CZ20013428A3 - Uspořádání čerpacího bloku - Google Patents

Description

Oblast techniky čerpacího

Předkládaný vynález se týká uspořádání bloku, přičemž tento čerpací blok zahrnuje množství čerpacích ventilů, z nichž každý je spojen s pístem v pístovém a vstupní trubku společnou pro všechny čerpací s jedním spojením ke každému čerpacímu ventilu.

čerpadlu, ventily a

Dosavadní stav techniky

Typ čerpacího bloku, se kterým může být použito uspořádání podle předkládaného vynálezu, existuje například ve vysokotlakém čerpadlu nebo homogenizéru. Vysokotlaké čerpadlo v podstatě sestává z výkonného elektrického motoru s·. převodovým mechanismem zahrnujícím hnací řemen, převodovou skříň a klikový mechanismus, uložený v klikové skříni. Vysokotlaké čerpadlo rovněž obsahuje čerpací úsek s čerpacím blokem, ventily a písty, převáděn prostřednictvím vratný pohyb pístů.

Otočný pohyb elektrického motoru je převodového mechanismu na přímočarý . Homogenizér-. je v podstatě vysokotlaké čerpadlo, kterém byl čerpací blok doplněn jedním nebo více homogenizačními zařízeními nebo protitlakovými zařízeními, ve kterých probíhá vlastní homogenizace. Vysokotlaké čerpadlo nebo homogenizér podle tohoto principu jsou popsány ve švédské patentové přihlášce SE 9800896-4.

ve.

Homogenizace je průmyslový proces, který je již dlouho využíván a jehož účelem je jemně distribuovat částice v různých typech kapalin, aby se tak například stabilizovaly emulze, podpořila‘chuť a aroma, zlepšilo prosycení barvou v ···· nátěrech, a podobně. Velmi obvyklou oblasti využiti je homogenizace mléka, jejímž účelem je střihem dělit největší tukové kuličky, vyskytující se v mléce, na menší tukové kuličky, a prostřednictvím toho stabilizovat tukovou emulzi, což pak brání usazování smetany. Větší část veškerého mléka, dodávaného spotřebiteli, je v současnosti homogenizována.

Homogenizace obvykle probíhá tak, že tuková emulze, která může sestávat z mléka,’ je vystavena vysokému vstupnímu tlaku, který pohání tuto emulzi vysokou rychlostí skrz velmi úzkou štěrbinu, kde jsou tukové kuličky této tukové emulze střihány, kromě jiných okolností v důsledku turbulence, která nastává na náhlém 'tlakovém spádu za homogenizačním ventilem. Produkt, který má být homogenizován, je natlakován, často až na několik stovek Bar, prostřednictvím vysokotlakého čerpadla a je nucen, aby procházel skrz úzkou štěrbinu v protitlakovém zařízení.

Když produkt vstupuje do homogenizéru nebo vysokotlaké čerpadla, prochází dovnitř skrz vstupní trubku· nebo vedení a je distribuován k různým ventilům v čerpacím bloku. Ve většině homogenizérů a vysokotlakých čerpadel v současnosti je vstupní vedení vyvrtáno v homogenním čerpacím bloku, což je příčinou velkých výrobních nákladů. Rovněž to s sebou ale přináší to, že mne vždy je možné vyvrtat vstupní vedení s tak velkými průměry, jak by bylo žádoucí. Volbou velkého vstupního průměru se snižuje rychlost ve vstupní trubce a tím se snižuje nebezpečí kavitace, ke které může docházet v důsledku změn v rychlosti, které vznikají v důsledku pulzace čerpadla.

