用于针对喷嘴处的沉积物监视喷嘴喷口件的方法

文档序号:1850433 发布日期:2021-11-16 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 用于针对喷嘴处的沉积物监视喷嘴喷口件的方法 (Method for monitoring a nozzle orifice piece for deposits at a nozzle ) 是由 R·诺瓦克 L·施泰因克 于 2020-03-11 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于针对在喷嘴(101)处的沉积物监视喷嘴喷口件(106)的方法,该喷嘴用于喷洒物质,尤其分散物、乳液或悬浮液。(The invention relates to a method for monitoring a nozzle orifice piece (106) for deposits at a nozzle (101) for spraying a substance, in particular a dispersion, emulsion or suspension.)

用于针对喷嘴处的沉积物监视喷嘴喷口件的方法

技术领域

本发明涉及一种针对喷嘴处的沉积物监视喷嘴喷口件的方法,该喷嘴用于喷洒物质,尤其分散物、乳液或悬浮液,该喷嘴包括具有喷嘴喷口件(Duesenmundstueck)的喷嘴体,其中,该喷嘴体具有内管和外管,内管与用于待喷洒的物质的供应部连接,内管具有内壁和输出开口(Austrittsoeffnung),外管与内管间隔开且与用于气体的供应部连接,且具有输出开口,并且,内管的输出开口和外管的输出开口布置在喷嘴喷口件的区域中。

背景技术

在工业过程例如成粒、药片和药丸的涂布(或包衣,即coating)以及药丸的直接制造中,非常频繁地使用喷嘴或喷洒喷嘴。在此,颗粒用层和/或膜来包覆。通常喷洒液体,固体在该液体中溶解或悬浮。这些喷洒过程可能持续几个小时。通过雾化部,液体射束被雾化成小液滴。在此产生的液滴大小对于制造和/或喷洒过程至关重要。如果液滴太小,则存在在这些液滴到达它们的目的地之前它们变干的风险;如果液滴太大,则存在产生不希望的结块(Agglomerate)的风险。由于在喷嘴前的由工艺引起的旋流-尤其是在持久的喷洒过程的情况下-在喷嘴开口处会出现沉积物,即毛口形成(Bartbildung)。这些沉积物影响喷雾(Spray)的对称性和液滴大小,从而出现不希望的工艺效果,例如喷洒干燥和/或局部过度加湿和结块。液滴大小此外可能受到如下事实的影响:在用于待喷洒物质的供应部或用于气体(尤其雾化气体)的供应部中,沉积或附着待涂覆或待处理的颗粒。这种沉积或附着尤其可以在无喷洒的时间段中进行,例如在填充装置尤其流化设备或滚筒涂布机时进行,其方式为,颗粒到达喷嘴的输出开口中并且由此堵塞这些输出开口。

接下来的现有技术是防止或至少最大程度地减少在喷嘴处、尤其在喷嘴喷口件处的不期望的沉积物的技术解决方案。

欧洲专利文献EP 1 497 034 B1示出了一种自清洁喷洒喷嘴,且尤其是一种应用在用于通过受控附聚方法来制备颗粒材料的装置中的自清洁喷嘴。自清洁喷洒喷嘴具有:中间管,其具有用于供应液体的中间通路,其中,该通路通至用于输出液体的开口中;围绕中间管的第二管,由此在中间管和第二管之间形成第一通路用于供应初级空气;喷嘴锥体,其布置在第二管的端部并且形成第一通路的第一出口间隙的外周,由此使得由第一通路供应的空气与液体混合,以便形成液体/空气-喷洒雾(Spruehnebel);围绕第二管的第三管,由此在第二管和第三管之间形成第二通路用于供应次级空气;布置在第三管的端部处的套管,该套管形成第二通路的第二出口间隙的外周,其中,为了调节第一出口间隙的大小,喷嘴锥体可移调地布置在第二管的端部处。

在国际专利申请WO 2013/010930 A1中描述了一种用于喷洒流体的自清洁喷嘴,其具有喷嘴壳体和布置在喷嘴壳体中的、多件式地构造的喷嘴头,该喷嘴头包围用于流体的具有输出开口的流动通道,其中,喷嘴头具有至少一个固定的和至少一个可移动地安置的头部元件,这些头部元件分别形成输出开口的区段,其中,可移动的头部元件在正常运行期间被流体压力压靠处于流体的流动方向上的止挡,并且在自清洁期间在流体压力减小时由弹簧逆着流动方向顶压。

公开文献DE 43 24 731 A1示出了一种用于从压力介质源喷洒流体的自清洁的喷洒喷嘴,其中,设置有管状配件,该配件具有沿其纵向方向伸延的内部的流体通道,该流体通道设有入口和出口,且设有连接机构用于与压力介质源建立连接;设置有管状轴,其带有入口和出口,流体可以被引导通过该轴,其中,轴的入口如此地部分地延伸到配件的出口侧的端部中,使得进入到配件中的流体沿纵向方向流动通过设有法兰的轴;设置有阀座,其带有裙部,裙部具有内面和外面,该内面尺寸设定成使得其可围绕轴滑动移动地配合,外面尺寸设定成使得其配合到管状配件的出口中,以便固定阀座的径向位置,其中,阀座此外具有唇部,该唇部尺寸设定成使得该唇部将阀座沿纵向方向定位在管状配件的出口处,并在阀座和管状配件的出口之间形成密封部;设置有如下机构,通过所述机构使得阀座与配件强制地保持接触,以便防止阀座沿纵向方向和径向方向的位移;设置有喷洒头,其带有用于固定管状轴的固定机构,其中,喷洒头包括出口机构,并且具有适配于阀座的表面;设置有弹簧,该弹簧包围轴,并抵靠轴的法兰地预紧,以便产生相对阀座的固定预设的预紧力,其中,弹簧将阀座压靠到喷洒头的适配表面,从而在阀座与阀头的适配表面之间形成密封部,以便限制在该密封部处的流体流动,并且其中,出口机构形成用于流体流动的这种通道,当建立密封时,流体流动根据预设的样式分散或喷洒;其中,施加到喷洒头上的力(其足以克服弹簧预压力)将喷洒头与阀座分开,由此取消密封作用,并且使得能够通过流体对出口机构冲洗。

