DE1952292A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Dosieren von Fluessigkeiten in Maschinen zur Herstellung von CO2-haltigen Erfrischungsgetraenken - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum kontinuierlichen Dosieren von Flüssigkeiten in Maschinen zur Herstellung von C02-haltigen Erfrischungsgetränken Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Dosieren von Flüssigkeiten in Maschinen zur Herstellung von CO2-haltigen Erfrischungsgetränken.
• Es ist bereits bekannt, zwei Flüssigkeiten miteinander zu dosieren und zu mischen unter Verwendung von Zwillings-oder einzelnen Kolben-Dosierpumpen. Bei diesen Pumpen handelt es sich um Kolbenpumpen, bei denen mindestens der Kolben für die Förderung der einen Flüssigkeit in seinem Hub zur Erreichung verschiedener Fördermengen stufenlos verändert werden kann. Die Zwillings-Dosierpumpen haben den Nachteil, daß Je Arbeitszylinder nur eine begrenzte Fördermenge erreicht werden kann. Bei Steigerung der Fördermenge müssen mehrere Pumpenzylinder über- oder nebeneinander angeordnet werden. Hierdurch ergibt sich ein relativ großer Platzbedarf, so daß diese Pumpen bei Verwendung in Maschinen zur Herstellung C02-haltiger Erfrischungsgetränke meist die Größe der Maschine sehr wesentlich beeinflussen. Darüberhinaus ist durch die stoßweise Förderung der Einbau einer Injektordüse für die CO2-Aufnshme nur unter Einschaltung eines Druckwindkessels - und auch hier bedingt - möglich.
• Es ist außerdem bekannt, zwei Flüssigkeiten mit Hilfe von Flüssigkeitszählern zu dosieren. Hierbei sind die beiden Plüssigkeitszähler durch ein entsprechendes Getriebe so miteinander verbunden, daß die der ersten Flüssigkeit zuzudosierende zweite Flüssigkeit nur in dem gewünschten Verhältnis durch den zweiten Flüssigkeitszähler fließen kann.
• Zur Änderung des Mischungisverhältnisse3 müssen hierbei Zahnräder ausgewechselt werden. Dies ist insofern ein Nachteil, da eine stufenlose Regelung der zuzudosierenden Flüssigkeitsmenge nicht mebr möglich ist, sondern eine Änderung des Mischungsverhältnisses nur in Stufen-und durch Umbau erreicht werden kann. Der Kostenaufwand für die Flüssigkeitszähler und das Verbindungsgetriabe sind außerdem relativ große Es ist auch bekannt, zwei Flüssigkeiten zueinander dadurch zu dosieren, daß in ein Mischgefaß zunächst eine Flüssigkeit über ein Magnet-&teuerventil eingelassen wird, wobei nach Erreichung eines bestimmten Flüssigkeitsstandes in diesem Mi5chgefaß: das Magnet-Steuerventil für die erste Flüssigkeit geschlossen und gleichzeitig oder kurz danach ein Magnetventil für die zweite Flüssigkeit geöffnet wird. Hat die Flüssigkeit in dem Mischgefäß die gewünschte Höhe erreicht, wird das Magnetventil für die zweite Flüssigkeit ebenfalls geschlossen und gleichzeitig eine Pumpe eingeschaltet, welche das Gemisch aus dem Mischbehälter zur Weiterbehandlung herauspumpt. Auch bei dieser Vorrichtung kann keine stufenlose Regelung des Mischungsverhältnisses erreicht werden, sondern es kann nur durch Anordnung mehrere Kontakte im MisclEeBäß, welche wahlweise eingeschaltet werden können, durch Umschaltung eine stufenweise Änderung des Mischungsverhältnisses erfolgen. Durch die Folge schaltung ist außerdem eine kontinuierliche Arbeitsweise nicht möglich, sondern immer nur nach Füllen des Mischbehälters kann die Mischflttssigkeit etappenweise weiterbefördert werden. Zur Erreichung eines.vorgegebenen Durchsatzes der Maschine ist es deshalb erforderlich, eine Pumpe mit der doppelten Fördermenge vorzusehen als es der Durchsatz bei kontinuierlicher Arbeitsweise erfordert, was eine höhere installierte Leistung zur Folge hat. Bei höheren Durchsätzen sind mehrere derartige Mischbehälter einschließlich der dazugehörenden Funktionsteile wie Magnetventile, Schwimmerschalter usw. erforderlich. Dadurch wird der Platz- und Kostenaufwand erheblich vergrößert.
