EP0515914B1 - Homogenisiermaschine und Verfahren zum Betrieb - Google Patents

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EP0515914B1
EP0515914B1 EP92108120A EP92108120A EP0515914B1 EP 0515914 B1 EP0515914 B1 EP 0515914B1 EP 92108120 A EP92108120 A EP 92108120A EP 92108120 A EP92108120 A EP 92108120A EP 0515914 B1 EP0515914 B1 EP 0515914B1
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EP
European Patent Office
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homogenising
machine according
membrane
gap
pressure
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EP92108120A
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English (en)
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EP0515914A1 (de
Inventor
Heiner Dipl.-Ing. Kaphengst
Bernhard Kuder
Bert Weismann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BRAN and LUEBBE
SPX Flow Technology Germany GmbH
Original Assignee
BRAN and LUEBBE
Bran und Luebbe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by BRAN and LUEBBE, Bran und Luebbe GmbH filed Critical BRAN and LUEBBE
Publication of EP0515914A1 publication Critical patent/EP0515914A1/de
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Publication of EP0515914B1 publication Critical patent/EP0515914B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B11/00—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation
    • F04B11/005—Equalisation of pulses, e.g. by use of air vessels; Counteracting cavitation using two or more pumping pistons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/44—Mixers in which the components are pressed through slits
    • B01F25/441—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits
    • B01F25/4412—Mixers in which the components are pressed through slits characterised by the configuration of the surfaces forming the slits the slits being formed between opposed planar surfaces, e.g. pushed again each other by springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F35/7176—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using pumps
    • B01F35/71761—Membrane pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F35/754—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer
    • B01F35/7547—Discharge mechanisms characterised by the means for discharging the components from the mixer using valves, gates, orifices or openings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B43/025—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms two or more plate-like pumping members in parallel
    • F04B43/026—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms two or more plate-like pumping members in parallel each plate-like pumping flexible member working in its own pumping chamber

Definitions

  • the invention relates to a homogenizing machine for homogenizing liquids such as emulsions or suspensions, with at least one working space and displacer arranged therein for increasing the pressure with at least one supply and at least one discharge line per working space, which are each provided with an inlet or outlet valve, and a gap for the homogenization and a method for operating such a homogenizing machine, in which a liquid to be homogenized is conveyed through a gap.
  • Homogenizing machines are used in a variety of ways in process engineering. For example, milk or ice cream is homogenized in food technology.
  • the liquid to be homogenized is increased in its pressure in a working space with at least one supply and at least one discharge line per working space, which are each provided with an inlet or outlet valve, by means of a displacer.
  • a plunger is used as a displacer, which is guided through a hole in the housing into the work area.
  • the seal between the plunger and the housing is subject to constant rubbing stress due to the oscillating movement of the plunger. Wear particles and possibly additional lubricants can be introduced into the liquid to be homogenized.
  • a plate membrane is provided as the membrane, proven designs can be used which can also be used for particularly high pressures.
  • a roller membrane can be advantageous, particularly at low pressures, since relatively large volumes can be displaced with small diameters.
  • the process task is solved in that the process liquid to be homogenized is supplied to the gap with approximately constant volume flow under pressure, the stamp in the homogenizing valve remains largely at rest, so that it has a has less wear. At the same time, the homogenization result is advantageously influenced.
  • the uniformity is further improved if several work rooms convey together on one gap.
  • the line with which the process liquid to be homogenized is supplied is designated by number 1.
  • the process liquid is supplied under a pre-pressure of approx. 1 to 5 bar.
  • the line 1 branches to three inlet valves 2, 2 ', 2''of three diaphragm housings 3, 3', 3 ''.
  • the template spaces 6, 6 ', 6''of the membrane housing 3, 3', 3 '' are connected to the connecting lines 7, 7 ', 7'' Cylinder rooms 8, 8 ', 8''in connection.
