EP1118381B1 - Einrichtung zum Behandeln von Stoffen - Google Patents

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EP1118381B1
EP1118381B1 EP01810048A EP01810048A EP1118381B1 EP 1118381 B1 EP1118381 B1 EP 1118381B1 EP 01810048 A EP01810048 A EP 01810048A EP 01810048 A EP01810048 A EP 01810048A EP 1118381 B1 EP1118381 B1 EP 1118381B1
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EP
European Patent Office
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shell
container
lower half
ceiling
substance
Prior art date
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EP01810048A
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English (en)
French (fr)
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EP1118381A2 (de
EP1118381A3 (de
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Alfred Gloor
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DE DIETRICH PROCESS SYSTEMS AG
Original Assignee
Rosenmund VTA AG
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Publication date
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Application filed by Rosenmund VTA AG filed Critical Rosenmund VTA AG
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    • B01F27/21—Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders characterised by their rotating shafts
    • B01F27/2122—Hollow shafts

Definitions

  • the present invention relates to a device for the treatment of substances with a rotationally symmetrical container and with respect to a container axis concentrically mounted tool shaft with at least one stirring member.
  • Such a device for treating a product with a rotationally symmetrical container is disclosed in US-A 4,467,080.
  • This known device for treating a good is used to carry out a polymerization process in a gas phase with various types of catalyst particles.
  • the device has a preferably spherical container with an upper and lower half-shell, in which an agitator is arranged with a rotation axis carried out vertically through the upper half-shell, which is connected to a arranged outside the upper half-shell drive device.
  • an inlet for supplying a monomer for the polymerization is arranged
  • the lower half-shell has in the region of a valve on a polymer outlet and other connections for the supply and discharge of oil and cooling water.
  • the half-shells are provided at its edge with outward-facing elements and connected to each other by means acting on the top and bottom clamping elements.
  • the upper half shell is supported on a support post.
  • a container is also formed substantially cylindrical and has in its lower part a hinged half-shell.
  • a device for treating a product with a substantially cylindrical container is also arranged in US Pat. No. 3,075,746.
  • an auxiliary stirrer is arranged in the interior of the container in addition to an agitator.
  • an agitator rotatable about an axis is arranged within a cylindrical drum-shaped container with supply channels for a vaporous medium, among other things, which is connected via these openings to an interior space in which a chopper is located.
  • the device can be used, for example, for drying pharmaceutical active ingredients, natural remedies and products of fine chemistry and the food industry. It is possible to dry in a container relatively large batches in a relatively short time.
  • the drying process can optionally be carried out under normal pressure or under vacuum, depending on the substance to be treated.
  • a device may be readily designed to dry 1000 kg batches, such batch being capable of being dried in a relatively short period of time, which is only a few hours or even less than one hour, depending on the nature of the substance.
  • the device may also be used to prepare powder blends, granules and the like, for example, foods and powdered medicines.
  • Known ball dryers are intended for batch operation and have a spherical container with a wall containing a heating and cooling device, a stirrer introduced from below into the container interior and at least one entry device arranged at the upper part of the container and connected to the container interior via an inlet.
  • a homogenizer which is also referred to below as a chopper, can additionally be arranged rotatably in the container.
  • the known devices when using the known devices to produce a dry good intended as a foodstuff, it is introduced into the interior of the container via the entry device. Thereafter, the material is agitated and mixed by means of the stirrer, wherein optionally further additional components and additives, such as liquids, dyes and the like, are added to the material during the mixing and / or drying process.
  • additional components and additives such as liquids, dyes and the like
  • the invention has for its object, starting from a ball dryer to provide a means for the treatment of substances that does not have the aforementioned disadvantages.
  • the aim is to maintain a rotationally symmetrical, for example, spherical, container shape, and to provide a construction which allows to dispense with structural measures for shielding of apparatus parts, and allows easy removal of agitator and the like.
  • the consisting of two half-shells container of the inventive device has substantially the shape of a body of revolution with a horizontal and a vertical plane of symmetry, that is rotationally symmetrical with respect to a horizontal and a vertical axis of rotation.
  • the container is preferably in the form of a sphere with a gut outlet located in the bottom of the lower half shell.
  • a rotatable about a vertical or at most 30 °, preferably 15 ° to 20 °, inclined axis stirrer is arranged, which is connected to a arranged on the upper half-shell drive device and detects the entire good during operation of the device and constantly circulates.
  • the device is suitable as a dryer, mixer and when introducing a suitable liquid as a granulator and in addition to the chemical synthesis in the galenic-pharmaceutical manufacturing stage in combined applications used.
  • Particular advantages of the device according to the invention are the pressure shock resistance and the ease of maintenance, cleaning and control of the cleaned components.
  • the apparatus shown in FIG. 1 and designated as a whole by 1 has a spherical, fixed in the ceiling 2 of a production or clean room 50 Container 3 with an upper and a lower, vertical axis half-shell 4 and 5 on.
  • the upper half-shell 4 is - as indicated in the drawing - provided with the Guteinlass 6 and a drying and filtration unit 7 and carries two subsequently designated in more detail drive devices 8 and 9.
