CH645036A5 - Wirbelschichtapparatur. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wirbelschichtapparatur mit einem Wirbelschichtbehälter, in dem eine im wesentlichen horizontale Rotorscheibe über einer Windkammer angeordnet, um eine zumindest annähernd vertikale Achse drehantreibbar und längs dieser Achse verstellbar ist.

Eine Wirbelschichtapparatur dieser Gattung mit einem Wirbelschichtbehälter, der in seinem die Rotorscheibe umgebenden unteren Teil konisch ist, ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 805 397 bekannt. Mit der Höhenverstellbar-keit der Rotorscheibe wird bei der bekannten Apparatur die Möglichkeit geschaffen, die Strömungsverhältnisse im Wirbelschichtbehälter unabhängig von der zirkulierenden Luftmenge in einfacher Weise an verschiedenartige Granulierma-terialien und die sich daraus ergebenden unterschiedlichen Arbeitsbedingungen anzupassen. Bei den Ausführungsbeispielen der genannten Offenlegungsschrift ist der Wirbelschichtbehälter von der Windkammer durch einen Siebboden getrennt, der unabhängig von der Höhenstellung der Rotorscheibe verhindert, dass Granuliermaterial oder fertiges Granulat aus dem Wirbelschichtbehälter in die Windkammer fällt, wenn der zum Erzeugen des Wirbelbettes erforderliche Luft- oder sonstige Gasstrom aus der Windkammer in den Wirbelschichtbehälter unterbrochen wird, was beispielsweise zum Reinigen von über dem Wirbelschichtbehälter angeordneten Abluftfiltem erforderlich sein kann. Der Siebboden erschwert jedoch seinerseits die vor allem in pharmazeutischen Betrieben häufig erforderliche Reinigung der gesamten Wirbelschichtapparatur, zumal der Raum zwischen Rotorscheibe und Siebboden nicht ohne weiteres zugänglich ist. Ausserdem können sich bei zum Reinigen der Filter erforderlichen Betriebsunterbrechungen Granuliermaterialien im Zwischenraum zwischen Rotorscheibe und Siebboden ansammeln und beim Wiederingangsetzen des Wirbelbettes unkontrollierbare Strömungsverhältnisse hervorrufen, möglicherweise sogar derart an der Wand des Wirbelschichtbehälters festbacken, dass die Höhenverstellbarkeit der Rotorscheibe beeinträchtigt ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Wirbelschichtapparatur der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, dass sie sich nach Betriebsunterbrechungen leichter wieder in betriebsbereiten Zustand bringen lässt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Bereich des unteren Endes des Wirbelschichtbehälters ein ringförmiger Sitz für die Rotorscheibe ausgebildet ist, an dem diese in der einen Endstellung ihrer axialen Verstellung in der Art eines die Windkammer nach oben abschliessenden Ventilkörpers anliegt.

Damit wird die Möglichkeit geschaffen, bei abgeschaltetem Drehantrieb der Rotorscheibe den Wirbelschichtbehälter nach unten hin vollständig dicht abzuschliessen, sei es zum Füllen des Wirbelschichtbehälters oder für eine kurze Betriebsunterbrechung zum Reinigen von Filtern, beispielsweise durch Abrütteln, oder zum Entleeren des Wirbelschichtbehälters nach Vollendung eines Granuliervorganges. Ehe bei erneuter Betriebsaufnahme wieder ein ringförmiger Spalt zwischen dem Sitz und der Rotorscheibe geöffnet wird, kann in der Windkammer ein Überdruck hergestellt werden. Somit lässt sich in jedem beliebigen Betriebszustand mit Sicherheit verhindern, dass Granuliermaterial oder fertiges Granulat aus dem Wirbelschichtbehälter in die Windkammer fallt.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erweitert sich der ringförmige Sitz nach oben hin, und die Rotorscheibe liegt in ihrer unteren Endstellung an dem Sitz an. Die Rotorscheibe kann eine an ihrem Rand befestigte Dichtung aufweisen. Bei der Ausführungsform mit sich nach oben erweiterndem Ventilsitz ist die Dichtung vorzugsweise eine Dichtungsleiste, die ein nach oben öffnendes Klappenventil bildet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten axialen Schnitt einer Wirbelschichtapparatur mit einem Wirbelschichtbehälter, der sich in seinem unteren Bereich kegelstumpfförmig verjüngt und sich in seinem oberen Bereich kegelstumpfförmig erweitert;

Fig. 2 einen ebenfalls senkrechten axialen Schnitt durch eine Wirbelschichtapparatur mit einem Wirbelschichtbehälter, der sich in seinem unteren Bereich nach oben kegelstumpfförmig erweitert und sich in seinem oberen Bereich kegelstumpfförmig verengt.

Beide dargestellten Wirbelschichtapparaturen haben eine Windkammer 12, die gemäss Fig. 1 von einer zylindrischen Wand 14, gemäss Fig. 2 dagegen von einer sich konisch nach oben erweiternden Wand 14' umschlossen ist.

