DE102010029469A1 - Device for mixing a tank contents - Google Patents
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- B01F25/312—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows with Venturi elements; Details thereof
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- B01F25/31243—Eductor or eductor-type venturi, i.e. the main flow being injected through the venturi with high speed in the form of a jet
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung 1 zur Vermischung eines Tankinhalts, aufweisend einen in einem Tank 2 anordenbaren Auslass 10, einen in einem Tankauslaufbereich 3 anordenbaren Einlass 20, eine Zirkulationspumpe 30, eine erste Zirkulationsleitung 40, die den Einlass 20 mit der Zirkulationspumpe 30 verbindet und eine zweite Zirkulationsleitung 50, die die Zirkulationspumpe 30 mit dem Auslass 10 verbindet, wobei der Auslass 10 als Strahlpumpe 10 ausgebildet ist.The present invention relates to a device 1 for mixing a tank content, comprising an outlet 10 which can be arranged in a tank 2, an inlet 20 which can be arranged in a tank outlet area 3, a circulation pump 30, a first circulation line 40 which connects the inlet 20 to the circulation pump 30 and a second circulation line 50, which connects the circulation pump 30 to the outlet 10, the outlet 10 being designed as a jet pump 10.
Description
1. Technisches Gebiet1. Technical area
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermischung eines Tankinhalts insbesondere in der Lebensmittelindustrie, Getränkeindustrie und Pharmaindustrie.The invention relates to a device for mixing a tank contents, in particular in the food industry, beverage industry and pharmaceutical industry.
2. Stand der Technik2. State of the art
In der Getränkeindustrie ist es bekannt zur Vermischung eines Tankinhalts Düsenvorrichtungen innerhalb eines Tanks zu platzieren und Mengen des Tankinhalts mittels einer Pumpe durch die Düse zu leiten. Dadurch wird eine Strömung im Tank erzeugt, welche für eine Vermischung des Tankinhalts sorgt.In the beverage industry, it is known to place nozzle devices within a tank to mix a tank contents and to direct quantities of the tank contents through the nozzle by means of a pump. This creates a flow in the tank, which ensures mixing of the tank contents.
Aus der
Aus der
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Vermischung eines Tankinhalts bereitzustellen, welche auf einfache Weise eine verbesserte Vermischung des Tankinhalts gewährleistet, weniger verschmutzungsanfällig und weniger verschleißanfällig ist. Insbesondere soll auch eine Vorrichtung zur Vermischung eines Tankinhalts bereitgestellt werden, die eine Vermischung von zähflüssigen Flüssigkeiten, wie beispielsweise Hefe in einem Brauerei-Gärtank besser erzielt als mit den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik.It is therefore the object of the present invention to provide a device for mixing a tank contents, which ensures a simple way, an improved mixing of the tank contents, less susceptible to contamination and less susceptible to wear. In particular, a device for mixing a tank contents is to be provided, which achieves a better mixing of viscous liquids, such as yeast in a brewery fermentation tank than with the devices of the prior art.
3. Zusammenfassung der Erfindung3. Summary of the invention
Die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch eine Vorrichtung zur Vermischung eines Tankinhalts gemäß Patentanspruch 1.The above objects are achieved by a device for mixing a tank contents according to
Insbesondere werden die oben genannten Aufgaben gelöst durch eine Vorrichtung zur Vermischung eines Tankinhalts, aufweisend einen in einem Tank anordenbaren Auslass, einen in einem Tankauslaufbereich anordenbaren Einlass, eine Zirkulationspumpe, eine erste Zirkulationsleitung, die den Einlass mit der Zirkulationspumpe verbindet und eine zweite Zirkulationsleitung die die Zirkulationspumpe mit dem Auslass verbindet, wobei der Auslass als Strahlpumpe ausgebildet ist.In particular, the above-mentioned objects are achieved by a device for mixing a tank contents comprising an outlet arranged in a tank, an inlet arranged in a tank outlet area, a circulation pump, a first circulation line connecting the inlet to the circulation pump and a second circulation line connecting the tank Circulation pump connects to the outlet, wherein the outlet is designed as a jet pump.