Byly již učiněny pokusy o nahrazení vstupních vedení, vyvrtaných v čerpacím bloku, prostřednictvím samostatné

	4«		• »· ··
	•	•	•	·· · · · ♦	• ·
	•	•	•	• · · ·	•
	e	•	• ·	• · · · ·	•
3	•	•	•	• · · ·	•
	99	•	··· ···*	···

vstupní trubky. Protože ale je produkt často zahříván, mohou vznikat velmi velká tepelná napětí, protože vstupní trubka se zahřívá rychle a čerpací blok v důsledku své velké hmotnosti se zahřívá mnohem pomaleji. Pokud’se týká homogenizace, produkt má často teplotu 75°C a tepelné napětí, které může vzniknout na vstupu do homogenizéru, překračuje úroveň vzniku poruchy materiálu trubky. Vysoké teploty se mohou rovněž vyskytovat při sterilizaci trubky nebo trubicovéhosystému předtím, než začne výroba. Přirozeně, že svary, které musí naprosto nutně existovat ve vstupní trubce, budou praskat již při podstatně nižších tepelných napětích. Čím větší homogenizér je, to jest čím větší má počet čerpacích ventilů v čerpacím bloku, tím větší bude tepelné napětí, která vzniká mezi čerpacím blokem a vstupní trubkou.

Vyřešení tohoto problému použitím expanzních skříni nebo jiných expanzních trubicových uspořádání je nevhodné, protože v tomto případě zde není prostor pro tato často objemná zařízení, která jsou navíc nevhodná z hlediska hygieny.

Jedním cílem předkládaného vynálezu je vytvořit vstupní trubku pro čerpací blok, která může být vytvořena jako samostatný díl bez tepelných napětí, způsobujících prasknutí trubky.

Dalším cílem předkládaného - vynálezu je, prostřednictvím využití uspořádání podle předkládaného vynálezu, vytvořit podstatně ekonomičtější vstup do čerpacího bloku, který navíc poskytne možnost volné volby průměru vstupu.

• · ·

Podstata vynálezu

Výše uvedené a další cíle byly dosaženy podle předkládaného vynálezu tím, že uspořádání typu, popisovaného v úvodu, bylo vytvořeno s tím charakteristickým znakem, že jedno ze spojení mezi čerpacím blokem a vstupní trubkou je pevné a že ostatní spojení jsou pohyblivá v podélném směru vstupní trubky.

Výhodná provedení předkládaného vynálezu byla dále vytvořena s charakteristickými znaky tak, jak je definováno v připojených závislých patentových nárocích.

V následujícím popisu bude nyní podrobněji popsáno jedno výhodné provedení předkládaného vynálezu ve spojení s odkazy na připojené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l znázorňuje část uspořádání podle předkládaného vynálezu;

Obr. 2 znázorňuje, částečně v řezu, detail uspořádání podle vynálezu; a

Obr. 3 znázorňuje homogenizér, ve kterém může být použito uspořádání podle předkládaného vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje část uspořádání podle předkládaného vynálezu, přesněji tedy vstupní trubku 1 s množstvím spojení 2, určených k připojení k různým čerpacím ventilům 3., které jsou uzavřeny v čerpacím bloku 4.· Vstupní trubka 1 může sestávat ze standardní ocelové nerezové trubky 5. o průměru, • · ·

který je zvolen s ohledem na kapacitu homogenizéru 6. nebo vysokotlakého čerpadla, se kterým je uspořádáni podle předkládaného vynálezu použito. Vstupní trubka 1 jako taková tvoří samostatný díl, přičemž pro jeden a ten samý čerpací blok 4. mohou být zvoleny různé vstupní trubky 1 s různými průměry.

V jejím jednom konci 2 je vstupní trubka i otevřená a je zde spojena s vedením (není znázorněno), které vede produkt do homogenizéru 6. nebo vysokotlakého čerpadla. Vstupní trubka 1 je na svém druhém konci 2 uzavřena.

Na obr. 1 má vstupní trubka i pět spojení 2. Tento počet se může měnit v závislosti na kapacitě homogenizéru 6 nebo vysokotlakého čerpadla. Ze spojení 2. je jedno spojení 2 pevné. Ve výhodném provedení je toto pevné spojení 9. umístěno na tom konci 2 vstupní trubky 1, který je uzavřený. Alternativně může být pevným spojením 9. kterékoliv z ostatních spojení, ale naprosto nejpraktičtější je, pokud pevné spojení 9. je umístěno V jednom z konců Ί_ nebo 8. vstupní trubky jL.

