КОНСТРУКЦИЯ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ПАНЕЛИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В УСТАНОВКАХ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ Российский патент 2015 года по МПК B01J2/16 

Предметом изобретения является конструкция рабочей камеры с газораспределительной панелью, предназначенной для использования в усовершенствованных установках для обработки твердых частиц в псевдоожиженном слое. Оно относится к области химической и фармацевтической технологии и представляет усовершенствование технологического оборудования для обработки твердых частиц с рассеиванием сверху, снизу или с боковых сторон и работает на принципе технологического процесса с управляемой циркуляцией материала в рабочей камере. Изобретение относится к конструктивному решению основного элемента установки для сушки, гранулирования и нанесения покрытия, т.е. к рабочей камере с газораспределительной панелью, и повышает качество указанных процессов. Изобретение относится к классу A61J 3/06 международной патентной классификации.

Успешное решение технической проблемы, предложенное в изобретении, обеспечивает расширение функциональных возможностей установки и повышение качества продукта в процессах сушки, гранулирования и покрытия в псевдоожиженном слое. К числу выполняемых функций установки относится, в частности, усовершенствованная возможность чистки и опорожнения установки с использованием распределительной панели.

Изобретение относится к установке для обработки материала в виде твердых частиц. Рабочая камера для обработки твердых частиц является составной частью установки. Нижняя часть рабочей камеры состоит из двух слоев пластин с частичным перекрытием. Пластины образуют прорези в зонах перекрытия, через которые технологический воздух поступает в рабочую камеру. Пластины снабжены барьерами, направляющими поток воздуха, обеспечивающего желаемую траекторию движения твердых частиц в камере.

Установки такого типа используют для сушки, гранулирования и покрытия материала в виде твердых частиц.

Газообразную среду, обычно технологический воздух, направляют через распределительную панель, представляющую собой дно камеры, и одновременно подают внутрь рабочей камеры через прорези в распределительной панели.

Варианты, описанные в Р-200900246, DE 19904147 C2 и DE 10054557 A1, в основном обеспечивают горизонтальную передачу воздуха через многочисленные прорези в распределительной панели.

В немецком патенте DE 19904147 С2 описаны прямые прорези, идущие вдоль секущих круглой распределительной панели. Две группы ровных пластин размещены одна над другой в каждой группе. Прорези ориентированы так, чтобы направлять технологический газ через центральную зону, идущую вверх с наклоном по диагонали.

В немецком патенте DE 10054557 А1 рассматривается конструкция, в которой прорези в верхней зоне циркуляции размещены таким образом, что они соответствуют внешнему контуру круглой рабочей камеры и вытянуты в радиальном направлении наружу в сторону контура идущей вверх области с прямолинейными раскосами. Для выпуска обработанного продукта возможен подъем центральной части дна. Появляющееся при этом отверстие предназначено для сброса продукта через трубу, соединенную с отверстием.

В немецком патенте DE 10202584C1 прорези расположены эксцентрично вокруг распыляющего сопла.

В немецком патенте DE 10129166 описаны элементы распределительной панели кольцеобразной формы, и поэтому при перекрытии панелей образуются круговые прорези.

В патенте США US 670525 описана конструкция распределительной панели для воздуха, в которой наклонные прорези выполнены по радиусу в ровной панели. Эти прорези ограничены нижним пределом 0,2 мм, еще допустимым с точки зрения правил чистки. Если прорези слишком большие, возрастает вероятность падения частиц материала сквозь панель, что оказывает неблагоприятное влияние на работу.

Новая технология в основном используется в фармацевтической промышленности, и важно, чтобы одна установка обеспечивала возможность обработки разнообразных продуктов. Диапазон размеров продуктов простирается от частиц тонкодисперсных порошков при гранулировании до больших пилюль в процессах покрытия.

Опорожнение и заполнение установки часто является проблемой. Особенно в случаях обработки очень маленьких частиц, когда существует опасность, что эти частицы будут проходить через прорези распределительной панели, где они будут оставаться или даже падать в ту часть камеры, которая находится под распределительной панелью. Это создает проблемы чистки, возможно даже потребуется разборка установки, когда производится обработка продукта в камере в ходе технологического процесса.

В немецком патенте DE 3705343 А1 описана конструкция, использующая плунжерный шток для подъема всей нижней части установки. Круговая прорезь, сделанная на границе со стенкой камеры, служит для выпуска материала.

