CN85101135B - 液体混合的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及按预定比例，特别是使用恒量泵混合两种液体的方法和装置，第一液体和第二液体分别储存在容器中并保持预定的压力。第一液体和第二液体输送到恒量泵的吸入端，输送到该泵的第二液体通过计量装置被调节到预定的量，以使第一液体和第二液体按预定比例混合。本方法适用于各种饮料的混合。为此，使用一种方法特盛放第一液体的容ｋ抽空以消除第一液体中的氧气。另一种方法是向第一容器输送加压的吸收气，以便同时从第一液体中既抽空氧气又使其吸收气体。

Description

液体混合的方法和装置

本发明涉及的是用于在冷却饮料生产或者在一般工业中按预定比例混合第一液体和第二液体的方法和装置。

图1表示的是一种用于冷却饮料生产工序中的液体混合装置的先有技术结构。

用于生产冷却饮料的水经过入口1被输送到容器4，以便用于抽空氧气。通过水控制阀2来控制容器4中液体的水位以保持预定的水位高度。

容器4可以是密封塔式的，水壁塔式的，或者是分馏塔式的。容器4与真空件3联接在一起，以便将要加工水中的氧气用真空方法抽掉。抽掉了气体的水，用水泵8从出口管5抽出来，经止回阀7，通过水管8，被送到水箱10。

入口阀9用于保持输送到水箱10的抽空气体水的水位始终是恒定水位。浆体供应阀12用于保持从供应口11输送到浆体容器13中的用于生产冷却饮料的浆体的液位高度。

水箱10中的水和容器13中的浆体处于一个大气压力之下，如果必要的话，或者用同样的压力加压。

抽空气体的水从水箱10中出来，经水量计量阀14和水混合阀15，被输送到混合容器18，混合容器18中保持的压力是一个大气压。流入到混合容器18中的流量基本上与水量计量阀14的开口大小成正比，因为水箱10适用的压力是保持恒定的，而且水箱10的水位与混合容器18的水位之差始终是保持近似的恒定的值。

浆体从浆体容器13中出来，经浆体计量阀16和浆体混合阀17，被输送到混合容器18中。流入到混合容器18中流量基本上与浆体计量阀16的开口大小成正比。这与水的情况是一样的，因为浆体容器13中适用的压力是保持恒定的，浆体容器13中的水位与混合容器18中的水位之差始终是保持近似恒定的值。

容器18中的混合液体，用混合泵19加压抽出，经过控制阀20，被输送到下一道工序。控制阀20的结构可以自动控制混合容器18中水位的高度在一个恒定的值。

在下一道工序中，二氧化碳气体（CO₂）被吸到或者混合到混合液体中。换句话说，就是恒定流量，经控制阀20输送的混合液体和恒定流量，从供应口22经阀23输送的二氧化碳气体，都被输送到聚碳酸酯化装置21中。混合液体在管道24中吸收二氧化碳气体，然后经止向阀25流入碳酸化装置容器26中。碳酸化装置容器26，由压力调节阀28联接着气体供应口27;经该供应口，二氧化碳气体被输送到容器26中，这样，容器26中的压力便保持恒定的值。

混合液体的冷却装置安装在管道24上。如果需要的话，或者将冷却板安装在容器上，以便使容器26中的混合液体可以冷却到预定的温度。

输送到碳酸化容器26中的混合液体，是含有在加压的二氧化碳气体中吸收了必要量的二氧化碳气体的一种产品，并储存在容器26下面，经出口29，加压送到下一道工序。

当两种液体混合时，前面所述的液体混合装置存在下述的问题：

（1）需要分别控制水箱10，浆体容器13和混合容器18这三种容器中的液体水位。当要加工的水中的氧气被抽空时，容器4中的水位也需要控制。

（2）由于混合泵19装有控制阀20以保持混合容器18中液体水位的恒定值，则需要混合泵19有相当大的泵流量。

（3）当要加工的水中的氧气被预先抽空后，容器4及其空间便不可少，而且，将抽空气体的水送到水箱10的泵6也不可少，止回阀7，管道8和入口阀9都是不可少的。

（4）由于使用吸收气体性能差的混合液体来吸收二氧化碳气体，还需要相当大的气体吸收装置的碳酸化装置。

（5）图1中的装置需要有5个大小不同的容器和把这些容器相互连接起来的许多管道。因而，该装置需要消毒和冲洗的部位或者区域则很大，要花费很多时间来消毒和冲洗，而且消毒冲洗液的量也需要很大。

