CN103430116B - 计量组件 - Google Patents

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Abstract

一种计量组件（10），包括至少一个用于调配具有规定浓度的气溶胶的出口（20），包括至少一个用于运载气体的入口（180）、至少一个用于液体的入口、以及用于所述液体的缓冲容器（30），所述液体优选为过氧化氢溶液，规定所述计量组件（10）在排放侧具有至少一个液体流量控制器（90）。

Description

计量组件
技术领域
本发明涉及一种用于调配气溶胶的计量组件，所述气溶胶优选地含有过氧化氢溶液作为液体组分。
背景技术
这样的气溶胶使用于食品工业当中，例如用于消毒封装。
在用于调配具有规定的液体浓度的气溶胶的计量装置中，经常进行液体的流量测量并且开关阀的打开时间适应于所确定的流量值。
通常用于消毒目的35%浓度的过氧化氢溶液易于至少部分地分解为氧气和水（特别是在这样的高浓度下）以便脱离液相，同样总是会有气相出现。
该气体组分能够对液体的流量测量造成不利影响，以至于计量随后将变得不精确和不可靠。然而，特别是在食品工业当中，非常精确的计量过程是必需的，因为无论如何都要避免剂量过量造成食物被诸如消毒剂之类的化学品污染的情况以及剂量不足造成封装并非无菌的并由此造成食物出现大量细菌的情况。
发明内容
因此，本发明的目标在于提供一种计量组件，所述计量组件不具有这些缺陷并且允许对待完成的气溶胶进行精确计量。
本发明提供了一种具有根据权利要求1的特征的计量组件。
根据本发明的计量组件具有至少一个用于调配具有规定浓度的气溶胶的出口，至少一个用于运载气体的入口、至少一个用于液体的入口（其中所述液体优选为过氧化氢溶液）、用于所述液体的缓冲容器以及至少一个位于流出侧的液体流量控制器。液体流量控制器的优点在于将流量计和比例阀包含在一个组件中，这意味着所需的阀被直接集成在液体流量控制器中并因此省去了具有在，流量计与阀之间的管线或管道的单独的管路。不同的合适的流量计量组件可作为液体流量控制器的组件，这些流量计量组件以诸如超声波、热量、科氏力（Coriolis）、磁导（MID，magnetically-inductive）、浮体或者压强差等多种测量原理为基础，并且可以用于本发明。此外，如果在液体流量控制器中集成比例阀则是很有利的。在存在比例阀的情况下，能够开环控制或者甚至闭环控制阀的打开程度，这就允许进行非常精密的调节。因此，开环和/闭环控制以及计量的精确度大幅提高。
在优选实施例中，所述至少一个液体流量控制器具有两个绝对压强测量单元并且根据压强差方法来运行。该方法能够被用于确定很高精度的流量测量，具有尤其小的容差。
有利地，所述缓冲容器被安装在第一与第二运载模块之间，并且每个运载模块都优选地以流体和/或机械方式连接到至少一个液体流量控制器上。运载模块被加工成大体为平板形状。第一运载模块构成缓冲容器的底部且第二运载模块构成缓冲容器的封盖。借助于运载模块，计量组件的单个组件以流体和/或机械方式相互连接。为此，运载模块包括在其侧面上的用于对至少一个液体流量控制器进行固定的紧固工具。此外，用于流体连接所述组件的通道位于运载模块中。这就使得对计量组件的设计非常紧凑并且稳定。通过这种方法，缓冲容器可以以紧凑并且简单的方式集成在计量组件中。
在一实施例中，在第一运载模块中提供一通道，所述通道构成缓冲容器的流入口。经由此流入口，缓冲容器能够被注入液体，所述液体是气溶胶中所要计量的组分。有利地，液体被连续不断地供给到缓冲容器并且缓冲容器长期保持在压强作用下。因此，由至少一个液体流量控制器连续的液体供给得到了保障，同时不会有大量的气体到达液体流量控制器。
在第一运载模块中，有利地，在缓冲容器与至少一个液体流量控制器的入口之间提供有至少一个流体连接。该设计方法使得两个相互连接的组件之间的流体路径尽可能的短，并且因此使得在计量组件的连接线路中的液体驻留时间很短。因此，如上所述，特别是在使用过氧化氢溶液的情况下，过氧化氢的分解所产生的干扰气体的比例被保持的尽量低。进一步地，此方法还用于紧凑设计。
