DE4237010A1 - Mixing valve and delivery device esp. for prepn. of drinks - has restricting plate dividing water flow into mixing chamber into number of streams, so water mixes intimately with drink concentrate - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Vorrichtung gerichtet, die es ermöglicht, daß flüssige Getränkebestandteile mit festerer Konsistenz miteinander gemischt werden und sie betrifft insbesondere eine verbesserte Misch- und Auslaßvorrichtung.

Die Herstellung von Getränken aus Konzentraten hat es möglich gemacht, den Transport und die Lagerung dadurch wirtschaftlicher zu machen, daß große Mengen von Wasser weggelassen werden konnten. Am Verbrauchsort hat sich gezeigt, daß die Konzentrate leicht mit Wasser vermischt werden können, um Getränke für den Verbrauch herzustellen. Unter vielen Verbesserungen beim Mischen und Ausgeben dieser Getränke ist es such vorgesehen worden, daß die betreffenden Vorrichtungen direkt an eine biegsame Leitung angeschlossen werden, die einen Teil des Konzentrat-Behälters darstellt und die den Behälter während des Transportes abschließt; das Konzentrat wurde dann mit Wasser gemischt und das vervollständigte Getränk wurde in einen Verbrauchsbehälter abgegeben. Aufgrund der notwendigen Einfachheit verbleiben jedoch Probleme der guten Mischungswirksamkeit und während des Auslasses verursachen diese Vorrichtungen oft Spritzer.

Eine Verdünnung von Konzentraten könnte in gleichmäßiger Weise auch durch eine mechanische Rührvorrichtung erreicht werden; dies würde jedoch zusätzliche Kosten hervorrufen und könnte Gesundheitsprobleme schaffen, wenn nicht eine kräftige Reinigungsvorrichtung hinzugefügt würde. Es besteht mithin die Notwendigkeit, die Vollständigkeit der Mischung der konsistenten Bestandteile mit dem Ziel der größeren Bequemlichkeit, der Gesundheitsvorsorge und der Kosten zu verbessern. Ferner besteht die Notwendigkeit, Spritzer oder dergleichen zu vermindern, die während des Auslasses entstehen könnten.

Die Herstellung von trinkfertigen Getränken aus Getränkekonzentraten ist für eine moderne Nahrungsmittelversorgung wesentlich. Sowohl heiße als auch kalte Getränke werden durch Misch- und Ausgabeeinheiten hergestellt. Üblicherweise mischen diese Vorrichtungen ein Getränkekonzentrat mit Wasser in einem Verhältnis von etwa 3 : 1 bis 6 : 1 im Volumenverhältnis von Wasser zu Konzentrat. Getränkekonzentrate für Kaltgetränke umfassen Saft und Saftgetränke-Konzentrate, wie z. B. Orange, Zitrone, Limone, Trauben, Grapefruit, Limonade, Preißelbeere, Kirsche und dergleichen und ebenso auch Tee oder Kaffee. Heiße Fertiggetränke werden dadurch hergestellt, daß Getränkekonzentrate wie zum Beispiel Kaffee oder Tee mit heißem Wasser vermischt werden. Die Konzentrate können sowohl lösliche als auch unlösliche Bestandteile enthalten.

Es ist bekannt, die Konzentrate in Behälter zu verpacken, die direkt angeschlossene Ausgaberohre aufweisen, die solange verschlossen werden können, bis das Konzentrat verwendet werden soll.

In dem US-Patent Nr. 47 50 645 offenbaren die Erfinder Wilson und Godfrey eine Getränkemisch- und -Ausgabevorrichtung, die zum Betrieb mit verpackten Getränkekonzentraten der oben beschriebenen Art bestimmt ist. Diese Vorrichtung benutzt ein einfaches Mischventil, das es ermöglicht, daß Getränke aus Konzentraten mit hoher Bequemlichkeit und unter guten sanitären Voraussetzungen hergestellt werden können. Dieses Mischventil umfaßt ein inneres, drehbares Teil, ein äußeres Gehäuse und einen Strömungsbegrenzer innerhalb des inneren Teiles, der zwischen einem Einlaß für Wasser und einem Einlaß für das Getränkekonzentrat angeordnet ist. Aufgrund einer mittig angeordneten Öffnung im Strömungsbegrenzer wurde das Wasser als Strahl in Berührung mit dem einströmenden Konzentrat gebracht. Das innere Teil war an seinem einen Ende als Ausgabemundstück geformt und es war innerhalb des äußeren Teiles drehbar, um die Öffnung zum Konzentrat hin abzuschließen, so daß die Ventilanordnung in der Lage war, an ein Auslaßrohr am Konzentratbehälter angeschlossen zu werden und es zum Versand wirkungsvoll abzuschließen.

