JP2010260049A - プロセス工学的な装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトに構成することができ、種々様々な機械に対して汎用的に使用することができ、かつ簡単に取り扱うことができる、プロセス工学的な装置を提供する。
【解決手段】実験室において用いられるプロセス工学的な装置１であって、１つのフレーム３と少なくとも１つの処理機２とから成っている形式のものにおいて、フレーム３にアダプタ６が設けられていて、該アダプタに選択的に種々異なった機械２を取り付けることができ、該機械を運転するために必要な媒体が、アダプタ６を通して導かれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、実験室において用いられるプロセス工学的な装置であって、１つのフレームから成っていて、選択的に種々異なった処理機を備えることができ、湿式処理のためにも乾式処理のために使用することができる装置に関する。

革新的な製品を開発する際に、その製造コストに基づいて及びその高い効果に基づいて、僅かな材料量しか使用することができない。このような製品及びその製造プロセスを開発するためには、極めて小さな機械が必要なだけではなく、極めて僅かな量のための完全なプロセス工学的な装置が必要であり、このような装置では、例えば粉砕機及びこの粉砕機に後置された分級機及びフィルタユニットのような、すべての構成部材が互いに適合されている。このことによって、研究から製造に至るまでの連続したプロセス妥当性（Prozessvalidierung）が可能になる。

個々に必要な周辺機器とまとめられる、実験室用の機械が公知である。この場合構成部材が互いに適合していないようなことや、大きな空間を必要とするようなことが、しばしばある。それゆえこれらの構成部材は、特にクリーニング時や組立て及び分解時に、取扱いが簡単ではない。

固有のハウジングを備えた複数の個別機械を、撹拌機や分離器及び所属の制御盤キャビネットのような周辺機器と共に１つの装置にまとめることは、困難である。択一的に、製品を相前後して個別機械に移動させることが可能であるが、このような作業形式は、取扱いとクリーニングとを困難にする。さらに、得られた認識をパイロット基準又は製品基準に送ることは、必ずしも常に可能なことではない。

ゆえに本発明の課題は、コンパクトに構成することができ、種々様々な機械に対して汎用的に使用することができ、かつ簡単に取り扱うことができる、実験室において用いられるプロセス工学的な装置を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、プロセス工学的な装置、特に実験室において用いられるプロセス工学的な装置であって、１つのフレームと少なくとも１つの処理機とから成っている形式のものにおいて、装置のフレームにアダプタが設けられていて、該アダプタに選択的に種々異なった機械を取り付けることができ、該機械を運転するために必要な空気や水のような媒体が、アダプタを通して導かれるようにした。

特に実験室において用いられる本発明によるプロセス工学的な装置は、フレームを有しており、このフレームに、必要なすべての装置構成部材が配置されているので、本発明による装置は、極めてコンパクトに構成することができる。さらに装置のフレームは、処理技術的な機械を固定するために働くアダプタを有している。このようにして装置は、課題に合わせられた種々異なった機械に組み換えることができる。処理機は、運転のために、洗浄間隙の洗浄のため又は粉砕空気として空気のような媒体を必要とし、又は滑りリングパッキン用の遮断媒体又は冷却水として水のような媒体を必要とする。これらの媒体は機械にホースを用いて供給される。本発明による装置では、媒体は装置の中央に供給され、その後で分配され、フレームと機械との間におけるアダプタを介して機械に供給される。これによって、種々様々なホースを節約することができ、装置は見通しよく構成され、操作とクリーニングが容易になる。

装置用の機械としては、選択的に、乾式処理のための機械又は湿式処理のための記載を使用することができる。例えば装置はその使用目的に応じて、湿式処理装置から乾式処理装置に、又はその逆に組み換えることができる。処理機としては、特に種々異なった構造形式の湿式ミルや、乾式ミル、切断ミル、分級ミル、空気分級機、混合機、メカノケミカル反応器及びコンパクタ等を使用することができる。例えば粉末や懸濁液を処理することができる。

