專利名稱：過濾設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種專用于流化床系統的過濾設備，尤其是用于制藥業，能將那些比分離顆粒大的顆粒從流體流動中的大量顆粒里分離出來。過濾設備包括一個殼體和至少一個過濾部分。本發明還涉及一種使用這種設備分離顆粒的方法。
背景技術：
在生產成粒、涂層和粒化的領域內，在流化床設備中使用不同的技術，是眾所周知的。流化過程基本上是這樣一種操作，固體變成流態狀，穿過氣體或液體的懸浮物。如果流體以一定的速度向上穿過細顆粒的床層，顆粒與流體之間的摩擦力恰好與顆粒的重量保持平衡。在這種狀態下，相鄰顆粒之間的壓縮力在垂直方向上的分量消失，通過床層任何部位的壓力降與該部位的流體和顆粒的重量近似相等。在這種流速下，床層恰好被流化。流速高時將導致如下狀態，例如，流體形成氣泡，或引起固體的湍動。在更高的速度下，流體將夾帶固體離開床層，并沿其向上的運動方向把它們帶走。用流化床這一術語表示這樣不同種類的床層。
當流化床中的流體夾帶大量的固體顆粒時，通過收集夾帶的顆粒并將其返回到床層中就可以達到穩態。當夾帶高達一定數量時，在裝載有流化床的容器內部設置旋流器，能夠提供必要的收集和返回的顆粒，使容器內部維持穩態的狀況。這種系統通常被成為流化床。當必須在床層外部提供更大的旋風收集器時，通常將這種系統成為快速流化床。這些系統都是循環流化床，因為該系統中顆粒循環許多次，因此，它們可用于顆粒處理的不同方法中。
在制藥業中，流化床一般用來使產品成粒或涂層。典型的成粒操作是在顆粒上噴灑液滴，其中顆粒保持在流化狀態。然后，可以通過在其液體中加入粘合劑，或通過其液體的微量溶解效應，使顆粒互相粘結、成團。一般通過將涂層劑溶液噴灑到顆粒上進行涂層操作。成粒或涂層過程中，操作條件都很重要，例如溫度，使成團或涂層盡快干燥，以便不出現不想要的成團。另一方面，如果成團或涂層干燥得太快，將出現這種物質的不想要的噴霧干燥。
US-4051603，Kern、Jr的申請描述了一種循環流化床。公開的流化床設備包括一個容器，其中安裝有流化床。顆粒在開孔盤上經流體處理，此處流體為熱空氣，它可以從開孔盤穿過。在制成的流化床中，通過一個伸進容器的噴嘴，對夾帶的顆粒進行涂敷和噴灑涂料。夾帶的顆粒和流體被吸入到旋風分離器。旋風分離器與容器連接安裝，使夾帶的顆粒重新返回流化床，并排出剩余的液體。這樣，顆粒按照從床層到分離器再返回的方式進行循環。每次顆粒經過噴嘴，將被噴灑上涂料，因此，尺寸和重量增加。當顆粒達到一定的重量時，顆粒太沉以至于不能被流體夾帶。取而代之的是，它穿過流化床下降并在那里聚集。此過程當然可以在顆粒達到這一尺寸之前中斷，而顆粒可以直接從床層收集。這種設備可以用來成粒而非為顆粒涂層。則從噴嘴噴射的為成粒液體而非涂料。
旋風分離器的運行是基于離心力的作用。這種力是流體與夾帶顆粒繞著旋風分離器的垂直軸線做圓周運動時所產生的加速力。隨顆粒尺寸的增加，作用在每個顆粒上的離心力增大，以至于較大顆粒被甩到分離器的壁上，然后向下滑落到出口，既然是這樣，該出口朝向流化床開口。較小的顆粒隨著流體流動穿過整個分離器，通常會通過分離器頂部的出口離開旋風分離器。開始從流體中分離的顆粒的尺寸，這一特殊的顆粒尺寸被稱為分離顆粒。旋風分離器的尺寸與所使用的流體或顆粒的種類是影響分離顆粒尺寸的一些參數。