In der Praxis ist es jedoch so gewesen, daß Getränke, die mit einer Vorrichtung nach dem o.g. Patent hergestellt worden waren, keine so wirkungsvolle Vermischung aufgewiesen haben, wie dies wünschenswert gewesen wäre. Bei höheren Drücken oder Strömungsgeschwindigkeiten entstand darüber hinaus manchmal ein größeres Maß an Spritzern an der Auslaßöffnung, als dies für manche Benutzer hinnehmbar gewesen wäre. Es besteht mithin weiterhin die Notwendigkeit für ein Ventil dieser Art, bei dem die Betätigbarkeit verbessert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine schnelle und vollständige Vermischung der flüssigen Getränkebestandteile herbeizuführen. Ferner soll ein verbessertes Mischventil zum Herstellen eines Getränkes durch Verdünnen eines flüssigen Konzentrats angegeben werden.

Gemäß einem weiteren von besonderen Aspekten besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine verbesserte Misch- und Auslaßvorrichtung zum Herstellen von Getränken durch Verdünnen von Konzentraten mit Wasser anzugeben, wobei sie mit einem Minimum an Spritzern oder dergleichen ausgelassen werden können. Gleichzeitig soll bei den hergestellten Getränken die Tendenz vermindert werden, daß sich die Bestandteile voneinander trennen oder absetzen. Gemäß einem weiteren von besonderen Aspekten liegt der Erfindung weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Mischventil und eine Auslaßvorrichtung zum Herstellen von Getränken, wie z. B. von Saftgetränken, durch Verdünnen eines Saftkonzentrats mit Wasser bei hohen Mischverhältnissen von Wasser zu Konzentrat anzugeben, um eine verbesserte Mischung der Bestandteile und eine verbesserte Homogenität des Getränkes zu erreichen. Ferner soll die Mischung schnell, einfach und wirkungsvoll verlaufen mit einem Minimum an Spritzern.

Diese und andere Aufgaben werden mit Hilfe der vorliegenden Erfindung gelöst, die ein verbessertes Mischventil, eine verbesserte Misch- und Auslaßvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen gemischter Getränke vorsieht.

Das Mischventil nach der vorliegenden Erfindung umfaßt die folgenden Teile: eine Primärleitung; einen ersten Flüssigkeitseinlaß in die Primärleitung; einen zweiten Flüssigkeitseinlaß in die Primärleitung; eine strömungsbegrenzende Platte, die so ausgebildet ist, daß sie den Flüssigkeitsstrom von dem ersten Einlaß in mehrere Strahlen aufteilt, die in eine Mischkammer eingeleitet werden und eine Mischkammer, die als axialer Raum innerhalb der ersten Leitung definiert ist und sich zwischen der strömungsbegrenzenden Platte und einer winklig abgebogenen Auslaßdüse erstreckt. Die Strahlen stammen aus Öffnungen, die jeweils einen radialen Abstand von der Mitte der strömungsbegrenzenden Platte haben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt der zweite Flüssigkeitseinlaß quer zur Längsachse der Primärleitung. Ferner ist eine Auslaßdüse bevorzugt, die sich von der Mischkammer aus nach unten erstreckt.

Die verbesserte Misch- und Auslaßvorrichtung nach der Erfindung umfaßt ein äußeres Gehäuse, innerhalb dessen des oben beschriebene Ventil drehbar angeordnet ist. Auf diese Weise bildet die Primärleitung ein inneres, drehbares Teil, das innerhalb des äußeren Gehäuses so eingepaßt ist, daß der zweite Einlaß geöffnet und geschlossen werden kann. Beim Betrieb ist der zweite Einlaß mit einer Zuführungsleitung für Getränkekonzentrate verbunden und zwar mit Hilfe eines Anschlusses am äußeren Gehäuse.