  • the lower half-shell 5 has at its bottom the Good outlet 10, which can be shut off with an outlet member 11.
  • the outlet member 11 is formed, for example, as a sliding, folding or ball valve.
  • the two half-shells 4 and 5 of the container 3 consist essentially - i. apart from any existing window and seals and the like - made of at least one metallic material, such as stainless steel.
  • the two half-shells 4 and 5 are preferably double-walled and may additionally be provided with a not shown heating and / or cooling device, such as a heating and / or cooling coil, in the manner known for dryers, mixers and the like is.
  • the wall and / or the heating and / or cooling device can also be provided with thermal insulation, if the intended operating modes so require.
  • the arranged on the upper half-shell 4 drive devices 8 and 9 belong to a stirrer 12 and a chopper 13. They each have a housing in which a shaft is rotatably mounted about an axis 14 and 15 respectively.
  • the agitator 12 further includes the stirrer 16, which is connected by a rigid connection or a slip clutch with the shaft of the drive device 8, so that it can be rotated by this.
  • the stirrer 16 has, for example, three stirrers 17 which are arranged symmetrically with respect to each other and which have a shape adapted to the inner surface of the lower half-shell 5 and by means of at least one integrated heating element. and / or cooling coil can be cooled and / or heated.
  • the agitator 12 may also have another stirrer, for example a spiral stirrer.
  • the agitator 12 may be additionally equipped with a gas supply for drying and / or final drying of the material, and indeed, as is known for example from EP-A 0 203 598.
  • a gas supply for drying and / or final drying of the material
  • the possibly present gas supply lines of the stirring elements are preferably arranged so that the gas is warmed up when flowing through and thereby exits during operation of the device as a heated gas, whereby the drying process is further optimized.
  • the stirring axis 14 is inclined by 15 °, in such a way that the foot 16a of the stirrer 16 does not cover the outlet 10 which is aligned coaxially with respect to the vertical axis of the half-shell 5.
  • the dried material can thus be removed without difficulty through the outlet 10 and it can even continue to rotate during the removal of the material of the stirrer 16 about the axis 14, so that the product can leak evenly and completely.
  • the chopper 13 has a homogenizing rod 18, which is rotatable about the vertical axis 15 and has the shape of known homogenizers or knife shafts.
  • the good-inlet 6 is provided with not shown supply means for supplying a powdered material, for example, which is stored in a likewise not shown - for example, continuously loadable - memory.
  • the filtration unit 7 is provided with at least one filter. During the operation of a continuous process, gas, preferably N 2, can be fed into the container 3 for cleaning the filter bags.
  • gas preferably N 2
  • the associated Gasleit- and gas conveying means have a gas supply line, which is designated 19.
  • the two half-shell 4 and 5 are detachable from each other and, as indicated in Figure 1, provided with outwardly projecting flanges 4a and 5a, which are connected to each other via a hinge 20.
  • the latter has a horizontal pivot axis 21 and is on the underside of the ceiling 2, which incidentally may also be a false ceiling arranged.
  • the two flanges 4a and 5a are additionally provided with screws 22 or other releasable connection means, such as bayonet locks, to close the container 3 for the operation of the device 1.
  • the upper half-shell 4 is immovably held in the ceiling 2 of the production or clean room 50, in such a way that they, with the exception of the section inserted in the ceiling 2 completely in the over the production room 50 machine room 60 protrudes and that connected to it via the joint 20 lower half-shell 5 can be pivoted away from the ceiling 2 down.
  • the device 1 may have further unspecified components, such as a further filler neck 23, to subject the material before drying in the container 3 yet another treatment, for example, to agglomerate the original particles present in larger particles or provided with a coating ,
  • additional means may be present to a liquid in initiate the container and / or to spray a material on the particles.
  • the container wall and the filtration device may additionally be provided with a cleaning system comprising a plurality of optionally retractable spray nozzles 24, so that the container interior, the stirrer 16 and the homogenizer bar 18 in the closed state, i. without opening the device, can be cleaned.
  • a cleaning system comprising a plurality of optionally retractable spray nozzles 24, so that the container interior, the stirrer 16 and the homogenizer bar 18 in the closed state, i. without opening the device, can be cleaned.
  • an electronic device may be present in order to control and possibly regulate the operation of the device 1 designed as a dryer.
  • the control or regulation can be done manually by operating switches and / or at least partially automatically.
  • the automatic control can be carried out in accordance with a program with fixed, temporal sequence and / or due to measurements.
  • the simple maintenance, cleaning and control of the cleaned device is a particular advantage of the invention.
  • the container interior can be exposed by swiveling down the half-shell 5 in such a way that it is possible to remove the container 3 from below, without expensive disassembly work and relatively simply, the stirrer 16 and the homogenizing rod 18.
  • the installation of the container 3 in the ceiling 20 of the clean room 50, the drive devices 8 and 9 of the agitator 12 and chopper 13 and the apparatus parts of the drying unit 7 relatively easily separate from the clean room 50, so that no additional structural measures are necessary to spatially separate the machine parts of agitator 12 and chopper 13 from the Good outlet 10.