An der Wand 14 bzw. 14' sind in Winkelabständen von 120° drei radiale Arme 16 befestigt, die ein Lagergehäuse 18 tragen. Im Lagergehäuse 18 ist mittels zweier Wälzlager 20 eine Büchse 22 drehbar, jedoch axial unverschiebbar gelagert. An der Büchse 22 ist gemäss Fig. 1 ein Kettenrad 24, gemäss Fig. 2 dagegen ein Kegelrad 24' befestigt. Das Kettenrad 24 lässt sich über eine Kette 26 von einem nicht dargestellten, an der Wand 14 befestigten Elektromotor mit vorzugsweise stufenlos einstellbarer Drehzahl antreiben. Das Kegelrad 24' gemäss Fig. 2 lässt sich in entsprechender Weise über ein Kegelritzel 28 und eine in Wälzlagern 30 gelagerte, in bezug auf die Wand 14' radial angeordnete Welle 32 von einem ebenfalls nicht dargestellten Elektromotor antreiben.

In der Büchse 22 ist bei beiden Ausführungsformen gemäss Fig. 1 und 2 eine Rotorwelle 34 axial, also in der Senkrechten, verschiebbar geführt. Damit sich Büchse 22 und Rotorwelle 34 nur gemeinsam drehen können, ist als drehmomentübertragendes Bauteil zwischen beiden eine Passfe2

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der 35 angeordnet. Die Rotorwelle 34 ist an ihrem unteren Ende mit einem weiteren, axial belastbaren Wälzlager oder Wälzlagerpaar 36 in einem Gehäuse 38 gelagert, das sich mit einer an ihm befestigten waagerechten Platte 40 an der Um-fangsfläche einer Exzenterscheibe 42 abstützt, die mittels einer Spannhülse 44 an einer waagrechten Verstellwelle 46 befestigt ist. An der Platte 40 ist ein Paar Zapfen 48 befestigt, welche die Verstellwelle 46 gabelartig umgreifen und dadurch die Platte 40 samt Gehäuse 38 daran hindern, sich mit der Rotorwelle 34 zu drehen. Die waagrechte Verstellwelle 46 ist ihrerseits axial unverschiebbar in Lagerbüchsen 50 und 52 gelagert, die einander diametral gegenüber an der Wand 14 bzw. 14' befestigt sind.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Wirbelschichtapparatur lässt sich die Verstellwelle 46 mit einem Verstellknebel 54 drehen, der axial verschiebbar an ihrem einen, aus der Lagerbüchse 52 herausragenden Ende angeordnet ist und sich über eine Reibscheibe 56 an der äusseren Stirnfläche dieser Lagerbüchse 52 abstützt. Zum Festspannen der Verstellwelle 46 in einer gewählten Drehwinkelstellung ist ein Spannknebel 58 vorgesehen, der mit dem Ende der Verstellwelle in Gewindeverbindung steht und sich über eine zweite Reibscheibe 60 an der von der ersten Reibscheibe 56 abgewandten Stirnfläche des Verstellknebels 54 abstützt. Durch Drehen und anschliessendes Festspannen der Verstellwelle 46 lässt sich die Rotorwelle 34 in der Senkrechten verstellen und anschliessend in der gewünschten Höhe festhalten.

Entsprechendes lässt sich bei der Wirbelschichtapparatur gemäss Fig. 2 dadurch bewirken, dass an der Verstellwelle 46 ein Zahnrad 62 befestigt ist, das mit einem Ritzel 64 auf einer Vorgelegewelle 66 kämmt, welche ihrerseits in einer an der Wand 14' befestigten Büchse 68 gelagert ist. Mit der Vorgelegewelle 66 ist ein Handrad 70 zu gemeinsamer Drehung verbunden. Die Vorgelegewelle 66 lässt sich mittels einer auf sie aufgeschraubten Mutter 72, die sich über Tellerfedern 74 am Handrad 70 abstützt, in einer gewählten Drehwinkelstellung festspannen. Dadurch lässt sich auch bei der Wirbelschichtapparatur gemäss Fig. 2 die Rotorwelle 34 in einer gewählten Höhenstellung festhalten.

Bei beiden Wirbelschichtapparaturen gemäss Fig. 1 und 2 ist am oberen Ende der Rotorwelle 34 ein Gewindezapfen 76 ausgebildet, auf dem eine Rotorscheibe 78 aufgesteckt und mit einer Mutter 80 festgespannt ist. Auf den Gewindezapfen 76 ist ferner ein Kegel 82 aufgeschraubt, der mit seiner Basisfläche auf die Rotorscheibe 78 drückt.

Gemäss Fig. 1 ist am äusseren Rand der Rotorscheibe 78 eine ringförmige Dichtungsschnur 84 befestigt, die mit etwa der Hälfte ihres kreisförmigen Querschnittes in einen ringförmigen Kragen 86 der Rotorscheibe eingebettet ist. Anstelle der Dichtungsschnur 84 ist gemäss Fig. 2 eine flache, ringförmige Dichtungsleiste 84' am äusseren Rand der Rotorscheibe 78 befestigt, beispielsweise festgeklebt.

