NL8203177A - Uitstroomnippel voor doseerinrichtingen van drankconcentraten. - Google Patents

Description

i * 1ι I ............................................... ' * V.O.3638

Uitstroomnippel voor doseerinrichtingen van drankconcentraten.

3ij de zogenaamde tijddosering van drankconcentraten in drankenautomaten wordt een ventiel gedurende een bepaalde tijd geopend gehouden, waarbij onder een bepaalde druk de te doseren hoeveelheid uitstroomt.

Bij een veel gebruikte uitvoeringsvorm van een ventiel heeft men te ma-5 ken met een huis, onderaan voorzien van een uitstroomnippel, (doorboorde nippel), terwijl zich in het huis een glijdend tegen de binnenwand van dat huis afgesteund afsluitlichaam bevindt, dat, overgelaten aan de invloed van de zwaartekracht, de vloeistofstroom uit de uitstroomnippel afsluit. Dosering kan geschieden door het afsluitlichaam, normalerwijs 10 magnetisch, op te tillen.

«

De druk waaronder de uitstroming plaatsvindt kan constant worden gehouden door toepassing van het principe van de Fles van Mariotte (zie U.S.P. 3.258.166). Het is echter ook mogelijk de uitstroomtijd aan te passen aan de uitstroomdruk (zie Br.O.S. 2.077.228A).

15 Het is duidelijk dat de doorboring van de uitstroomnippel, onder overigens gelijkblijvende omstandigheden, de uitstroomsnelheid van het drankconcentraat bepaalt, dit wil zeggen de gedoseerde hoeveelheid is afhankelijk van de weerstand die het drankconcentraat ondervindt bij de uitsroming. Deze weerstand.moet men dus in de hand hebben.

20 Vele drankconcentraten vertonen echter, aan de lucht blootgesteld, uitdrogingsverschijnselen, die tot aankorsting aanleiding kunnen geven wanneer een relatief lange tijd verloopt tussen twee opeenvolgende doseringen. Dit is bijvoorbeeld het geval bij de constructie volgens U.S.P. 3.258.166. Het uitstroomkanaal wordt door deze aankorsting bij het 25 uiteinde vernauwd. Dit weer heeft tot gevolg dat bij hervatting van op elkaar volgende doseringen, de eerste doseringen aanmerkelijk te laag uitvallen. Weliswaar wordt de aankorsting meestal weer geheel opgelost en/of weggespoeld, maar voordat deze toestand bereikt is, zijn er ettelijke doseringen nodig. Deze voldoen dus niet aan de te stellen eisen.

30 Bij de uitvoering volgens U.S.P. 3.258.166 wordt de afsluiting verkregen door een silicon ring, aan het afsluitlichaam bevestigd, die op enige afstand boven de uitstroomopening tegen het onderste inwendig conisch toelopende deel van het huis kojnt te rusten. Kiest men een ventiel waarbij het afsluitlichaam met zijn punt in een zitting om de 35 uitstroomopening valt en daarbij deze uitstroomopening voor het concen- 8203177 -f- ' ï -2- traat afsluit, dan kunnen er "plakeffecten" optreden. Dat wil zeggen door uitdroging kan tussen de zitting en de punt van het afsluitlichaam een zeer sterk viskeuze oplossing ontstaan. Voor het magnetisch optillen van het afsluitlichaam om het ventiel te openen is dan een relatief ^ grote kracht nodig, hetgeen een zeer grote electromagneet nodig zou maken, met alle bezwaren van dien.