在进一步的实施例中，在第一运载模块中提供用于减压阀的连接，所述减压阀用于控制缓冲容器中的压强。因此，缓冲容器中要求的最大压强将不会被超过。然而，用于减压阀的连接还可以被直接布置在缓冲容器上。
有利地，从减压阀流出的液体被返回到缓冲容器中。因此，减少了液体消耗以及由此产生的成本。
在计量组件的一优选实施例中，所有的流体连接都是以无管方式实现的，这就意味着在两个独立的组件之间不存在作为流体连接的管道或管线。其优点在于，被计量组件中的液体浸湿的接触面减少并且因此液体容积保持尽可能小，在使用过氧化氢溶液的情况下这又对在计量过程中发生的分解程度和气体比例具有积极效果。
考虑将至少一个液体流量控制器的出口与用于混合液体和运载气体的混合装置相连接。有利地，混合装置也以无管方式直接连接到液体流量控制器的出口上。
尤其是，用于液体（尤其是过氧化氢）的入口到气溶胶的出口的全部液体运载连接都是没有管道的。全部通道都位于用法兰接合在一起的组件中。
混合装置具有用于运载气体的供料线路，所述运载气体用于形成所述气溶胶。因此，混合装置中的气溶胶在液体流量控制器的出口直接形成。这有助于将计量组件中的液体的驻留时间保持得尽可能短。
在一实施例中，混合组件以及至少一个用于调配气溶胶的出口被提供在第二运载模块上。并且作为这种方法的结果，全部流体连接都以无管方式实现并且减小了计量组件中的液体容积。其优点在于，根据气溶胶将来使用的需要，第二运载模块上的出口能够适合于需要的连接器。然而，用于调配气溶胶的出口还能够被直接提供到混合装置上。
在一实施例中，所述至少一个液体流量控制器被垂直地配置在计量组件中。其优点在于，形成的气体部分立即流向液体流量控制器的出口，并且能够使流量测量失真的气泡无法在计量组件的任何其他位置产生。
在一实施例中，缓冲容器具有用于调节过氧化氢溶液液位的溢出工具。因此，确保液位在计量过程期间一直恒定。
有利地，所述溢出工具形成为一立管，所述溢出工具构成符合成本效益并且简单的解决方案以用于调节缓冲容器中的液体液位。
溢出工具的排放以流体连接到第一运载模块及该模块提供的出口上来实现。如果第一运载模块构成缓冲容器的底部，那么溢出工具能够在一端以简单的方式（例如，通过将溢出工具插入或者旋入到为此提供的凹槽中，所述凹槽连通到第一运载模块的一个通道上）直接连接到第一运载模块上。
在一个实施例中，用于对缓冲容器施加规定压强的阀连接到缓冲容器上。一旦缓冲容器被注入液体，在计量的起始阶段所述阀尤为重要。由于所述阀施加的初始压强，在早期阶段至少一个液体流量控制器就被供给液体，所述早期阶段甚至是需要的液体到达之前，以至于计量组件将更快地为运行做好准备。
在进一步的实施例中，多个液体流量控制器以块状方式被相互靠近地安装在第一和/或第二运载模块上，所述液体流量控制器的入口全部流体连接到缓冲容器上并且所述液体流量控制器的出口分别连接到用于调配气溶胶的混合装置上。其优点在于，借助于单个计量组件，气溶胶能够以计量的方式平行的调配到缓冲容器以及第一和第二运载模块中的多个出口上。因此，就提供了一种非常紧凑并且符合成本效益的计量组件。
附图说明
本发明的进一步的优点和实施例将会参照附图进行说明，其中
图1示出了根据本发明的计量组件的三维图示；
图2示出了根据图1的计量组件的分解视图；
图3示出了计量组件的侧视图并具有子区域的剖视图；
图3a示出了根据图1的计量组件的流量计的详细视图；
图4示出了根据本发明的计量组件的第二实施例的三维图示；
图5示出了根据图4的计量组件的俯视图；
图6示出了贯穿根据图4的计量组件的剖视图。
具体实施方式
图1示出了用于调配气溶胶的计量组件10具有三个出口20。用于接收液体的共用缓冲容器30被配置在底部的第一运载模块40与顶部的第二运载模块50之间，所述液体为要计量的气溶胶的组分。
两个运载模块40、50大体上为成形的矩形整块部件以使彼此平行。
