
Seitenwand der Expansionskammer beabstandet sein müssen, um
zu vermeiden, dass die Sprühstrahlen
sich über
die Expansionskammer hinüber überlappen.
Unglücklicherweise
reduziert die zwischen den Gruppen der Düsen, um das Überlappen
der Strahlen zu vermeiden, benötigte
Beabstandung die gesamte Sprührate,
was wiederum den gesamten Produktionsdurchsatz des Wirbelschicht-Bearbeitungssystems
reduziert.
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Ein anderes Problem in diesen Sprühpistolen
ist, dass die Düsen
in jedem Satz oder jeder Gruppe von dem gleichen Zuführstrom
gespeist werden und daher nicht einzeln gesteuert werden können. Als
Ergebnis kann die Sprührate
einer oder mehrerer Düsen
nicht auf einem optimalen Level eingestellt werden.
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Ein noch anderes Problem mit diesen
Sprühpistolen
besteht darin, dass die Halterungen für die Gruppen der Düsen kompliziert
zu montieren sind und recht teuer aufgrund der großen Anzahl
von benötigten
Bauteilen. Aufgrund der zusätzlichen
Teile besteht auch eher die Wahrscheinlichkeit, dass die Halterungen
gewartet und/oder ausgetauscht werden müssen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Ein Wirbelschicht-Bearbeitungssystem
mit einer Sprühvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist eine Expansionskammer und zumindest
eine Sprühvorrichtung auf,
die sich in die Expansionskammer hinein erstreckt. Die Sprühvorrichtung
hat mehrere einzelne Düsen,
die entlang der Sprühvorrichtung
beabstandet sind. Die Sprühvorrichtung
hat auch zumindest einen Fluiddurchlass, der mit den einzelnen Düsen verbunden
ist. Jede der einzelnen Düsen
an der Sprühvorrichtung
ist so positioniert, dass sie Fluid in einer Richtung sprüht, so dass
eine Interaktion mit dem Sprühstrahl
von den anderen einzelnen Düsen im
Wesentlichen vermieden wird.
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Ein Wirbelschicht-Bearbeitungssystem
mit einer Sprühvorrichtung
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet auch eine Expansionskammer
und zumindest eine Sprühvorrichtung,
die sich in die Expansionskammer hinein erstreckt. Die Sprühvorrichtung
beinhaltet mehrere Fluiddurchgänge,
die sich entlang zumindest eines Bereichs der Sprühvorrichtung
erstrecken, und mehrere einzelne Düsen, die entlang der Sprühpistole
beabstandet sind und mit einem anderen der Fluiddurchgänge verbunden
sind.
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Ein Verfahren gemäß einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Einbringen von Material,
das zu den Partikeln geformt werden soll, in eine Produktkammer,
das Fluidisieren zumindest eines Bereichs des Materials aufwärts in eine
Expansionskammer hinein aus der Produktkammer, und das Sprühen eines
Fluids aus mehreren einzelnen Düsen
in einer Sprühvorrichtung
auf das fluidisierte Pulver in Richtungen, die so gewählt sind,
dass eine Interaktion zwischen den Sprühstrahlen von jeder Düse im Wesentlichen
vermieden wird.
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Ein Verfahren zum Ausbilden von vergrößerten Partikeln
aus einem Pulver in einem Wirbelschicht-Bearbeitungssystem gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet das Einbringen von Material,
das zu größeren Partikeln
geformt werden soll, in eine Produktkammer, das Fluidisieren zumindest
eines Bereichs des Materials aufwärts in eine Expansionskammer
hinein aus der Produktkammer, das Zuführen eines Fluids separat zu
jeder von mehreren einzelnen Düsen
an einer Sprühvorrichtung,
und das Sprühen
des Fluids auf das fluidisierte Material.