Das verbesserte Verfahren zum Herstellen von Getränken umfaßt die folgenden Verfahrensschritte: Zuführen von Wasser über einen ersten Flüssigkeitseinlaß in die Primärleitung hinein; Zuführen eines Getränkekonzentrats durch einen zweiten Flüssigkeitseinlaß in die Primärleitung hinein; Hindurchströmen von Wasser durch eine strömungsbegrenzende Platte, die so gebaut ist, daß sie das Wasser in mehrere, radial voneinander entfernte Strahlen aufteilt und die Strahlen in eine Mischkammer richtet, die in einem axialen Raum innerhalb der Primärleitung liegt und sich zwischen der strömungsbegrenzenden Platte und einer winkelmäßig abgebogenen Auslaßdüse erstreckt und Abströmenlassen der sich ergebenden Mischung durch eine Auslaßdüse, die von der Längsachse der Primärleitung winkelmäßig abgebogen ist.

Die Erfindung wird noch besser verstanden werden und ihre Vorteile werden noch klarer hervortreten, wenn die folgende, genaue Beschreibung, anhand der beigefügten Zeichnungen, zur Kenntnis genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine bevorzugte Ausführungsform der Misch- und Auslaßvorrichtung gemäß der Erfindung darstellt;

Fig. 1A ist eine Ansicht, die den hinteren Abschnitt des in Fig. 1 dargestellten inneren Teiles zeigt, gesehen von unten und hinten;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Teile in voll zusammengebautem und betriebsfähigem Zustand;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Vorderansicht eines Strömungsbegrenzungs-Elementes der Erfindung, das an seinem Umfang mehrere, radial voneinander entfernte Ausschnitte aufweist;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Strömungsbegrenzungselementes nach Fig. 4;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab einer Mischkammer des Ventils nach Fig. 1, wobei die Mischung einer Verdünnungsflüssigkeit dargestellt ist, die als Bündel von radial voneinander entfernten Strahlen in ein Getränkekonzentrat einläuft; und

Fig. 7 ist eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Auslaßdüse in geschlossener Stellung ist.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf verschiedene, repräsentative Ausführungsformen mit besonderer Betonung auf die Herstellung und die Ausgabe von Saftgetränken beschrieben, die durch die Vermischung von Konzentrat mit Wasser hergestellt werden. Es ist jedoch selbstverständlich, daß auch andere Verwendungen in Betracht gezogen werden können. In der Tat ist es ein Vorteil der Erfindung, daß sie auch im Zusammenhang mit anderen Flüssigkeiten verwendet werden kann. Die Konzentrate umfassen aufgelöste Feststoffe und sie können suspendierte Feststoffe enthalten, wie dies zum Beispiel bei natürlichen Saftgetränken, wie Orangensaft, der Fall ist und bei Getränken, die eine Trübung aufweisen. Bei den Feststoffen ist es erwünscht, daß sie einen hohen Feststoffanteil aufweisen und sie sind üblicherweise für eine Verdünnung in einem Verhältnis von 3 : 2 bis 6 : 1 mit Wasser bestimmt. Die hohe Konzentration von Feststoffen und die sich daraus ergebenden hohen Viskositäten, die üblicherweise im Bereich zwischen 1500 bis 3500 Centipoise liegen, schaffen Misch-Schwierigkeiten.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung, die eine bevorzugte Ausführungsform des Mischventils und der Auslaßvorrichtung 10 in Explosionsform darstellt. Die Vorrichtung 10 ist hier so dargestellt, daß sie zwei Hauptteile umfaßt, nämlich den Mischventilabschnitt 12 und das äußere Gehäuse 14. In Fig. 2 ist dargestellt, wie der Mischventilabschnitt 12 in das äußere Gehäuse 14 eingepaßt und in ihm drehbar ist. Die inneren und äußeren Teile sind vorzugsweise aus demselben Material hergestellt, das vorzugsweise aus einem thermoplastischen Polymer besteht, der im Spritzgießverfahren verformt werden kann, beispielsweise aus Polypropylen oder Polystyren. Es können aber auch andere Kunststoffe oder selbst Metalle einzeln oder in Kombination verwendet werden.