  • the hydraulic medium contained in the cylinder spaces 8, 8 ', 8' 'of the connecting lines 7, 7', 7 '' and the template spaces 6, 6 ', 6' 'of the membrane housing 3, 3', 3 '' is from the plungers 9, 9 ', 9' 'alternately pushed out of the cylinder rooms 8, 8', 8 '' and sucked in again.
  • This creates a hydraulic coupling with the membranes 4, 4 ', 4' ' which in turn suck in the process liquid flowing through line 1 through the inlet valves 2, 2', 2 '' and then expel them through the outlet valves 12, 12 ', 12' ' .
  • the product leaving the outlet valves 12, 12 ′, 12 ′′ under high pressure is brought together again into a common volume flow in the pressure line 13 and fed to the homogenizing valve 14.
  • pressures usually between 150 and 1000 bar
  • the process liquid is pressed through a narrow gap 15.
  • the liquid pressure is suddenly converted into speed, in addition to turbulence and shear, cavitation occurs when the vapor pressure falls below.
  • the process liquid strikes an annular surface 16, being subjected to a further shear stress and then being passed through the product outlet 17 without pressure.
  • the homogenizer gap 15 in the homogenizing valve 14 is known to be formed by a plunger 18 which is movably supported within a bore and is hydraulically supported by a pressurized liquid in bore 19.
  • the hydraulic support is connected to a pressure source 21 via line 20.
  • a surge tank 22 is also communicatively connected via line 23.
  • the volume of the hydraulic templates for the diaphragm housing 3, 3 ', 3' ', which is further increased by the connecting lines 7' 7 ', 7' ', has a fundamentally negative effect on the efficiency of the overall system. This is explained in FIG. 2.
  • the graphs 30, 30 'and 30' ' represent the ideal pressure curves in front of the gap.
  • the working cycles of the membranes are offset from one another by 120 ° phase angle.
  • the individual pressure curves overlap to the sum curve 31.
  • the resulting mean pressure is indicated by a dash-dotted line 32.
  • the relatively large volume of the hydraulic template which is composed of template spaces 6, 6 ', 6''connecting line 7, 7', 7 '' and cylinder space 8, 8 ', 8'', leads to the fact that due to the compressibility of the contained process fluid piston 9 during a work cycle must first compress this until finally that pressure is reached at which the outlet valve 12, 12 ', 12''opens.
  • the pressure curve 33, 33 ', 33''in FIG. 3 shows such behavior.
  • the mean pressure 34 shown in dash-dot lines, is dropped significantly compared to the mean pressure 32 in FIG. It can be seen from FIG. 3 that the quantities expelled from the individual work spaces no longer overlap in time. The volume flow to the valve is therefore inconsistent.
  • the hydraulically supported stamp which forms the homogenizing gap, has to cope with this uniformity, the stamp completely closing the gap at a high frequency. According to the invention, this disadvantageous behavior, which can lead to increased wear and to contamination of the process liquid, is prevented by the measure according to the invention.
  • the pressure of the machine according to the invention is designated by number 35 in FIG. It fluctuates only slightly around the mean pressure, which is marked with number 34. This behavior is achieved by pressure accumulator 22 (FIG. 1), which advantageously smoothes the product stream to be homogenized.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Homogenisiermaschine zum Homogenisieren von Flüssigkeiten wie Emulsionen oder Suspensionen, mit mindestens einem Arbeitsraum und darin angeordnetem Verdränger zur Druckerhöhung mit mindestens einer Zufuhr- und mindestens einer Abfuhrleitung pro Arbeitsraum, die jeweils mit einem Einlaß- oder Auslaßventil versehen sind, sowie einem Spalt für die Homogenisierung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Homogenisiermaschine, bei der eine zu homogenisierende Flüssigkeit durch einen Spalt gefördert wird.
  • Homogenisiermaschinen werden in der Prozeßtechnik in vielfältiger Weise benutzt. In der Lebensmitteltechnologie wird beispielsweise Milch oder Eiscreme homogenisiert.