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Mit dem Wirbelschicht-Bearbeitungssystem mit
der Sprühvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung
können
mehr einzelne Düsen
in einer gegebenen Querschnittsfläche entfaltet werden als mit herkömmlichen
Systemen, und demzufolge können höhere Sprühraten erzielt
werden. Als Ergebnis steigt der gesamte Produktionsdurchsatz des
Wirbelschicht-Bearbeitungssystems.
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Außerdem kann mit der vorliegenden
Erfindung eine bessere Steuerung der Richtung des Sprühstrahls
erzielt werden als mit herkömmlichen Systemen.
Mit der vorliegenden Erfindung können beispielsweise
die einzelnen Düsen
näher aneinander
positioniert werden und näher
an der Wand, als es mit herkömmlichen
Systemen mit Gruppen oder Sätzen
von Düsen
möglich
war.
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Mit einzelnen Düsen sind außerdem die Düsenhalterungen
signifikant vereinfacht worden, so dass die einzelnen Düsen einfacher
zu montieren und zu warten sind.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Wirbelschicht-Bearbeitungssystems
mit einer Sprühvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2A ist
eine teilweise Seitenansicht und eine teilweise Querschnittsansicht
der Sprühvorrichtung;
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2B ist
eine vergrößerte Ansicht
eines Bereichs der Sprühvorrichtung
und einer Sprühdüse;
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2C ist
eine Explosionsansicht des Bereichs der Sprühvorrichtung und der Sprühdüse, der in 2B gezeigt ist;
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2D ist
eine Querschnittsansicht der Sprühvorrichtung
entlang den Linien 2D-2D in 2A;
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3A ist
eine Querschnittsansicht einer Expansionskammer, die eine mögliche Konfiguration für die Sprühvorrichtungen
veranschaulicht; und
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3B ist
eine Querschnittsansicht einer Expansionskammer, die eine andere
mögliche
Konfiguration für
die Sprühvorrichtungen
veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Ein Wirbelschicht-Bearbeitungssystem 10, wie
beispielsweise ein Beschichter, ein Granulator oder ein Trockner,
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 1 dargestellt.
Das Wirbelschicht-Bearbeitungssystem 10 beinhaltet eine
Expansionskammer 12 und zumindest eine Sprühvorrichtung 14 mit
mehreren einzelnen Düsen 16.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Anzahl von Vorteilen, insbesondere
können
mehr einzelne Düsen 16 in
einem gegebenen Querschnittsbereich entfaltet werden, die Richtung
des Sprühstrahls
kann besser gesteuert werden als bei herkömmlichen Systemen, und vereinfachte
Düsenhalterungen 18 bezüglich der
herkömmlichen
Systeme können
vorgesehen werden.
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Mit Bezug auf 1 hat die Expansionskammer 12 eine
obere Öffnung 20 und
einen offenen Boden 22, der mit einer oberen Öffnung 24 der
Produktkammer 26 verbunden ist. In dieser besonderen Ausführungsform
hat die Expansionskammer 12 eine zylindrische Gestalt,
obwohl die Gestalt wie gewünscht oder
benötigt
variieren kann. Die Expansionskammer 12 empfängt die
aus der Produktkammer 26 heraufgeblasenen fluidisierten
Partikel P. In dieser bestimmten Ausführungsform hat die Expansionskammer 12 einen
Flansch 28, der sich um die Expansionskammer 12 herum
erstreckt und an einem Flansch 30 einer Produktkammer 26 angebracht
ist, die sich unterhalb der Expansionskammer 12 befindet,
und zwar mit Bolzen 32 oder anderen Anbringeinrichtungen,
obwohl auch andere Arten zur Verbindung der Expansionskammer 12 mit
der Produktkammer 26 verwendet werden können.
