DE1904014A1

DE1904014A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Vereinigen von Getraenkekomponenten im vorbestimmten Mengenverhaeltnis

Info

Publication number: DE1904014A1
Application number: DE19691904014
Authority: DE
Inventors: Hartmut Meinert
Original assignee: NOLL MASCHINENFABRIK GmbH
Current assignee: Seitz Enzinger Noll Maschinenbau AG
Priority date: 1969-01-28
Filing date: 1969-01-28
Publication date: 1970-07-30
Also published as: DE1904014C3; GB1300614A; FR2029514A1; DK127345B; US3643688A; DE1904014B2; BE741828A

Description

IfOLL IiIASCHIIiEIi- 68 Mannheim, den 25.Januar 1969

FABHIK G.m.b.H. ■ Pa tent-N-Aa.

495 Minden (Weatfo)

Vorrichtung zum kontinuierlichen Vereinigen von Getränkekomponenten im vorbestimmten Mengenverhältnis

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Vereinigen von Getränkekomponenten im vorbestimmten

Mengenverhältnis„

Vorrichtungen zum Zumischen einer Zumischflüssigkeit zu einem i| Flüssigkeitsstrom im festen Mischungs- oder Mengenverhältnis sind beispielsweise für Feuerlöschzwecke bekannt. Dabei wird ein Strahlapparat zum Mischen der beiden Flüssigkeitskomponenten verwendet, der eine Treibdüse, eine Unterdruckkammer und eine Fangdüse aufweist, wobei jeweils durch die Treib- und ein Stück der Fangdüse die Treibflüssigkeit und durch die Unterdruckkammer und die Fangdüse die anteilmäßig zuzumischende Flüssigkeit strömt. Die Menge der Zumischflüssigkeit wird hierbei durch ein dem Strahlapparat vorgeschaltetes Regelventil so geändert, da2 das Mischungsverhältnis auch bei schwankenden Druckverhältnissen konstant bleibt. Das Regelventil ist hierbei jedoch von der Dui?chsatzmenge, die besonders gemessen wird, abhängig und die Einrichtung zum Verstellen der Menge des Hauptflüssigkeitsstromes ist kompliziert und genügt dennoch nicht den Genauigkeitsanforderungen, wie sie z.B. bei der Herstellung von flüssigen Lebensmitteln, Getränken, wie Limonade und dergl., erforderlich sind. Besonders soweit die

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fertige Mischung durch Bestimmung der Wichte überprüft und die zuzugebenden Komponenten entsprechend eingeregelt werden sollen, ist eine solche Einrichtung nicht brauchbar, denn das in der Zuleitung der zuzumischenden Pliissigkeitskomponente befindliche Stellglied bewirkt bei seiner Verstellung nicht nur eine Veränderung der l/.enge der zuzumischenden Flüssigkeitskomponente, sondern auch eine Veränderung der Eigenschaften des Strahlapparates insgesamt.

Zwar sind auch bereits für 3elbstansaugende Pumpen und dergl. verstellbare Strahlapparate bekannt; sie dienen jedoch nicht der kontinuierlichen Regelung bzw. der Einstellung einer zuzumischenden Flüssigkeitskomponente und erreichen darüber hinaus nicht die für die Getränkeherstellung erforderliche Arbeitsgenauigkeit.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, zum Mischen zweier GetränkekoEiponenten in regelbarem Mengenverhältnis einen strahlapparat vorzusehen, dessen freier Ringquerschnitt zwischen iangdüse und Treibdüse durch Axialverschiebung der Treibdüse stufenlos veränderbar iot. E3 ist außerdem bereits vorgeschlagen worden, das'gewünschte „lengenverhältnis der beiden Komponenten oder die Konzentration des Endproduktes oder ihr spezifisches Gewicht als Sollwert an einem Regler einzustellen, die erreichten Ergebnisse fortlaufend zu messen und das Mengenverhältnis durch Axialverschieben der Treibdüse mit ■' Hilfe eines Stellmotors vom Regler aus auf den Sollwert auszurichten.

In einer solchen Regeleinrichtung kann z.B. kontinuierlich der Brixvrert des Getränkes fortlaufend gemessen und dementsprechend

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die Menge des zuzugebenden Getränkesirups 30 verändert werden, daß eine weitgehende Konstanz der Brixwerte des Getränkes erreicht wird, ohne daß bekannte Dosierpumpen und andere, komplizierte Meß- und Dosiergeräte vorhanden sind. '.Vie bei diesen üblichen Dosierpumpen setzt eine solche Einrichtung voraus, daß zwei Komponenten, nämlich einmal Wässer und zum anderen ein fertiger Getränkesirup, miteinander in vorgegebenem Mengenverhältnis gemischt werden sollen.

ϊ hat sich jedoch ergeben, daß die kontinuierliche Messung dee Brixwertes bei der Getränkeherstellung von der meßtechnischen Stite her nur mit großen Schwierigkeiten beherrschbar ä ist und die Regelung dea Getränkes auf konstanten Brix-.vert wegen verschiedener meßtechnischer Schwierigkeiten nicht ausreichend genau ist.

