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Die
Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsspender,
beispielsweise Fruchtsaftspender, mit einer Mischkammer oder auch
eine Mischkammer für
einen solchen Flüssigkeitsspender.
Die Mischkammer weist einen Konzentrateinlass und einen Verdünnungsflüssigkeits-Einlass
auf sowie einen Mischungsauslass, wobei weiter in der Mischkammer ein
Mischeinsatz vorgesehen ist.
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Mit
derartigen Flüssigkeitsspender
werden Fruchtsäfte
etwa bereitet, indem Fruchtsaftkonzentrat mit Wasser gemischt wird.
Insbesondere bei Fruchtsäften
mit einem hohen Fruchtfleischanteil ist eine sehr gute Vermischung
zwischen der Flüssigkeit,
d.h. in der Regel Wasser, und dem Fruchtsaftkonzentrat erforderlich.
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Bei
einer bekannten Mischkammer für
einen solchen Flüssigkeitsspender
ist der Konzentrateinlass zentral zu der Längsachse des Mischeinsatzes angeordnet
und der Wassereinlass rechtwinklig hierzu, unterhalb einer ersten,
lediglich bohrungsartige Durchbrüche
für das
Konzentrat aufweisenden Mischscheibe. Auf dem Weg, den das Konzentrat
zu nehmen hat, kann es zu Verstopfungen kommen, insbesondere wenn
der Fruchtfleischanteil des Konzentrats hoch ist.
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Darüber hinaus
und unabhängig
von Vorstehendem ist die bekannte Mischkammer auch relativ großbauend
ausgebildet und wird auch hinsichtlich der Reinigungsmöglichkeit
bzw. des Austausches von Verschleißteilen noch als verbesserungsfähig angesehen.
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Ausgehend
von dem vorbeschriebenen Stand der Technik beschäftigt sich die Erfindung mit der
Aufgabe, einen Flüssigkeitsspender
bzw. eine Mischkammer für
einen Flüssigkeitsspender
anzugeben, bei dem bzw. in welcher eine ein wandfreie Vermischung
auch von Konzentrat mit einem hohen Fruchtfleischanteil möglich ist,
dies möglichst
auch bei einfachem Aufbau und guter Reinigbarkeit bzw. Austauschbarkeit
von Verschleißteilen.
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Diese
Aufgabe ist zunächst
und im Wesentlichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei
darauf abgestellt ist, dass der Wassereinlass mit einer Einlassrichtung
entsprechend einer Längsachse
des Mischeinsatzes angeordnet ist und der Konzentrateinlass mit
einer Einlassrichtung kreuzend zu der Längsachse des Mischeinsatzes.
Der Wassereinlass entspricht damit in seiner Einlassrichtung der Hauptdurchsetzungsrichtung
der Mischkammer, während
der Konzentrateinlass hierzu im Winkel erfolgt und entsprechend
eine Umlenkung des Konzentrats in die Haupterstreckungsrichtung
der Mischkammer erfolgen muss. Schon hierdurch lässt sich eine gute Durchmischung
und auch Verwirbelung erreichen.
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Die
Erfindung zeichnet sich darüber
hinaus bzw. in einer Alternative auch dadurch aus, dass dem Verdünnungsflüssigkeits-Einlass
eine Prallscheibe zugeordnet ist mit einem jedenfalls an dem Durchmesser
des Wassereinlasses orientierten Prallscheiben-Durchmesser und einem
im Winkel hierzu, seitlich auf die Prallscheibe gerichteten Konzentrateinlass.
Dadurch, dass der Verdünnungsflüssigkeits-Einlass,
der in der Regel unter Druck stehendes Wasser, etwa mit einem Überdruck
von einem halben bis eineinhalb Bar, vorzugsweise etwa ein Bar,
liefert, auf eine Prallscheibe trifft, die keinen in Relation zu dem
Einlass vernachlässigbar
kleineren Durchmesser aufweist, ergibt sich eine starke Umlenkung
und Verwirbelung des Wassers und damit Vermischung mit dem Konzentrat,
das im Winkel hierzu und seitlich auf die Prallscheibe gerichtet
in die Mischkammer eingebracht wird.