专利文献DE 101 16 051 B4公开了一种用于流化床系统的喷洒喷嘴,其由喷嘴体、喷嘴帽、至少一个用于被施加以固体的液体的输出开口和至少一个用于气体的输出开口组成,其中,围绕喷嘴帽布置有柔性清洁帽,并且在喷嘴帽和清洁帽之间布置有用于被加载压缩空气的清洁空气的供应部,该供应部由布置在喷嘴体中的压缩空气通道组成,其中,压缩空气通道经由在喷嘴体的外面中的环形镗孔(Eindrehung)和在喷嘴帽中的至少一个横向孔与在喷嘴帽的外面中的环形镗孔相连接。清洁帽紧邻紧密地贴靠在喷嘴帽处。经由压缩空气通道以可调节的不同间隔或在更长的时间段上进行被加载压缩空气的清洁空气的供应。清洁空气经由环形镗孔和环形镗孔的横向孔来供应。经由环形镗孔,清洁空气在整个圆周上在喷嘴帽和清洁帽之间被供应。由于清洁空气的压力冲击,由弹性材料构成的清洁帽向外拱起,从而使得清洁空气在喷嘴帽的外面和清洁帽的内面之间朝向喷洒喷嘴的输出开口引导。清洁空气作为压力射束环状地从四面八方被引导至喷洒喷嘴的喷嘴喷口,从而可以无损失地直接使用射束的脉冲,并且可以避免湍流。在喷洒喷嘴的输出开口的紧邻区域内所产生的材料沉积物被清洁空气吹走。

前述技术解决方案的缺点在于,现有技术中提到的这些自清洁的喷嘴分别具有大量单个部件,这些单个部件组装成复杂的、维护密集的喷嘴,由此所公开的技术方案在其生产和维护方面成本昂贵。此外可能的是,尽管这些喷嘴的技术设计方案防止沉积物或结块(Anbackung),但仍会在喷嘴处产生沉积物或结块。

发明内容

因此,本发明的目的是,提供一种用于监视自清洁的喷嘴的方法,其消除了现有技术的缺点。

该目的在开头提到的类型的喷嘴中由此实现,即,在内管或外管处布置有镶嵌物(或嵌体,即inlay),其中,镶嵌物布置成使得由于从内管的输出开口排出的待喷洒物质,和/或由于从外管的输出开口流出的气体,该镶嵌物可置于或被置于振动中,以便最大程度地减少或防止在待喷洒物质和/或气体的输出区域中的沉积物,其中,与控制单元连接的传感器针对沉积物监视喷嘴喷口件,并向控制单元传输信号,当由传感器在待喷洒物质和/或气体的输出区域中确定出沉积物时,控制单元向装置传输信号。

有利地,通过根据本发明的方法,在自清洁的喷嘴的内管和外管的输出开口的区域中在喷嘴喷口件处的其它的沉积物或结块(其影响喷雾的对称性和液滴大小)通过监视来识别,并通过适当的措施来防止或至少进一步予以最大程度地减少,从而出现不希望的工艺效果,例如喷洒干燥和/或局部过度加湿和结块。

在从属权利要求中阐述了根据本发明的方法的其它有利的设计方案。

按照根据本发明的方法的与之相关的改进方案,通过布置在喷嘴外部或内部的传感器,针对沉积物对喷嘴喷口件进行监视。由于不同的工艺要求,有时有意义的是,将传感器布置在喷嘴内部,尤其在结构狭窄的状况下,例如在具有小体积的滚筒涂布机等的情况下。光学传感器、优选照相机、特别优选高速照相机,优选从喷嘴的外部监视喷嘴喷口件。由此同样获得非常好的结果。

该方法优选地包括多个传感器。尤其相互独立工作的传感器。通过多个优选地彼此独立工作的传感器,可以还要更好地定位和识别对对称性和液滴大小有负面影响的沉积物或结块,从而可引入最合适的措施,例如振动或脉冲。

传感器有利地向控制单元传输信号,并且当超过阈值时,控制单元向装置传输信号。传感器已经可以检测到在喷嘴喷口件处、即在待喷洒的物质和/或气体的输出开口的区域内的最少沉积物。为了不通过传感器引起长久的反应,可以给传感器预设阈值,例如对于喷雾质量仍可接受的沉积物或结块的最少值。如果超过阈值,则由传感器向控制单元传输信号,从而控制单元通过向装置传输信号来引起用于移除沉积物的合适对策。

传感器非常优选是光学传感器、尤其照相机、特别优选高速照相机,或者是检测物理测量变量的传感器、尤其压力传感器或压差传感器。由于光学传感器,存在光学地检测污染物的可行性。借助检测物理测量变量的传感器,可以例如由压差计算出待喷洒物质和/或雾化气体的质量流量并且由此还有体积流量,从而可以推断出在喷嘴喷口件处的沉积物或结块。喷嘴喷口件处的沉积物或结块导致在流体通道或环形间隙中的输出开口之前的压力升高,并且由此导致待喷洒物质和/或气体的流动速度增大,从而使得在相应地预设阈值或容差范围(例如±10%偏差)时和在超过或低于它们时,控制单元通过向装置传输信号来引起用于移除沉积物的合适对策。

按照根据本发明的方法的附加设计方案,从控制单元接收信号的装置是振动单元或脉动单元。在此,振动单元与喷嘴连接,在从控制单元接收到信号时,振动单元将喷嘴置于振动,从而在喷嘴喷口件处的沉积物脱落。备选地,在从控制单元接收到信号时,脉动单元向在流体通道中引导的待喷洒物质和/或在环形间隙中引导的气体施加(aufpraegen)脉冲,从而使得喷嘴喷口件处的沉积物脱落。所施加的脉冲可以具有不同的频率,尤其在1Hz和1500Hz之间,优选在25Hz和250Hz之间。由此更好地脱落和移除在内管和外管的输出开口的区域内在喷嘴喷口件处的沉积物或结块。

