DE19541310A1

DE19541310A1 - Apparatus for delivery of a dosed solid powder

Info

Publication number: DE19541310A1
Application number: DE19541310A
Authority: DE
Inventors: Anton Ladenburger
Original assignee: SUEDMO SCHLEICHER AG
Current assignee: SUEDMO SCHLEICHER AG
Priority date: 1995-11-06
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 1997-05-07

Abstract

An appliance to give a dosed delivery of a solid powder has a fluid jet (24) to generate a fluid stream through a narrowing at the supply of solid material (30), to release the fluid stream and the carried solid dose. The fluid jet (24) is part of a fluid stream pump (12). The pump (12) has a mixing jet (28) for a link between the supply (30) of solid material and the jet (24). The mixing jet (28) has a narrowed section (52) which is directly downstream of an opening (32) of the fluid jet (24). The fluid stream pump (12) is for use with a fluid with a high vapour pressure point at room temperature, as a fluorinated hydrocarbon such as "HFA 227" (RTM).

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung der im Oberbe griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a metering device in the upper part handle of claim 1 specified Art.

Solche Dosiervorrichtungen für pulverförmigen Feststoff, mit einer Fluiddüse zum Erzeugen eines Fluidstrahls durch eine Ver engung, an die eine Feststoffquelle anschließbar ist, und zum Abgeben des Fluidstrahls mit zudosiertem Feststoff, werden ge genwärtig z. B. benutzt, um Flüssigkeiten mit Feststoffen zu vermischen. Früher war es üblich, zu diesem Zweck einen Behäl ter zu verwenden, in diesen die Flüssigkeit einzufüllen und dieser Flüssigkeit den pulverförmigen Feststoff unter ständigem Rühren zuzugeben. Je nach Beschaffenheit von Flüssigkeit und Feststoff konnte sich dieser Prozeß über viele Stunden hinzie hen. Durch den Einsatz von Dosiervorrichtungen mit einer Fluid düse konnte dieser Prozeß zwar beschleunigt werden, es ergaben sich jedoch weitere, unvorhergesehene Nachteile.Such metering devices for powdery solid, with a fluid nozzle for generating a fluid jet by a ver constriction to which a solid source can be connected, and Dispensing the fluid jet with metered solid, ge currently z. B. used to liquids with solids mix. It used to be common to use a container for this purpose use the liquid in this and this liquid the powdery solid under constant Add stirring. Depending on the nature of liquid and This process could drag on solidly for many hours hen. By using dosing devices with a fluid nozzle this process could be accelerated, it showed However, there are other unforeseen disadvantages.

Als Fluiddüse wird im Stand der Technik eine Art Venturi-Düse (vgl. Meyers Lexikon der Technik und der exakten Naturwissen schaften, Bibliografisches Institut Mannheim/Wien/Zürich, S. 2637, 1970) eingesetzt, deren Verengung über eine Rohrleitung mit einer Quelle pulverförmigen Feststoffes verbunden ist. Die durch die Fluiddüse hindurchgehende Flüssigkeit nimmt in der Verengung Feststoff aus der Rohrleitung mit. In der pharmazeu tischen Industrie wird eine solche Dosiervorrichtung einge setzt, um einer Flüssigkeit pharmazeutische Wirkstoffe zuzudo sieren. Die Mischung aus Flüssigkeit und pulverförmigen Wirk stoff kann dann z. B. in Sprayflaschen abgefüllt werden, aus denen sie bei Bedarf als Aerosol abgegeben werden kann. Die Rohrleitung führt von der Verengung der Venturi-Düse beispiels weise zu einem Vorratsbehälter, welcher den pulverförmigen Wirkstoffenthält. Wenn nun die als Dosiervorrichtung einge setzte Fluiddüse eingangsseitig mit einer Fluidquelle, aus gangsseitig mit einem Mischungssammelbehälter und über die Rohrleitung mit einem Feststoffvorratsbehälter verbunden ist, kommt es gegenwärtig häufig zu Prozeßunterbrechungen durch Ver klumpen des pulverförmigen Feststoffes. Wenn nämlich der Prozeß abgeschaltet wird oder in dem Leitungssystem oder in der Düse eine Verstopfung auftritt, gelangt die Flüssigkeit über die Rohrleitung in den pulverförmigen Feststoffin dem Vorratsbe hälter, wodurch der Feststoff durchfeuchtet wird und verklumpt, also seine Rieselfähigkeit verliert und die Rohrleitung und/oder die Fluiddüse verstopft. Dieser Nachteil tritt dann besonders häufig auf, wenn der pulverförmige Feststoff hygro skopisch ist. Das verklumpte Pulver kann dann nicht mehr ver wendet werden, und das Leitungssystem sowie die Düse müssen gereinigt werden, bevor der Prozeß wieder in Gang gesetzt wer den kann. Das ist mit einem Verlust an Feststoff und mit Zeit aufwand verbunden und kann den Dosierprozeß insgesamt unwirt schaftlich machen oder in seiner Wirtschaftlichkeit in die Nähe der Wirtschaftlichkeit des oben erwähnten Dosierprozesses füh ren, bei dem der pulverförmige Feststoff der Flüssigkeit unter Rühren zugesetzt wird.In the prior art, a kind of Venturi nozzle is used as the fluid nozzle (see Meyers Lexicon of technology and the exact natural knowledge , Bibliographic Institute Mannheim / Vienna / Zurich, p. 2637, 1970) used, their narrowing via a pipeline is connected to a source of powdered solid. The liquid passing through the fluid nozzle takes in the Constricting solid matter from the pipeline with. In the pharmazeu table industry is such a metering device uses to add active pharmaceutical ingredients to a liquid sieren. The mixture of liquid and powdered active fabric can then z. B. be filled in spray bottles from which it can be delivered as an aerosol if necessary. The Pipeline leads from the narrowing of the venturi nozzle, for example point to a storage container, which the powder Contains active ingredient. If now turned on as a metering device exposed fluid nozzle on the input side with a fluid source on the aisle side with a mixture collection container and over the Pipeline is connected to a solids storage container, Process interruptions due to Ver lump of powdered solid. If the process is switched off or in the line system or in the nozzle If there is a blockage, the liquid gets through the Pipeline in the powdery solid in the reservoir container, which causes the solid to wet and clump, thus its flowability loses and the pipeline and / or the fluid nozzle is blocked. This disadvantage then occurs particularly often when the powdery solid hygro is scopic. The clumped powder can then no longer ver be used, and the pipe system and the nozzle must be be cleaned before the process is started again that can. That is with a loss of solids and with time connected and can host the dosing process as a whole economically or in its economy close the economy of the dosing process mentioned above ren, in which the powdery solid of the liquid under Stirring is added.