Bei beiden Ausführungsformen gemäss Fig. 1 und 2 ist rings um die Rotorscheibe 78 ein ringförmiger Sitz 88 vorgesehen, der gemäss Fig. 1 an einem selbständigen, mit der

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Wand 14 verschraubten, rotationssymmetrischen Bauteil 90 ausgebildet ist und sich nach oben hin kegelstumpfförmig verjüngt, bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 dagegen an der Wand 14' selbst ausgebildet ist und sich nach oben hin kegelstumpfförmig erweitert.

Über dem ringförmigen Sitz 88 ist bei beiden Ausführungsformen ein kegelstumpfförmiges Unterteil 92 eines Wirbelschichtbehälters 92,94 einstückig ausgebildet bzw. angeflanscht. Dieses Unterteil verjüngt sich bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 nach oben, während es sich bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 nach oben erweitert. An das Unterteil 92 ist ein ebenfalls kegelstumpfförmiges Oberteil 94 des Wirbelschichtbehälters 92, 94 angeflanscht, welches sich gemäss Fig. 1 nach oben erweitert, gemäss Fig. 2 dagegen nach oben verjüngt.

Die in Fig. 1 dargestellte Wirbelschichtapparatur weist unterhalb der Rotorscheibe 78 als obere Begrenzung der Windkammer 12 einen Siebboden 96 auf, der zwischen einer ringförmigen oberen Stirnfläche der Wand 14 und dem ringförmigen Bauteil 90 eingespannt ist. Bei der Wirbelschichtapparatur gemäss Fig. 2 ist ein solcher Siebboden nicht vorgesehen, so dass sich die Windkammer 12 nach oben hin nur mit der Rotorscheibe 78 abschliessen lässt.

Die Rotorscheibe 78 ist in Fig. 1 in ihrer oberen Endstellung dargestellt, in der sie mit ihrer Dichtungsschnur 84 abdichtend am Sitz 88 anliegt. Aus dieser oberen Endstellung lässt sich die Rotorscheibe 78 durch Drehen der Verstellwelle 46 mehr oder weniger tief bis in die Nähe des Siebbodens 96 absenken, so dass sich zwischen dem äusseren Rand der Rotorscheibe 78 und dem Sitz 88 ein mehr oder weniger breiter Ringspalt öffnet.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Wirbelschichtapparatur ist es umgekehrt: Die Rotorscheibe 78 lässt in ihrer oberen Endstellung, in der sie mit vollen Linien gezeichnet ist, einen ringförmigen Spalt 98 zwischen sich und dem Unterteil 92 des Wirbelschichtbehälters 92, 94 frei. Aus dieser oberen Endstellung lässt sich die Rotorscheibe bis in eine untere Endstellung absenken, in der sie im linken Teil der Fig. 2 mit gestrichelten Linien angedeutet ist und mit ihrem äusseren Rand dicht am Sitz 88 anliegt. Gemäss Fig. 2 kann die ringförmige Dichtleiste 84' aus derart nachgiebigem und reibungsarmem Werkstoff wie Polytetrafluoräthylen hergestellt und so bemessen sein, dass sie auch in der oberen Endstellung der Rotorscheibe 78 am Unterteil 92 des Wirbelschichtbehälters 92,94 anliegt, jedoch nur mit derart geringem Druck, dass sie wie ein Klappenventil eine Luft- oder sonstige Gasströmung aus der Windkammer 12 in den Wirbelschichtbehälter 92, 94 zulässt, ohne im Wirbelschichtbehälter enthaltenem Dragiergut die Möglichkeit zu geben, in die Windkammer 12 zu fallen. Beim Absenken der Rotorscheibe 78 verstärkt sich der Druck, mit dem die Dichtungsleiste 84' am Unterteil 92 des Wirbelschichtbehälters anliegt, bis schliesslich die Rotorscheibe 78 fest auf dem Sitz 88 aufruht und dadurch jegliche Strömung von der Luftkammer 12 in den Wirbelschichtbehälter 92, 94 unterbindet.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

645 036 PATENTANSPRÜCHE

1. Wirbelschichtapparatur mit einem Wirbelschichtbehälter, in dem eine im wesentlichen horizontale Rotorscheibe über einer Windkammer angeordnet, um eine zumindest annähernd vertikale Achse drehantreibbar und längs dieser Achse verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des unteren Endes des Wirbelschichtbehälters (92, 94) ein ringförmiger Sitz (88) für die Rotorscheibe (78) ausgebildet ist, an dem diese in der einen Endstellung ihrer axialen Verstellung in der Art eines die Windkammer (12) nach oben abschliessenden Ventilkörpers anliegt.

2. Wirbelschichtapparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Sitz (88) sich nach oben hin erweitert und die Rotorscheibe (78) in ihrer unteren Endstellung an dem Sitz (88) anliegt (Fig. 2).

3. Wirbelschichtapparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorscheibe (78) eine an ihrem Rand befestigte Dichtung (84; 84') aufweist.

4. Wirbelschichtapparatur nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung eine Dichtungsleiste (84') ist, die ein nach oben öffnendes Klappenventil bildet (Fig. 2).

5. Wirbelschichtapparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelschichtbehälter (92, 94) in seinem die Rotorscheibe (78) umgebenden unteren Teil konisch ist.