盡管旋風分離器有許多缺點，但卻被廣泛地應用。當氣體流穿夠旋風分離器時由于漩渦，使涂到顆粒上的涂料顯得不均勻。此外，在分離非常小的顆粒時，旋風分離器的效率低，例如，從涂層/成粒的顆粒中分離噴霧干燥物質的粉塵。特殊旋風分離器的尺寸僅針對一種分離顆粒，這導致分離顆粒的范圍窄。還必須經常進行再循環。
為了避免常用旋風分離器的問題，人們提出了許多其他設備。文獻EP-B1-0572356描述了一種流化床設備，至少一個垂直過濾筒伸進流化床容器。過濾器是一個織物過濾單元，即包括紡織品織物。當這種過濾器已經收集了一定數量的小顆粒以后，除非穿過過濾器的流體流動受到嚴格的限制，必須進行清洗。這樣，使用液體清洗劑清洗過濾器。為了清洗，要將過濾器向上推出容器。這樣既浪費時間，又得中斷流化床設備的運行。在其他文獻中，例如US-5776281，Luy等人和US-RE-32307，Glatt等人，提出了不同的清洗過程，例如氣體清洗與濕法清洗或振動清洗過濾器相結合。使用紙或紡織品織物制成的過濾單元有其他缺點，因為它們的強度低，因此，在清洗或吹掃時會被損壞。
過濾器結構中顆粒阻塞是一個問題，它為過濾器的清洗提出了更高的要求。當處理小的固體顆粒時，這一問題就特別明顯，例如過剩量噴霧干燥物質的不想要的粉塵。即使有時可以在運行過程中進行清洗，但是流體流動會受到干擾，而使總效率降低。
其它有關顆粒分離的公知技術是擋板或固定網。對于固定網來說，分離顆粒一般由篩網的尺寸決定，且顆粒阻塞網的問題經常發生。使用擋板，例如在流路中，不能用來分離非常小的顆粒，因為顆粒將隨著流體沿著流路繼續流動。因此還需要用一個終端過濾器過濾出小顆粒。
發明概述本發明的目的在于提供一種用于流化床系統的過濾設備，尤其是但并不唯一用于制藥業，它沒有上述的缺點。本發明的目的還在于提供一種容易改變分離顆粒的過濾設備。
本發明的目的是通過一種過濾設備來實現的，尤其是用于流化床系統，特別用于制藥業，它能將那些比分離顆粒大的顆粒從流體流動中的大量顆粒里分離出來，所述的過濾設備包括一個殼體和至少一個過濾部分，其特征在于部分殼體安裝得可以做旋轉運動，而所述的過濾部分安裝在所述的殼體內，由此過濾部分可以隨著所述殼體的旋轉而移動。流化床系統包括一個可以進行涂層、成粒或干燥操作的流化床容器，和流入或流出流化床容器的管道，管道內裝有待分離的流體和顆粒。
此處術語“分離顆粒”是指不能穿過過濾設備的最小顆粒的尺寸，也可以認為是所述過濾設備分離限度的度量。分離顆粒由過濾部分篩網的尺寸和過濾部分的速度決定。通過改變過濾部分的旋轉速度，就可以僅使用一個分離系統就能改變分離顆粒，這樣，分離不同尺寸顆粒，就不必使用不同的過濾器。通常，分離顆粒的范圍可以是10-500微米。典型地，分離顆粒是50微米，即小于50微米的顆粒能穿過過濾設備，因此，所有大于50微米的顆粒會留在流化床系統內。
過濾器可以保持清潔，且不會受到顆粒阻塞，因為旋轉運動會在顆粒上產生離心力。因此，維修和清理過濾器不需要中斷運行操作。按照本發明的設備，即使在分離小顆粒時，也能得到滿意的效果，小顆粒通常小于50微米，例如在流化床進行涂層操作中，噴霧干燥物質中含有的粉塵。
殼體可以是，例如，像筒的形狀，安裝使它可以旋轉運動。那么就可以方便地將過濾部分放置在所述筒的周圍。筒狀的優點在于過濾設備的旋轉速度容易保持穩定。產生的離心力還有助于過濾部分清除顆粒。除此之外，可以使用被過濾部分所覆蓋的大面積的活性區域。