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Mit Bezug auf die 1 und 2A erstreckt sich
die Sprühvorrichtung 14 in
die Expansionskammer 12 hinein. In dieser bestimmten Ausführungsform
hat die Sprühvorrichtung 14 eine
im Wesentlichen gerade und längliche
oder Wandgestalt, obwohl die Sprühvorrichtung 14 auch
andere Gestalten haben könnte,
wenn dies gewünscht
oder notwendig ist. Obwohl in der in 1 dargestellten
bestimmten Ausführungsform
das Wirbelschicht-Bearbeitungssystem 10 eine Sprühvorrichtung 14 hat,
könnte
das Wirbelschicht-Bearbeitungssystem 10 auch mehr als eine
Sprühvorrichtung 14 haben.
Beispielsweise hat das in einer Ausführungsform in 3A gezeigte Wirbelschicht-Bearbeitungssystem 10 drei
Sprühvorrichtungen 14,
und die in 3B dargestellte
Ausführungsform
des Wirbelschicht-Bearbeitungssystems 10 hat
acht Sprühvorrichtungen 14.
Die besondere Anordnung der Sprühvorrichtungen 14 in
der Expansionskammer 12 kann auch variieren, wie benötigt oder
gewünscht.
Beispielsweise sind, wie in 3A gezeigt,
die Sprühvorrichtungen 14 in
einer sich überlappenden
Anordnung angeordnet, während
in 3B sich die Sprühvorrichtungen 14 in
die Expansionskammer hinein erstrecken, ohne sich zu überlappen.
Wie diese Beispiele verdeutlichen, können die Sprühvorrichtungen 14 und
die einzelnen Düsen 16 über die
Expansionskammer 12 hinüber
positioniert werden, so dass sie Fluid gleichmäßig auf die fluidisierten Partikel
P hinaufsprühen,
ohne dass sich die Sprühstrahlen
signifikant überlappen.
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Mit Bezug auf die 1 und 2A–2C hat jede Sprühvorrichtung 14 mehrere
einzelne Düsen 16,
die entlang ihrer Länge
verteilt sind. Obwohl in den in den 1, 3A und 3B dargestellten Ausführungsformen die Sprühvorrichtungen 14 entweder
zwei oder vier einzelne Düsen 16 haben,
kann die Anzahl der einzelnen Düsen 16 wie
gewünscht
oder benötigt
variieren. Die einzelnen Düsen 16 sind
an jeder der Sprühvorrichtungen 14 angebracht,
um ein Fluid oder eine Binderlösung
wieder abwärts
in Richtung der Produktkammer 26 zu sprühen. In dieser bestimmten Ausführungsform
sind die einzelnen Düsen 16 so
angebracht, dass die Mitte des Strahls in einer im Wesentlichen
vertikalen Richtung entlang einer Achse V-V gerichtet ist, wie in
den 1 und 2A dargestellt. Die einzelnen
Düsen 16 können jedoch
auch so eingestellt sein, dass sie in jedem gewünschten Winkel bezüglich einer
durch die Achse V-V gezeigten Vertikalen sprühen. Einer der Vorteile der
vorliegenden Erfindung ist, dass durch Verwenden von einzelnen Düsen 16 anstelle
von Gruppen von Düsen die
einzelnen Düsen 16 nahe
aneinander angeordnet und auch nahe an der Seitenwand 34 oder
den Wänden
der Expansionskammer 12 angeordnet werden können, so
dass ein wesentlicher Bereich der Querschnittsfläche der. Expansionskammer 12 mit
einem geringen oder gar keinem Überlappen
der Sprühstrahlen
zwischen den einzelnen Düsen 16 besprüht werden
kann. Die verbesserte Abdeckung zusammen mit den höheren Sprühraten,
die aufgrund der im Wesentlichen vertikalen Richtung für den Strahl von
jeder einzelnen Düse 16 verwendet
werden können,
hilft dabei, den gesamten Produktionsdurchsatz des Granulators 10 zu
verbessern.
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Mit Bezug auf die 2B und 2C ist
ein Bereich der Sprühvorrichtung 14 und
eine der einzelnen Düsen 16 veranschaulicht.