  • Dabei wird die zu homogenisierende Flüssigkeit in einen Arbeitsraum mit mindestens einer Zufuhr- und mindestens einer Abfuhrleitung pro Arbeitsruam, die jeweils mit einem Einlaß- oder Auslaßventil versehen sind mittels eines Verdrängers in ihrem Druck erhöht. Als Verdränger wird ein Plunger verwandt, der durch eine Bohrung im Gehäuse in den Arbeitsraum geführt ist. Die zwischen Plunger und Gehäuse notwendige Dichtung unterliegt infolge der oszillierenden Bewegung des Plungers einer ständigen reibenden Beanspruchung. Verschleißpartikel und gegebenenfalls zusätzliche Schmierstoffe können in die zu homogenisierende Flüssigkeit eingeschleppt werden.
  • Die im Druck erhöhte Flüssigkeit wird durch das Auslaßventil einem Spalt zugeführt, in dem der eigentliche Homogenisiervorgang stattfindet. Der Spalt ist meist kreisförmig als Abstand zwischen einem Stempel und dem Ende einer Bohrung ausgebildet, durch die die zu homogenisierende Flüssigkeit auf die Stirnfläche des koaxial angeordneten Stempels geführt wird, um dann nach außen durch den gebildeten Ringspalt abzufließen.
  • In solchen Anordnungen tritt Verschleiß auf. So ist beispielsweise aus dem deutschen Patent DE 37 28 946 bekannt, den mechanischen Verschleiß durch polykristalline Diamantformteile zu verringern. Besonders unerwünscht ist dieser Verschleiß bei verschmutzungsempfindlichen Flüssigkeiten mit besonders hohem Anspruch an den Reinheitsgrad.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Homogenisiermaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen anzugeben, mit der die Prozeßflüssigkeit einem verringerten Verunreinigungsrisiko ausgesetzt ist oder eine verschleißbedingte Leckage von Prozeßmedium vermieden wird. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst.
  • Dadurch, daß zwischen Verdränger und zu homogenisierender Flüssigkeit eine Membran vorgesehen ist, wird die zu homogenisierende Flüssigkeit hermetisch von dem Verdränger getrennt. Die Membran wirkt dadurch selbst als Verdränger. Da sie aber keinem reibenden Verschleiß unterliegt, verringert sich das Verschmutzungsrisiko der zu homogenisierenden Flüssigkeit. Die Verschleißpartikel des Plungers verbleiben in einem flüssigkeitsbefüllten Raum zwischen Membran und Plunger.
  • Außerdem ist die verschleißbedingte, unvermeidliche Leckage von Prozeßmedium durch den Spalt zwischen oszillierendem Plunger und Plungerdichtung ausgeschlossen. Das ist von Vorteil insbesondere beim Homogenisieren von giftigen, umweltgefährlichen Medien.
  • Wenn als Membran eine Tellermembran vorgesehen ist, kann auf bewährte Bauformen zurückgegriffen werden, die auch für besonders hohe Drücke einsetzbar sind. Eine Rollenmembran kann, insbesondere bei niedrigen Drücken vorteilhaft sein, da bei kleinen Durchmessern relativ große Volumina verdrängt werden können.
  • Stahlmembranen haben Vorteile bei besonders aggressiven Medien oder hohen Temperaturen.
  • Wenn mehrere Membranen auf einen gemeinsamen Homogensierspalt arbeitend geschaltet sind, läßt sich durch geschickte Schaltung der verschiedenen Membranen der Förderstrom vorteilhaft vergleichmäßigen.
  • Besonders günstig ist es, wenn die Membran von einem Plunger als Verdränger mit hydraulischer Vorlage beaufschlagt ausgebildet ist, da die Membran die Prozeßflüssigkeit vor Verschleißpartikeln des Plungers schützt. Die gleichmäßiger hydraulische Anströmung der Membranen ermöglicht eine gleichförmige Förderung des Prozeßmediums.
