DE19522917A1 - Förderung von genau dosierten Konzentraten - Google Patents
Förderung von genau dosierten KonzentratenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung für die Förderung oder
Überführung von Fluiden, wie Konzentraten oder anderen
fließfähigen Produkten unterschiedlicher Art und
unterschiedlicher Viskosität, in dosierten Mengen über längere
Wege.
Dauerhaft genau dosierende Dosiereinrichtungen werden in
verschiedenen Bereichen und für verschiedene Produkte benötigt,
um diese in genau und langfristig vorherbestimmbaren Mengen aus
einem Vorratsbehälter pulsweise abzuzapfen und einer Mischzone
als quasi kontinuierlichen Massenstrom zuzuführen, in der das
Produkt mit einer anderen Flüssigkeit gemischt und
weitergeleitet oder abgegeben wird. Ein großer Einsatzbereich
für solche Dosiereinrichtungen ist der von Getränkeautomaten.
Bisher wurden die Flüssigkeiten, mit denen die zu dosierenden
Mengen an Produkten vermischt und weitergeleitet werden sollen,
über Rohrleitungen oder offene Rinnen in den Bereich des
Auslasses der Dosiereinrichtungen geleitet, um dort das dosierte
Fluid aufzunehmen. Über ein Mischrinnen- oder
Mischleitungssystem wurde die gemischte Flüssigkeit dem Auslaß
zugeleitet. Bei derartigen Systemen können durch Produktreste an
vielen Rändern und verteilt über relativ große Flächen
erhebliche Risiken bezüglich der Hygiene entstehen. Um diesem
Risiko zu entgehen, müssen die Systeme zeitaufwendig manuell
gereinigt werden. Eine automatische Reinigung durch Spülen mit
heißem Wasser ist in ihrer Intensität meist nicht ausreichend
und oft nicht möglich, weil die benötigten Heißwassermengen zu
groß sind.
Es ist Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen, die
hygienischen Risiken bisheriger genau dosierender Systeme
(Dosiersysteme) weitgehend zu vermeiden um die Möglichkeit zu
eröffnen, mit relativ geringen Mengen an Reinigungsflüssigkeit
das ganze System automatisch und intensiv genug reinigen zu
können.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 oder 13 gelöst. Im Gegensatz
zu den bisherigen Systemen wird mit der Erfindung das
impulsweise mit hoher Frequenz dosierte Fluid (meist:
Konzentrat) vom Ausgang der mit Axialstößen arbeitenden
Dosiereinrichtung zur Mischzone eine längere Wegstrecke
überführt, wo die Zugabe zu dem Mischpartner Wasser - die
eigentliche Mischung - erfolgt. Das Wasser braucht also nicht
mehr über offene Systeme zu den Dosiereinrichtungen geleitet,
dort gemischt und von dort (zur Mischgetränk-Abgabe)
zurückgeleitet werden (Anspruch 1). Da die Weiterleitung der
dosierten Produkte über dünne biegsame Schläuche erfolgt
(Anspruch 2), können die nach einem Dosiervorgang in den
Schläuchen verbleibenden Produktmengen im Vergleich zur
dosierten Menge sehr klein gehalten werden. Außerdem ist es ohne
weiteres möglich, die dünnen Schläuche (zum Beispiel mit kaltem
oder heißem Wasser) mit ausreichend hoher
Strömungsgeschwindigkeit intensiv zu durchspülen. Dazu kann
gesonderte Reinigungsflüssigkeit oder aber auch die Flüssigkeit
verwendet werden, mit der das Produkt vermischt werden soll.
Da bei dieser Ausbildung offene Rinnen weitgehend vermieden
werden, sind auch die Flächen, an denen eine hygienische
Beeinträchtigung des Produktes im Mischsystem erfolgen kann,
außerordentlich klein und auf die Mündungsstelle der dünnen
Schläuche begrenzt. Auch diese Stellen lassen sich aber durch
das Reinigungssystem zuverlässig und automatisch reinigen. Eine
manuelle Säuberung der Anordnung ist nicht mehr oder nur in sehr
großen Abständen erforderlich.
Außerdem ergibt sich mit der Erfindung überraschend eine
vielfältige Gestaltungsmöglichkeit für genau dosierende
Getränkeautomaten, die einerseits mehrere Zapfstellen
(Ausgabestellen) und andererseits mehrere Dosiervorrichtungen
haben können, die sogar miteinander beliebig kombinierbar sind.