Durch den Einlass wird direkt aus dem Tankauslaufbereich eines Tanks Flüssigkeit aus dem Tank abgezogen, über eine erste Zirkulationsleitung zu einer Zirkulationspumpe geleitet, welche dann über eine zweite Zirkulationsleitung die Flüssigkeit wieder in den Tank hinein pumpt, wo sie von einem Auslass wieder in den Tank abgegeben wird. Der Auslas befindet sich im Inneren des Tankes und ist erfindungsgemäß als Strahlpumpe ausgebildet. Der Auslass weist daher keine beweglichen Teile auf und sorgt dennoch für eine gute und sichere Vermischung des Tankinhalts.Through the inlet liquid is withdrawn directly from the tank outlet region of a tank from the tank, passed through a first circulation line to a circulation pump, which then pumped via a second circulation line the liquid back into the tank, where they are discharged from an outlet back into the tank becomes. The outlet is located inside the tank and is designed according to the invention as a jet pump. The outlet therefore has no moving parts and still ensures a good and safe mixing of the tank contents.
Diese gute Vermischung ist insbesondere durch die Verwendung einer Strahlpumpe als Auslass gegeben. Die Strahlpumpe zieht Medium aus dem Tank an und sorgt innerhalb der Strahlpumpe für eine Vermischung des angesaugten Tankinhalts und der durch die Strahlpumpe gepumpten Flüssigkeit. Gleichzeitig wird durch die Strahlpumpe eine Strömung im gesamten Tank erzeugt, welche für eine zusätzliche Vermischung des Tankinhalts sorgt. Die Strahlpumpe hat daher den kombinatorischen Effekt einerseits für eine Strömung im Tank insgesamt zu sorge und andererseits in ihr selbst eine Vermischung von mindestens zwei Flüssigkeitsströmen des Tankinhalts durchzuführen.This good mixing is given in particular by the use of a jet pump as an outlet. The jet pump draws medium from the tank and ensures within the jet pump for a mixing of the sucked tank contents and the liquid pumped by the jet pump. At the same time a flow is generated in the entire tank by the jet pump, which ensures an additional mixing of the tank contents. The jet pump therefore has the combinatorial effect, on the one hand, of ensuring a total flow in the tank and, on the other hand, of carrying out in its own mixing of at least two liquid streams of the tank contents.
Mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und der besonders guten Vermischung des Tankinhalts werden kleinere Pumpendrücke benötigt, so dass der Tankinhalt schonend behandelt wird. Bei Gärtanks wird mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Verringerung der Gärzeit um mehrere Tage, beispielsweise von sechs auf lediglich vier Tage erzielt.By means of a device according to the invention and the particularly good mixing of the tank contents smaller pump pressures are required, so that the tank contents are treated gently. In the case of fermentation tanks, a reduction of the fermentation time by several days, for example from six to only four days, is achieved by means of a device according to the invention.
