NL1008131C2

NL1008131C2 - Vulklep.

Info

Publication number: NL1008131C2
Application number: NL1008131A
Authority: NL
Inventors: Arthur Everardus Officier
Original assignee: Stork Bp & L B V
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1999-07-28
Also published as: DE69900001T2; EP0931760A1; EP0931760B1; PL331055A1; ES2147471T3; PL188831B1; US6186470B1; DE69900001D1

Description

975210/RR/MHO

Korte aanduiding: Vulklep.

De uitvinding heeft betrekking op een vulklep volgens de aanhef van conclusie 1.

Een dergelijke vulklep is bekend uit EP-A-0 480 346.

Hierin wordt een kleplichaam getoond dat in hoofdzaak be-5 staat uit een stang die aan zijn uiteinde overgaat in een druppelvormige kop. De stang is voorzien van geleidingsvin-nen. De geleidingsvinnen centreren het kleplichaam en dienen er verder toe eventuele turbulenties in een toegevoerde mediumstroom om te zetten in een laminaire stroming. De 10 geleidingsvinnen zijn hiertoe langwerpig uitgevoerd.

Nadelig bij deze bekende vulklep is dat voor het waarborgen van een laminaire mediumstroom de geleidingsvinnen een bepaalde minimum lengte moeten hebben en in een groot aantal dienen te zijn aangebracht rondom de stang. De gelei-15 dingsvinnen moeten voldoen aan hoge nauwkeurigheidseisen, hetgeen ze moeilijk te vervaardigen en duur maakt. Bovendien zijn de geleidingsvinnen kwetsbaar. Verder heeft de bekende vulklep een relatief grote slag tussen openen en sluiten. Dit verlaagt de vulnauwkeurigheid, in het bijzonder als 20 gevolg van de naval aan medium dat door het kleplichaam uit het doorstromingskanaal wordt gedrukt tijdens een sluithan-deling.

De uitvinding heeft tot doel de bovengenoemde nadelen te ondervangen.

25 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt door een vulklep volgens conclusie 1. Het kleplichaam omvat hierbij een cilindrisch middendeel en een puntvormig einddeel. Het doorstromingskanaal in het klephuis heeft eveneens een cilindrisch deel dat overgaat in een stroomafwaarts gelegen 30 gewelfde uitlaatopening. Het cilindrische middendeel van het kleplichaam heeft als functie eventuele turbulenties in een binnenkomende mediumstroom om te zetten in een laminaire stroming. De overgang tussen het middendeel en het einddeel is vloeiend en zorgt er voor dat er ter plaatse van deze »•1 0 08131 - 2 - overgang niet weer alsnog turbulenties in de mediumstroom worden opgewekt. Het stroomafwaarts gelegen puntvormige einddeel zorgt er voor dat de mediumstroom als stabiele evenwijdige laminaire stroming de vulklep verlaat. De ge-5 stroomlijnde overgang tussen het middendeel en het einddeel verloopt via een convex en een daarop aansluitend concaaf gekromd deel van het kleplichaam, en mondt uit in het slanke puntvormige einddeel. Dankzij deze bijzondere vorm van de overgang in combinatie met het puntvormige einddeel is voor 10 het sluiten en openen van de vulklep slechts een kleine slag van het kleplichaam nodig. De kleine slag houdt de naval klein en vergroot derhalve de vulnauwkeurigheid. Verder zorgt het steeds slanker worden van de kop van het kleplichaam er tezamen met de tegenoverliggende gewelfde wand van 15 de uitlaatopening voor dat in de open stand van de vulklep een continue stroomversnelling van de mediumstroom in het doorstromingskanaal kan worden bereikt, terwijl een laminair stromingsprofiel behouden blijft.

Voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding zijn 20 vastgelegd in de onderconclusies.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening, waarin: figuur 1 een aanzicht is in doorsnede van een vulklep volgens de uitvinding in een open stand; 25 figuur 2 een aanzicht is overeenkomstig fig. 1 met de vulklep in de gesloten stand.