本発明によるプロセス工学的な装置を用いて、処理プロセスを連続的に行うことも断続的に行うこともできる。装置は任意に、供給装置、セパレータ、中間容器又はポンプのようなその他の構成部材によって拡大されることができる。装置構成部材は、操作コンソールを備えた良好にクリーニングできる半割シェルの内部に保護されて配置されている。これらの装置部分は、形状結合式の保持機構を介してフレームと結合されることができ、択一的に、例えばフィルタのような別の構成部材を、機械に直に取り付けることも可能である。装置部分が位置固定であることによって、構成部材間における見通しのよい短い接続部を形成することができ、その結果装置は見通しが良いままであり、かつその操作も容易である。

機械はアダプタを介して機械フレームに取り付けられる。このアダプタは孔を有しており、これらの孔を通して、機械を運転するために必要な空気や水のような媒体が、機械に導かれる。アダプタ部材は、リング管路を備えた回転貫通部として構成されていることができる。これによって、機械を例えば充填、排出、クリーニング、組付け又は取外しのために、適正な位置に回転させることが可能になる。さらにアダプタは、このアダプタが機械を適正な取付け位置においてかつ回動を防止されて受容するように、構成されている。それというのは、アダプタは固定ねじ及び止めねじを有し、かつ機械への移行部に多角形嵌合部を有しているからである。これによって、接続部の取り違えが排除される。

装置のフレームは閉鎖されて構成されていて、制御装置を有している。この制御装置は有利には、マイクロプロセッサ制御装置として構成されている。閉鎖された室内には、測定技術、制御技術及び調整技術のための構成部材が配置されている。これによって、空気や水といった媒体は、洗浄空気、粉砕空気又は噴射空気のためや、滑りリングパッキン又は冷却回路のために、その量及び圧力を調節されることができる。フレームの閉鎖された構造形態によって、構成部材は良好に保護されて収容されている。保守作業のためには、背壁を取り外すことができる。

別の実施形態では、制御装置が、機械認識機能を備えて構成されており、このように構成されていると、制御装置は、使用される機械の識別後に、機械を制御するために必要でかつ部分的に予め調節されるパラメータセットを、選択する。そして制御装置は、装置の快適かつ確実な操作のためのベースを形成する。装置は、パネルを備えたコンソールを介して操作することができる。このコンソールは、閉鎖されたフレーム内に一緒に加工されている。

選択的に種々様々な機械を備えることができる装置は、極めて僅かな量を処理するために設計されている。処理される材料量は、０.５〜１００ｇ、有利には１〜１０ｇまでの範囲である。そして収量は、７０％を越える値、有利には９０％を越える値である。

湿式処理のための機械又は乾式処理のための機械を備えることができる本発明による装置は、その構造的なディテールによって簡単に操作することができる。そして１つのトレイの上で、取り外された機械部分を分解したり、クリーニングのために運び出したりすることができる。

さらに、このようなコンパクトな装置は、複雑な製造プロセスのすべての基本操作の作業を可能にする。実験室において開発されるプロセスは、製造装置のための製造方法の後の有効性（Validierung）のための基礎として役立つことができる。それというのは、すべての認識は基準として応用できるからである。

湿式ミル、撹拌容器及び撹拌機を備えた装置を示す図である。 アダプタ及び操作コンソールを備えた装置を示す図である。 アダプタを部分的に断面して装置を示す平面図である。 分級機を備えた装置をトレイ及び遮断壁と共に示す図である。

次に図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

図１には、湿式ミル２を備えた装置１が示されている。フレーム３はベースフレーム４と半割シェル５とから成っている。フレーム３にはアダプタ６を介して、ここでは湿式ミル２である処理機（Aufbereitungsmaschine）が固定されている。装置の作業領域は半割シェル５として構成されている。この半割シェル５はアダプタ６によって貫通されている。半割シェル５は一端に、操作パネル８を備えたコンソール７を受容している。このような配置形式によって、作業領域を良好にクリーニングすることができる。縁部条片９，１０、つまり半割シェル５の両端部は、形状結合式の保持機構１３を介して装置部分１１，１２を固定するために働く。装置に湿式ミルを備えている場合には、前記装置部分は撹拌機１１と蓄え容器１２である。