附图说明

下面依据附图更详细地阐述本发明。

图1示出了根据现有技术的喷嘴;

图2示出了优选的喷嘴的第一实施形式的根据图4的截面B-B;

图3示出了根据图2的截段A的优选喷嘴的第一实施形式的喷嘴喷口件的一部分的详细视图;

图4示出了根据图2的优选喷嘴的第一实施形式的俯视图,其中,截平面B-B与轴线X-X相交;

图5示出了优选喷嘴的第二实施形式的截面,该喷嘴在环形间隙中具有用于引导气体的旋流板(Drallblech)形式的附装部件(Anbauteil);

图6示出了优选喷嘴的第三实施形式的截面,该喷嘴在环形间隙中具有用于引导气体的旋流板形式的附装部件;

图7示出了优选喷嘴的第四实施形式的截面;

图8示出了优选喷嘴的第五实施形式的截面;

图9示出了优选喷嘴的第六实施形式的截面;

图10示出了优选喷嘴的第七实施形式的截面;

图11示出了根据第一实施形式的优选喷嘴的截面,其中,该喷嘴具有可沿轴向方向移动的喷嘴针用于封闭喷嘴的输出开口;

图12示出了优选喷嘴的截面,其中,镶嵌物和内管构造成优选喷嘴的一件式内部线路;

图13示出了优选喷嘴的截面,其中,镶嵌物和内管构造成优选喷嘴的内部线路,并且该优选喷嘴在喷嘴喷口件的区域内在内管和外管之间具有可改变其体积的装置,其中,图13中的装置展示优选喷嘴的打开位置;

图14示出了优选喷嘴的截面,其中,镶嵌物和内管形成优选喷嘴的内部线路,并且该优选喷嘴在喷嘴喷口件区域内在内管和外管之间具有可改变其体积的装置,其中,图14中的装置展示优选喷嘴的关闭位置;

图15示出了用于监视优选喷嘴的第一实施形式的喷嘴喷口件的第一种方法的示意性结构;

图16示出了用于监视优选喷嘴的第一实施形式的喷嘴喷口件的第二种方法的示意性结构。

具体实施方式

在图1中展示从现有技术已知的喷嘴1。喷嘴1包括具有内管2和外管3的喷嘴体4。内管2和外管3在此与轴线X-X同轴布置。

内管2具有流体通道5,该流体通道被构造成用于供应待喷洒的物质、优选液体、非常特别优选分散物、悬浮液或乳液。该流体通道在喷嘴喷口件6的区域内通入到内管2的输出开口7中。在背离内管2的输出开口7的区域中,内管2具有用于待喷洒物质的未示出的供应线路的联接位置10。

外管3布置成与内管2间隔开,由此构造成用于供应气体、尤其雾化空气的环形间隙8。环形间隙8在喷嘴喷口件6的区域内通入到外管3的输出开口9中。在背离外管3的输出开口9的区域中,外管3具有用于气体的未示出的供应线路的联接位置11。

图2示出优选喷嘴101的第一实施形式的根据图4的截面B-B。如图1中已经示出,优选喷嘴101包括具有内管102和外管103的喷嘴体104。内管102和外管103与轴线X-X同轴布置。

内管102具有流体通道105用于供应待喷洒的物质,优选液体,非常特别优选分散物、悬浮液或乳液。该流体通道在喷嘴喷口件106的区域内通入到内管102的输出开口107中。在背离内管102的输出开口107的区域中,内管102具有用于待喷洒物质的未示出的供应线路的联接位置110。

外管103布置成与内管102间隔开,由此构造成用于供应气体、尤其雾化空气的环形间隙108。环形间隙108在喷嘴喷口件106的区域内通入到外管103的输出开口109中。内管102的输出开口107和外管103的输出开口109优选相互同心地布置。由此确保在环形间隙108中输送的气体的流动状况最佳地、尤其均匀地构造,从而借助优选的喷嘴101产生的喷雾的对称性和液滴大小刚好与制造和/或喷洒过程(尤其针对颗粒、药片等的制造和/或喷洒过程)的要求相协调。在背离外管103的输出开口109的区域中,存在用于气体的未示出的供应线路的联接位置111。输出开口107、109优选地位于平面C-C内,并且通入到喷嘴101的输出区域112中。在输出区域112中,由于待喷洒的物质和雾化气体彼此相遇,产生喷雾,其对颗粒进行涂覆。有利地,不仅喷雾的对称性而且喷雾的液滴大小在制造和/或喷洒过程期间都被最佳地调节。

内管102具有镶嵌物113。在图2中,镶嵌物113被布置在内管102的内壁114处的其优选位置。镶嵌物113优选由聚合物制成,特别优选由合成聚合物制成,非常特别优选由硅树脂制成。聚合物是多功能材料,其可在稳固性同时高的情况下成本有利地制造,并且根据聚合物而定可以非常耐热。聚合物、尤其合成聚合物,因此非常适合作为镶嵌物113用于各种不同的制造和/或喷洒过程。由于镶嵌物113的可替换性,优选的喷嘴101可用于各种不同的制造和/或喷洒过程。

在优选喷嘴101的第一实施形式中,镶嵌物113具有四个子区段115至118。子区段115将镶嵌物113固定在喷嘴101中,从而镶嵌物113在整个制造和/或喷洒过程期间都布置在优选的喷嘴101中。镶嵌物113有利地与内管102连接成使得把该镶嵌物固定在那里。子区段116和117在优选喷嘴101中布置在子区段115和子区段118之间,并且贴靠在内管102的内壁114处。镶嵌物113的子区段118至少部分地从内管102的输出开口107突出。由于对子区段115在内管102处的保持点进行移调的可能性,可以改变镶嵌物113的从内管102的输出开口107突出的子区段118的长度。