Unterschiedliche Mischgetränke - auch solche aus Mischungen
unterschiedlicher Konzentrate - können an einer beliebigen Zahl
von Abgabestellen (eines Getränkeautomaten) verfügbar gemacht
werden.
Trotz der hygienischen Vorteile wird die dauerhaft genaue
Dosierung durch die hohe Frequenz (größer als 10 Hz,
insbesondere Netzfrequenz von 50 Hz oder 60 Hz) der Pumpstöße
der Dosiereinrichtung beibehalten. Durch die geschlossenen Wege
(Schläuche) zur Mischzone ergibt sich ein stärkerer
Dämpfungseffekt, so daß das dosierte Konzentrat noch
gleichmäßiger an der Mischzone ausfließt, als das im Stand der
Technik möglich war.
Konkretisierungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und
aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
Fig. 1 ist die Darstellung eines vereinfachten Beispiels eines
Transportsystems gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt den unteren Bereich ("Auslaufbereich") einer
Dosiervorrichtung im senkrechten Schnitt mit den
Anschlüssen für den Abtransport der dosierten Mengen
und für die Zuführung einer Spülflüssigkeit.
Fig. 3 ist eine ähnliche Ausführung wie Fig. 2, jedoch mit
abgewandeltem Spülsystem und
Fig. 4 ist eine weiter abgewandelte Ausführungsform des
Spülsystems, das zugleich als Druckverstärker
eingesetzt werden kann.
Fig. 5 ist ein Adapter 50, der auf die Auslauf-Stutzen 2a, 3a
des Dosiersystems gesteckt werden kann und der auf
seinem anderen Ende die Schläuche oder Röhrchen des
Transport-Systems aufnimmt.
Mit 1 ist in Fig. 1 das Sammel- und Auslaufteil der hier nicht
gezeigten Dosiervorrichtung bezeichnet. Im oberen Bereich ist
eine Sammelkammer 1a vorgesehen, von der im dargestellten
Beispiel zwei Verbindungen 2 und 3 ausgehen, wobei die
Verlängerung des Stutzens 2 als Auslaß für das dosierte Produkt
und die Verlängerung des Stutzens 3 für den Schlauch-Anschluß
eines Spülsystems dient.
Alternativ kann ein Gummi-Formteil 50 gemäß Fig. 5 hier
verwendet werden. Es hat innenliegende Anschlußstutzen 4a, 5a.
An die Stutzen 2, 3 oder das Formteil 50 sind dünne, flexible
Schläuche 4, 5 angeschlossen. Über eine Steckverbindung 6 ist
ein Verteiler 11 angeschlossen, der zwei Auslaufstutzen 11a, 11b
aufweist, auf die zwei Schläuche 14a, 14b aufgesteckt werden
können. Diesen Schläuchen ist ein Umschaltventil, z. B. ein
Schlauchklemmventil 12 mit Umschalteinrichtung 13 zugeordnet, so
daß das über den Stutzen 2 auslaufenden Produkt wahlweise über
die Leitung 14a oder die Leitung 14b oder über beide Leitungen
zu Leitungen 15a bzw. 15b weitergeleitet werden kann. Die
Leitungen 15 dienen zur Führung der Flüssigkeit, z. B. kaltes
oder heißes Wasser, mit der das dosierte Produkt gemischt werden
soll. Die Schläuche sind im Anschlußbereich über
Steckverbindungen 16 leicht lösbar angeschlossen, wobei die
Steckverbindungen neben einem Anschlußstutzen 18 ein Auslauf-
Rückschlagventil aufweisen. Über die Steckverbindung 6 kann auch
die Leitung 7 eines Spülsystems mit dem Schlauch 5 in Strömungsverbindung
gebracht werden. Das Spülsystem kann einen
Vorratstank 9 für kaltes oder heißes Spülmittel, insbesondere
Wasser, aufweisen, das dem Tank über die Leitung 10 zugeführt
wird und das gesteuert durch eine zentrale Steuereinrichtung
durch die Pumpe 8 abgezogen und unter Druck über der Leitung 7
in den Stutzen 3 eingeleitet werden kann, so daß mit dem unter
Druck stehenden Spülmittel die Sammelkammer 1a, der
Produktauslauf 2 sowie die gesamten Schlauchverbindungen bis zum
Anschluß an die Leitungen 15a bzw. 15b kurzzeitig und mit
geringen Flüssigkeitsmengen zuverlässig und hygienisch
einwandfrei gespült werden können. Der Steckanschluß wie die
Schläuche 14 kann auch an einer Mischzone vorgesehen sein, in
der ein Rührwerk arbeitet. Es könnte als Mischzone auch eine
kurze offene Mischwanne vorgesehen sein. Im vorliegenden Fall
münden die Leitungen 14 nahe dem Auslauf 15c des Mischgetränkes.