经由运载模块50上的连接器60供给运载气体，用于形成气溶胶的液体被混合到所述运载气体中（在图3中详细说明）。
第一运载模块40具有端口80，用于对缓冲容器30中的压强进行控制的减压阀70连接到端口80上。
每个都作为结构组件形成的三个液体流量控制器90各自都具有流体块95，所述三个液体流量控制器90通过机械方式（例如，通过螺纹接合）固定地在流体块95的一端100连接到第一运载模块40上并且在流体块95的另一端110连接到第二运载模块50上。
这些液体流量控制器90相对于液体流动方向垂直地放置在计量组件10中。液体流量控制器90通常包含流体块95、流量传感器97和比例阀98，其中主通道96延伸穿过所述流体块95（参见图3）。在流体块95的端100设置有液体流量控制器90的流体入口并且在端110有流体出口，所述流体出口和流体入口都通向贯穿所述流体块95的主通道。当然，也能够实现计量组件10的其它实施例，所述的其它实施例具有不同数量的出口20和液体流量控制器90，并且还可以在计量组件10中提供多于液体流量控制器90的出口20。
图2示出了根据图1的具有三个邻近的液体流量控制器90的计量组件10的分解视图。缓冲容器30由管段以及两个密封元件120形成，在作为底部的第一运载模块40与作为封盖的第二运载模块50之间的所述管段在其两侧轴向地开口。运载模块40、50具有凹孔，所述凹孔被调节以适应缓冲容器30的外径并且容纳所述缓冲容器30的相应末端。
运载模块40、50具有用于在侧面45、55上流体连接的开口130、140。在计量组件10中，运载模块40中的每个开口130都流体连接到液体流量控制器90的端100处的流体入口上，并且运载模块50中的每个开口140连接到液体流量控制器90的端110处的流体出口上。
开口130提供到缓冲容器30内部的流体连接。开口130可以用运载模块40中的简单孔来实现。
然而，缓冲容器30还能够以具有运载模块40、50的整体组件来形成或者成以具有封盖和底部、邻近于运载模块40、50的容器来形成，并且可能包括作为单独的端口的流体连接。
在运载模块40中提供另外的开口150，所述开口150以穿过运载模块40并且通往缓冲容器30的简单孔来实现。该开口150被用作供料线路，所述供料线路用于向缓冲容器30注入液体，所述液体是要计量的气溶胶的组分。
借助于缓冲容器30中提供的溢出装置160，缓冲容器30中的液位被恒定保持在需要的水平上。溢出装置160形成为立管并且溢出装置160的下端平行于缓冲容器30的中轴固定到缓冲容器30的底部中，即在此实施例中，所述溢出装置160的下端固定到（例如通过螺纹连接拧入到）所述运载模块40中的流体出口165上。
流体连接从流体出口165通向运载模块40的侧面上的出口170。端口80被提供在出口170上并且连接到减压阀70上。所述立管被形成为在顶部开口并且起到溢出管的作用，当超过缓冲容器30中的特定液位水平时液体流入所述溢出管。
有利地，溢出装置160被布置为在缓冲容器30中的高度可以调节，以使得能够对缓冲容器30中需要的液位水平进行调整。经由溢出装置160流出的液体能够被送回到缓冲容器30中。
减压阀70能够被用于控制缓冲容器30中的压强。当然，这对如下的计量组件10的运行模式来说并非至关重要，在该计量组件10中，在运载模块40的侧面上，流体连接从出口170引出。除了图2所示的侧面之外，端口80还可以被提供在其它侧面上。
除了在液体流量控制器90的端110处分别与流体出口相连接的开口140之外，运载模块50还包括连接到端口60上用于供给运载气体的入口180。
运载模块40、50通过安装板190固定连接。安装板190增强了计量组件10的机械稳定性并且有助于在系统中安装计量组件10。
因为两个独立组件之间的全部流体连接皆以运载模块40、50内的通道来形成并且液体流量控制器90直接连接到运载模块40、50上，所以计量组件10中可以省去诸如管线或管道连接之类的其他类型的流体管路。流体连接路径因此被实现得尽可能短。该无管设计尤其涉及用以将液体从液体入口运载到气溶胶的出口20处的所有部件。
