DE2750377A1

DE2750377A1 - Saftabgabevorrichtung

Info

Publication number: DE2750377A1
Application number: DE19772750377
Authority: DE
Inventors: Arthur W Kulis
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1976-11-11
Filing date: 1977-11-10
Publication date: 1978-05-18
Also published as: AU3058377A; CA1066675A; FR2371023A1; FR2371023B3; JPS5363183A; SE7712646L; IT1087879B

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. 8000 MÜNCHEN 22 KARL H. WAGNER gewürzmühlsrasse 5

POSTFACH 246

0\ π c η O 7 7 1°· November 1977

EATON CORPORATION, Cleveland, Ohio 44114, V.St.A.

Saftabgabevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Saftabgabevorrichtung, und zwar insbesondere auf eine Dual-Saftabgabevorrichtung, d.h. auf Maschinen zum Mischen und Abgeben von zwei oder mehr Strömungsmittelkomponenten. Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf Vorrichtungen zur Abgabe von Säften.

US-PS 3 323 681 beschreibt eine Abgabevorrichtung zur Mischung von Wasser mit einem Saftkonzentrat. In diesem Patent ist eine mit konstanter Rate arbeitende Pumpe,beispielsweise eine zusammendrückbare Rohrpumpe, beschrieben, um eine konstante Menge an Saftkonzentrat einem Mischer zuzuführen. Ein Verdünnungsmittel, im allgemeinen Wasser, wird an den Mischer mit einem im wesentlichen konstanten Druck über ein Mischersteuerventil geliefert, welches das Wasser zumißt, um das gewünschte Produkt herzustellen. Wenn das Steuerventil offen ist, so wird unter seinem eigenen Druck stehendes Wasser an den Mischer geliefert. Die Strömungsrate oder Geschwindigkeit wird im Hinblick auf die konstante Pumprate der Konzentratpumpe ausgewählt. Bei den bekannten Abgabevorrichtungen traten verschiedene Probleme auf. Die bekannten Abgabevorrichtungen sind von Natur aus kompliziert und dann schwer zu warten, wenn die Vorrichtungen nicht mehr arbeiten. Die verschiedenen Komponenten solcher Abgabevorrichtungen sind

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im allgemeinen dauerhaft miteinander verbunden. WenfTe" STne" äe'r Komponenten eine Fehlfunktion zeigte, so mußte die gesamte Abgabevorrichtung abgeschaltet und auseinandergebaut werden, worauf dann der fehlerhafte Teil ersetzt wurde, um sodann den Wiederzusammenbau vorzunehmen. Diese komplizierte Wartung bedeutet eine Erhöhung der Wartungskosten für den Kunden und eine beträchtliche Ausfallszeit, wenn ein fehlerhafter Teil festgestellt wurde. Bei Anwendungsfällen, wo mehrere bekannte Systeme miteinander verbunden waren, hatte ferner ein schadhafter Teil in einem Teil der Vorrichtung praktisch zur Folge, daß eine Anzahl von Abgabestationen nicht mehr betriebsfähig waren.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, Mittel vorzusehen, um ein Saftkonzentrat mit Wasser zu mischen, und zwar mit veränderbaren Verhältnissen, worauf dann sich die ergebende Mischung in einen Behälter abgegeben wird. Die Erfindung sieht ferner eine Abgabevorrichtung vor, die leicht zu warten ist, wenn ein Teil der Abgabevorrichtung schadhaft wird. Ferner bezweckt die Erfindung,die für eine Reparatur erforderlich Zeit zu minimieren, wenn ein Teil der Abgabevorrichtung schadhaft wird.

Erfindungsgemäß wird eine Abgabevorrichtung vorgesehen, die ein Abgabemodul aufweist, welches identisch und austauschbar mit gleichartigen Modulen ist, die in die Abgabevorrichtung hineinpassen. Jedes Modul enthält die notwendigen Teile zur Aufnahme des Saftkonzentrats und gekühlten Wassers und speist die richtigen Verhältnisse von Saft und Wasser in eine Mischkammer derart, daß daß sich ergebende Produkt ein Saft ist, der mit dem gewünschten Verhältnis aus Konzentrat und Verdünnungsmittel gemischt ist.

Das Modul enthält erste Verbindungsmittel zum Eingriff mit der Saftkonzentratversorgung. Die Verbindung gestattet, daß Saft in das Modul eintritt und ein Sperrventil hält das Saftkonzentrat solange zurück, bis es benötigt wird. Eine Pumpe ist strömungsmittelmäßig mit dem Auslaß des Sperrventils verbunden. Wenn die Pumpe angetrieben wird, beispielsweise durch einen Motor, so wird das Sperrventil durch die Pumpwirkung

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geöffnet und das Saftkonzentrat wird in eine Mischkammer gepumpt.