• Zum Fördern von Flüssigkeiten sind auch weniger kostenauS-wendige Mittel bekannt, wie beispielsweise Kreisel- oder Sternradpumpen. Die Fördermenge derartiger Pumpen ist jedoch abhängig von der Fördernöhe bzw. von dem herrschenden Gegendruck. Da ein Karbonisierkessel Druckschwankungen unterworfen ist, war es bisher nicht möglich, bei Dosiervorrichtungen einen gleichbleibenden Förderstrom und damit eine genaue und kontinuierliche Dosierung einer Flüssigkeit zu einer anderen durch die angeführten Iiittel zu erzielen.
• Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die bei geringem Raumbedarf und geringen Kosten unter Ausschaltung der obenangeführten Mängel eine kontinuierliche Dosierung einer Flüssigkeitsmenge zu einer anderen ermöglicht.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen durch eine Kreisel- oder Zahnradpumpe erzeugten Flüssigkeitsstrom gleichbleibend zu halten und diesen einer anderen Flüssigkeit kontinuierlich zuzuführen, wobei der gleichbleibende Flüssigkeitsstrom im Bedarfsfall in geringen Grenzen verändert werden kann und die zuzuführende zweite Flüssigkeit in ihrer Menge stufenlos veränderbar ist.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe derart gelöst, daß zur Erzielung eines gleichbleibenden Flüssigkeitsstromes zwei Kreizel-oder Sternradpumpen hintereinander angeordnet sind, zwischen denen ein Kessel geschaltet ist, der mit einem Karbonisierkessel gasseitig durch eine Druckausgleichlei tung verbunden ist, wobei zum Halten des Flüssigkeitsstandes im Kessel bekannte Mittel, z.B. Tauchkontakte -für die Pumpensteuerung, vorgesehen sind und die Verbindung zwischen der zweiten Kreisel- oder Sternradpumpe und dem Karbonisierkessel aus einer Druckleitung besteht, die in eine Dosierleitung mündet.
• Bei einer weiteren Lösung der Aufgabe ist einem Karbonisierkessel ein unter entsprechend der gewünschten Fördermenge unter höherem Druck stehender Kessel vorgeschaltet, der mit einer Kreisel- oder Sternradpumpe in Verbindung steht, wobei zwischen Karbonisierkessel und dem Kessel ein Differenzdruckregler in gasseitigen C02-Leitungen angeordnet ist und zur Unterbrechung der Förderung aus dem Kessel in den Karbonisierkessel ein Steuerventil vorgesehen ist und zum Halten des Flüssigkeitsstandes im Kessel bekannte Mittel, z.B Tauchkontakte für die Pumpensteuerung, vorgesehen sind.
• Zur Reduzierung der Flüssigkeitsmenge des gleichbleibenden Flüssigkeitsstromes ist in an sich bekannter Weise eine die Druckleitung mit der Saugleitung verbindende Umgehungsleitung mit eingebautem Ventil angeordnet. Zur Zudosierung der zweiten Flüssigkeit zu dem gleichbleibenden Flüssigkeitsstrom der ersten Flüssigkeit ist eine, Kolbendosierpumpe mit stufenlos verstellbarem Kolbenhub angeordnet. Zur Zudosierung der zweiten Flüssigkeit zu-dem gleichbleibenden Flüssigkeitsstrom der ersten Flüssigkeit ist es auch möglich, eine Vorrichtung zu verwenden, wie sie oben beschrieben ist, wobei zur Regelung der Fördermenge entweder ein Ventil in der Umgehungsleitung oder ein Drosselventil in der Druckleitung vorgesehen ist.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zur Zudosierung der zweiten Flüssigkeit zu dem gleichbleibenden Flüssigkeitsstrom der ersten Flüssigkeit eine Injektordüse in die Zuleitung der ersten Flüssigkeit eingebaut ist, deren Unterdruckteil mit einem Vorlaufkessel über eine Dosierleitung verbunden ist, wobei zum Druckausgleich zwischen Vorlaufkessel und Karbonisierkessel eine Verbindungsleitung vorgesehen ist.