图3示出了具有除液体流量控制器90之外的所有零件的剖视图的计量组件10的侧视图。与图2类似，图3示出了具有溢出装置160的缓冲容器30、具有用于向缓冲容器供给液体的开口150的运载模块40、以及安装板190，并涉及运载模块50的更多补充细节。
在运载模块50中，开口140连接到液体流量控制器90的端110处的流体出口上。开口140接合到运载模块50中的通道200中，所述通道200通向同样被提供在运载模块50中的混合装置210。精确规定量的液体从液体流量控制器90经过通道200流入混合装置210。所述混合装置210被提供在运载模块50中位于起始于入口180的通道状凹槽中，所述混合装置210具有通道220，所述通道220与经由入口180供给运载气体的端口60连通。
具有通道220的可移除的插入物230被插入到凹槽中入口180的下游。通道200通向插入物230的通道220中的混合室240，所述混合室240以类似喷嘴的形式变窄。然而，插入物230的使用并不是绝对必要的。
由于通道200、220接合，在混合装置210的末端提供了由液体和运载气体组成的气溶胶。为了同样确保规定量的运载气体进入混合装置210，诸如质量流量控制器之类的气体流量控制器可被连接到端口60上。
混合装置210的末端流体连接到计量组件10的出口20上。该出口20根据进一步使用的计量的气溶胶来适应于需要的端口。
进一步地，阀75连接到缓冲容器30上（在图3中简略示出），能够通过所述阀75对缓冲容器30施加规定的压强。
以下将再次对计量组件10的运行模式简要地进行总结。为了形成气溶胶，经由开口150供给液体并且经由端口60供给运载气体，所述开口150形成计量组件10的入口。所述开口150形成被用作缓冲容器30的入口的通道。液体最初注入缓冲容器30。液体从缓冲容器30经由运载模块40流向开口130。每个开口130都连接到液体流量控制器90的流体块95的端100处的流体入口上，以便液体进入主流量通道96。
每个主流量通道96都具有与其分别连接的流量传感器97，所述流量传感器97对经过自身的液体流量进行测量。于是比例阀98的打开程度被相应调整，并且规定量的液体到达液体流量控制器90的流体块95的端110处的出口。
图3a示出了流量传感器97的示意图。流量传感器97根据压差方法来运行。为此，流量传感器97具有两个绝对压强测量单元101、102，以及一个用于减压的孔隙103，所述孔隙103被提供在主流量通道96中，位于绝对压强测量单元101、102之间。流过主流量通道96的液体的流量能够通过两个绝对压强测量单元101、102测量的压强之间的压差以及另外的已知的参数（例如液体密度）来确定。
液体流量控制器90的流体出口紧挨着开口140，以便液体从液体流量控制器90流向运载模块50中的开口140并由此进入通道200。
液体流过通道200并进一步进入混合装置210的混合室240中。运载气体也经由端口60、运载模块50中的入口180以及混合装置210的通道220流入混合室240，因此在混合室240中产生要计量的气溶胶。
这就意味着在图1到3中所示的实施例中，运载气体通过所述通道220在纵向上完全穿过混合装置210。气溶胶从混合室240的出口流向计量组件10的出口20。
图4到6中所示的实施例与图1到3中所示的实施例的不同之处在于：液体于其中流入到混合装置210中的通道200，通向通道220。在混合装置210上提供环形通道250，运载气体经由入口180进入环形通道250中以使运载气体进入到混合室240。
另外，图1到3中所示的混合装置210可以包括这样的环形通道。
此外，通道200具有两段220a、220b，在所述两端220a、220b之间提供有被用作切断阀的附加阀260。
用于运载气体的端口60或入口180在此被提供在运载模块50的上表面上。
例如，切断阀确保在需要时进入到混合装置210中的液体的供给能够被可靠地停止。
因此，附加阀260能够被视为安全装置。