In dieser bestimmten Ausführungsform
ist die einzelne Düse 16 in
die Sprühvorrichtung 14 hineingebaut,
und zwar durch Schweißen,
so dass ein Durchlass 37 in der einzelnen Düse 16 mit
dem Fluiddurchlass 36(1) verbunden ist, und so dass Durchlässe 39 mit
einem Gasdurchlass 40 verbunden sind. Ein Flüssigkeitseinsatz 45 mit
einem Durchlass 47 ist in die Öffnung 43 in der einzelnen
Düse 16 eingesetzt,
so dass ein Durchlass 47 in Verbindung mit dem Durchlass 37 steht.
Ein optionaler O-Ring 41 ist in die Öffnung 43 zwischen
der einzelnen Düse 16 und
dem Flüssigkeitseinsatz 45 eingesetzt,
um dabei zu helfen, eine Dichtung zu bilden. In dieser bestimmten
Ausführungsform
wird der Flüssigkeitseinsatz 45 in
der Öffnung 43 in
der einzelnen Düse 16 durch
Schweißnähte an seiner
Stelle gehalten. Eine Luftkappe 49 sitzt über dem
Flüssigkeitseinsatz 45 und
teilweise in der Öffnung 43 der einzelnen
Düsen 16.
In dieser bestimmten Ausführungsform
wird die Luftkappe 49 an ihrer Stelle in der Öffnung 43 in
der einzelnen Düse 16 durch
Schweißnähte gehalten.
Ein anderer optionaler O-Ring 53 ist in die Öffnung 43 zwischen
der einzelnen Düse 16 und
der Luftkappe 49 eingesetzt. Die Luftkappe 49 hat
einen Durchlass 55, der Luft von den Durchgängen 40 und 39 um
das Ende 51 des Flüssigkeitseinsatzes 45 herum
zusammenführt,
um dabei zu helfen, den Sprühstrahl
von der einzelnen Düse 16 zu bilden.
Obwohl Schweißnähte nicht
dargestellt sind, um die verschiedenen oben diskutierten Komponenten
anzubringen, können
auch andere Arten von Anbringtechniken, wie beispielsweise Klebstoff,
Bolzen oder passende Gewinde, verwendet werden. Wie dargestellt,
haben die einzelnen Düsen 16 eine
einfachere Ausgestaltung als herkömmliche Düsen, so dass die einzelnen
Düsen 16 leichter
einzubauen oder zu ersetzen sind.
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Mit Bezug auf die 1 und 2A–2D beinhaltet die Sprühvorrichtung 14 in
dieser bestimmten Ausführungsform mehrere
Fluiddurchlässe 36(1)–36(4),
die sich entlang zumindest eines Bereichs der Länge der Sprühvorrichtung 14 erstrecken.
Jeder der einzelnen Düsen 16 ist
mit einem Ende eines der Fluiddurchlässe 36(1)–36(4) verbunden,
und das andere Ende der Fluiddurchlässe 36(1)–36(4) ist
mit einer Fluidquelle 38 oder mit einer Quelle einer Binderlösung verbunden,
wie beispielsweise Wasser oder ein organisches Lösungsmittel in dieser bestimmten
Ausführungsform.
Da einzelne Fluiddurchlässe 36(1)–36(4) mit
jeder einzelnen Düse 16 verbunden
sind, kann die Fluidmenge und so auch die Sprührate bei jeder einzelnen Düse 16 individuell
gesteuert werden. Als Ergebnis kann die Sprührate von jeder einzelnen Düse 16 optimal
für die
jeweilige Anwendung eingestellt werden. Die Durchflussgeschwindigkeit
des Fluids und jeder einzelnen Düse 16 kann
mit einem Ventil (nicht dargestellt) in jedem Fluiddurchlass 36(1)–36(4) gesteuert werden.
Die Menge, um die jedes Ventil geöffnet wird, kann dazu verwendet
werden, die Fluidmenge zu steuern, die jeder einzelnen Düse 16 zugeführt wird.