Der Mischventilabschnitt besteht in erster Linie aus einer Primärleitung 16 und einer Auslaßdüse 18, die von der Längsachse der Primärleitung 16 abgewinkelt angeordnet ist. Der Winkel, der in den Figuren dargestellt ist, ist im wesentlichen ein rechter Winkel oder eine Querstellung, die in vielen Ausführungsformen gut arbeitet. Andere Ausführungsformen können unterschiedliche Winkel ermöglichen. Die Primärleitung 16 hat einen ersten Flüssigkeitseinlaß 20 und einen zweiten Flüssigkeitseinlaß 22. Der zweite Flüssigkeitseinlaß ist hier so dargestellt, daß er mit seiner Mittellinie quer zur Längsachse der Primärleitung 16 steht. Innerhalb der Primärleitung, und zwar zwischen dem ersten Flüssigkeitseinlaß 20 und dem zweiten Flüssigkeitseinlaß 22, ist eine strömungsbegrenzende Platte 24 angeordnet. Diese kann besser aus den Fig. 3 und 6 ersehen werden. Die strömungsbegrenzende Platte 24 ist so ausgebildet, daß sie den Flüssigkeitsstrom vom ersten Flüssigkeitseinlaß 20 in mehrere, radial voneinander entfernte Strahlen aufteilt, die mit der Flüssigkeit in Berührung kommen, die in den zweiten Flüssigkeitseinlaß 22 eingeleitet wird und die sich mit dieser Flüssigkeit vermischen. Die Strahlen sind jeweils vorzugsweise radial von dem Mittelbereich der strömungsbegrenzenden Platte entfernt und dieser Mittelbereich der Platte 24 liegt auf der Längsachse der Primärleitung.

Die Vermischung findet im wesentlichen innerhalb der Primärleitung statt, und zwar zwischen der strömungsbegrenzenden Platte 24 und der Auslaßdüse 18. Dieser Raum bestimmt die Mischkammer 30, die besser in den Fig. 3 und 6 erkennbar ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird Wasser in den ersten Flüssigkeitseinlaß 20 eingeleitet und durch den zweiten Flüssigkeitseinlaß 22 wird ein Getränkekonzentrat zugeleitet. Das Wasser strömt durch die strömungsbegrenzende Platte 24 hindurch und wird dabei in mehrere, radial voneinander entfernte Strahlen aufgeteilt, wie sie bei 32 in Fig. 6 dargestellt sind. Die Wasserstrahlen 32 konvergieren mit dem Konzentrat in der Mischkammer, um ein Mischgetränk herzustellen, das zur Auslaßdüse 18 strömt. Die Mischung setzt sich vorzugsweise in der Auslaßdüse fort, die ihrerseits eine Länge hat, die so groß ist, daß sie einen wesentlichen Teil der turbulenten Energie zum Mischen der Flüssigkeit verbraucht, so daß die Flüssigkeit mit einem Minimum an Spritzern ausläuft, ohne daß die Qualität der Mischung vermindert würde. Es stellt einen Vorteil der Erfindung dar, daß Spritzer und Tropfen vermindert werden können, daß aber die Mischwirkung im Verbraucherbehälter noch verbessert werden kann. Die Richtung der Flüssigkeitsströme ist vorzugsweise so, wie sie dargestellt ist, nämlich so, daß Wasser horizontal einläuft, während das Konzentrat vertikal­ einströmt und daß das gemischte Getränk vertikal ausgelassen wird.

Fig. 3 zeigt die strömungsbegrenzende Platte in Wirkungsstellung innerhalb der Primärleitung 16. Dies wird bei der bevorzugten Ausführungsform dadurch zustandegebracht, daß eine ringförmige Kante 34 oder ein Sitz vorgesehen ist, gegen den die Platte 24 anliegt. Wenn dies gewünscht wird, kann dieser Sitz abgeschrägt oder in anderer Weise so geformt sein, daß die vorbeiströmende Strömung verbessert wird; dies ist jedoch nicht notwendig. Die strömungsbegrenzende Platte hat erkennbar mehrere, im radialen Abstand voneinander angeodnete Ausschnittbereiche 36. Dies geht noch besser aus der vergrößerten Vorder- und Seitenansicht in den Fig. 4 und 5 hervor. In den Zeichnungen sind diese Ausschnittbereiche so dargestellt, daß sie vom Mittelbereich radial jeweils gleich weit entfernt sind und daß sie am Umfangsbereich angeordnet sind. Bei anderen Ausführungsformen können sie vom Umfang entfernt sein und wenn dies gewünscht wird, können sie auch in verschiedenen, radialen Entfernungen vom Mittelbereich liegen.