在图4和5中，减压阀70以及端口80通过运载模块40中的内部通道连接到溢出装置160上。经由溢出装置160流出计量组件10的液体经由端口80排放。

Claims (18)

1.一种计量组件(10)，包括：
至少一个用于调配具有规定浓度的气溶胶的出口(20)；
至少一个用于运载气体的入口(180)；
至少一个用于液体的入口；以及
用于所述液体的缓冲容器(30)，
其特征在于，
所述计量组件(10)在所述液体的缓冲容器(30)的流出侧具有至少一个液体流量控制器(90)，
在所述计量组件(10)中，从用于液体的所述入口到用于调配气溶胶的所述出口(20)之间的全部液体运载连接都以无管方式实现。
2.根据权利要求1所述的计量组件，其特征在于，所述至少一个液体流量控制器(90)具有两个绝对压强测量元件(101、102)并且根据压强差方法来运行。
3.根据权利要求1所述的计量组件，其特征在于，所述缓冲容器(30)被安装在第一和第二运载模块(40、50)之间。
4.根据权利要求3所述的计量组件，其特征在于，每个所述运载模块(40、50)都以流体和机械方式连接中的至少一种连接方式连接到至少一个液体流量控制器(90)上。
5.根据权利要求3所述的计量组件，其特征在于，在所述第一运载模块(40)中提供一通道，所述通道构成所述缓冲容器(30)的流入口。
6.根据权利要求3所述的计量组件，其特征在于，通过所述第一运载模块(40)在所述缓冲容器(30)与所述至少一个液体流量控制器(90)的入口之间提供有至少一个流体连接。
7.根据权利要求3所述的计量组件，其特征在于，在所述第一运载模块(40)中提供有一用于减压阀(70)的端口(80)以用于控制所述缓冲容器(30)中的压强。
8.根据权利要求7所述的计量组件，其特征在于，在所述减压阀(70)处排出的液体被返回到所述缓冲容器(30)中。
9.根据权利要求1所述的计量组件，其特征在于，所述至少一个液体流量控制器(90)的一个出口连接到用于将所述液体与所述运载气体混合的混合装置(210)上。
10.根据权利要求9所述的计量组件，其特征在于，所述混合装置(210)具有用于所述运载气体的供料线路(220)，所述运载气体用于形成所述气溶胶。
11.根据权利要求9所述的计量组件，其特征在于，所述缓冲容器(30)被安装在第一和第二运载模块(40、50)之间，并且所述混合装置(210)被提供在所述第二运载模块(50)的上面或者里面，并且至少一个用于调配气溶胶的出口(20)提供在所述第二运载模块(50)中。
12.根据权利要求1所述的计量组件，其特征在于，所述至少一个液体流量控制器(90)被垂直的布置所述计量组件(10)中。
13.根据权利要求1所述的计量组件，其特征在于，所述缓冲容器(30)具有溢出工具，所述溢出工具用于对过氧化氢溶液的液位进行调节。
14.根据权利要求13所述的计量组件，其特征在于，所述溢出工具(160)形成为一立管。
15.根据权利要求13所述的计量组件，其特征在于，所述缓冲容器(30)被安装在第一和第二运载模块(40、50)之间，并且所述溢出工具(160)的排放以流体连接到所述第一运载模块(40)以及提供在所述第一运载模块(40)上的出口(165)上来实现。
16.根据权利要求1所述的计量组件，其特征在于，用于向所述缓冲容器(30)施加规定的压强的阀(75)连接到所述缓冲容器(30)上。
17.根据权利要求1所述的计量组件，其特征在于，所述缓冲容器(30)被安装在第一和第二运载模块(40、50)之间，并且多个液体流量控制器(90)以块状方式被相互靠近地安装在所述第一和第二运载模块上(40、50)中的至少一个模块上，所述液体流量控制器(90)的入口全部流体连接到所述缓冲容器(30)上并且所述液体流量控制器(90)的出口分别连接到用于调配气溶胶的混合装置(210)上。
18.根据权利要求1所述的计量组件，其特征在于，所述液体为过氧化氢溶液。
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