フレーム３は閉鎖された構造を有していて、取外し可能でかつねじ固定可能な背壁を備え、制御技術、測定技術及び調整技術のためのすべての構成部材を内蔵している。そこには、制御装置のマイクロプロセッサ、圧力調整器、貫流測定器及び駆動調整器のようなニューマチック式、ハイドロリック式及び電気式の構成部材が配置されている。

フレーム３の側壁には、水及び圧力空気のような作業媒体のための接続部１４，１５，１６，１７と、撹拌機１１のような周辺装置のためのコンセント１８とが設けられている。装置への中央の給電は、フレーム３の背側を介して行われる。

湿式ミル２は冷却周壁を有していて、この冷却周壁は粉砕室１９を取り囲んでおり、これによって粉砕時に生じる熱を排出することができる。粉砕室と駆動ユニットとの間におけるシールは、滑りリングパッキンを介して行われる。粉砕室１９の冷却や滑りリングへの遮断液の供給のような、内部循環は、アダプタ及びミルに設けられた供給孔及び排出口を介して行われる。ここでは水である作業媒体は、接続部１５を介して装置に供給される。フレーム３の内部において作業媒体は、制御兼測定構成部材によって電気的に制御されてミルに供給される。

コンソール７に組み込まれているパネル８を介して、装置１のためのプロセス工学的なパラメータを調節又は変化させることができる。これに関して、他の機械バリエーションへの制御の切換えも行われる。択一的に装置は機械認識機能を備えていることも可能であり、このような場合にはパネルは、機械に合わせられた制御を示す。

湿式ミル２を備えた装置１を運転するために、ミル２、蠕動ポンプ２０、撹拌機１１及び滑りリングパッキン並びに冷却回路が制御される。コンソールに取り付けられた蠕動ポンプ２０は、粉砕物が循環粉砕時にミル２と蓄え容器１２との間において循環して案内される場合に、使用される。ミルモータは、コネクタ２２を備えたケーブル２１を介してコンソールと接続されている。撹拌機１１は回転数調整可能にケーブル２３を介してコンセント１８と接続されている。蓄え容器１２は、制御される出力部１７から延びる冷却水供給部２４を介して冷却されることができる。管路２５は、蓄え容器１２からの戻り流を排出する。ミル周壁を冷却するため及び滑りリングパッキンへの供給のための冷却水は、アダプタ６を介してミル２に、かつ再び戻されて、接続部１６に導かれ、蓄え容器１２からの冷却水と一緒に排出される。

択一的に、実験室装置は、分級機又は分級ミルのような乾式処理装置を備えている。この乾式処理装置は、同様にアダプタ６を介して装置と接続されている。必要なガス状の作業媒体は、接続部１４を介して装置に供給され、アダプタ６を介して処理機に供給される。

図２には、選択的に使用することができる種々様々な処理機を固定するためのアダプタ６を備えたフレーム３が示されている。アダプタ６のコアには、供給及び排出孔２６がシール受容部に沿った輪郭をもって延びている。これらの供給及び排出孔２６を介して処理機には、水及び空気のような作業媒体が供給排出される。処理機は、特殊に形成された嵌合部２７に受容され、固定ねじ２８及び止めねじ２９を介してロックされる。

アダプタ６は、処理機を空にすること又は組み付けることを助成するために、処理機が種々異なったポジションに回転され得るように、構成されることができる。

図３には、装置１の一部が、アダプタ６とフレームの部分において断面されて、平面図で示されている。ニューマチック式及びハイドロリック式の部材３０は、閉鎖されたフレームの領域において示されている。プロセス工学的な機械はアダプタ６によって保持され、ねじ２８によって固定され、かつ止めねじ２９によってロックされる。アダプタ６は保持管３１とアダプタコア３２とから成っている。平面図には、アダプタにおける供給及び排出孔３３及びミルの供給及び排出孔３４並びに回転貫通案内部のリング管路３５が示されている。