  • Besonders angezeigt ist es, wenn eine ungerade Anzahl von Verdrängern mit zugehörigen Membranen zusammengeschaltet ist, da eine ungerade Zahl Arbeitsspiele mit in der Technik bekanntem Phasenversatz eine gleichmäßigere Förderkennlinie aufweist als eine gerade Anzahl von Verdrängern. Infolge der Kompressibilität der hydraulischen Vorlage erzeugen die Membranen eine Ungleichförmigkeit der Förderkurven der zu homogensierenden Flüssigkeit. Bevor nämlich das Auslaßventil des Arbeitsraumes öffnet, muß zunächst die im Arbeitsraum befindliche Prozeßflüssigkeit und das Hydrauliköl der hydraulischen Vorlage vom Plunger über einen sogenannten Verlustweg komprimiert werden. Je länger der Kompressionskolbenweg ist desto größer ist auch die Kolbengeschwindigkeit beim Öffnen des Auslaßventils, so daß das Ventil nicht mehr sanft öffnet, sondern spontan aufschlägt. Diese plötzliche Zunahme des Volumenstroms hat einen nachteiligen Effekt auf die Homogenisierwirkung. Das gleiche geschieht in der Saugphase. Das Einlaßventil öffnet erst nachdem die im Zylinderraum enthaltene Hydraulikvorlage vom Antriebskolben entspannt ist.
  • Die Maßnahme, daß die Membran mit einer Leckageanzeige ausgerüstet ist, trägt weiter zur Sicherung der Prozeßflüssigkeit vor Kontamination.
  • Als weitere Maßnahme zur Vergleichmäßigung des Volumenstromes ist vorgesehen, daß zwischen Spalt und Arbeitsraum ein Druckspeicher geschaltet ist. Besonders vorteilhaft hat sich dabei eine hydraulische Druckwaage bewährt, durch die auch die in Hochdruckhomogenisiersystemen vorhandenen Istdrucke und Volumenströme vorteilhaft ausgeglichen werden können.
  • Zur Vergleichmäßigung des Homogenisierergebnisses ist weiterhin vorgesehen, daß mehrere Spalte hintereinander ausgebildet sind, also aus einer abwechselnden Anordnung von Kanten und anschließenden Kompressionsräumen. Diese Anordnung verringert überraschenderweise den Energiebedarf bei der Homogenisierung von Milch u.ä. Flüssigkeiten.
  • Die bei komprimierbaren Flüssigkeiten oder bei besonders hohen Drücken auftretenden Verlustwege werden vorteilhaft verringert, wenn die hydraulische Vorlage Füllkörper aufweist. Als Füllkörper können dabei kugelförmige Zuschlagstoffe dienen, die eine geringere Kompressibilität als das Hydraulikmedium der Vorlage aufweisen. Wenn gleichzeitig die Dichte dieser Füllkörper geringer ist, so wird auch die Dynamik verbessert.
  • Die Investitionskosten für eine derartige Anlage werden verringert, wenn die hydraulische Vorlage von Plungern mit einer gemeinsamen Kurbelwelle angetrieben ausgebildet ist und vorzugsweise ein gemeinsames Gehäuse aufweist.
  • Für größere Durchsatzmengen ist es vorteilhaft, wenn mehrere Gruppen von je 3 Arbeitsräumen auf einen gemeinsamen Homogenisierspalt oder mehrere parallel geschaltete Homogenisierspalte arbeitend verbunden sind, wobei die Gruppen zueinander vorzugsweise Arbeitsspiele aufweisen, die um ca. 60° phasenversetzt ausgebildet sind.
  • Die Verfahrensaufgabe wird dadurch gelöst, daß die zu homogenisierende Prozeßflüssigkeit mit annähernd gleichbleibenden Volumenstrom unter Druck dem Spalt zugeführt wird, bleibt der Stempel im Homogenisierventil weitgehend in Ruhe, so daß er einen geringeren Verschleiß aufweist. Gleichzeitig wird das Homogenisierergebnis vorteilhaft beeinflußt.
