NL1018095C2 - Doseersamenstel. - Google Patents

Description

Doseersamenstel.

Dc onderhavige uitvinding heeft betrekking op een doseersamenstel voor vloeistof. Dit kan in het bijzonder maar hoeft niet uitsluitend, gebruikt worden voor het 5 doseren van dranken en meer in het bijzonder warme dranken.

In drankafgeefautomaten maar ook bij andere toepassingen is het van belang om nauwkeurig bepaalde hoeveelheden vloeistoffen te kunnen doseren. Voor het doseren van koude vloeistof zijn in de stand der techniek doseerpompen bekend. Voor het doseren van warme vloeistoffen is het in de stand der techniek bekend om een met 10 kleppen gestuurd stelsel toe te passen. Indien dergelijke vloeistoffen kalkhoudend zijn of andere materialen bevatten die zich onder bepaalde ongunstige omstandigheden kunnen afzetten, bestaat het probleem dat na verloop van tijd de ventielen niet meer op juiste wijze functioneren dat wil zeggen niet langer sprake is van volledige afdichting of problemen ontstaan bij openen. Dit lekken of vast zitten betekent direct klachten van 15 de gebruikers en de noodzaak de betreffende afsluiters te vervangen. Het ontstaan van bijvoorbeeld kalkafzettingen is niet te vermijden. Immers, de oplosbaarheid van kalk in water neemt met het stijgen van de temperatuur af.

Uit het Amerikaanse octrooischrift4735345 is een watertoevoerinrichting voor een thermoskan bekend. De afvoer daarvan is voorzien van een restrictie. Daarbij is een 20 alzijdig gesloten houder aanwezig aan de bodemzijde voorzien van een vacuumpomp. Deze vacuumpomp is voorzien van een huis waarin inlaatopeningen aangebracht zijn alsmede een uitlaatopening. Doordat de centrifugaalpomp ondergedompeld is in de vloeistof ontstaan geen problemen met betrekking tot zich vormende luchtbellen.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding in een doseersamenstel te voorzien 25 dat eenvoudig uitgevoerd kan worden, nauwkeurig en zeer bedrijfszeker is, en toegepast kan worden in combinatie met een drankafgeefautomaat.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven doseersamenstel voor vloeistof verwezenlijkt doordat dit omvat een doseersamenstel voor een warme kalkhoudende vloeistof zoals water of drank, omvattende een houder met verwarmingsmiddelen 30 waarvan het inwendige met de omgeving verbonden is, voorzien van een uitlaatopening verbonden met de inlaatleiding van een doseerpomp, welke doseerpomp een centrifugaal pomp omvat waarvan in de gebruikstoestand de as van het schoepenwiel zich in hoofdzaak verticaal uitstrekt en voorzien van een uitlaat, welke uitlaat 1018095 2 verbonden is met een uitlaatleiding voorzien van een afgeefopening, waarbij in gebruikstoestand het leidingtraject van de uitlaatopening van de houder tot de inlaat van de pomp in de hoofdzaak dalend is uitgevoerd, de inlaatopening van de pomp boven de uitlaat daarvan ligt en de afgeefopening eindigt boven het hoogste in de 5 houder beoogde vloeistofniveau en waarbij een vrije doorstroomverbinding tussen uitlaatopening van de houder en de afgeefopening bestaat.

Volgens de uitvinding wordt voorzien in een drukloos systeem (in rust toestand) waarin geen afsluiters en dergelijke aangebracht zijn. Transport van de vloeistof vindt plaats door middel van de pomp die het hoogteverschil tussen de afgeefopening en het 10 vloeistofniveau in de houder overbrugt. Bij het systeem volgens de uitvinding bestaat een vrije stromingsdoorgang tussen de afgeefopening van de afvoer en de uitlaat van de houder. Door het sturen van de tijd gedurende welke de pomp werkzaam is, kan het gewenste volume gedoseerd worden. Door gebruik te maken van een centrifugaal pomp worden eventuele kalkafzettingen die zich bij voorkeur vormen bij de inlaat van de 15 pomp dadelijk kapot geslagen en niet meer met hinderlijke grootte aangetroffen in de uitlaat en de afvoer van de centrifugaal pomp. Door de inlaat hellend op te laten lopen naar de uitlaat van de houder en de inlaat van de centrifugaal pomp boven de uitlaat daarvan te plaatsen, kan voorkomen worden dat na het in bedrijf zijn van de pomp zich in het pomphuis luchtbellen vormen welke een niet nauwkeurig gedefinieerd opstart 20 gedrag van de pomp tot gevolg kunnen hebben. Immers, een dergelijk nauwkeurig gedefinieerd opstartgedrag is van belang indien de pomp op basis van tijd gestuurd wordt. Bovendien bestaat bij bestaande constructies het probleem dat door luchtbellen de pomp in het geheel niet meer opstart zonder het eerst op andere wijze verwijderen van luchtbellen. Dergelijke luchtbellen treden vooral bij hogere temperatuur op, zoals 25 bij het boven 90° C verhitten van water.