  • Another advantage of the invention is that due to the novel design, the seals of agitator 12th and chopper 13 are not immersed in the product during operation of the device 1, as is the case with known ball dryer.
  • FIG. 101 Another embodiment of the invention is therefore shown in FIG.
  • the device designated as 101 in this figure as a whole is designed substantially similar to the device 1 described with reference to FIG. 1, ie has a container 103 held in the ceiling 102 of the production or clean room 150 with an upper and a lower, vertical-axis half-shell 104 and 105.
  • the upper half-shell 104 also carries the drying and filtration unit 107 and the two drive devices 108 and 109 of agitator 112 and chopper 113.
  • device 101 has a somewhat modified container shape 103. Although this does not have the shape of a sphere, but is essentially a body of revolution with a horizontal and a vertical plane of symmetry or a horizontal and a vertical axis of rotation.
  • the shaft 114 of the agitator 112 coincides with the vertical axis of the container 103.
  • the outlet 110 is not arranged centrally in the vertical axis of the container 103 but offset therefrom, and that the wing arms 117 of the stirrer 117 have a shape that is changed with respect to the wing arms 17 and adapted to the inner surface of the lower half shell 105.
  • the two half-shell 104 and 105 of the container 103 are detachable from each other and, as indicated in Figure 1, provided with outwardly projecting flanges 104a and 105a, which are connected to each other with not shown screws or other releasable connection means.
  • the upper half shell 104 is immovably held in the ceiling 102 in such a way that it protrudes almost completely into the machine space 160 lying above the production space 150 and that surface of the flange 104a which abuts is determined to the flange 105a, with the ceiling surface is flush.
  • the lower half shell 105 in turn is arranged on the support arm 121 of an example hydraulically or pneumatically controllable lifting and lowering device 120 that they can be separated for maintenance and cleaning purposes of the upper half shell 104 and move vertically down.
  • the lifting and lowering device 120 may additionally be provided with a rotating mechanism to subsequently pivot the lowered half-shell 105 in the direction of rotation 122.
  • the dimensions of the devices according to the invention can vary within wide limits, wherein the useful container volume can be, for example, in the size of 20 to 6,000 l.
  • the dimensions and shapes of the essentially rotationally symmetrical container can also be varied depending on the useful container volume.
  • the container can of course also have the shape of an ellipsoid of revolution or between the two half-shells still have a cylindrical shell portion, whereby the useful volume of the container is increased.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Behandlung von Stoffen mit einem rotationssymmetrischen Behälter und einer bezüglich einer Behälterachse konzentrisch gelagerten Werkzeugwelle mit mindestens einem Rührorgan.
  • Eine derartige Einrichtung zum Behandeln eines Gutes mit einem rotationssymmetrischen Behälter ist in der US-A 4,467,080 angegeben. Diese bekannte Einrichtung zum Behandeln eines Gutes dient zur Durchführung eines Polymerisationsverfahrens in einer Gasphase mit verschiedenartigen Katalysatorpartikeln. Die Einrichtung weist einen vorzugsweise kugelförmigen Behälter mit einer oberen und unteren Halbschale auf, in der ein Rührwerk mit einer senkrecht durch die obere Halbschale durchgeführten Rotationsachse angeordnet ist, welche mit einem außerhalb der oberen Halbschale angeordneten Antriebsvorrichtung verbunden ist. In der oberen Halbschale ist ein Einlass zum Zuführen eines Monomers für die Polymerisation angeordnet, die untere Halbschale weist im Bereich eines Ventils einen Polymer-Auslass und weitere Anschlüsse für die Zufuhr und Abfuhr von Öl und Kühlwasser auf. Die Halbschalen sind an ihrem Rand mit nach außen stehenden Elementen versehen und mittels auf deren Oberseite und Unterseite angreifenden Klemmelementen miteinander verbunden. Die obere Halbschale ist auf einer Tragstütze abgestützt.
  • Bei einer in der US-A 5,683,178 vorgeschlagenen weiteren Einrichtung zum Behandeln eines Gutes, das zum Erzeugen eines Materials mit hoher Viskosität dient, ist in einem zylindrischen oder konischen Behälter zur Aufnahme des Materials ein Rührwerk angeordnet, durch das ein Wärmeübertragungsmedium leitbar ist, um die zu behandelnden Flüssigkeiten schnell zu erwärmen oder zu kühlen und die Zeit für die Polymerisation zu verkürzen.
  • Bei einer in der US-A 5,090,815 gezeigten Einrichtung zum Behandeln eines Gutes ist bei einem relativ hohen zylindrischen Behälter ein unterer Teil mittels Kolben-Zylindereinheiten anhebbar und absenkbar.
  • Bei einer in der US-A 4,464,055 offenbarten weiteren Einrichtung zum Behandeln eines Gutes, nämlich eines Mischgerätes für colloidale Mischungen, ist ein Behälter ebenfalls im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und besitzt in seinem unteren Teil eine abklappbare Halbschale.