• Dbr Vorteil der erfindtngsgemäßen Lösung ist, daß mit Hilfe von Kreisel- oder Sternradpumpen ein gleichbleibender FörderBtfsm erreicht wird. Die Kreisel- oder Sternradpumpen sind weniger kostenaufwendig und weniger störanfällig als die bekannten Mittel zum Dosieren von Flüssigkeiten. Außerdem haben Kreisel- oder Sternradpumpen einen wesentlich geringeren Verschleiß und eine höhere Bebensdauer. Bei Verwendung von Differenzdruckregle rn und Magnet-Steuerventilen werden außerdem mechanisch bewegte Steile fast vollständig vermieden, so daß sich ein noch wesentlich geringerer Verschleiß und eine noch größere Lebensdauer ergibt. Die Verwendung von Inåektordüsen zum Zudosieren der zweiten Xltssigkeit bietet einen weiteren Vorteil, da Dosierpumpen u.dgl. nicht mehr erforderlich sind, wobei besonders darauf hingewiesen werden muß, daß die Verwendung von Injektordüsen nur bei einem absolut gleichbleibenden Flüssigkeitsstrom möglich ist, welcher durch die in der erfindungsgemäßen Lösung beschriebenen Mittel erreicht wird. Bei Verwendung von Kolbenpumpen oder auch bei normaler Anwendung von Kreisel- oder Sternradpumpen ist ein solcher gleichbleibender Flüssigkeitsstrom nicht möglich. Soll der Flüssigkeit, wie dies bei Maschinen zur Herstellung C02-haltiger Erfrischungsgetränke der Fall ist, außerdem mit Hilfe einer Injektordüse CO2 zugeführt werden, so bringt die erfindungsgemäße Lösung den zusätzlichen Vorteil, daß auch hier durch die Inåektordüse stets die gleichbleibende C02-Menge zugeführt wird. Auch hier kann durch Einschaltung entsprechender Drosselventile die C02-Menge variiert werden und bleibt bei einmal eingestellter Menge stets gleich. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich, wenn eine Karbonisiermaschine Verwendung findet, der eine Mixmaschine nachgeschaltet wird, in welcher das karbonisierte Wasser mit Sirup vermischt wird. Es ist dann z.B. nicht mehr notwendig, mit einer Zwillingsdosierpumpe zu arbeiten, welche einerseits das karbonisierte Wasser und andererseits den Sirup fördert, sondern es wäre nur eine Sirup-Dosierpumpe oder eine andere Dosiereinrichtung für den Sirup erforderlich. Das Wasser könnte dann mit Rilfe der sowieso in der Karbonisiermaschine vorhandenen, sogenannten Druckerhöhungspumpe, gefördert werden. Es ist lediglich erforderlich, den Xarbonisierkessel der Karbonisiermaschine mit dem Mischkessel der Mixmaschine durch eine Druckausgleichleitung zu verbinden.
• Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
• In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Dosiervorrichtung unter Verwendung von Kreisel- oder Sternradpumpen, Fig. 2: eine schematische Darstellung einer Dosiervorrichtung unter Verwendung eines Differenzdruckreglers, Fig. 3: eine schematische Darstellung einer Dosiervorrichtung unter Anwendung von Kreisel- oder Sternradpumpen für beide Flüssigkeiten, Fig. 4 und 5: schematische Darstellungen einer Dosiervorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 unter Verwendung einer Injektordüse für die Zudosierung.
• Die Vorrichtung zum kontinuierlichen Dosieren von Flüssigkeiten in Maschinen zur Herstellung von CO2-haltigen Erfrischungsgetränken besitzt eine Kreise 1 oder Sternradpumpe 1, welche die erste Flüssigkeit, z.B. Wasser, in den Kessel 2 fördert, der über die Druckausgleichleitung 3 mit dem Karbonisierkessel 4 in Verbindung steht, so daß in beiden Kesseln der gleiche Gasdruck vorhanden ist. Um zu verhindern, daß das Wasser aus dem Kessel 2 über die Druckausgleichleitung 3 in den Karbonisierkessel 4 gelangt, wird im dargestellten Ausführungsbeispiel der Flüssigkeitsstand im Kessel 2 über Tauchkontakte 1.7 gesteuert. Hierzu könnten Jedoch auch andere, an sich bekannte Püllstandssteuerungen oder Hilfseinrichtungen Verwendung finden, Die Kreise 1 oder Sternradpumpe 5 fördert das Wasser aus dem Kessel 2 über Saugleitung 6 und Druckleitung 7 in den Karbonisierkessel A. Da in dem Kessel 2 und dem Karbonisierkessel 4 der gleiche Druck herrscht hat die Kreisel-oder Sternradpumpe 5 nur den Widerstand in den Rohrleitungen sowie der technisch erforderlichen Zusatzeinrichtungen, wie Rückschlagventil 8, zu überwinden. Dieser Widerstand ist Jedoch bei allen in Frage kommenden Drücken ieLnèr der gleiche, so daß auch die Fördermenge der Kreisel- oder Sternradpumpe 5 stets die gleiche sein wird.