Ferner sieht die Erfindung zweite Verbindungsmittel am Modul vor, die zum Eingriff mit einer Verdünnungsmittelquelle, beispielsweise gekühltem Wasser, dienen, um zu gestatten, daß das Verdünnungsmittel in das Modul eintritt. Eine Strömungsmittelsteuervorrichtung ist innerhalb des Moduls angeordnet, um die Rate zu steuern, mit der Wasser an die Mischkammer geliefert wird. Weiterhin sieht die Erfindung ein Verdünnungsmittelventil vor, und zwar angeordnet zwischen der Strömungssteuerung und der Mischkammer. Wenn die Pumpe in Betrieb ist, ist das Verdünnungsmittelventil offen, wodurch Verdünnungsmittel in die Mischkammer fließen kann. Die Mischkammer empfängt und mischt Saftkonzentrat und Verdünnungsmittel und, wenn gewünscht, bring Luft in den Saft, bevor der Saft von einer Abgabedüse geliefert wird.

Die Modulkomponenten bilden den Betriebsteil der Abgabevorrichtung; daher sind sämtliche Betriebskomponenten in einer leicht zu wartenden Vorrichtung lokalisiert. Dies stellt sicher, daß die Wartung schnell durchgeführt werden kann, und zwar einfach dadurch, daß man ein schadhaftes Modul entfernt und durch ein neues oder erneuertes Modul ersetzt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist ein innerhalb des Moduls angeordnetes Spülventil, dessen Einlaß mit der Verdünnungsmittelleitung zwischen Verdünnungsmittelventil und Mischkammer verbunden ist, während der Auslas dieses Ventils so verbunden ist, daß Verdünnungsmittel an die Leitung zwischen Sperrventil und Pumpe geliefert wird. In einer Spülbetriebsart arbeiten Verdünnungsmittelventil, Spülventil und Pumpe sämtlich gleichzeitig, so daß Verdünnungsmittel durch das Modul geleitet wird, wodurch Saftkonzentrat aus dem System herausgespült wird.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Schema einer Abgabevorrichtung, welche die erfin-

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dungsgemäße Modulanordnung benutzt;

Fig. 2 ein Kolben- und Hülsenventil, welches als Strömungssteuer- und Druckregulator zweckmäßig ist.

Eine im ganzen mit 10 bezeichnete Abgabevorrichtung ist innerhalb eines nicht gezeigten Gehäuses umschlossen und wird von diesem getragen; solche Gehäuse sind bekannt. Ein Abgabemodul 12 ist in die Abgabevorrichtung 10 eingebaut und durch gestrichelte Linien gekennzeichnet. Der Konzentrattank 14 ist vorzugsweise oberhalb des Moduls 12 angeordnet, um die Einspeisung des Saftkonzentrats in das Modul durch Schwerkraft zu ermöglichen. Der Konzentrattank 14 ist mit einem Rückschlag- oder Sperrventil ausgestattet, welches verhindert, daß Saftkonzentrat in den Modulraum fließt, wenn sich kein Modul in der Abgabevorrichtung befindet.

Der Modul besitzt erste Verbindungsmittel, welche das Sperrventil 16 aktivieren, um zu gestatten, daß Saftkonzentrat aus dem Konzentrattank herausfließt. Ein Beispiel für geeignete Mittel sind Klauen (Zinken), die sich vom Modul aus nach oben erstrecken und zum Eingriff mit einer Kugel innerhalb des Sperrventils dienen. Wenn das Modul sich an seinem Platz befindet, öffnen die Klauen das Sperrventil. Dies gestattet den freien Fluß des Konzentrats in die Verbindungsmittel und in das Modul, solange sich das Modul an seinem Platz befindet. Wenn das Modul entfernt wird, so verhindert das Sperrventil 16 ein Lecken des Konzentrats. Ein zweites Sperr- oder Rückschlagventil 18 ist innerhalb des Moduls 12 angeordnet und hält das Saftkonzentrat im Konzentrattank 14 zurück, bis Bedarf besteht. Wenn ein Betätigungsmittel, wie beispielsweise ein Hebel, niedergedrückt wird, so wird ein mit einer Pumpe 22 verbundener, nicht gezeigter Elektromotor eingeschaltet. Die Betätigung der Pumpe 22 erzeugt einen negativen Druck an der Abgabes^ite des Sperrventils 18, was das Ventil öffnet und Saftkonzentrat in die Pumpe zieht. Die Pumpe zieht Saftkonzentrat durch Leitung 20 und stößt es durch Leitung 24 mit einer im wesentlichen gleichförmigen Geschwindigkeit in die Mischkammern 26.