  • Als besonders kostengünstige Maßnahme hat sich die Vergleichmäßigung des Volumenstroms mittels eines Druckspeichers herausgestellt, der an eine Leitung zwischen Membran und Spalt angeschlossen ist.
  • Die Gleichmäßigkeit wird weiter verbessert, wenn mehrere Arbeitsräume gemeinsam auf einen Spalt fördern.
  • Die Erfindung wird in 3 Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen:
    • Figur 1
    ein Schema der erfindungsgemäßen Homogenisiermaschine mit drei Arbeitsräumen in paralleler Anordnung,
    Figur 2
    eine typische Druckkurve der Prozeßflüssigkeit nach Figur 1 und
    Figur 3
    eine Druckkurve bei veränderten Verhältnissen.
  • In Figur 1 ist die Leitung, mit der die zu homogenisierende Prozeßflüssigkeit zugeführt wird mit Ziffer 1 bezeichnet. Abhängig von der Viskosität erfolgt die Zufuhr der Prozeßflüssigkeit unter einem Vordruck von ca. 1 bis 5 bar. Die Leitung 1 verzweigt auf drei Einlaßventile 2, 2', 2'' von drei Membrangehäusen 3, 3', 3''. Innerhalb der Membrangehäuse 3, 3', 3'' befindet sich jeweils eine Membran 4, 4', 4'', die die Arbeitsräume in den Prozeßflüssigkeitsraum 5, 5', 5'' und den Vorlagenraum 6, 6', 6'' teilt. Die Vorlagenräume 6, 6', 6'' der Membrangehäuse 3, 3', 3'' stehen über Verbindungsleitungen 7, 7', 7'' mit den Zylinderräumen 8, 8', 8'' in Verbindung. In den Zylindern bewegen sich die Plunger 9, 9', 9'', die von der gemeinsamen Kurbelwelle 10 angetrieben sind, an die ein geeigneter Motor 11 angekoppelt ist.
  • Das in den Zylinderräumen 8, 8', 8'' den verbindenden Leitungen 7, 7', 7'' und den Vorlagenräumen 6, 6', 6'' der Membrangehäuse 3, 3', 3'' enthaltene Hyraulikmedium wird von den Plungern 9, 9', 9'' alternierend aus den Zylinderräumen 8, 8', 8'' gedrängt und wieder angesaugt. Dadurch entsteht eine hydraulische Kopplung mit den Membranen 4, 4', 4'' die ihrerseits durch die Einlaßventile 2, 2', 2'' die durch Leitung 1 zuströmende Prozeßflüssigkeit ansaugen und anschließend durch die Auslaßventile 12, 12', 12'' ausstoßen.
  • Das die Auslaßventile 12, 12', 12'' unter hohem Druck verlassende Produkt wird wieder zu einem gemeinsamen Volumenstrom in Druckleitung 13 zusammengeführt und dem Homogenisierventil 14 zugeleitet. Unter Anwendung von Drücken, meist zwischen 150 und 1000 bar, wird die Prozeßflüssigkeit durch einen engen Spalt 15 gepreßt. Beim Eintritt in den Spalt wird der Flüssigkeitsdruck schlagartig in Geschwindigkeit umgesetzt, neben Turbulenz und Scherung entsteht durch Unterschreiten des Dampfdruckes Kavitation. Nach dem Durchströmen einer Kavitations- und Turbulenzzone prallt die Prozeßflüssigkeit gegen eine ringförmige Fläche 16, wobei sie einer weiteren Scherbeanspruchung ausgesetzt wird und anschließend drucklos durch den Produktauslaß 17 geleitet wird.
  • Der Homogeniserspalt 15 im Homogenisierventil 14 wird bekannterweise durch einen Stempel 18 gebildet, der innerhalb einer Bohrung beweglich gelagert ist und durch eine unter Druck gesetzte Flüssigkeit in Bohrung 19 hydraulisch abgestützt wird. Über Leitung 20 ist die hydraulische Abstützung mit einer Druckquelle 21 verbunden.