優選地，過濾部分包括按照這樣方式安裝的許多過濾元件，即在過濾元件之間形成間隙。在與至少大多數所述過濾元件交叉的方向，過濾部分可以隨著殼體的旋轉而移動。分離顆粒由過濾元件之間的間隙的尺寸和過濾部分在旋轉方向上的速度決定。
隨著殼體旋轉速度的增加，顆粒被過濾部分所阻擋的可能性增大。這是由過濾部分中至少部分過濾元件與旋轉方向交叉造成的。進而，由于顆粒可能會被過濾元件所阻擋，實際上，如果選擇合適的旋轉速度，那些比間隙小的顆粒也能被過濾系統所阻擋。
過濾部分優選位于容器內部，即流化床容器在最開始裝有待分離的流體和顆粒。優選帶有過濾部分的殼體延伸穿過容器，由此，包含過濾部分的第一實體部分安裝在容器內部，而第二實體部分安裝在容器外部，其具有至少一個流體出口。流體由過濾部分進入，流經殼體，再由流體出口排出。小于分離顆粒的顆粒一直隨著流體沿殼體流動，然后通過流體出口排出。較大的顆粒會留在容器內，在那里，它們連續地受到連續涂層或成粒處理。旋轉過濾部分將較大顆粒從過濾器甩出，并分散入容器內。
過濾部分還提供有進、出容器的管道。為過濾設備安裝這種管道，可以防止阻塞。
方便地，帶有過濾部分的殼體以可拆卸的方式安裝在過濾穩定器內。這穩定器可以安裝在反應容器壁內，夾帶顆粒的流體可以穿過它，或者是，例如，在管道內為所述流體形成流動通道。流體可以是，例如，液體、氣體或超臨界流體。
有利地，殼體還包括第一實體和第二實體部分，它們可以拆卸地互相連接。如果需要，通過分離第一實體和第二實體部分，在間歇操作之間或消毒時，可以容易清洗過濾設備。
過濾設備優選使用連接器與電機單元連接。有利地，在操作過濾設備時，為了得到需要的分離顆粒，電機單元的速度可以隨著過濾部分旋轉速度的不同而改變。
優選在殼體和過濾穩定器之間設置一個開口間隙，通過開口間隙可以提供流體壓力，在殼體和過濾穩定器之間組成流體密封。流體壓力使開口間隙沒有顆粒，因此可以確保過濾設備的平穩運動。
本發明還包括一種分離顆粒的方法，特別是用于流化床系統，尤其是用于制藥業。
附圖簡單說明
圖1是根據本發明用于流化床系統的一個過濾設備的實施方案例的示意圖。
圖2是圖1實施方案中，為了清楚，省去了流化床和殼體的圖。
圖3是圖2中過濾設備的分解圖。
圖4是本發明圖1實施方案殼體的側視圖。
圖5是沿圖4中A-A線的剖視圖。
本發明優選實施方案的詳細描述現在僅通過實施例來描述優選的實施方案。在圖1中，表示了一個按照本發明的過濾設備1在流化床系統2中的應用。在流化床系統2中，不同尺寸的顆粒7被流體流動(大致以箭頭表示)所夾帶。過濾設備1包括一個殼體3，它安裝在過濾穩定器8內，過濾穩定器由蓋子21支撐，過濾穩定器與蓋子組成流化床容器18的頂部。蓋子21上設置的密封孔可以容納過濾穩定器8。夾套19環繞在殼體3的外部，所述夾套安裝有輸送流體和小顆粒的出口段，使其可以穿過過濾設備1。
正如圖2-3所示，過濾穩定器8支撐調節元件7，通過調節元件可以改變殼體3的位置。殼體3通過連接器13與電機14連接。優選地，殼體3設計成筒形，它可以繞其中心軸旋轉。它還向過濾穩定器8的兩側延伸。殼體3的內部設置有過濾輸入口15，流體從輸入口進入到過濾設備，在殼體3的出口部分設置的輸出口9，它可以輸出流動流體。