Pevné spojení 9, má přírubu 10, která je pevně přivařena na límci 11 kolem otvoru 12 v trubce 5.. Příruba 10 má alespoň dvě díry 13 pro šrouby nebo šroubové spojky. Díry 13 pro šrouby mají obvyklou velikost vzhledem k šroubům 14 nebo svorníkům, které jsou použity. V přírubě 10 je umístěn O-kroužek nebo ploché těsnění 15, které těsní spojení 9., když je přišroubováno na místě v čerpacím bloku 4_.

Zbývající spojení 16 jsou pohyblivá v podélném směru trubky 5,. Pohyblivé spojení 16 je v detailu znázorněno na obr. 2. Pohyblivé spojení 16 má přírubu 17, která je pevně přivařena na límci 11 kolem otvoru 12 v trubce 5. způsobem, který odpovídá připevněni pevného spojení 9,. Příruba 17 má alespoň dvě díry 18 pro šrouby nebo šroubové spojky. Díry 18 pro šrouby jsou předimenzovány vzhledem ke šroubům 14 nebo svorníkům, které jsou v nich použity.

V každé takové předimenzované díře 18 pro šroub je uložena rozpěrka 19. Rozpěrky 19 mají délku, díky které vyčnívají nahoru nad přírubu 17 na té straně příruby 17, která je otočena čelem směrem k čerpacímu bloku 4. Rozpěrky 19 mají vnitřní průměr, který představuje standardně velikou díru pro šroub 14 nebo svorník, který bude použit. Mezi vnějším průměrem rozpěrky 19 a předimenzované díry 18 pro šroub je vůle A. Pohyblivé spojení 16 má rovněž O-kroužek nebo ploché těsnění 15, které těsni spojení 16, když je přišroubováno na místo v čerpacím bloku 4.. Při úplném utažení, když je příruba 17 našroubována na místo v čerpacím bloku 4, je O-kroužek 15 stlačen na 20 procent jeho možné stlačitélnosti. Stlačení na 20 procent je takové, které je požadováno k tomu, aby O-kroužek 15 spolehlivě těsnil.

Pohyblivé spojení 16 je našroubováno na místo v. čerpacím bloku 4.· Délka rozpěrek 19 je upravena tak, že při úplném utažení šroubů 14 nebo svorník O-kroužek 15 dostatečně těsní proti čerpacímu bloku 1 a mezi přírubou 17 a čerpacím blokem 4. vzniká vůle B.

Materiál nerezová ocel, ze kterého je vstupní trubka výhodně vyrobena, pokud se týká využití pro homogenizéry 6 používané v mléčném průmyslu, má teplotní roztažnost 1,65 mm na metr při teplotě 100°C. Prostřednictvím vytvoření předimenzovaných děr 18 pro šrouby může být dosažena vůle A, která může absorbovat očekávanou teplotní roztažnost.

Předimenzované díry 18 pro šrouby mohou být vyrobeny se stejnou vůli A pro všechna pohyblivá spojeni 16. Alternativně může být vůle A upravena na vzdálenost od pevného spojeni 9, takže tim větší vůle A bude vytvořena, čím dále je pohyblivé spojení 16 umístěno od pevného spojení 9.. V důsledku vůle B mezi přírubami 17 a čerpacím blokem 4. se vstupní trubka 1 může bez překážky pohybovat vzhledem k tomuto čerpacímu bloku ANa tom konci 2 vstupní trubky 2, který je spojen s přicházejícím produktem, je vstupní trubka X vhodně zajištěna v kluzně posuvném ukotvení nebo v kluzně posuvné sponě (není znázorněno). Kluzně posuvné ukotvení umožňuje posouvání v podélném směru trubky 5. a přitom drží tuto trubku v radiálním směru.