本发明的目的之一是提供一种按预定比例混合两种液体的方法和装置。

本发明的另一个目的是提供一种预先抽空一种液体中氧气的方法及其所使用的装置。

本发明再一个目的是提供一种抽空氧气和实现气体吸收的新方法和装置。

参考实施例，本发明的这些目的和其它目的下面将加以详细说明。

图1是一个先有技术的混合装置，图2是本发明的一个混合装置的实施例，图3是本发明的另一个装置的实施例。

下面将参考图中的实施例对本发明加以描述。

图2是本发明一个混合装置的实施例，图中的标号100表示要加工的水的供应口，在该供应口上有一液体水位控制阀101，转换阀102用于：为将要加工的水打开通路到供应喷嘴103，或者打开通路到冲洗喷嘴118。标号104表示水箱，标号109表示水位高度控制器。从供应口100输送出来的水由液体水位控制器109和控制阀101根据容器104中液体的水位来控制，以保持容器104中的液体水位不变。

真空计量表113，真空控制器130，水滴分离器114，排泄阀115和真空装置116，都连到真空管112上，经止回阀111，该管又连到容器104上，水箱104被真空装置116抽成真空。

标号105表示浆体供应口，液体水位控制阀106和转换阀107安装在自浆体供应口105起的液体通道上。转换阀107可以打开到浆体容器108的通道，或者打开到冲洗喷嘴119的通道。从浆体供应口105输送过来的浆体量，由液体水位控制器110和液体水位控制阀106根据浆体容器108中的液体水位控制，容器108中的液体水位保持恒定。管道117将浆体容器108连接常压空气，或者如果需要的话，管道117可以连接到一个加压的气体源，以保持浆体容器108中的恒定压力。

水箱104由阀120与恒量泵124的吸入端或者入口相连。浆体容器108，也由计量阀121，阀122和混合喷嘴123与恒量泵124的吸入端相连。阀120和阀122是自控阀，可以与恒量泵124启动与停止同步打开和关闭。

压力表125用于计量恒量泵124的输出压力。流量表126能够自动控制恒量泵124的转速，必要的话，用于控制混合液体的恒定流量，或者用于调节泵124的转速。

标号127表示止回阀，标号128表示调节流量的自控阀，标号129表示混合液体的出口。当泵124停止时，止回阀127用于防止混合液体的回流或者渗漏。

从供应口100输送到水箱104的水中所含的氧气在水箱104中被真空装置116和真空控制器130充分抽掉以保持水箱104中预定的真空度，水的液位由液位控制器109和液位控制阀101保持恒定值。

另外，从供应口105输送出来的浆体，由液位控制器110和液位控制阀106保持一个恒定的液位高度。

抽掉气体的水由恒量泵124经阀120吸入。

泵124的吸入端的压力保持在一个恒定范围：0.1-0.2（公斤/厘米·Abs）之内，这个恒定压力范围是由水箱104中的真空度和液位高度决定的。

容器108中的浆体经阀121和阀122，从喷嘴123流入水中的同时，也充分喷散开。

由于喷嘴123处的压力与浆体容器108中的压力相比是一个相当大的负压，从容器108中出来的浆体可以流入水中，而且浆体流入水中的量也可由计量阀121调节。

阀121前后的压差基本不变（严格地说，由于浆体流量的不同有微小的变化）并与浆体容器108中的压力和混合喷嘴123附近的压力及浆体的纵向压力之间的压力差相同。不同的压力和液体纵向压力分别保持在一个恒定的值。

恒量泵124吸入端的混合液体流量要依泵124的恒量特点而定，并可由该泵的转速而调节。因以，流量表126和控制阀128并不是必不可少的。由于泵124特有的恒定量受泵的吸入压力影响，当吸入压力变化时，下面有两种方法可以提高混合液体流量的精度。

在第一种方法中，压力表125测量的压力并不使用，泵124的转速由流量表126测得的流量来调节，以保持混合液体流量的恒定值。这种方法同样要受自控的影响。

在第二种方法中，混合液体的流量恒定值的调节是通过利用这样一个事实，即：当调节控制阀128的开口大小以保持压力表125测量的压力为恒定值时，混合液体的流量与泵124的转速成正比。

当从泵124输出的混合液体流量是QM（升/分），通过调节计量阀121的浆体流量是QS〔升/分〕时，要加工的抽空气体的水的流量QW〔升/分〕的值用下列公式便可得到：

QW＝QM-QS

当泵124的吸入端的压力保持在恒定值而且容器108中的浆体液位在容器中的压力是稳定的常压或者保持一恒定值不变时，浆体的流量由计量阀121的开启大小决定。因此，通过调节泵124的转速保证混合液体流量恒定，抽空气体的水的流量则自动控制，这样，水和浆体便可按预定的比例混合。

