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Fahrbarer, beheizbarer Wagen für Gefriertrocknungskammern Die Erfindung
betrifft einen über bewegbare Stromzuführungen elektrisch mittelbar beheizbaren
Wagen zum Transport von Trocknungsgut innerhalb einer Vakuum-Gefriertrocknungskammer.
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Bei Gefriertrocknungsanlagen von größerem Umfang wird das meist in
Einsatzgefäßen zu trocknende Gut auf Transportelementen innerhalb einer Vakuumtrocknungskammer
bewegt, wobei einzelne Teilabschnitte dieser Kammer gegebenenfalls durch Ein-und
Ausschleusen voneinander getrennt sind und dem fortschreitenden Trocknungsgrad entsprechende
unterschiedliche Temperaturen bzw. Drücke aufweisen. Es ist bekannt, die auf einem
trägerartigen Transportelement abgestellten Einsatzgefäße intermittierend durch
die Vakuumtrocknungskammer zu transportieren und diese Einsatzgefäße jeweils in
den Bewegungspausen der Transporteinri#Iitung mit beheizten Abstellflächen in Berühung
zu bringen, die zum Ausgleich der Sublimationswärme benötigte Wärmemenge an das
Einsatzgat abgeben.
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Eine feinstufige, dem Trocknungszustand genau angepaßte Beheizung
beeinflußt die Wirtschaftlichkeit einer Gefriertrocknungsanlage erheblich, weil
durch eine Abkühlung des zu trocknenden Gutes unterhalb einer günstigen oberen Grenztemperatur
der Trocknungsprozeß in unerwünschter Weise verlängert wird. Bei dieser Sachlage
kommt der Beheizung im Gefriertrocknungsprozeß wesentliche Bedeutung zu,
und man hat daher für diesen Zweck bereits verschiedene Heizsysteme, unter anderem
auch die Beheizung mit kondensierendemWasserdampf, angewendet. Derartige bekannte
Heizeinrichtungen lassen sich jedoch nicht ohne weiteres auf die bei Großanlagen
gegebenen Verhältnisse übertragen. Zwar zeigt der Vorschlag einer Verwendung von
intermittierend bewegten und zeitweise auf Heizflächen abgestellten Einsatzgefäßen
eine Möglichkeit zur Lösung der Probleme, es sind jedoch relativ kompliziert gesteuerte
Transportelemente erforderlich, wodurch sich der Herstellungspreis der Anlage erhöht.
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Gemäß der Erfindung wirdein beheizbarer Transportwagen der eingangs
beschriebenen Art vorgeschlagen, welcher gekennzeichnet ist durch eine in den Wagen
eingebautes, vollständig in dem umgebenden Vakuumraum liegendes, diesem gegenüber
abgeschlossenes Wärmetauschsystem mit elektrisch beheizbarem Erzeuger für das dampfförmige,
unterhalb Atmosphärendruck arbeitende Wärmetauschmedium, welches seine Wärme auf
das, z. B. in Einsatzgefäßen auf Abstellplatten, abgestellte, zu trocknende Gut
überträgt. In der Anlage werden somit innerhalb der Gefriertrocknungskammer eine
Anzahl von Wagen untergebracht deren jeder ein geschlossenes Wärmetauschsystem aufweist.
Dieses Wärmetauschsystem wird im allgemeinen ein Heizsystem sein, es kann jedoch
auch mit einem Kühlsystein kombiniert werden. An Stelle von Einsatzgefäßen auf Abstellplatten
können auch am Transportelement Aufnahmegefäße starr befestigt sein, in welche das
zu trocknende Gut direkt eingefüllt wird.
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Als besonders zweckmäßig hat sich ein geschlossenes Heizsystein erwiesen,
welches einen Dampferzeuger und mindestens ein als Abstellfläche ausgebildetes Kondensationselement
einschließt. Die an sich bekannte Beheizung der Abstellfläche durch kondensierenden
Dampf erweist sich bei einem Transportwagen als besonders vorteilhaft, weil hierdurch
in einfacher Weise auch beim Transport durch Räume mit wechselnder Temperatur eine
gleichmäßige Temperaturverteilung auf den Abstellflächen erzielt werden kann. Es
kann dabei außerdem vorteilhaft sein, das Heizdampfsystem als sogenanntes »Vakuum-Dampfsystem«
auszubilden, bei dem sich der Dampfdruck in Abhängigkeit von der Temperatur einstellt.
Das Heizsystem wird vor Inbetriebnahme auf etwa 1 - 10-2 Torr evakuiert.
Der Vakuumanschluß wird anschließend von der Pumpe getrennt und hermetisch abgeschlossen.