Aufgrund der Anordnung der Platte 24 gegen den Sitz 34 bilden die Ausschnitte Öffnungen, deren Querschnitt durch den Bereich zwischen dem Ausschnittumfang und der inneren Kante des Sitzes 34 gebildet wird. Der Gesamtöffnungsquerschnitt der strömungsbegrenzenden Platte 24 ist die Summe der Bereiche der einzelnen Öffnungen. Der offene Bereich ist im allgemeinen weniger als 50% des Querschnittbereiches der Mischkammer, vorzugsweise weniger als 25% und er liegt üblicherweise zwischen 5 und etwa 15%. In den Zeichnungen sind fünf ausgeschnittene Bereiche 36 dargestellt. Die gewählte Zahl kann jedoch variieren und es kann jede vernünftige Zahl gewählt werden, die beispielsweise zwischen 3 und 10 liegt. In ähnlicher Weise kann die Form variieren von gerundet oder kreisrund zu rechteckig oder zu irgendeiner anderen Form. Die dargestellte Anordnung und die dargestellte Form funktionieren jedoch dann gut, wenn Wasser zum Verdünnen von Saftkonzentraten verwendet wird.

In Fig. 6 ist der Mischvorgang dargestellt. Ein Wasser-Zuleitungsrohr 40, das mit einem Nippel 32 versehen ist (in gestrichelten Linien dargestellt), ist mit diesem Nippel in die Primärleitung 16 eingeschoben. Es werden Wasserdrücke von wenigstens 4,15 kg/cm² angewendet, üblicherweise jedoch Wasserdrücke, die zwischen 12,45 und 24,9 kg/cm² liegen. Sowohl die Primärleitung 16 als auch das äußere Gehäuse 14 haben jeweils ausgeschnittene Bereiche 44 und 46, die bei der bevorzugten Ausführungsform eine Keilnut für den Eingriff eines Stiftes 44′ am Nippel 42 bilden. Wie dies aus den Fig. 1, 1A, und 7 hervorgeht, sind die Ausschnitte dann miteinander ausgerichtet, wenn die Düse 18 für den Versand umgedreht ist. Dies ermöglicht es dem Nippel 42 und dem Stift 44′, an ihren Platz zu gleiten. Wenn sie einmal an ihrem Platz ist, dann kann die Düse 18 aus ihrer Stellung gemäß Fig. 7 nach unten in ihre Betriebsstellung gedreht werden, wie dies in den Fig. 1, 2 und 6 dargestellt ist, wobei der Nippel 42 an Ort und Stelle verriegelt wird.

Das Verhältnis der Länge zum Durchmesser der Mischkammer ist ausreichend, um ein turbulentes Aufbrechen des einlaufenden Stromes des Konzentrats in Tropfen zu ermöglichen, die im wesentlichen vollständig mit dem Wasser gemischt und in ihm aufgelöst werden können, wenn das Mischgetränk die Düse 18 verläßt. Dieses Verhältnis liegt üblicherweise innerhalb des Bereiches von 2 : 1 bis 5 : 1, vorzugsweise zwischen 3 : 1 und 4 : 1. Für einige zuckerfreie Getränkekonzentrate liegen die Mischverhältnisse höher, beispielsweise 10 : 1 oder noch höher. In ähnlicher Weise hat der Abstand der Platte 24 vom Einlaß 22 eine Wirkung auf die Durchmischung. Es ist erwünscht, daß die Mischkammerseite der Platte 24 vom Mittelbereich des Einlasses 22 zwischen 3 und 10 mm entfernt ist. Die Länge der Düse 18 ist für ein wirkungsvolles Auslassen des Mischgetränkes mit einem Minimum an Spritzern wichtig. Die Düse hat üblicherweise ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser, das zwischen 3 : 1 bis 10 : 1 liegt, vorzugsweise zwischen 3 : 1 und 6 : 1, beispielsweise 3,4 : 1. Für eine Düse, die einen Innendurchmesser von etwa 7 mm hat, liegt die Länge in ihrer bevorzugten Form auf diese Weise zwischen 21 und etwa 42 mm.