Doel van de uitvinding is het verschaffen van een uitstroomnippel voor de inrichtingen in kwestie waarbij aankorstings- noch plakeffecten optreden. Volgens de uitvinding wordt dus verschaft een uitstroomnippel ^ voor een doseerinrichting van drankconcentraten, die bij blootstelling aan de lucht ongewenste uitdrogingseffecten vertonen, bevattende een eerste doorboord gedeelte, waarvan de diameter van de doorboring onder overigens gelijkblijvende omstandigheden de uitstroomsnelheid van het drankconcentraat bepaald, gekenmerkt door een onder het bovengenoemde 15 eerste gedeelte aansluitend tweede gedeelte met wijdere doorboring en zodanige constructie dat na elke dosering.hetzij een hoeveelheid drankconcentraat daarin blijft hangen.die het drankconcentraat in de doorboring van het eerste gedeelte van de uitstroomnippel scheidt van de buitenlucht, danwel het cylindrische eerste gedeelte volkomen althans 20 nagenoeg volkomen-vloeistofvrij achtergelaten wordt. Hetgeen onder het begrip "constructie" in deze zin moet worden verstaan zal aan de hand van de bespreking der figuren duidelijk worden. Het verwijde gedeelte kan onder omstandigheden ook cylindrisch zijn, echter bij een voor- keursuitvoeringsvorm van de uitvinding verwijdt het tweede gedeelte van 25 de uitstroomnippel zich inwendig conisch naar onderen.

Zoals duidelijk zal worden bij de bespreking van fig. 1 zal in het geval dat na elke dosering een hoeveelheid in het verwijde gedeelte blijft hangen, deze hoeveelheid verhinderen dat uitdrogingseffecten doordringen tot het gedeelte van de uitstroomnippel, dat de weerstand voor 30 vloeistofstroming bepaalt. Het is tevens duidelijk dat in het geval, waarbij het cylindrische eerste gedeelte van de uitstroomnippel na de dosering volkomen althans nagenoeg volkomen vloeistofvrij wordt geen • storende uitdrogingseffecten in dit cylindrische eerste gedeelte optreden.

Sommige drankconcentraten vertonen het verschijnsel - vooral bij staan - dat er zich zachte klonters in vormen. Dit is in het bijzonder / 8203177 35

* V

-3- het geval bij koffie-extractconcentraat. Deze klonters hopen zich bij korte tijd staan na een dosering onderin het döseerhuis op, zodat bij hernieuwde onmiddellijk op elkaar volgende doseringen eerst ettelijke doseringen worden verkregen met te lage waarden- Gevonden werd nu dat 5 dit effect tegengegaan kan worden door de doorboring van het gedeelte van de nippel dat de uitstroomsnelheid bepaalt, zo kort mogelijk te kiezen, hetgeen ook gunstig is ten aanzien van het voorkomen van mogelijke bovengenoemde uitdroogeffecten. De ondergrens daarbij is uiteraard de materiaalsterkte van het voor de nippel gekozen constructiemateriaal.

10 Zeer geschikt kan daarvoor bijvoorbeeld gekozen worden polycarbonaat of teflon. Andere materialen zijn echter niet uitgesloten.

De uitvinding zal thans voorbeeldsgewijs nader beschreven worden aan de hand van de volgende figuren.

Pig. 1 geeft een nippel volgens de uitvinding in langsdoorsnede 15 vergroot weer, geschikt voor een op zich bekend ventieltype. Daarbij is in fig. IA de toestand aangegeven waarbij een druppel in het conische gedeelte van de nippel blijft hangen. In fig. 1B is de toestand aangegeven waarbij na de dosering het eerste cylindrische gedeelte van de nippel geheel of nagenoeg geheel vloeistofvrij wordt.

20 Fig. 2 geeft een nippel volgens de uitvinding in langsdoorsnede vergroot weer, geschikt voor een ventieltype waarbij de punt van het af-sluitlichaam in een zitting rondom de uitstroomopening valt.

Fig. 3 geeft een vergelijking van een veertigtal opeenvolgende doseringen voor een koffie-extract met 22%. droge stof, nadat 65 uur ver-25 lopen is tussen de laatste van een reeks doseringen en de eerste van het in beschouwing genomen veertigtal. Daarbij geldt de grafiek a voor een doseerinrichting volgens fig. 1 van U.S.P. 3.258.166 en grafiek b voor een een doseerventiel met een uitstroomnippel volgens de uitvinding maar met overigens gelijke constructie.