  • Auch in der US-A 3,075,746 ist eine Einrichtung zum Behandeln eines Gutes mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Behälter angeordnet_ Hierbei ist in dem Behälterinneren neben einem Rührwerk ein Hilfsrührer angeordnet.
  • Bei einer in der US-A 4,674,692 angeführten Einrichtung zum Behandeln eines Gutes ist innerhalb eines zylinderförmigen, trommelförmigen Behälters ein um eine Achse drehbares Rührwerk mit Zuführungskanälen für ein u.a. dampfförmiges Medium angeordnet, das über diese Öffnungen mit einem Innenraum verbunden ist, in dem sich auch ein Zerhacker befindet.
  • Die Einrichtung kann beispielsweise zum Trocknen von pharmazeutischen Wirkstoffen, Naturheilmitteln und Produkten der Feinchemie sowie Lebensmittelindustrie verwendet werden. Dabei besteht die Möglichkeit, in einem Behälter verhältnismässig grosse Chargen in relativ kurzer Zeit zu trocknen. Der Trocknungsvorgang kann dabei wahlweise und abhängig vom zu behandelnden Stoff unter Normaldruck oder unter Vakuum erfolgen. Beispielsweise kann eine Einrichtung ohne weiteres zum Trocknen von Chargen in der Grösse von 1000 kg konzipiert sein, wobei eine solche Charge je nach der Beschaffenheit des Stoffes in einer verhältnismässig kurzen Zeitdauer getrocknet werden kann, die nur wenige Stunden oder sogar weniger als eine Stunde beträgt.
  • Die Einrichtung kann aber auch dazu verwendet werden, Pulvermischungen, Granulate und dergleiches, beispielsweise Nahrungsmittel und pulverförmige Arzneimittel herzustellen.
  • Bei der Herstellung vieler nachfolgend auch als Güter bezeichneten Stoffen des industriellen und privaten Gebrauchs ist es des öfteren erforderlich, verschiedenartige Stoffbestandteile miteinander zu vermischen. In verschiedenen Fällen ist dabei auch noch eine chemische Reaktion im Mischgut herbeizuführen. Der gleichmässigen Verteilung der einzelnen Mischungsbestandteile setzen einzelne Komponenten mitunter erheblichen Widerstand entgegen. Bei solchen Mischprozessen und insbesondere auch bei Trocknungsprozessen entstehen verhältnismässig hohe Drücke. Um solche Drücke aufnehmen zu können sind bereits Einrichtungen zum Trocknen eines Gutes entwickelt worden, die einen kugelförmigen Behälter aufweisen. Ein besonderer Vorteil dieser auch als Kugeltrockner bezeichneten Einrichtung ist, dass sie eine gegenüber Einrichtungen mit einem zum Beispiel zylindrischen Behälter erhöhte Druckstoss-Festigkeit besitzen.
  • Bekannte Kugeltrockner sind für den chargenweisen Betrieb vorgesehen und besitzen einen kugelförmigen Behälter mit einer eine Heiz- und Kühlvorrichtung enthaltenden Wandung, einem von unten in den Behälterinnenraum eingeführten Rührer und mindestens einer am oberen Teil des Behälters angeordneten und über einen Einlass mit dem Behälterinnenraum verbundenen Eintragungsvorrichtung. Gegebenenfalls kann noch zusätzlich ein nachfolgend auch als Zerhacker bezeichneter Homogenisator drehbar im Behälter angeordnet sein.
  • Wenn man mit den bekannten Einrichtungen zum Beispiel ein als Nahrungsmittel vorgesehenes, trockenes Gut herstellt, wird dieses über die Eintragungsvorrichtung in den Innenraum des Behälters eingebracht. Danach wird das Gut mittels des Rührers bewegt und vermischt, wobei gegebenenfalls noch zusätzlich weitere Komponenten und Zusatzstoffe, wie beispielsweise Flüssigkeiten, Farbstoffe und dergleichen, dem Gut während des Misch- und/oder Trocknungsvorganges beigefügt werden.
  • Bei einem im Produktions- bzw. Reinraum eines Industriebetriebes auf einem Gestell stehenden Kugeltrockner ist der Gut-Auslass sowie auch die Antriebsvorrichtung des Rührers am unteren Teil des Behälters angeordnet. Was die Einhaltung von Hygienevorschriften bei der Herstellung von zum Beispiel Arznei- und Lebensmitteln betrifft, so hat dies bedeutende Nachteile zur Folge. In solchen Fällen müssen nämlich die ausserhalb des Behälters angeordneten Maschinenteile des Rührwerkes, d.h. die genannte Antriebsvorrichtung, durch ein sie einschliessendes Gehäuse, also durch zusätzliche bauliche Massnahmen, vom Gut-Auslass räumlich getrennt sein.