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In
der Regel wird nicht nur das Wasser in die Mischkammer unter relativ
hohem Druck, wie beschrieben, eingepumpt, sondern wird auch das
Konzentrat eingepumpt. Hierbei empfiehlt sich für das Konzentrat beispielsweise
eine Lamellen-Schlauchpumpe. Entsprechend wird das Konzentrat mit
wesentlich geringerer Strömungsgeschwindigkeit
und bevorzugt nahezu ohne Überdruck
in die Mischkammer eingebracht. In Fortbildung der beschriebenen Gegenstände, wobei
die im Weiteren angeführten,
in den Folgeansprüchen
aufgeführten
Merkmale auch unabhängige
Bedeutung haben können,
ist zunächst vorgesehen,
dass der Mischeinsatz aus einer zentralen Säule besteht, welche einendig
die Prallscheibe aufweist und weiter mit gegenüber der Säule radial ausladenden Mischscheiben
versehen ist. Der Mischeinsatz kann so ohne weiteres als Kunststoffteil gefertigt
werden, wie auch die weiteren Teile der Mischkammer bevorzugt im
Kunststoffspritzverfahren hergestellte Teile sind. Auch ist bevorzugt,
dass jedenfalls eine der Mischscheiben eine größere radiale Ausladung aufweist
als die Prallscheibe. Weiter bevorzugt sind alle Mischscheiben mit
einer größeren radialen
Ausladung im Vergleich zu der Prallscheibe ausgebildet.
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Eine
Mischscheibe kann einen kreisförmigen Grundriss
mit einer sekantenförmigen
Abtrennung aufweisen. Die sekantenförmige Abtrennung bildet die
Durchströmöffnung in
ein weiteres durch zwei Mischscheiben gleichsam jeweils abgetrenntes
Abteil. Dadurch, dass die Mischscheiben in Axialrichtung der Säule so angeordnet
sind, dass die sekantenartigen Abschnitte abwechselnd gegenüberliegend
angeordnet sind, wird das Mischgut gleichsam zickzackförmig durch
die Mischkammer bewegt. Es ergibt sich aufgrund der beschriebenen
Geometrie des Mischeinsatzes ein kaskadenartiger Effekt. In weiterer
bevorzugter Gestaltung ist auch vorgesehen, dass eine sekantenartige
Abtrennung mit radialem Abstand zu einer zugeordneten Außenfläche der Säule verläuft. Der
kreisförmige,
unbeeinflusste Grundriss der Mischscheibe ist also so weit ausgebildet,
dass auch auf der die sekantenartige Abtrennung aufweisenden Seite
der Mischscheibe noch ein Steg in Bezug auf die Säule verbleibt.
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Der
Abstand der Mischscheiben untereinander in Axialrichtung der Säule ist
bevorzugt jeweils gleich. Hierbei kann ein Abstand zwischen zwei Mischscheiben
unterschiedlich von dem Abstand der Parallelscheibe zu der ersten
in Längsrichtung
des Mischeinsatzes benachbarten Mischscheibe sein. Dieser Abstand
ist nämlich
bevorzugt wesentlich größer als
ein Abstand zwischen zwei Mischscheiben. Während der axiale Abstand der
Prallscheibe zu der ersten Mischscheibe an dem Radius der Mischscheibe
orientiert sein kann, also dem Radius oder einem beispielsweise
einem 10% oder 20% größeren oder kleineren
Maß entsprechen
kann, ist der Abstand zwischen zwei Mischscheiben in Axialrichtung
bevorzugte an die Hälfte
oder weniger des Radius einer Mischscheibe orientiert, bevorzugt
etwa an einem Drittel oder einem Viertel des Radius der Mischscheibe.
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Unabhängig bzw.
ergänzend
zu der vorstehend beschriebenen Maßlichkeit ist auch bevorzugt, dass
der Abstand der Prallscheibe zu der ersten in Axialrichtung folgenden
Mischscheibe etwa dem 2- bis 5-fachen eines Abstandes zwischen zwei
Mischscheiben entspricht. Auch weiter bevorzugt ist, dass der Abstand
etwa dem Dreifachen entspricht.
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In
weiterer Ausgestaltung ist es auch ein Merkmal des hier beschriebenen
Gegenstandes, dass der Mischgutauslass radial gerichtet ist. Dies
in Bezug auf eine Längsachse
der Mischkammer. Der Mischgutauslass kann im Bereich einer der in
Durchsetzungsrichtung der Mischkammer letzten Mischscheibe oder
Mischscheiben ausgebildet sein. Der Mischgutauslass kann auch im
Bereich von zwei solchen (letzten) Mischscheiben ausgebildet sein.