Es könnte zwar daran gedacht werden, die Rieselfähigkeit des pulverförmigen Feststoffes dadurch aufrechtzuerhalten, daß z. B. in der Rohrleitung zwischen Fluiddüse und Vorratsbehälter Ven tile vorgesehen werden, die bei einer Prozeßabschaltung die Verbindung zwischen Fluiddüse und Vorratsbehälter absperren, das würde jedoch ein aufwendiges Steuer- oder Regelsystem er fordern, weil solche Ventile auch dann absperren müßten, wenn Verstopfungen in der Fluiddüse auftreten, die die Flüssigkeit während des Zudosiervorganges in den Vorratsbehälter treiben könnten.Although it could be thought of the flowability of the Powdery solid to maintain that z. B. in the pipeline between the fluid nozzle and the reservoir Ven Tile are provided, the at a process shutdown Shut off the connection between the fluid nozzle and the reservoir, however, that would make it a complex control system demand because such valves would have to shut off even if Blockages occur in the fluid nozzle that block the liquid drive into the reservoir during the metering process could.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dosiervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art auf einfache Weise so zu verbessern, daß der zuzudosierende pulverförmige Feststoff nicht durch Verklumpen den Zudosiervorgang beein trächtigen kann.The object of the invention is to provide a metering device Preamble of claim 1 specified type in a simple manner Way to improve so that the powder to be metered Solid does not affect the metering process by clumping can be pregnant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the claim 1 specified features solved.

Die Erfindung schafft durch den Einsatz einer Fluidstrahlpumpe und insbesondere durch deren erfindungsgemäße Kombination aus Fluiddüse mit nachgeschalteter Mischdüse einen Feststoffinjek tor, in welchem ein Fluidstrahl mit derart hoher Geschwindig keit erzeugt wird, daß sich in der Mischdüse ein hoher Unter druck ergibt, der es ermöglicht, sowohl pulverförmigen Fest stoff sehr wirksam aus der Feststoffquelle in den Fluidstrahl zu saugen, also den Zudosiervorgang zu verbessern, als auch Feststoff, der durch flüssiges Arbeitsfluid befeuchtet worden und verklumpt ist, wieder zu trocknen und wieder rieselfähig zu machen. Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung ist es also nicht mehr erforderlich, bei verklumptem Feststoff die Anlage, in der die Dosiervorrichtung angeordnet ist, abzuschal ten und zu reinigen.The invention creates by using a fluid jet pump and in particular by their combination according to the invention Fluid nozzle with a downstream mixing nozzle a solid injection gate in which a fluid jet with such high speed speed is generated that there is a high sub in the mixing nozzle pressure results, which enables both powdery solid Very effective substance from the solid source into the fluid jet to suck, so to improve the metering process, as well Solid that has been moistened by liquid working fluid and clumps to dry again and free-flowing again do. When using the metering device according to the invention So it is no longer necessary if the solid clumps System in which the metering device is arranged to shut down and clean.

Das flüssige Arbeitsfluid, das den Feststoff befeuchtet hat, wird nämlich durch den in der Fluidstrahlpumpe nach dem Ven turi-Effekt erzeugten Unterdruck wieder gasförmig gemacht, der Feststoff also an der Stelle wieder pulverförmig gemacht, wo er rieselfähig sein muß, um dem Fluidstrahl zudosiert werden zu können. Der Vorgang des Wiedertrocknens des Feststoffes dauert je nach dem Dampfdruckpunkt des eingesetzten Arbeitsfluids mehr oder weniger lange. Im Falle von Wasser als Arbeitsfluid dauert er selbstverständlich länger als im Falle eines als Arbeits fluid eingesetzten Kohlenwasserstoffes, da letzterer bei Unter druck und Raumtemperatur schneller in Dampfform übergeht als Wasser.The liquid working fluid that has moistened the solid is namely that in the fluid jet pump according to Ven turi effect generated negative pressure again, the Solid again made powdery at the point where it must be free-flowing to be metered into the fluid jet can. The process of re-drying the solid takes depending on the vapor pressure point of the working fluid used or less long. In the case of water as the working fluid lasts it is of course longer than in the case of a job fluid used hydrocarbon, since the latter at sub pressure and room temperature changes into vapor form faster than Water.

