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Die Erfindung betrifft eine Verdampfungseinrichtung zum Verdampfen eines Aerosols umfassend ein zerstäubtes flüssiges Entkeimungsmittel zum Entkeimen von Verpackungsmaterialien.
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Das flüssige Entkeimungsmittel enthält insbesondere Wasserstoffperoxid, das zerstäubt und mit einem Trägergas, insbesondere Druckluft, vermischt wird. Das Aerosol wird durch Erhitzen verdampft. Der Dampf wird auf die zu entkeimende Fläche des Verpackungsmaterials bzw. des Verpackungsbehälters aufgebracht und kondensiert dort.
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Gattungsgemäße Verdampfungseinrichtungen kommen insbesondere in Abfüllanlagen zum Abfüllen von flüssigem Füllgut in Verpackungsbehälter zum Einsatz, die eine Transportvorrichtung zur Förderung der Verpackungsbehälter aufweisen. Das Entkeimungsmittel aus einem Vorratsbehälter wird zerstäubt und als Aerosol der Verdampfungseinrichtung über einen Einlass zugeführt. Der aus dem Auslass der Verdampfungseinrichtung austretende Dampf wird innerhalb der Abfüllanlage gezielt in die Verpackungsbehälter eingebracht.
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Die
DE 35 40 161 C2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entkeimen von Verpackungsbehältern in einer Abfüllanlage. Die Verdampfungseinrichtung umfasst ein Sprührohr, in dem Einbauten in Form von zwei Drallkörpern und zwei Spiralfeder-Einsätzen angeordnet sind. Die Drallkörper weisen rechtsgängige Drallnuten auf, während die beiden Spiralfeder-Einsätze linksgängig ausgebildet sind. Die Drallkörper versetzen mit der Drallnut die Strömung des Aerosols bzw. des Dampfes in Rotation, wodurch die schwereren Flüssigkeitspartikel durch Zentrifugalkräfte nach außen an die beheizte Wandung des Strömungsrohres gelangen. Jeweils nach Verlassen eines der Drallkörper gelangt die Strömung in den Wirkungsbereich des ersten bzw. des zweiten Spiralfeder-Einsatzes. Aufgrund der linksgängigen Ausbildung der Spiralfeder-Einsätze wird die Aufenthaltszeit des flüssigen Entkeimungsmittels an der Innenwand des Strömungsrohres erhöht und damit die möglichst vollständige Verdampfung des Aerosols gefördert. Die Beheizung des Strömungsrohres erfolgt mit Hilfe von vier auf dessen Außendurchmesser aufgezogenen Heizpatronen mit je 1,5 kW Leistungsaufnahme als Wärmequelle. Die vier Heizpatronen ermöglichen eine segmentweise Beheizung des Strömungsrohres.
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Zwischen den Heizpatronen und dem Mantel des Strömungsrohrs ist ein kleiner Spalt, der den Wärmetransport zu dem Strömungsrohr beeinträchtigt. Des Weiteren geben die Heizpatronen unnötig viel Wärme an die Umgebung als Verlustwärme ab.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass im Falle einer Störung der Verdampfungseinrichtung diese komplett ausgetauscht werden muss, was insbesondere beim Betrieb der Verdampfungseinrichtung in einer Füllmaschine zu kostenträchtigen Stillständen führt. Auch für Reinigungsarbeiten des Strömungsrohres muss die Verdampfungseinrichtung komplett ausgetauscht oder die Füllmaschine für die Dauer der Reinigungsarbeiten an der Verdampfungseinrichtung still gelegt werden.