图3示出了根据图2的截段A的优选喷嘴101的第一实施形式的喷嘴喷口件106的一部分的详细视图。内管102和外管103围绕轴线X-X同轴布置,从而使得输出开口107、109围绕轴线X-X与平面C-C的交点同心布置。内管102的输出开口107和外管103的输出开口109此外位于平面C-C内,并且通入到喷嘴101的输出区域112中。在输出区域112中,由于待喷洒的材料和雾化气体彼此相遇,产生喷雾,其对颗粒进行涂覆。有利地,不仅喷雾的对称性而且喷雾的液滴大小在制造和/或喷洒过程期间都被最佳地调节。

镶嵌物113的子区段117贴靠在优选喷嘴101的内管102的内壁114处,并且与镶嵌物113的子区段118连接。镶嵌物113的子区段118至少部分地从优选喷嘴101的内管102的输出开口107突出。镶嵌物113的子区段118优选地长度可变。长度可变性通过与子区段118邻接的虚线来展示。长度的改变可以通过替换镶嵌物113直接地进行、通过移调镶嵌物113在内管102处的保持点并且/或者通过以其他方式改变镶嵌物113在喷嘴101中的布置而进行。

通过待喷洒的物质,优选液体,特别优选分散物、悬浮液或乳液(所述物质通过具有镶嵌物113的内管102在流体通道105中朝向输出开口107输送),内部压力119作用到镶嵌物113上。通过作用到镶嵌物113上的内部压力119,镶嵌物113被压挤抵靠内管102的内壁114。在喷嘴喷口件106的区域中,尤其在内管102的输出开口107的区域中,使镶嵌物113远离轴线X-X移动的力由于作用到镶嵌物113上的内部压力119同样地作用到镶嵌物113的子区段118上。

此外,沿轴线X-X方向作用的力120作用到镶嵌物113的至少部分地从内管102的输出开口107突出的子区段118上。沿轴线X-X方向作用的力120由从环形间隙108经由输出开口109排出的气体、尤其雾化空气引起。

由此,至少部分地从内管102的输出开口107突出的镶嵌物113,因从优选喷嘴101排出进入喷嘴101的输出区域112中的液体和/或从优选喷嘴101排出而进入到喷嘴101的输出区域112中的气体、尤其雾化空气而运动,有利地高频运动。通过至少部分地从内管102的输出开口107突出的镶嵌物113的这种有利的高频运动,防止待雾化的液体沉积在喷嘴喷口件106处、尤其沉积在输出区域112中,或防止其结块。因此,喷雾的对称性和液滴大小在制造和/或喷洒过程中不受影响,从而不出现不希望的喷洒干燥和/或局部过度加湿和结块。

镶嵌物113的子区段118的振动频率可以附加地例如通过镶嵌物113的子区段118的长度可变性来改变。由此可以直接影响制造-或喷洒过程。例如通过适配待喷洒的物质和气体的压力,能够进一步改变振动频率。气体、尤其是雾化空气的入流角度α的变化也引起镶嵌物113的振动频率的变化,并因此对喷雾及其质量、尤其在对称性和液滴大小方面产生影响。为了改变气体的入流角度α,例如可使得外管103和内管102的布置尤其在喷嘴喷口件106的区域中相互适配。此外,镶嵌物113的入流也可以通过在环形间隙108中改变的流动引导来适配。非常优选地,仅适配环形间隙108,使得其相对于镶嵌物113的子区段118具有其他入流角度。

图4示出了优选喷嘴101的第一实施形式的俯视图,其中,截平面B-B与轴线X-X相交。内管102和外管103相对于轴线X-X同轴地取向,从而使得用于待喷洒的物质、尤其液体、非常特别优选分散物或用于气体、尤其雾化空气的输出开口107、109可以围绕轴线X-X相互同心布置。镶嵌物113布置在内管102的内壁114处。

图5中展示了优选喷嘴201的第二实施形式的截面,该喷嘴在环形间隙208中具有用于引导气体的旋流板形式的可选的附装部件220。

根据第二实施形式的优选喷嘴201在其基本结构上相应于优选喷嘴101的图2至图4中所示的第一实施形式的结构。两个实施形式之间的区别在于,与喷嘴101相反,优选喷嘴201具有构造成用于引导气体的旋流板形式的可选的附装部件221。在优选喷嘴201的当前第二实施形式中,附装部件221具有开口222,其构造为与平行于外管203流动的气体尤其雾化空气成一定角度。由此,在环形间隙208中流动的气体经历围绕轴线X-X的旋流。通过围绕轴线X-X的旋流,可以影响入流和运动行为,并且由此也影响至少部分地从内管202的输出开口207突出的镶嵌物213的振动频率。

附装部件221同样可以构造成旋流体的形式,例如流动挡板或类似物,用于气体引导。附装部件222优选牢固地与内管202和外管203连接。由此在喷嘴喷口件206的区域中提高喷嘴201的稳定性。此外,通过安装呈旋流体、旋流板等形式的附装部件221,气体、尤其雾化空气在喷嘴喷口件206处、尤其在喷嘴201的输出区域212中的流动引导受到影响,由此可改变至少部分地从内管202突出的镶嵌物213的运动行为,尤其镶嵌物213的子区段的振动频率。振动频率因而可改善地根据制造和/或喷洒过程进行调节。附加地,由此可直接调节喷雾对称性和喷雾,即待雾化的物质、优选液体、非常特别优选分散物、乳液或悬浮液的液滴大小。此外,内管202在安装于外管203中时被引导,并且总是保持在期望位置,在图5中处于围绕轴线X-X的同心位置。此外,附装部件221防止内管102摆动,这不仅导致内管202的输出开口207发生变化,而且导致外管203的输出开口209发生变化,这尤其在喷嘴201的输出区域212中改变喷嘴喷口件206处的流动状况,并且由此也影响喷雾对称性和液滴大小。