В патенте США US 6949141 В2 описана конструкция рабочей камеры с пластинами в форме круглых колец, размещенными одна над другой и образующими прорези в зонах перекрытия. Эти пластины соединены с подъемным механизмом через поперечину, позволяющую устанавливать размеры прорези даже во время технологического процесса. Однако указанное решение вынуждает использовать конструкцию распределительной панели, не позволяющую свободно выбирать различные варианты потока, влияющие на характер перемещения материала внутри камеры. Поток воздуха возможен только в радиальном направлении наружу. Поскольку кольцевые пластины размещены так, что они перекрывают друг друга в различных плоскостях, конструкция распределительной панели не является ровной; возможно применение пластин в виде круговых колец, являющихся составными частями дна камеры. Они приподняты к центру, и в результате дно камеры имеет скат.

Целью предлагаемого изобретения является разработка новой конструкции рабочей камеры, обеспечивающей высокое качество обработки твердых частиц, в которой также решена проблема чистки рабочей камеры с распределительной панелью. Кроме того, оно обеспечивает легкий и полный выпуск содержимого камеры, и простая конструкция способствует относительно низкой стоимости изготовления.

В изобретении описана конструкция рабочей камеры с распределительной панелью, элемент которой соединен с подъемным механизмом. Упомянутый механизм позволяет поднимать верхнюю часть распределительной панели и благодаря этому увеличивать расстояние по вертикали между верхней и нижней частями распределительной панели. При этом камеру легко чистить, а также обеспечивается возможность использования гравитации при выпуске продукта через распределительную панель. Путем изменения расстояния между прорезями возможно управление потоком технологического воздуха через распределительную панель. Таким образом, обеспечивается возможность регулирования потока, отвечающего требованиям при различных размерах партий или в случае партий, содержащих указанные частицы с различными свойствами.

Расстояние по вертикали между пластинами задают в пределах от нуля до некоторой максимальной величины.

Подъемный механизм распределительной панели устанавливают по центру в зоне воображаемой оси камеры.

Распределительная панель, в принципе, содержит две жесткие части - верхнюю и нижнюю, расположенные, в принципе, в двух различных плоскостях. Нижняя часть является фиксированной, в то время как верхняя соединена с подъемным механизмом. Конечно, возможна также конструкция с фиксированной верхней частью и нижней частью, соединенной с подъемным механизмом.

Верхняя часть распределительной панели содержит концентрически расположенные кольцеобразные пластины, лежащие на одной и той же плоскости и соединенные вместе в единой жесткой конструкции.

Нижняя часть распределительной панели также содержит концентрически расположенные кольцеобразные пластины, лежащие на одной и той же плоскости и соединенные вместе в единой жесткой конструкции.

Понятно, что упомянутые характеристики установки и характеристики, которые еще будут рассмотрены, могут использоваться в различных совместных и других сочетаниях без нарушения существа предлагаемого изобретения.

Более подробно изобретение поясняется далее при рассмотрении варианта его реализации с приложенными чертежами, при этом:

на фиг. 1 представлен упрощенный вид камеры гранулирования;

на фиг. 2 показана конструкция нижнего узла распределительной панели;

на фиг. 3 представлена конструкция верхнего узла распределительной панели;

на фиг. 4 и 5 показаны виды сборок обоих узлов распределительной панели;

на фиг. 6 приведен пример конструкции установки для сушки, гранулирования и покрытия твердых частиц с опущенным верхним узлом распределительной панели;

На фиг. 1 показан упрощенный вид установки 1 для сушки, гранулирования и покрытия твердых частиц или мелкозернистых материалов. Такие установки обычно состоят из верхней части 17 камеры, ограниченной стенкой 2, отделенной от нижней части 18 камеры, ограниченной нижней стенкой 3 и распределительной панелью 4. Среда 5, например газ (технологический воздух), поступает в рабочую камеру через многочисленные проходы 6 на дне рабочей камеры, являющемся частью распределительной панели 4. Распределительная панель 4 состоит из верхнего узла 11 и нижнего узла 7. Конструкция нижнего узла 7, который может состоять или быть выполнен из одной заготовки материала (в данном случае из металлического листа нержавеющей стали), показана на фиг. 2. Детали 8 панели, имеющие прямой контакт с твердыми частицами, спроектированы в виде ската. Указанные детали 8 панели соединены соединительными элементами 9. Детали 8 панели на виде сверху имеют форму круглых колец. Указанные детали 8 и указанные соединительные элементы 9 вместе обычно (но необязательно) задают открытые поверхности 10 в форме прорезей в указанной поверхности. На фиг. 3 показана верхняя сборка 11 распределительной панели, содержащая соединенные пластины 12, имеющие на виде сверху форму круглых колец. Эти пластины 12 могут иметь скошенные верхние поверхности. Верхние пластины 12 верхнего узла 11 распределительной панели 4 соединены с несущей рамой 13.

На фиг. 4 показан способ сборки обоих узлов распределительной панели 4, причем верхний узел находится в опущенном положении.