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Schließlich lässt sich die bekannte Verdampfungseinrichtung zwar mit Hilfe der Heizpatronen segmentweise beheizen, jedoch erlaubt die bekannte Verdampfungseinrichtung keine Anpassung an den Volumenstrom des zu verdampfenden Aerosols. Insoweit müssen für größere Volumenströme die Verdampfungseinrichtungen vollständig getauscht werden.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Verdampfungseinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der der Wärmetransport von der Wärmequelle zur Heizfläche für das Aerosol verbessert, die Verlustwärme reduziert und der Wärmeübergang von der Heizfläche an die flüssigen Partikel des Aerosols verbessert wird. Außerdem soll eine einfache Anpassung an unterschiedliche benötigte Volumenströme des Dampfes ermöglicht werden. Schließlich sollen wartungsbedingte Stillstandszeiten verkürzt werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Verdampfungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der von der Vertiefung in dem Mantel des Strömungsrohrs aufgenommene Heizleiter verbessert den Wärmetransport von der Wärmequelle zur Heizfläche. Die bündige Aufnahme des Heizleiters in der Vertiefung vergrößert die Kontaktfläche zwischen dem Heizleiter und dem Strömungsrohr und verbessert dadurch den Wärmetransport. Zugleich ist die Wandstärke des Strömungsrohres im Bereich der Vertiefung geringer, so dass der Wärmefluss in den Innenraum des Strömungsrohres nochmals verbessert wird. Durch die bündige Aufnahme des Heizleiters in der Vertiefung wird darüber hinaus die Abgabe von Verlustwärme an die Umgebung reduziert. Schließlich brennt der in die Vertiefung eingebettete Heizleiter im Leerlaufbetrieb der Verdampfungseinrichtung wegen des verbesserten Wärmetransports weniger schnell durch.
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Das Strömungsrohr besteht aus einem Material mit hohem Wärmeleitkoeffizienten, insbesondere aus einem metallischen Werkstoff. Der Heizleiter ist insbesondere als im Querschnitt runder Heizdraht ausgeführt, wobei die im Querschnitt teilkreisförmige Vertiefung den Heizleiter bündig aufnimmt. Dabei umgibt die Vertiefung des Heizleiters im Querschnitt über einen Umfangswinkel von vorzugsweise mindestens 180 Grad.
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Der Wärmeübergang von der Innenfläche des Strömungsrohres an die Flüssigkeitspartikel des Aerosols wird durch das Führungselement im Inneren des Strömungsrohres in Kombination mit den auf beiden Seiten des Führungselementes angeordneten Expansionsräumen verbessert. Aufgrund der reduzierten Geschwindigkeit der Strömung des Aerosols in den Expansionsräumen des Strömungsrohres kommt es zu einer verbesserten Durchmischung des flüssigen Entkeimungsmittels und des Trägergases. Die in den Expansionsräumen abnehmende Geschwindigkeit der Strömung verlängert die Verweildauer des Aerosols, wodurch der Wärmeübergang von der Innenfläche des Strömungsrohres an die Flüssigkeitspartikel des Aerosols verbessert wird. Die Expansionsräume erhöhen die Verweilzeit der Strömung in dem Strömungsrohr um etwa 50 %, von beispielsweise 0,3 Sekunden auf 0,45 Sekunden. Die Expansionsräume wirken mit der Verlängerung der Verweilzeit dem Effekt entgegen, dass die Dichte des strömenden Aerosols bzw. Dampfes mit steigender Temperatur abnimmt und in Folge dessen die Geschwindigkeit der Strömung zunimmt. Bei gleicher Verdampfungsleistung benötigt die erfindungsgemäße Verdampfungseinrichtung weniger Energie.
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Um einen möglichst gleichmäßigen Wärmetransport von dem Heizleiter zum Strömungsrohr über dessen Umfang zu gewährleisten, sind der Heizleiter und die Vertiefung als Wendel mit übereinstimmender Gängigkeit und Steigung ausgeführt.
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Im Interesse eines gleichmäßigen Wärmeeintrags von dem Heizleiter in das Strömungsrohr über dessen gesamte Länge, umgibt der vorzugsweise als Wendel ausgeführte Heizleiter das Strömungsrohr nahezu über dessen gesamte Länge.
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Der Wärmetransport wird weiter dadurch verbessert, dass der Heizleiter vorzugsweise stoffschlüssig mit der Vertiefung verbunden ist. Die stoffschlüssige Verbindung erfolgt insbesondere mit Hilfe eines Lotes zwischen der Heizwendel und der Vertiefung.
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Indem mindestens ein Verdampfermodul mit einem Strömungsrohr sich zwischen dem Ein- und Auslass der Verdampfungseinrichtung erstreckt, ist eine einfache Anpassung an unterschiedliche benötigte Volumenströmen des Dampfes durch Entfernen bzw. Hinzufügen einzelner Verdampfermodule möglich. Des Weiteren lassen sich einzelne Verdampfermodule für Wartungsarbeiten problemlos austauschen.
