Patents
Search within
Search within the title, abstract, claims, or full patent document: You can restrict your search to a specific field using field names.
Use TI= to search in the title, AB= for the abstract, CL= for the claims, or TAC= for all three. For example, TI=(safety belt).
Search by Cooperative Patent Classifications (CPCs): These are commonly used to represent ideas in place of keywords, and can also be entered in a search term box. If you're searching forseat belts, you could also search for B60R22/00 to retrieve documents that mention safety belts or body harnesses. CPC=B60R22 will match documents with exactly this CPC, CPC=B60R22/low matches documents with this CPC or a child classification of this CPC.
Learn More
Title
Abstract
Claims
Full Document
Find patents
Keywords and boolean syntax (USPTO or EPO format): seat belt searches these two words, or their plurals and close synonyms. "seat belt" searches this exact phrase, in order. -seat -belt searches for documents not containing either word.
For searches using boolean logic, the default operator is AND with left associativity. Note: this means safety OR seat belt is searched as (safety OR seat) AND belt. Each word automatically includes plurals and close synonyms. Adjacent words that are implicitly ANDed together, such as (safety belt), are treated as a phrase when generating synonyms.
Learn More
Search by
Chemistry searches match terms (trade names, IUPAC names, etc. extracted from the entire document, and processed from .MOL files.)
Substructure (use SSS=) and similarity (use ~) searches are limited to one per search at the top-level AND condition. Exact searches can be used multiple times throughout the search query.
Searching by SMILES or InChi key requires no special syntax. To search by SMARTS, use SMARTS=.
To search for multiple molecules, select "Batch" in the "Type" menu. Enter multiple molecules separated by whitespace or by comma.
Learn More
Patent numbers
Search specific patents by importing a CSV or list of patent publication or application numbers.
Homogenizační ventil
CZ294689B6
Czechia
- Other languages
English - Inventor
Rolf Malmberg Rikard Hansson
Description
translated from
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká homogenizačního ventilu, zahrnujícího tlakovou, pohyblivou kuželku ventilu, sedlo ventilu a těleso ventilu, obklopující kuželku a sedlo, přičemž kuželka a sedlo jsou umístěny tak, že mezi nimi dochází k zaškrcení, které tvoří homogenizační mezeru.
Dosavadní stav techniky
Homogenizace je průmyslový proces, který je již dlouho používán a který je určen k tomu, aby se v takových emulzích, jako je například mléko, rozdělily největší tukové kuličky na menší tukové kuličky, čímž se zároveň stabilizuje celá tuková emulze. Například promléko to znamená, že je zabráněno usazeninám smetany, přičemž větší část veškerého mléka pro běžnou spotřebu je homogenizována.
Homogenizace obvykle probíhá mechanickým zpracováním, takže tuková emulze, která je pod vysokým tlakem, je nucena, aby prošla vysokou rychlostí skrz velmi úzkou mezeru, kde jsou tukové kuličky emulze narušovány v důsledku turbulence, ke které dochází při vysokých rychlostech a v důsledku kavitačních bublin, které se tříští v kapalině. Proces probíhá během velmi krátké časové periody, přičemž v této krátké časové periodě dochází k tomu, že se rychlost tukové emulze při průchodu zvětšuje, zatímco tlak se snižuje, přičemž důsledkem je, že kapalina se vaří.
Homogenizér sestává v podstatě z velkého pístového čerpadla, které vytváří velký tlak, a z protitlakového zařízení, kde probíhá vlastní homogenizace. Protitlakové zařízení, tedy homogenizační ventil dále sestává z pružné kuželky ventilu, sedla ventilu a opotřebovávacího kroužku, a tělesa ventilu, které obklopuje kuželku ventilu a sedlo ventilu. Kuželka ventilu a sedlo ventilu jsou obvykle rotačně symetrické ajsou umístěny tak, že se mezi těmito dvěma částmi vytváří radiální zaškrcení, které tvoří homogenizační mezeru. Výška, šířka a délka této mezery určují objem, se kterým homogenizace probíhá. Tento objem by měl být tak malý, jak jen je možné, aby se dosáhlo účinné homogenizace. Výška mezery je zmenšována při vyšším tlaku kapaliny, která má být homogenizována, přičemž současně větší průtok má za následek, že výška mezery se zvětšuje.