Door in de afvoer een restrictie op te nemen wordt de doseer nauwkeurigheid verder vergroot. Indien de afgeefopening van een restrictie voorzien is, zal het volume van de uitlaatleiding tussen het vloeistofniveau in de houder en die restrictie in rusttoestand met lucht gevuld zijn. Bij het aanlopen van de pomp zal in eerste instantie 30 weinig weerstand ondervonden worden omdat deze lucht weg gepompt wordt. Dit zal verhoudingsgewijs snel plaatsvinden. Vervolgens zal vrij plotseling een behoorlijke drukstijging ontstaan indien de waterkolom de restrictie bereikt. Met deze maatregel kan een verdere verhoging van de nauwkeurigheid van de dosering verkregen worden 1 01 809 5 3 omdat aanloop onnauwkeurigheden door het verplaatsen van de luchtkolom weggedempt worden.

Een dergelijke constructie heeft bovendien als voordeel dat bij het einde van de pomphandeling water, dat zich bij de afgeefopening bevindt, terug beweegt naar de 5 centrifugaalpomp en bij deze retourbeweging worden zich in het in het waterreservoir bewogen. Met deze geforceerde beweging worden ook zich aan het oppervlak van bijvoorbeeld de inlaat hechtende luchtbellen terug naar de houder bewogen, pomphuis en bij de inlaat bevindende luchtbellen terug.

Door de rotor van de centrifugaal pomp is in het horizontale vlak aangebracht.

10 Dit betekent dat de aandrijfas zich in hoofdzaak verticaal uitstrekt. Daarbij kan de aandrijfmotor van de pomp zich zowel boven als onder het pomphuis bevinden. De eerste constructie is gecompliceerder maar geeft een grotere bedrijfszekerheid tijdens lekken. Immers, zal eventueel weggelekte vloeistof de pompmotor niet bereiken. Daardoor wordt de bedrijfszekerheid verder vergroot.

15 Gebleken is dat met de hierboven beschreven constructie een bijzonder grote nauwkeurigheid verkregen kan worden.

Het materiaal waarvan het pomphuis en de overige componenten (afgezien van de motor) vervaardigd zijn, omvat bij voorkeur kunststof. Zoals hierboven aangegeven wordt het doseersamenstel in het bijzonder gebruikt bij de toepassing van warme 20 vloeistoffen of andere vloeistoffen waaruit zich materiaal kan afscheiden. Zo wordt deze bij voorkeur gebruikt voor het verpompen van warm of heet water waarbij de temperatuur tot nabij het kookpunt daarvan kan oplopen. Gebleken is dat bij een bepaalde uitvoering tot een doseertijd van maximaal 20 seconden bij water met een temperatuur hoger dan 90°C de vrij komende gassen, zoals opgeloste lucht, geen 25 invloed hebben op de doseerhoeveelheid. Komt daarna de pomp tot rust, dan kunnen deze gassen via de inlaat naar de houder afgevoerd worden en kunnen deze ook geen invloed hebben op het pompen bij een volgende cyclus. Zouden dergelijke gassen niet afgevoerd worden, dan zou in de pomp een opeenhoping van gassen kunnen ontstaan waardoor de doseemauwkeurigheid negatief beïnvloed wordt.

30 De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening zeer schematisch afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij toont de enige figuur schematisch een gedeeltelijk in dwarsdoorsnede het doseersamenstel volgens de onderhavige uitvinding.

101g o y £ 4

Dit doseersamenstel is in de enige figuur in het geheel met 1 aangegeven. Dit bestaat uit een centrifugaal pomp 2. Centrifugaal pomp 2 is voorzien van een huis 3 omvattende een inlaat 4 alsmede een uitlaat 5. Het huis wordt afgesloten door een deksel 17 en in het huis is een waaier of rotor 6 aangebracht die zich in hoofdzaak in 5 het horizontale vlak bevindt. Aandrijving vindt plaats door middel van een as 7 die verbonden is met de rotor van een motor 8. Met 9 is een afdichting op de inlaat aangegeven. Inlaat 4 is verbonden met een uitlaatopening 13 van een houder 10. In houder 10 is een vloeistof aanwezig waarvan het vloeistofniveau met 11 aangegeven is. Met behulp van een sensor 12 wordt een niet nader afgebeelde toevoer gestuurd zodat 10 het vloeistofniveau zich altijd omstreeks niveau 11 zal bevinden. In de houder 10 zijn bovendien niet nader afgebeelde verwarmingsmiddelen aanwezig om de vloeistof zoals water te verwarmen tot een temperatuur boven de 90° C.

Op uitlaat 5 is een afvoerslang 14 aangesloten. Deze strekt zich naar boven uit tot boven de niveaulijn 16 welke overeenkomt met het vloeistofniveau 11. De afstand 15 boven deze niveaulijn 16 is volgens een van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding ongeveer 2 cm. Het einde van de afvoerslang 14 is voorzien van een afgeefopening 18 waarin een restrictie 15 is aangebracht.