Dies bedeutet, dass der Durchmesser des Mischgutauslasses so groß gewählt ist,
dass aufgrund des beschriebenen Abstandes zwischen zwei Mischscheiben
in Längsrichtung
des Mischguteinsatzes in eine Projektion dieses Durchmessers zwei
Mischscheiben hineinfallen, d.h. zumindest teilweise von dieser
Projektion des Durchmessers überdeckt
werden.
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Die
Mischkammer als solche kann geeigneterweise zylinderförmig ausgebildet
sein. Eine Mischscheibe schließt
vorteilhafterweise, abgesehen von dem sekantenförmig abgetrennten Bereich,
mit einer Innenwandung der Mischkammer ab. Dies derart, dass sich
der Mischeinsatz noch gut in die Mischkammer einsetzen lässt, aber
wenig oder gar kein Mischgut über
einen Spalt zwischen einer radial äußeren Randkante einer Mischscheibe
und der Innenwandung der Mischkammer strömen kann.
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Eine
Mischkammer der hier beschriebenen Art bzw. ein Mischeinsatz für eine solche
Mischkammer kann insgesamt etwa drei bis acht Mischscheiben, in
Axialrichtung der Mischkammer hintereinander angeordnet, aufweisen.
Bevorzugt sind vier Mischscheiben hintereinander angeordnet.
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Der
Konzentrateinlass und der Mischgutauslass sind gegenüberliegend
ausgebildet.
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Die
Mischkammer kann endseitig, d.h. auslassseitig, durch einen Verschlussstopfen
verschlossen sein. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn der
Verschlussstopfen einen O-Ring aufweist und mit Hilfe des O-Rings
in der Mischkammer reibschlussgehaltert ist.
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Die
Gesamtlänge
einer Mischkammer kann etwa dem 1- bis 3-fachen des Durchmessers
einer Mischscheibe entsprechen. Bevorzugt entspricht die Länge etwa
dem 1,3-fach des genannten Durchmessers.
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Nachstehend
ist die Erfindung des Weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch
lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellt, erläutert.
Hierbei zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht von vorne eines Flüssigkeitsspenders, der zwei
der hier beschriebenen Mischkammern aufweist;
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2 eine
Querschnittsansicht der Mischkammer;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Mischeinsatzes;
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4 eine
Seitenansicht des Mischeinsatzes;
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5 eine
Ansicht gemäß 4,
jedoch bei einer Verdrehung des Mischeinsatzes um 90° um seine
Längsachse;
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6 eine
Draufsicht auf den Mischeinsatz, gesehen in Richtung der Prallscheibe.
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Dargestellt
und beschrieben ist zunächst
mit Bezug zu 1 ein Flüssigkeitsspender 1 mit
zwei jeweils einer Mischkammer 2 zugehörenden Mischgutauslässen 3.
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In
einem oberen Bereich des Flüssigkeitsspenders 1 sind
Fächer 4 ausgebildet,
in denen Konzentratbeutel 5 aufgenommen sind. Ein Konzentratbeutel 5 ist
mittels eines Schlauches 6 mit einem Konzentrateinlass 7 (vgl.
auch 2) verbunden. Hierbei durchläuft der Schlauch 6 eine
Schlauch-Lamellenpumpe 9, die lediglich angedeutet ist.
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Weiter
ist der Flüssigkeitsspender 1 in
der Regel unmittelbar an eine Wasserversorgung angeschlossen, die
unter Druck stehendes Wasser liefert. Es kann eine Druckreduziereinrichtung
in dem Flüsigkeitsspender 1 vorgesehen
sein, um, wie schon angegeben, den gewünschten Druck von beispielsweise
ein Bar einzustellen. Das zulaufende Wasser wird über eine
Wasserdüse 8 (vgl.
wiederum 2) in die Mischkammer 2 eingegeben.
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Die
durch die Schlauch-Lamellenpumpe 9 gepumpte Konzentratmenge
ist in einem vorbestimmten Verhältnis
von der zulaufenden Wassermenge abhängig. Es liegt eine volumetrische
Messung vor, der einen Flüssigkeit,
wonach die andere Flüssigkeit
entsprechend in dem vorbestimmten Verhältnis gepumpt wird bzw. hinsichtlich
des Zulaufs eingestellt wird. In der Regel erfolgt eine volumetrische
Messung des Wassers.
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Die
Mischkammer 2 weist im Einzelnen eine Längsachse L auf, die beim Ausführungsbeispiel
mit einer Längsachse
des Mischeinsatzes 10 zusammenfällt.