Bevorzugt weist die Strahlpumpe eine Treibdüse auf, die mit der zweiten Zirkulationsleitung verbunden ist, eine Mischkammer stromaufwärts der Treibdüse, mit mindestens einer Ansaugöffnung, um Medium aus dem Tank anzusaugen und mit dem durch die Treibdüse strömenden Treibmedium zu vermischen und einen Diffusor stromaufwärts der Mischkammer, der eine Auslassöffnung zum Abgeben der vermischten Medien in den Tank aufweist. Das durch die Treibdüse strömende aus dem Tankinhalt entnommene Treibmedium erzeugt im Diffusor eine schnellfließende Strömung, welche in der Mischkammer einen Unterdruck erzeugt. Durch diesen Unterdruck wird durch mindestens eine Ansaugöffnung Flüssigkeit aus dem Tank in die Mischkammer hineingezogen, in der Mischkammer und in dem nachfolgenden Diffusor mit dem Treibmedium vermischt und durch eine Auslassöffnung am Ende des Diffusors wieder in den Tank abgegeben. Im Gegensatz zu einer gewöhnlichen im Tank angeordneten Düse erfolgt hier eine Ansaugung von Medium (Flüssigkeit) aus dem Tank in die Strahlpumpe hinein, wobei in der Mischkammer dann eine Zwangsvermischung dieses angesaugten Mediums mit dem Treibmedium erfolgt. Die Vermischung ist daher wesentlich intensiver als dies bei einer bloßen Erzeugung einer Strömung im Tank gegeben wäre.Preferably, the jet pump has a motive nozzle connected to the second circulation line, a mixing chamber upstream of the motive nozzle, with at least one suction port for drawing medium out of the tank and toward the motive medium flowing through the motive nozzle and a diffuser upstream of the mixing chamber having an outlet port for discharging the mixed media into the tank. The propellant medium flowing out of the tank contents through the motive nozzle generates a fast-flowing flow in the diffuser which generates a negative pressure in the mixing chamber. By this negative pressure liquid is drawn from the tank into the mixing chamber through at least one suction, mixed in the mixing chamber and in the subsequent diffuser with the propellant and discharged through an outlet opening at the end of the diffuser back into the tank. In contrast to an ordinary nozzle arranged in the tank, here a suction of medium (liquid) from the tank into the jet pump takes place, in which case a forced mixing of this sucked-in medium with the blowing medium takes place in the mixing chamber. The mixing is therefore much more intense than would be the case with a mere generation of a flow in the tank.
Bevorzugt weist die Vorrichtung ein oder mehrere Ventile auf, die an die erste Zirkulationsleitung angeschlossen sind. Durch diese Ventile ist es möglich, einen hydraulischen Anschluss des Tanks an Rohrleitungen vorzunehmen. Über diese Ventile kann der Tank befüllt, entleert oder gereinigt werden. Weiterhin ist es möglich, unterschiedliche Flüssigkeiten zuzuführen, welche dann von der Vorrichtung im Tank miteinander vermischt werden.Preferably, the device has one or more valves which are connected to the first circulation line. These valves make it possible to hydraulically connect the tank to piping. These valves allow the tank to be filled, emptied or cleaned. Furthermore, it is possible to supply different liquids, which are then mixed together by the device in the tank.
Bevorzugt weisen die Ventile Ventilgehäuse auf, die unmittelbar an der Wandung der ersten Zirkulationsleitung angeschlossen sind. Durch diese Anordnung der Ventilgehäuse werden Toträume im Bereich der Ventile vermieden. Im Bereich der Ventile können sich daher keine Flüssigkeiten sammeln, welche nicht mehr am Stoffaustausch teilnehmen. Damit wird die mikrobiologische Qualität der Vorrichtung verbessert.Preferably, the valves on valve housing, which are connected directly to the wall of the first circulation line. By this arrangement, the valve housing dead spaces in the valves are avoided. In the area of the valves, therefore, no liquids can collect which no longer participate in the mass transfer. This improves the microbiological quality of the device.
Bevorzugt sind die Ventile vermischungssichere Ventile, besonders bevorzugt Doppelsitzventile. Vermischungssichere Ventile und insbesondere Doppelsitzventile verhindern zuverlässig, auch bei einer Leckage eines Ventilsitzes, dass sich Flüssigkeiten innerhalb der Vorrichtung mit Flüssigkeiten, die an den Ventilen anstehen, unerwünscht vermischen. Bei Doppelsitzventilen kann eine nicht ganz auszuschließende Leckage an die Umgebung abfließen.Preferably, the valves are mix-safe valves, more preferably double-seat valves. Anti-mix valves, and particularly double seat valves, reliably prevent any fluid within the device from undesirably mixing with fluids present at the valves, even in the event of leakage of a valve seat. With double-seat valves, leakage that can not be completely excluded can escape to the environment.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei der Ventile gegenüberliegend an der ersten Zirkulationsleitung angeschlossen. Durch gegenüberliegend angeschlossene Ventile ergibt sich eine besonders platzsparende Anordnung, sodass eine große Anzahl an Ventilen an die erste Zirkulationsleitung angeschlossen werden können.In a preferred embodiment, at least two of the valves are connected opposite to the first circulation line. By oppositely connected valves results in a particularly space-saving arrangement, so that a large number of valves can be connected to the first circulation line.