Zwar kann bei einer aolchen Arbeitsweise die sperrige und teure Dosierpumpe entfallen, jedoch ist das sonstige Verfahren Bur Herstellung dee Getränkes das glölO« nie bei der Verwendung einer Dosierpumpe. Die Dosierpumpe wird lediglich durch den Strahlapparat und die Regeleinrichtung ersetzt. Nach wie ▼or muß der Sirup erst in der Saftküche zubereitet, das Wasser entgast und gegebenenfalls imprägniert, die beiden Komponenten Wasser und Sirup sodann kontinuierlich gemessen bzw. dosiert und zuvor oder danach vermischt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Ungenauigkeiten bei der Zusaminenführung der Komponenten mit Hilfe eines einstellbaren Strahlapparates zu vermeiden und darüber hinaus auch einen wesentlichen Teil der Siruptereitung, der Saftküche und der dort benötigten Einrichtungen einzusparen.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß ein an sich bekannter Strahlapparat mit Treibdüse, Fangdüae und Unterdruckkammer einen durch Axialverschiebung der Treibdüse stufenlos einstellbaren, die Unterdruckkammer mit der Fangdüse verbindenden freien Ringquerschnitt aufweist, die Treibdüse in jeder Stellung mit der Zuleitung der Treibflüssigkeit verbunden ist und in die Unterdruckkammer eine oder mehrere Flüssigkeitszuleitungen über je ein separates, stufenlos voreinstellbares Drosselventil einmündet. Es gehört weiter zur Erfindung, daß sich die freien Querschnitteflachen des Treibdüsenaustrittes, dee maximalen PangdüBeneintrittes sowie des Mischrohres verhalten'wie 1 χ 1,4 bis 1,7 ι 2,5 bis 2,8 und die Länge des zylindrischen Mischrohres dessen 14- bis 20-faehem Durchmesser entspricht, wobei die wirksamen Drücke so gewählt sind, daß die Treibflüssigkeit mit einer Geschwindigkeit von etwa 30 m/sec aus der Treibdüse austritt, das Verhältnis der Druckdifferenzen zwischen Diffueorende und der Unterdruckkammer nicht größer als 0,2 und das Mengenverhältnis der durch die Druckkammer der Treibdüse strömenden, zu der einzumischenden und durch die Unterdruckkammer strömenden Flüssigkeit nicht größer als o,8 ist. Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß bei konstant eingestelltem Ringquerschnitt zwischen Treibdüse und Fangdüse das Mischungsverhältnis in sehr weitem Umfange konstant bleibt und zwar selbst gegen betriebsübliche Störeinflüsse. Eine Regelvorrichtung ist deshalb entbehrlich und nur störend, zumal die unvermeidlichen betrieblichen Störungen auf die Brixwertmessung einen wesentlich größeren Störeinfluß ausüben als auf das

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zustande kommende Mischungsverhältnis im Strahlapparat. Weiter wird durch die erfindungsgemäfie Vorrichtung die Zubereitung eines Getränkesirups in der Saftküche i» vielen Fällen entbehrlich, denn die einzelnen Komponenten können unter sich im richtigen Mischungsverhältnis und insgesamt im richtigen Mischungsverhältnis zum zugeführten Wasser als Treibmittel eingestellt werden. Per Strahlapparat erzeugt einen, dem eingestellten Mischungsverhältnis entsprechenden Unterdruck, der seinerseits die einzelnen Getränkekomponenten ohne vorherige Zusammenmischung einzeln und im richtig voreingestellten Verhältnis ansaugt und sie dem Treibmittel (\7asoer) zumischt. Das Mischungsverhältnis \7asser zur Summe aller Zumischkomponenten insgesamt wird durch die Axialverschiebung der Treibdüse stufenlos eingestellt. Die Anteile der Zumischkomponenten untereinander werden durch die/oeparaten, stufenlos einstellbaren Drosselventile unmittelbar vor der Einmündung der Flüssigkeitszuleitungen in die Unterdruckkammer des Strahlapparates eingestellt. Um jederzeit reproduzierbare Einstellungsverhältnisse herstellen zu können und damit jedem Getränk ein bestimmtes Einstellungsmuster zuordnen zu können, wird gemäß der Erfindung weiter vorgeschlagen, daß die Treibdüse einen abgedichtet im Gehäuse axial geführten Kolbenschieber mit Mantelöffnungen aufweist, die einer mit der Treibflüssigkeitezuleitung verbundenen Ringkammer zugeordnet sind, wobei der Kolbenschieber eine nach außen geführte Spindel aufweist, die mit Hilfe einer Mikrometerschraube verstell- und einstellbar vorgesehen ist.

Außerdem wird vorgescnlagen, daß die Droaselkörper der der Unterdruckkammer zugeordneten Drosselventile jeweils mit Hilfe

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einer Uikrometerschraube verstell- und einstellbar vorgesehen sind. Lurch Anordnung von .uikroneterschrauben zur Linstellung εο-Äoiil des Gresamtmischungsverhaltniesea als auch der Komponenten können jeweils die Ventil.ütellungen mit höchster Iräzision eingestellt werden und einmal ermittelte und festgelegte i/iiscLungen und Einstellungen jederzeit genauestens reproduziert werden. Der Strahlapparat samt den zugehörigen Rohrleitungen und den Pumpen ist auf eine feste, obere Durcheatzmenge ausgelegt, wodurch sich der Ireibflüssigkeitsdurchsatz ergibt und konstant beibehalten wird. V/ährend des Betriebes treten keine größeren Ungenaui^keiten und 3töreinflü3se auf als sie aus der niveauregelung resultieren. Es wurde aber festgestellt, daß beim Einschalten und Abschalten der Anlage nicht vernachlässigbare Störeinflüsse auf das Mischungsverhältnis auftreten.

Gemäß der Erfindung wird zur Vermeidung dieser Nachteile vorgeschlagen, daß am Mündungsende der Treibflüssigkeitsleitung sowie unmittelbar vor jedem der der Unterdruckkammer zugeordneten Drosselventile ein vorzugsweise pneumatisch fernateuerbares Schaltventil angeordnet ist, alle Schaltventile gleiche Scnaltzeitwerte aufweisen und gleichsinnig und gleichzeitig aurch einen Impulsgeber synchron zu dem Ein- und Ausschalten der Anlage in die Öffnung- oder Schließstellung schaltbar vorgesehen sind. Durch den Verschluß der Zuleitungen, und zwar durch den exakten gleichzeitigen Verschluß aller Zuleitungen, können aus diesen Leitungen beim Stillsetzen und Einschalten der Anlage keine unkontrollierten Flüssigkeitemengen den Strahlapparat durchsetzen und die Konzentration des Getränkes bzw. dessen Brixwert in unerwünschter V/eise beeinflussen.