至少部分地从内管202的输出开口207突出的镶嵌物213优选地具有可变化的壁厚。镶嵌物213的壁厚,尤其从内管202突出的子区段218的壁厚,可以适配于待喷洒的物质、优选液体、特别优选分散物、乳液或悬浮液,由此可以优化优选喷嘴201的喷洒行为,优选喷雾对称性和液滴大小的调节。因而镶嵌物213也可以适配于待喷洒的磨料。通过在至少部分地从内管202突出的镶嵌物213的长度相同的情况下改变壁厚,或通过在镶嵌物213的壁厚保持相同的情况下适配镶嵌物213的长度,来改变至少部分地从输出开口207突出的子区段218的振动行为,由此所使用的镶嵌物213可特别适配于相应的方法技术的过程。镶嵌物213有利地与内管202连接成使得所述镶嵌物被固定在那里。

图6示出了优选喷嘴301的另一第三实施形式的截面,该喷嘴在环形间隙308中具有用于引导气体的旋流板形式的可选的附装部件321。

优选的喷嘴301包括具有内管302和外管303的喷嘴体304,其中,内管302和外管303相对于轴线X-X同轴地取向。

内管302具有流体通道305,该流体通道被构造用于供应待喷洒的物质。该流体通道在喷嘴喷口件306的区域内通入到内管302的输出开口307中。在背离内管302的输出开口307的区域中,内管302具有用于待喷洒物质、优选液体、非常特别优选分散物、乳液或悬浮液的未示出的供应线路的联接位置310。

外管303布置成与内管302间隔开,由此形成用于供应气体、尤其雾化空气的环形间隙308。环形间隙308在喷嘴喷口件306的区域内通入到外管303的输出开口309中。在背离外管303的输出开口309的区域中,外管303具有用于气体的未示出的供应线路的联接位置311。

在内管302和外管303之间布置有具有开口322的附装部件321。附装部件321将内管302和外管303优选地牢固地相互连接。由于附装部件321,流动通过环形间隙308的气体、尤其雾化空气施加旋流。借助该旋流来影响至少部分地从外管303的输出开口309突出的镶嵌物313的频率。镶嵌物313在环形间隙308中布置在外壁323处,并且贴靠在外壁323处。

至少部分地从外管303的输出开口309突出到输出区域312中的镶嵌物313具有四个子区段315、316、317和318。子区段315固定、例如夹紧在布置于外壁323处的凹槽324中。子区段316和317使得子区段315和318连接。镶嵌物313的长度可改变,尤其镶嵌物313的子区段318的长度可适配于制造和/或喷洒过程的参数。此外,至少部分地从外管303的输出开口309突出到输出区域312中的镶嵌物313的壁厚,尤其镶嵌物313的子区段318的壁厚,可适应于方法技术上的过程参数。在图6中,镶嵌物313的壁厚从子区段315向子区段318减小。

至少部分地从外管303的输出开口309突出到输出区域312中的镶嵌物313,因从优选喷嘴301排出的要喷洒的物质尤其液体,和/或从优选喷嘴301排出的气体、尤其雾化空气,尤其高频地运动。由于至少部分地从外管303的输出开口309突出到输出区域312中的镶嵌物313的尤其高频的运动或振荡,在镶嵌物313处产生具有特定频率的振动,由此防止待雾化的物质、优选液体、非常特别优选分散物、乳液或悬浮液的结块和/或粘附(这导致在喷嘴喷口件306处的沉积物)。通过防止在输出区域312中在喷嘴喷口件306处的沉积物,和/或通过防止待喷洒物质的结块,在制造和/或喷洒过程期间不影响喷雾的对称性和液滴大小,从而不出现不希望的喷洒干燥和/或局部过度加湿和结块。

图7至图10以剖视图示出了优选喷嘴401、501、601、701的另外四个实施形式,其构造形式与喷嘴101的第一实施形式大体上没有区别。特别地,这些实施形式与优选喷嘴101的第一实施形式的不同之处在于,镶嵌物413、513、613和713被布置在内管402、502、602、702或外管403、503、603、703处的另一位置。下面更详细地阐述优选喷嘴401、501、601、701的四个实施形式。

在此,图7中示出了优选喷嘴401的第四实施形式的截面。在优选喷嘴401的第四实施形式中,镶嵌物413布置在内管402的壁425中,并且其子区段418突出到喷嘴401的输出区域412中。根据第四实施形式,镶嵌物413具有两个子区段417和418,其中,子区段417用于将镶嵌物413固定在内管402的壁424中。镶嵌物413有利地夹紧(或采用类似的方式)在内管402的壁425中,从而该镶嵌物被固定在那里。

图8示出了优选喷嘴501的第五实施形式的截面。根据图8,在喷嘴501的第五实施形式中,镶嵌物513布置在外管503的内壁526处。镶嵌物513在此具有四个子区段515、516、517和518,其中,子区段518从外管503的输出开口509至少部分地突出到输出区域512中。镶嵌物513借助子区段515布置在外管503的内壁526中的凹槽527内,并且例如通过压紧而固定在那里。

图9示出了优选喷嘴601的第六实施形式的截面,其中,在喷嘴601的第六实施形式中,镶嵌物613布置在外管603的壁628中。镶嵌物613在此布置在外管603的壁628中,并且其子区段618突出到喷嘴601的输出区域612中。根据第六实施形式,镶嵌物613具有两个子区段617和618,其中,子区段617用于将镶嵌物613固定在外管603的壁628中。镶嵌物613有利地被夹紧(或采用类似方式)在外管603的壁628中,从而该镶嵌物被固定在那里。

图10示出了优选喷嘴701的第七实施形式,其中,镶嵌物713布置在外管703的外壁729处。根据图10,在喷嘴701的第七实施形式中,镶嵌物713布置在外管703的外壁729处。镶嵌物713在此具有四个子区段715、716、717和718,其中,子区段718至少部分地突出到输出区域712中。镶嵌物713借助子区段715布置在外管703的外壁729中的凹槽730内,并且固定、例如夹紧或压紧在那里。