図４には、分級機３６を備えたフレームバリエーション３が示されており、このフレーム３では電気式制御装置は主としてコンソール７内に組み込まれている。組付けはここではフレームの底板を介して行われる。

半割シェル５にはトレイ３７を挿入することができ、これによって、機械のクリーニング及び組立て・分解が容易になる。特に、湿式処理機におけるクリーニング作業時に生じる水、材料及び粉砕媒体を、半割シェル５内に保持するために、半割シェル５の自由端部には遮断壁３８が設けられており、この遮断壁３８は、半割シェル５からの案内された取出しのために閉鎖可能な開口３９を備えている。遮断壁３８は同時にトレイ３７を受容するために働き、このトレイ３７は、機械の分解時及びクリーニング箇所への個別部材の搬送時に極めて役に立つ。

１ 装置、 ２ 湿式ミル、 ３ フレーム、 ４ ベースフレーム、 ５ 半割シェル、 ６ アダプタ、 ７ コンソール、 ８ 操作パネル、 ９，１０ 縁部条片、 １１ 撹拌機／装置部分、 １２ 蓄え容器／装置部分、 １３ 保持機構、 １４ 接続部（ガス／空気）、 １５ 接続部（液体／水）、１６ 出力部（内部循環）、 １７ 出力部（外部循環、制御される）、 １８ コンセント（外部機器、制御される）、 １９ 粉砕室、 ２０ 蠕動ポンプ、 ２１ ケーブル（駆動モータ ミル）、 ２２ コネクタ、 ２３ ケーブル（外部機器）、 ２４ 冷却水供給部（外部回路）、２５ 管路（集合管路 戻り流、内部及び外部）、 ２６ 供給及び排出孔、 ２７ 嵌合部、 ２８ 固定ねじ、 ２９ 止めねじ、 ３０ ニューマチック式及びハイドロリック式の部材、 ３１ 保持管、 ３２ アダプタコア、 ３３ 供給及び排出孔、 ３４ 供給及び排出孔、 ３５ リング管路、 ３６ 分級機、 ３７ トレイ、 ３８ 遮断壁、 ３９ 閉鎖可能な開口

Claims (10)

1. プロセス工学的な装置（１）、特に実験室において用いられるプロセス工学的な装置（１）であって、１つのフレーム（３）と少なくとも１つの処理機（２，３６）とから成っている形式のものにおいて、フレーム（３）にアダプタ（６）が設けられていて、該アダプタ（６）に選択的に種々異なった機械（２，３６）を取り付けることができ、該機械を運転するために必要な媒体が、アダプタ（６）を通して導かれることを特徴とする、プロセス工学的な装置。
2. 機械（２，３６）が選択的に乾式処理又は湿式処理のために使用される、請求項１記載の装置。
3. 処理のための機械が、ミル（２）、分級機（３６）分級ミル又は混合機である、請求項２記載の装置。
4. 連続的な又は断続的な処理プロセスが実施される、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. アダプタ（６）が孔（３３）を有していて、回転調節可能に構成されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 制御装置、特にマイクロプロセッサ制御装置が、フレーム（３）内に組み込まれている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 装置が、機械認識機能を有する制御装置を備えて構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. フレーム（３）が閉鎖された形状で構成されていて、操作コンソール（７）、有利にはタッチパネル（８）、装置制御装置、及び測定技術、制御技術、調整技術及び駆動技術のためのその他の構成部材を受容している、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. その他の装置部分が、形状結合式の保持機構（１３）を介してフレーム（３）と結合されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. ０.５〜１００ｇ、有利には１〜１０ｇまでの範囲における材料量を処理することができ、収量が、７０％を越える値、有利には９０％を越える値である、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。

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