  • Zudem lässt sich eine derart ausgebildete Einrichtung nur schwer reinigen und warten. So sind sowohl für den Abbau der Eintragungsmittel und insbesondere des Rührwerkes sowie auch zur Reinigung des Innenraumes der obere Teil des Behälters mit verhältnismässig grossem Aufwand zu demontieren, worauf das Rührwerk von oben aus dem kugelförmigen Behälter ausgeführt wird. Ferner erschwert diese Handhabe das Reinigen der gesamten Einrichtung und das anschliessende Zusammenbauen, dies insbesondere dann, wenn hohe Anforderungen an die Reinheit der Behälter-Innenteile gestellt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Kugeltrockner eine Einrichtung zur Behandlung von Stoffen zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist. Dabei wird insbesondere angestrebt, eine rotationssymmetrische, beispielsweise kugelförmige, Behälterform beizubehalten, und eine Konstruktion zu schaffen, die es erlaubt, auf bauliche Massnahmen zur Abschirmung von apparativen Teilen zu verzichten, und die ein einfaches Ausbauen von Rührwerk und dergleichen ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 2 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Einrichtung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
  • Der aus zwei Halbschalen bestehende Behälter der erfindungsgemässen Einrichtung hat im wesentlichen die Form eines Rotationskörpers mit einer horizontalen und einer vertikalen Symmetrieebene, ist also rotationssymmetrisch bezüglich einer horizontalen und einer vertikalen Rotationsachse. Der Behälter hat vorzugsweise die Form einer Kugel mit einem im Boden der unteren Halbschale angeordneten Gut-Auslass. Im Behälter ist ein um eine vertikale oder höchstens 30°, vorzugsweise 15° bis 20°, geneigte Achse drehbarer Rührer angeordnet, der mit einer auf der oberen Halbschale angeordneten Antriebsvorrichtung verbunden ist und beim Betrieb der Einrichtung das gesamte Gut erfasst und ständig umwälzt. Die Einrichtung ist als Trockner, Mischer sowie bei Einführung einer geeigneten Flüssigkeit auch als Granulator geeignet und neben der chemischen Synthese auch in der galenisch-pharmazeutischen Fertigungsstufe in kombinierten Anwendungen einsetzbar. Besondere Vorteile der erfindungsgemässen Einrichtung sind die Druckstoss-Festigkeit sowie die einfache Wartung, Reinigung und Kontrolle der gereinigten Bestandteile.
  • Der Erfindungsgegenstand wird nun anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt
    • die Figur 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Einrichtung zum Trocknen eines Gutes mit einem aus zwei Halbschalen gebildeten kugelförmigen Behälter, und
    • die Figur 2 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine zweite Einrichtung mit einem ebenfalls aus zwei Halbschalen gebildeten Behälter.
  • Die in der Figur 1 dargestellte und als ganzes mit 1 bezeichnete Einrichtung weist einen unbeweglich in der Decke 2 eines Produktions- bzw. Reinraumes 50 festgehaltenen, kugelförmigen Behälter 3 mit einer oberen und einer unteren, vertikalachsigen Halbschale 4 und 5 auf. Die obere Halbschale 4 ist - wie in der Zeichnung angedeutet - mit dem Guteinlass 6 sowie einer Trocknungs- und Filtriereinheit 7 versehen und trägt zwei nachfolgend noch näher bezeichnete Antriebsvorrichtungen 8 und 9. Die untere Halbschale 5 besitzt an ihrem Boden den Gut-Auslass 10, der mit einem Auslass-Organ 11 absperrbar ist. Das Auslass-Organ 11 ist zum Beispiel als Schiebe-, Klapp- oder Kugelventil ausgebildet.
  • Die beiden Halbschalen 4 und 5 des Behälters 3 bestehen im wesentlichen - d.h. abgesehen von einem allenfalls vorhandenen Fenster sowie von Dichtungen und dergleichen - aus mindestens einem metallischen Material, etwa rostfreiem Stahl. Die beiden Halbschalen 4 und 5 sind vorzugsweise doppelwandig ausgebildet und können noch zusätzlich mit einer nicht gezeichneten Heiz- und/oder Kühlvorrichtung, beispielsweise einer Heiz- und/oder Kühlschlange, versehen sein, und zwar so, wie das für Trockner, Mischer und dergleichen bekannt ist. Die Wandung und/oder die Heiz- und/oder Kühlvorrichtung können schliesslich auch mit einer Wärmeisolation versehen sein, falls die vorgesehenen Betriebsarten dies erfordern.
  • Die an der oberen Halbschale 4 angeordneten Antriebsvorrichtungen 8 und 9 gehören zu einem Rührwerk 12 bzw. zu einem Zerhacker 13. Sie besitzen je ein Gehäuse, in welchem eine Welle drehbar um eine Achse 14 bzw. 15 gelagert ist. Zum Rührwerk 12 gehört ferner der Rührer 16, der durch eine starre Verbindung oder eine Rutschkupplung mit der Welle der Antriebsvorrichtung 8 verbunden ist, so dass er durch diese gedreht werden kann. Der Rührer 16 besitzt beispielsweise drei symmetrisch zueinander angeordnete Rührorgane 17, die eine der Innenfläche der unteren Halbschale 5 angepasste Form haben und mittels mindestens einer integrierten Heiz- und/oder Kühlschlange kühl- und/oder beheizbar sind. Abhängig von der Betriebsart und dem zu behandelnden Gut kann das Rührwerk 12 selbstverständlich auch einen anderen Rührer aufweisen, zum Beispiel einen Spiralrührer.