Při homogenizaci pasterizovaného mléka se především, ve srovnání s mlékem ošetřeným UTH, používá současně nižší tlak, protože cílem je zvýšit množství průtoku. To má dále za následek, že homogenizační ventil by potřeboval být vyroben větší tak, aby se získala mezera s menší výškou pro dosažení účinné homogenizace při tomto nízkém tlaku a zvýšeném průtoku. Byla ale vyzkoušena, že takovéto zvětšení měřítka existujících, dobře fungujících homogenizačních ventilů v praxi nefunguje vždy uspokojivě. Čím větší je dosažený tlakový povrch, tím větší budou síly, které se vytvářejí a homogenizační ventil musí být dokonce ještě větší. Současně se budou patřičně zvyšovat nálady na takový homogenizační ventil.
Dalším způsobem vyřešení daného problému je paralelní zapojení určitého počtu homogenizačních mezer, čímž je možné dosáhnout rozšíření délky mezery a tím snížení výšky mezery. Tento typ homogenizačního ventilu s paralelně zapojenými homogenizačními mezerami má ale naprosto pevnou výšku mezery. Toto řešení rovněž má nevýhodu v tom, že trpí opotřebením nerovnoměrným a nekontrolovatelným způsobem, což negativně ovlivňuje výsledek homogenizace.
Švédská patentová přihláška SE 9600792-7 popisuje ještě další řešení pro rozšíření délky homogenizační mezery, které spočívá v tom, že homogenizační mezera je vytvořena se zvlněným tvarem podél radiálního zaškrcení.
- 1 CZ 294689 B6
Jedním cílem předkládaného vynálezu je tudíž realizovat homogenizační ventil s výškou mezery homogenizační mezery, která je menší, ale která může být měněna, když se mění tlak a průtok.
Dalším cílem předkládaného vynálezu je zkonstruovat sedlo ventilu, které může být zpětně osazeno do existujících homogenizačních ventilů standardního typu, ale které má podstatně větší délku mezery a může tudíž být použito pro mnohem větší průtoky bez velkých nákladů, které by jinak byly nutné pro podstatně větší homogenizační ventil.
Ještě dalším cílem předkládaného vynálezu je to, aby homogenizační ventil umožňoval účinné promytí a aby i jinak uspokojoval extrémně vysoké nároky, které jsou kladeny na zpracování potravin.
Podstata vynálezu
Shora uvedené a další cíle jsou podle předkládaného vynálezu dosaženy tím, že homogenizační ventil typu, který byl popsán v úvodu, byl vytvořen s tím, podstatným znakem, že homogenizační mezera sestává z alespoň dvou a výhodně tří mezer soustředně uspořádaných podél zaškrcení.
Výhodná provedení předkládaného vynálezu jsou dále charakterizovány znaky, které jsou definovány v závislých patentových nárocích.
Výhodně jsou kuželka ventilu a sedlo ventilu rotačně symetrické.
Výhodně je tedy homogenizační mezera uspořádána radiálně.
Ve výhodném provedení předkládaného vynálezu sedlo ventilu sestává z objímky, části sdružené s objímkou a části, která je sdružena s uvedenou částí prostřednictvím mezilehlých úzkých propojovacích můstků pro vytvoření kanálků mezi těmito částmi.
Výhodně uvedené části sedla ventilu mají výstupky, přičemž jeden výstupek je uložen na části, která je sdružena s objímkou, a dva výstupky jsou uloženy na zbývající části, a přičemž uvedené výstupky tvoří jedno ohraničení homogenizační mezery.
Podle jednoho výhodného provedení předkládaného vynálezu je od své centrální roviny sedlo ventilu zkonstruováno jako shodné po obou stranách této centrální roviny.
