NO171898B - Vaeskeleveringsenhet - Google Patents

Abstract

Det beskrives en væske1everingsenhet. Denne enhet innbefatter et første ventilelement (24) som holdes i en væskepassasje ved hjelp av en første fjærmekanisme (40). Denne fjærmekanisme (40) er utført slik at den gir etter under trykk slik at derved det første ventilelement (24) kan bevege seg eller løfte seg fra et ventilsete (26) slik at væske kan passere. For at luft som er fanget inn på nedstrømsiden av ventilelementet (24) skal kunne unnslippe, er det i det første ventilelement (24) uttatt lufteåpninger (42). Et andre ventilelement (44) holdes med en trykkraft utøvet av en andre fjær (46) over lufteåpningene (42) i det første ventilelement (24).

Description

Oppfinnelsen vedrører en væskeleveringsenhet som angitt i krav l's innledning.

Det er kjent automater for fylling av beholdere med fluider, såsom melk og fruktsafter. Væsken tilføres en leveringsenhet fra et sentralt forråd. De enkelte beholdere eller kartonger bringes inn under leveringsenheten for derfra å motta en bestemt fluidummengde. Det er kjent flere slike leverings-enheter. Eksempelvis er det fra US-PS 4.402.461 kjent et fluidum-håndteringsutstyr som innbefatter en øvre belg for mottagelse av fluidum fra et hovedforråd, en nedre belg for mottagelse av den øvre belg, og en mellomliggende seksjon. En fylledyse som befinner seg under den nedre belg, styrer fluidet i denne belg ned i beholdere som er plassert under den nedre belg.

Ved vanlig drift vil toppen av øvre belg og bunnen av nedre belg være festet til en fast basis, mens en drivmekanisme er tilknyttet midtseksjonen. I den første halvdel av en arbeidssyklus vil drivmekanismen løfte midtseksjonen, med samtidig sammentrykking av den øvre belg og ekspandering av den nedre belg. Når den øvre belg trekker seg sammen, vil væsken som befinner seg der, presses gjennom midtseksjonen og inn i den nedre belg. Den nedre belg ekspanderer for å kunne motta væsken.

Arbeidssyklusen avsluttes med at drivmekanismen senker midtseksjonen, med samtidig ekspandering av øvre belg og sammentrykking av nedre belg. Når den øvre belg ekspanderer, trekkes væske inn i den fra hovedforrådet. I mellomtiden vil den nedre belg trekke seg sammen og presse væsken der ut gjennom dysen og inn i en under nedre belg plassert beholder. Denne arbeidssyklus gjentas i samsvar med den resiproserende bevegelse som midtseksjonen utfører.

Dersom dette utstyr, som altså har en dobbeltbelgutførelse, står stille over lengre tid, så drenerer man væskeinnholdet fra begge belger. Ved start av anlegget, med begge belger tomme, vil en operatør manuelt lukke en ventil som fører til dysen i bunnen av nedre belg. Med denne ventil lukket blir så belgene beveget flere ganger som nevnt foran. Derved trekkes væske fra den øvre belg, gjennom midtseksjonen og inn i nedre belg, helt til det er samlet seg opp en tilstrekkelig fluidummengde i den nedre belg.

I den foran beskrevne kjente utførelse er det plassert en enveis-innløpsventil mellom øvre og nedre belg. Denne ventil tillater at væske kan gå fra øvre belg og inn i nedre belg. Ved en øking av f luidumtrykket i øvre belg vil innløps-ventilen åpne mot kraften til en fjær.

Et problem med dette tidligere kjente utstyr er at når forbindelsesventilen mellom belgene er lukket, kan luften i den nedre belg ikke uten videre unnslippe og gi plass for den innstrømmende væske. Luften kan vanskelig gå ut gjennom forbindelsesventilen mellom belgene fordi væske samtidig strømmer fra øvre belg og inn i nedre belg.