  • Ferner kann das Rührwerk 12 zur Trocknung und/oder Endtrocknung des Gutes noch zusätzlich mit einer Gaszuführung ausgestattet sein, und zwar so, wie dies etwa aus der EP-A 0 203 598 bekannt ist. Zur Beschleunigung der Trocknung wird der Rührer 16 üblicherweise beheizt. In diesem Fall sind die allenfalls vorhandenen Gaszufuhrleitungen der Rührorgane vorzugsweise so angeordnet, dass das Gas beim Hindurchströmen aufgewärmt wird und dadurch beim Betrieb der Einrichtung als erwärmtes Gas austritt, wodurch der Trocknungsprozess weiter optimiert wird.
  • Die Rührachse 14 ist um 15° geneigt, und zwar so, dass der Fuss 16a des Rührers 16 den zur vertikalen Achse der Halbschale 5 koaxial ausgerichteten Auslass 10 nicht abdeckt. Das getrocknete Gut kann also ohne Schwierigkeiten durch den Auslass 10 entnommen werden und es kann sogar während der Entnahme des Gutes der Rührer 16 weiter um die Achse 14 gedreht werden, so dass das Produkt gleichmässig und vollständig auslaufen kann.
  • Der Zerhacker 13 besitzt einen Homogenisierstab 18, der um die vertikale Achse 15 rotierbar ist und die Form von bekannten Homogenisatoren oder Messerwellen aufweist.
  • Der Gut-Einlass 6 ist mit nicht gezeichneten Zufuhrmitteln zum Zuführen eines zum Beispiel pulverförmigen Gutes versehen, das in einem ebenfalls nicht dargestellten - z.B. kontinuierlich beladbaren - Speicher gelagert ist.
  • Die Filtriereinheit 7 ist mit mindestens einem Filter versehen. Während des Betriebes eines fortlaufenden Prozesses kann Gas, vorzugsweise N2, zur Abreinigung der Filtersäcke in den Behälter 3 geführt werden. Die dazugehörigen Gasleit- und Gasfördermittel weisen eine Gaszuleitung auf, die mit 19 bezeichnet ist.
  • Die beiden Halbschale 4 und 5 sind voneinander lösbar und, wie in der Figur 1 angedeutet, mit nach aussen stehenden Flanschen 4a und 5a versehen, die über ein Gelenk 20 miteinander verbunden sind. Letzteres besitzt eine horizontale Schwenkachse 21 und ist an der Unterseite der Decke 2, die übrigens auch eine Zwischendecke sein kann, angeordnet. Die beiden Flansche 4a und 5a sind noch zusätzlich mit Schrauben 22 oder sonstigen lösbaren Verbindungsmitteln, zum Beispiel Bajonett-Verschlüssen, versehen, um den Behälter 3 für den Betrieb der Einrichtung 1 zu verschliessen.
  • Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die obere Halbschale 4 unbeweglich in der Decke 2 des Produktions- bzw. Reinraumes 50 festgehalten, und zwar so, dass sie mit Ausnahme des in der Decke 2 eingesetzten Abschnittes vollständig in den über dem Produktionsraum 50 liegenden Maschinenraum 60 ragt und dass sich die mit ihr über das Gelenk 20 verbundene untere Halbschale 5 von der Decke 2 weg nach unten verschwenken lässt.
  • Die Einrichtung 1 kann weitere nicht näher bezeichnete Bauteile, wie einen weiteren Einfüllstutzen 23 aufweisen, um das Gut vor dem Trocknen im Behälter 3 noch einer anderen Behandlung zu unterziehen, beispielsweise um die ursprunglich vorhandenen Teilchen in grössere Teilchen zu agglomerieren oder mit einem Überzug zu versehen. Zu diesem Zweck können noch zusätzlich Mittel vorhanden sein, um eine Flüssigkeit in den Behälter einzuleiten und/oder um ein Material auf die Teilchen aufzusprühen.
  • Ferner kann die Behälterwandung und die Filtriereinrichtung noch zusätzlich mit einem Reinigungssystem versehen sein, das mehreren, gegebenenfalls versenkbare Sprühdüsen 24 aufweist, so dass der Behälterinnenraum, der Rührer 16 und der Homogenisierstab 18 im verschlossenen Zustand, d.h. ohne Öffnung der Einrichtung, gereinigt werden kann.
  • Im übrigen kann noch eine nicht dargestellte, elektronische Vorrichtung vorhanden sein, um den Betrieb der als Trockner ausgebildeten Einrichtung 1 zu steuern und eventuell zu regeln. Die Steuerung oder Regelung kann manuell durch Betätigen von Schaltern und/oder mindestens zum Teil automatisch erfolgen. Die automatische Steuerung kann dabei gemäss einem Programm mit fest vorgegebenem, zeitlichem Ablauf und/oder aufgrund von Messungen erfolgen.