這一實施方案，如圖4-5所示，輸入口15被過濾部分4所覆蓋，過濾部分4由篩網組成。篩網的纖維構成過濾元件5，在纖維之間構成間隙6。為了完成必須的過濾和分離顆粒，過濾設備通過電機14旋轉。流體通過輸入口15輸入到過濾設備。大顆粒與旋轉篩網的纖維相交，這種情況發生的可能性非常大。這樣，大顆粒不能穿過過濾設備，而停留在流化床系統內。相反地，作為噴霧干燥物質的小顆粒穿過過濾部分4的間隙6，這樣，過濾設備提供了有效的分離單元。
優選比較軟的物質，例如特氟隆(Teflone)或尼龍(Nylon)制成過濾部分4。比較硬的物質，例如鋼鐵，能撞擊過濾元件5與顆粒摩擦，而導致磨碎。上面提到的物質的優點是光滑，它使顆粒從過濾部分滑落，使顆粒不可能阻塞過濾器。
流體通過殼體內的輸出口9排出過濾設備。優選地，輸入口15和輸出口9沿著殼體3的圓周均勻分布。這種排列方式可以使流體流動分布更均勻。
開口間隙16設置位于殼體3和過濾穩定器8之間。通過開口間隙可以為流體輸入管22提供一個氣壓。這些輸入管22沿著調節器17均勻分布，并沿著過濾穩定器與之相對應。因此，通過這些流體輸入管提供的空氣，在殼體3和過濾穩定器8之間形成有效的流體密封。這能防止顆粒阻塞開口間隙16，且能保證過濾設備容易旋轉。
殼體3和過濾穩定器8通過可拆卸的軸環10連接。此外，殼體3由第一實體部分11和第二實體部分12可拆卸地互相連接。它的優點是，在間歇操作之間或消毒時，可以清洗過濾設備。在這一特殊的實施方案中，圓錐體形狀的第一實體部分11指向流化床容器18的內部。這種圓錐體形狀，可以防止噴霧物質阻塞第一實體部分11，所以表現得非常又有。這種阻塞可能會在下述情況下出現，例如，提供涂料的噴嘴與第一實體部分11安裝成一條直線時。當使用的第一實體部分11為平的時，極可能發生阻塞。
在本發明的范圍內，還可能有其他一些實施方案。使用過濾元件代替篩網，過濾元件由平行的條狀物組成，它與條狀物之間的間隙6組成過濾部分4。因而過濾部分4的運動方向必須與條狀物交叉。根據輸入口和輸出口(15，9)，可以設計不同的過濾殼體3。
在所述的實施方案中，旋轉的殼體3配置有流體輸出管9。殼體3的另一個可能的排列方式是包括許多部分，其中，只有支撐過濾部分4的一部分是旋轉的。而可以配置流體輸出管9的另一部分，就可以固定。
許多過濾設備可以相鄰排列或互相直接連接。一些具有不同分離顆粒的過濾器還能串聯安裝，可以分離非常小的顆粒。如果過濾部分不旋轉，可以選擇間隙6的尺寸和篩網的尺寸，使所有液體流動夾帶的顆粒能穿過一個間隙。
權利要求
1.一種用于流化床系統(2)的過濾設備(1)，尤其是用于制藥業，可以將那些比分離顆粒大的顆粒從流體流動中的大量顆粒里分離出來，所述的過濾設備(1)包括一個殼體(3)和至少一個過濾部分(4)，其特征在于部分殼體(3)安裝得可以做旋轉運動，且過濾部分安裝在殼體(3)內，其中過濾部分(4)可以隨著殼體(3)的旋轉而移動。
2.如權利要求1所述的過濾設備，其特征在于所述殼體(3)的部分制成像筒的形狀。
3.如權利要求2所述的過濾設備，其特征在于所述過濾部分(4)放置在筒的圓周。
4.如權利要求1-3中任一項所述的過濾設備，其特征在于所述過濾部分(4)包括按照這樣方式安裝的許多過濾元件(5)，即在過濾元件之間形成間隙(6)。
5.如權利要求4所述的過濾設備，其特征在于所述過濾部分(4)在與至少大多數過濾元件(5)交叉的方向，可以隨著殼體(3)的旋轉而移動，因此，過濾設備(1)的分離顆粒由過濾部分(4)在運動方向上的速度和過濾元件(5)之間的間隙(6)的尺寸決定。