Igangsettingen av systemet, dvs. den begynnende fylling av nedre belg, vanskeliggjøres derfor som følge av den motstand som den unnslippende luft møter.

Det er således en hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en leveringsenhet med en ventil som er i stand til å la væske gå igjennom i en retning og inn i et kammer samtidig som luft tillates å unnslippe fra kammeret.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en leveringsenhet av dobbeltbelgtypen, hvor den nedre belt kan fylles raskt etter at den har vært tømt.

Nok en hensikt med oppfinnelsen er å tilveiebringe en leveringsenhet som arbeider pålitelig og effektivt.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det en væskeleveringsenhet som angitt i krav l's innledning, og med de i krav l's karakter-istikk angitte kjennetegn.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i kravene 2-5.

Ventilelementet har luftehull som går igjennom ventilelementet. Et andre ventilelement er ved hjelp av en andre fjaermekanisme påkjent for lukking av disse luftehullene. Når det har bygget seg opp et tilstrekkelig trykk i den nedre belg, på den andre ventils nedstrømside, vil den andre fjærmekanisme gi etter for dette trykk. Det andre ventilelement vil da bevege seg for åpning av luf teåpningene, slik at luften kan unnslippe. På denne måten tillates luft i den nedre belg å gå ut gjennom luftehullene. Derved oppnås en raskere og mer effektiv fylling av nedre belg.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et delvist gjennomskåret sideriss av en leveringsventil ifølge oppfinnelsen, i lukket

stilling,

fig. 2 viser et tilsvarende riss av ventilen i åpen

still ing,

fig. 3 viser et snitt gjennom en del av ventilen ifølge

oppfinnelsen, med lufteåpningene åpne,

fig. 4 viser et snitt etter linjen 4-4 i fig. 3, og fig. 5 viser et snitt etter linjen 5-5 i fig. 3.

Fig. 1 og 2 viser en leveringsventil 10 som inngår so en komponent i et dobbeltbelg-fylleutstyr. Et eksempel på slikt utstyr finnes i US-PS 4.402.461. En øvre belg 12 er tilknyttet et fast innløpsrør 14 ved den øvre ende. Innløpsrøret 14 tjener til å levere væske fra et ikke vist hovedforråd til den øvre belg 12. En nedre belg 16 har i sin nedre ende en ventil 18 og under denne ventil er det en dyse 20 for fylling av væske i ikke viste beholdere.

Leveringsventilen 10 er anordnet i et rørformet hus 22 mellom belgene 12 og 16. Belgene 12 og 16 er festet til huset 22 på tett måte, for unngåelse av lekkasje. Ventilen 10 innbefatter et første ventilelement 24. Dette har som vist en fordelaktig stumpkonisk form og er av ét elastomert materiale. Dette første ventilelement 24 er beregnet til tettende samvirke med et sirkulært ventilsete 26 som befinner seg nær bunnen av ventilen 10, s'lik at alt fluidum som går gjennom ventilen 10 må gå mellom ventilelementet 24 og ventilsetet 26. Som følge av den stumpkoniske form vil ventilelementet 24 sentrere seg selv i ventilsetet 26 ved lukking av ventilen. Så snart ventilelementet 24 er forskjøvet litt nedover, dvs. løftet fra ventilsetet 26, vil fluidum kunne gå nedover, mellom ventilelementet 24 og setet 26.

Det første ventilelement 24 har to parallelle, plane sirkulære flater eller endesider 27 og 29. Den øvre flate 27 har en diameter som er mindre enn diameteren til den nedre flate 29. En ventilspindel 28 rager opp sentralt fra det første ventilelements 24 øvre flate 27.

Parallelt med første ventilelement 24 er det anordnet en sirkulær plate 30 med en sentral åpning 32. Ventilspindelen 28 går opp gjennom åpningen 32 og holdes på plass ved hjelp av en pinne 34 som går gjennom spindelen 28,slik at således platen 30 vil befinne seg mellom pinnen 34 og det første ventilelement 24. Pinnen 34 har en lengde større enn åpningens 32 diameter, slik at således pinnen 34 vil begrense platens oppadrettede bevegelse relativt ventilspindelen 28.