  • Mit der Druckleitung 13 ist außerdem ein Ausgleichsbehälter 22 über Leitung 23 kommunizierend verbunden.
  • Das Volumen der Hydraulikvorlagen für die Membrangehäuse 3, 3', 3'', das durch die Verbindungsleitungen 7' 7', 7'' noch zusätzlich erhöht ist, beeinflußt den Wirkungsgrad der Gesamtanlage grundsätzlich negativ. Dies wird an Figur 2 erläutert.
  • Die Graphen 30, 30' und 30'' stellen die idealen Druckkurven vor dem Spalt dar. Die Arbeitsspiele der Membranen sind um jeweils 120° Phasenwinkel gegeneinander versetzt. Die einzelnen Druckkurven überlagern sich zur Summenkurve 31.
  • Der daraus resultierende mittlere Druck ist durch eine strichpunktierte Linie 32 angedeutet.
  • Das realtiv große Volumen der hydraulischen Vorlage, das sich aus Vorlagenräumen 6, 6', 6'' Verbindungsleitung 7, 7', 7'' und Zylinderraum 8, 8', 8'' zusammensetzt, führt dazu, daß infolge der Kompressibilität der darin enthaltenen Prozeßflüssigkeit Kolben 9 während eine Arbeitsspiels zunächst diese verdichten muß, bis schließlich derjenige Druck erreicht ist, bei dem das Auslaßventil 12, 12', 12'' öffnet. Ein solches Verhalten zeigt die Druckkurve 33, 33', 33'' in Figur 3. Der strichpunktiert dargestellte mittlere Druck 34 ist deutlich gegenüber dem mittleren Druck 32 in Figur 2 abgefallen. Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß sich die von den einzelnen Arbeitsräumen ausgestoßenen Mengen zeitlich nicht mehr überdecken. Der Volumenstrom zum Ventil ist folglich unstetig. Das in Figur 3 dargestellte Beispiel weist für die Dauer von etwa 30° eine vollständige Entkopplung auf, d.h. es findet keine Homogenisierung statt. Über einen Anfangswinkelbereich von 85°, der dem Kompressionsweg der in dem Membrangehäuse 3, 3', 3'', der Leitung 7, 7', 7'' und dem Zylinder 8, 8', 8'' enthaltenen Flüssigkeit entspricht, fördert die einzelne Membran nicht. Je länger dieser Kompressionweg ist, desto größer ist die Kolbengeschwindigkeit beim Öffnen der Druckventils, so daß das Ventil nicht mehr den gewollten sanften Bewegungsablauf, wie in Figur 2 dargestellt, vollzieht, sondern spontan aufschlägt. Dies kommt in der plötzlichen Zunahme des Drucks gemäß Druckkurve 33, 33', 33'' vor dem Spalt zum Ausdruck. Dies hat auch negative Auswirkungen auf den Homogenisiereffekt. Der hydraulisch abgestützte Stempel, der den Homogenisierspalt bildet, muß diese Umgleichförmigkeit verkraften, wobei der Stempel mit hoher Frequenz vollständig den Spalt schließt. Erfindungsgemäß wird dieses nachteilige Verhalten, das zu einem erhöhten Verschleiß und zur Verunreinigung der Prozeßflüssigkeit führen kann, durch die erfindungsgemäßen Maßnahme verhindert. Der Druck der erfindungsgemäßen Maschine ist in Figur 3 mit Ziffer 35 bezeichnet. Er schwankt nur geringfügig um den mittleren Druck, der mit Ziffer 34 gekennzeichnet ist. Erreicht wird dieses Verhalten durch Druckspeicher 22 (Figur 1), der den zu homogenisierenden Produktstrom vorteilhaft glättet.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Leitung (Produkt)
    2,2',2''
    Einlaßventil
    3
    Membranräume
    4
    Membran
    5,5',5''
    Prozeßflüssigkeitsraum
    6
    Vorlagenraum
    7
    Verbindungsleitung
    8
    Zylinderraum
    9
    Plunger
    10
    Kurbelwelle
    11
    Motor
    12
    Auslaßventil
    13
    Druckleitung
    14
    Homogenisierventil
    15
    Spalt
    16
    Ringfläche
    17
    Produktauslaßleitung
    18
    Stempel
    19
    Bohrung
    20
    Leitung
    21
    Druckquelle
    22
    Ausgleichsbehälter
    23