Die Länge der Schlauchverbindungen zwischen Dosiereinrichtung
und den Leitungen 15 hängt von den jeweiligen Verhältnissen ab.
Jedoch stehen die Länge dieser Verbindungen sowie die innere
lichte Weite der dünnen Schläuche in einer vorbestimmten
Beziehung zueinander, nämlich der, daß das in den Leitungen
eingeschlossene Volumen klein gegenüber dem Volumen der bei
einem Dosiervorgang abgegebenen Produktmenge ist. Die Länge der
Leitungen kann zwischen 50 und 200 mm liegen, wobei die
Schläuche typischerweise eine lichte Weite von 2 bis 2,5 mm
aufweisen. Das Gesamtvolumen in den dünnen Schläuchen kann also
deutlich kleiner als 1 cm² sein.
Die dünnen Schläuche können leicht aufsteckbar und festklemmbar
sein, so daß sie jeweils bei Entleerung eines Produkt-
Vorratsbehälters, der mit der Dosiervorrichtung verbunden wird,
gegen neue Schläuche ausgetauscht werden können. Im
dargestellten Beispiel, bei dem ein wirksames Spülsystem
vorgesehen ist, sind die Schläuche für längeren Gebrauch
montiert.
Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab das Auslaufende einer
Dosiervorrichtung. Man erkennt in dem Gehäuse der
Dosiervorrichtung eine Dosier- oder Pumpkammer 21, die durch
eine Membran 22 nach außen abgedichtet ist. Am Ausgang ist ein
Rückschlagventil 23 montiert, das von dem Auslaufteil 1 der
Dosiervorrichtung aufgenommen ist. Im oberen Bereich bildet das
Auslaufteil eine Sammelkammer 1a, von der der Produkt-
Auslaufstutzen 2 und der Spülstutzen 3 ausgehen. Der
Spülstutzen 3 mündet in der Sammelkammer 1a, so daß eine über
ihn unter Druck zugeführte Spülflüssigkeit zuverlässig und
intensiv sämtliche Bereiche in Strömungsrichtung hinter der
Pumpkammer der Dosiereinrichtung ausspülen wird, einschließlich
des gesamten Schlauchleitungssystems.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist ein Vorratsbehälter 25
für das Produkt vorgesehen, an den über Schraubverbindung 26 die
Dosiereinrichtung mit einer elektromagnetischer
Betätigungseinrichtung (nicht dargestellt) angeschlossen ist.
Die Dosiervorrichtung 28 weist Einlaß- und Auslaß-
Rückschlagventile 35, 34 auf, wie dies schon zuvor beschrieben
wurde. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist neben dem
Produktauslaufstutzen 30 der Spülmitteleinlaßstutzen 31
vorgesehen. Er verläuft zentral durch das Auslaßventil 34 und
mündet in der Pumpkammer 28a. Auch die Pumpkammer selbst kann so
mit durchspült werden, wobei das Spülmittel dann über das
Auslaßventil 34 und das Schlauchleitungssystem unter Reinigung
dieses Systems abläuft.
Die Pumpe der Dosiervorrichtung wird über einen Magneten 27 und
einen inneliegenden Anker zyklisch, und zwar viele Male für
jeden Dosiervorgang, betätigt. Die Spülung kann von der gleichen
zentralen Steuereinrichtung gesteuert werden, wie die
elektromagnetische Betätigungseinrichtung. So ist es möglich,
daß eine Spülung nach jedem Dosiervorgang oder nach jedem
zehnten Vorgang oder in Abhängigkeit von einer Zeitsteuerung
nach einer vorbestimmten Phase der Nichtbenutzung getätigt wird.