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Verdünnungsmittel für die Saftabgabevorrichtung 1O, beispielsweise Wasser, wird aus einer geeigneten Wasserversorgung 48, wie beispielsweise der städtischen Wasserversorgung, abgezogen. Das Wasser wird zum Zwecke der Entfernung von mitgeführten Feststoffen durch einen Sieb 46 geleitet, wobei solche Siebe auf dem Gebiet der Saftabgabevorrichtungen bekannt sind. Das Wasser läuft in die Kühlschlangen 44, wo das Wasser auf die gewünschte Temperatur abgekühlt wird. Das Verfahren zum Kühlen von Wasser und Saftkonzentrat ist bekannt und bildet keinen Teil der Erfindung. Das Wasser läuft durch ein Ventil 42, wie beispielsweise ein Kugelventil, welches gestattet, daß die Wasserversorgung dann abgeschaltet wird, wenn sich das Modul 12 nicht an seinem Platz befindet.

Die Wasserversorgung ist mit dem Modul 12 durch irgendwelche geeigneten Verbindungsmittel verbunden. Ein solches Mittel ist eine Leitung zwischen dem Ventil 42 und einem Fitting mit einem O-Ring 40, der mit einer komplementären öffnung im Modul in Berührung steht. Das Fitting ist an seinem Platz durch eine Platte 41 festgehalten, die sicherstellt, daß das Fitting nicht aus dem Modul herausfällt. Die Platte ist am Modulgehäuse durch Schrauben oder andere geeignete Befestigungsmittel befestigt. Zur Abtrennung des Moduls kann die Fittingplatte 41 entfernt werden und die O-Ring-Dichtung wird außer Eingriff gebracht.

Wenn im Betrieb die Wasserversorgung angeschlossen ist, so läuft Wasser in den Modul und durch eine Strömungssteuerung 38. Ein Beispiel eines geeigneten Strömungssteuerventils ist in Fig. 2 gezeigt, wobei es sich hier um ein federbelastetes Kolben- und Hülsenventil handelt.

Die Ventilausbildung 50 besitzt gemäß Fig. 2 einen gleitend innerhalb einer Hülse 52 angeordneten Kolben 54. Das ganze Ventil 50 ist dabei in bekannter Weise innerhalb einer Leitung oder eines Gehäuses (nicht gezeigt) angeordnet. Strömungsmittel tritt in das Ventil 50 ein und läuft durch eine Zumeßöffnung 56. Die Zumeßöffnung erzeugt einen Druckabfall, der den Druck des Strö-

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mungsmittelflusses vermindert. Nach dem Hindurchtritt durch die Zumeßöffnung 56 gelangt das Strömungsmittel in das Innere des Kolbens 54 und tritt über Öffnungen 57 aus, von denen nur eine dargestellt ist. Im allgemeinen sind vier oder mehr Öffnungen vorgesehen.

Auf die Stirnfläche 55 des Kolbens 54 wird eine kontinuierliche Kraft ausgeübt, mit der Tendenz, den Kolben axial innerhalb der Hülse 52 zu verschieben. Wenn diese Kraft groß genug ist, um den Kolben 54 über die Öffnungen 57 zu schieben, so wird der Strömungsmittelfluß automatisch aufhören. Eine zusammenpassende Hülse 62 steht mit dem Ende der Ventilhülse 52 nahe der Öffnung 57 in Eingriff. Ein einstellbarer Kolben 64 steht mit einer Feder 58 in Eingriff, welche eine Kraft erzeugt, die gegenüber der Kraft an der Stirnfläche 55 des Kolbens 54 den Gegenausgleich schafft. Der Kolben 6 4 kann dazu verwendet werden, um die Federkraft derart zu verändern, daß die Öffnungen vollständig unbedeckt sind. Durch richtige Einstellung der Federkraft kann die gewünschte Größe der Öffnungen 57 geöffnet werden, um die richtige Strömung des Verdünnungsmittels für den gewünschten Saft vorzusehen. Wenn ein Druckanstieg auftritt, so wird die Federkraft nicht ausreichen, um die ganze Kraft an der Stirnfläche zu absorbieren und ein Teil der Öffnung wird abgedeckt, was automatisch die richtige Strömungsrate aufrechterhält, und trotz eines erhöhten Drucks.