In figuur 1 is een vulklep 1 getoond, omvattende een klephuis 2 en een kleplichaam 3. Het klephuis 2 is hierbij in doorsnede weergegeven, terwijl het kleplichaam 3 in 3 0 aanzicht is weergegeven. De vulklep 1 is bestemd voor het gedoseerd afgeven van een mediumstroom, in het bijzonder vloeibare levensmiddelen. Het klephuis 2 omvat een doorstromingskanaal 5 met een inlaat- en een uitlaatopening 6 respectievelijk 7. Het kleplichaam 3 is opgenomen in het door-35 stromingskanaal 5 en dient ertoe de uitlaatopening 7 vrij te geven dan wel af te sluiten. Het kleplichaam 3 heeft een cilindrisch middendeel 10 dat via een convex en daarop aansluitend concaaf gekromd deel 11 respectievelijk 12 p1 0 08 1 31 - 3 - vloeiend overgaat in een puntvormig einddeel 13. Stroomopwaarts van het cilindrische middendeel 10 heeft het klepli-chaam 3 een stangvormig begindeel 15. De overgang tussen het stangvormige begindeel 15 en het cilindrische middendeel 10 5 verloopt vloeiend van een concaaf naar een convex gekromd deel 16 respectievelijk 17. Het stangvormige begindeel 15 maakt deel uit van bedieningsmiddelen van het kleplichaam 3, waarmee het kleplichaam 3 tussen een open en een gesloten stand (fig. 1 respectievelijk fig. 2) in langsrichting heen 10 en weer kan worden bewogen ten opzichte van het klephuis 2. De wand van het doorstromingskanaal 5 is in het gebied van het kleplichaam 3 in hoofdzaak gelijkvormig aan de buitenwand van het kleplichaam 3. De wand omvat een gewelfd wand-deel 18 nabij de uitlaatopening 7, een stroomopwaarts daar-15 van gelegen cilindrisch wanddeel 19, en een nog verder stroomopwaarts gelegen cilindrisch wanddeel 20 met een kleinere doorsnede dan het cilindrische wanddeel 19. Teneinde het kleplichaam 3 in het klephuis 2 aan te kunnen brengen, is het klephuis 2 uit twee delen opgebouwd die middels 20 een schroefverbinding 20 met elkaar zijn verbonden.

In de open stand van de vulklep l, zoals getoond in fig. 1, is over de gehele lengte van het kleplichaam 3 een doorstromingsspleet vrijgelaten tussen het kleplichaam 3 en de wand van het doorstromingskanaal 5. Een mediumstroom die 25 wordt toegevoerd aan de inlaatopening 6 kan in deze open stand om het kleplichaam 3 heen stromen en bij de uitlaatopening 7 het doorstromingskanaal 5 weer verlaten.

Het cilindrische middendeel 10 van het kleplichaam 3 en het cilindrische wanddeel 19 van het doorstromingskanaal 5 30 functioneren als omvormingsdeel waarin eventuele turbulen ties in een binnenkomende mediumstroom worden omgezet in een laminaire stroming. Teneinde een volledig laminaire uitgaande stroming te kunnen waarborgen is gebleken dat de lengte van het cilindrische middendeel van het kleplichaam bij 35 voorkeur ten minste gelijk is aan 2,3 x Dh + 15. Hierbij is

Dh gelijk aan tweemaal de spleetbreedte tussen de wand van het doorstromingskanaal 5 en de buitenwand van het kleplichaam 3 .

P10 08 13H

- 4 -

Zoals te zien in figuur 1 is de spleetbreedte in de open stand in hoofdzaak constant over de gehele langsdoor-snede van de vulklep 1. Als gevolg van de overgang van het cilindrische middendeel 10 naar het slankere puntvormige 5 einddeel 13 wordt bereikt dat het doorstromingsoppervlak naar beneden toe kleiner wordt. Hierdoor zal een medium-stroom in het doorstromingskanaal 5 naar beneden toe continu versneld worden. Dit is voordelig omdat een versnellende stroming stabiliserend op de mediumstroom werkt.