    Leitung
    26
    27
    28
    29
    30
    Druckkurve
    31
    Druckkurve
    32
    mittlerer Druck
    33
    Druckkurve
    34
    mittlerer Druck
    35
    Druck

Claims (16)

  1. Homogenisiermaschine zum Homogenisieren von Flüssigkeiten wie Emulsionen oder Suspensionen, mit mindestens einem Arbeitsraum (5,6,7,8) und darin angeordnetem Verdränger zur Druckerhöhung, mit mindestens einer Zufuhr- (1) und mindestens einer Abfuhrleitung (13) pro Arbeitsraum, die jeweils mit einem Einlaß- (2) oder einem Auslaßventil (12) versehen sind, sowie einem dem Auslaßventil nachgeschalteten Spalt (15) für die Homogenisierung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Verdränger und zu homogenisierender Flüssigkeit eine Membran (4) vorgesehen ist.
  2. Homogenisiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Membran (4) eine Tellermembran vorgesehen ist.
  3. Homogenisiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Membran (4) eine Rollmembran vorgesehen ist.
  4. Homogenisiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Membran (4) eine Stahlmembran vorgesehen ist.
  5. Homogenisiermaschine nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Membranen (4) in zugehörigen Arbeitsräumen (5) auf einen gemeinsamen Homogenisierspalt (15) arbeitend geschaltet sind.
  6. Homogenisiermaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) von einem Plunger (9) mit hydraulischer Vorlage als Verdränger beaufschlagt ausgebildet ist.
  7. Homogenisiermaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine ungerade Anzahl von Verdrängern zusammengeschaltet ist.
  8. Homogenisiermaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) als Doppelmembran mit einer Leckageanzeige ausgerüstet ist.
  9. Homogenisiermaschine nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Homogenisierspalt (15) und Arbeitsraum (5) ein Druckspeicher (22) geschaltet ist.
  10. Homogenisiermaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Homogenisierspalte (15) hintereinander angeordnet sind.
  11. Homogenisiermaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Vorlage Füllkörper aufweist.
  12. Homogenisiermaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Vorlage von Plungern (9) mit einer gemeinsamen Kurbelwelle (10) angetrieben ausgebildet ist und vorzugsweise ein gemeinsames Gehäuse aufweist.
  13. Homogenisiermaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gruppen von je 3 Arbeitsräumen (5,5',5'') auf einen gemeinsamen Homogenisierspalt (15) oder mehrere parallel geschaltete Spalte arbeitend verbunden sind, wobei die Gruppen zueinander vorzugsweise Arbeitsspiele aufweisen, die um ca. 60° phasenversetzt ausgebildet sind.
  14. Verfahren zum Betreiben einer Homogenisiermaschine nach Anspruch 1, bei der eine zu homogenisierende Flüssigkeit durch einen Spalt (15) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu homogenisierende Flüssigkeit mit annähernd gleichbleibendem Volumenstrom von mehreren phasenversetzt arbeitenden Membranen (4) unter Druck dem Spalt (15) zugeführt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck durch einen Druckspeicher (22), der an eine Förderleitung (23) zwischen Arbeitsraum (5) und Spalt (15) angeschlossen ist, weitgehend konstant gehalten wird, wobei der Druck über meherere pulsierend arbeitende Membranen (4) von einer hydraulischen Vorlage aufgebracht wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Arbeitsräume gemeinsam auf einen Spalt (15) fördern.
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