Insbesondere ist es möglich, die erfindungsgemäße Dosier vorrichtung nicht nur zum Zudosieren von pulverförmigem Fest stoff zu einem Fluidstrahl zu verwenden, sondern auch, um eine das Arbeitsfluid bildende Flüssigkeit mit Gas aus einer die Feststoffquelle ersetzenden Gasquelle zu beladen, also z. B. Kohlensäure in Bier einzudosieren.In particular, it is possible to use the metering according to the invention device not only for dosing powdery solid to use a fluid jet, but also to create a the working fluid forming liquid with gas from a Solid source replacing gas source to load, so z. B. Add carbonic acid to beer.

Es ist auch möglich, die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung zu verwenden, um Dispersionen irgendwelcher Art in der Lebensmit telindustrie herzustellen.It is also possible to add the metering device according to the invention use to dispersions of any kind in life to manufacture tel.

Es ist außerdem auch möglich, die erfindungsgemäße Dosiervor richtung einzusetzen, um eine das Arbeitsfluid bildende Flüs sigkeit zu entgasen und das bei der Entgasung freiwerdende Gas in eine die Feststoffquelle ersetzende Gasempfangseinrichtung abzuleiten (z. B. in die Atmosphäre) oder in einer geeigneten Einrichtung aufzufangen (z. B. in einem Sammelbehälter). Dabei würde also die Feststoffquelle durch eine Gasauffangeinrichtung ersetzt und als Arbeitsfluid eine Flüssigkeit durch die Fluid düse durchgeschickt werden. Wenn diese Flüssigkeit dann dem Un terdruck in der Mischdüse ausgesetzt ist, wird sie entgast.It is also possible to use the dosing device according to the invention direction to use a river forming the working fluid degassing liquid and the gas released during degassing into a gas receiving device replacing the solid source derived (e.g. into the atmosphere) or in a suitable one Collect the device (e.g. in a collection container). Here would the solid source through a gas trap replaced and as a working fluid a liquid by the fluid be sent through the nozzle. If this liquid then the Un exposed to pressure in the mixing nozzle, it is degassed.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegen stände der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention form the counter levels of subclaims.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Fluiddüse einen in ihrer Mündung angeordneten Düsenkörper hat, läßt sich die Dosierleistung der Dosiervorrichtung auf einfache Weise durch Wahl eines entsprechenden Düsenkörpers und/oder durch entsprechende Anordnung desselben an unterschiedliche Arbeits fluids und Feststoffe anpassen.If in a further embodiment of the invention, the fluid nozzle has a nozzle body arranged in its mouth, can be the dosing performance of the dosing device in a simple manner by choosing an appropriate nozzle body and / or by corresponding arrangement of the same to different work adjust fluids and solids.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Düsenkörper in der Fluiddüse axial verstellbar ist, läßt sich die genannte An passung besonders einfach vornehmen.If in a further embodiment of the invention the nozzle body in the fluid nozzle is axially adjustable, can be called make the fit particularly easy.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Düsenkörper ein stromlinienförmiger Strahllenkkörper ist, der sich im Quer schnitt in Strömungsrichtung verjüngt und so angeordnet ist, daß sein sich im Querschnitt verjüngender Teil stromabwärts aus der Verengung der Mischdüse hervorsteht, läßt sich auf beson ders einfache Weise die Form des durch die Fluiddüse erzeugten Fluidstrahls wählen. Statt dessen oder zusätzlich kann dabei die Fluiddüse in der Fluidstrahlpumpe axial verstellbar sein.If in a further embodiment of the invention the nozzle body is a streamlined beam steering body, which is in the cross cut tapered in the direction of flow and arranged so that its part tapering in cross section downstream the constriction of the mixing nozzle protrudes, in particular the simple way the shape of the generated by the fluid nozzle Select fluid jet. Instead or in addition, you can the fluid nozzle in the fluid jet pump can be axially adjustable.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Mischdüse stromabwärts ihrer Verengung als Freistrahldüse ausgebildet ist, läßt sich in dem Raum stromabwärts der Mischdüse, der im Betrieb mit ruhendem Fluid gefüllt ist, durch den dieses ruhige Fluid durchströmenden Fluidstrahl eine hohe Turbulenz erzeugen, die die Feststoff/Fluid-Mischleistung noch verbessert.If in a further embodiment of the invention, the mixing nozzle formed downstream of their constriction as a free jet nozzle is in the room downstream of the mixing nozzle, which is in the Operation is filled with quiescent fluid, through which this is quiescent Generate high turbulence through the fluid jet flowing through the fluid, which further improves the solid / fluid mixing performance.