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Das Strömungsrohr in jedem Verdampfermodul verfügt über einen eigenen Heizleiter, insbesondere eine Heizwendel, die separat elektrisch regelbar ist. Für diese Regelung ist an dem Strömungsrohr ein Thermoelement zur Messung der Temperatur des Heizleiters angeordnet. Das Thermoelement ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zwischen zwei Windungen des als Wendel ausgeführten Heizleiters auf dem Mantel des Strömungsrohres befestigt. Hierdurch ist das Thermoelement einfach austauschbar, so dass im Störungsfall nicht das gesamte Strömungsrohr des Verdampfermoduls getauscht werden muss.
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Zum Schutz des Thermoelementes kann dieses mit einer Abdeckung versehen werden, die insbesondere im Querschnitt halbkreisförmig ist. In den zwischen der Oberfläche des Strömungsrohrs und der Abdeckung gebildeten Hohlraum kann das Thermoelement eingeschoben bzw. aus dem Hohlraum herausgezogen werden, um es auszuwechseln.
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Um die Strömung innerhalb des Strömungsrohres wirksam in eine Rotation zu versetzen, ist das Führungselement vorzugsweise gewindeartig ausgeführt. Das Führungselement weist einen Körper mit einer zylinderförmigen Wandung auf, um die außen fortlaufend wendelartig ein Steg verläuft, wobei sich der Steg zwischen der zylinderförmigen Wandung und der Innenfläche des Strömungsrohres erstreckt und dadurch einen allseitig geschlossenen Kanal für die Strömung ausbildet. Über den Querschnitt des Kanals und dessen Steigung lässt sich die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Führungselementes und dadurch die auf die Flüssigkeitspartikel des Aerosols wirkende Zentrifugalkraft einstellen.
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Der Körper des Führungselementes ist vorzugsweise als Hohlkörper ausgestaltet, dessen Höhlung zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig mit einem Dämmstoff gefüllt ist. Hierdurch lässt sich eine unnötige Übertragung von Wärme auf den Kern des Führungselementes verhindern, die für das Verdampfen der Flüssigkeitspartikel des Aerosols benötigt wird.
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Um einen möglichst langen Strömungsweg des Aerosols und damit einen innigen Kontakt mit der Innenfläche des Strömungsrohres zu gewährleisten, erstreckt sich das Führungselement in Längsrichtung über mindestens die Hälfte der Länge des Strömungsrohres.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung füllt mindestens eine Scheibe den Querschnitt jedes Strömungsrohres aus, wobei die Scheibe mindestens einen Durchgang für die Strömung aufweist. Der Querschnitt des Durchgangs ist wesentlich kleiner als der der Querschnitt des Strömungsrohres. Die im Betrieb stark erhitzte Scheibe wirkt als Tröpfchensperre in der regelmäßig mit senkrechter Ausrichtung des Strömungsrohres betriebenen Verdampfungseinrichtung. Kommt es zur Tröpfchenbildung, gelangen die Tröpfchen zumindest teilweise auf die Oberfläche der erhitzten Scheibe und verdampfen. Insbesondere bei einem modularen Aufbau der Verdampfungseinrichtung mit mehreren Strömungsrohren besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür, dass sämtliche Tröpfchen während des Durchlaufs durch die Verdampfungseinrichtung mit einer Oberfläche einer der in den Strömungsrohren angeordneten Scheiben in Berührung gelangen und verdampfen. Darüber hinaus führt die Scheibe zu einer verbesserten Durchmischung des Aerosols und damit zu einem verbesserten Wärmeübergang von der Innenfläche des Strömungsrohres in die aufzuheizenden Flüssigkeitspartikel des Aerosols.
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Vorzugsweise weist jede Scheibe mehrere, insbesondere gleichmäßig über den Umfang verteilte Durchgänge für die Strömung auf. Die beiden Expansionsräume jedes Strömungsrohres werden vorzugsweise durch jeweils eine der Scheiben abgegrenzt. Die Expansionsräume weisen gegenüber dem durch das Führungselement gebildeten Kanalquerschnitt einen wesentlich größeren Durchgangsquerschnitt auf. Die unterschiedlichen Querschnitte bewirken eine intensive Durchmischung der Strömung, wodurch der Wärmeübergang auf die Flüssigkeitspartikel in der Strömung weiter verbessert wird.