Die Strömungssteuerung wird normalerweise einen Strömungsdruck von ungefähr 5 psi (engl. Pfund pro Quadratzoll) aufrechterhalten und sicherstellen, daß nur die richtige Menge benötigten Wassers für die gewünschte Mischung fließen kann.

Wenn die Pumpe 22 aktiviert ist, so ist gleichzeitig das elektromagnetbetätigte Wasserversorgungsventil 36 erregt und Wasser kann von der Wasserversorgung 48 durch Leitung 33 in die Mischkammer 26 fließen. Bei der derzeit bevorzugten Ausbildung der Erfindung erfolgt der Ausfluß aus den Leitungen 33 und 24 tangential in die Mischkammer 26, so da" der Fluß des Konzentrats und des Wassers

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tangential bezüglich der Kammerwände erfolgt, wodurch Vortex- oder Wirbelmischung erzeugt wird. Sodann fließt die Mischung durch die Auslaßzumeßöffnungen in der Kammer und in die Abgabedüse 28.

Wenn gewünscht, kann die Mischkammer mit irgendwelchen geeigneten Luftmitteln verbunden sein, um dem gemischten Saft Luft hinzuzufügen; diese Belüftungs- oder Luftmittel sind bekannt.

Wenn das Modul 12 gesäubert werden soll, so kann es in einer "Spül"-Betriebsart betrieben werden. In dieser Betriebsart ist das elektromagnetbetätigte Spülventil 32 elektrisch parallel zum Wasserversorgungselektromagnet-Ventil 36 geschaltet. Die Erregung des Getränkeabgabehebels bewirkt elektrisch das öffnen der Ventile 32 und 36 und gestattet den Wasserfluß durch Leitung 33 in die Mischkammer und nach oben durch Leitungen 30 und 34 zur Unterseite des Adaptor-Sperrventils 18. Die positiven am Sperrventil 18 durch Wasser aus Leitung 30 erzeugten Drücken halten das Ventil 18 in einer Schließstellung, wodurch das Eintreten des Konzentrats in das System verhindert wird. Niederdruckwasser tritt in Leitung 20, die Pumpe 22 und die Leitung 24 ein, um Saftkonzentrat aus der Pumpe, den zugehörigen Leitungen und der Mischkammer 26 herauszuspülen.

Verschiedene Abwandlungen des eben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiels sind möglich. Im übrigen wird auf die Ansprüche verwiesen.

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Claims

Ansprüche

/ΐΛ Abgabevorrichtung zum Mischen eines Verdünnungsmittels und eines Saftkonzentrats mit Mitteln zum Mischen des Konzentrats und des Verdünnungsmittels sowie Mitteln zur Abgabe des gemischten Saftes, gekennzeichnet durch: ein Modul (12) zum Einsetzen in die Abgabevorrichtung (10), wobei das Modul erste Verbindungsmittel zur Verbindung mit einer Versorgung (14) von Saftkonzentrat aufweist, um den Eintritt des Konzentrats in das Modul zu gestatten, erste Ventilmittel mit einem Einlaß und Auslaß, wobei der Einlaß mit der Konzentratversorgung über die ersten Verbindungsmittel verbunden ist,

Pumpmittel (22), deren Einlaß mit dem Auslaß der ersten Ventilmittel verbindbar ist und bei Betätigung Konzentrat mit einer gleichförmigen Rate pumpen,

zweite Verbindungsmittel zur Verbindung mit einer Verdünnungsmittelversorgung, um das Eintreten des Verdünnungsmittels in den Modul zu gestatten,

Strömungssteuermittel (38) zur Aufnahme von Verdünnungsmittel von den zweiten Verbindungsmitteln und betätigbar zur Regulierung des Verdünnungsmittelflusses innerhalb des Moduls zur Aufrechterhaltung der gewünschten Verdünnung des Konzentrats, zweite Ventilmittel (36) zur Aufnahme von Verdünnungsmittel von den Strömungssteuermitteln (38) und betätigbar, um Verdünnungsmittelfluß innerhalb des Moduls zu gestatten, eine Mischkammer (26) definierende Mittel mit Mitteln, welche die Kammer (26) mit dem Auslaß der zweiten Ventilmittel und mit der Abgabeseite der Pumpmittel (22) verbinden, um Saftkonzentrat und Verdünnungsmittel zu empfangen und zu mischen, wobei Düsenmittel (28) vorgesehen sind, um gemischten Saft in einen Behälter abzugeben, und

Mittel zur Betätigung der Pumpenmittel und der zweiten Ventilmittel zur Einspeisung von Konzentrat und Verdünnungsmittel in die Mischkammer.