Motor 8 wordt door een sturing 20 geregeld. Niet is aangegeven in de tekening waar afgeefopening 18 in uitmondt. Dit kan enigerlei onderdeel van een 20 drankbereidingsinrichting of andere constmctie zijn.

Indien het gewenst is dat een bepaalde hoeveelheid vloeistof vanaf de afgeefopening 18 gedoseerd wordt, wordt met behulp van sturing 20 motor 8 gedurende een zeer bepaalde tijd ingeschakeld. Omdat in rust het vloeistofniveau in afvoerslang 14 zich op niveaulijn 16 bevindt, zal gedurende een eerste kort deel van het pompen 25 door restrictie 15 lucht verplaatst worden. Dit is verhoudingsgewijs gemakkelijk en de door motor 8 ondervonden weerstand is klein. Dit betekent dat geringe schommeling in het aanloopgedrag van motor een gering effect zal hebben. Nadat het de vloeistof kolom in afvoerslang 14 restrictie 15 bereikt heeft, wordt snel druk opgebouwd en vindt het gedoseerd afgeven van vloeistof plaats.

30 Na het uitschakelen met behulp van sturing 20 zakt het vloeistofniveau terug en worden eventuele luchtbellen in pomphuis 3 en inlaat 4 mee terug genomen. Door de uitvoering van het pomphuis 3 zullen luchtbellen zich gemakkelijk naar boven via de inlaat 4, die enigszins hellend uitgevoerd is, terug naar de houder 10 kunnen bewegen.

1018095 5

Dat wil zeggen steeds kan gewaarborgd worden dat bij het aanlopen rotor 6 zich volledig ondergedompeld in water bevindt. Door gebruik van een centrifugaal pomp worden eventuele kalkdeeltjes afkomstig uit inlaat 4 dadelijk tot een zeer kleine afmeting kapotgeslagen. Door de verhoudingsgewijs hoge snelheid in de restrictie 15 5 bestaat daar geen gevaar voor afzetting van kalk en dergelijke.

Door het ontbreken van afsluiters bestaat niet het risico dat dergelijke afsluiters na verloop van tijd falen. De constructie van een centrifugaal pomp is bijzonder bedrijfszeker uit te voeren.

Gebleken is dat met de hierboven beschreven constructie een bijzonder 10 nauwkeurige en snelle dosering plaats kan vinden. Het volume van bijvoorbeeld 140 ml kan binnen 2 sec. met een nauwkeurigheid binnen 2% van dat volume gedoseerd worden.

Hoewel de uitvinding hierboven aan de hand van een voorkeursuitvoering beschreven is, dient begrepen te worden dat daaraan mogelijke wijzigingen aangebracht 15 kunnen worden zonder buiten het bereik van de onderhavige aanvrage te geraken. Bovendien bestaan talrijke overige toepassingsmogeli jkheden van het hierboven beschreven doseersamenstel welke dadelijk op zullen komen bij degene bekwaam in de a stand der techniek voor de hand liggend zijn na het bovenstaande en liggen binnen het bereik van de bijgaande conclusies.

1018095

Claims (6)

1. Doseersamenstel (1) voor een warme kalkhoudende vloeistof zoals water of drank, omvattende een houder (10) met verwarmingsmiddelen waarvan het inwendige 5 met de omgeving verbonden is, voorzien van een uitlaatopening (13) verbonden met de inlaatleiding (4) van een doseerpomp (2), welke doseerpomp een centrifugaal pomp omvat waarvan in de gebruikstoestand de as (7) van het schoepenwiel zich in hoofdzaak verticaal uitstrekt en voorzien van een uitlaat (5), welke uitlaat verbonden is met een uitlaatleiding (14) voorzien van een afgeefopening, waarbij in gebruikstoestand 10 het leidingtraject van de uitlaatopening van de houder tot de inlaat van de pomp in de hoofdzaak dalend is uitgevoerd, de inlaatopening van de pomp boven de uitlaat (5) daarvan ligt en de afgeefopening (18) eindigt boven het hoogste in de houder beoogde vloeistofniveau (11) en waarbij een vrije doorstroomverbinding tussen uitlaatopening van de houder en de afgeefopening bestaat. 15

2. Doseersamenstel volgens conclusie 1, waarbij de afgeefopening een restrictie (15) omvat.

3. Doseersamenstel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die houder 20 van verwarmingsmiddelen voor die vloeistof is voorzien.

4. Doseersamenstel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij in gebruikstoestand de aandrijfmotor voor die centrifugaal pomp boven de inlaat van die centrifugaal pomp is aangebracht. 25

5. Doseersamenstel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de motor van de centrifugaal pomp is gebruikstoestand boven het schoepenwiel daarvan is aangebracht.

6. DranJkafgeefinrichting omvattende een drank bereidingsinrichting met een doseersamenstel volgens een van de voorgaande conclusies. 1018095