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Gleichzeitig »it dem Vorhandensein des Treibfltissigkeitsdurchsatzee werden die Komponenten angesaugt, ohne daß Differenzen im Mischungsverhältnis auftreten. Dazu ist es erforderlich, daß die Ausschaltventile unabhängig τοη dem Querschnitt der jeweiligen Flüssigkeitszuleitung ganz genau die gleichen Schaltßeitwerte und Schaltzeitpunkte aufweisen, damit schlagartig alle Leitungen gleichzeitig geöffnet bzw. wieder geschlossen werden, sobald die Anlage außer Betrieb gesetzt wird. Die üblichen Ausschaltventile für verschiedene querschnitte weisen jedoch meist auch unterschiedliche Schaltzeitwerte auf; eine entsprechende Spezialanfertigung für den T in- und Ausschaltantrieb unabhängig von den Anschlußquerschnitten der Ventile ist deshalb erforderlich. Zv.eckmäßigerweise werden die Ventile mit Fneumatikkolben betätigt, die durch ein gemeinsames, z.B. elektrisch von Maschinenantrieb ferngesteuertes Ventil von einer Druckluftquelle versorgt werden. Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, aaß d3s Volumen des Plüseigkeitsweges vom Treibmittelausechaltventil bis zur Treibdüse einerseits und das Gesamtvolumen der der Tnterdruckkammer zugeordneten Flüesigkeitswege von den Schaltventilen bis zur Fangdüse andererseits etwa im Verhältnis 4 bis 7:1 steht. Dadurch wird gemäß der Erfindung gewährleistet, daß auch der evtl. Nachlauf aus den Flüssigkeitskanälen hinter den Aueschaltventilen etwa im richtigen Mengenverhältnis zum gewünschten Mischungsverhältnis des Getränkes steht und beim Ein- und Ausschalten der Anlage nicht wegen Unterschieden in der Zusammensetiung des Nachlaufes Schwankungen in der Zusamnenseteung des Getränkes entstehen.

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Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß in der zur Treibdüse führenden Flüssigkeitsleitung eine Druckerhöhungspumpe vorgesehen ist und der Antriebsmotor für die Druckerhöhung spumpe sowie der Impulsgeber für die Schaltventile parallel geschaltet sind, derart, daß nur bei fördernder Druckerhöhungspumpe die Schaltventile geöffnet sind. Dadurch wird gern?; ß der Erfindung gewährleistet, daß sobald die Anlage stillgesetzt und deshalb die Treibflüssigkeit ausbleibt, alle Zuleitungen, also sowohl die für das Treibmittel selbst, als auch diejenigen für die Getränkekomponenten, verschlossen werden.

Weiter wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß in den Flüssigkeitsleitungen vor den Schaltventilen den momentanen Durchfluß anzeigende Heßgeräte vorgesehen sind. Durch diese Meßeinrichtungen - zweckmäßigerweise werden geeichte Meßgeräte mit .-jchwicitnerkörper verwendet - kann die Einstellung der Einrichtung jederzeit auch visuell und meßtechnisch überprüft und neu eingestellt werden. Die Durchsatzmenge der Treibflüssigkeit ist üblicherweise unveränderbar, jedoch gestattet das Meßgerät eine Kontrolle, was besonders wichtig ist, falls die Anlage, die Pumpe oder der Antrieb einen Defekt aufweisen. Das hauptmischunjrBverhältnis zwischen Wasser und der Summe der Komponenten insgesamt wird üblicherweise nach den Rezepten des Getränkebetriebes von iiiaschinenhersteller für jedes Getränk ermittelt und die entsprechenden Mikrometereinstellungsverhältnisse festgelegt bzw. vorgeschrieben. Entsprechendes gilt für das Mischungsverhältnis der Komponenten unter sich, mittels der Mikroraeterschrauben an den Drosselventilen lassen sich jedoch

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unter Beobachtung der Durehflußmeßgeräte die Verhältnisse der einzelnen Komponenten zueinander einstellen und auch korrigierend nachstellen. Durch Verstellen der Fangdüsen-idikrometerschraube kann selbstverständlich auch jederzeit das Kauptmischungsverhältnis nachgestellt oder korrigiert werden. Da üblicherweise mengenmäßig der Hauptanteil der Zumischkomponenten aus Zuckerlösung besteht, kann auch durch geringfügige Veränderung des iiischungsverhältnisses der ßrixwert (Tichte der gemischten Flüssigkeit) beeinflußt und verändert werden. Es zeigt sich, daß nach vorgenommener richtiger Einstellung weder das Mischungsverhältnis und der Brixwert, noch die Verhältnisse . der einzelnen Komponenten zueinander verändert werden müssen, über lange Zeit konstant bleiben und kein Grund zum Ilachregeln oder Verändern der Einstellungen besteht. Eine automatische Regelung erübrigt sich deshalb völlig. Die während des Betriebes auftretenden Störungen werden durch den mit entsprechender Präzision gefertigten Strahlapparat selbst berücksichtigt. Die beim Ein- und Abschalten der Anlage evtl. auftretenden Störungen werden durch die erfinüungsgemäßeu Maßnahmen ausgeschlossen.

Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß für die der ' Unterdruckkammer zuzuführenden Flüssigkeiten jeweils ein mit der Zuleitung verbundenes, unter Außendruck stehendes Vorlaufgefäß mit Niveauregelung vorgesehen ist, derart, daß sich der Flüssigkeitsspiegel in jedem Vorlaufgefäß etwa 50 mm unter dem Niveau der Unterdruckkammer einstellt. Hierdurch werden für den Strahlapparat stets gleiche Ausgangsbsäingungen zum Ansaugen der zuzumischenden Komponenten geschaffen. Ein selbsttätiges Haohströmen wird zuverlässig ausgeschaltet.