所有实施形式101至701都可以具有可选的附装部件101至701,用于在环形间隙108至708中引导流动。此外存在如下可行性:将镶嵌物113至713布置在内管102至702处,并将附加的镶嵌物113至713布置在外管103至703处,从而优选的喷嘴101至701具有两个镶嵌物113至713。

图11展示了根据第一实施形式的优选喷嘴801的截面,其中,根据图11的喷嘴801具有喷嘴针831,该喷嘴针可在轴线X-X的轴向方向上移动,用于封闭喷嘴801的内管802的输出开口807。通过使得喷嘴针831在Z方向上沿轴线X-X从根据图11的初始位置轴向地移动到虚线所示的终止位置,将喷嘴801的内管802的具有镶嵌物813的输出开口807封闭。由此防止了待喷洒的物质从优选的喷嘴801排出。另外存在如下可行性:除了喷嘴针831之外,内管802也沿Z方向移动,从而不仅封闭喷嘴801的内管802的输出开口807,而且封闭喷嘴801的外管803的输出开口809。也可以通过喷嘴针831使内管802扩展。由此实现例如在填充造粒机、涂布机、尤其滚筒涂布机或流化设备的情况下,药丸或颗粒无法渗入喷嘴801的输出开口807、809中,因此在制造过程开始之前就已经将这些输出开口堵塞。在此优选地,内管802和镶嵌物813一件式地构造为线路,优选地以弹性材料优选硅树脂的形式。此外,由此防止因喷嘴针831移动而使得镶嵌物813相对于内管802移动。

在图12中示出优选喷嘴901的截面,其中,优选喷嘴901的镶嵌物913和内管902一件式地构造为线路932。然而,镶嵌物913和内管902同样可以构造为两个单独的构件。根据该实施形式,镶嵌物913和内管902形成内部线路929。该内部线路优选地由弹性材料优选地由聚合物尤其是硅树脂制成。有利地由此还可以更简单地实现替换优选喷嘴901的具有待喷洒的物质的内部线路932。此外存在如下可行性:将内部线路设计为一次性用品,这例如在制药行业中,由于产品更换而更换要喷洒的物质时,导致明显的优势,并与清洁内管902相比明显简化工作过程。

根据图12,尤其地,从外管903的输出开口909突出到输出区域912中的子区段918被构造成具有非常小的壁厚。出于内管902的稳定性的原因,内管902的壁925有利地构造成具有比子区段918更大的壁厚。非常特别优选地,受到强烈应力的壁区段同样加强地构造,例如通过在这该部位处纤维增强的聚合物等。

图13和14示出了喷嘴1001的另一优选实施形式,其具有可改变其体积的装置1033。

图13示出了优选喷嘴1001的截面,其中,镶嵌物1013和内管1002形成喷嘴1001的优选一件式的线路1032。线路1032至少部分地由弹性材料、尤其聚合物更优选硅树脂构成,并且在内管1002和外管1003之间的环形间隙1008中,在喷嘴喷口件1006的区域内布置有可改变其体积的装置1033,尤其可充气的压缩空气环等。

可改变其体积的装置1033,尤其压缩空气环,具有至少一个此处未示出的用于流体供应的入口和至少一个此处未示出的用于流体排出的出口。由此,装置1033的体积可通过流体供应或流体排出而改变,即可增大或缩小,由此装置1033从例如图13中所示的打开位置可带到或被带到图14中所示的关闭位置,反之亦然。只要内管1002被装置1033封闭,就总是产生关闭位置,而与由气体、尤其雾化空气流过的环形间隙1008的打开程度无关。在图13中所示的打开位置,一方面环形间隙1008可让气体流过,另一方面流体通道1005可让待喷洒的物质、尤其液体或分散物流过,由此,气体可以在出口处把待喷洒的物质雾化。有利地,装置1033对流过环形间隙1008的气体的流动没有影响,或影响可忽略不计。

应始终注意的是,待喷洒的物质、尤其液体不应未经雾化就从喷嘴1001中排出。为此要确保,在每次喷洒过程开始时,首先是气体(尤其雾化气体)流过环形间隙1008,并因此流出喷嘴1001,然后是待喷洒的物质(尤其液体)。在喷洒过程结束时,应首先停止或中断待喷洒物质的供应,然后停止或中断气体的供应。由此始终确保待喷洒的物质在喷洒过程中被雾化,并且在每次喷洒过程结束时,没有待喷洒的物质未经雾化就从喷嘴滴落,若有可能滴落到待处理(涂覆)的材料上。这在启动或停止喷洒过程时例如可以通过气体的自动“超前(vorlaufen)”或“拖后(nachlaufen)”来确保。

环形间隙1008和/或流体通道1005可被流体流过的所有位置都被称为打开位置。由此能够以0%和100%的流量为气体和/或为待喷洒的物质提供对体积流量的无级调节,其中,在只有一个装置1033情况下,对这些体积流量的调节彼此相关。在使用多个尤其两个装置1033,即分别用于在流体通道1005中输送的待喷洒物质和在环形间隙1008中输送的气体时,在内管1002的流体通道1005中待喷洒物质的体积流量和在环形间隙1008中的气体的体积流量可彼此独立地调节或可以彼此独立地调节,即通过流体供应或流体排出可彼此独立地改变所使用的装置1033的体积。由于不同的装置1033的体积可独立地调节,所以同样可以使待喷洒的物质的体积流量最佳地适配于雾化器气体,且反之亦然。由此也可以对喷雾中的对称性或液滴大小的最小变化做出反应。用于待喷洒物质和气体的装置1033通过此处未示出的控制-和/或调控机构彼此独立地予以调控和/或控制。

装置1033优选地围绕线路1032同心地布置,并且被外管1003包围,其中,子区段1018从外管1003的输出开口1009至少部分地突出到输出区域1012中。在图13中,装置1033围绕内管1002环形地构造。装置1033优选构造为压缩空气环。然而,装置1033也可以设计成任何其他可想到的实施形式。

