EP0996585A1 - Vorrichtung zum mischen von wenigstens zwei strömungsmedien - Google Patents

Vorrichtung zum mischen von wenigstens zwei strömungsmedien

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EP0996585A1
EP0996585A1 EP99920866A EP99920866A EP0996585A1 EP 0996585 A1 EP0996585 A1 EP 0996585A1 EP 99920866 A EP99920866 A EP 99920866A EP 99920866 A EP99920866 A EP 99920866A EP 0996585 A1 EP0996585 A1 EP 0996585A1
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EP
European Patent Office
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channel
section
passage
cross
housing
Prior art date
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EP99920866A
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English (en)
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EP0996585B1 (de
Inventor
Klaus Holland
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Holland Kuehlmobel K& M Holland GmbH
Original Assignee
Holland Kuehlmobel K& M Holland GmbH
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Publication date
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Publication of EP0996585A1 publication Critical patent/EP0996585A1/de
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Publication of EP0996585B1 publication Critical patent/EP0996585B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/0042—Details of specific parts of the dispensers
    • B67D1/0043—Mixing devices for liquids
    • B67D1/0044—Mixing devices for liquids for mixing inside the dispensing nozzle
    • B67D1/0045—Venturi arrangements; Aspirators; Eductors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/45—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing
    • B01F23/451—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing by injecting one liquid into another
    • 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
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/0015—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught the beverage being prepared by mixing at least two liquid components
    • B67D1/0021—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught the beverage being prepared by mixing at least two liquid components the components being mixed at the time of dispensing, i.e. post-mix dispensers

Definitions

  • the invention relates to a device for mixing two flow media, in particular for mixing water and beverage concentrate or the like, with a first through-channel which passes through a housing from an inlet to an outlet and at least one second through-channel opening into the first through-channel, in the first Through channel a first medium, in particular fluid, and in the second through channel a second medium, in particular fluid, flows.
  • Mixing devices of the aforementioned type are used in particular for mixing beverages, in that the base liquid water shortly before serving the beverage, a concentrate, for. B. a fruit juice concentrate is added in a certain mixing ratio.
  • the water can be treated beforehand, e.g. B. enriched with minerals or carbonic acid and cooled, or taken directly from the water pipe, it being fed to the mixing device with a normal water pressure of about 1.5 to 2 bar.
  • the known mixing devices have the problem that the minimum cross-sectional size of the channel for the concentrate is limited when concentrated fruit juice is to be mixed with pulp. Since the pieces of pulp must fit through the cross-section so as not to block it, the cross-section must have a certain minimum size. However, this leads to the fact that such a fruit juice cannot be provided in a low concentration in the conventional mixing devices.
  • the concentrates can have a different viscosity or viscosity, which is also influenced in particular by the different ambient temperature, so that different mixing ratios are obtained under different conditions.
  • the known mixing devices there is no possibility for simple and inexpensive regulation of the mixing ratio.
  • the invention is therefore based on the object of improving a device of the type mentioned at the outset, such that the mixing ratio between two flow media, in particular between water and a beverage concentrate, can be set in a simple manner, this being independent of the concentrate composition, that is to say with a few or many solid parts, with high or low viscosity and the like. Furthermore, the Mischvorrichtimg be inexpensive to manufacture and ensure safe operation even in intermittent operation.
  • This object is achieved in an advantageous manner in that at least one bypass channel to the first passage channel and a device for adjusting the flow rate of the first and / or the second fluid are provided.
  • the second through-channel which opens into the first through-channel can have a relatively large cross-section, so that the solid parts of the beverage concentrate can flow through the cross-section unhindered, since the mixing ratio depends only to a limited extent on the cross-section of the second through-channel.
  • the mixing device does not have to be replaced to set the mixing ratio, so that when the mixing ratio is changed, no hygienic problems arise due to the use of a new device. If another concentrate is to be used with the same device, the device can also be easily cleaned due to its simple construction, which will be discussed later.
  • the device for adjusting the flow rate can be used to set either the flow rate of the first fluid and / or the second fluid. Since the first fluid in beverage mixes is mostly formed from water and the main part of the mix consists of water, the mixing ratio can be varied within a very wide range.
  • the flow rate of the first fluid can preferably be adjusted via the bypass channel or the bypass channels, so that one could do without an adjusting device in the mouth area of the second through-channel into the first through-channel.
  • the junction could therefore be of simple construction, while the mixing ratio is regulated practically indirectly via the bypass channels. If the second pass nal opens essentially vertically into the first passage, defined and predictable flow conditions are provided in the mouth area, which are similar to those in Venturi nozzles.