Fig. 6 zeigt auch ein Rohr 48 von einer Quelle eines Getränkekonzentrats. Das Rohr ist vorzugsweise biegsam und nachgiebig und kann beispielsweise aus Polyäthylen, Silikon oder einem chirurgisch verwendbaren Gummi bestehen; es kann aber auch jedes andere Kunststoffrohr verwendet werden. Das Rohr 48 ist so dargestellt, daß es über einen Rohranschluß 50 geschoben ist, der mit einem mittigen Kanal 52 versehen ist. Der Kanal 52 steht in der Betriebsstellung, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, mit dem Einlaß 22 in Verbindung; in der geschlossenen Stellung, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, liegt sie dem Einlaß 22 jedoch gegenüber und ist von ihm abgeschlossen. Dieser Aufbau ermöglicht es dem Ventil und der Auslaßvorrichtung, an einem Zuführrohr 48 an einer Stelle befestigt zu werden, an der das Getränkekonzentrat verpackt wird, um das Rohr auf diese Weise solange wirkungsvoll abzuschließen, wie dies gewünscht wird.

Die Verwendung eines biegsamen, nachgiebigen Rohres 48 ermöglicht das Zuführen des Materials mit Hilfe einer peristaltischen Pumpvorrichtung, die den Außenumfang des Rohres fortschreitend zusammendrückt, um die Flüssigkeit durch das Rohr hindurchzubewegen, ohne daß die Notwendigkeit besteht, daß die Flüssigkeit in direkte Berührung mit den Pumpenteilen kommt. Auf diese Weise verbindet die Anordnung eine hohe Bequemlichkeit mit entsprechenden sanitären Anforderungen.

Fig. 6 zeigt, daß eine Flüssigkeit in die Mischkammer 30 als Vielzahl von Strahlen 32 gelangt, von denen jeder radial vom Mittelbereich der strömungsbegrenzenden Platte 24 entfernt ist und durch die Öffnungen 36 in der Platte 24 und die Wand der Mischkammer 30 am Sitz 34 gebildet wird und die andere Flüssigkeit gelangt quer zur Längsachse der Primärleitung in die Mischkammer hinein. Die Flüssigkeiten werden dann turbulent miteinander gemischt, wenn sie durch die Mischkammer 30 in Richtung auf die Auslaßdüse 18 fließen. Der Grad der Durchmischung hängt vom Vorhandensein eines entsprechenden Rückdruckes im Wasser an der Platte 24 ab und dieser Rückdruck wird im allgemeinen in einem Bereich gehalten, der zwischen 4,15 und 33,2 kg/cm² liegt. Die Mischung innerhalb der Mischkammer ist sehr kräftig und setzt sich in der Auslaßdüse fort, die eine solche Länge hat, daß ein wesentlicher Teil der Turbulenenergie der Flüssigkeiten so verbraucht wird, daß die Flüssigkeit mit einem Minimum an Spritzern oder Verspritzungsmöglichkeiten ausgelassen werden kann.

Bei der bevorzugten Ausführungsform fließt die Verdünnungsflüssigkeit, wie z. B. Wasser, in die Mischkammer in die Strahlen hinein, die radial voneinander entfernt sind und ein Getränkekonzentrat wird beispielsweise durch eine peristaltische Pumpe in die Mischkammer hinein quer zur Achse der Kammer eingemessen, um auf diese Weise das Maß der Turbulenz zu erzeugen, das für eine sehr enge Vermischung der beiden Flüssigkeiten notwendig ist. Das Getränkekonzentrat hat üblicherweise 40 bis 65 Brix-Grade und enthält in einigen Fällen bis zu 15 Gewichts-Prozente, beispielsweise 4 bis 12%, suspendierte Festbestandteile. Die Viskositäten fallen üblicherweise in den Bereich von etwa 500 bis etwa 6000, oder, etwas enger, von 1500 bis etwa 3500 Centipoise, gemessen mit einem Viskometer (Brookfield Model LVT) unter Verwendung einer Spindel Nr. 3 bei 12 Umdrehungen pro Minute bei einer Mustertemperatur von 40°F. Das Wasser wird mit dem Konzentrat üblicherweise in einem Verhältnis von 3 : 1 bis 6 : 1 gemischt. Diese hohen Mischverhältnisse und die hohen Anteile an Feststoffen beanspruchen bisherige Misch- und Ausgabesysteme; mit der vorliegenden Erfindung können sie jedoch wirkungsvoll gehandhabt werden, und zwar insbesondere bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten. Getränke, die z. B. aus Saftkonzentraten hergestellt werden, weisen eine bessere Gleichmäßigkeit im Glas oder in einem anderen Behälter auf, und zwar sowohl von Anfang an als auch nach einer längeren Zeitdauer.