Obr. 3 znázorňuje uspořádání podle předkládaného vynálezu, použité v homogenizéru 6,. Produkt přichází do homogenizéru 6. ve vedení, které na obrázku není znázorněn. Toto vedení je spojeno sé vstupní trubkou 2 v jejím otevřeném konci Ί_. Vstupní trubka 2 je zajištěna k čerpacímu bloku 4·' prostřednictvím jednoho pevného spojení 9. a zbývajících pohyblivých spojení 16 ze spojení 2. Počet spojení 2. odpovídá počtu čerpacích ventilů 2 v čerpacím bloku 4.. Čerpací ventily 3. jsou každý spojen s pístem 20 v pístovém čerpadlu 21. Pístové čerpadlo 21 mění otočný pohyb elektrického motoru 22 na přímočarý vratný pohyb. Homogenizér 6, rovněž obsahuje homogenizační zařízení 23 nebo protitlakové zařízení.

Když produkt vstupuje do čerpacího bloku 4. s jeho čerpacími ventily 3., je tento produkt natlakován prostřednictvím pístového čerpadla 21. Produkt (který je často natlakován na několik stovek Bar) je tlačen vysokou rychlostí, aby prošel úzkou štěrbinou v homogenizačním zařízení 23. Produkt může sestávat z emulze, která má být stabilizována. V případě, že produktem je mléko, sestává z tukové emulze s tukovými kuličkami různých velikostí. V úzké štěrbině homogenizačního zařízení 23 jsou tyto tukové kuličky střihány na menší kuličky a je získána stabilní emulze, ve které je zabráněno usazování smetany. Produkt odchází z homogenizéru 6, skrz výstupní trubku 24.

Jak by mělo být zcela zřejmé z předcházej ícího popisu, předkládaný vynález realizuje uspořádání, které tvoří vstupní trubku do čerpacího bloku, přičemž toto uspořádání je schopné kompenzovat tepelná napětí, která vznikají při různých teplotách.ve vstupní trubce a v čerpacím bloku. Uspořádání podle předkládaného vynálezu umožňuje použiti samostatných vstupních trubek pro čerpací blok bez nebezpečí, že trubka praskne v důsledku velkých tepelných napětí, která nastanou. Předkládaný vynález rovněž umožňuje volnou volbu průměru vstupní trubky, což může snížit nebezpečí kavitace v trubce v důsledku pulzace čerpadla.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Uspořádání čerpacího bloku (4), přičemž tento čerpací blok (4) zahrnuje množství čerpacích ventilů (3), z nichž každý je spojen s pístem (20) v pístovém čerpadlu (21), a vstupní trubku (1) společnou pro všechny čerpací ventily (3) a s jedním spojením (2) ke každému čerpacímu ventilu (3), vyznačující se tím, že jedno spojení (9) ze spojení (2) mezi čerpacím blokem (4) a vstupní trubkou (1) je pevné á že ostatní spojení (16) jsou pohyblivá v podélném směru vstupní trubky (1) .
2. 2. Uspořádání podle nároku 1, vyznačující se tím, že pevné spojení (9) obsahuje přírubu (10), pevně spojenou s čerpacím blokem (4), a že pohyblivá spojení (16) každé zahrnuje přírubu (17) s předimenzovanými dírami (18). pro šrouby, »ve kterých jsou uloženy rozpěrky (19).
3. 3. Uspořádání podle nároku 2, vyznačující se tím, že předimenzované díry (18) pro šrouby poskytují vůli (A) mezi vnějším průměrem rozpěrek (19) a průměrem předimenzovanýchděr (18) pro šrouby.
4. 4. Uspořádání podle kteréhokoliv z nároků 2 až 3, vyznačující se tím, že rozpěrky (19) mají délku, která poskytuje vůli (B) mezi přírubou (17) a čerpacím blokem (4).
5. 5. Uspořádání podle nároku 4, vyznačující se tím, že vůle (A, B) jsou vytvořeny pro umožnění posunutí, které nastane v důsledku tepelného napětí, které může nastat mezi vstupní trubkou (1) a čerpacím blokem (4).