根据上述实施例，可取得如下效果。

（1）与先有技术相比，抽气容器和混合容器则可省去，容器的数量是2个，这只是先有技术装置中数量的二分之一。

（2）由于抽气容器不必要了（在先有技术中是使用水箱），与此相关的供水控制设备，输送加压的抽空气体水的泵和输送液体的管道都成了多余的了，组件的数量大大减少了。

（3）由于利用水箱中真空抽气的负压达到将浆体从浆体容器中送出，浆体容器中再加压就没有必要了，只利用稳定的常压即可。当然，如果需要，也可以加压。

（4）不必再测量或者调节要加工的抽掉气体的水的流量。

（5）使用恒量泵可以大大降低耗电量。表1是图1中先有技术的电机功率与本发明中的电机功率对比表。表1：

（6）由于容器减少了，本装置可以随时消毒和冲洗，所用时间少，所用消毒剂和清洗剂也少。

（7）由于要控制的部件减少了，控制装置及其操作也简单了。

（8）由于使用恒量泵，噪音大大降低。如在图1中的先有技术中，如使用离心泵6和9噪音为80-90分贝（A），而本发明的噪音为70-75分贝（A）。

（9）由于混合液体的流量以具有恒量泵特点的恒定量而定，而且可以通过调节该泵的转速来调节，流量表和流量调节阀都没有必要了。泵体不会出现渗漏现象而且当泵的吸收压力变化时，设定的流量也变化。所以，当需要提高流量调节精度而又不影响吸收压力的变化时，可以使用的一种方法是测量流速以控制泵的转速，或者使用另一种方法，即：通过调节调节阀开启的大小使泵的输出压力始终保持恒定的值。

在前面所述的例子是一个水箱104中所含的氧气被抽空的例子。下面再描述另一个实施例，在该实施例中，二氧化碳气体被输送到加压的水箱104中以便抽空氧气，同时也吸收所需要的气体。该实施例由图3表示，在图3中，与在图2中所描述相同的部件则省略了。

与水箱104相连的排气管131，经开关阀132、流量调节阀133和气流表134与排气口135相连接。

进气口136，经降压阀137、调压阀138、止回阀139、调压表140和气口141和142，与浆体容器108和水箱104相连。二氧化碳〔CO₂〕、氮气〔N₂〕，或者其他同类的气体，根据需要从进气口136输入，水箱104中的压力和浆体容器108中的压力保持在预定的压力。

除了在图3实施例中从水箱104到恒量泵124的液流管道上安有流量表143和压力表144，以及阀120是安装在流量表143和压力表144之间之外，从水箱104和浆体容器108到出口129的结构基本上与图2一致。

从供应口100输送的水要在水箱104中经过抽气工序和吸气工序，水箱104由进气口送入的二氧化碳气〔CO₂〕、氮气〔N₂〕，或者其他同类气体保持预定的压力。当水箱104中的压力由二氧化碳气保持在预定的压力时，水便吸收二氧化碳气，同时溶于水中的空气（主要是氧气〔O₂〕和氮气〔N₂〕）便被分离。当水箱104中的压力由氮气〔N₂〕保持预定的压力时，在加压的氮气〔N₂〕之下水便吸收氮气〔N₂〕，同时溶于水中空气（主要是氧气〔O₂〕和氮气〔N₂〕）中的氧气〔O₂〕便被分离。

从水中分离出来的空气中的氮气〔N₂〕或者氧气〔O₂〕。经排气管131、阀132和133。气流表134，以经济的气流量由排气口135排出。这样，在水箱104中的二氧化碳气或者氮气〔N₂〕的气体纯度保持在预定值或者再高些。

水箱104中的压力和浆体容器108中的压力保持同一预定压力，水箱104中的水位和浆体容器中的液位则分别保持在不同的预定高度。

水箱104中的抽空气体的水，经计量阀143和阀120，被恒量泵124抽出。再有，容器108中的浆体，经计量阀121和阀122，从混合喷嘴123中流到水流中。

在本实施例中，混合喷嘴123附近的压力由压力表144测量，恒量泵124的转速可以变化以便将喷嘴123附近的压力控制到所要求的值。

从泵125中排出的混合液体流量的调节和水与浆体混合比例的调节，都同第一个实施例中的方式相同。

根据本实施例，取得了以下效果。

（1）抽气工序由于被使用二氧化碳气〔CO₂〕或者氮气〔N₂〕的工序所代替，真空装置就不必要了，代替真空装置的压力调节装置则要简单。

（2）由于水中抽气与吸收二氧化碳气〔CO₂〕或者氮气〔N₂〕同时进行，与混合液体吸收二氧化碳气〔CO₂〕或者氮气〔N₂〕相比，上述气体溶于水的可溶性要大，所以气体被有效吸收，从而省掉了聚碳酸化装置（polycarbonater）。

Claims (1)

1、一种液体混合方法是将盛放在第一容器中的第一种液体和盛放在第二容器中的第二种液体以一定的流速泵出进行混合，其特征是所用的泵是恒量泵，第一容器和第二容器中的压力保持在一预定值，第一种液体输送到恒量泵的吸入端，第二种液体通过一计量装置后输送到恒量泵的吸入端，从而可通过调节所述计量装置来控制第一种液体与第二种液体的混合比例。

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