• Durch diese Anordnung des Systems wird also eine in der Zeiteinheit stets gleichbleibende Wassermenge aus dem Kessel 2 in den Karbonisierkessel 4 gefördert. Bei entsprecnender Auslegung der Kreisel- oder Sternradpumpe 1 wird immer ein ausreichender trasservorrat im Kessel 2 vorhanden sein, so daß sich die bei schwankendem Druck unterschiedliche Fördermenge der Kreisel- oder Sternradpumpe 1 auf das System nicht auswirkt. Mit Hilfe der Dosierpumpe 9 wird im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dem gleichbleibenden tlasserstrom die gewünschte Menge der zweiten Flüssigkeit, z.B. Sirup, zudosiert.
• Im gezeichneten Beispiel wird der Sirup über die Dosierleitung 10 in die Druckleitung 7 eingeführt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Dosierleitung 10 direkt an den Karbonisierkessel 4, also unabhängig von der Druckleitung 7, anzuschließen. In die Druckleitung 7 kann in bekannter Weise eine Injektordüse 11 zur .nführung von C02 eingebaut sein. Die Kreisel- oder Sternradpumpe 5 und i.e.
• Dosierpumpe 9 werden durch die Tauchkontakte 17 @@@@@zeitig aus- bzw. eingeschaltet. Die Druckerhöhungspumpe 18 fördert das fertige Getränk in bekannter Weise zur Füllmaschine.
• Zur Reduzierung der Fördermenge des gleichbleibenden Wasserstromes ist eine Umgehungsleitung 19 mit Ventil 20 vorgesehen, welche die Druckleitung 7 mit der Saugleitung 6 verbindet.
• Im Beispiel, das in Fig. 2 dargestellt ist, wird in gleicher Weise wie in Fig. 1 das Wasser mit Hilfe der Kreisel- oder Sternradpumpe 1 in den Kessel 2 gefördert. Dieser ist durch C02-Leitungen 12, in welche ein Differenzdrackregler 13 mit der C02-Zuleitung 14 eingebaut ist, mit dem Karbonisierkessel 4 verbunden. Der Differenzdruckregler 13 bewirkt, daß in dem Kessel 2 ein gleichbleibend höherer Druck p2 herrscht als im Karbonisierkessel 4. Durch diesen gleichbleibenden Differenzdruck wird in der Zeiteinheit eine stets gleichbleibende \r1asserfflenge über die Verbindun£sleitullg 15 vom Kessel 2 in den Karbonisierkessel 4 gefördert. Um diesen Flüssigkeitsstrom unterbrechen zu können, ist in die Verbindungsleitung 15 ein Steuerventil 16 eingeschaltet ,welches im gezeichneten Beispiel durch Tauchkontakte 17 im Karbonisierkessel 4 gesteuert wird. Gleic 'lzeitig wird auch die Dosierpumpe 9 durch die Tauchkontakte 17 ein- bzw. aus schaltet. Auch hier erfolgt die Zudosierung des Sirups mit Hilfe einer Kolben-Dosierpumpe 9 über die Rohrleitung 10 in die Verbindungsleitung 15 oder direkt in den Karbonisierkessel 4.
• Die Zudosierung des Sirups kann jedoch auch genau so erfolgen wie die Förderung des wassers, d.h. der Sirup wird mit der Kreise; oder Sternradpumpe 21 in den Sirupkessel 22 gedrückt und von dort mit Hilfe der Pumpe 23 in den Karbonisierkessel 4 gefördert. Auch der Sirupkessel 22 ist gasseitig mit einer Druckausgleichleitung 24 mit dem Karbonisierkessel 4 verbunden.