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Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß als Treibflüssigkeit Wasser dient, das zuvor auch entlüftet (entgast) , sein kann und in den Yorlaufgefäßen der zur Unterdruckkammer geführten Leitungen die einzelnen, der Getränkeherstellung dienenden Einzelkomponenten in flüssiger Form unter Umgebungddruck bevorratet sind. Hierdurch können die übliohenliimonaden hergestellt werden, und zwar sowohl mit Zumischung eines einzigen wie seither in der Saftküche vorbereiteten Getränkesirups oder unter Zumischung der einzelnen Sirupkomponenten unmittelbar im richtigen Mengenverhältnis in das evtl. zuvor in bekannter Weise entlüftete Wasser. Die Imprägnierung des Wassers erfolgt üblicherweise nach Zugabe des Sirups. Sie kann aber auch in bekannter Weise vorher erfolgen. Bei der Verarbeitung von bereits imprägniertem Wasser müssen Jedoch vor allem im Sammelbehälter und auch im Strahlapparat die höheren Drücke berüoksichtigt werden. Auch entsprechende Rückschlagventile sind erforderlich, damit der für die kohlensäurehaltige Flüssigkeit nötige Druck überall gehalten werden kann.

Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß in dem Vorlaufgefäß für die Treibflüssigkeit Zuckerlösung, die zuvor auch entlüftet (entgaet) sein kann, bevorratet ist und in den Vorlaufgefäßen der zur Unterdruckkammer führenden Leitungen die einzelnen, der Sirup- und Extraktherateilung dienenden Gstränkekomponenten in flüssiger Form bevorratet sind. Hierdurch kann die schwierige Arbeit in der Saftküeho außerordentlich vereinfacht werden, fella dia Komponenten sieht unmittelbar dem Wasser «ugsmisoht werden sollen oder können. BiQ im Hl&bliok auf di« Sirupmenge insgesamt gx'oB® Koaponeni® _? aämlioh di© Zuoker-

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lösung, wird dabei als Treibmittel benützt und mischt sich eelbst mit Hilfe des Strahlapparates die richtige Menge von Grundstoffen, Säuren und Essenzen, z.B. unmittelbar aus den Tranaportgefäßen, zu. Eies bedeutet eine erhebliche Vereinfachung für die Arbeit und die Einrichtung der Saftküche.

Gegenstand der Erfindung ist daher auch sowohl die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kontinuierlichen Vereinigen τοπ Getränkekomponenten im vorbestimmten Mengenverhältnis zur Herstellung von Getränken als auch die Verwendung der Vorrichtung zum kontinuierlichen Vereinigen und Mischen von Sirupbestandteilen im vorbestimmten Mengenverhältnis zum Herstellen " von Getränkesirup oder Getränkeeeeeneen.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt und ihre Verwendung und Anordnung anhand eines Beispieles sur Herstellung eines Getränkes dargestellt.

Figur 1 zeigt den erfindungsgemäßen Strahlapparat im Schnitt und Figur 2 die Anordnung des Strahlapparatee zum Vereinigen dreier Flüssigkeiten. Figur 3 ist ein Schnitt A-B gemäß Figur 2 durch das Gehäuse eines Strahlapparaies, der zum kontinuierlichen und abgemessenen Vereinigen von Flüssigkeiten bestimmt " 1st. Im Gehäuse 1 des Strahlapparates 1st eine Treibdüse 2 mit Kolbenschieber 2a angeordnet, wobei Dichtungen 3, 4 den Kolbenschieber 2a gegen das Gehäuse 1 abdichten. Im Kolbenschieber 2a sind Mantelöffnungen 2b vorgesehen, die einer Ringkaamer 1a zugeordnet sind. Die Ringkammer 1a und das Innere dee Kolbenschiebers 2a dienen als Überdruckkammer für die durch die Rohrleitung 5 in Richtung dee Pfeiles 5a zugeführte

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Treibflüssigkeit, die über die Ringkammer 1a und die Man-' telöffnungen 2b ina Innere dee Kolbenschieber 2a eintritt und von dort in Sichtung des Pfeiles 2o aus der Treibdüse 2 austritt und über die Fangdüse 6 in das Mischrohr M eintritt. Im anschließenden Diffusor 7 vrird die Geschwindigkeit der Flüssigkeit verzögert und der statische Druck wieder erhöht. Die Pangdüae 6 samt liisehrohr Id sind mit einer Gummidichtung 8 gegenüber dem (Jehäuae 1 abgedichtet. Durch die Leitungen 9 und 9c können ii>ftichtung der Pfeile 9a und 9d die zuzumiachenden Flüssigkeiten ;Ln die als Ringkammer 11 ausgebildete unterdruckkammer gelangen und strömen dann durch den von der Fangdüse 6 und der Treibdüse 2 gebildeten Ringraum 12 schließlich anteilmäßig in das Innere des liliachrohres 14. Der Abstand des äußeren Endes der Treibdüse von der Innenwand der Fangdüse 6 bestimmt den ringförmigen Durchströmquerschnitt für die zuzumisohenden Flüssigkeiten 10 und 10a. Je nach Stellung des Kolbenschiebers 2a zur Fangdüse 6 kann dieser Ringquerschnitt vom Wert Null bis zum maximalen Wert gemäß der Erfindung kontinuierlich verändert werden, so daß eine kontinuierliche Veränderung des Eintrittsquersohnittes für die zuzumisohende Flüssigkeit bewirkt wird. Der durch die Strahlwirkung zustande kommende Unterdruck wirkt daher in voller Höhe auf den Durchströmquerechnitt. Entsprechend diesem Unterdruck und dem Durchströme^ ere chnitt wird insgesamt aus der Unterdruckkammer , Flüssigkeit nachgefördert. Die durch diese beiden Düsen austretenden Flüssigkeitsmengen bestimmen das Gesamtmisohungsverhältnis. Die in den Leitungen 9 und 9c vorhandenen freien