Podle jednoho výhodného provedení předkládaného vynálezu kuželka ventilu sestává z centrální části a samostatné jednotky, přičemž uvedená jednotka je zajištěna prostřednictvím šroubu kté straně centrální části, která směřuje k sedlu ventilu.
Výhodně jednotka kuželky ventilu sestává z vnitřní části a části soustředně obklopující vnitřní část a sdruženou s vnitřní částí prostřednictvím mezilehlých úzkých propojovacích můstků pro vytvoření kanálků mezi těmito částmi.
Výhodně je od své centrální roviny jednotka kuželky ventilu zkonstruována jako shodná na obou stranách této centrální roviny.
Jedno výhodné provedení předkládaného vynálezu bude v následujícím popisu popsáno poněkud podrobněji ve spojení s odkazy na připojené výkresy.
-2CZ 294689 B6
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 znázorňuje, v částečném řezu, bokorys zařízení podle předkládaného vynálezu;
Obr. 2 znázorňuje, částečně v řezu, zvětšený detail označený kružnicí A na obr. 1;
Obr. 3 znázorňuje půdorys části kuželky ventilu; a
Obr. 4 znázorňuje půdorys sedla ventilu.
Příklady provedení vynálezu
Je třeba uvést, že výkresy znázorňují pouze ty detaily, které jsou podstatné pro pochopení předkládaného vynálezu, přičemž bylo vypuštěno uložení homogenizačního ventilu v homogenizéru, které je osobám v oboru znalým obecně známé.
Jak je ilustrováno na obr. 1, sestává homogenizační ventil 1 podle předkládaného vynálezu v podstatě z tělesa 2 ventilu se vstupem 3 a výstupem 4 pro kapalinu, která má být homogenizována, a rovněž z kuželky 5 ventilu a sedla 6 ventilu. Kuželka 5 ventilu a sedlo 6 ventilu jsou uspořádány tak, že mezi nimi vzniká zaškrcení, tvořící homogenizační mezeru7.
Ve výhodném provedení předkládaného vynálezu je sedlo ventilu rotačně symetrické a má centrální průchozí průtokový průchod 8 pro kapalinu, která má být homogenizována, který tvoří prodloužení vstupu 3 homogenizačního ventilu 1. Od své centrální roviny 9 je sedlo 6 ventilu konstruováno tak, že je shodné na obou stranách centrální roviny 9 a tudíž může být obráceno v tělesu 2 ventilu, čímž je dosaženo dvojnásobné životnosti pro takovéto sedlo 6 ventilu. Nejvíce na kraji směrem kjeho obvodu je sedlo 6 ventilu opatřeno objímkou 10, která slouží pro stejnou funkci jako opotřebovávací kroužek u běžných homogenizačních ventilů a tudíž zahrnuje tuto součást.
Uvnitř objímky 10 má sedlo 6 ventilu od dvou do pěti výstupků. Tyto výstupky tvoří jedno ohraničení homogenizační mezery 7. Jak je znázorněno na obr. 4, jsou tyto výstupky soustředně uspořádány kolem průchozího průtokového průchodu 8 a jsou ve výhodném provedení předkládaného vynálezu tři. Výstupy jsou uspořádány tak, že výstupek 11a nejblíže k objímce 10 je uložen na části 12 sedla ventilu, která je zcela sdružena s objímkou 10. Výstupky 11b a 1 lc jsou uloženy na části 13, která je sdružena s částí 12 pouze prostřednictvím mezilehlých úzkých propojovacích můstků 14. Mezi částmi 12 a 13 tak jsou tudíž vytvořeny kanálky 15 pro část kapaliny, která má být homogenizována.
Výstupky mohou být konstruovány, podle výhodného provedení předkládaného vynálezu a jak je znázorněno na detailní ilustraci podle obr. 2, s nepatrnou horní plochou, která má sklon vzhledem k obklopujícímu povrchu. Alternativně mohou být tyto výstupky zkonstruovány se širší horní plochou s přímým ohraničením vzhledem kobklopujícímu povrchu.