Die Sprühvorrichtung 14 kann
auch einen Gasdurchlass 40 beinhalten, der mit jeder der
einzelnen Düsen 16 verbunden
ist, und auch mit einer Gasquelle 42, wie beispielsweise
einer Luftquelle. Das Fluid und das Gas werden zu jeder einzelnen
Düse 16 geleitet.
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Mit Bezug auf 1 hat die Produktkammer 26 auch
einen offenen Boden 44. Die Produktkammer wird dazu verwendet,
die Partikel P in dem Wirbelschicht-Bearbeitungssystem 10 zurückzuhalten. In
dieser bestimmten Ausführungsform
hat die Produktkammer 26 eine Trichtergestalt, die von
der oberen Öffnung 24 abwärts und
einwärts
geneigt ist, obwohl die Produktkammer 26 natürlich auch
andere Gestalten haben könnte,
beispielsweise die Gestalt einer teilweisen Pyramide, und sie könnte auch
gerade sein oder geneigt in anderen Richtungen von der oberen Öffnung 24 zu
dem offenen Boden 44, wie gewünscht oder benötigt.
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Das Wirbelschicht-Bearbeitungssystem 10 beinhaltet
auch ein Fluidzuführsystem 46 mit
einem Gebläse 48 und
einer Leitung 50 mit einem Auslass 52, der so
positioniert ist, dass er Fluid in die Produktkammer 26 hinein
durch den offenen Boden 44 hindurch in der Richtung leitet,
die in 1 durch die Pfeile
gezeigt ist. In dieser bestimmten Ausführungsform ist ein Sieb 54 mit
der Leitung 50 über
den Auslass 52 hinüber
verbunden, obwohl das Sieb 54 auch anderswo angeschlossen
werden könnte,
beispielsweise über
den offenen Boden 44 hinüber an der Produktkammer 26.
Das Sieb 54 hat eine geeignete Maschengröße, um Partikel
P aufzuhalten. Das Fluidzuführsystem 46 kann
auch eine Heizvorrichtung (nicht dargestellt) beinhalten, die dazu
verwendet wird, dass Fluid auf eine geeignete Temperatur für die Wirbelschichtbearbeitung
der Partikel P aufzuheizen. In dieser bestimmten Ausführungsform
ist das mittels des Fluidzuführsystems 46 zugeführte Fluid
Luft, aber es könnten
auch andere Arten von Fluid verwendet werden, wie gewünscht oder
benötigt.
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Eine Auslassöffnung 56 ist zwischen
dem Auslass 52 der Leitung 50 für das Fluidzuführsystem 56 und
dem offenen Boden 44 der Produktkammer 26 definiert
und erstreckt sich im Wesentlichen darum herum. Die Auslassöffnung 56 schafft
einen Durchlass für
Partikel P, die schnell aus der Produktkammer 26 ausgebracht
werden sollen. Obwohl in dieser bestimmten Ausführungsform sich die Auslassöffnung 56 zwischen
dem Auslass 52 der Leitung 50 und dem offenen
Boden 44 der Produktkammer 26 befindet, könnte die
Auslassöffnung 56 auch
woanders angeordnet sein, beispielsweise in der Produktkammer 26 angrenzend
an den offenen Boden 44.
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Eine Sammelkammer 58 ist
mit der Produktkammer 26 verbunden und um die Auslassöffnung 56 herum
angeordnet. Die Sammelkammer 58 empfängt die Partikel P von der
Produktkammer 26, wenn die Auslassöffnung 56 frei liegt
oder geöffnet
ist.