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Fluiddüse von einem Gehäuse umgeben ist, das mit der Fluiddüse einen Ringraum bildet, welcher mit der Feststoffquelle verbindbar ist und in Richtung stromabwärts die Mischdüse bildet, ergibt sich eine Fluidstrahlpumpe mit besonders einfachem Aufbau und hoher Zudo sierleistung.If in a further embodiment of the invention, the fluid nozzle of is surrounded by a housing that forms an annular space with the fluid nozzle forms which can be connected to the solid source and in In the direction downstream of the mixing nozzle, one results Fluid jet pump with a particularly simple structure and high Zudo performance.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Fluiddüse zur Zufuhr ihres Arbeitsfluids stromaufwärts an eine Förderpumpe anschließbar ist, kann die Dosiervorrichtung mit einem drucklo sen Arbeitsfluidvorrat verbunden werden, weil die Zufuhr des Arbeitsfluids zu der Dosiervorrichtung in diesem Fall durch die Förderpumpe erfolgt.If in a further embodiment of the invention, the fluid nozzle for Supply of their working fluid upstream to a feed pump can be connected, the dosing device with a Drucklo work fluid supply because the supply of the Working fluids to the dosing device in this case through the Delivery pump is carried out.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Fluiddüse zur Zufuhr ihres Arbeitsfluids stromaufwärts an eine Druckfluid quelle anschließbar ist, kann das Arbeitsfluid der Dosiervor richtung ohne Zuhilfenahme einer Förderpumpe zugeführt werden.If in a further embodiment of the invention, the fluid nozzle for Feed their working fluid upstream to a pressurized fluid Source can be connected, the working fluid of the Dosiervor direction without the aid of a feed pump.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Fluidstrahl pumpe für den Betrieb mit einem Arbeitsfluid ausgebildet ist, das bei Raumtemperatur einen hohen Dampfdruckpunkt hat, wird verklumpter Feststoff, der durch Arbeitsfluid befeuchtet worden ist, besonders schnell wieder rieselfähig und damit dosierfähig gemacht. "Für den Betrieb mit einem Arbeitsfluid ausgebildet" bedeutet in vorstehendem Zusammenhang, daß die in der Fluid strahlpumpe vorhandenen Ringspalte auf das jeweilige Arbeits fluid optimal einstellbar sind. Bei einem Arbeitsfluid mit ho hem Dampfdruckpunkt bedeutet das wiederum, daß besonders große Ringspalte einstellbar sind, weil ein solches Arbeitsfluid be reits bei geringer Druckdifferenz in Dampfform übergeht.If in a further embodiment of the invention the fluid jet pump is designed for operation with a working fluid, that has a high vapor pressure point at room temperature clumped solid that has been moistened by working fluid is free-flowing again very quickly and can therefore be metered made. "Trained for operation with a working fluid" in the above context means that the in the fluid jet pump existing annular gap on the respective work fluid are optimally adjustable. With a working fluid with ho Hem vapor pressure point, in turn, means that particularly large Annular gaps are adjustable because such a working fluid be already changes into vapor form at a low pressure difference.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Arbeitsfluid ein fluorierter Kohlenwasserstoff ist, ist der vorgenannte Ef fekt besonders deutlich, weil der fluorierte Kohlenwasserstoff so gewählt werden kann, daß er bei Raumtemperatur und dem in der Mischdüse erzeugten Unterdruck gasförmig ist oder zumindest ohne weiteres wieder in Gasform übergeht.If in a further embodiment of the invention, the working fluid is a fluorinated hydrocarbon, is the aforementioned Ef particularly clear because of the fluorinated hydrocarbon can be chosen so that it is at room temperature and in the negative pressure generated is gaseous or at least easily returns to gas.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der fluorierte Kohlenwasserstoff HFA 227 mit einem Dampfdruck von 3,902 bar bei 20°C ist, ist der geringste Unterdruck in der Mischkammer ausreichend, um feuchten und/oder verklumpten Feststoff bei Raumtemperatur zu trocknen bzw. wieder rieselfähig zu machen.If in a further embodiment of the invention the fluorinated Hydrocarbon HFA 227 with a vapor pressure of 3.902 bar is at 20 ° C, the lowest vacuum is in the mixing chamber sufficient to damp and / or clumped solid Dry room temperature or make it free-flowing again.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Feststoff quelle eine Quelle von zuzudosierenden pulverförmigen medizini schen Wirkstoffen ist, läßt sich die erfindungsgemäße Dosier vorrichtung in Verbindung mit fluorierten Kohlenwasserstoffen als Arbeitsfluid einsetzen, die später das Treibgas zum Her stellen von in Spraydosen abgefüllten Aerosolen bilden.If in a further embodiment of the invention the solid source a source of powdered medication to be added is active ingredients, the dosing according to the invention device in connection with fluorinated hydrocarbons use as working fluid, which later becomes the propellant gas form aerosols filled in spray cans.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.Embodiments of the invention are described below Described in more detail with reference to the drawing.

Fig. 1 zeigt schematisch und im Längsschnitt eine bevorzugte Ausführungsform der Dosiervorrichtung oder des Feststoffinjek tors nach der Erfindung. Fig. 1 shows schematically and in longitudinal section a preferred embodiment of the metering device or the solid fuel injector according to the invention.