  • an adjusting device can also be provided in the second through-channel, which in particular enables the addition of the concentrate to be finely adjusted if concentrates with little or no solids content, such as e.g. B. tea, lemon concentrate and the like., Are used.
  • the first through-channel has an entry area, a middle section and an exit area, the middle section having a smaller passage cross-section than the entry area and the exit area.
  • the middle section is very short in relation to the entry area and the exit area, for example, it has an extension of only 1.5 to 2 mm, while the entry area can be approximately 25 mm and the exit area can be approximately 40 to 50 mm .
  • a relaxation chamber is formed in the inlet area, in which the pressure is essentially the same. This allows fluctuations in the pressure or in the flow rate of the first fluid to be compensated for.
  • the first through-channel advantageously has an increasingly widening cross section, as a result of which the initial acceleration of the flow is delayed and thus vortex formation is reduced.
  • the second passage channel through which the beverage concentrate is fed, advantageously opens into the first passage channel downstream of the small passage cross section and essentially perpendicularly.
  • the mouth is relatively close to the middle narrowed section of the first through-channel, so that fruit juice concentrate is accelerated by the water flow. entrained, and therefore no supply of the concentrate under pressure is required.
  • the bypass channel or channels run from the inlet area of the first through-channel to the outlet area and have an essentially constant cross-section. They extend parallel to the central section of the first through-channel, with their upstream end opening into the expansion chamber and with their downstream end at a distance from the junction of the second through-channel into the outlet region of the first through-channel.
  • the opening of each bypass channel is arranged at an acute angle to the axis of the first through-channel and is formed by a tap hole which has a cross section narrowing like a nozzle.
  • the opening of the second through-channel into the first through-channel can also be formed.
  • metering devices can be provided which can be inserted into the orifices. These metering devices can advantageously be formed by pins, which are designed with a tip that fits snugly into the opening and are adjustably guided in transverse bores by means of a fine thread.
  • the housing of the mixing device is preferably made of plastic and is designed as a one-piece injection molded body.
  • the housing can have a fastening device and, in the area of the free channel ends, connecting pieces for connecting connecting hoses, concentrate containers, liquid inlets and / or the like. B. can be sealed by an O-ring seal.
  • closure devices are provided in the hose connections which close the inlet to the connection end of the hose before a corresponding flow connection to the device according to the invention is established. Additional closure devices may be formed on the device inlet side itself to prevent backflow from one channel to another channel.
  • Fig. 1 is a side view of the device according to the invention.
  • Fig. 2 is a horizontal sectional view taken along the line A-A in Fig. 1;
  • Fig. 3 is a sectional view in the direction of line B-B in Fig. 1;
  • Fig. 4 is a view in the direction of arrow C in Fig. 1;
  • Fig. 5 is a simplified perspective view of the device according to the invention.
  • the device 1 according to the invention for mixing at least two flow media has a housing 2 which, in the exemplary embodiment shown, is produced as a one-piece injection-molded housing made of plastic.
  • the housing has a first through-channel 3 with an inlet 4 and an outlet 5 and a second through-channel 6 with an inlet 7 and an outlet 8.
  • the through-channel 3 has an entry area 9 with an enlarged cross section, a middle section 10 with a considerably reduced cross section and an exit area 11.
  • the middle section 10 is proportional to the entry area 9 and the exit area 11 short and ensures that the water supplied under pressure in the direction of arrow 13 is considerably accelerated in the central section 10 in order to carry away concentrate supplied from the outlet 8 of the second through-channel 6 in the direction of the arrow 12. In the area of the outlet 8 there is considerable turbulence and consequently a good mixing of water and concentrate.
  • a relaxation chamber 14 is provided in the inlet area 9, in which there is a substantially equal pressure, so that pressure fluctuations in the pressure or in the flow rate of the water 13 can be compensated.
  • the through channel 3 has a conical widening at its free end in the region of the outlet, which contributes to a slowdown in the flow of the mixture.
  • a bypass channel 15 runs parallel to the through channel 3 and has a constant but smaller cross section than the through channel 3.
  • the upstream end of the bypass channel opens into the inlet tread area 9 and with its downstream end in a tap hole 16, which in turn opens at an acute angle into the exit area 11 of the through channel 3.