装置1033优选地与此处未示出的调控-或控制机构连接,该调控-或控制机构调控或控制装置1033的流体供应或流体排出,从而使得装置1033的体积可预设或被预设。非常特别优选地,装置1033的体积通过流体供应或流体排出无级地可改变或被改变,或者装置1033的体积通过流体供应或流体排出无级地可改变或被改变。由于可无级地调节一个装置1033或多个装置1033的体积,可以精确地且有针对性地彼此相对调节待喷洒物质的体积流量和使得待喷洒物质雾化的气体的体积流量,从而喷雾的对称性和液滴大小最佳地针对该过程(尤其颗粒优选药片的涂布过程)可调节或被调节。在图13中,装置1033的体积最小,从而使得喷嘴1001处于最大打开位置。与之相应地,最大打开位置的特征在于,装置1033具有最小的体积。

图13中所示为优选喷嘴1001的截面,其中,镶嵌物1013和内管1002形成优选喷嘴1001的线路1032,并且优选喷嘴1001在喷嘴喷口件1006的区域中在内管1002和外管1003之间具有可改变其体积的装置1033,其中,图14中的装置展示优选喷嘴的关闭位置,其方式为,装置1033封闭流体通道1005和环形间隙1008。由于经由内管1002的输出开口1007排出的待喷洒物质,和/或由于经由外管1003的输出开口1009排出的气体,镶嵌物1013被置于振荡中,尤其被置于高频振荡中,以便最大程度地减少或完全防止在待喷洒物质和/或气体的输出区域1007、1009中的沉积物。优选地,镶嵌物1013的子区段1018尤其是在喷洒过程期间也可改变长度。由于镶嵌物1013的至少部分地从喷嘴1001的内管1002或外管1003突出的子区段1018的附加的长度可变性,可以改变子区段1018的移动性,尤其镶嵌物1013的子区段1018的振动频率。由于前述措施,喷雾的对称性及其液滴大小在制造和/或喷洒过程期间不受待喷洒物质的沉积物的影响,从而不出现不希望的喷洒干燥和/或局部过度加湿和结块。

图14中展示了与根据图13的打开位置相比具有增大的体积的装置1033的优选喷嘴1001。优选用作装置1033的压缩空气环为此用流体、尤其气体、优选压缩空气等充气。装置1033例如经由未示出的线路与同样未示出的储备容器连接,经由该线路,例如可通过未示出的控制和/或调控机构来填充或清空装置1033,从而装置1033将其体积从根据图13的在打开位置的第一体积改变为根据图14在关闭位置的第二体积,且反之亦然。

在当前实施例中,通过装置1033的增大的体积,不仅密封线路1032、尤其布置在喷嘴喷口件1006中的子区段1017和1018,而且密封环形间隙1008。通过增大的体积,压缩线路1032(此处是子区段1018)并且附加地封闭输出开口1009,使得流体既不能流过流体通道1005,也不能流过环形间隙1008。由此实现例如在填充造粒机、涂布机、尤其滚筒涂布机或流化设备的情况下,药丸或颗粒无法进入到喷嘴1001的输出开口1007、1009中,并因此在制造过程开始之前就已经将这些输出开口堵塞。

可设想具有可改变其体积的装置1033的优选喷嘴1001的其它改进方案。例如存在如下可行性:喷嘴1001包括多个装置1033,尤其两个装置1033。这些装置优选地通过诸如金属板或类似物的机构彼此分开,使得它们可以彼此独立地工作。喷嘴1001有利地具有用于封闭环形间隙1008的第一装置1033和用于封闭流体通道1005的第二装置1033。在此,两个装置1033优选地可由用作分隔壁的金属板或类似物隔开,使得第一装置1033的体积变化关闭或打开流体通道1005,并且第二装置1033的体积变化关闭或打开环形间隙1008,而一个装置1033的体积变化不影响另一个装置1033。由此可行的是,以0%和100%的流量不仅为雾化气体而且为待喷洒的物质提供对体积流量的无级调节,其中,对这些体积流量的调节可以相互独立地或彼此相关地进行。

当使用至少两个装置1033时要注意的是,待喷洒的物质、尤其液体不得未经雾化就从喷嘴1001排出,因为否则会例如由于附聚的片剂而出现生产废品。为此要确保,在每次喷洒过程开始时,首先是气体尤其是雾化气体流过环形间隙1008,并因此流出喷嘴1001,然后是待喷洒的物质、尤其液体流过。在喷洒过程结束时,要首先停止待喷洒物质的供应,然后再停止气体的供应。调控或控制机构可以遵循这一事实。由此始终确保,在喷洒过程中,要喷洒的物质始终被雾化,并且在每次喷洒过程结束时,待喷洒的物质不会在未雾化的情况下从喷嘴滴落,若有可能滴落到待处理的(涂覆的)材料上。

要始终确保的是,当将装置1033从内管1002的一个关闭位置带到内管1002的至少一个打开位置时,流过环形间隙1008的气体至少与将装置1033从内管1002的一个关闭位置带到内管1002的至少一个打开位置同时地开始流过环形间隙1008。此外有利的是,在将装置1033从内管1002的至少一个打开位置带到内管1002的一个关闭位置时,流过环形间隙1008的气体最早与将装置1033从内管1002的至少一个打开位置带到内管1002的一个关闭位置同时地停止流过环形间隙1008。

通过该方法有利地确保,当在喷嘴喷口处即在内管1002和外管1003的输出开口1007、1009处开始或结束喷洒过程时,待喷洒的物质不会在尚未直接被流过环形间隙1008的气体雾化情况下就排出。因此,通过该方法始终确保待喷洒的物质的雾化。由此,一方面不会例如在过早排出的待喷洒物质干燥时在喷嘴喷口处产生沉积物,而另一方面不会因未雾化的待喷洒物质而导致待喷洒的颗粒结块。

图15展示了用于监视优选喷嘴101的第一实施形式的喷嘴喷口件106的第一方法的示意性结构。喷嘴101相应于图2至4的描述。喷嘴201、301、401、501、601、701、801、901和1001以及根据本发明的其他喷嘴的所有其他优选实施形式也可以用该方法监视。喷嘴101具有内管102和外管103以及布置在内管102处的镶嵌物113,其中,子区段118至少部分地从优选的喷嘴101的输出开口107突出到输出区域112中。