Kuželka 5 ventilu, která je rovněž rotačně symetrická, je tlakovaná, obvykle prostřednictvím hydraulického nebo pneumatického pístu 26, ale v jednodušších variantách vynálezu může být tlakována prostřednictvím nastavovacího šroubu, který působí přes pružinu. Kuželka 5 ventiluje rovněž pohyblivá, například prostřednictvím ve válci, aby absorbovala rychlé změny průtoku, ke kterým dochází v kapalině, která má být homogenizována. Tato pružnost je potřebná pro zpracování změn průtoku, které přirozeně vznikají v pístových čerpadlech.
Kuželka 5 ventilu je uložena v tělesu 2 ventilu tak, že mezi kuželkou 5 ventilu a výstupky sedla 6 ventilu vznikají soustředně uspořádané homogenizační mezery 7 o výšce h. Strana kuželky 5
-3 CZ 294689 B6 ventilu, která směřuje k sedlu 6 ventilu, tvoří druhé ohraničení homogenizační mezery 7. Výška h homogenizační mezery 7 může být měněna s měnícím se tlakem a průtokem tím, že kuželka 5 ventilu se posune blíže k, nebo dále od sedla 6 ventilu. Ve výhodném provedení předkládaného vynálezu má sedlo 6 ventilu tři soustředně uspořádané homogenizační mezery 7.
Ve výhodném provedení předkládaného vynálezu je kuželka 5 ventilu zkonstruovaná tak, že její spodní část, která směřuje k sedlu 6 ventilu, sestává ze samostatné jednotky 16, která je zajištěna na centrální části 17 kuželky 5 ventilu. Tato samostatná jednotka 16 může, jak je například znázorněno na obr. 1, být zajištěna prostřednictvím šroubu 18. Od své centrální roviny 19 je tato samostatná jednotka 16 zkonstruována tak, že je shodná na obou stranách centrální roviny 19 a tudíž ji je možno obrátit, což v důsledku znamená dvojnásobnou životnost samostatné jednotky 16 kuželky 5 ventilu.
Jak je znázorněno na obr. 3, je samostatná jednotka 16 kuželky 5 ventilu zkonstruována tak, že má plnou vnitřní část 20 a část 21 soustředně obklopující plnou vnitřní část 20 a sdruženou s touto vnitřní částí 20 pouze prostřednictvím mezilehlých úzkých propojovacích můstků 22. Mezi těmito částmi 20 a 21 tak opět vznikají kanálky 23 pro kapalinu, která má být homogenizována.
Kapalina, obvykle mléko, která má být homogenizována, je převedena do homogenizéru, kde je tlakována na přibližně 10 až 25 MPa. Mléko má obvykle obsah tuku 0,5 až 3,5 % a má teplotu 55 až 80 °C.
Kapalina je vedena skrz vstup 3 a, jak je znázorněno šipkami na obr. 2, když dosahuje sedla 6 ventilu je tato kapalina dělena, částečně do průchozího průtokového průchodu 8 a částečně do kanálků 15. Potom kapalina prochází jednou ze tří homogenizačních mezer 7, kde probíhá homogenizace, a tato kapalina se potom sama rozděluje, částečně do kanálků 23 a částečně do kanálku 24, který je vytvořen mezi kuželkou 5 ventilu a objímkou 10 sedla 6 ventilu. Protože kapalina má vždy sklon sledovat nejjednodušší cestu, bude zde dosaženo relativně rovnoměrného rozložení kapaliny skrz homogenizační mezery 7. Po homogenizaci kapaliny vychází ven z homogenizačního ventilu 1 skrz výstup 4.
Výška h mezery je obvykle 50 až 200 pm. Při průchodu dochází k velmi rychlému poklesu tlaku až na 0 MPa, přičemž se současně zvětšuje rychlost průtoku kapaliny s tím důsledkem, že kapalina se začíná vařit. Když kapalina opouští homogenizační mezeru 7, snižuje se její rychlost a tlak se opět zvětšuje. Kapalina se přestává vařit a bubliny páry v kapalině se tříští. Celý proces probíhá v časovém prostoru několika zlomků sekund a, při bouřlivých procesech, kde vysoká rychlost dává vzniknout turbulencím a kavitaci, budou tukové částice obsažené v kapalině děleny na menší částice nebo kuličky.