Die Undichtigkeit des Dampfsystems muß sehr klein sein. Im allgemeinen wird zur
Beheizung Wasserdampf verwendet; man kann jedoch auch andere dampfförmige Medien
unter bestimmten Voraussetzungen anwenden. Die Beheizung des Wärmetauschmediums
erfolgt durch ein bekanntes elektrisches Heizelement. Am Transportwagen sind bekannte
Mittel einer bewegbaren Stromzuführung vorgesehen.
Zur Überwachung
des Trocknungszustandes können ferner an dem Wagen Meßeinrichtungen angeordnet sein,
welche die Meßwerte entweder direkt an einen gleichfalls am Wagen vorhandenen Regler
zur Temperatursteuerung des Wärmetauschsystems mitteilen oder indirekt über galvanische
bzw. induktive Geber an einen außerhalb der Vakuumkammer befindlichen Anzeiger oder
Regler weiterleiten. Auf diese Weise wird der Ablauf der Gefriertrocknung an jedem
Transportwagen einzeln überwacht, und die Temperatur des zu trocknenden Gutes optimal
an die gegebenen Verhältnisse angepaßt. Man kann auch durch eine zentrale Steuer-
und Regelanlage außerhalb- der,--Gefriertrocknungskammer zunächst die Meßwerte aus
den einzelnen Wagen und den Teilabschnitten der Vakuumkimrner zusammenfassen und
dann die gewünschten Steuerimpulse zur Beeinflussung der Temperatur des Wärmetauschmediums
am Transportelement durch Fernsteuerung auslösen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung- schematisch dargestellt; es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt
durch eine rohrförmige Vakuumtrockenkammer einer Gefriertrocknungsanlage, F i
g. 2 eine perspektivische Ansicht eines Transportwagens.
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In F i g. 1 ist ein aus Rohrabschnitten 1, 2 zusammengesetzter
Ausschnitt der Vakuumtrocknungskammer einer Gefriertrocknungsanlage gezeigt, in
der Transportwagen 3, 4 mit Rädern 6 auf Laufschieneu 5 verschoben
werden können. Zur Evakuierung ist am Rohrabschnitt 1 über eine Saugleitung
7 ein Eiskondensator 8 mit nachgeschalteter mechanischer Vorvakuumpumpe.
9 angeschlossen. Die Transportwagen 3, 4 tragen als Kondensationselemente
doppelwandig ausgebildete, durch Wasserdampf beheizbare Abstellflächen
10, 11, 12 und 13, auf denen schalenförn-iige Einsatzgefäße 14 mit
dem zu trocknendem Gut abgestellt sind.
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Die doppelwandigen Abstellflächen sind über Fleizdampf-Zuleitungen
15, 16, 17 und 18 an einen an der Wagenunterseite befindlichen Dampferzeuger
19 angeschlossen, in den das Kondensat aus diesen Abstellflächen über Rückflußleitungen
20, 21, 22 und 23 zurückfließt. Das Heizsystem eines Transportwagens 3,4
wird vor Gebrauch mit einer entsprechenden Menge Speisewasser gefüllt und auf den
Druck evakuiert, der dem Wasserdampfdruck bei der gewünschten AbstelMächentemperatur
entspricht.
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-Zur Beheizung des Dampferzeugers dient eine elektrische Heizspirale
24 in seinem Innenraum, welche über nicht gezeichnete Zuleitungen einerseits mit
den Laufschienen 5 und andererseits über ein Schleppseil 25 mit einer
Kontaktrolle 26 verbunden ist. Die Kontaktrolle 26 nimmt Spannung
von einem an Isolierstützen 27 isoliert aufgehängten Fahrdraht
28 ab, während der zweite Pol der Spannungsquelle zusamm men mit den Laufschienen
5 geerdet ist.
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In F i g. 2 ist besonders die Ausbildung der Heizdampfzuleitungen
15, 16, 17 und 18 sowie die Lage des Dampferzeugers 19 g6i(#niiber
diesen Leitungen dargestellt. Auf der. Unterseite des Transportwagens ist ferner
eift Kasten 29 angeschlossen für Meß- und/ oder Steuereinrichtungen bekannter
Konstruktion.
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Die Meßeinrichtungen stehen dann beispielsweise über einen oder mehrere
Temperaturfühler mit dem in einer repräsentativen Probe befindlichen Gut in Verbindung
und ermitteln so dessen im Verlauf des Gefriertrocknungsverfahrens sich ändernde
physikalische Eigenschaften. Es können ferner Meßorganer vorgesehen sein, welche
den Druck und/oder Feuchtigkeitsgehalt in der Umgebung des Transportwagens ermitteln
und zur Auswertung'an eine am Transportwagen oder außerhalb befindliche Regeleinrichtung
in bekannter Weise weiterleiten.
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Die einzelnen TransportwageÜ 3, 4 haben Verbindungshaken
30, 31 und sind jeweils durch Zugseile 32 gekoppelt. Der Bewegungsantrieb
ist eine in der Zeichnuna nicht dargestelltebekannte Zugvorrichtung. C