通过传感器134针对沉积物对喷嘴喷口件的监视,在图15的实施例中通过布置在喷嘴外部的传感器134进行。

此外,针对第一种方法的结构具有传感器134,尤其光学传感器,非常特别优选成像传感器,例如照相机或超声波传感器或检测物理测量变量的传感器,例如压力传感器,非常特别优选压差传感器。传感器134检测喷嘴101,尤其喷嘴喷口件106,非常特别地在喷嘴101的输出区域112中检测内管102和/或外管103的输出开口107、109。传感器134以一定的可调节的速率进行扫描。传感器134与控制单元135,尤其处理数据的计算机,例如工业PC或嵌入式PC等相连接。由传感器134检测的数据被传输到控制单元135。控制单元135评估传感器134的数据。因此,控制单元135例如通过算法等确定是否在喷嘴101上、尤其喷嘴喷口件106处、非常特别地在输出开口107、109处在喷嘴101的输出区域112中构造或已经构造沉积物。在制造和/或喷洒过程期间,这种沉积物严重损害喷雾质量,尤其对称性和/或液滴大小。

一旦例如因沉积物而超过某个存储的极限值,从而在生产和/或喷洒过程中损害喷雾的对称性和液滴大小,控制单元135就向装置136传输信号。在图15的实施例中,装置136构造为振动机构,并与喷嘴101连接。装置136如此地将喷嘴101置于振动中,使得喷嘴101上的沉积物脱落。一旦在喷嘴101、尤其喷嘴喷口件106处、非常特别地在喷嘴101的输出区域112中在输出开口107、109处不再存在沉积物,就由传感器133检测到相应的信号,并传输到控制单元135,该控制单元然后向装置136传输信号,从而切断装置136。在整个制造和/或喷洒过程中,根据需要经常重复该过程。

用传感器134执行的对优选喷嘴101的连续监视优选地作为线中、在线或线上测量进行。例如,超声波传感器检测优选喷嘴101的当前形状和当前尺寸(实际值)。然后在控制单元135中使用这些数据来评估喷雾质量,并与优选喷嘴101的原始数据(额定值)进行比较。在实际值和额定值之间的差异太大时,优选地将信号从控制单元135传输到装置136,并且开始必要的措施(振动)。在这种情况下,构造为振动单元的装置136与喷嘴101连接,当从控制单元135接收到信号时,该装置将喷嘴101置于振动中,从而使喷嘴喷口件106处的沉积物脱落。将上述步骤集成到制造和/或喷洒过程中,可以实现在制造和/或喷洒过程的整个时长上自动监视喷雾质量。

通过传感器134针对沉积物对喷嘴喷口件106的监视,在图16的实施例中通过布置在喷嘴101内部的传感器134进行。这种布置有时是有意义的,尤其是在结构狭窄的状况下,例如在具有小体积的滚筒涂布机等的情况下。

图16中示出了用于监视喷嘴101、尤其喷嘴喷口件106、非常特别地在优选喷嘴101的第一实施形式的输出区域112中的输出开口107、109的方法的第二示意性结构。输出区域112中原始喷嘴形状的压力状况(即没有沉积物或结块)相应于在压力测量时的额定值。在此,压力传感器134分别布置在流体通道105和环形间隙108中。该方法优选地包括多个传感器134,尤其是彼此独立工作的传感器134。通过多个传感器134可行的是,在喷嘴134的喷嘴喷口件106处更好地检测对对称性和液滴大小产生负面影响的沉积物,从而可以引入用于使得沉积物脱落的最合适的措施,例如振动或脉冲。

两个传感器134以一定的可调节的速率或以一定的时钟脉冲(Takt)扫描。如果在喷嘴101尤其喷嘴喷口件106处,非常特别地在输出区域112中在输出开口107、109处出现沉积物或结块,则流体通道105和/或环形间隙108中的压力(实际值)提高。该压力提高被传感器134检测到,并传输给控制单元135。借助所检测的物理测量变量(此处例如绝对压力)可以例如计算待喷洒物质和/或雾化气体的质量流量并且由此还有体积流量。传感器134处的测量技术上测得的压力允许推断出在喷嘴喷口件106处的沉积物。喷嘴喷口件106处的沉积物b导致在流体通道105或环形间隙108中在输出开口107、109之前的压力升高,并且由此导致待喷洒的物质和/或气体的更大流动速度,从而使得在相应地预设阈值(额定值)或容差范围(例如±10%偏差)时和在超过或低于它们时,控制单元135可通过向装置136传输信号来引起用于移除沉积物的合适对策。

在监视时,通过控制单元135在实际值和额定值之间不断地发生比较。

一旦通过控制单元135记录超过或低于某个极限值(额定值),控制单元135就向装置136传输相应的信号。在图16的实施例中,装置136被构造为脉动机构。该脉动机构例如通过在流体的相应的供应线路处的调控阀来实现。装置136产生待喷洒物质和/或气体、尤其雾化气体的脉动流动,如图16中的两个曲线图所展示。气体流优选地仅短暂地脉动。如果压力随后再次低于或超过极限值,则继续制造-和喷洒过程。如果进一步超过或低于极限值,则产生再次的脉冲。所施加的脉冲可以具有不同的频率,尤其在1Hz和1500Hz之间,优选在25Hz和250Hz之间。由此,在内管和外管102、103的输出开口107、109的区域中在喷嘴喷口件106处的沉积物被更好地脱落和移除。重复该过程,直到喷嘴101处的沉积物或结块被移除,从而始终确保所需的喷雾质量。

第三种方法是在制造和/或喷洒过程期间例如借助激光测量方法监视喷雾的液滴大小。在液滴大小的实际值与额定值有偏差的情况下(即在液滴大小不是最佳的情况下),则待采取的措施通常相应于根据图15或图16的第一种和第二种方法的措施。

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