Gemäß Fig. 1 besteht eine insgesamt mit 10 bezeichnete Dosiervorrichtung für pulverförmigen Feststoff im wesentlichen aus einer Fluidstrahlpumpe 12, die einen Einlaß 14 hat, der über eine Leitung 16 an eine Förderpumpe 18 angeschlossen ist, und einen Auslaß 20, der an einen nicht dargestellten Sammelbe hälter od. dgl. angeschlossen ist. Die Fluidstrahlpumpe hat ein Gehäuse 22, in welchem eine Fluiddüse 24 wie dargestellt ange ordnet ist. Das Gehäuse 22 umgibt die Fluiddüse 24 und bildet mit dieser einen Ringraum 26, welcher sich in Richtung stromab wärts verjüngt und eine Mischdüse 28 bildet. An das Gehäuse 22 ist eine Quelle des pulverförmigen Feststoffes angeschlossen, die hier als ein Rohrstutzen 30 dargestellt ist, welcher mit einem nicht dargestellten Feststoffvorratsbehälter oder mit ei ner nicht dargestellten Feststoffzufuhrleitung verbindbar ist.Referring to FIG. 1, a generally designated 10 dosing device for powdery solid consisting essentially of a fluid jet pump 12 has an inlet 14 which is connected to a feed pump 18 via a line 16 and an outlet 20, which is not shown to a Sammelbe container or the like is connected. The fluid jet pump has a housing 22 in which a fluid nozzle 24 is arranged as shown. The housing 22 surrounds the fluid nozzle 24 and forms with it an annular space 26 which tapers in the downstream direction and forms a mixing nozzle 28 . To the housing 22 , a source of powdery solid is connected, which is shown here as a pipe socket 30 , which can be connected to a solid reservoir, not shown, or to a solid feed line, not shown.

Die Fluiddüse 24 hat an ihrem stromabwärtigen Ende eine Veren gung 32. An ihrem anderen Ende ist sie mit einem Außengewinde 34 versehen, mit dem sie in ein Innengewinde 36 der Mischdüse 28 axial mehr oder weniger weit einschraubbar ist. An ihrer Au ßenfläche unterhalb des Außengewindes 34 hat sie Ringnuten 38, in die nicht dargestellte O-Ringdichtungen eingesetzt sind, um eine fluiddichte Abdichtung an einer gegenüberliegenden Wand der Mischdüse 28 herzustellen. In dieses Gewindeende der Fluid düse 24 ist ein Rohrstutzen 40 eingeschraubt, wofür dieser mit einem Außengewinde und die Fluiddüse 24 mit einem Innengewinde versehen ist, die insgesamt mit 42 bezeichnet sind. An der den Ringnuten 38 gegenüberliegenden Innenwand ist die Fluiddüse 24 mit weiteren Ringnuten 44 versehen, in die nicht dargestellte O-Ringdichtungen eingesetzt sind, welche eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Rohrstutzen 40 und der Fluiddüse 24 herstellen.The fluid nozzle 24 has a constriction 32 at its downstream end. At its other end it is provided with an external thread 34 , with which it can be screwed axially more or less far into an internal thread 36 of the mixing nozzle 28 . On its outer surface below the external thread 34 , it has annular grooves 38 , into which O-ring seals, not shown, are inserted in order to produce a fluid-tight seal on an opposite wall of the mixing nozzle 28 . In this threaded end of the fluid nozzle 24 , a pipe socket 40 is screwed, for which this is provided with an external thread and the fluid nozzle 24 with an internal thread, which are designated overall by 42. On the inner wall opposite the annular grooves 38 , the fluid nozzle 24 is provided with further annular grooves 44 , into which O-ring seals, not shown, are inserted, which produce a fluid-tight seal between the pipe socket 40 and the fluid nozzle 24 .

Die Verengung 32 der Fluiddüse 24 bildet die Mündung der Fluid düse. Stromaufwärts dieser Mündung ist in die Fluiddüse 24 ein Halter 46 eingeschraubt, welcher einen zentrisch angeordneten Düsenkörper 48 trägt. Der Halter 46, der wie ein mit Außenge winde versehener Stopfen ausgebildet ist, weist axiale Durch lässe 50 auf, so daß zwischen dem Einlaß 14 und der Verengung oder Mündung 32 eine Fluidverbindung besteht. Durch mehr oder weniger starkes axiales Einschrauben des Halters 46 ist der Dü senkörper 48 in der Fluiddüse 24 axial verstellbar. Der Düsen körper 48 ist ein stromlinienförmiger Strahllenkkörper, der sich im Querschnitt in Strömungsrichtung verjüngt. Die Misch düse 28 hat eine Verengung 52 und ist stromabwärts dieser Ver engung als Freistrahldüse 54 ausgebildet. Der Düsenkörper 48 ist so angeordnet, daß sein sich im Querschnitt verjüngender Teil stromabwärts aus der Verengung 52 der Mischdüse 28 hervor steht. Daher ist, wie aus Fig. 1 zu erkennen, zwischen der Au ßenwand der Fluiddüse 24 und der Innenwand der Mischdüse 28 ein Ringspalt 56 gebildet, und unmittelbar stromabwärts des Ringspalts 56 ist zwischen dem Düsenkörper 48 und der Verengung 52 der Mischdüse 28 ein Ringspalt 58 gebildet. Schließlich ist ein Ringspalt 60 zwischen dem Düsenkörper 48 und der Innenwand der Mischdüse 24 im Bereich von deren Mündung oder Verengung 32 gebildet. Durch entsprechendes Einstellen dieser drei Ringspalte 56, 58 und 60 wird der Dosiervorgang eingestellt, wie es im folgenden mit Bezug auf die Arbeitsweise der Dosier vorrichtung 10 näher erläutert ist.The constriction 32 of the fluid nozzle 24 forms the mouth of the fluid nozzle. Upstream of this mouth, a holder 46 is screwed into the fluid nozzle 24 and carries a centrally arranged nozzle body 48 . The holder 46 , which is designed as a plug provided with Außenge, has axial passages 50 , so that there is a fluid connection between the inlet 14 and the constriction or mouth 32 . By more or less strong axial screwing of the holder 46 , the nozzle 48 is axially adjustable in the fluid nozzle 24 . The nozzle body 48 is a streamlined jet guide body that tapers in cross-section in the direction of flow. The mixing nozzle 28 has a constriction 52 and is formed downstream of this constriction as a free jet nozzle 54 . The nozzle body 48 is arranged such that its part which tapers in cross section protrudes downstream from the constriction 52 of the mixing nozzle 28 . Therefore, as can be seen from FIG. 1, an annular gap 56 is formed between the outer wall of the fluid nozzle 24 and the inner wall of the mixing nozzle 28 , and an annular gap 58 is formed immediately downstream of the annular gap 56 between the nozzle body 48 and the constriction 52 of the mixing nozzle 28 educated. Finally, an annular gap 60 is formed between the nozzle body 48 and the inner wall of the mixing nozzle 24 in the region of its mouth or constriction 32 . By appropriately setting these three annular gaps 56 , 58 and 60 , the metering process is set, as is explained in more detail below with reference to the operation of the metering device 10 .