Dosažením jednotného rozložení kapaliny mezi třemi homogenizačními mezerami 7 a rovněž tím, že kapalina prochází pod pravými úhly přes mezeru 7, bude dosaženo extrémně účinného využití zvětšené délky mezery, přičemž homogenizér s homogenizačním ventilem 1 podle předkládaného vynálezu je schopen zpracovávat zhruba trojnásobně větší průtok než běžný homogenizační ventil. Aby se zpracoval stejný průtok v běžném homogenizačním ventilu, musel by být tento běžný ventil zvětšen přibližně devětkrát, dokud se týká hmotnosti a objemu, a cena takového homogenizéru by byla více než desetkrát větší.
Pokud sedlo 6 ventilu a samostatná jednotka 16 kuželky 5 ventilu budou mít hygienické utěsnění 25 proti tělesu 2 ventilu, bude dosaženo hygienického homogenizačního ventilu 1, který splňuje požadavky potravinářského průmyslu a který může být promýván běžným vybavením.
Jak by mělo být zřejmé z předcházejícího popisu, realizuje předkládaný vynález homogenizační ventil, který může být použit pro zpětné osazení do existujících homogenizérů, ale který je schopen zpracovávat zhruba trojnásobně větší průtok, než odpovídající běžný homogenizační ventil.
Claims (9)
Hide Dependent
translated from
Claims (9)
Hide Dependent
translated from
1. Homogenizační ventil (1) zahrnující tlakovou pohyblivou kuželku (5) ventilu, sedlo (6) ventilu a těleso (2) ventilu obklopující kuželku (5) a sedlo (6), přičemž uvedená kuželka (5) a uvedené sedlo (6) jsou uspořádány tak, že mezi nimi vzniká zaškrcení tvořící homogenizační mezeru (7), vyznačující se tím, že tato homogenizační mezera (7) sestává z alespoň dvou a výhodně tří mezer, soustředně uspořádaných podél zaškrcení.
2. Homogenizační ventil podle nároku 1,vyznačující se tím, že kuželka (5) ventilu a sedlo (6) ventilu jsou rotačně symetrické.
3. Homogenizační ventil podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že homogenizační mezera (7) je uspořádána radiálně.
4. Homogenizační ventil podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že sedlo (6) ventilu sestává z objímky (10), části (12) sdružené s objímkou (10) a části (13) , která je sdružena s částí (12) prostřednictvím mezilehlých úzkých propojovacích můstků (14) pro vytvoření kanálků (15) mezi částmi (12) a (13).
5. Homogenizační ventil podle nároku 4, vyznačující se tím, že části (12, 13) sedla (6) ventilu mají výstupky přičemž jeden výstupek (11a) je uložen na části (12) a dva výstupky (11b, 1 lc) jsou uloženy na části (13), přičemž uvedené výstupky tvoří jedno ohraničení homogenizační mezery (7).
6. Homogenizační ventil podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že od své centrální roviny (9) je sedlo (6) ventilu zkonstruováno jako shodné po obou stranách této centrální roviny (9).
7. Homogenizační ventil podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že kuželka (5) ventilu sestává z centrální části (17) a samostatné jednotky (16), přičemž jednotka (16) je zajištěna prostřednictvím šroubu (18) ktéto straně centrální části (17), která směřuje k sedlu (6) ventilu.
8. Homogenizační ventil podle nároku 7, vyznačující se tím, že jednotka (16) kuželky (5) ventilu sestává z vnitřní části (20) a části (21), soustředně obklopující vnitřní část (20) a sdruženou s vnitřní částí (20) prostřednictvím úzkých propojovacích můstků (22) pro vytvoření kanálků (24) mezi částmi (20) a (21).
9. Homogenizační ventil podle kteréhokoliv z nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že od své centrální roviny (19) je samostatná jednotka (16) kuželky (5) ventilu zkonstruována jako shodná na obou stranách této centrální roviny (19).