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Durohströmquerschnitte bestimmen ihrerseits, das Verhältnis der Menge der Flüssigkeit 10 zur Menge der Flüssigkeit 10a (Zumischungskomponentenrerhältnis). Einzig und allein die Querschnittsverhältnisse der Zuleitungen bestimmen die aus den Leitungen 9 und 9o zuströmenden Flüssigkeitsmengen ₉ Insgesamt darf aber in der Ringkammer kein größerer ünterdruok entstehen als durch das Nachfordern der dem Gesamtmisohungsverhältnis entsprechenden Flüssigkeitsmenge bei einer Ansaughöhe von etwa 50 mm Niveauunterschied erforderlich iet. Der Kolbenschieber 2a ist am hinteren Ende mit einer Spindel 13 verbunden, di« einen Spindelkopf 32 mit Schlüsseldrehfläche ™ 33 und/oder ,Einstellhülse 34 mit Winkelstellungszeiger 34a und einer Winkelskala (nicht sichtbar) 34b sowie einer Längsskala (ümdrehungsskala) 35 aufweist. Je nach Stellung der Spindel 13 zeigt die Oberkante 34c der Hülse 34 an der Umdrehungsskala 35 die Anzahl der vollen Umdrehungen der Spindel 13 bzw. der mit ihr duroh die Mitnehmer 32a gekuppelten Hülse 34 an. Der Zeiger 34a zeigt auf der Skala 34b zusätzlich den Winke1-bereioh der letzten, nicht vollen Umdrehung» wie bei Mikrometereohrauben üblich. Der Teilkreis der Skala 34b ist zur Er- ( höhung der Einstellgenauigkeit im Durchmesser vergrößert. In Figur 2 ist das Gehäuse des Strahlapparates wiederum mit 1, die Treibdüse mit 2, die Fangdüse mit 6 und der Diffusor mit 7 bezeiohnet. Die Treibflüssigkeit tritt durch die Rohrleitung 5 und durch das Schaltventil 36 in die Ringkammer 1a des Strahlapparates ein und von dort durch die Treibdüse 2, einen Teil der Fangdüse 6, das Mischrohr und den Diffusor 7 in die Flüssigkeitsleitung 5b und von dort duroh das mischgerät 17 zu

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einem nicht gezeichneten Vorratsbehälter, der seinerseits zusätzlich auch ala Imprägnierbehälter vorgesehen sein kann. Die Stellung der Treibdüse 2 kann mittels der Spindel 13 verändert werden, so daß der freie querschnitt zwischen Pangdüse 6 und Tr&ibdüse 2 kontinuierlich verstellt werden kann. Einstellbar ist diese Axialverschiebung der Treibdüse 2 mit Hilfe der an der Spindel 13 angeordneten äußeren Schlüsselflache oder mit Hilfe der Hülse 34. Die Einstellung, Anzeige bzw. Ablesung kann - entsprechend Figur 1 - wie bei Mikrometersohrauben vorgenommen werden. Die Einstellung ist jederzeit genau reproduzierbar. In das Gehäuse 1 des Strahlapparates münden in Höhe der Unterdruckkammer 11 die Zuleitungen 9 und 9c für die zuzumischenden Flüssigkeiten, nachdem sie nacheinander jeweils ein Durchflußmeßgerät 37, 37a, ein Schaltventil 36a, 36b und ein Drosselventil 38, 38a durchströmt haben. Die Drosselventile 38, 38a sowie die fernsteuerbaren Schaltventile 36a, 36b sind dabei so nahe wie möglich am Strahlapparat 1 angeordnet. Der Strahlapparat 1 kann eine Zuleitung 9 oder deren mehrere, z.B. 9, 9b, 9c, 9e (Fig.3) aufweisen, wobei jeweils vor der Einmündung dieser Rohrleitungen in den Strahlapparat 1 entsprechende Durchflußmesser 37, 37a, 37b ..., Ausschaltventile 36a, 36b, 36c ... sowie Drosselventile 38, 38a, 38b ... vorgesehen sein müssen. Die Leitungen 9, 9b, 9o... sind andererseits mit Torlaufgefäßen zur Bevorratung von Sirup, Zuckerlösungen, Essenzen, Aromen und Grundstoffen verbunden, die in bekannter Weise meist in Abhängigkeit von einer Niveausteuerung beschickt werden und vorzugsweise unter Atmosphärendruck stehen. Der Spiegel Ha der Flüssigkeit in jedem

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Vorlaufgefäß 14 wird jeweils mindestens etwa 5 cm unterhalb der Mündung des Drosselventils 38, 38a, 38b ... in den Strahlapparat gehalten, 30 daß die durch die Leitung 5 ankomnende Treibflüsüi£keit beim Ausströmen aus der ?reibnitteldü3e 2 durch den sich dabei in der Unterdruckkammer 11 bildenden Unterdruck die zuzumiachende Flüssigkeit aelbat ar.sau£en nuß.

