DE3322077A1 - Vorrichtung zur erzeugung eines dampfstrahles - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines
• Dampfstrahles im Durchlaufverfahren zur Verwendung z.B. für Sterilisationszwecke bei der Lebensmittelherstellung bzw.
• -verpackung.
• Es ist bekannt, bei der Lebensmittelverpackung die Gebinde vor dem Einfüllen der Lebensmittel steril zu machen. Dies geschieht in vielen Fällen durch Ausstrahlung mit Heißdampf, wobei eventuell vorhandene Fäulnisbakterien usw. abgetötet werden. Insbesondere ist ein derartiges Verfahren bei der Weinherstellung und -abfüllung bekannt. Dort wird vor Beginn der Behandlung und Filterung des Weines die gesamte Filter- und Abfüllanlage zunächst an einen Dampferzeuger angeschlossen und die Anlage ca. 1/2 Stunde mit dem Dampf durchblasen. Erst wenn die Anlage auf diese Weise keimfrei gemacht ist, beginnt der eigentliche Filter- und Abfüllvorgang.
• Darüberhinaus ist auf vielen anderen technischen Gebieten die Verwendung eines Dampfstrahles in vielfältiger Weise bekannt.
• Zur Erzeugung des Dampfes waren bisher nur Vorrichtungen bekannt, bei denen in einem einfachen Wasserbehälter elektrische Heizspiralen verlegt waren, durch die das Wasser aufgeheizt und in Dampf verwandelt wurde. Dies war ein wenig effektives Verfahren, insbesondere auch deshalb, weil eine Kontrolle über den Dampfdruck praktisch nur durch Ein- und Ausschalten der Heizung gegeben war. Außerdem konnte das Nachfüllen des Wassers nur nach Sicht geregelt werden.
• Andere Möglichkeiten der Wasseraufheizung verbieten sich, weil streng auf die Keimfreiheit des Dampfes geachtet werden muß. Das Aufheizen des Wassers darf keine Möglichkeit der Wasserverunreinigung in sich bergen. Aus diesem Grunde ist es z,B. nicht möglich, ein Wasser-Rohrwendel durch ein Ölbad zu führen und mit dem an sich sehr gleichmäßig erwärmbaren Ölbad das Wasser aufzuheizen. Dabei würde immer die Möglichkeit der Undichtheit des Rohrwendels und demzufolge des Eindringens von Öl in das Wasser bzw. den Dampf bestehen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dampferzeugung zu schaffen, bei welcher die Wasseraufheizung in besonders gleichmäßiger Form möglich ist und der Wassernachlauf automatisch geregelt wird, und bei der außerdem die Möglichkeiten der Wasser- bzw. Dampfverunreinigung weitestgehend ausgeschlossen sind.
• Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, welche die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale aufweist.
• Das wesentlichste Merkmal der Erfindung ist ein Rohrwendel, das in einem Metallblock eingegossen ist, der elekl risch aufheizbar ist. Hierdurch werden insbesondere zwei Vorteile erreicht. Erstens wird das Rohrwendel durch die große Metallmasse völlig gleichmäßig aufgeheizt,und zweitens können selbst dann keinerlei Verunreinigungen in das Wasser bzw. den Dampf eindringen, wenn das Wendel unbemerkt undicht werden sollte. Da aber das Wendel mit dem Metallblock eine kompakte und mechanisch sehr robuste Einheit bildet, ist die Gefahr des Rohrbruches ohnehin auf ein Mindestmaß herabgesetzt.
• Als Metall zum Vergießen wird insbesondere Aluminium vorgeschlagen, obwohl andere Metallarten natürlich ebenfalls verwendbar sind.
• Für das Rohrwendel wird die Form einer schraubenförmigen Zugfeder vorgeschlagen, wobei es ein besonderes Merkmal der Erfindung ist, daß die Windungen in eine äußere und eine innere Windung unterteilt sind, die einander nachgeschaltet sind. Zwischen beiden Windungen sind Bohrungen angeordnet, in die elektrische Heizpatronen einschiebbar sind. Diese Heizpatronen sind thermostatgesteuert und geben ihre Wärme gleichmäßig nach beiden Seiten ab, d.h.
• sie heizen gleichmäßig das äußere und das innere Rohrwendel auf.
• Der Wasserdurchlauf durch das Rohrwendel ist automatisch geregelt und erfolgt mit etwa konstantem Druck. Zu diesem Zweck ist zwischen das Einlaß-Ende des Rohrwendels und die Wasserzufuhr-Kupplung, d.h. den eigentlichen Wasseranschluß der Vorrichtung, eine Druckausgleichsvorrichtung geschaltet.