• Für eine andere Form der Dosierung ist ein Sirupkessel 22 vorgesehen, der wie beschrieben über die Druclcausgleichleitung 25 mit dem Karbbinisierkessel 4 in Verbindung steht und in welchen die Kreisel- oder Sternradpumpe 21 den Sirup fördert. Die Dosierung des Sirups aus dem Sirupkessel 22 erfolgt jedoch über eine Injektordüse 11 welcher ein Drosselventil 25 vorgeschaltet ist. Durch die ständig gleichbleibende Fördermenge in der Druckleitung 7 wird unter gleichen Bedinzungen stets die gleiche Sirupmenge angesaugt. Durch Einschaltung des Drosselventils'25 kann die Sirupmenge in den gewünschten Grenzen verändert werden.
• Eine weitere Lösungsmöglichkeit besteht durch eine Kombination der Dosierung wasserseitig entsprechend Fig. 2, und sirupseitig entsprechend Fig.- 4.

Claims (6)

a a t e n t a n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Dosieren von Blüssigkeiten in Maschinen zur Herstellung von C02-haltigen Erfrischungsgetränken, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines gleichbleibenden Flüssigkeitsstromes zwei Kreisel- oder Sternradpumpen (1; 5) hintereinander angeordnet sind, zwischen denen ein Kessel (2) geschaltet ist, der mit einem Karbonisierkessel (4) gasseitig durch eine Druckausgleichleitung (3) verbunden ist, wobei zum Halten des Flüssigkeitsstandes im Karbonisierkessel (4) bekannte Mittel, z.B. Tauchkontakte (17) für die Pumpensteuerung, vorgesehen sind und die Verbindung zwis'chen der zweiten Kreisel- oder Sternradpumpe (5) und dem Karbonisierkessel (4) aus einer Druckleitung (7) besteht-, die in eine Dosierleitung (10) mündet.

2. Vorrichtung zum kontinuierlichen Dosieren von Flüssigkeiten in Maschinen zur Herstellung von C02-haltigen Erfrischungsgetränken, dadurch gekennzeichnet, daß einem Karbonisierkessel (4) ein unter entsprechend der gewünschten Fördermenge unter höherem Druck stehender Kessel (2) vorgeschaltet ist, der mit einer Kreisel-oder Sternradpumpe (1) in Verbindung steht, wobei zwischen Karbonisierkessel (4) und dem Kessel (2) ein Differenzdruckregler (13) in gasseitigen CO2-Leitungen angeordnet ist und zur Unterbrechung der Förderung aus dem Kessel (2) in den Karbonisierkessel (4) ein Steuerventil (16) vorgesehen ist und zum Halten des Plüssigkeitsstandes im Kessel (2) bekannte Mittel, z.B.

Tauchkontakte (17) für die Pumpensteuerung vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Flüssigkeitsmenge des gleichbleibenden Flüssigkeitsstromes in an sich bekannter Weise eine die Druckleitung (7) mit der Saugleitung (6) verbindende Umgehungsleitung (19) mit eingebautem Ventil (20) angeordnet iat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zudosierung der zweiten Flüssigkeit zu dem gleichbleibenden Plüssigkeitsstrom der ersten Flüssigkeit eine Kolbendosierpumpe (9) mit stufenlos verstellbarem Kolbenhub angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zudosierung der zweiten Flüssigkeit zu dem gleichbleibenden Flüssigkeitsstrom der ersten Flüssigkeit ebenfalls eine Vorrichtung analog einem der Ansprüche 1 oder 2 zugeordnet ist, wobei zur Regelung der Fördermenge entweder ein Ventil (20) in der Umgehungsleitung (19) analog Anspruch 3 oder ein Drosselventil (25) in der Druckleitung (7) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geRennzeichnet, daß zur Zudosierung der zweiten Flüssigkeit zu dem gleichbleibenden Flüssigkeitsstrom der ersten Flüssigkeit eine Injektordüse (11) in die Rohrleitung der ersten Flüssigkeit eingebaut ist, deren Unterdruckteil mit einem Sirupkessel (22) über eine Dosierleitung (10) verbunden ist, wobei zum Druckausgleich zwischen Sirupkessel (22) und Karbonisierkessel (4) eine Druckausgleichsleitung (24) vorgesehen ist.