10 De bijzondere vorm van de kop van het kleplichaam 3 tezamen met het gewelfde wanddeel 18 van de uitlaatopening 7 van het doorstromingskanaal 5 zorgen ervoor dat voor het openen en sluiten van de vulklep 1 een kleine slag van het kleplichaam 3 volstaat. Dit is in het bijzonder voordelig 15 omdat een kleine slag de vulnauwkeurigheid vergroot. Het sluiten van de uitlaatopening 7 wordt hierbij bereikt door het concaaf gekromde deel 11 van het kleplichaam 3 en het gewelfde wanddeel 18 van het doorstromingskanaal 5 tegen elkaar te drukken (zie fig. 2).

20 Het puntvormige einddeel 13 van het kleplichaam 3 heeft een scherpe tophoek die kleiner is dan 20 graden, in het ! bijzonder 10 graden. De slanke punt zorgt ervoor dat de mediumstroom enige tijd langs het wandoppervlak van het puntvormige einddeel 13 stroomt en geleidelijk aan in de ge-25 wenste uitstroomrichting gedwongen wordt. Verder zorgt het ervoor dat de mediumstroom via een gestroomlijnde vorm van het puntvormige deel 13 af kan stromen zonder dat turbulenties optreden bij het uiteinde van het puntvormige deel 13.

Voor het centreren van het kleplichaam 3 in het door-30 stromingskanaal 5 zijn drie geleidingsvinnen 30 aangebracht op het cilindrische middendeel 10 van het kleplichaam 3. Teneinde verstoringen van de stroming te minimaliseren zijn de geleidingsvinnen 30 vleugelvormig uitgevoerd, dat wil zeggen elke geleidingsvin 30 omvat een afgeschuind voorste 35 deel, een vlak uitgevoerd centraal deel en een afgerond stroomafwaarts gelegen einddeel. Omdat de geleidingsvinnen volgens de uitvinding slechts dienen voor het centreren van het kleplichaam kunnen zij met voordeel zeer compact worden *1 008 1 31 - 5 - uitgevoerd.

Indien bijvoorbeeld vruchtensappen met pulpdeeltjes zoals vruchtvlees als mediumstroom worden toegepast bestaat de kans dat de pulpdeeltjes over het af geschuinde voorste 5 geleidingsvindeel blijven hangen. Teneinde deze pulpdeeltjes automatisch te verwijderen is een omtreksafvoergroef in de vorm van een ringvormige uitsparing 35 in het cilindrische wanddeel 29 van het doorstromingskanaal 5 voorzien. De breedte van het vlakke geleidingsvindeel is hierbij groter 10 dan de breedte van de ringvormige uitsparing 35. In 'de gesloten stand van de vulklep 1 {fig. 2) ligt het uiteinde van het afgeschuinde geleidingsvindeel tussen de onder- en bovenrand van de ringvormige uitsparing 35. Eventuele pulpdeeltjes kunnen van het afgeschuinde geleidingsvindeel 15 afglijden en in de ringvormige uitsparing 35 terechtkomen. Tegelijkertijd ligt het stroomafwaarts gelegen deel van het vlakke geleidingsvindeel aan tegen het cilindrische wanddeel 19 van het doorstromingskanaal 5, waardoor centrering gewaarborgd blijft. In de open stand van de vulklep 1 (fig. 1) 20 ligt de gehele geleidingsvin 30 juist boven de bovenrand van de ringvormige uitsparing 35, waardoor het gehele vlakke geleidingsvindeel aanligt tegen het cilindrische wanddeel 19 van het doorstromingskanaal 5. Hierdoor komen eventuele pulpdeeltjes die zich in de ringvormige uitsparing 35 verza-25 meld hebben vrij te liggen en kunnen met de mediumstroom mee worden afgevoerd. Eventuele pulpdeeltjes die nog aan de bovenzijde van het afgeschuinde geleidingsvindeel hangen worden tijdens een openingshandeling afgesneden op het moment dat dit deel van de geleidingsvin 3 0 langs de boven-30 rand van de ringvormige uitsparing 35 glijdt. De uitvoeringsvorm volgens de uitvinding van de zeer compacte gelei-dingsvinnen in combinatie met de omtreksafvoergroef zorgt voor een goede doorstroming van de vulklep zonder dat eventuele pulpdeeltjes lange tijd achter de geleidingsvinnen 35 kunnen blijven hangen.

De bijzondere vorm van het kleplichaam volgens de uitvinding verschaft een vulklep die in een open stand een zeer stabiele laminaire mediumstroom afgeeft, waarbij de nt 0 08 I 3 1 - 6 - slag voor het openen en het sluiten van de vulklep met voordeel klein is. Het kleplichaam en het klephuis zijn bovendien eenvoudig van constructie en goedkoop te vervaardigen. Door de compacte vorm van de geleidingsvinnen en de 5 in het klephuis aangebrachte omtreksafvoergroef, leent de vulklep zich in het bijzonder voor toepassing in een vulin-richting bestemd voor het vullen van verpakkingseenheden met vloeistoffen die pulpdeeltjes bevatten, bijvoorbeeld vruchtensappen met vruchtvlees.

»1 0 08 13 1

Claims

1. Vulklep (1) voor het gedoseerd af geven van een medium-stroom, omvattende: een klephuis (2) met een doorstromingskanaal (5) dat een inlaat- en een uitlaatopening (6 respectievelijk 7) 5 heeft; een in het doorstromingskanaal (5) opgenomen bedienbaar kleplichaam (3) voor het openen en sluiten van de uitlaatopening (7) ; bedieningsmiddelen voor het tussen een open en een 10 gesloten stand heen en weer bewegen van het kleplichaam (3); met het kenmerk, dat het kleplichaam (3) een in hoofdzaak cilindrisch middendeel (10) heeft dat uitmondt in een puntvormig einddeel (13), waarbij het cilindrische middendeel (10) en het puntvormige einddeel (13) via een convex en 15 daarop aansluitend concaaf gekromd deel (11 respectievelijk 12. vloeiend in elkaar overgaan.

2. Vulklep (1) volgens conclusie 1, waarbij de wand (18, 19, 20) van het doorstromingskanaal (5) in het gebied van 20 het kleplichaam (3) in hoofdzaak gelijkvormig is aan de buitenwand van het kleplichaam (3).

3. Vulklep (1) volgens conclusie 1 of 2, waarbij het middendeel (10) van het kleplichaam (3) een lengte L van ten 25 minste 2.3*Dh + 15 heeft, waarbij Dh gelijk is aan tweemaal de spleetbreedte tussen de wand van het doorstromingskanaal (5) en het kleplichaam (3) in de open stand van het kleplichaam (3) .

4. Vulklep (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het puntvormige einddeel (13) van het kleplichaam (3) een scherpe tophoek heeft, in het bijzonder kleiner dan 20 graden.

5. Vulklep (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het middendeel (10) van het kleplichaam (3) voorzien P1 0 08 1 3 1 - 8 - is van geleidingsvinnen (30).

6. Vulklep (1) volgens conclusie 5, waarbij het het door-stromingskanaal (5) ter plaatse van de geleidingsvinnen (30) 5 is voorzien van een omtreksafvoergroef (35).

7. Vulklep (1) volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het kleplichaam (3) verder een stangvormig begindeel (15) heeft, waarbij het stangvormige begindeel (15) en het 10 cilindrische middendeel (10) via een concaaf naar een convex gekromd deel (16 respectievelijk 17) vloeiend in elkaar overgaan. π1 0 08 1 3 1