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Pluid-Durchflußregler
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Es sind bereits einige verbesserte Strömungsregler entwickelt worden
zum Regeln der Strömung eines Fluids, das Druckschwankungen unterworfen ist. Beispielsweise
ist in der US-PS 2 859 769 eine Fluid-Strömungsregeleinrichtung gezeigt, bei der
ein Ventil von einem in einer Öffnung angebrachten Flügelrad betätigt wird. Eine
Druckdifferenz an der Öffnung dient dazu, das FlUgelrad zu bewegen und dadurch (as
Ventil zu betätigen. Das Flügelrad ist begrenzt frei beweglich in der Öffnung gehaltert,
um selbstzentrierend zu funktionieren.
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Eine weitere verbesserte Form eines solchen Reglers ist in der US-PS
2 967 543 gezeigt. In dieser PS spricht die Ventilanordnung auf den Fluidfluß an,
um die Fluidmenge, die durch den Auslaß fließen kann, auch bei großen Druckänderungen
im Fluid zu regulieren. Der Strömungsregler weist einen Laufradteil auf, der der
Fluidströmung durch das Ventil ausgesetzt ist, und einen Regulierteil nächst dem
Ventilauslaß, der vom Laufradteil bewegbar ist, um den Fluidfluß durch den Auslaß
zu steuern.
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Eine Feder dient dazu, den Regulierteil konstant in einer Richtung
vorzubelasten.
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Ein anderer verbesserter Fluid-Strömungsregler ist in der US-PS 2
984 261 beschrieben. Diese Einrichtung umfaßt einen Regulierteil,
der
derart betätigbar ist, daß er den Querschnitt von Durchflußöffnungen nach Maßgabe
der Druckänderungen im Fluid eo steuert, daß das Durchflußvolumen durch die Öffnungen
praktisch konstant ist. Das Ventil ist daftir konstruiert, das Schäumen im Fluid
wirksam herabzusetzen und eignet sich daher für Flüssigkeiten, wie kohlensäurehaltige
Getränke.
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In der US-PS 3 040 759 ist ein Mengenterhältnisregler offenbart, der
zum Mischen mehrerer Pluide in einem vorgegebenen Verhältnis dient und zwei gegensinnig
bewegbare Laufräder hat, die eo angeordnet sind, daß sie nur dann ausgeglichen sind,
wenn ein vorgewählt es Verhältnis der Drücke der von der Einrichtung gesteuerten
Fluide hergestellt ist.
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In der US-PS 3 294 361 ist eine einstellbare Irehdttse beschrieben,
die eine stufenlos veränderbare Durchrlußöffnung zur Strömungsregelung vorsieht,
die auf einfaohe Weise in eine unbegrenzt Anzahl von Stellungen gebracht werden
kann, um so die Druckdifferenz zu beiden Seiten der Öffnung innerhalb eines vorgegebenen
Bereiches zu halten, so daß Meßinstrumente, die zur Messung der Fluidströmung verwendet
werden, in ihrem optimalen Bereich arbeiten können.
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In der US-PS 3 100 620 ist eine verstellbare Ausflußöffnung zur Verwendung
in Iifferentialdruokgeräten beschrieben, die die Form eines langen Schlitzes hat,
dessen länge veränderbar ist, um den Wirkungequerschnitt der Öffnung einzustellen.
Die Geräte weisen außerdem Mittel zum Regulieren der Druokdifferen8 zwischen Einlaß
und Auslaß auf.
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Die vorliegende Erfindung sieht einen fortschrittlichen, bequem auseinsndernehmbaren
Fluid-Druokflußregler vor, der einen Einstelldtlsenteil und einen federbelasteten
Regulierteil in einer Regelkammer hat, die von einem leicht ausoinandernehmbaren
Gehäuse gebildet ist. Das Gehäuse kann einen Gehäuserumpf und eine Kappe umfassen
mit Schraubelementen zum lösbaren Befestigen
des Gehäuserumpfes
an der Kappe.
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Weitere Schraubelemente können vorgesehen sein, um den Einstelldüsenteil
leicht lösbar am Gehäuse zu befestigen. Der Einstelldüsenteil kann als eine Einheit
installiert und abgenommen werden und iet so gestaltet, daß er sich nach Abnahme
vom Regler leicht reinigen und hygienisch machen läßt. Die Bestandteile des Reglers
sind so konstruiert, daß sie nach dem Ausbau des Reglers leicht zu warten und hygienisch
zu machen sind.
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Daher eignet sich der erfindungsgemäße Regler für Apparaturen beispielsweise
zur gesteuerten Ausgabe von flüssigen Nahrungsmitteln, beispielsweise Molkereiprodukten.