Die obige Beschreibung hat den Zweck, einen Fachmann die Lehre zu geben, wie er die vorliegende Erfindung anwenden soll; sie ist nicht dazu besimmt, alle diejenigen offensichtlichen Abweichungen und Variationen anzugeben, die für den Fachmann dann selbstverständlich werden, wenn er diese Beschreibung gelesen hat. Es ist jedoch beabsichtigt, daß alle offensichtlichen Abwandlungen und Abweichungen in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen sollen, der allein durch die folgenden Ansprüche definiert ist. Die Ansprüche sind so zu verstehen, daß sie die beanspruchten Bauteile und Verfahrensschritte in jeder Anordnung oder in jeder Abfolge abdecken sollen, die so wirkt, daß sie die genannten Aufgaben löst, es sei denn, daß im Text ausdrücklich das Gegenteil angegeben worden ist.

Die in den Ansprüchen eingefügten Bezugszeichen haben lediglich einen erläuternden, nicht jedoch einen begrenzenden Zweck.

Claims (20)

1. Mischventil mit
einer Primärleitung (16);
einem ersten Flüssigkeitseinlaß (20) in die Primärleitung (16) hinein;
einem zweiten Flüssigkeitseinlaß (22) in die Primärleitung (16) hinein;
einer strömungsbegrenzenden Platte (24), die so geformt ist, daß sie einen Flüssigkeitsstrom vom ersten Flüssigkeitseinlaß (20) in die Mischkammer (30) hinein in mehrere Strahlen (32) aufteilt;
einer Mischkammer (30), die durch den axialen Raum innerhalb der Primärleitung (16) definiert ist, der sich zwischen der strömungsbegrenzenden Platte (24) und der winklig abgebogenen Auslaßdüse (18) erstreckt; und
einer Auslaßdüse (18), die von der Längsachse der Primärleitung (16) winklig abgebogen ist.

2. Mischventil nach Anspruch 1, wobei der zweite Flüssigkeitseinlaß (22) quer zur Längsachse der Primärleitung (16) liegt.

3. Mischventil nach Anspruch 1, wobei die strömungsbegrenzende Platte (24) einen gesamten Öffnungsquerschnitt von weniger als 50% des Querschnittes der Mischkammer (30) aufweist.

4. Mischventil nach Anspruch 3, wobei der gesamte Öffnungsquerschnitt innerhalb des Bereiches von 5 bis 15% liegt.

5. Mischventil nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis der Länge zum Durchmesser der Mischkammer (30) innerhalb des Bereiches von 2 : 1 bis 5 : 1 liegt.

6. Mischventil nach Anspruch 1, wobei die Auslaßdüse (18) ein Verhältnis Länge zu Durchmesser hat, das innerhalb des Bereiches von 3 : 1 bis 10 : 1 liegt.

7. Mischventil nach Anspruch 1, wobei der Abstand von der strömungsbegrenzenden Platte 24 zum Mittelbereich des zweiten Einlasses (22) innerhalb des Bereiches von 3 bis 10 mm liegt.

8. Mischventil nach Anspruch 1, wobei die strömungsbegrenzende Platte (24) eine Scheibe umfaßt, die an ihrem Umfang zwischen drei und zehn ausgeschnittene Bereiche (36) aufweist.

9. Mischventil nach Anspruch 8, wobei
die strömungsbegrenzende Platte (24) einen gesamten Öffnungsquerschnitt aufweist, der weniger als 50% des Querschnittes der Mischkammer (30) beträgt;
das Verhältnis Länge zum Durchmesser der Mischkammer (30) innerhalb des Bereiches von 2 : 1 bis 5 : 1 liegt;
die Auslaßdüse (18) im Verhältnis Länge zu Durchmesser hat, das innerhalb des Bereiches von 3 : 1 bis 1 : 1 liegt; und
der Abstand von der strömungsbegrenzenden Platte (24) zum Mittelbereich des zweiten Einlasses (22) innerhalb des Bereiches von 3 bis 10 mm liegt.