Das Leitungssystem mit dünnen flexiblen Schläuchen benutzt einen
höheren Förderdruck, den die Dosiervorrichtung durch ihre
besondere Anordnung und Ausbildung liefert. Bedarfsweise kann
jedoch der Druck zusätzlich gesteigert werden, indem der zweite
Stutzen des Auslaufgehäuses der Dosiervorrichtung zur
Druckverstärkung herangezogen wird. Ein Beispiel hierfür zeigt
Fig. 4, in der das Auslaufgehäuse im Produktauslauf 43 eine
Venturidüse 42 und in Fluchtung und im Abstand von dieser den
Austritt 45 für einen Flüssigkeitsstrahl aufweist, der in die
Düse gerichtet ist. Die Mündung 45 gehört zu dem zweiten
Stutzen 44 des Auslaufgehäuses und kann an eine Quelle von unter
Druck stehender Flüssigkeit, wie heißes oder kaltes Wasser,
angeschlossen sein. Während die Zufuhr von Flüssigkeit über den
Stutzen 44 zum Spülen nach einem Dosiervorgang erfolgt, wird für
die Druckverstärkung die Flüssigkeit während des Dosiervorganges
zugeführt. Durch die Anordnung wird der Druck und damit die
Transportleistung erhöht. Gleichzeitig kann durch Verwendung
einer heißen Flüssigkeit oder durch die Verwendung einer
Zusatzflüssigkeit überhaupt die Viskosität des Produktes
herabgesetzt und die Fließfähigkeit erhöht werden. Die
Flüssigkeit des Druckverstärkers wird der fertigen Mischung mit
zugeführt, ist also bei dem Mischungsverhältnis in Rechnung zu
stellen.
Zum Spülen oder zum Druckverstärken können auch Dampf oder Gase,
wie CO₂-Gas verwendet werden.
Das neue System ist nicht nur hygienischer, sonder ermöglicht
auch den Einsatz in verbreiterten Anwendungsbereichen, also auch
bei Produkten mit höherer Viskosität. Dabei kann der
Druckverstärker in Abhängigkeit von dem zu dosierenden Produkt
wahlweise eingesetzt werden. Selbstverständlich kann auch der
Druckverstärker nach Beendigung des Dosiervorganges oder zu
anderen Zeiten zur Spülung und Reinigung in der zuvor
beschriebenen Weise eingesetzt werden.
Claims (14)
1. Anordnung für die Überführung oder den Transport von - in
kleinen Mengen aus einer Pumpkammer (21, 28a), begrenzt von
Einlaß- und Auslaßventil ("Dosiervorrichtung";
28, 28a, 34, 35, 21) bei hoher Frequenz - pulsdosierten Fluiden,
wie Konzentraten, bei der
das Fluid zu der Mischzone (15c, 16, 17, 18) überführt wird, wo
es mit seinem Mischpartner, wie kaltem oder warmen Wasser,
gemischt wird, ohne daß der Mischpartner dem unmittelbaren
oder nahen Ausgang (1, 1a, 2, 3) der das Fluid dauerhaft genau
dosierenden Dosiervorrichtung oder dessen
Auslaufstutzen (1, 2, 3; 50, 1a, 2a) zugeleitet wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1 bei der
- (a) dünne, biegsame Schläuche (4, 5, 14a, 14b) von einem Innendurchmesser und einer Länge entsprechend einem Schlauchinnenvolumen vorgesehen sind, das klein gegenüber der zu dosierenden Menge des Produktes ist, wobei jeder Schlauch über Verbindungs- und/oder Anschlußelemente (6, 11) einerseits an einem Auslaß (2, 3) einer Dosiereinrichtung und andererseits einer Mischzone anbringbar sind; oder
- (b) die Schläuche länger sind als dick, insbesondere eine Länge von mehr als 20 mal ihres Innendurchmessers haben.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
- (a) daß der Auslaß der Dosiereinrichtung ein Adapterelement (1) ist, welches an einem Ende mit der Pumpkammer der Dosiereinrichtung verbunden ist und - in Strömungsrichtung hinter dem Auslaß-Rückschlagventil - eine Auslaßkammer (1a) bildet, von der ein Anschlußstutzen (2) für den Verbindungsschlauch (4) ausgeht der
- (b) daß von der Auslaßkammer (1a) Anschlußstutzen (2a, 2b) wegragen, an die ein Adapter (50) angeschlossen ist.
4. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet,
daß ein Verteilerelement (11) mit wenigstens einem
Einlaßstutzen und wenigstens zwei Auslaßstutzen (11a, 11b)
zur lösbaren Verbindung mit Abschnitten der
Verbindungsschläuche (14a, 14b) vorgesehen ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß den - den Auslaßstutzen des Verteilerelementes
zugeordneten - Abschnitten der
Verbindungsschläuche (14a, 14b) ein Umschalt-
Ventil (12, 13), insbesondere eine umschaltbare
Schlauchklemme, zugeordnet ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet,
daß das Adapterelement (1) zwei von der Auslaßkammer (1a)
ausgehende Anschlußstutzen (2, 3; 30, 31) für
Verbindungsschläuche (4, 5) aufweist, von denen der erste
für die dosierte Menge vorgesehen ist und der zweite über
einen Verbindungsschlauch (5) und eine Steuereinrichtung (8)
mit einer Quelle (9) für ein unter erhöhtem Druck stehendes
Spülfluid, verbunden ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Spülfluid ein Reinigungsmittel, Heißdampf, Wasser
mit Kohlendioxid, Wasser oder dergleichen Mischung ist, zum
Spülen der Auslaßkammer (1a), des ersten
Anschlußstutzens (2) und des daran angeschlossenen
Verbindungsschlauches (4, 14a, 14b).
8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, bei der der zweite
Anschlußstutzen (31, 44) nahe oder in der Pumpkammer endet.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Anschlußstutzen (31)
- (a) durch die Auslaßkammer (1a) und durch das Auslaß- Rückschlagventil ragt und in der Pumpkammer mündet;
- (b) in der Auslaßkammer (41a) in Strömungsrichtung und in Fluchtung mit einem Venturi-Düsenabschnitt (42) am Eingang des ersten Auslaßstutzens (43) mündet und als Druckverstärker ausgebildet ist;
- (c) durch den Einlaß der Dosiervorrichtung geführt ist, um in der Pump- oder Auslaßkammer (1a, 41, 41a) zu enden.
10. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsschlauch im
Bereich seines Anschlusses an ein Mischrohr (15a, 15b) ein
Rückschlagventil aufweist.
11. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der
die Dosiervorrichtung besteht aus:
einer durchströmbaren Pumpkammer, einem Einlaß- und einem Auslaß-Rückschlagventil, einer steuerbaren Betätigungseinrichtung zur zyklischen Relativbewegung der beiden Ventile, und aus einer Misch- und Abgabeeinrichtung, welche ein Mischrohr, Mischzone mit Rührwerk oder einen Auslaufstutzen umfaßt, welche von heißem oder kaltem Wasser durchströmbar sind.
einer durchströmbaren Pumpkammer, einem Einlaß- und einem Auslaß-Rückschlagventil, einer steuerbaren Betätigungseinrichtung zur zyklischen Relativbewegung der beiden Ventile, und aus einer Misch- und Abgabeeinrichtung, welche ein Mischrohr, Mischzone mit Rührwerk oder einen Auslaufstutzen umfaßt, welche von heißem oder kaltem Wasser durchströmbar sind.
12. Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei der
der Mischpartner nur der Mischzone zugeführt wird,
insbesondere aber mehrere Mischzonen und/oder mehrere
Dosiervorrichtungen vorgesehen sind.
13. Verfahren zum Spülen oder Mischen von viskosen Konzentraten,
insbesondere zum Betreiben der Anordnung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, bei dem
- (a) das dosierte Konzentrat über einen oder mehrere dünne, langgestreckte Schläuche (14, 14a, 14b) zu einer Mischzone (16, 17, 18) transportiert oder gefördert wird, um dort seinem Mischpartner zugeführt zu werden;
- (b) Spülmittel über einen dünnen Spülschlauch (5) nahe an die Dosiervorrichtung (1, 2, 3) geführt wird, um in zeitlich vorgegebenen Abständen die Konzentrat- Schläuche (14a, 14b) von ihrer Ausgangsstelle aus zu spülen.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem die Schläuche flexible
Schläuche (14a, 14b) oder feste oder biegbare dünne
Rohrleitungen (11) sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995122917 DE19522917A1 (de) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | Förderung von genau dosierten Konzentraten |
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Applications Claiming Priority (1)
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DE1995122917 DE19522917A1 (de) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | Förderung von genau dosierten Konzentraten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19522917A1 true DE19522917A1 (de) | 1997-01-09 |
Family
ID=7765131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1995122917 Withdrawn DE19522917A1 (de) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | Förderung von genau dosierten Konzentraten |
Country Status (2)
Country | Link |
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Legal Events
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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Owner name: ZIJVERDEN, WILLEM VAN, 23858 REINFELD, DE |
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8141 | Disposal/no request for examination |