Bevorzugt sind die Ventile an im Wesentlichen horizontal verlegte Leitung angeschlossen. Wird die Vorrichtung und damit der daran angeschlossene Tank über Ventile an im Wesentlichen horizontal verlegte Rohrleitungen angeschlossen, kann damit ein Tanklagersystem aufgebaut werden, bei dem die Rohrleitungen durchgehend an allen Tanks entlang geführt werden und mit dem erfindungsgemäßen Vorrichtungen verbunden werden. Somit ergibt sich eine übersichtliche, platzsparende und hinsichtlich der Reinigung optimale Matixstruktur mit der alle gewünschten Verschaltungsmöglichkeiten zwischen den Tanks bzw. alle gewünschten Befüll- und Entleermöglichkeiten bereitgestellt werden. Früher oft notwendige zentrale Ventilfelder, Verteilerpaneele oder Rohrbogenverteiler sind damit nicht mehr notwendig.Preferably, the valves are connected to substantially horizontally routed line. If the device and thus the connected tank via valves connected to substantially horizontally laid pipes, so that a tank storage system can be constructed, in which the pipes are continuously guided along all tanks and connected to the devices of the invention. This results in a clear, space-saving and optimal in terms of cleaning Matixstruktur with all the desired Verschaltungsmöglichkeiten between the tanks or all desired filling and emptying options are provided. In the past often required central valve fields, distributor panels or pipe bend distributors are no longer necessary.
Bevorzugt weist die erste Zirkulationsleitung drei U-förmig angeordnete gerade Schenkel auf, die über Bögen miteinander verbunden sind.Preferably, the first circulation line has three U-shaped straight legs, which are connected to each other via arcs.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind gegenüberliegende Paare von Ventile an einem vertikal angeordneten Schenkel der ersten Zirkulationsleitung und/oder an einem horizontalen Schenkel angeordnet. Je nach den örtlichen Gegebenheiten können die Anschlüsse der Rohrleitungen über Ventile an beliebigen Stellen an den Zirkulationsleitungen, insbesondere der ersten Zirkulationsleitung erfolgen.In a preferred embodiment, opposed pairs of valves are disposed on a vertically disposed leg of the first circulation conduit and / or on a horizontal leg. Depending on the local conditions, the connections of the pipes via valves at any point on the circulation lines, in particular the first circulation line can be made.
Bevorzugt weist die zweite Zirkulationsleitung einen Bereich auf, der sich in dem unteren Bereich eines Tanks hinein erstreckt. Damit kann die Strahlpumpe, die gleichzeitig als Auslass und als Vermischungseinrichtung dient, auf einer gewünschten Höhe innerhalb eines Tanks angeordnet werden.Preferably, the second circulation line has an area extending in the lower portion of a tank. Thus, the jet pump, which also serves as an outlet and as a mixing device, can be arranged at a desired height within a tank.
Bevorzugt weist der sich in den Tank hinein erstreckende Bereich der zweiten Zirkulationsleitung eine Länge von 1 m–10 m, bevorzugt 1,5 m–8 m und noch bevorzugter von 4 m–6 m, insbesondere 5 m oder 1,5 m auf. Damit wird die Strahlpumpe bevorzugt in der unteren Hälfte des Tanks, insbesondere im unteren Drittel des Tanks angeordnet.The region of the second circulation line extending into the tank preferably has a length of 1 m-10 m, preferably 1.5 m-8 m and more preferably 4 m-6 m, in particular 5 m or 1.5 m. Thus, the jet pump is preferably arranged in the lower half of the tank, in particular in the lower third of the tank.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Einlass als Hohlkörper ausgebildet, durch den sich die zweite Zirkulationsleitung hindurch und in den Tank hinein erstreckt. Dementsprechend gibt es nur einen Anschluss der Vorrichtung an den Tank, nämlich am untersten Ende des Tanks. Das Medium wird durch den Hohlkörper am untersten Ende des Tanks abgesaugt und mittels der Pumpe durch die zweite Zirkulationsleitung und durch den Hohlkörper hindurch in den Tank hinein gefördert. Dort erreicht es die erfindungsgemäße Strahlpumpe, welche die Vermischung des bepumpten Mediums mit einem Medium aus dem Tank bewirkt.In a preferred embodiment, the inlet is designed as a hollow body, through which the second circulation line extends and into the tank. Accordingly, there is only one connection of the device to the tank, namely at the lowest end of the tank. The medium is sucked off through the hollow body at the lowest end of the tank and conveyed by means of the pump through the second circulation line and through the hollow body into the tank. There it reaches the jet pump according to the invention, which causes the mixing of the pumped medium with a medium from the tank.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further preferred embodiments emerge from the subclaims.