  • Wie bereits in der Einleitung erwähnt, ist die einfache Wartung, Reinigung und Kontrolle der gereinigten Einrichtung ein besondere Vorteile der Erfindung. So lässt sich bei dieser durch Herunterschwenken der Halbschale 5 der Behälterinnenraum so freilegen, dass sich ohne aufwendige Demontagearbeiten und verhältnismässig einfach, Rührer 16 und Homogenisierstab 18 von unten aus dem Behälter 3 ausbauen lassen. Ferner lassen sich durch den Einbau des Behälters 3 in die Decke 20 des Reinraumes 50 die Antriebsvorrichtungen 8 und 9 des Rührwerkes 12 und Zerhackers 13 und auch die apparativen Teile der Trocknungseinheit 7 verhältnismässig einfach vom Reinraum 50 trennen, so dass keine zusatzlichen baulichen Massnahmen nötig sind, um die Maschinenteile von Rührwerk 12 und Zerhacker 13 vom Gut-Auslass 10 raumlich zu trennen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass aufgrund der neuartigen Konstruktion die Dichtungen von Rührwerk 12 und Zerhacker 13 beim Betrieb der Einrichtung 1 nicht im Produkt eingetaucht sind, so wie das bei bekannten Kugeltrockner der Fall ist.
  • Die anhand der Figur 1 beschriebene Einrichtung stellt nur eine Auswahl von mehreren möglichen Ausführungsformen der Erfindung dar und kann in verschiedener Hinsicht geändert werden.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist daher in der Figur 2 dargestellt. Die in dieser Figur als ganzes mit 101 bezeichnete Einrichtung ist weitgehend ähnlich wie die anhand der Figur 1 beschriebene Einrichtung 1 ausgebildet, besitzt also einen in der Decke 102 des Produktions- bzw. Reinraumes 150 festgehaltenen Behälter 103 mit einer oberen und einer unteren, vertikalachsigen Halbschale 104 und 105. Auch die obere Halbschale 104 trägt die Trocknungs- und Filtriereinheit 107 und die zwei Antriebsvorrichtungen 108 und 109 von Rührwerk 112 und Zerhacker 113.
  • Im Gegensatz zur Einrichtung 1 weist die Einrichtung 101 eine etwas modifizierte Behälterform 103 auf. So hat dieser zwar nicht die Form einer Kugel, ist aber doch im wesentlichen ein Rotationskörper mit einer horizontalen und einer vertikalen Symmetrieebene bzw. einer horizontalen und einer vertikalen Rotationsachse.
  • Wie aus der Figur 2 ferner ersichtlich ist, fällt die Welle 114 des Rührwerkes 112 mit der Vertikalachse des Behälters 103 zusammen. Dies hat zur Folge, dass der Auslass 110 nicht zentral in der Vertikalachse des Behälters 103, sondern versetzt dazu angeordnet ist, und dass die Flügelarme 117 des Rührers 117 eine gegenüber den Flügelarmen 17 veränderte und der Innenfläche der unteren Halbschale 105 angepasste Form haben.
  • Auch die beiden Halbschale 104 und 105 des Behälters 103 sind voneinander lösbar und, wie in der Figur 1 angedeutet, mit nach aussen stehenden Flanschen 104a und 105a versehen, die mit nicht gezeichneten Schrauben oder sonstigen lösbaren Verbindungsmitteln miteinander verbunden sind.
  • Wie aus der Figur 2 ferner ersichtlich ist, ist die obere Halbschale 104 unbeweglich in der Decke 102 festgehalten, und zwar so, dass sie praktisch vollständig in den über dem Produktionsraum 150 liegenden Maschinenraum 160 ragt und dass diejenige Fläche des Flansches 104a, die zum Anstossen an den Flansch 105a bestimmt ist, mit der Deckenfläche bündig ist. Die untere Halbschale 105 ihrerseits ist so am Tragarm 121 einer beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch steuerbaren Hub- und Senkvorrichtung 120 angeordnet, dass sie sich für Wartungs- und Reinigungszwecke von der oberen Halbschale 104 trennen und vertikal nach unten verschieben lässt. Um den Zugang zu Rührer 116 und Zerhacker 113 von unten zu erleichtern kann die Hub- und Senkvorrichtung 120 noch zusätzlich mit einem Drehmechanismus versehen sein, um die abgesenkte Halbschale 105 nachträglich noch in Drehrichtung 122 zu verschwenken.
  • Die Abmessungen der erfindungsgemässen Einrichtungen können in weiten Grenzen variieren, wobei das Behälter-Nutzvolumen beispielsweise in der Grösse von 20 bis 6'000 1 liegen kann. Abhängig vom Behälter-Nutzvolumen können selbstverständlich auch die Abmessungen und Formen der im wesentlichen rotationssymmetrischen Behälter variiert werden. So kann der Behälter selbstverständlich auch die Form eines Rotationsellipsoides haben oder zwischen den beiden Halbschalen noch einen zylindrischen Mantelabschnitt aufweisen, wodurch das Nutzvolumen des Behälters vergrossert wird.