  • bypass channel 15 Although only one bypass channel 15 is shown in the drawing, it is conceivable that several bypass channels are provided. From Fig. 2 it can also be seen that the openings of the bypass channels and the second through channel 6 in the first through channel 3 are nozzle-shaped or truncated cone-shaped, so that they can form seats for pins 17, 18, which by means of fine threads can be screwed into housing bores 19, 20 to such an extent that the orifices can be closed. In this way, the pins 17 and 18 form metering devices, by means of which the amount of water can be adjusted via the bypass 15 or concentrate via the channel 6. In this way, a very fine dosage of the mixing ratio can be achieved.
  • the second through-channel 6 is connected in the region of its inlet 7 with a concentrate bag, preferably in the manner of a plug-in cartridge or by means of a snap connection, so that the connection no longer has to be sealed separately.
  • the inlet 4 is connected in the same way to a water supply line, and a pipe or hose is slipped over the connecting piece 21 in order to convey the mixed liquid to the desired location.
  • the tube or hose is sealed in a simple manner by means of a snug fit, which can additionally be secured with hose binders or the like, which press the hose into the grooves 22.
  • Solenoid valves for opening and closing the feed can be provided in a simple manner. As soon as water 13 flows through the inlet 4 into the inlet area 9, it must pass through the narrowed bore of the central section 10 and is thereby considerably accelerated. Depending on the setting of the pin 17, the water enters the first through channel 3 through the central section 10 and the bypass channel 15. After a short distance, the water flowing through the middle section 10 meets the outlet 8 of the second passage 6 through which the concentrate is fed.
  • the concentrate Due to the small cross-section of the middle section 10 and the high flow velocity of the water, the concentrate is entrained from the second through-channel 6 and guided to the outlet 5.
  • the water from the bypass duct 15 or the bypass ducts likewise reaches the outlet region 11 of the first through duct 3, where it mixes with the mixture of water and juice concentrate.
  • the mixture thus obtained is removed by the user. It is also possible, after the removal process has ended, to rinse the central section 10 for a certain time in order to remove concentrate residues from the mixing device.
  • the mixing device can then be used for another concentrate, whereby a finely metered mixture can be achieved in the same way.
  • the pins 17, 18 contained in the transverse bores 19 and 20 are rotated so that they are inserted or withdrawn into the bypass channel or through channel 6 for the concentrate.
  • the mixing ratio can be adjusted over a wide range using simple mechanical means.
  • mixing ratios of 1: 1 to 1: 100 can be produced, e.g. B. for iced tea of 1:20, for orange juice of 1: 5, a water pressure of 1.5 to 2 bar being used.
  • the diameters can be increased accordingly.
  • the mixture is stable regardless of different water pressures because the suction is proportional to the water pressure.

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Description

Vorrichtung zum Mischen von wenigstens zwei Strömungsmedien
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von zwei Strömungsmedien, insbesondere zum Mischen von Wasser und Getränkekonzentrat oder dgl., mit einem ersten ein Gehäuse von einem Einlaß zu einem Auslaß durchgreifenden Durchgangskanal und wenigstens einem in den ersten Durchgangskanal mündenden zweiten Durchgangskanal, wobei in dem ersten Durchgangskanal ein erstes Medium, insbesondere Fluid, und in dem zweiten Durchgangskanal ein zweites Medium, insbesondere Fluid, strömt.
Mischvorrichtungen der vorgenannten Art werden insbesondere zum Mischen von Getränken verwendet, indem der Basisflüssigkeit Wasser kurz vor dem Servieren des Getränkes ein Konzentrat, z. B. ein Fruchtsaftkonzentrat, in einem bestimmten Mischungsverhältnis zugesetzt wird. Das Wasser kann vorher aufbereitet, z. B. mit Mineralstoffen oder Kohlensäure angereichert und gekühlt sein, oder unmittelbar der Wasserleitung entnommen werden, wobei es mit einem normalen Wasserdruck von etwa 1,5 bis 2 bar der Vorrichtung zum Mischen zugeführt wird.
Bei der Herstellung solcher Mischgetränke aus konzentrierter Flüssigkeit und Wasser ist die Verwendung einer Mischvorrichtung bekannt, die nach Art einer Venturi-Düse mit Wasser durchströmt wird, und ein Konzentrat aus einer im rechten Winkel mündenden Bohrung ansaugt. Durch das Ansaugen des Konzen- trats erhält man am Ausgang der Vorrichtung eine Konzentrat-Wasser-Mischung. Die Mischverhältnisse können bei dieser Mischvorrichtung jedoch nur über unterschiedliche Querschnittsflächen der Kanäle eingestellt werden, d. h. die Mischvorrichtung muß für die Bereitstellung eines anderen Mischungsverhältnisses ausgetauscht werden. Dies ist sehr aufwendig, da für die Ausgabe von Getränken hohe Anforderungen an die Hygiene gestellt werden.