4. Kurze Beschreibung der Figuren4. Brief description of the figures
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen anhand der Figuren beschrieben. In denen zeigt:In the following, preferred embodiments will be described with reference to the figures. In which shows:
5. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen5. Detailed description of preferred embodiments
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen im Hinblick auf die Figuren im Detail beschrieben. Einzelmerkmale einer Ausführungsform können mit Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden. In allen Ausführungsformen wurden für entsprechende Merkmale die gleichen Bezugszeichen verwendet.In the following, preferred embodiments will be described in detail with reference to the figures. Individual features of one embodiment may be combined with features of other embodiments. In all embodiments, the same reference numerals have been used for corresponding features.
Die
Wie dargestellt, ist am unteren Ende des Tankauslaufbereichs
Vom Einlass
Die zweite Zirkulationsleitung
Die zweite Zirkulationsleitung
Am oberen Ende des Bereichs
Die Strahlpumpe
In der Mischkammer
Die Strahlpumpe
Die Vorrichtung der zweiten Ausführungsform gemäß
Die Strahlpumpe
In der Ausführungsform der
Sowohl am vertikal angeordneten Schenkel
Über die Ventile
Werden mehre Tanks
In der zweiten Ausführungsform gemäß den
Von der Zirkulationspumpe
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtung zur Vermischung eines TankinhaltsDevice for mixing a tank contents
- 22
- Tanktank
- 33
- TankauslaufbereichTank discharge area
- 44
- Anschlussflanschflange
- 1010
- Auslass/StrahlpumpeOutlet / jet pump
- 1212
- Treibdüsepropelling nozzle
- 1414
- Mischkammermixing chamber
- 1616
- Diffusordiffuser
- 1818
- Auslassöffnungoutlet
- 1919
- Ansaugöffnungsuction
- 2020
- Einlassinlet
- 2222
- Klappenventilflap valve
- 2424
- Klappenventilflap valve
- 2626
- Klappenventilflap valve
- 3030
- Zirkulationspumpecirculation pump
- 4040
- erste Zirkulationsleitungfirst circulation line
- 4141
- Fortsetzung der ersten ZirkulationsleitungContinuation of the first circulation line
- 4242
- horizontal angeordneter Schenkelhorizontally arranged leg
- 4343
- Bogenbow
- 4444
- vertikal angeordneter Schenkelvertically arranged leg
- 4545
- Bogenbow
- 4646
- horizontal angeordneter Schenkelhorizontally arranged leg
- 5050
- zweite Zirkulationsleitungsecond circulation line
- 5252
- in den Tank hineinragender Abschnitt der zweiten Zirkulationsleitunginto the tank projecting portion of the second circulation line
- 5353
- U-förmiger Bereich der zweiten ZirkulationsleitungU-shaped area of the second circulation line
- 5454
- Ventile oder MesseinrichtungenValves or measuring devices
- 62, 63, 64, 6562, 63, 64, 65
- Paare von VentilenPairs of valves
- 7070
- Rohrleitungenpiping
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B01F0005020000 Ipc: B01F0005120000 |
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R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B01F0005020000 Ipc: B01F0005120000 Effective date: 20130619 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |