FI98602C - Laitteisto fluidin ja nesteen sekoittamiseksi - Google Patents

Description

98602

Laitteisto fluidin ja nesteen sekoittamiseksi Anordning för blandning av fluidum och vätska 5 Keksintö koskee laitteistoa fluidin eli virtaavan aineen ja nesteen sekoittamiseksi, etenkin hiilidioksidin johtamiseksi vesipitoiseen juomaan, joka laitteisto koostuu yhdistämisosasta ja sen jälkeen järjestetystä inline-se-koitus-osasta, joka on varustettu pyörrevirtauksen ai-10 kaansaavilla rakenteilla.

Fluidilla eli virtaavalla aineella ymmärretään tämän keksinnön puitteissa kaasua, nestettä, kaasuseosta, nes-teseosta ja/tai kaasun ja nesteen seosta. Vastaavasti 15 tarkoittaa neste myös nesteseoksia. Esillä olevan tyyppisiä laitteistoja hiilidioksidin sekoittamiseksi vesipitoiseen juomaan tarkoitetussa suoritusmuodossa kutsutaan karbonointijärjestelmiksi.

20 Käytännöstä tunnetuissa mainitun tyyppisissä laitteis toissa fluidi vast, hiilidioksidi suihkutetaan suuttimen avulla nesteeseen vast, juomaan ja sekoitetaan sitten heti jäljessä seuraavassa inline-sekoitusosassa vast. -sekoittimessa intensiivisesti. Sellaisten laitteistojen 25 haittana on, että haluttu karbonointiteho onnistuu vain määrätylle tuotosmäärälle. Muiden tuotosmäärien yhteydessä ei saavuteta tyydyttävää karbonointia. Käytettäessä • · · · .*:·. täyttölaitetta, joka toimii huomattavan vaihtelevilla tuotosmäärillä, voidaan tunnettujen toimenpiteiden puit-30 teissä työskennellä vain erirakenteisia laitteistoja tai • * perään järjestettyjä puskurijärjestelmiä käyttäen, mikä • ·« · *.,* on erittäin työlästä ja kallista. Keksinnön tarkoitukse-

« · I

*·* ' na on saada aikaan parannusta tähän haittaan.

35 Keksinnön tehtävänä on saada aikaan edellä kuvatun tyyppinen laitteisto siten, että myös huomattavasti muuttuvan tuotosmäärän yhteydessä saadaan aikaan vakiona pysyvä sekoitusteho.

2 98602

Kyseessäolevan keksinnön mukaisesti yhdistämisosa koostuu vähintään yhden infuusiokammion muodostavasta sylinterin seinämästä, jossa on ylävirtauksen puolella fluidin syöt-5 töaukko ja ainakin yksi alavirran suunnassa oleva säteit-täisporaus nesteen ruiskuttamiseksi sisään, jonka säteit-täisporauksen poikkipinta on säädettävissä aksiaalisesti siirrettävän, poistoaukoilla varustetun kammion päätylevyn ulkoreunan avulla.

10

Keksinnön lähtökohtana on tällöin havainto, että ruiskutettaessa neste fluidiin säädettävän poikkipinnan omaa-vien säteittäisporausten kautta saadaan aikaan vakioana pysyvä sekoitusteho vaihtelevan tuotosmäärän yhteydessä.

15 Keksinnön mukainen laitteisto on osoittautunut käytännön kokeissa erittäin hyväksi ja se on olennaisesti yksinkertaisemmalla tavalla sopeutettavissa ja sovellettavissa vaihteleviin tuotosmääriin.

20 Muille toteutusmuodoille on keksinnön puitteissa olemassa useita mahdollisuuksia. Niinpä eräässä edullisessa toteutusmuodossa kammion päätelevyssä on virtauksen suuntaa vastaan suipentuva, kauluksen muotoinen ulkoreuna. Sekoi-tustehoa voidaan vielä parantaa muodostamalla poistoaukot 25 suojatuiksi porauksiksi. Koska ei voida sulkea pois mah- ...: dollisuutta, että sylinterin seinämän ja ulkoreunan vä- • · · : liin muodostuu epäpuhtauksia, on eräässä edullisessa suo- ritusmuodossa sylinterin seinämä varustettu samassa ta-:[v sossa olevien säteittäisporausten alapuolella ympärikul- ·*·* 30 kevalla puhdistusuralla, jonka korkeus on suurempi kuin .·;·. ulkoreunan korkeus; laskemalla kammion päätelevyä vastaa- vasti puhdistusuran alueelle voidaan virtaus johtaa myös kammion päätelevyn ulkoreunan ympäri, joka näin puhdistuu. Riippuen sekoitettavasta fluidin ja nesteen yhdis- 35 telmästä voi jo yksi infuusiokammio yhdistämisosassa olla riittävä. Muissa tapauksissa, kuten esim. sekoitettaessa hiilidioksidia vesipitoiseen juomaan, on kuitenkin suosi- I « 3 98602 teltavaa järjestää useampia, erityisesti neljä aksiaali-sesti peräkkäin sijoitettua infuusiokammiota; ensimmäisessä kammiossa fluidi lisätään ylikyllästyneenä, jolloin syntyy kaksivaiheseos, mistä on hyötyä myös melun vähen-5 tymisen kannalta; seuraavissa menetelmävaiheissa tapahtuu sitten laimmennus takaisin haluttuun fluidipitoisuuteen. Kaikkien infuusiokammioiden päätelevyt on tarkoituksen-muksesti kiinnitetty keskellä olevaan säätötankoon, niin että kaikkien infuusiokammioden päätelevyjen säätöön tar-10 vitaan vain yksi ainoa yhteinen ohjaustoiminta. Nesteen syöttö sisään voi tapahtua ilman muuta ja erityisen yksinkertaisella tavalla rengasmaisen tilan kautta, joka ympäröi sylinterin seinämää säteittäisporausten alueella. Ensimmäiseen infuusiokammioon päätyvä fluidin syöttöaukko 15 voi myös sijaita sylinterin seinämässä, jolloin sylinterin seinämän virtauksen yläpäässä voi olla säätötankoon kiinnitetty käyttölaite säätöä varten. Säätötanko voi tällöin olla ohjattavissa joko ulkoisen signaalin (paineen, läpivirtauksen jne.) tai sisäisen järjestelmäpai-20 neen, esim. sylinteriseinämän virtauksen yläpuolella olevaan päähän järjestetyn ohjausmembraanin avulla.

Toisen edullisen suoritusmuodon mukaan, jolla on keksinnön puitteissa myös itsenäinen keksinnöllinen merkityk-25 sensä, inline-sekoitusosa koostuu yhdestä tai tuotosmää-rästä riippuen myös useammasta samansuuntaisesta rengas-: kammiosta, joiden läpi tapahtuu aksiaalinen virtaus ja joiden toisiaan vastakkain olevat päällyspinnat on va-rustettu täydentävillä pyörrevirtauksen aikaansaavilla 30 rakenteilla, jolloin siirtämällä toisiaan vastakkain jär- .·;·. jestettyjä päällyspintoja aksiaalisesti toistensa suhteen • · · saadaan aikaan muuttuvia aukkojen poikkipintoja ja pyör-rekammoita. Inline-sekoitusosan ulommainen rengaskammio voi tällöin edullisesti muodostua sylinterin seinämän 35 jatkeesta ja siihen aksiaalisesti siirrettävästi järjestetystä lisäsylinteristä. Tässä yhteydessä myös sellainen suoritusmuoto on edullinen, jossa myös lisäsylinteri on 4 98602 kiinnitetty säätötankoon, mikä merkitsee, että inline-sekoitusosa on säädettävissä yhdessä yhdistämisosan kanssa. Pyörrevirtauksen aikaansaavat rakenteet voivat muodostua säteittäislaipoista, joiden avulla inline-sekoi-5 tusosaa voidaan säätää aina sulkuasentoon asti. Erityisen edullisia ovat sellaiset pyörrevirtauksen aikaansaavat rakenteet, jotka ovat profiililtaan virtaussuunnassa katsottuna sahanhampaan muotoisia.

10 Seuraavassa keksintöä selitetään tarkemmin erästä suori-tusesimerkkiä esittävien piirustusten avulla.

Kuv. 1 esittää laitteen pitkittäisleikkausta kaaviomai-sesti, 15

Kuv. 2-5 esittävät kuvion 1 mukaisen laitteen osan eri rakennemuotoja erilaisissa työasennoissa ja

Kuv. 6 esittää kuvioissa 2-5 esitetyn laiteosan tois-20 ta vaihtoehtoa.

Kuvioissa esitetty laite on tarkoitettu fluidin ja nesteen sekoittamiseksi, etenkin hiilidioksidin lisäämiseksi vesipitoiseen juomaan. Laitteen periaatteellinen rakenne 25 käsittää yhdistämisosan 1 ja sen perään järjestetyn in- ..1:’ line-sekoitusosan 2, jolloin jälkimmäinen koostuu vähin- • · · V · tään yhdestä, pyörrevirtauksen aikaansaavilla rakenteilla <·!' 3 varustetusta rengaskansiosta 4, jonka läpi tapahtuu olennaisesti aksiaalinen läpivirtaus.

• · 30 .·;·. Yhdistämisosa 1 koostuu sylinterin seinämästä 5, joka muodostaa ensin ensimmäisen infuusiokammion 6. Virtauksen ylävirran puolelle on järjestetty fluidin syöttöaukko 7, ja sen alapuolelle, t.s. alavirtauksen suuntaan on jär-35 jestetty samaan tasoon säteittäisporaukset 8 nesteen ruiskuttamiseksi sisään. Näiden samassa tasossa olevien säteittäisporausten 8 poikkipinta on säädettävissä aksi- • · i 5 98602 aalisesti siirrettävän, poistoaukoilla 10 varustettiin kammion päätylevyn 11 ulkoreunan 9 avulla.

Kuten kuviosta 1 ja suurennetusta yksityiskohdasta Z 5 ilmenee, on kammion päätelevy 11 varustettu kauluksen muotoisella ulkoreunalla 9, joka suippenee virtauksen suuntaa vastaan. Poistoaukot 10 on tehty suojattujen porausten 8 muotoisiksi. Sylinterin seinämä 5 on varustettu vielä samassa tasossa olevien säteittäisporausten 8 ala-10 puolella kiertävällä puhdistusuralla 13, jonka korkeus on suurempi kuin ulkoreunan 9 korkeus. Kuvatun ensimmäisen infuusiokammion 6 jälkeen seuraa kolme muuta aksiaalisesta peräkkäin järjestettyä infuusiokammiota 14 - 16, jotka ovat keskenään identtiset ja joiden huolto tapahtuu vä-15 littömästi kunkin infuusiokammion edessä olevan infuusiokammion 6 vast. 14, 15 suojattujen porausten 10 kautta. Infuusiokammioiden 6 vast. 14 - 16 kaikki kammion pääty-levyt 11 on kiinnitetty yhteiseen keskellä sijaitsevaan säätötankoon 17.

20 Säteittäisporausten 8 alueella nesteen syöttöä varten ympäröi sylinterin seinämää 5 nestettä sisään syöttävä rengaskammio 18. Tämä rengaskammio 18 muodostuu toisesta sylinterin seinämästä 19 ja renkaanmuotoisesta välilai- 25 pasta 20. Tässä toisessa sylinterin seinämässä 19 sijait- ...: sevat myös syöttöliitännät 27, 21 ja 22 fluidia, nestettä • · · : ja seoksen poistoa varten. Vastaavasti on fluidin syöttö- aukko 7 järjestetty ensinmainittuun sylinterin seinämään :1·.· 5, kun taas sylinterin seinämän virtauksen yläpäässä ole- • ^ 30 va pää on suljettu ohjausmembraanilla tai säädön käyttö- .·: . laitteella 23, johon säätötanko 17 on kiinnitetty.

Inline-sekoitusosan 2 ulommainen rengaskammio 4 muodostuu sylinterin seinämän 5 jatkeesta 24 ja siinä olevasta ak-35 siaalisesti säädettävästä lisäsylinteristä 25, jolloin jatkeen 24 ja lisäsylinterin 25 toisiaan vastakkain ole-·:·: vat päällyspinnat on varustettu täydentävillä pyörrevir- « ( · 1 « 6 98602 tauksen aikaansaavilla rakenteilla 3, jotka ovat säteit-täislaippojen 26 muotoiset. Myös lisäsylinteri 25 on kiinnitetty säätötankoon 17. Inline-sekoitusosa 2 on säädettävissä mainittujen säteittäislaippojen 26 avulla aina 5 sulkuasentoon asti. Tämä selviää kuvioista 2-5. Kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa pyörrevirtauksen aikaansaavat rakenteet 3 ovat suorakulman muotoisia laippoja. Kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa pyörrevirtauksen aikaansaavat rakenteet ovat poikkipinnaltaan kolmionmuotoi-10 set. Kuvion 4 mukaisessa suoritusmuodossa säteittäislaip-poihin 26 on muodostettu niiden keskellä sijaitsevat puoliympyrän muotoiset koverrukset. Kuvion 5 mukaisessa suoritusmuodossa taas on valittu sahanhampaan muotoinen rakenne.