Eines der Drosselventile 38, 38a, in i'igur 4· in größerem Äiaö- «tab dargestellt, weist eine Spindel 39 sowie eine Schraubkappe 39a entsprechend den bekannten Mikrometerschrauben auf, derart, daß die stellung des Ventilkegels 39b sehr feinfühlig " einstellbar und die dtellunf exakt reproduzierbar ist. Die Schaltventile 36» 36a, 36b weißen allesamt die gleichen Betätigungsorgane auf, so daii nicht durch unterschiedlich Ansprechzeiten ein unterschiedliches i-liachungsverhältnio beim Anlaufen und Abschalten der Anlage austande kommt. Die Hennweiten und Durchgänge der Schaltventil« 36, 36a, 36b ... entsprechen jedoch den Nennweiten der zugehörigen Flüssigkeiteleitungen 9» 9a, 9b ... und sind aaher unterschiedlich, entsprechendes gilt für die Drosselventile 38, 38a, 38b ... Alle | Schaltventile 36, 36a, 36b ... werden z.B. über Steuerleitungen 46 mit gleichen Zeitkonstanten (also auch z.B. mix _frieichen Längen oder mit abgestuften Drosselorganen) von einem fernschaltbaren magnetventil 40 mit Druckluft versorgt. Dieses Magnetventil 40 ist mit dem Antrieb der Druckerhöhungspumpe 41 für die in der Leitung 5 geführte TreibflUssigkeit sohaltungsmäßig gleicheinnig gekoppelt. Beim Ausschalten des Antriebes werden schlagartig und gleichzeitig sämtliche Schaltventile 36, 36a, 36b geschlossen und beim Einschalten des Antriebes

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der Pumpe 41 sohlagartig sämtliche gleichzeitig wieder geöffnet. Die Druckluftversorgung ist mit 42 und die Impulsleitung für das Magnetventil 40 mit 43 bezeichnet. Die Pumpe 41 fördert aus dem Vorratskessel für die Treibfluasigkeit 47, in den das "aaeer durch die Rohrleitung 48 eingeführt wird. In dem Kessel 47 vird die Treibflüssigkeit zweckraößigerweiae entlüftet. Der Kessel 47 ist deshalb über die Leitung 44 mit einer Vakuumpumpe 45 verbunden. In der Zuleitung 5 der Treibflüssigkeit zwischen der Pumpe 41 und dem Schaltventil 36 befindet sich ein Mengennießgerät 37f, das ebenfalls wie die anderen Mengenmeßgeräte 37, 37a, 37b ... als geeichtes und auf die Sollförderleistung für die Treibflüssigkeit abgestimmtes Meßgerät ausgebildet ist. Das Vorlaufgefäß für die Leitung 9 ist in Figur 2 ebensowenig gezeichnet wie die zusätzlich möglichen Zuleitungen 9b, 9e, soweit es sich z.B. um einen Fünf-Koaiponenten-Misoher nach Figur 3 handelt. Der in Figur 2 dar-" gestellte Drei-Komponenten-Meß-Misoh-Strahlapparat kann durch entsprechende Anschlüsse nach Figur 3 in ein Fünf-Komponentenyeß-Kisch-Strahlgerät umgewandelt werden.

Soweit fertiger Getränkesirup im vorbestimmten Mengenverhältnis dem Wasser zugemischt werden soll, genügt ein Zwei-Kompo-" nenten-Mischgerät, das außer der Pumpe 41, Meßgerät 37f und dem Schaltventil 36 nur eine einzige Sirupleitung 9c vom Sirupvorlaufgefäß 14 zum Strahlgerät 1 über das Meßgerät 37a, das Schaltventil 36b sowie das Drosselventil*38a aufweist. Mit einem solchen Gerät kann in einwandfreier Weise das eingestellte Mischungsverhältnis zwischen Wasser und Sirup ohne jede Regelung eingehalten werden und auch die Ein- und Aus-

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schaltungen der Anlage führen nicht zu einar Störung des Mischungsverhältnisses. Außerdem ist dafür gesorgt, da£ sieh die Summe aller Leitungsvolumen zwischen den jeweiligen Ventilsitzen der Sclialtventile 56a, 36b ..· und der Fangdüse 6 mengenmäßig sum Volumen der Flüssigkeitsleitung vom Ventilsitz des Seiialtventiles 36 bis zum Auetrittsquere^iin-itt der Treibdüe® 2 etwa verhalten wie 1:5» was ungefähr dem durchsohnittliohen Mischungsverhältnis zwischen Wasser and fertigem Getränkesirup entspricht_o Dabai ist dafür gesorgt, daß die genannten Leitüjagsvolumina füi¹ die Ein&alkoaiponenten, wobei es sioh also um v.:-.c in die Lmtöi-diT'iLliisffiffler 11 mündenden Leitung« handelt, sieh untereinander verhalten wie die Komponenten, aua 'lensn der iietränkesirup insgesamt im DuroiisQ'u^dtt besteht, Sollte also ein Naehlauf bei geschlossenen ";^: sohaltventilen 3β₉ 36a, 361) eintreten, dann wird auch dieser liaehlauf ungefähr im richtigen Mischungsverhältnis stellen tm-ä iaa 5esamt-EilaohuagsverMltnia keinesfalls versohla-jäiiern. Werden mit

Vorrichtung steta und nur gleioka 'Istränke hergestellt, di© Querschnitte 'bsiSo VoliaiBina· gans genau -auf al« Menilis abgestellt werden«
Kit äer Vorrichtung nach üex Erfindung fcaim also der fertige ß<3 tränke sirup ohne Zuhilfenahme töh Do si er pumpen und ähnli- @ii@a 2s©apliisi@rten mnd sehr aiafwcndigaii Vorrichtungen im richtigen j Toraingestellten Mang ewe E³MIt nis äsugeg*ben werden, \nder Meßgeräte 37a und 37£ (Swei-Komponenten-Gerät) lassen die Verhältnisse auoii ^eiveils visuell beobachten und gefails duroh axial© Y(32?ui3&ie'öung der Strahldüse 2 var-Sas BsOes^lventil ^£12 ist ^;*el eiaei' 6öS-&ia«s2i ί?νί.»l-Kott-