Platen 30 kan bevege seg vertikalt med kontakt mot en sylindrisk husvegg 36. En ring eller krave 38 er anordnet inne i midtseksjonen 22. Midtseksjonen eller huset 22 er som vist fast forbundet med henholdsvis nedre kant på den øvre belg 12 og øvre kant på den nedre belg 16. En fjær 40 er lagt inn mellom oversiden av kraven 38 og bunnsiden på platen 30. Fjæren 40 vil utøve en oppadrettet kraft mot platen 30. Platen 30 får derfor kontakt med pinnen 34 og presser oppover mot denne. Fjæren 40 vil derfor forsøke å trykke det første ventilelement 24 til tetningskontakt med ventilsetet 26.

Som vist i fig. 1-3 og 5 er det i det første ventilelement 24 uttatt flere lufteåpninger 42. Rundt ventilspindelen 28, dvs. tredd på denne er det plassert et ringformet tilbakeslags-ventilelement 44, fortrinnsvis utført i et elastomert materiale. Som vist i fig. 1 og 2 vil dette ventilelement 44 ligge an mot oversiden 27 på ventilelementet 24 og således tett for lufteåpningene 42. En andre fjær 46 virker mellom bunnsiden på platen 30 og toppsiden på ventilelementet 44 og trykker altså ventilelementet 44 til den stengestilling som er vist i fig. 1 og 2.

I fig. 3 er det vist en situasjon hvor et fluidum, eksempelvis luft, i det nedre kammer 16 utøver en trykkpåvirkning gjennom lufteåpningene 42 mot ventilelementet 44, tilstrekkelig til å overvinne kraften til fjæren 46, og ventilelementet 44 har således løftet seg opp og åpnet lufteåpningene 42. Denne løftingen av ventilelementet 44 tillater at luft i den nedre belg 16 kan gå ut gjennom luf teåpningene 42. Fjæren bør ha tilstrekkelig styrke til å holde ventilelementet 44 i anlegg mot ventilflaten 27 helt til midtseksjonen 22 begynner sin nedadrettede slagbevegelse.

Lufteåpningene 42 kan ha relativt små diametre, men dersom væskeproduktet som skal leveres ved hjelp av utstyret inneholder fibermasse og lignende, slik tilfellet er for appelsinsaft eller grapefruktsaft, kan fibermassen stoppe til små lufteåpninger. Åpningene bør derfor være store nok til at man unngår slik tilstopping. Videre vil realtivt større åpninger tillate at væsken kan strømme gjennom i det tilfelle at den nedre ventil 20 tilstoppes. Derved oppnås det en avlastning av det baktrykket som ellers ville oppstå og som vil kunne skade den nedre belg.

Ved vanlig drift blir væske suksessivt pumpet fra øvre belg 12, gjennom midtseksjonen 22 og inn i nedre belg 16 derved at midtseksjonen 22 beveges vertikalt opp og ned. Væsken går så fra nedre belg 16 ut gjennom ventilen 18 og dysen 20 og over i en beholder som skal fylles (ikke vist).

Ved oppstarting av utstyret er ventilen 18 lukket. Belgene 12 og 16 kjøres gjennom den beskrevne arbeidssyklus flere ganger. I denne startfasen vil det forefinnes luft i den nedre belg 16. Ventilen 10 er i lukket tilstand, som vist i fig. 1, slik at hverken væske eller luft kan gå igjennom. Fjæren 40 holder ventilelementet 24 i tett anlegg mot ventilsetet 26 og fjæren 46 holder ventilelementet 44 i tettende anlegg over lufteåpningene 42. Væske fra innløps-røret 14 vil fylle midtseksjonen og øvre belg.