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Ein seitlicher Auslassmechanismus 60 ist
am Inneren der Produktkammer 26 mit einer Anbringstruktur
(nicht dargestellt) angebracht und kann innerhalb der Anbringstruktur
in eine erste Position bewegt werden, in der die Auslassöffnung 56 bedeckt ist,
in eine zweite Position, in der die Auslassöffnung 56 frei liegt,
und in Zwischenpositionen, die die Auslassöffnung 56 teilweise
freilegen und eine Steuerung der Auslassrate ermöglichen. Obwohl sich in dieser
bestimmten Ausführungsform
der seitliche Auslassmechanismus 60 auf der Innenseite
der Produktkammer 26 befindet, könnte der seitliche Auslassmechanismus 60 auch
an anderen Stellen angebracht sein, beispielsweise an der Außenseite
der Produktkammer 26, solange der seitliche Auslassmechanismus 60 in
die erste, zweite und die Zwischenpositionen bewegt werden kann.
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Das Wirbelschicht-Bearbeitungssystem 10 kann
auch einen Filter 62 beinhalten, der über die obere Öffnung 20 der
Expansionskammer 12 hinüber angeschlossen
ist. Der Filter 62 entfernt fluidisierte Partikel P in
der Luft, bevor die Luft aus der oberen Öffnung 20 der Expansionskammer 12 ausgelassen wird.
Ein Rührmechanismus
(nicht dargestellt) kann mit dem Filter 62 verbunden sein,
um den Filter 62 periodisch zu schütteln, um aufgefangene Partikel
P zurück
abwärts
in Richtung der Expansionskammer 12 und der Produktkammer 26 zu
bringen.
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Ein Verfahren für das Wirbelschichtbearbeiten
von Partikeln P wird mit Bezug auf die 1 und 2A–2D beschrieben. Zunächst wird
der seitliche Auslassmechanismus 60 in die erste Position
bewegt, um die Auslassöffnung 56 zu
bedecken. Anschließend
werden zu bearbeitende Partikel P, wie beispielsweise ein Pulver
mit einer oder mehreren Komponenten in die Produktkammer 26 eingebracht.
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Wenn die Partikel P in die Produktkammer 26 eingebracht
worden sind, wird das Fluidzuführsystem 56 in
Eingriff gebracht, um ein Fluid, wie beispielsweise Luft in diesem
bestimmten Beispiel, über die
Leitung 50 zu den Partikeln P zu führen. Die eingeblasene Luft
hilft dabei, die Partikel P zu mischen, und ermöglicht es einigen der Partikel
P, aufwärts
in die Expansionskammer 12 hinein zu Fluidisieren. In der
Zwischenzeit heizt der Heizer das eingeblasene Fluid auf eine Temperatur,
die für
die jeweiligen Wirbelschichtbearbeitung geeignet ist, beispielsweise für das Beschichten
oder das Agglomerieren.
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In diesem bestimmten Beispiel wird
dann die Sprühvorrichtung 14 in
der Expansionskammer 12 in Eingriff gebracht, um eine Lösung, wie
beispielsweise eine Binderlösung,
aus den einzelnen Düsen 16 heraus
auf die fluidisierten Partikel P zu sprühen. Mit der vorliegenden Erfindung
können
die einzelnen Düsen 16 so
positioniert werden, dass sie im Wesentlichen die gesamte Querschnittsfläche der
Expansionskammer 12 mit Spray abdecken, selbst angrenzend
an die Seitenwand der Expansionskammer 12, wie in den Beispielen
der 3A und 3B dargestellt. Außerdem kann,
da die einzelnen Düsen 16 näher aneinander
positioniert werden können
und im Wesentlichen ohne Überlappen,
eine höhere
Sprührate verwendet
werden, was den gesamten Produktionsdurchsatz für das Wirbelschicht-Bearbeitungssystem 10 steigert.
Da jede der einzelnen Düsen 16 mit
einem anderen Fluiddurchlass 36 in der Sprühvorrichtung 14 verbunden
ist, kann außerdem
die Sprührate von
jeder einzelnen Düse 16 für die bestimmte
Anwendung optimiert werden.