Ferner ergibt sich bei den bekannten Mischvorrichtungen das Problem, daß die minimale Querschnittsgröße des Kanals für das Konzentrat begrenzt ist, wenn konzentrierter Fruchtsaft mit Fruchtfleisch gemischt werden soll. Da die Fruchtfleischstückchen durch den Querschnitt hindurchpassen müssen, um diesen nicht zu verstopfen, muß der Querschnitt eine gewisse Mindestgröße haben. Dies führt jedoch dazu, daß bei den herkömmlichen Mischvorrichtungen ein solcher Fruchtsaft nicht in einer geringen Konzentration bereitgestellt werden kann.
Ein weiteres Problem bei den bekannten Mischvorrichtungen besteht darin, daß die Konzentrate eine unterschiedliche Viskosität bzw. Zähflüssigkeit haben können, die insbesondere auch durch die unterschiedliche Umgebungstemperatur beinflußt wird, so daß bei unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Mischungsverhältnisse erhalten werden. Bei den bekannten Mischvorrichtungen gibt es keine Möglichkeit zur einfachen und kostengünstigen Regulierung des Mischungsverhältnisses .
Der Erfindung hegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern, derart, daß das Mischungsverhältnis zwischen zwei Strömungsmedien, insbesondere zwischen Wasser und einem Getränkekonzentrat, auf einfache Weise eingestellt werden kann, wobei dies unabhängig von der Konzentratzusammensetzung, d. h. mit wenigen oder vielen Festkörperanteilen, mit hoher oder niedriger Viskosität und dgl. möglich sein soll. Ferner soll die Mischvorrichtimg kostengünstig herstellbar sein und eine sichere Funktion auch im intermittierenden Betrieb gewährleisten.
Diese Aufgabe wird in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, daß mindestens ein Bypass-Kanal zu dem ersten Durchgangskanal und eine Einrichtung zur Einstellung der Durchströmmenge des ersten oder/und des zweiten Fluids vorgesehen sind. Auf diese Weise läßt sich unabhängig von der Viskosität bzw. von dem Problem, daß Fruchtstücke in dem Konzentrat enthalten sind, in einfacher Weise ein behebiges Mischungsverhältnis für die beiden Fluide einstellen. Insbesondere kann der zweite Durchgangskanal, der in den ersten Durchgangskanal einmündet, einen relativ großen Querschnitt besitzen, so daß die Festkörperanteile des Getränkekonzentrats den Querschnitt ungehindert durchströmen können, da das Mischungsverhältnis nur begrenzt von dem Querschnitt des zweiten Durchgangskanals abhängt. Für die Einstellung des Mischungsverhältnisses muß die Mischvorrichtung nicht ausgewechselt werden, so daß bei einer Änderung des Mischungsverhältnisses auch keine hygienischen Probleme durch Einsatz einer neuen Vorrichtung entstehen. Soll mit der gleichen Vorrichtung ein anderes Konzentrat zum Einsatz kommen, so läßt sich die Vorrichtung aufgrund ihres einfachen Aufbaus auch leicht reinigen, worauf später noch eingegangen wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung läßt sich mit der Einrichtung zur Einstellung der Durchströmmenge entweder die Durchströmmenge des ersten Fluids und/oder des zweiten Fluids einstellen. Da bei Getränkemischungen das erste Fluid meist aus Wasser gebildet ist und der Hauptanteil der Mischung aus Wasser besteht, läßt sich das Mischungsverhältnis in einem sehr großen Bereich variieren. Vorzugsweise ist dabei die Durchströmmenge des ersten Fluids über den Bypass-Kanal bzw. die Bypass-Kanäle einstellbar, so daß man auf eine Ein- stelleinrichtung in den Mündungsbereich des zweiten Durchgangskanals in den ersten Durchgangskanal verzichten könnte. Die Einmündung könnte daher konstruktiv einfach ausgebildet sein, während das Mischungsverhältnis praktisch indirekt über die Bypass-Kanäle geregelt wird. Wenn der zweite Durchgangska- nal im wesentlichen senkrecht in den ersten Durchgangskanal mündet, sind in dem Mündungsbereich definierte und berechenbare Strömungsverhältnisse vorgesehen, die ähnlich denjenigen bei Venturi-Düsen sind. In vorteilhafter