• Diese Druckausgleichsvorrichtung hält in Verbindung mit einer am Einlaß-Ende angeordneten Einlaßdüse den konstanten Wasserdruck aufrecht, der unabhängig ist von dem in der äußeren Wasserzuleitung herrschenden Druck.
• Die Druckausgleichsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Druckausgleichsbehälter, der in direkter Leitung an die Wasserzufuhr,Kupplung angeschlossen ist. In dieser Leitung ist ein T-Stück eingesetzt, über das der Zulauf zum Rohrwendel abzweigt. An den Behälter ist ein Druckschalter angeschlossen, der ein Magnetventil steuert, das hinter der Wasserzufuhr-Kupplung in der Leitung liegt.
• Im Behälter steht eine Wassersäule, die einem vorgegebenen Druck entspricht. Wird dieser Druck unterschritten, so schaltet der Druckschalter und öffnet das Magnetventil, so daß Wasser nachfließen kann. Ist der vorgegebene Druck wieder erreicht, so schaltet der Druckschalter und betätigt wiederum das Magnetventil, das die Wasserzufuhr unterbricht, Außerdem ist noch eine besondere Taste vorgesehen, welche den Wasserzulauf entlastet.
• In der Zuleitung zwischen dem T-Stück und dem Einlaß-Ende des Rohrwendels liegt ein Rückschlagventil, das den Wasserdurchtritt nur in Richtung des Rohrwendels erlaubt, einen Wasserrückfluß dagegen verhindert, In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch die erfundene Vorrichtung, Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung der Fig.1 in Pfeilrichtung A, Fig. 3 eine Ansicht der Vorrichtung der Fig.1 in Pfeilrichtung B, Fig. 4 eine Ansicht der Vorrichtung der Fig.1 in Pfeilrichtung C.
• In den Figuren ist die Vorrichtung in einem fahrbaren Wagen eingebaut dargestellt. Mit 1 ist die Grundplatte des Wagens bezeichnet. 2 und 3 sind die vordere und hintere Seitenwand. Der Wagen ist auf vier Lenkrollen fahrbar, von denen die Lenkrollen 4, 5 und 6 erkennbar sind. Die Lenkrolle 5 ist mit einer Stop-Einrichtung versehen. An einem Griff 7 kann der Wagen geschoben werden.
• Im Inneren des Wagens ist ein Rohrwendel 8 gezeigt, das in einen Metallblock 9 eingegossen ist. Das Rohrwendel 8 verläuft in einem äußeren und einem inneren Wendel in der Weise, daß das Einlaß-Ende am inneren Wendel liegt, während das Auslaß-Ende vom äußeren Wendel abgeht, Der mit einer Isolierschicht 9a umgebene Metallblock 9 ist mit Bohrungen 10 versehen, in die elektrische Heizpatronen 11 eingesetzt sind. Diese Heizpatronen werden in an sich bekannter Weise von Thermostaten 12 gesteuert und von drei Schützen 13 geschaltet.
• Der Wasserzulauf zu dem Rohrwendel 8 erfolgt durch eine Einlaßdüse 14. Die Wasserzuführung für das ganze Gerät geschieht durch eine Schlauchkupplung 15. Zwischen diese Schlauchkupplung 15 und die Einlaßdüse 14 ist eine Druckausgleichsvorrichtung geschaltet.
• Die Druckausgleichsvorrichtung besteht aus einem Druckausgleichsbehälter 16 mit angeschlossenem Druckschalter 17.
• Dieser Druckschalter schaltet ein Magnetventil 18, das in der Leitung zum Behälter 16 liegt und diese Leitung öffnet und. schließt.
• Für diesen Zulaufkreis ist ein Taster 19 vorgesehen, mit dem der Zulauf entlastet werden kann.
• Außerdem befindet sich neben dem Taster 19 noch der Ein-und Ausschalter 20.
• Von der Schlauchkupplung 15 geht eine direkte Leitung 21 zu dem Druckausgleichsbehälter 16. In dieser Leitung liegt aber ein T-Stück 29, von dem die Zuleitung 23 zur Einlaß- düse 14 abzweigt, in der aber noch ein Rückflußverhinderer, nämlich das Rückschlagventil 24 eingebaut ist.
• Auf der in der Fig.1 linken Seite ist das Auslaß-Ende des Rohrwendels an ein Filter 25 angeschlossen, an dessen anderer Seite die Schlauchkupplung 26 für den Dampfauslaß angebracht ist.