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Um die Verlustwärme der Verdampfungseinrichtung weiter zu reduzieren, ist jedes Strömungsrohr von einem Hüllrohr unter Ausbildung eines Ringraumes umgeben, wobei der Ringraum zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig mit Dämmstoff gefüllt ist. Gleichzeitig schützt das Hüllrohr vor Berührung der Heizwendel beim Handhaben der Verdampfungseinrichtung bzw. von deren Teilen.
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Um bereits in dem zum Einlass nächst gelegenen Expansionsraum eine rotierende Strömung des Aerosols und damit einen innigen Kontakt der Flüssigkeitspartikel des Aerosols mit der beheizten Innenwand des Strömungsrohres zu gewährleisten, weist die Verdampfungseinrichtung ein lösbar mit dem bzw. einem der Verdampfermodul(e) verbindbares Kopfteil auf, wobei der Einlass für das Aerosol in dem Kopfteil derart angeordnet ist, dass er das Aerosol in eine rotierende Strömung versetzt. Konstruktiv wird ein derartiger Einlass, insbesondere dadurch ausgeführt, dass das Kopfteil einen im Querschnitt kreisförmigen Einlassraum aufweist und der Einlass als Einlassrohr ausgebildet ist, das tangential zu dem kreisförmigen Querschnitt in den Einlassraum führt.
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Im Interesse eines modularen Aufbaus der Verdampfungseinrichtung ist vorzugsweise sowohl der Einlass für das Aerosol als auch der Auslass für den Dampf an Bauteilen angeordnet, die lösbar mit dem bzw. einem der Verdampfermodul(e) verbindbar sind. Um die Verdampfermodule rasch in die Verdampfungseinrichtung einfügen bzw. aus dieser entfernen zu können, sind jedes Verdampfermodul an beiden Stirnseiten, das Kopfteil und das Auslassteil jeweils mit einem Verbindungsflansch versehen, die eine schnell lösbare Verbindung zwischen den vorgenannten Teilen ermöglichen.
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Die Anzahl der für die Verdampfung des Aerosols benötigten Verdampfermodule ist u.a. abhängig von dem benötigten Volumenstrom, wobei in der Verdampfungseinrichtung eine gewisse Überhitzung erzielt werden muss, um ein Rekondensieren des Dampfes auf dem Weg vom Auslass der Verdampfungseinrichtung bis zum Packungsbehälter zu verhindern. Sofern für eine Sterilisationsaufgabe beispielsweise zwei Verdampfermodule benötigt werden, wird bei einer Verdampfungseinrichtung mit beispielsweise drei hintereinander angeordneten Verdampfermodulen vorzugsweise ausgehend von der Einlassseite der Verdampfungseinrichtung das erste Verdampfermodul entfernt oder dessen Heizleiter abgeschaltet.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Verdampfungseinrichtung,
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2 einen Schnitt durch eine Verdampfungseinrichtung mit nur einem Verdampfermodul,
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3 eine perspektivische Gesamtansicht einer Verdampfungseinrichtung mit drei Verdampfermodulen,
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4 einen teilweisen Längsschnitt durch eine Verdampfungseinrichtung mit mehreren Verdampfermodulen,
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5 eine Detaildarstellung einer den Querschnitt eines Strömungsrohres ausfüllenden Scheibe,
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6 eine Detaildarstellung betreffend eine Heizwendel der erfindungsgemäßen Verdampfungseinrichtung sowie
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7 eine Detaildarstellung betreffend ein Thermoelement einer erfindungsgemäßen Verdampfungseinrichtung.