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poiisnten-Miaohung sweckmäßigerweia· gans geöffnet, weil dae Mischungsverhältnis allein Tom freien Querschnitt zwischen der Treibdüse 2 und der Fangdüse 6 bestimmt wird, liit der Vorrichtung nach der Erfindung iet es aber auoh möglich, die Bestandteile eines Sirups als Einzelkomponenten unmittelbar dem Wasser zuzugeben und zuzumischen. Ee müssen dann mehrere Zuleitungen und die entsprechenden Einrichtungen 37, 36a, 38 für die Komponenten Yorhandsn sein. Den Anschluß dieser Zuleitungen für ein Drei-Koap©iaeaten-Mischgorät z@ gur 2 und für ein Fünf-Komponentan-Sisehgerät !Figur 3 also mehrere Sirupkomponenten dureii Leitung©!! 9₉ 9"b₃ 9c, 9® zugeführt, dann müssen die Drosselventile 38 κΐΐ Hilf© der Mikroseterschraube 39, 39a (Pi^ ^) so ©ing® st eilt werdcssg da@ die jeweiligen freien Drosselau^z-ssimitio ä@m gowlinsehten !.tea ge-jiTsrhältniB der susiaführendsn Siy:vit)tnihrOOB.ont®n imtoreinas" d«r entspr@ela©2io Ee -.v-arden also äu^o-n, i.'-.Q Brossol^satile 38 gzr-i-R 7*±ξν.τ"ηι 2 y^«i 4 die hiSiiQeL;:2Suältn±3se dor zuauführenä© '^:'.^;,}"!ip!:^5:i;-orGir;:^ ?ώϊ©γ i>ich siagustellt. Durch AxialTerschi©=» i;uiig ίδ:? f^eibdüge 2 wird darüber hinaus das Mischungsverhält ills τοπ Wasser zu der Gesamtmenge der zuzuführenden Sirupkomporisntsn eingestellt.

Oine T'öJ?herige Abmessung und Mischung in d@r Saftküche können saipit die Einzelbestandteile, aua denen das Getränk feeatehtj, unmittelbar zugeführt werden. Die Arbeiten in der Saftküehe können dabei weitgehend entfallen und die Saftküehe selbst ist weitgehend entbehrlich. Pur jedes Getränk ist eine Einstellung der Mikrometerschrauben des Strahlapparates bestimmt und -.Ir, kürzester Frist genau einstellbar. Der Druck der Pumpe 41

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und die Durohsatzmenge der Treibflüssigkeit durch die Leitung 5 iat dabei im wesentlichen konstant und die Anpassung an die verschiedene Abnehmerleistungen erfolgt durch Abschalten es Antriebes der Pumpe 41 zusammen mit dem Schließen der Schaltventile 36, 36a, 36 b ...

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann aber auch unmittelbar in · der Saftküche zur Bereitung des fertigen Getränkesirups Verwendung finden, falls die Einzelbestandteile des Getränkes nioht unmittelbar dem Wasser zugemischt werden können oder dürfen. Als Treibmittel wird in diesem Falle Zuckerlösung verwen- g det, die dann über die Pumpe 41, Leitung5, Schaltventil 36 der Treibdüse 2 zugeführt wird. Als Zumieohkomponenten werden die Grundstoffe, Säuren und Ensenzen in gelöster bzw. flüssiger Form durch die Leitungen 91 9b, 9o, 9e ... im entsprechenden Mengenverhältnis zur Zuckerlösung zugemischt, so daß in der Leitung 5b dann nicht ein fertiggemischtes Getränk, sondern ein fertiggemiechter Sirup den Strahlapparat 1 verläßt. Auch hierbei kann das eingestellte Mengenverhältnis von Störungen unbeeinflußt konstant gehalten werden. In der Saftküche ist man dann nicht mehr auf ließ- und sonstige Dosiergeräte angewiesen, sondern man kann z.B. unmittelbar von den Transportbehältern im richtigen Mengenverhältnis Sirup in ein Vorratsoder Standgefäß fördern. Hierbei kann die als Treibflüssigkeit verwendete Zuckerlösung auch zuvor, ähnlich wie bei der Getränkeherstellung das Wasser, in Behälter 47 entlüftet werden. Jeder Lufteinfluß auf die Grunösubstanzen des Getränkes und den fertigen Sirup kann dadurch weitgehend vermieden werden. Soweit Zuckerlösung als Treibmittel ,verwendet wird, wird

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dabei die Tatsache ausgenützt, daß das Verhältnis der Zuckerlösung su den anderen Grundeubstanzen des Sirupe in einem ähnlichen Mengenverhältnis steht wie der Wasserbestandteil de« Getränkes zum fertigen Sirup. Eine weitgehende Vereinfachung der Herstellung von Limonaden ebenso wie der Herstellung von Sirup wird durch die Erfindung erzielt. Das Gerät kann aber selbstverständlich auch bei der Vermiaohung von Alköholdeetillaten mit-Wasser-, das auch karbonisiert werden kann, verwendet werden. Dabei ist sowohl eine vorherige als auch eine nachträgliche Karbonisierung möglioh. Das fertige, also zumeist mit Kohlensäure imprägnierte Getränk, kann aus dem Vorratsbehälter dem Flaschen- oder Dosenfüller ebenso zugeführt werden wie einem Batteriefüller für größere Behälter, wie Container und dergleichen.

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SAD

Claims

A ϊ. P /4

NOLL MASCHINEN- 68 Mannheim, den 23.Januar 1969

FABRIK G.m.b.H. Patent-N-/La.

Minden (Weatf.)

Patentansprüche

1.) Vorrichtung zum kontinuierlichen Vereinigen von Getränkekomponenten im vorbestimmten Mengenverhältnis, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekannter Strahlapparat

(I) mit Treibdüse (2), Fangdüse (6) und Unterdruckkammer

(II) einen durch Axialverschiebung der Treibdüse stufenlos einstellbaren, die Unterdruckkammer (11) mit der Fangdüse (6) verbindenden freien Ringquerschnitt (fg) aufweist, die Treibdüse (2) in jeder Stellung mit der Zuleitung (5) der Treibflüssigkeit verbunden ist und in die Unterdruckkammer (11) eine oder mehrere Flüssigkeitesuleitungen (9, 9b, 9o) über je ein separates, stufenlos voreinatellbares Drosselventil (38, 38a, 38b ...) einmündet.