Die Arbeitsweise der Dosiervorrichtung 10, deren Aufbau vorste hend beschrieben worden ist, wird im folgenden für die Ausbil dung der Fluidstrahlpumpe für den Betrieb mit einem Arbeits fluid, das bei Raumtemperatur einen hohen Dampfdruckpunkt hat, beschrieben. Ein solches Arbeitsfluid ist z. B. ein fluorierter Kohlenwasserstoff, und in dem hier beschriebenen Ausführungs beispiel der fluorierte Kohlenwasserstoff HFA 227, der von der Hoechst AG, Frankfurt am Main, erhältlich ist und in der Druck schrift Hoechst Chemicals, HFA 227 pharmaceutical grade, Pro pellant for pharmaceutical aerosols, Edition: Dezember 1994, beschrieben ist. Bei Raumtemperatur, also bei 20°C ist das Ar beitsfluid HFA 227 bei einem Druck von 3,902 bar flüssig. So bald dieser Druckwert bei dieser Temperatur unterschritten wird, wird dieses Arbeitsfluid gasförmig. Bei einer Temperatur von z. B. 10°C beträgt der entsprechende Druckwert 2,806 bar. Der vorgenannten Druckschrift der Fa. Hoechst sind die Druck werte für Temperaturen von -40°C bis 101°C bei Bedarf jeweils zu entnehmen, ebenso die übrigen chemischen und physikalischen Eigenschaften dieses Arbeitsfluids.The operation of the metering device 10 , the structure of which has been described above, is described below for the formation of the fluid jet pump for operation with a working fluid which has a high vapor pressure point at room temperature. Such a working fluid is e.g. B. a fluorinated hydrocarbon, and in the embodiment described here, the fluorinated hydrocarbon HFA 227, which is available from Hoechst AG, Frankfurt am Main, and in the publication Hoechst Chemicals, HFA 227 pharmaceutical grade, propellant for pharmaceutical aerosols, Edition: December 1994. At room temperature, i.e. at 20 ° C, the working fluid HFA 227 is liquid at a pressure of 3.902 bar. As soon as the pressure falls below this temperature, this working fluid becomes gaseous. At a temperature of e.g. B. 10 ° C, the corresponding pressure value is 2.806 bar. The above-mentioned Hoechst publication shows the pressure values for temperatures from -40 ° C to 101 ° C as required, as well as the other chemical and physical properties of this working fluid.