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Wenn die fluidisierten Partikel P
mit Lösung von
den Sprühvorrichtungen
befeuchtet werden, beginnt das Material M, zurück in den unteren Teil der Expansionskammer 12 hinabzusinken,
und zwar aufgrund seines gesteigerten Gewichts. Wenn die Partikel
P absinken, trocknen die Partikel P und werden wieder in der Expansionskammer 12 aufwärts geblasen,
um wieder besprüht
zu werden, so dass eine weitere Beschichtung aufgebracht wird oder
mehr Material zusammen agglomeriert wird. Die Partikel P durchlaufen
diesen Aufwärts-
und Abwärtsvorgang weiter,
bis die jeweilige Bearbeitung vollendet ist, beispielsweise bis
eine ausreichende Anzahl von Schichten auf die Partikel aufgebracht
worden ist. Während
dieses Vorgangs wird der Filter 62 periodisch geschüttelt, um
Partikel P freizugeben, die von dem Filter 62 aufgefangen
worden sind, zurück
abwärts
in Richtung der Expansionskammer 12 und der Produktkammer 26.
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Wenn die Bearbeitung vollendet ist,
wird die Sprühvorrichtung 14 abgeschaltet.
Dabei leitet das Fluidzuführsystem 46 weiter
Fluid aufwärts
in die Produktkammer 26, um die Partikel P zu trocknen. Wenn
die vergrößerten Partikel
P getrocknet sind, dann wird das Fluidsystem 46 abgeschaltet.
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Die Partikel P sammeln sich in der
Produktkammer 26 angrenzend an den seitlichen Auslassmechanismus 60 und
die Auslassöffnung 56.
Der seitliche Auslassmechanismus 60 wird aus der ersten
Position in die zweite Position oder in eine Zwischenposition bewegt,
um die Auslassöffnung 56 zumindest
teilweise freizulegen oder zu öffnen.
Die Auslassrate kann gesteuert werden durch Steuern der Größe der Auslassöffnung 56 mit
dem seitlichen Auslassmechanismus 60. Da die Auslassöffnung 56 sich
im Wesentlichen um die Produktkammer 26 herum erstreckt,
können
die Partikel P schnell und einfach aus der Produktkammer 26 entfernt
werden. Wenn alle Partikel P aus der Produktkammer 26 ausgelassen
worden sind, wird der seitliche Auslassmechanismus 60 aus
der zweiten oder der Zwischenposition in die erste Position bewegt,
um die Auslassöffnung 56 zu
bedecken. Die Produktkammer 26 kann nun mehr Partikel P
aufnehmen, um die nächste
Wirbelschichtbearbeitungsanwendung zu starten.
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Wie dieses Beispiel veranschaulicht,
können die
Sprühvorrichtungen 14 mit
den einzelnen Düsen 16 so
angeordnet werden, dass sie eine große Querschnittsfläche der
Expansionskammer 12 einschließlich der Nähe der Seitenwand 34 der
Expansionskammer 12 abdecken. Da außerdem die einzelnen Fluiddurchgänge 36 für jede einzelne
Düse 16 vorhanden
sind, kann eine bessere Steuerung des Sprühens erzielt werden. Außerdem macht
das vereinfachte Design der einzelnen Düsen 16 sie einfacher zu
montieren und auszutauschen.
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Während
nun das grundlegende Konzept der Erfindung beschrieben worden ist,
wird es für
Fachleute klar sein, dass die eben erfolgte ausführliche Offenbarung nur beispielhaft
erfolgt ist und nicht begrenzend ist. Verschiedene Änderungen,
Verbesserungen und Modifizierungen werden Fachleuten einfallen,
obwohl sie hier nicht ausdrücklich
beschrieben sind. Diese Änderungen,
Verbesserungen und Modifizierungen sollen hierdurch angeregt worden
sein und befinden sich innerhalb des Bereichs der Erfindung. Demzufolge
ist die Erfindung nur durch die nun folgenden Ansprüche und
ihre Äquivalente
begrenzt.