2.) Strahlapparat nach Anspruch 1 mit zylindrischein Mischrohr und angeschlossenem Diffusor, dadurch gekennzeichnet, daß sich die freien Querschnittaflächen (f^) des Treibdüsenaustrittes (2), des maximalen· Fangdüseneintrittes (f« max.) sowie des Uisohrolires (f ) verhalten wie 1 s 1,4 bis 1,7 ι 2_P5 bis 2,3 und die Läng© (L) d©s zylindrischen Mischrohres (M) dessen 14-bis 20-faohem Durchmesser (D_M) ent-

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spricht, wobei die wirksamen Drücke so gewählt sind, daß die Sreibflüseigkeit mit ©iia©r Geschwindigkeit vöb etwa 30 m/m@® aus der TreiMüs©_ (2) austritt ₉ ü&b Yeyhältai®

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der Druckdifferenzen zwischen Diffusorende (Pa) ^un^ d Unterdruckkammer (p₀) nicht größer ale 0,2 und das Mengenverhältnis der durch die Druckkammer (1a) der Treibdüse (2) strömenden, zu der zuzumischenden und durch die Unterdruckkammer (11) strömenden Flüssigkeit nicht größer als 0,8 ist.

3.) Strahlapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibdüse (2) einen abgedichtet im Gehaust (1) axial geführten Kolbenschieber (2a) mit Mantel8££mmg©n (2b) aufweist, die einer mit der Treibflüssigkeitszuleltung (5) verbundenen Ringkammer (1a) zugeordnet sind, wobei der Kolbenschieber eine nach außen geführte Spindel (13) aufweist, die mit Hilfe einer Mikrometerschraube (32-35) v©r~ stell- und einstellbar vorgesehen ist. . '

4.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diosselkörper (39b) der der Unterdruckkammer (.11) zugeordneten Drosselventile (38, 38a, 38b ...) jeweils mit Hilfe einer Mikrometerschraube (39» 39a) verstell- und einstellbar vorgesehen sind.

5.) Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Mündungsende der Treibfltissigkeitsleitung (5) sowie unmittelbar vor jedem der der Unterdruckkammer (11) augeordneten Drosselventile (38, 38% 38b ...) ein vorzugsweise pneumatisch fernsteuerbares Schaltventil (36, 37a, 36b, 36c ...) angeordnet ist, all® Sehaltventile (36, 36a, 36b ...) gleiche Sohaltzeitwert© aufweisen und gleichsinnig unä gleichzeitig nur durch einen -!Impulsgeber* (40) synchron zu dem Ein- und Ausschalten, der

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Anlage in die öffnunge- und Schließstellung schaltbar vorgesehen ist. '

6.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 51 dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Flüssigkeitsweges vom Treibmittelsohältventil (36) bis zur TreibdUee (6) einerseits und daa Gesamtvolumen der der Unterdruckkammer (11) Bugeordneten Flüssigkeitswege von den Schaltventilen (36a, 36b ...) bis zur Fangdüse (6) andererseits etwa im Verhältnis 4 bis 7 ι 1 steht.

7.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der zur Treibdüse (2) führenden Flüssigkeitsleitung (5) eine Druckerhöhungspumpe (41) vorgesehen ist und der Antriebsmotor für die Druckerhöhungepumpe (41) sowie der Impulsgeber (40) für die Schaltventile (36, 36a, 36b ...) parallel gesohaltei sind, derart, da!3 nur bei fördernder Druckerhöhungspumpe (41) die Schaltventile (36, 36a, 36b ...) geöffnet sind-.

8.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flüssigkeit3leitungen (5, 9> 9b, 9o ...) vor den Schaltventilen (36, 36a, 36b ...) den momentanen Durchfluß anzeigende Meßgeräte (37, 37a ... 37f) vorgesehen sind.

9·) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die der Unterdruckkammer (11) zuzuführenden Flüssigkeiten jeweils ein mit der Zuleitung verbundenes, unter Außendruok stehendes Vorlaufgefäß (14) mit niveauregelung vorgesehen ist, derart, daß

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sich der Flüssigkeitsspiegel (Ha) in Jedem Vorlaufgefäß-(14) etwa 50 mm unter dem Niveau der Unterdruckkammer (11) • einstellte

10.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9t dadurch gekennzeichnet, daß als Treibflüssigkeit Wasser dient, das zuvor auch entlüftet (entgast) sein kann und in den Vorlaufgefäßen (14) der zur Unterdruckkammer (11) geführten Leitungen (9i 9b, 9o ...) die einzelnen, der Getränkeherstellung dienenden Einzelkomponenten in flüssiger Form unter Umgebungsdruck bevorratet sind.

11.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß in dem Vorlaufgefäß (47) für die TreibflÜBsigkeit Zuckerlösung, die zuvor auch entlüftet (entgast) sein kann, bevorratet ist und in den Vorlaufgefäßen (14) der zur Unterdruckkammer führenden Leitungen die einzelnen, der Sirup- oder Extraktherstellung dienenden Getränkekomponenten in flüssiger Form bevorratet sind.

1.2.) Verwendung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 zum kontinuierlichen Vereinigen von Getränkekomponenten im vorbestimmten Mengenverhältnis zur Herstellung von Getränken.

13·) Verwendung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 und 11 zum kontinuierlichen Vereinigen und Mischen von^irupbestandteilen im vorbestimmten Mengenverhältnis zum Herstellen von Getränke-Sirup oder Getränke-Eesenzenc

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