Weise kann allerdings auch in dem zweiten Durchgangskanal eine EinStelleinrichtung vorgesehen sein, die insbesondere dann eine Feineinstellung der Zugabe des Konzentrats ermöglicht, wenn Konzentrate mit geringem oder keinem Festkörperanteil, wie z. B. Tee, Zitronenkonzentrat und dgl., zum Einsatz kommen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der erste Durchgangskanal einen Eintrittsbereich, einen mittleren Abschnitt und einen Austrittsbereich aufweist, wobei der mittlere Abschnitt einen kleineren Durchtrittsquerschnitt als der Eintrittsbereich und der Austrittsbereich besitzt. Auf diese Weise wird erreicht, daß im mittleren Abschnitt eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit vorhegt. Der mittlere Abschnitt ist dabei im Verhältnis zu dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich sehr kurz ausgebildet, wobei er beispielsweise eine Erstreckung von nur 1,5 bis 2 mm aufweist, während der Eintrittsbereich ca. 25 mm und der Austrittsbereich ca. 40 bis 50 mm betragen kann. Im Eintrittsbereich ist darüberhinaus eine Entspannungskammer ausgebildet, in welcher ein im wesentlichen gleicher Druck herrscht. Dadurch können Schwankungen im Druck bzw. bei der Durchströmmenge des ersten Fluids ausgeglichen werden. Im Bereih seines freien Endes besitzt der erste Durchgangskanal vorteilhaft einen sich zunehmend erweiterenden Querschnitt, wodurch die Anfangsbeschleunigung der Strömung verzögert wird und damit eine Wirbelbildung verringert wird.
Der zweite Durchgangskanal, über welchen das Getränkekonzentrat zugeführt wird, mündet vorteilhaft stromab von dem kleinen Durchtrittsquerschnitt und im wesentlichen senkrecht in den ersten Durchgangskanal ein. Die Mündung Hegt verhältnismäßig nah am mittleren verengten Abschnitt des ersten Durchgangskanals, so daß Fruchtsaftkonzentrat durch die beschleunigte Wasserströ- mung mitgerissen wird, und es deshalb keiner Zuleitung des Konzentrats unter Druck bedarf.
Um das Mischungsverhältnis dosieren zu können, verlaufen der oder die Bypass- Kanäle vom Eintrittsbereich des ersten Durchgangskanals zum Austrittsbereich und besitzen einen im wesentlichen konstanten Querschnitt. Sie erstrecken sich parallel zum mittleren Abschnitt des ersten Durchgangskanals, wobei sie mit ihrem stromaufwärts gelegenen Ende in die Entspannungskammer und mit ihrem stromabwärts gelegenen Ende im Abstand zur Einmündung des zweiten Durchgangskanals in den Austrittsbereich des ersten Durchgangskanals einmünden. Dabei ist die Einmündung eines jeden Bypass-Kanals im spitzen Winkel zur Achse des ersten Durchgangskanals angeordnet und von einer Stichbohrung gebildet, die einen sich düsenartig verengenden Querschnitt aufweist. Ebenso kann auch die Einmündung des zweiten Durchgangskanals in den ersten Durchgangskanal ausgebildet sein. Zur Einstellung der Durchströmmenge des Fluids durch die Bypass-Kanäle bzw. den zweiten Durchgangskanal können Dosiereinrichtungen vorgesehen sein, welche in die Einmündungsöffnungen einführbar sind. Diese Dosiereinrichtungen können in vorteilhafter Weise von Stiften gebildet sein, welche mit einer an die Einmündungsöffnung sitzmäßig eingepaßten Spitze ausgebildet sind und in Querbohrungen mittels eines Feingewindes einstellbar geführt sind. Mittels der Dosiereinrichtungen, mit denen der Öffnungs- querschnitt des Bypass-Kanals bzw. der Bypass-Kanäle reguliert werden kann, sowie der Öffnungsquerschnitt des zweiten Durchgangskanals reguliert werden kann, läßt sich das Mischungsverhältnis in einfacher Weise beliebig einstellen. Selbst wenn der Durchtrittsquerschnitt des zweiten Durchgangskanals im wesentlichen ganz geöffnet werden muß, um einen Durchtritt einer größeren Fruchtfleischmenge zu ermöglichen, ist eine Dosierung über die einstellbaren Bypass-Kanäle problemlos möglich, indem die Durchflußmenge durch den jeweiligen Bypass-Kanal exakt gesteuert wird. Um die