Das Arbeitsfluid wird in flüssiger Form durch die Förderpumpe 18 über die Leitung 16 und den Einlaß 14 der Fluidstrahlpumpe 12 zugeführt. Der Rohrstutzen 30 ist mit pulverförmigen Fest stoff gefüllt oder an einen entsprechenden Vorrat angeschlos sen, aus dem der pulverförmige Feststoff entnommen werden kann, welcher dem Fluidstrahl, der durch die Fluiddüse 24 gebildet wird, zuzudosieren ist. Das zugeführte Arbeitsfluid durchströmt den Ringspalt 60 mit hoher Geschwindigkeit und erzeugt dadurch in dem Ringraum 26 einen Unterdruck. Es wird davon ausgegangen, daß die Temperatur 20°C beträgt. In diesem Fall ist das Ar beitsfluid HFA 227 in der Fluiddüse flüssig, da es dort unter einem ausreichend hohen Druck steht. Falls auf Grund eines vorangehenden Abschaltvorganges flüssiges Arbeitsfluid in die Feststoffquelle 30 gelangt sein und den pulverförmigen Fest stoff befeuchtet haben sollte, wodurch sich Klumpen des Fest stoffes gebildet haben können, so bewirkt nun der Unterdruck in dem Ringraum 26, d. h. der dort herrschende Druck, der niedriger als der in der Fluiddüse herrschende Druck ist, daß das in dem Feststoff enthaltene Arbeitsfluid gasförmig wird, so daß der Feststoff trocknet und wieder rieselfähig wird. Der rie selfähige Feststoff wird auf Grund des Venturi-Effekts zwischen der Fluiddüse 24 und der Mischdüse 28 in den Ringspalt 56 ge saugt, von wo aus er mit hoher Geschwindigkeit in die Frei strahldüse 54 gelangt. Der Strahl, der den Ringspalt 56 ver läßt, liegt an der Außenfläche des Düsenkörpers 48 an und setzt sich stromabwärts desselben als ein dünner Stromfaden fort. Die Freistrahldüse 54 und eine sich an sie bis zu dem Auslaß 20 an schließende Expansionszone stehen unter einem Druck von wenig stens 3,902 bar und sind daher ebenfalls mit flüssigem Arbeits fluid gefüllt. Der durch dieses Arbeitsfluid hindurchgehende, im wesentliche zentrische Stromfaden, der sich von dem Düsen körper 48 aus stromabwärts bewegt, sorgt in der Freistrahldüse 54 für starke Turbulenz, durch die die Vermischung des pulver förmigen Feststoffes mit dem Arbeitsfluid, die in dem Ringspalt 58 erfolgt, noch inniger gemacht wird.The working fluid is supplied in liquid form by the feed pump 18 via the line 16 and the inlet 14 of the fluid jet pump 12 . The pipe socket 30 is filled with pulverulent solid material or is connected to a corresponding supply from which the pulverulent solid can be removed, which is to be metered into the fluid jet which is formed by the fluid nozzle 24 . The supplied working fluid flows through the annular gap 60 at high speed and thereby creates a negative pressure in the annular space 26 . It is assumed that the temperature is 20 ° C. In this case, the working fluid HFA 227 is liquid in the fluid nozzle because it is under a sufficiently high pressure there. If, due to a previous shutdown process, liquid working fluid has entered the solid source 30 and should have moistened the pulverulent solid material, as a result of which lumps of the solid material may have formed, then the negative pressure in the annular space 26 , ie the pressure prevailing there, causes is lower than the pressure prevailing in the fluid nozzle that the working fluid contained in the solid becomes gaseous, so that the solid dries and becomes free-flowing again. The rie selbaren solid is ge due to the Venturi effect between the fluid nozzle 24 and the mixing nozzle 28 in the annular gap 56 sucks, from where it reaches the free jet nozzle 54 at high speed. The jet, which leaves the annular gap 56 ver, rests on the outer surface of the nozzle body 48 and continues downstream as a thin stream thread. The free jet nozzle 54 and an expansion zone closing on it up to the outlet 20 are under a pressure of at least 3.902 bar and are therefore also filled with liquid working fluid. The essentially central flow thread passing through this working fluid, which moves downstream from the nozzle body 48 , ensures strong turbulence in the free jet nozzle 54 , due to the mixing of the powdery solid with the working fluid, which takes place in the annular gap 58 , is made even more intimate.

Durch die vorstehend beschriebene Arbeitsweise der Dosiervor richtung 10 mit der Fluidstrahlpumpe 12 wird also nicht nur be wirkt, daß der Ringraum 26 stets trocken bleibt und etwa feucht gewordener Feststoff wieder getrocknet und mit hoher Mischlei stung mit dem Arbeitsfluid vermischt wird, sondern daß am Ende der Dosiervorrichtung über die Expansionszone und den Auslaß 20 wieder flüssiges Arbeitsfluid, gut vermischt mit dem Feststoff, abgegeben wird. Wenn die Feststoffquelle eine Quelle von zuzu dosierenden pulverförmigen medizinischen Wirkstoffen ist, kann die Mischung nach dem Auslaß 20 direkt in Sprayflaschen abge füllt werden, wie oben dargelegt.Due to the above-described operation of the Dosiervor device 10 with the fluid jet pump 12 is not only be effective that the annular space 26 always remains dry and about moist solid has dried again and is mixed with high mixing power with the working fluid, but that at the end of Dosing device via the expansion zone and the outlet 20 again liquid working fluid, well mixed with the solid, is released. If the solid source is a source of powdered medicinal agents to be dosed, the mixture can be filled directly into spray bottles after the outlet 20 , as set out above.

Statt der Förderpumpe 18 oder zusätzlich zu derselben kann auch eine Druckfluidquelle vorgesehen sein, z. B. eine Gasflasche, aus der das Arbeitsfluid unter Druck mit oder ohne Zuhilfenahme der Förderpumpe 18 zuführbar ist.Instead of the feed pump 18 or in addition to the same, a source of pressurized fluid can also be provided, e.g. B. a gas bottle from which the working fluid can be supplied under pressure with or without the aid of the feed pump 18 .

Die oben als Feststoffinjektor beschriebene Dosiervorrichtung ist auch zur Gasbeladung oder Entgasung von Flüssigkeiten ver wendbar, wobei dann die Feststoffquelle durch eine Gasversor gungs- bzw. Gasableit- oder -auffangeinrichtung (in der Zeich nung nicht dargestellt) ersetzt wird, wie oben beschrieben.The dosing device described above as a solid injector is also used for gas loading or degassing of liquids reversible, then the solid source through a gas supplier supply or gas discharge or collection device (in the drawing not shown) is replaced as described above.