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2. Abgabevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul ferner Spülventilmittel (32) aufweist, deren Einlaß mit dem Auslaß der zweiten Ventilmittel (36) verbunden ist, und deren Auslaß mit der Einlaßseite der Pumpmittel (22) in Verbindung steht, und zwar benachbart zum Auslaß der ersten Ventilmittel derart, daß bei im wesentlichen gleichzeitiger Öffnung der Spülventilmittel und der zweiten Ventilmittel Verdünnungsmittel durch die Pumpmittel und sämtliche damit verbundenen Leitungen innerhalb des Moduls fließt, wodurch das Saftkonzentrat aus dem Modul herausgespült wird.
3. Abgabevorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurcn gekennzeichnet, daß Strömungssteuermittel (38) auf Änderungen des ankommenden Verdünnungsmitteldrucks ansprechen, um einen im wesentlichen gleichförmigen Verdünnungsmittelfluß aufrechtzuerhalten.
4. Abgabevorrichtung zum Mischen eines Verdünnungsmittels und eines Saftkonzentrats mit Mitteln zum Mischen des Konzentrats und des Verdünnungsmittels sowie Mitteln zur Abgabe des gemischten Saftes, gekennzeichnet durch; ein Modul (12) geeignet zum Einsetzen in die Abgabevorrichtung, wobei das Modul erste Verbindungsmittel aufweist, die zur Verbindung mit einer Saftkonzentratversorgung geeignet sind, um das Eintreten des Konzentrats in das Modul zu gestatten,

erste Ventilmittel mit einem Einlaß und einem Auslaß, wobei der Auslaß mit der Konzentratversorgung über die ersten Verbindungsmittel verbunden ist,

Pumpmittel (22), die mit ihrem Einlaß mit dem Auslaß der ersten Ventilmittel verbunden sind und bei Betätigung Konzentrat mit gleichförmiger Geschwindigkeit pumpen,

zweite Verbindungsmittel zur Verbindung mit einer Verdünnungsmittelversorgung, um das Eintreten des Verdünnungsmittels in das Modul zu gestatten,

Strömungssteuermittel (3fj) zur Aufnahme von Verdünnungsmittel von den zweiten Verbindungsmitteln und betätigbar zur Regulierung des Verdünnungsmittelflusseä innerhalb des Moduls zur Aufrecht-

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erhaltung der gewünschten Verdünnung des Konzentrats, wobei die Strömungssteuermittel auf Änderungen des ankommenden Verdünnungsmitteldrucks ansprechen, um einen im wesentlichen gleichförmigen Verdünnungsmittelfluß aufrechtzuerhalten, zweite Ventilmittel, die Verdünnungsmittel von den Strömungssteuermitteln aufnehmen und bei Betätigung gestatten, daß Verdünnungsmittel im Modul fließt,

eine Mischkammer (26) bildende Mittel und mit Mitteln, welche die Kammer mit dem Auslaß der zweiten Ventilmittel an der Einlaßseite der Pumpmittel verbinden, um Saftkonzentrat und Verdünnungsmittel zu empfangen und zu mischen, und wobei Düsenmittel (28) zur Abgabe des gemischten Saftes in einen Behälter vorhanden sind, und

Mittel zur Aktivierung derPumpenmittel und der zweiten Ventilmittel zur Einspeisung von Konzentrat und Verdünnungsmittel in die Mischkammer.
5. Abgabevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Modul ferner Spülventilmittel (32) aufweist, deren Einlaß mit dem Auslaß der zweiten Ventilmittel verbunden ist und deren Auslaß mit der Einlaßseite der Pumpmittel benachbart zum Auslaß der ersten Ventilmittel derart in Verbindung steht, daß bei im wesentlichen gleichzeitigem öffnen der Spülventilmittel und der zweiten Ventilmittel Verdünnungsmittel durch die Pumpenmittel und alle zugehörigen Leitungen innerhalb des Moduls läuft,wodurch das Saftkonzentrat aus dem Modul herausgespült wird.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Konzentrattank (14) mit einem Sperrventil (16) (Fig. 1) ausgestattet ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Sperrventil (18) innerhalb des Moduls (12), welches geöffnet wird durch die einen negativen Druck an der Abgabeseite des Ventils (18) erzeugende Pumpe (22) dann, wenn Betätigungsmittel niedergedrückt werden.

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8. Abgabevorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungssteuerventil einen Kolben (54) gleitend angeordnet innerhalb einer Hülse (52) aufweist mit Öffnungen (57) sowie einem einstellbaren Kolben (64) in Eingriff mit einer Feder (58)
(vgl. Fig. 2).

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