Mischvorrichtung besonders kostengünstig herzustellen, ist das Gehäuse der Mischvorrichtung vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt und als einstückiger Spritzgußkörper ausgebildet. Das Gehäuse kann eine Befestigungsvorrichtung aufweisen und im Bereich der freien Kanalenden Anschlußstutzen zum Anschluß von Verbindungsschläuchen, Konzentratbehältern, Flüssigkeitszuläufen und/oder dgl. Die Anschlüsse können dabei bekannterweise als Schnellkupp- lungsanschlüsse ausgebildet sein, die in entsprechende Nuten des Gehäuses einrasten und deren Verbindung z. B. durch eine O-Ring-Dichtung abgedichtet sein kann. Auch ist es denkbar, daß in den Schlauchverbindungen Verschlußeinrichtungen vorgesehen sind, die den Zulauf zu dem Anschlußende des Schlauches verschließen, bevor eine entsprechende Strömungsverbindung zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt ist. Zusätzliche Verschlußeinrichtungen können an der Vorrichtungszulaufseite selbst ausgebildet sein, um Rückströmungen von einem Kanal in einen anderen Kanal zu verhindern.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnungen. Darin zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine Horizontalschnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3 eine Schnittansicht in Richtung der Linie B-B in Fig. 1;
Fig. 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles C in Fig. 1; und
Fig. 5 eine vereinfachte perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Mischen von wenigstens zwei Strömungsmedien weist ein Gehäuse 2 auf, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als einstückiges Spritzgußgehäuse aus Kunststoff hergestellt ist.
Das Gehäuse besitzt einen ersten Durchgangskanal 3 mit einem Einlaß 4 und einem Auslaß 5 sowie einen zweiten Durchgangskanal 6 mit einem Einlaß 7 und einem Auslaß 8.
Wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen ist, besitzt der Durchgangskanal 3 einen Eintrittsbereich 9 mit vergrößertem Querschnitt, einen mittleren Abschnitt 10 mit erheblich reduziertem Querschnitt und einen Austrittsbereich 11. Der mittlere Abschnitt 10 ist im Verhältnis zu dem Eintrittsbereich 9 und dem Austrittsbereich 11 verhältnismäßig kurz ausgebildet und sorgt dafür, daß das in Richtung des Pfeiles 13 unter Druck zugeführte Wasser im mittleren Abschnitt 10 erheblich beschleunigt wird, um aus dem Auslaß 8 des zweiten Durchgangskanals 6 in Richtung des Pfeiles 12 zugeführtes Konzentrat mitzureißen. Im Bereich des Austritts 8 entsteht dabei eine erhebliche Verwirbelung und in Folge dessen eine gute Durchmischung von Wasser und Konzentrat.
In Fig. 2 ist ferner zu erkennen, daß im Eintrittsbereich 9 eine Entspannungskammer 14 vorgesehen ist, in welcher ein im wesentlichen gleicher Druck herrscht, so daß Druckschwankungen im Druck bzw. bei der Durchflußmenge des Wassers 13 ausgeglichen werden können.
Wie dies ferner aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, besitzt der Durchgangskanal 3 an seinem freien Ende im Bereich des Austritts eine konische Erweiterung, die zu einer Verlangsamung der Strömung des Gemisches beiträgt.
Parallel zum Durchgangskanal 3 verläuft ein Bypass-Kanal 15, der einen konstanten aber kleineren Querschnitt als der Durchgangskanal 3 aufweist. Der Bypass-Kanal mündet mit seinem stromaufwärts gelegenen Ende in den Ein- trittsbereich 9 und mit seinem stromabwärts gelegenen Ende in eine Stichbohrung 16, die ihrerseits in einem spitzen Winkel in den Austrittsbereich 11 des Durchgangskanals 3 einmündet. Dies hat den Vorteil, daß der Wasserströmung durch den Bypass 15 eine Richtung vorgegeben wird, die in Strömungsrichtung der Wasserströmung durch den Durchgangskanal 3 gerichtet ist, so daß Verwir- belungen nahezu vermieden werden. Dadurch kann eine Rückströmung von Fruchtfleischteilchen zum mittleren Abschnitt 10 vorteilhaft verhindert werden, so daß keine Verstopfungen auftreten können.