На фиг. 5 показан еще один способ сборки обоих узлов 7, 11 распределительной панели 4. Несущая рама 13 верхнего узла 11 размещена ниже плоскости расположения нижнего узла 7 распределительной панели 4, в то время как верхние пластины 12 верхнего узла 11 панели 4 размещены выше нижнего узла 7 этой панели 4. Оба узла 7, 11 собраны таким образом, что поддерживающие элементы верхних пластин 12 верхнего узла 11 распределительной панели 4 расположены в зоне открытой поверхности 10 нижнего узла распределительной панели 4. Центральная часть 16, например, в виде конуса также может быть частью верхнего узла 11 распределительной панели 4. Указанная центральная часть представляет центральный элемент, размещенный в середине распределительной панели 4.

На фиг. 6 показан вариант реализации установки 1 для сушки, гранулирования и покрытия твердых частиц. Верхняя часть 17 рабочей камеры отделена от нижней части 18 распределительной панелью 4. Верхний узел 11 распределительной панели 4 соединен с элементом 14 для подъема/опускания, например, с пневмо- или гидроцилиндром с помощью штока 15. Элемент 14 установлен на опоре 19. Нижний узел 7 распределительной панели 4 закреплен между стенкой 2 рабочей камеры и переходной частью 3 под панелью 4. В качестве элемента 14 можно использовать, например, пневмо- или гидроцилиндр. Перемещаемый в вертикальном направлении шток 15 соединен посредством опор 20, 21 с гигиеничными уплотнителями 22, 23. Часть трубы 24, через которую проходит подъемный шток 15, предназначена для подачи среды 5 и для выпуска твердых частиц из верхней части 17 рабочей камеры, а также для слива промывочной жидкости. Труба 24 связана с соединительной трубой 25 для выпуска твердых частиц и с патрубком 26 для ввода среды 5.

Объектом изобретения является конструкция рабочей камеры с газораспределительной панелью, предназначенной для использования в усовершенствованных установках для обработки твердых частиц в псевдоожиженном слое, и относится к конструктивному решению основного элемента установки для сушки, гранулирования и нанесения покрытия, т.е. к рабочей камере с газораспределительной панелью, и повышает качество указанных процессов. В изобретении раскрыта конструкция рабочей камеры с газораспределительной панелью, один из составляющих элементов которой соединен с подъемным механизмом. Этот механизм обеспечивает возможность поднятия верхнего узла относительно нижнего узла газораспределительной панели, что увеличивает расстояние между верхним узлом и нижним узлом газораспределительной панели. Это обеспечивает простоту промывки камеры, а также возможность использования гравитации при выпуске продукта через распределительную панель. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Конструкция рабочей камеры с газораспределительной панелью установки для обработки твердых частиц, отличающаяся тем, что распределительная панель (4) содержит по меньшей мере один нижний узел (7) и по меньшей мере один верхний узел (11), при этом каждый узел (7, 11) содержит по меньшей мере две пластины (8, 12), соединенные вместе на одной и той же плоскости и имеющие кольцеобразные передние поверхности, при этом пластины (12) верхнего узла (11) перекрывают концентрически в одной плоскости, по меньшей мере частично, пластины (8) нижнего узла (7) и по меньшей мере один из узлов (7, 11) соединен с элементом (14) для изменения высоты сборки.

2. Конструкция рабочей камеры с газораспределительной панелью по п. 1, отличающаяся тем, что между верхними пластинами (12) и нижними пластинами (8) расположены барьеры (27, 28), направляющие поток технологической среды так, что эти барьеры (27, 28) и пластины (12, 8) вместе образуют большое число проходов (6), предназначенных для потока среды (5) через этот элемент распределительной панели (4) таким образом, что скорость среды (5), вытекающей из области, закрытой внешней кромкой любой из верхних пластин (12), имеет тангенциальную составляющую, противоположную тангенциальной составляющей скорости среды (5), вытекающей из области, закрытой внутренней кромкой любой их верхних пластин (12).

3. Конструкция рабочей камеры с газораспределительной панелью по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что элемент (14) для подъема/опускания узла (7, 11) является пневмо или гидроцилиндром.

4. Конструкция рабочей камеры с газораспределительной панелью по п. 1, отличающаяся тем, что элемент (14) для изменения высоты узла (7, 11) соединен с узлом (7, 11) с помощью штока (15).

5. Конструкция рабочей камеры с газораспределительной панелью по любому из пп. 1 или 4, отличающаяся тем, что нижний узел (7) элемента распределительной панели (4) неподвижен, а верхний узел (11) соединен с элементом (14) для изменения высоты узла.

6. Конструкция рабочей камеры с газораспределительной панелью по любому из пп. 1 или 4, отличающаяся тем, что верхний узел (11) элемента распределительной панели (4) неподвижен, а нижний узел (7) соединен с элементом (14) для изменения высоты узла.