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1 zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung einer Verdampfungseinrichtung (1) mit einem Verdampfermodul (2a), das an einer Stirnseite lösbar mit einem Kopfteil (3) und an der gegenüberliegenden Stirnseite mit einem Auslassteil (4) verbunden ist. An dem Kopfteil (3) ist ein Einlass (5) für ein Aerosol (6) angeordnet. Das Aerosol (6) umfasst ein flüssiges Entkeimungsmittel, insbesondere eine wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung und Druckluft als Trägergas für das zerstäubte flüssige Entkeimungsmittel. Das Auslassteil (4) weist insbesondere einen Auslass für den in dem Verdampfermodul (2a) erzeugten Dampf (7) auf. An dem Verdampfermodul (2a) ist ferner ein Anschlusskasten (8) für ein elektrisches Anschlusskabel (9) der Verdampfungseinrichtung (1) angeordnet.
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Anhand der Schnittdarstellung in 2 wird nachfolgend der Aufbau des Verdampfermoduls (2a), des Kopfteils (3) und des Auslassteils (4) näher erläutert:
Das Kopfteil (3) weist einen im Querschnitt kreisförmigen Einlassraum (11) auf, in dem ein Einlassrohr (12) tangential zu dem kreisförmigen Querschnitt in den Einlassraum (11) führt. In der Mitte des Einlassraums (11) geht von dem Kopfteil (3) ein Drallzapfen (13) aus. Ferner ist das Kopfteil (3) randseitig mit einem Verbindungsflansch (14a) vorgesehen, der eine lösbare Verbindung des Kopfteils (3) mit dem Verdampfermodul (2a) erlaubt.
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Der Anpressdruck der Dichtflächen zwischen dem Verbindungsflansch (14a), des Kopfteils (3) und dem Verbindungsflansch (14b) des Verdampfermoduls (2a) wird mit Hilfe von Schraubverbindungen (15a) erzeugt.
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Das Verdampfermodul (2a) besteht im Wesentlichen aus einem sich zwischen dem Einlass (5) und dem Auslass (10) erstreckenden kreiszylindrischen Strömungsrohr (16), einem im Inneren des Strömungsrohrs angeordneten Führungselement (17) für die Strömung (18) des Aerosols (6) bzw. des Dampfes (7), das die Strömung (18) in eine Rotation um die Längsachse des Strömungsrohrs (16) versetzt. In Richtung der Längsachse des Strömungsrohres (16) befindet sich auf beiden Seiten des Führungselementes (17) ein Expansionsraum (19a, 19b). Die Geschwindigkeit der Strömung (18) ist in den Expansionsräumen (19a, 19b) gegenüber der Geschwindigkeit der Strömung (18) im Bereich des Führungselementes (17) geringer.
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In dem insbesondere in 6 erkennbaren Mantel (21) des Strömungsrohres (16) ist eine Vertiefung (22) in Form einer Wendel eingelassen, die einen ebenfalls als Wendel ausgeführten Heizleiter (23) bündig aufnimmt. Um die Wärmeübertragung zwischen dem Heizleiter (23) und der Vertiefung (22) zu verbessern, ist der Heizleiter (23) stoffschlüssig mit der Vertiefung (22) durch ein Lot (24) verbunden. Der als Wendel ausgeführte Heizleiter (23) ist über ein erstes und zweites Anschlusskabel (25a, b) mit Klemmen in dem Anschlusskasten (8) von dessen Rückseite (26) verbunden.
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Das Führungselement (17) wird von einem Hohlkörper mit einer zylinderförmigen Wandung (27) gebildet, um die außen fortlaufend ein Steg (28) wendelartig verläuft, wobei sich der Steg (28) zwischen der Wandung (27) des Hohlkörpers und der Innenfläche des Strömungsrohres (16) erstreckt und hierdurch einen allseitig geschlossenen, wendelförmigen Kanal (29) für die Strömung (18) ausbildet (vgl. 6, 7). Die Höhlung des als Hohlkörper ausgeführten Führungselementes (17) ist vollständig mit Dämmstoff (31) gefüllt, um eine unnötige Aufwärmung des Kerns des Führungselementes (17) zu vermeiden. Weiter ist aus 2 erkennbar, dass das Führungselement (17) zwischen einer oberen und unteren Scheibe (32a, b) eingespannt ist, wobei eine Druckfeder (33), die für eine axiale Sicherung des Führungselementes (17) erforderliche Spannung zwischen den beiden Scheiben (32a, b) erzeugt.