In der Zeichnung ist zwar nur ein Bypass-Kanal 15 dargestellt, es ist jedoch denkbar, daß mehrere Bypass-Kanäle vorgesehen sind. Aus Fig. 2 ist ferner zu erkennen, daß die Einmündungen der Bypass-Kanäle und des zweiten Durchgangskanals 6 in den ersten Durchgangskanal 3 düsenförmig bzw. kegel- stumpfförmig ausgebildet sind, so daß sie Sitze für Stifte 17, 18 bilden können, welche mittels Feingewinden in Gehäusebohrungen 19, 20 soweit einschraubbar sind, daß die Mündungen verschließbar sind. Auf diese Weise bilden die Stifte 17 und 18 Dosiereinrichtungen, über welche die Zutrittsmenge von Wasser über den Bypass 15 bzw. von Konzentrat über den Kanal 6 einstellbar ist. Auf diese Weise läßt sich eine sehr feine Dosierung des Mischungsverhältnisses erreichen.
Für den Betrieb der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung wird der zweite Durchgangskanal 6 im Bereich seines Einlasses 7 mit einem Konzentratbeutel verbunden, vorzugsweise nach Art einer Steck-Cartridge oder mittels einer Schnappverbindung, so daß keine gesonderte Abdichtung der Verbindung mehr erfolgen muß. Der Einlaß 4 wird in gleicher Weise mit einer Wasserzuleitung verbunden, und über den Anschlußstutzen 21 wird ein Rohr oder ein Schlauch gestülpt, um die gemischte Flüssigkeit an die gewünschte Stelle zu befördern. Die Abdichtung des Rohres bzw. Schlauches erfolgt dabei in einfacher Weise über einen Paßsitz, der zusätzlich mit Schlauchbindern oder dgl. gesichert werden kann, die den Schlauch in die Nuten 22 drücken. Wenn der Benutzer eine gewisse Menge der gemischten Flüssigkeit entnehmen will, betätigt er eine entsprechende Hebel- oder Druckeinrichtung, was die Zufuhr von Wasser und Konzentrat zu der Mischvorrichtung ermöglicht. In einfacher Weise können dabei Magnetventile zum Öffnen und Schließen der Zufuhr vorgesehen sein. Sobald Wasser 13 durch den Einlaß 4 in den Eintrittsbereich 9 strömt, muß es durch die verengte Bohrung des mittleren Abschnittes 10 durchtreten, und wird dabei erheblich beschleunigt. Je nach Einstellung des Stiftes 17 tritt das Wasser durch den mittleren Abschnitt 10 und den Bypass-Kanal 15 in den ersten Durchgangskanal 3 ein. Das durch den mittleren Abschnitt 10 strömende Wasser trifft nach einer kurzen Wegstrecke auf den Auslaß 8 des zweiten Durchtrittskanals 6, durch den das Konzentrat zugeführt wird. Durch den kleinen Querschnitt des mittleren Abschnittes 10 und die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Wassers wird das Konzentrat aus dem zweiten Durchgangskanal 6 mitgerissen und zum Auslaß 5 geführt. Das Wasser aus dem Bypass-Kanal 15 bzw. den Bypass-Kanälen gelangt ebenfalls in den Austrittsbereich 11 des ersten Durchgangskanals 3, wo es sich mit der Mischung aus Wasser und Saftkonzentrat vermischt. Die so erhaltene Mischung wird durch den Benutzer entnommen. Es ist auch möglich, bei Beendigung des Entnahmevorgangs den mittleren Abschnitt 10 eine gewisse Zeit nachzuspülen, um Konzentratreste aus der Mischvorrichtung zu entfernen. Die Mischvorrichtung kann dann für ein anderes Konzentrat verwendet werden, wobei in gleicher Weise eine fein dosierte Mischung erzielt werden kann.
Zur Einstellung des Mischungsverhältnisses werden die in den Querbohrungen 19 bzw. 20 enthaltenen Stifte 17, 18 gedreht, so daß sie jeweils in den Bypass- Kanal bzw. Durchgangskanal 6 für das Konzentrat eingeführt oder herausgezogen werden. Auf diese Weise läßt sich mit einfachen mechanischen Mitteln das Mischungsverhältnis in einem großen Bereich einstellen. So lassen sich beispielsweise Mischungsverhältnisse von 1:1 bis 1:100 herstellen, z. B. für Eistee von 1:20, für Orangensaft von 1:5, wobei ein Wasserdruck von 1,5 bis 2 bar zum Einsatz kommt. Dabei ergibt sich, bezogen auf die dargestellten Durchmesser- Verhältnisse des Ausführungsbeispiels, eine Menge von 2,5 1/min. Bei größeren gewünschten Mengen können die Durchmesser entsprechend vergrößert werden. Die Mischung ist unabhängig von unterschiedlichen Wasserdrücken stabil, da der Sog proportional zum Wasserdruck ist.