30 Fig. 4 geeft een vergelijking van een veertigtal opeenvolgende doseringen voor een kofie-extract met 22% droge stof., waarbij sterke klontervorming optrad. De gebruikte inrichtingen waren gelijk aan die uit fig. 3. In beide gevallen werden 40 direct op elkaar volgende doseringen uitgevoerd, nadat eerst een rustpauze van 10 minuten was inge-35 last.

De figuren zullen thans in meer detail worden beschreven.

8203177 -4-

In fig. 1 is met (1) het gedeelte van de uitstroomnippel aangegeven, waarvan de doorboring (2) bepalend is voor de uitstroomsnelheid van het drankconcentraat. Met (3) is het inwendig conisch verlopende gedeelte van de uitstroomnippel aangeduid. Bij (4) is voor geval A de 5 "druppel" te zien die na een dosering, in (3) wordt vastgehouden, Uit-drogingsverschijnselen na lang staan zullen zich bij (5) voordoen aan het oppervlak van deze druppel, waarbij een dun vliesje kan ontstaan.

Deze uitdrogingsverschijnselen zullen dus geen invloed hebben op de weerstand voor vloeistofstroming in de doorboring (2). Bij een op de doseer-10 pauze volgende dosering zal het dunne vliesje met in verhouding groot oppervlak zonder enige moeite doorbroken.worden en de druppel worden weggespoeld. In het geval B van fig. 1 is de opening Γ2) van het cylin-drische deel vrij van vloeistof, aangegeven. Het conische gedeelte van de nippel is voor het grootste deel ook vloeistofvrij, terwijl aan de 15 rand een kleine hoeveelheid vloeistof, aangegeven met (8) vastgehouden kan worden. Ofschoon aanvraagster zich niet wil vastleggen op een verklaring lijkt de situatie, zoals de praktijk uitwijst, te kunnen ontstaan door enerzijds het samenspel van en adhesie krachten van vloeistof en mippelmateriaal, en anderzijds het effect van.de afsluitring (7). Deze 20 ring is min of meer verend. Wanneer .het afsluitlichaam (9) bij de beëindiging van de dosering onder invloed van de zwaartekracht neervalt kan de druppel vloeistof in de nippel, bij het terugveren van. dit afsluitlichaam als het ware opgezogen worden. Daarbij "breekt" de druppel zodat het cylindrische gedeelte en het bovenste gedeelte van het co-25 nische gedeelte van de nippel geheel vloeistofvrij overblijven.

Uitdroging van vloeistof langs de wanden van het cylindrische gedeelte kan dus niet. optreden. De tophoek van het conische deel (3) ligt bij voorkeur tussen 40° en 100°. en liefst tussen 50° en 70°. Bij koffie-extract bleek ±60° zeer geschikt. De hoogte van de doorboring 30 (2) ligt bij voorkeur tussen 0,2 en 1 mm; zeer geschikt is ± 0,5 mm. De hoogte van het conische deel (3) zal normalerwij s tussen 2 en 5 mm liggen. De diameter van de doorboring van het.cylindrische deel van de nippel ligt,onder andere afhankelijk van de gewenste doseersnelheid,bij voorkeur tussen 1,5 en 4 mm. De nippel wordt liefst uitgevoerd als een 35 verwisselbare eenheid, die klemmend past in het onderste gedeelte (6) van het doseerhuis (10) van de doseerinrichting. Voor verschillende doseerhoeveelheden en verschillende drankconcentraten kan een nippel 8203177 Λ \ — — - ~ - * — —~ -5- ορ eenvoudige wijze worden verwisseld voor een ander met afwijkende doorboring.