Claims

1. Dosiervorrichtung für pulverförmigen Feststoff, mit einer Fluiddüse (24) zum Erzeugen eines Fluidstrahls durch eine Ver engung, an die eine Feststoffquelle (30) anschließbar ist, und zum Abgeben des Fluidstrahls mit zudosiertem Feststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüse (24) Teil einer Fluidstrahl pumpe (12) ist, daß die Fluidstrahlpumpe (12) eine Mischdüse (24) hat, über welche die Feststoffquelle (30) an die Fluiddüse (24) anschließbar ist, und daß die Mischdüse (28) eine Veren gung (52) hat, welche unmittelbar stromabwärts einer Mündung (32) der Fluiddüse (24) angeordnet ist.1. Metering device for powdery solid, with a fluid nozzle ( 24 ) for generating a fluid jet through a Ver constriction to which a solid source ( 30 ) can be connected, and for dispensing the fluid jet with metered solid, characterized in that the fluid nozzle ( 24 ) part of a fluid jet pump (12) is that the fluid jet pump (12) has a mixing nozzle (24) through which the solid source (30) is connectable to the fluid nozzle (24), and in that the mixing nozzle (28) supply a Veren (52 ), which is arranged immediately downstream of an opening ( 32 ) of the fluid nozzle ( 24 ).

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüse einen in ihrer Mündung angeordneten Düsenkör per hat.2. Dosing device according to claim 1, characterized in that that the fluid nozzle has a nozzle body arranged in its mouth per has.

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkörper in der Fluiddüse axial verstellbar ist.3. Dosing device according to claim 2, characterized in that that the nozzle body is axially adjustable in the fluid nozzle.

4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Düsenkörper (48) ein stromlinienförmiger Strahllenkkörper ist, der sich im Querschnitt in Strömungsrich tung verjüngt und so angeordnet ist, daß sein sich im Quer schnitt verjüngender Teil stromabwärts aus der Verengung (52) der Mischdüse (28) hervorsteht.4. Dosing device according to claim 2 or 3, characterized in that the nozzle body ( 48 ) is a streamlined jet guide body which tapers in cross-section in the direction of flow and is arranged so that its cross-sectionally tapering part downstream from the constriction ( 52 ) of the mixing nozzle ( 28 ) protrudes.

5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüse (24) von einem Gehäuse (22) umgeben ist, das mit der Fluiddüse (24) einen Ringraum (26) bildet, welcher mit der Feststoffquelle (30) verbindbar ist und in Richtung stromabwärts die Mischdüse (28) bildet. 5. Dosing device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fluid nozzle ( 24 ) is surrounded by a housing ( 22 ) which forms an annular space ( 26 ) with the fluid nozzle ( 24 ) which with the solid source ( 30 ) can be connected and forms the mixing nozzle ( 28 ) in the downstream direction.

6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüse (24) in der Fluidstrahlpumpe (12) axial verstellbar ist.6. Dosing device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fluid nozzle ( 24 ) in the fluid jet pump ( 12 ) is axially adjustable.

7. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischdüse (24) stromabwärts ihrer Ver engung als Freistrahldüse (54) ausgebildet ist.7. Dosing device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mixing nozzle ( 24 ) downstream of its Ver constriction is designed as a free jet nozzle ( 54 ).

8. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüse (24) zur Zufuhr ihres Arbeitsfluids stromaufwärts an eine Förderpumpe (18) anschließ bar ist.8. Dosing device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the fluid nozzle ( 24 ) for supplying its working fluid upstream to a feed pump ( 18 ) is connectable.

9. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddüse (24) zur Zufuhr ihres Arbeitsfluids stromaufwärts an eine Druckfluidquelle anschließ bar ist.9. Dosing device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the fluid nozzle ( 24 ) for supplying its working fluid upstream to a pressure fluid source is connectable bar.

10. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluidstrahlpumpe (12) für den Betrieb mit einem Arbeitsfluid ausgebildet ist, das bei Raumtemperatur einen hohen Dampfdruckpunkt hat.10. Dosing device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the fluid jet pump ( 12 ) is designed for operation with a working fluid which has a high vapor pressure point at room temperature.

11. Dosiervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsfluid ein fluorierter Kohlenwasserstoff ist.11. Dosing device according to claim 10, characterized in that that the working fluid is a fluorinated hydrocarbon.

12. Dosiervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der fluorierte Kohlenwasserstoff HFA 227 mit einem Dampf druck von 3,902 bar bei 20°C ist.12. Dosing device according to claim 11, characterized in that that the fluorinated hydrocarbon HFA 227 with a vapor pressure of 3.902 bar at 20 ° C.

13. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß die Feststoffquelle (30) eine Quelle von zuzudosierenden pulverförmigen medizinischen Wirkstoffen ist.13. Dosing device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the solid source ( 30 ) is a source of powdered medicinal active ingredients to be metered in.

14. Verwendung der Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Beladung einer das Arbeitsfluid bildenden Flüssigkeit mit Gas aus einer die Feststoffquelle ersetzenden Gasquelle. 14. Use of the metering device according to one of claims 1 to 9 for loading a liquid forming the working fluid with gas from a gas source replacing the solid source.

15. Verwendung der Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Entgasung einer das Arbeitsfluid bildenden Flüssig keit und zum Ableiten oder Auffangen des bei der Entgasung freiwerdenden Gases in einer die Feststoffquelle ersetzenden Gasempfangseinrichtung.15. Use of the metering device according to one of claims 1 to 9 for degassing a liquid forming the working fluid speed and for deriving or collecting the during degassing released gas in a replacing the solid source Gas receiving facility.