Auch verhältnismäßig zähflüssige Produkte lassen sich durch den erfindungsgemäßen
Regler gut regeln.
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Bei einer Ausführungsform ist die Feder zur Vorbelastung des Druckregulierteils
des Reglers außerhalb des Hauptgehäusee, das die Regelkammer umschließt, angeordnet,
um verhältnismäßig zähflüssige Fluide leichter regeln zu können.
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In einer Ausführungsform bildet das Gehäuse gefluchtete Einlaß und
Auslaßöffnungen, so daß ein praktisch geradliniger Durchflußweg gegeben ist.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind entfernbare Befestigungemittel
vorgesehen, um den Auslaßteil lösbar an einem Mittelteil des Gehäuserumpfes zu befestigen,
so daß der Regulierteil nach Entfernen des Auslaßteils aus dem Gehäuserumpf herausziehbar
ist. Am Mittelteil und Auslaßteil des Gehäuses können zusammenwirkende Absätze vorgesehen
sein, um den Regulierteil im Gehäuserumpf festzuhalten, wenn das Gehäuse zusammengebaut
ist.
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Der Einstelldüsenteil kann sich in der Konstruktion mit geradlinigem
Durchfluß durch den Gehäuserumpf quer zur gefluchteten Ausrichtung von Einlaß und
Auslaß erstrecken.
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Wenn die Feder zum Steuern des Regulierventils außerhalb der Hauptregelkammer
angebracht ist, kann eie in einem Federgehäuse untergebracht sein, das an der Kappe
des Hauptgehäuses lösbar befestigt ist. Die Peder kann mit dem Regulierventil durch
eine Stange verbunden sein, die vom Ventil aus der Regelkammer heraus und in das
geeonderte Pedergehäuse ragt.
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In dem gezeigten Ausfiihrungebeispiel kann die außen liegende Feder
eine Druckfeder sein, die zwischen der Kappe und einem Verbindungselement angreift.
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Der Einstelldüsenteil kann bei dem dargestellten AuefUhrungebei spiel
einen drehbaren Innenteil haben, der mit Öffnungen in einem druckgesteuerten Kolben
ausgerichtet ist, um eine bessere Steuerung der Fluid durchflußmenge vorzusehen.
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Der erfindungsgemäße Pluid-Durchflußregler ist äußerst einfach und
wirtschaftlich in eeiner Konstruktion und bietet dabei eine einfach auseinandernehmbare
Anordnung, die die Wartung und hygienische Haltung leicht macht, so daß die Vorrichtung
für flüssige Nahrungsmittel o.dgl. brauchbar ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeiohnungen.
Darin zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fluid-Durchflußreglers;
Fig.2 eine diametrische Schnittansicht dazu; Fig. 3 eine fragmentarische vergrößerte
diametrische Schnittansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Fluid-Durchflußreglers.
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In dem in den Fig.1 und 2 dargestellten Ausführungebeispiel der Erfindung
ist ein leicht auseinandernehmbarer Durchflußregler
10 gezeigt,
der ein Gehäuse 11 mit einem Rumpf 12, einer Kappe 13, die einen Einlaß 14 bildet,
und einem Auslaßteil 15, der einen Auslaß 16 bildet, umfaßt. Wie aus Fig.2 ersichtlich,
gelangt das angelieferte Fluid durch den Einlaß 14 in eine Regelkammer 17, die von
dem Gehäuse 11 umschlossen ist. An einer wegnehmbaren Wand 19 des Gehäuserumpfes
12 ist ein insgesamt mit 18 bezeichneter Einstelidüsenteil befestigt. Die Wand kann
am Gehäuserumpf mittels geeigneter Befestigungsmittel, etwa Schrauben 20, festgeschraubt
sein.
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Die Düse 18 funktioniert im wesentlichen wie die verstellbare Drehdüse
gemäß der oben erwähnten US-PS 3 294 361. Kurz zusammengefaßt hat der Einstelldüsenteil
eine äußere Buchse 21, die eine Meßdüse 22 umgrenzt. In der Meßdüse 22 der Buchse
ist ein Düsenzylinder 23 drehbar gehaltert. Der Zylinder bildet eine Steueröffnung
24, die selektiv mit der Meßdüse 22 in Dekkung ist, um diese als Funktion der Drehung
einer Welle 25 selektiv zu versperren. Die Welle ragt aus dem Zylinder 23 durch
eine geeignete Öffnung 26 in der Wand 19 nach außen und kann in der Öffnung 26 durch
geeignete Dichtringe, etwa einen 0-Ring 27, mit der Wand 19 abgedichtet sein.