6.如權利要求1-5中任一項所述的過濾設備，其特征在于所述過濾部分(4)安裝在容器(18)內，容器(18)開始裝有待分離的流體和顆粒。
7.如權利要求1-5中任一項所述的過濾設備，其特征在于所述過濾部分(4)設置在與容器(18)連接的管道內，該管道為待分離的流體和顆粒形成流動通道。
8.如權利要求6所述的過濾設備，其特征在于所述殼體(3)向容器(18)的兩側延伸，其中包含過濾部分(4)的第一部分安裝在容器(18)內部，而安裝在容器外部的第二部分，具有至少一個流體出口(9)。
9.如權利要求1-8中任一項所述的過濾設備，其特征在于所述殼體(3)以可拆卸的方式安裝在過濾穩定器(8)內。
10.如權利要求9所述的過濾設備，其特征在于所述殼體(3)與過濾穩定器(8)通過軸環(10)可拆卸地連接。
11.如權利要求1-10中任一項所述的過濾設備，其特征在于殼體(3)包括第一實體部分和第二實體部分(11、12)，它們可拆卸地互相連接。
12.如權利要求1-11中任一項所述的過濾設備，其特征在于所述殼體(3)通過連接器(13)與電機單元(14)連接。
13.如權利要求12所述的過濾設備，其特征在于為了得到需要的分離顆粒，在操作過濾設備(1)時，電機單元(14)的速度可以隨著過濾部分(4)的旋轉速度的不同而改變。
14.如權利要求4-13中任一項所述的過濾設備，其特征在于過濾部分(4)由篩網組成，這些篩網的纖維構成過濾元件(5)。
15.如權利要求4-13中任一項所述的過濾設備，其特征在于過濾部分(4)由伸長的過濾單元(5)組成，它們是平行安裝的條狀物。
16.如權利要求4-15中任一項所述的過濾設備，其特征在于過濾單元(5)之間的間隙(6)比流體流動中的每一個顆粒都大。
17.如權利要求1-16中任一項所述的過濾設備，其特征在于殼體(3)設置有許多平行間隔的過濾輸入口(15)，每個輸入口被過濾部分(4)所覆蓋。
18.如權利要求1-16中任一項所述的過濾設備，其特征在于殼體(3)設置有許多平行間隔的過濾輸出口(9)，將穿過過濾部分(4)的流體和顆粒排出。
19.如權利要求9-18中任一項所述的過濾設備，其特征在于開口間隙(16)設置位于殼體(3)和過濾穩定器(8)之間，通過開口間隙(16)可以提供流體壓力，在殼體3和過濾穩定器8之間形成有效的流體密封。
20.如權利要求19所述的過濾設備，其特征在于開口間隙(16)的寬度通過位于過濾穩定器(8)附近的調節元件(17)改變。
21.一種方法，使用如權利要求1-20中任一項所述的過濾設備(1)，用于流化床系統(2)，尤其是用于制藥業，能將那些比分離顆粒大的顆粒從流體流動中的大量顆粒里分離出來。
22.如權利要求1-20中任一項所述的過濾設備(1)的使用。
23.如權利要求21所述的使用方法。
全文摘要
本發明涉及一種過濾設備(1),專用于流化床系統(2),尤其是用于制藥業,能將那些比分離顆粒大的顆粒從流體流動中的大量顆粒里分離出來。過濾設備(1)包括一個殼體(3)和至少一個過濾部分(4)。部分所述殼體(3)安裝得可以做旋轉運動,而所述的過濾部分(4)安裝在所述的殼體(3)內,由此過濾部分(4)可以隨著所述殼體(3)的旋轉而移動。本發明還涉及一種使用這種設備分離顆粒的方法。
文檔編號B01D33/073GK1360514SQ0081019
公開日2002年7月24日 申請日期2000年7月13日 優先權日1999年7月14日
發明者H·格拉德 申請人:阿斯特拉曾尼卡有限公司