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Aus der Detaildarstellung der Scheiben (32a, b) in 5 ist erkennbar, dass jede der Scheiben (32a, b) drei gleichmäßig über den Umfang verteilte Durchgänge (34a–c) für die Strömung (18) aufweist. Das Paket aus den beiden Scheiben (32a, b), dem Führungselement (17) und der Druckfeder (33) wird mit Hilfe von zwei Sicherungsringen (35a, b), oben und unten in dem Strömungsrohr (16) jedes Verdampfermoduls (2a–c) fixiert.
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Ein Hüllrohr (37) umgibt das Strömungsrohr (16) unter Ausbildung eines Ringraumes, der ebenfalls mit einem Dämmstoff (36) gefüllt ist, um den Wärmeverlust des wendelförmigen Heizleiters (22) an die Umgebung zu reduzieren.
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Aus der Schnittdarstellung nach 2 ist erkennbar, dass das Strömungsrohr (16) sowie das Hüllrohr (37) jeweils an beiden Stirnseiten mit einem Verbindungsflansch (14b, 38b) versehen sind. Die beiden Verbindungsflansche (14b, 38b) werden darüber hinaus mittels eines außen an die Verbindungsflansche (14b, 38b) angeschraubten äußeren Gehäusemantels (39) zu einer Einheit verbunden, die sämtliche vorbeschriebenen Bauteile des Verdampfermoduls (2a) einschließt.
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Mit dem Verbindungsflansch (38b) des Verdampfermoduls (2a) ist der Verbindungsflansch (38a) des Auslassteils (4) mittels Schraubverbindungen (15b) verschraubt.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verdampfungseinrichtung (1) mit drei baugleichen Verdampfermodulen (2a–c). Durch die Aneinanderreihung der baugleichen Verdampfermodule (2a–c), die sich in Reihe zwischen dem Ein- und Auslass (5, 10) erstrecken, ist es möglich, je nach erforderlichem Erhitzungsgrad und Volumenstrom des Aerosols (6) die Anzahl der Verdampfermodule (2a–c) auszuwählen. Darüber hinaus erlaubt der modulare Aufbau im Falle eines Defektes eines einzelnen Moduls oder zur Reinigung einzelner Verdampfermodule (2a–c) diese einzeln auszutauschen. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Verdampfermodule kompakt ausgeführt sind, so dass die Handhabung erleichtert wird.
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4 zeigt in einer Schnittdarstellung, wie die Verdampfermodule (2a, b) an den Flansch (38b, 14b) mittels der Schraubverbindungen (15c) miteinander verbunden sind.
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7 zeigt ein an jedem Modul (2a–c) angeordnetes Thermoelement (41), welches zwischen zwei Windungen des als Wendel ausgeführten Heizleiters (23) auf dem Mantel (21) des Strömungsrohres (16) aufliegt. Das längliche Thermoelement (41) ist mit einer im Querschnitt halbkreisförmigen Abdeckung (42) versehen, aus der das Thermoelement (41) im Falle eines Defektes leicht herausgezogen und durch ein neues Thermoelement (41) ersetzt werden kann. Das Thermoelement (41) ist über Anschlusskabel (43) mit Anschlüssen in dem Anschlusskasten (8) jedes Moduls (2a–c) verbunden. In dem Anschlusskasten (8) befindet sich eine an sich bekannte Steuerung (44), mit welcher die Temperatur des Heizleiters (23) in jedem Verdampfermodul (2a–c) in Abhängigkeit von der mit Hilfe des Thermoelementes (41) erfassten Temperatur geregelt wird.