Voor het geval van fig. 2 is niet verkorsting van de uit-stroomdoorboring het probleem maar het "plak"effect tussen de punt van 5 het afsluitlichaam en de zitting. Het is duidelijk dat dit, <5ók op uitdroging berustende effect, bij de nippel volgens de uitvinding niet optreedt, wanneer zich het geval voordoet dat een druppel blijft hangen in het conische gedeelte van de nippel, zoals aangegeven met (5). In dit geval is de nippel voorzien van een zitting (12), waarin de punt 10 (11) valt van een afsluitlichaam. De hier niet benoemde onderdelen hebben dezelfde verwijzingstekens als in fig. 1. '

Zoals in de inleiding hierboven tot uitdrukking gebracht, wordt door de grafieken van fig. 3 geïllustreerd dat na een lange rustpauze met een gebruikelijke uitstroomnippel bij koffie-extract een groot 15 uitdroogeffect optreedt. Pas na 25 doseringen wordt een ongeveer voldoende hoeveelheid extract gedoseerd. Met de uitstroomnippel van fig. 1 treedt onder dezelfde omstandigheden nagenoeg geen uitdroogeffect op.

De eerste doseringen reeds verschaffen een nagenoeg juiste hoeveelheid extract..

20 Het verschil in de invloed van klonters in het extract tussen een gebruikelijke uitstroomnippel en de nippel van fig.1 is te zien door vergelijking van de grafieken a en b in fig. 4.

Bij 40 onmiddellijk op elkaar volgende doseringen na een pauze van 10 minuten blijkt in geval a dat pas na 4 doseringen de doseerhoeveel-25 heid op peil is. In geval b is de doseerhoeveelheid meteen op peil.

8203177

Claims (9)

1. Uitstroomnippel voor een doseerinrichting van drankconcen-traten, die bij blootstelling aan de lucht ongewenste uitdrogingseffec-ten vertonen, bevattende een eerste doorboord gedeelte, waarvan de diameter van de doorboring onder overigens gelijkblijvende omstandigheden 5 de uitstroomsnelheid van het drankconcentraat-bepaalt, gekenmerkt door een onder het boven genoemde eerste gedeelte aansluitend tweede gedeelte met wijdere doorboring en zodanige constructie dat na elke dosering hetzij een hoeveelheid drankconcentraat daarin blijft hangen, die het drankconcentraat in de doorboring van het eerste gedeelte van de uit-10 stroomnippel scheidt van de buitenlucht, dan wel het cylindrische eerste . - -gedeelte volkomen althans nagenoeg volkomen vloeistofvrij achtergelaten wordt. '

2. Uitstroomnippel volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het tweede gedeelte zich naar onderen toe inwendig-conisch verwijdt.

3. Uitstroomnippel volgens conclusie 2, met het kenmerk dat de coni- citeit van het inwendig conisch zich verwijdend gedeelte bepaald wordt door een tophoek liggende tussen 40° en 100®.

4. Uitstroomnippel volgens conclusie 3 met het kenmerk dat de tophoek ligt tussen 50° en 70°. ψ

5. Uitstroomnippel volgens een der voorgaande conclusies, ten gebruike bij de tijddosering van drankconcentraten. die tot ..klontervormig neigen, met het kenmerk dat de doorboring vein het. de uitstroomsnelheid bepalend gedeelte zo kort is als de sterkte van het. construct'iemateriaal toelaat, in elk geval korter dan 1 mm, en liefst korter dan 0,5 mm.

6. Uitstroomnippel volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk dat de doorboring van het de uitstroomsnelheid bepalend gedeelte een diameter heeft van .1,5 tot 4 mm.

7. Uitstroomnippel volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk dat deze bij aanbrengen in de doseerinrichting een klemmend maar 30 uitwisselbaar gedeelte daarvan uitmaakt.

8. Inrichting voor het tijddoseren van drankconcentraten, die bij blootstelling aan de lucht ongewenste uitdrogingseffecten vertonen, bestaande uit een huis, van onderen voorzien van een uitstroomnippel, en een afsluitlichaam dat in rusttoestand de uitstroming van het drankcon- 820 3.1 77 -7- centraat uit de uitstroomnippel verhindert, met het kenmerk dat de uitstroomnippel geconstrueerd is volgens een der voorgaande conclusies.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat enerzijds hét onderste gedeelte van het huis en anderzijds de uitstroomnippel 5 zodanig zijn geconstrueerd dat de laatste klemmend, maar uitwisselbaar past in het eerste. 0 * 8203177