15

Kun kuvion 2-5 mukaisissa suoritusmuodoissa inline-se-koitusosassa 2 on kulloinkin vain yksi rengaskammio 4, on kuvion 6 mukaisessa suoritusmuodossa kaksi samansuuntaista vast, samankeskistä rengaskammiota 4, 40. Sisempi ren-20 gaskammio 40 muodostuu tällöin lisäsylinteristä 25 ja säätötankoa 17 ohjaavasta keskellä sijaitsevasta sylinterin hoikista 28.

·»«« ··· m · ♦ • ♦ · • * · Φ · · · • · • · · • * ·«< ( · • · « *· • · ♦ • · ·

Claims (12)

1. Laitteisto fluidin eli virtaavan aineen ja nesteen sekoittamiseksi, etenkin hiilidioksidin johtamiseksi ve- 5 sipitoiseen juomaan, joka laitteisto koostuu yhdistämis-osasta (1) ja sen jälkeen järjestetystä inline-sekoitus-osasta (2), jolloin yhdistämisosa koostuu vähintään yhden infuusiokammion muodostavasta sylinterin seinämästä, jossa on virtauksen yläpäässä sijaitseva fluidin syöttöaukko 10 ja vähintään yksi virtauksen alapäässä sijaitseva seinä-mäporaus nesteen ruiskuttamisesta sisään, tunnettu siitä, että säteittäisporauksena (8) toteutetun seinämäporauksen poikkipinta on säädettävissä aksiaalisesti siirrettävän, poistoaukoilla (10) varustetun kammion päätelevyn (11) 15 ulkoreunan (9) avulla ja että inline-sekoitusosa (2) koostuu yhdestä tai useammasta samansuuntaisesta rengas-kammiosta (4, 40), joiden läpi tapahtuu aksiaalinen läpivirtaus ja joiden toisiaan vastakkain olevat päällyspin-nat on varustettu täydentävillä pyörrevirtauksen aikaan-20 saavilla rakenteilla (3).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu ··.: siitä, että kammion päätelevy (11) on varustettu virtaus- ta vastaan suipentuvalla kauluksen muotoisella ulko-25 reunalla (9).

····· 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen laitteisto, tun- nettu siitä, että poistoaukot (10) ovat rakenteeltaan kuristeporauksia. 30

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että sylinterin seinämä (5) on varus-tettu kulloinkin samassa tasossa sijaitsevien säteittäis-' ‘ ‘ porausten (8) alapuolella kiertävällä puhdistusuralla 35 (13), jonka korkeus on suurempi kuin ulkoreunan (9) kor- ____: keus. 8 98602

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se käsittää useita, erityisesti neljä aksiaalisesti peräkkäin järjestettyä infuusiokam-miota (6, 14 - 16). 5

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että infuusiokammioiden (6, 14 - 16) päätelevyt (11) on kiinnitetty yhteen yhteiseen, keskellä sijaitsevaan säätötankoon (17). 10

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että sylinterin seinämää (5) ympäröi säteittäisporausten (8) alueella nestettä syöttävä ren-gastila (18). 15

7 98602

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että fluidin syöttöaukko (7) sijaitsee sylinterin seinämässä (5) ja säädön käyttölaite (23) on kiinnitetty säätötankoon (17) sylinterin seinämän (5) 20 virtauksen yläpäässä.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että inline-sekoitusosan (2) ulommainen rengaskammio (4) muodostuu sylinterin seinämän (5) 25 jatkeesta (24) ja siihen aksiaalisesti siirrettävästi . järjestetystä lisäsylinteristä (25). :Y:

10. Patenttivaatimusten 7-9 mukainen laitteisto, tun nettu siitä, että myös lisäsylinteri (25) on kiinnitetty 30 säätötankoon (17).

. 11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen laitteisto, “* tunnettu siitä, että pyörrevirtauksen aikaansaavat raken teet (3) muodostuvat säteittäislaipoista (26), joiden 35 avulla inline-sekoitusosa (2) on säädettävissä aina sul-kuasentoon asti. 9 98602

12. Jonkin patenttivaatimuksista 9-11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että pyörrevirtauksen aikaansaavat rakenteet (3) ovat profiililtaan sahanhampaan muotoisia virtaussuunnassa katsottuna. 5