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Die Verdampfungseinrichtung (1) arbeitet wie folgt:
Das für die Sterilisation der Verpackungsbehälter zu erhitzende, durch eine nicht dargestellte Zweistoffdüse erzeugte Aerosol wird über den Einlass (5) mit Hilfe des Einlassrohres (12) tangential in den Einlassraum (11) des Kopfteils (3) geblasen. In dem Einlassraum (11) wird das Aerosol um den mittig angeordneten Drallzapfen (13) entsprechend dem Pfeil (45) (2) geführt, von wo es durch die Öffnungen (34a–c) der oberen Scheibe (32a) in den Expansionsraum (19a) strömt. Von hier aus gelangt das Aerosol (6) in den wendelförmigen Kanal (29), wo das Aerosol (6) durch den gesamten, durch das Führungselement (17) gebildeten Kanal (29) strömt. Durch den erzwungenen unmittelbaren Kontakt des Aerosols (6) mit der durch den Heizleiter (23) erwärmten Innenwand des Strömungsrohres (16) wird das Aerosol (6) kontinuierlich erwärmt. Zugleich bewirken die durch die Wendelform erzeugten Zentrifugalkräfte, dass die schwereren Flüssigkeitspartikel des Aerosols (6) innig mit der Innenwand des Strömungsrohres (16) in Kontakt gelangen. Das während des Durchlaufs erhitzte und teilweise verdampfte Aerosol gelangt nach dem Verlassen des Kanals (29) in Richtung des zweiten Expansionsraums (19b). Das Aerosol bzw. der Dampf vermindert beim Eintritt in den zweiten Expansionsraum (19b) seine Strömungsgeschwindigkeit, wodurch es zu einer weiteren Durchmischung und einem innigen Kontakt mit der Innenwand des Strömungsrohres (16) kommt. Beim Durchströmen des Aerosols bzw. Dampfes durch die Durchgänge (34a–c) der Scheibe (33b) kommt es zu einer weiteren Vermischung, die die Verdampfung der Flüssigkeitspartikel des Entkeimungsmittels unterstützt.
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Das in einem oder mehreren Verdampfermodulen (2a–c) vollständig verdampfte Aerosol verlässt als Dampf (7) über das Auslassteil (4) die Verdampfungseinrichtung (1) und wird über nicht dargestellte Leitungen dem Sterilisierraum der Abfüllmaschine zugeführt.
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Sofern die Verdampfungseinrichtung (1) mehrere Verdampfermodule (2a–c) aufweist, tritt das zunächst im Verdampfermodul (2a) erwärmte Aerosol bzw. der Dampf aus dem Expansionsraum (19b) des ersten Verdampfermoduls (2a) durch die Durchgänge (34a–c) der Scheibe (32b) zunächst in den Expansionsraum (19a) des zweiten Verdampfermoduls (2b) ein. Das Aerosol bzw. der Dampf vermischt sich dort weiter, bevor er durch die Durchgänge (34a–c) der oberen Scheibe (32a) des zweiten Verdampfermoduls (2b) in den Kanal (29) einströmt.
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Während der nachfolgenden Durchströmung des Verdampfermoduls (
2b) wird das Aerosol bzw. der Dampf weiter erhitzt, bis das vollständig verdampfte Aerosol die Verdampfungseinrichtung über den Auslass (
10) verlässt. Bezugszeichenliste
| Nr. | Bezeichnung | Nr. | Bezeichnung |
| 1 | Verdampfungseinrichtung | 29 | Kanal |
| 2a–c | Verdampfermodul | 30 | - |
| 3 | Kopfteil | 31 | Dämmstoff |
| 4 | Auslassteil | 32a–b | Scheibe |
| 5 | Einlass | 33 | Druckfeder |
| 6 | Aerosol | 34a–c | Durchgänge |
| 7 | Dampf | 35a–b | Sicherungsringe |
| 8 | Anschlusskasten | 36 | Dämmstoff |
| 9 | Anschlusskabel | 37 | Hüllrohr |
| 10 | Auslass | 38a–b | Verbindungsflansch |
| 11 | Einlassraum | 39 | Gehäusemantel |
| 12 | Einlassrohr | 40 | - |
| 13 | Drallzapfen | 41 | Thermoelement |
| 14a–b | Verbindungsflansch | 42 | Abdeckung |
| 15a–c | Schraubverbindungen | 43 | Anschlusskabel |
| 16 | Strömungsrohr | 44 | Steuerung |
| 17 | Führungselement | 45 | Pfeil |
| 18 | Strömung | | |
| 19a–b | Expansionsraum | | |
| 20 | - | | |
| 21 | Mantel | | |
| 22 | Vertiefung | | |
| 23 | Heizleiter | | |
| 24 | Lot | | |
| 25a–b | erstes/zweites Anschlusskabel | | |
| 26 | Rückseite | | |
| 27 | zylinderförmige Wandung | | |
| 28 | Steg | | |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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