10. Misch- und Auslaßsystem, umfassend:

• a) ein äußeres Gehäuse (14) mit
  einem zylindrischen Gehäuse, das an beiden Enden offen ist und
  einem daran angebrachten Anschlußstutzen (50), der geeignet ist zum Anbringen eines biegsamen Rohres oder Schlauches (48) und
• b) ein inneres, drehbares Teil (12) mit
  einer Primärleitung (16);
  einem ersten Flüssigkeitseinlaß (20) in die Primärleitung (16) hinein;
  einem zweiten Flüssigkeitseinlaß (22) in die Primärleitung (16) hinein;
  einer strömungsbegrenzenden Platte (24), die so aufgebaut ist, daß sie einen Flüssigkeitsstrom vom ersten Flüssigkeitseinlaß (20) in die Mischkammer (30) hinein in mehrere, radial voneinander entfernte Strahlen (32) aufteilt;
  einer Mischkammer (30), die als der axiale Raum innerhalb der Primärleitung (16) definiert ist, der sich zwischen der strömungsbegrenzenden Platte (24) und einer winkelmäßig abgebogenen Auslaßdüse (18) erstreckt; und
  einer Auslaßdüse (18), die von der Längsachse der Primärleitung (16) winkelmäßig abgebogen ist.

11. Misch- und Ausgabesystem nach Anspruch 10, wobei der zweite Flüssigkeitseinlaß (22) quer zur Längsachse der Primärleitung (16) liegt.

12. Misch- und Ausgabesystem nach Anspruch 10, wobei die strömungsbegrenzende Platte (24) einen gesamten Öffnungsquerschnitt von weniger als 50% des Querschnittes der Mischkammer (30) aufweist.

13. Misch- und Ausgabesystem nach Anspruch 10, wobei der gesamte Öffnungsquerschnitt innerhalb eines Bereiches liegt, der weniger ist als 25%.

14. Misch- und Ausgabesystem nach Anspruch 10, wobei die Mischkammer (30) ein Verhältnis Länge zu Durchmesser hat, das innerhalb des Bereiches von 2 : 1 bis 5 : 1 liegt.

15. Misch- und Ausgabesystem nach Anspruch 10, wobei die Ausgabedüse (18) ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser hat, das im Bereich von 3 : 1 bis 10 : 1 liegt.

16. Misch- und Ausgabesystem nach Anspruch 15, wobei
die strömungsbegrenzende Platte (24) eine Scheibe umfaßt, die an ihrem Umfang zwischen drei und zehn ausgeschnittene Bereiche (36) aufweist;
die strömungsbegrenzende Platte (24) einen gesamten Öffnungsquerschnitt hat, der zwischen 5 und 25% des Querschnittes der Mischkammer (30) liegt; und
das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Mischkammer (30) innerhalb des Bereiches von 2 : 1 zu 5 : 1 liegt.

17. Verfahren zum Herstellen von Getränken mit folgenden Verfahrensschritten:
Zuführen von Wasser durch einen ersten Flüssigkeitseinlaß (20) in eine Primärleitung (16);
Zuführen eines Getränke-Konzentrats durch einen zweiten Flüssigkeitseinlaß (22) in die Primärleitung (16) hinein;
Hindurchleiten des Wassers durch eine strömungsbegrenzende Platte (24), die so aufgebaut ist, daß sie das Wasser in mehrere, radial voneinander entfernte Strahlen (36) aufteilt und sie in die Mischkammer (30) hinein richtet, die als axialer Raum innerhalb der Primärleitung (16) definiert ist, der sich zwischen der strömungsbegrenzenden Platte (24) und einer winkelmäßig abgebogenen Auslaßdüse (18) erstreckt; und
Strömenlassen der sich ergebenden Mischung längs der Längsachse der Primärleitung (16) und aus einer nach unten herabhängenden Auslaßdüse (18) heraus.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die strömungsbegrenzende Platte einen gesamten Öffnungsbereich aufweist, der zwischen 5 und 25% des Querschnittes der Mischkammer (30) liegt.

19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Viskosität des Getränkekonzentrats innerhalb des Bereiches von 500 bis 6000 Centipoise liegt, gemessen mit einem Brookfield Model LVT-Viskometer bei einer Verwendung einer Spindel Nr. 3 bei zwölf Umdrehungen pro Minute und 40°F und daß das Getränkekonzentrat zwischen 40 und 65 Brix-Grade aufweist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei Wasser mit Konzentrat in einem Mischungsverhältnis gemischt wird, das im Bereich von 3 : 1 bis 6 : 1 liegt.