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Weiter
weist die Mischkammer 2 einen als Wassereinlass 11 ausgebildeten
Verdünnungsflüssigkeits-Einlass
auf, in dem sich beim Ausführungsbeispiel
die Wasserdüse 8 befindet.
Die Wasserdüse 8 ist
lediglich eingesteckt und mittels eines O-Rings 13 in der
Bohrung des Wassereinlasses 11 reibschlussgehaltert.
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Der
Mischeinsatz 10 ist beim Ausführungsbeispiel frei beweglich
in der Kammerhöhlung 14 der Mischkammer 2 angeordnet.
Durch das unter Druck einströmende
Wasser wird der im Betrieb gegen den anderendig die Mischkammer 2 verschließenden Verschlussstopfen 15 gedrückt. Der
Verschlussstopfen 15 ist in der Kammerhöhlung 14 auch bevorzugt lediglich
durch den O-Ring 16 reibschlussgehaltert. Die Kammerhöhlung 14 und
der Halterungsbereich 12 des Verschlussstopfens 15 sind
koaxial und durchmessergleich. Dadurch, dass der Flüssigkeitsspender 1 eine
verrastbare Tür
aufweist, gegen welche die Mischkammer 2 auch von der Innenseite
her anliegen kann, kann auch ein erheblicher Wasserdruck die Mischkammer 2 nicht
etwa von der Wasserdüse 8 abstreifen.
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Der
Mischeinsatz 10, der in den 3 bis 6 in
weiterer Einzelheit dargestellt ist, besteht zunächst aus einer zentralen Säule 17.
Einendig der zentralen Säule 17 ist
eine Prallscheibe 18 ausgebildet, die beim Einsatz in der
Kammerhöhlung 14 dem Wassereinlass 11 zugeordnet
ist. Die Prallscheibe 18 weist einen etwas größeren Durchmesser
als die Säule 17 auf.
Dagegen entspricht der Durchmesser der Prallscheibe 18 weniger
als dem Radius einer Mischscheibe 19.
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Mit
einem axialen Abstand a zu der Prallscheibe 18 sind beim
Ausführungsbeispiel
hier Mischscheiben 19 auf der Säule 17 angeordnet.
Der Abstand a zwischen der Prallscheibe 18 und der ersten
folgenden Mischscheibe 19 beträgt etwa das 1 ½-fache
des Durchmessers der Säule 17 bzw.
entspricht etwa dem Radius einer Mischscheibe 19.
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Eine
Mischscheibe 19, wie sich dies insbesondere auch aus der
Ansicht gemäß 6 ergibt, weist
eine sekantenförmige
Abtrennung 20 auf und ist im Übrigen als Vollscheibe ausgebildet.
Die Sekante der sekantenförmigen
Abtrennung 20 verläuft mit
deutlichem Abstand b zu einer Außenfläche der Säule 17. Dieser Abstand
b entspricht etwa einem Viertel des Radius der Mischscheibe 19.
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Die
radiale Ausladung einer Mischscheibe 19 entspricht dem
Radius der Kammerhöhlung 14.
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Sowohl
die Kammerhöhlung 14 wie
auch der Mischeinsatz 10 haben grundsätzlich zylindrische Geometrie
bzw. eine zylindrische Hüllfläche.
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Während der
Wassereinlass 11 zentral und beim Ausführungsbeispiel zusammenfallend
mit der Längsachse
L der Mischkammer 2 angeordnet ist, ist der Konzentrateinlass 7 und
der Mischgutauslass 21, in der Darstellung gemäß 2,
hierzu rechtwinklig vorgesehen. Der Konzentrateinlass 7 und
der Mischgutauslass 21 sind zudem einander entgegengerichtet
vorgesehen.
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Die
Mischkammer 2 ist bevorzugt so eingebaut, dass die Längsachse
L horizontal verläuft.
Das Mischgut fließt
dann nach unten aus der Mischkammer 2 ab, während das
Konzentrat von oben zuläuft. Der
freie Durchmesser des Wasserzulaufs 11, des Konzentratzulaufs 7 und
des Mischgutablaufs 21 sind beim Ausführungsbeispiel etwa gleich
gewählt und
entsprechen etwa 1,7 mm.
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Während des
Betriebs ist die Mischguthöhlung 14 praktisch
vollständig
mit Mischgut gefüllt
und läuft
dann nach unten aus dem Ablass aus.
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Alle
offenbarten Merkmale sind (für
sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird
hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen
(Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender
Anmeldung mit aufzunehmen.