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Das äußere Ende der Welle 25 kann mit einem Einstellknopf 28 ausgerüstet
sein, der mit einer Anzeigeskala 29 versehen ist, die zusammen mit einem stiftförmigen
Zeiger 30 eine Anzeige für das Ausmaß der Deckung der Steueröffnung 24 mit der Meßdüse
22 bei den verschiedenen Einstellungen der Neßdüseneinrichtung 18 liefert, Die Drehung
des Einstellknopfes in der Welle 25 wird durch zwei zusammenwirkende Stifte 31 und
32 begrenzt, die an der Welle 25 bzw. an der Wand 19 angebracht sind. Wie Fig.2
zeigt, kann der Einstellknopf 28 mittels geeigneter Befestigungaelemente etwa Schrauben
33, lösbar an der Welle 25 befestigt sein.
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Die Neßdüse 22 kann ein länglicher ringförmiger Schlitz sein,
mit
dem die Steueröffnung 24 selektiv in Deckung bringbar ist, um eine stufenlos regelbare
ringförmige Öffnung zu bilden.
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Das durch den Regler 10 fließende Pluid gelangt vom Einlaß 14 durch
die Justierte Öffnung 22 in eine Kolbenkammer 35 eines becherförmigen Kolbens 36,
der in einer becherförmigen Ventilhülse 37 gleitend verschieblich ist. Der Kolben
36 und die Hülse 37 sind mit gefluchteten Öffnungen 38 und 39 versehen, um das Fluid
von der Steueröffnung 24 des Zylinders 23 in die Kolbenkammer 35 zu leiten. Wie
Fig.2 zeigt, kann die Kolbenkamw mer mittels geeigneter 0-Ringe 40 gegen die Hülse
37 verschieblich abgedichtet sein.
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Der Kolben 36 bildet eine Stirnwand 41, die dem von Einlaß 14 in die
Regelkammer 17 eintretenden Fluid ausgesetzt ist. Die Stirnwand 41 wird von einer
Schraubendruckfeder 42, die in der Kolbenkammer 35 aufgenommen ist und sich zwischen
der Stirnwand 41 und einer Stirnwand 43 der Ventilhülse 37 erstreckt, in Richtung
zum Einlaß 14 federnd vorbelastet.
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Das untere Ende der Hülse 37 ist zwischen dem Gehäuserumpf 12 und
dem Auslaßteil 15 des Gehäuses festgeklemmt. Im einzelnen sitzt die Stirnwand 43
der Hülse an mehreren nach innen vorstehenden Absätzen 44 des Gehäuses 11 auf. Außerdem
ist die Hülse mit einem nach außen stehenden Absats 45 versehen, der an einem nach
innen vorstehenden Absatz 46 am Gehäuserumpf 12 aufsitzt, so daß der untere Teil
der Halte wirksam zwischen dem Absatz 44 und dem Absatz 46 festgehalten ist, wenn
der Regler, wie in Fig.
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2 gezeigt, zusammengebaut ist.
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Die Ventilhülse 37 bildet eine Auslaßöffnung 47, die von einer unteren
Messerschneide 48 des Kolbens 36 verstellbar verschloßsen wird. Demzufolge sorgt
der Kolben 36 im Zusammenwirken mit der Feder 42 für eine automatische Justierung
des wirksamen Querschnitts der Auslaßöffnung 47, um über einen weiten Druckbereich
des durch den Regler fließenden Pluide eine angestrebte Durchflußmenge aufrechtzuerhalten.
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Wie am besten aus Pig.2 ersichtlich, können der Einlaß 14 und der
Auslaß 16 koaxial ausgerichtet sein, so daß der Regler im Effekt ein Geradeaus-Regler
ist. Die Kappe 13 kann am Gehäuserumpf 12 mittels geeigneter Verschraubungen, etwa
Schrauben 49 und Muttern 50, die einen Flansch 51 der Kappe 13 an einem Plansch
52 des Gehäuserumpfes festklemmen, lösbar befestigt sein. Auf diese Weise läßt sich
die Kappe 13 bequem abnehmen und am Gehäuserumpf installieren.
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Entsprechend kann auch der Auslaßteil 15 mittels passender Verschraubungen,
etwa Schrauben 53 und Muttern 54, die einen Flansch 55 des Auslaßteils 15 an einem
Flansch 56 des Gehäuserumpfes festklemmen, am Gehäuserumpf 12 lösbar befestigt sein.
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Folglich kann der Auslaßteil 15 zur leichtern Wartung des Reglers
ohne weiteres am Gehäuserumpf 12 angebracht bzw. von diesem abgenommen werden. Nach
Abnahme des Auslaßteils 15 kann die Ventilhülse 37 zusammen mit dem Kolben 36 und
der Feder 42 aus der Regelkammer 17 herausgezogen werden, wodurch die Wartung des
Reglers noch weiter vereinfacht wird.