Bezugszeichenliste
1 Mischvorrichtung
2 Gehäuse
3 erster Durchgangskanal
4 Einlaß
5 Auslaß
6 zweiter Durchgangskanal
7 Einlaß
8 Auslaß
9 Eintrittsbereich
10 mittlerer Abschnitt
11 Austrittsbereich
12 Konzentrat
13 Wasser
14 Entspannungskammer
15 Bypaß-Kanal
16 Stichbohrung
17 Stift
18 Stift
19 Gehäusebohrung
20 Gehäusebohrung
21 Anschlußstutzen
22 Nut
23 Befestigungseinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1) zum Mischen von wenigstens zwei Strömungsmedien, insbesondere zum Mischen von Wasser und Getränkekonzentrat oder dgl., mit einem ersten ein Gehäuse (2) von einem Einlaß (4) zu einem Auslaß (5) durchgreifenden Durchgangskanal (3) und wenigstens einem in den ersten Durchgangskanal (3) mündenden zweiten Durchgangskanal (6), wobei in dem ersten Durchgangskanal (3) ein erstes Medium, insbesondere Fluid und in dem zweiten Durchgangskanal (6) ein zweites Medium, insbesondere Fluid strömt, gekennzeichnet durch mindestens einen Bypass-Kanal (15) zu dem ersten Durchgangskanal (3) und eine Einrichtung (17, 18, 19, 20) zur Einstellung der Durchströmmenge des ersten oder/und des zweiten Fluids.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Durchgangskanal (3) einen Eintrittsbereich (9), einen mittleren Abschnitt (10) und einen Austrittsbereich (11) aufweist, wobei der mittlere Abschnitt (10) einen kleineren Durchtrittsquerschnitt als der Eintrittsbereich (9) und der Austrittsbereich (11) besitzt.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Abschnitt (10) im Verhältnis zu dem Eintrittsbereich (9) und dem Austrittsbereich (11) kurz ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Eintrittsbereich (9) eine Entspannungskammer (14) ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittsbreich (11) wenigstens im Bereich seines freien Endes einen sich zunehmend erweiternden Querschnitt aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Durchgangskanal (6) stromab von dem kleineren Durchtrittsquerschnitt (10) und i.w. senkrecht in den ersten Durchgangskanal (3) einmündet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Bypass-Kanal/Kanäle (15) von dem Eintrittsbereich (9) des ersten Durchgangskanals (3) zum Austrittsbereich (11) verläuft/verlaufen, wobei er/sie einen i.w. konstanten Querschnitt aufweist/aufweisen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der/die Bypass-Kanal/Kanäle (15) parallel zum mittleren Abschnitt (10) des ersten Durchgangskanals (3) erstreckt/erstrecken.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Bypass-Kanal/Kanäle (15) mit seinem/ihrem stromauf gelegenen Ende in die Entspannungskammer (14) und mit seinem/ihrem stromab gelegenen Ende im Abstand zur Einmündung (8) des zweiten Durchgangskanals (6) in den Austrittsbereich (11) des ersten Durchgangskanals (3) einmündet/einmünden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung (16) des/der Bypass-Kanals/Kanäle (15) in den Austrittsbereich (11) des ersten Durchgangskanals (3) von je einer im spitzen Winkel zur Achse des ersten Durchgangskanals verlaufenden Stichbohrung (19) gebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündungsöffnungen (16) einen sich düsenartig verengenden Querschnitt aufweisen.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einstellung der Durchströmmenge des ersten oder/und des zweiten Fluids Dosiereinrichtungen (17, 18) aufweist, welche in die Einmündungsöffnungen (16, 8) einführbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dosiereinrichtungen von Stiften (17, 18) gebildet sind, welche in Querbohrungen (19, 20) mittels eines Feingewindes einstellbar geführt sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Durchgangskanal (6) stromab von dem kleineren Durchtrittsquerschnitt (10) über die Querbohrung (20) der Dosiereinrichtung i.w. senkrecht in den ersten Durchgangskanal (3) einmündet.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus Kunststoff gebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) als einstückiger Spritzgußkörper ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) eine Befestigungseinrichtung (23) aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) im Bereich der freien Kanalenden Anschlußstutzen (21) zum Anschluß von Verbindungsschläuchen, Konzentratbehältern, Flüssigkeitszuläufen und/oder dgl. aufweist.
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