Claims (8)

  1. Einrichtung zum Behandeln eines Gutes mit einem rotationssymmetrischen Behälter (3, 103), einem in den Innenraum des Behälters (3, 103) mündenden Gut-Einlass (6) und einem aus diesem herausführenden Gut-Auslass (10, 110), einem Rührwerk (12, 112) mit einer Welle und mindestens einem Rührorgan (17, 117), wobei der Behälter (3, 103) eine obere und eine untere Halbschale (4, 5; 104, 105) mit je einer vertikalen Rotationsachse besitzt, in der oberen Halbschale (4, 104) der Gut-Einlass (6) und in der unteren Halbschale (5, 105) der Gut-Auslass (10, 110) angeordnet ist, die untere Halbschale (4, 104) vom übrigen Teil des Behälters (3, 103) trennbar ist und die Welle des Rührwerkes (12, 112) um eine vertikale oder höchstens 30° geneigte Achse (14, 114) drehbar und mit einer auf der oberen Halbschale (4, 104) angeordneten Antriebsvorrichtung (8, 108) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die obere und untere Halbschale (4, 104) mit nach außen stehenden Flanschen (4a, 5a; 104a, 105a) versehen sind und die obere Halbschale (4, 104) zum Einbau in die Decke (2, 102) eines Produktionsraumes (50, 150) in der Weise ausgebildet ist, dass sie unbeweglich in der Decke (2, 102) festgehalten und mit Ausnahme des in die Decke (2, 102) eingesetzten Abschnittes vollständig in den über der Decke (2, 102) liegenden Raum (60) ragt, und
    dass die untere Halbschale (105) so am Tragarm (121) einer Hub- und Senkvorrichtung (120) mit Drehmechanismus befestigt ist, dass sie sich von der oberen Halbschale (104) trennen und vertikal nach unten verschieben und dann horizontal verschwenken lässt.
  2. Einrichtung zum Behandeln eines Gutes mit einem rotationssymmetrischen Behälter (3, 103), einem in den Innenraum des Behälters (3, 103) mündenden Gut-Einlass (6) und einem aus diesem herausführenden Gut-Auslass (10, 110), einem Rührwerk (12, 112) mit einer Welle und mindestens einem Rührorgan (17, 117), wobei der Behälter (3, 103) eine obere und eine untere Halbschale (4, 5; 104, 105) mit je einer vertikalen Rotationsachse besitzt, in der oberen Halbschale (4, 104) der Gut-Einlass (6) und in der unteren Halbschale (5, 105) der Gut-Auslass (10, 110) angeordnet ist, die untere Halbschale (4, 104) vom übrigen Teil des Behälters (3, 103) trennbar ist und die Welle des Rührwerkes (12, 112) um eine vertikale oder höchstens 30° geneigte Achse (14, 114) drehbar und mit einer auf der oberen Halbschale (4, 104) angeordneten Antriebsvorrichtung (8, 108) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Einrichtung eine Decke (2) umfasst,
    dass die obere und untere Halbschale (4, 104) mit nach außen stehenden Flanschen (4a, 5a) versehen sind und die obere Halbschale (4, 104) in die Decke (2, 102) eines Produktionsraumes (50, 150) eingebaut und unbeweglich in der Decke (2, 102) festgehalten ist und mit Ausnahme des in die Decke (2, 102) eingesetzten Abschnittes vollständig in den über der Decke (2, 102) liegenden Raum (60) ragt,
    dass die beiden Halbschalen (4, 5) so über ein mit den Flanschen (4a, 5a) verbundenes Gelenk (20) miteinander verbunden sind, dass die untere Halbschale (5) um eine horizontale Achse (21) von der Decke weg nach unten schwenkbar ist oder
    dass die untere Halbschale (105) so am Tragarm (121) einer Hub- und Senkvorrichtung (120) mit Drehmechanismus befestigt ist, dass sie sich von der oberen Halbschale (104) trennen und vertikal nach unten verschieben und dann horizontal verschwenken lässt.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sie einen Zerhacker (13, 113) besitzt, dessen Welle um eine vertikale Achse (15) drehbar und mit einer auf der oberen Halbschale (4, 104) angeordneten Antriebsvorrichtung (9,109) verbunden ist.
  4. Einrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Behälter (3) kugelförmig ist.
  5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Gut-Auslass (10) am Boden der unteren Halbschale (5) angeordnet ist und
    dass die Welle des Rührwerks (12) um eine gegenüber der Vertikalachse des Behälters (3) höchstens 20° geneigte Achse drehbar ist.
  6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Rührorgane (17, 117) des Rührwerks (12) mindestens eine integrierte Heiz- und/oder Kühlschlange aufweisen und mittels dieser kühl- und/oder beheizbar sind.
  7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Rührwerk (12) noch zusätzlich mit einer Gaszuführung ausgestattet ist.
  8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Gaszuführung in der Weise ausgebildet und angeordnet ist, dass die Rührorgane (17, 117) des Rührwerks (12) Gaszufuhrleitungen aufweisen und das durch diese strömende Gas beim Betrieb durch die Rührbeheizung vorwärmbar ist, bevor es in den Innenraum des Behälters gelangt.
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