• Die in ihren Einzelteilen vorstehend beschriebene Vorrichtung funktioniert in der folgenden Weise: Zunächst werden der Wasserzuleitungsschlauch an die Schlauchkupplung 15 und der Schlauch für die Dampfentnahme an die Schlauchkupplung 26 angeschlossen. Danach wird der Einschalter 20 gedrückt, so daß das Wasser in den Druckausgleichsbehälter 16 strömt. Dort steigt das Wasser gegen eine darüberstehende Luftsäule, die umso mehr Druck auf das Wasser ausübt, je höher der Wasserspiegel steigt.
• Bei einem Druck von ca. 1,5 - 1,7 Bar läßt die Einlaßdüse 14 Wasser in das Rohrwendel 8 strömen.
• Da gleichzeitig mit der Betätigung des Einschalters 20 über die Schütze 13 die Heizpatronen 11 eingeschaltet wurden, heizt sich der Metallblock 9 auf und erhitzt und verdampft das im Rohrwendel 8 stehende Wasser.
• Steigt der Druck im Druckausgleichsbehälter 16 auf über 1,7 Bar an, so tritt der Druckschalter 17 in Tätigkeit.
• Er schließt das Magnetventil 18, so daß der Wasserzustrom gestoppt wird. Sinkt danach der Druck wieder unter 1,5 Bar, weil das Wasser aus dem Behälter 16 durch die Einlaßdüse 14 in das Rohrwendel 8 abfließt, so schaltet wiederum der Druckschalter 17 und öffnet das Magnetventil 18, und frisches Wasser kann nachströmen.
• Während des ganzen Betriebes steuern die Thermostate 12 über die Schütze in bekannter Weise die Heizpatronen 11, so daß der Metallblock 9 stets eine gleichmäßig hohe Temperatur hat, Das in dem Rohrwendel 8 erhitzte und verdampfte Wasser durchtritt als Dampf das Filter 25 und strömt aus der Schlauchkupplung 26 aus, Mit einem dort angeschlossenen Schlauch kann der Dampf an den Ort seiner Verwendung geleitet werden.
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Claims (10)

1. Ansprüche ru Vorrichtung zur Erzeugung eines Dampfstrahles im Durchlaufverfahren, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a es ist ein Rohrwendel (8) vorgesehen, in das an dem Einlaß-Ende das Wasser eingelassen und an dem Auslaß-Ende der Dampf entnommen wird, b das Rohrwendel (8) ist in einen Metallblock (9) eingegossen, der elektrisch aufheizbar ist, und c zwischen die Wasserzufuhr-Kupplung (15) der Vorrichtung und das Einlaß-Ende des Rohrwendels (8) ist eine Druckausgleichsvorrichtung geschaltet, die einen in engen Grenzen konstanten Druck des dem Einlaß-Ende zugeführten Wassers sicherstellt.
2. 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall, mit dem das Rohrwendel (8) vergossen ist, Aluminium ist.
3. 3.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallblock (9) mit Bohrungen (10) zur Einführung von Heizpatronen (11) versehen ist, die elektrisch aufheizbar sind.
4. 4.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Thermostat (12) vorgesehen ist, der die Heizpatronen (11) steuert.
5. 5.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrwendel (8) gewindeförmig gewickelt ist.
6. 6,) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrwendel (8) zu einer äußeren und einer inneren Wicklung gewickelt ist, die einander nachgeschaltet sind.
7. 7.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (10) zwischen der äußeren und der inneren Wicklung des Rohrwendels (8) angeordnet sind und sich in Achsrichtung erstrecken.
8. 8.) Vorrichtung nach Anspruch 1, in der die Druckausgleichsvorrichtung durch folgende Merkmale gekennzeichnet, ist: a es ist ein Druckausgleichsbehälter (16) vorgesehen, der über eine direkte Zuleitung (21) an die Wasserzufuhr-Kupplung (15) angeschlossen ist, b in der Zuleitung (21) liegt ein T-Stück (22), über welches die Leitung (23) zum Einlaßventil (14) des Rohrwendels (8) abzweigt, c an den Druckausgleichsbehälter (16) ist ein Druckschalter (17) angeschlossen, und d in der Leitung (21) ist der Wasserzufuhr-Kupplung (15) ein Magnetventil (18) nachgeordnet, das die Leitung (21) öffnet bzw. schließt, und das von dem Druckschalter (17) gesteuert wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (23) zum Rohrwendel (8) zur Verhinderung des Rückflusses ein Rückschlagventil (24) eingebaut ist.
10. 10.) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taster (19) zur Entlastung des Wasserzulaufes vorgesehen ist.