Når midtseksjonen 22 beveger seg oppover vil øvre belg 12 trekke seg sammen og den nedre belg ekspanderer. Trykk-differensialet mellom de to belger vil overvinne kraften til den første fjær 40. Ventilelementet 24 løftes derfor fra setet 26. Derved tilveiebringes det en åpning for væsken, som kan strømme ned som indikert med pilen A i fig. 2.

Luft i den nedre belg vil fortrenges av den væske som strømmer inn, og luften vil samle seg under ventilen 24. Når midtseksjonen 22 når toppen av sin slagbevegelse, vil ventilen 24 lukke seg under påvirkning av fjæren 40. En nedadrettet bevegelse av midtseksjonen 22, med ventilen 24 lukket, vil tilveiebringe et trykkdifferensial over ventilen 24. Dette trykkdifferensial vil bevirke at det andre ventilelement 44 løftes slik at lufteåpningene 42 frigis. Luft kan da slippe ut og strømme opp som vist med pilen B i fig. 3. Fordi belgene er montert vertikalt vil den luft som spyles ut fra den nedre belg gå opp gjennom væsken i den øvre belg og inn i fyllerøret 14 og videre inn i forrådsbeholder-en, hvorfra luften slippes ut til atmosfæren.

Fordi luft som ellers ville fanges i den nedre belg 16 nå tillates å slippe ut gjennom åpningene 42, vil væske fra den øvre belg nå nesten momentant kunne fylle hele volumet i den nedre belg. Dette gjør det mulig for leveringsventilen å begynne fylling av beholdere nesten umiddelbart etter at væskestrømmen er startet igjen etter rengjøring eller stopp av anlegget.

Man har funnet at ved normal drift vil luft kunne spyles eller tømmes fra nedre beholder i løpet av seks arbeids-sykler, eller færre.

Claims (5)

1. Væskeleveringsenhet, innbefattende et hus (22) med et ventilsete (26), et første kammer (12) med variabelt volum på den ene siden av huset (22), og et andre kammer (16) med variabelt volum på den andre siden av huset (22), en ventilelementanordning (24,28,30) med et ventilelement (24) som samvirker med ventilsetet (26) for styring av fluidumstrøm fra det første kammer (12) til det andre kammer (16), og en fjæranordning (40) for påvirkning av ventilelementet ved hjelp av en plate (30) og en ventilspindel (28) til tettende samvirke med ventilsetet (26), karakterisert ved lufteåpninger (42) i ventilelementanordningen, og ved en styreanordning (44,46) for åpning av lufteåpningene (42) når fluidumtrykket i det andre kammer (16) overskrider en bestemt trykkverdi, hvorved luft i det andre kammer (16) kan føres ut gjennom lufteåpningene.

2. Væskeleveringsenhet ifølge krav 1, karakterisert ved at luf teåpningene (42) består av et antall hull gjennom ventilelementet (24), og at styreanordningen innbefatter et stoppelement (44) og en andre fjæranordning (46) for pressing av stoppelementet til en stilling i hvilket det dekker lufteåpningene (42).

3. Væskeleveringsenhet ifølge krav 2, karakterisert ved at fjærkraften til den nevnte første fjæranordning (40) er mindre enn fjærkraften til den nevnte andre fjæranordning (46), slik at således stoppelementet (44) bare vil åpne luf teåpningene (42) ved fylling av det nevnte andre kammer (16).

4 . Væskeleveringsenhet ifølge krav 2-3, karakterisert ved at stoppelementet (44) er et rlngelement (44) anordnet på spindelen (28), mellom ventilelementet (24) og platen (30), idet ringelementet (44) er bevegbart for anleggssamvirke med ventilelementets (24) øvre flate (27) for tildekking av lufteåpningene (42).

5. Væskeleveringsenhetifølge krav 4, karakterisert ved at den andre fjæranordning innbefatter fjærelementer (46) som strekker seg mellom stoppelementet (44) og platen (30).