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Wie oben erwähnt, kann der Einstelldüsenteil 18 ebenso leicht vom
Gehäuserumpf 12 durch lösen der Schrauben 20 abgenommen werden. Folglich kann der
gesamte Regler bequem auseinandergenommen und zusammengebaut werden, um die Wartung
und die Erfüllung der hygienischen Anforderungen zu erleichtern. Im zusammengebauten
Zustand, der in Fig.2 dargestellt ist, bietet der Regler eine verbesserte Regelung
der Durchflußmenge über einen weiten Bereich von Flüssigkeiten mit unterschiedlichem
Druck, unterschiedlicher Viskosität usw. Die beweglichen Teile des Reglers in der
Kammer 17 sind äußerst einfach und leicht zu reinigen, um die hygienische Haltung
weiter zu erleichtern. Die Elemente des Reglers 10 können aus irgendeinem geeigneten
sterilisierbaren Material geformt sein, in dem gezeigten Beispiel etwa aus rostfreiem
Stahl o.dgl, In der Ausführungsform der Fig.2 ist die Fluidströmung durch
den
Regler verhältnismäßig unbehindert. Wenn Jedoch hochviskose Fluide geregelt werden
müssen, kann die Anwesenheit der Feder 42 in der Kolbenkammer 35 eine gewisse Verzögerung
des Flusses verursachen. Um eine solche Verzögerung auf ein Minimum herabzusetzen,
wenn sehr dickflüssige Flüssigkeiten von dem Regler geregelt werden sollen, kann
eine abgewandelte Ausftihrungsform eines Reglers verwendet werden, die in Fig.3
dargestellt und insgesamt mit 110 bezeichnet ist. Sie gleicht im wesentlichen dem
Regler 10, hat Jedoch die Feder 142 in einem gesonderten Gehäuse 157 untergebracht,
das abnehmbar an einer modifizierten Kappe 113 mittels Schraubelementen befestigt
ist, etwa Schraubbolzen 158 und Muttern 159, die einen Flansch 160 des Federgehäuses
157 an einem Flansch 161 der Kappe 113 festklemmen.
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I)ie Feder 142 ist zwischen einer Außenwand 162 der Kappe 113 und
einem Haltering 163 komprimiert, der am Oberende 164 einer Verbindungsstange 165
sitzt, die vom Kolben 136 durch eine Öffnung 166 in der Kappe 113 nach oben ragt.
Der Einlaß 114 der Kappe kann quer zur Achse des Kolbens 136 offen sein, um die
ankommende Flüssigkeit rund um die Verbindungsstange 165 in eine Regelkammer 117
zu leiten. Auf diese Weise bleibt die Kammer 135 unter dem Kolben 136 im Gehäuserumpf
112 frei zur Erleichterung des Durchflusses der Fluide, in die sein Fall der verhältnismäßig
dickflüssigen Fluide.
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Wie in den Fig.2 und 3 gezeigt, kann sich die Öffnung in der 0 Kolbenwand
annähernd über 360 erstrecken und durchmehrere Streben 67 in Fig.2 bzw. 167 in Fig.3
gebildet sein, um einen freien Fluidfluß in die Kolbenkauer trotz einer Rotation
des Kolbens um seine Längsachse sicherzustellen.
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Die Verbindungsstange 165 kann am Kolben 136 auf geeignete Weise,
etwa durch lappenverbindung 168, befestigt sein. Der Baltering 163 kann am äußeren
Ende 164 der Verbindungsetange mittels eines Stiftes 169 abnehmbar befestigt sein.
Auf diese Weise kann nach Entfernen des Federgehäuses 157 der Haltering 163
und
die Feder 142 von der Verbindungsstange abgenommen werden, worauf die Kappe 113
nach Herausziehen der Stange 165 durch die Öffnung 166 weggenommen werden kann.
Die Kappe 113 kann am Gehäuserumpf 112 mit passenden Befestigungsmitteln, etwa Schraubbolzen
149 und Muttern 150, lösbar festgemacht sein.
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Folglich ist der Regler 110 annähernd in der gleichen Weise wie der
Regler 10 bequem auseinandernehmbar und bietet die gleichen verbesserten Wartungs-
und Hygienisierungseigenschaften wie der Regler 10, ist aber darüber hinaus für
hochviskose Fluide geeignet.
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Die Konstruktion der Regler 10 und 110 ist äußerst einfach und wirtschaftlich,
bietet dabei aber die höchst erwünschte leichte Auseinandernehmbarkeit und Zusammensetzbarkeit,
wie oben erläutert.