NO810628L - Ventilarrangement. - Google Patents

Description

' I i Foreliggende oppfinnelse vedrører et ventilarrangement for , bruk i produksjon av et oppgasset produkt. j ■

i dI et søvkæerret nfs obrersitlåitskt e å pufrbelmissteritle le peatt eonptpagnasøsksnet ing næA rin2g0s0m6i5d9d7 elhla, rj

'såsom sjokolade, hvor sjokoladen blandes med en oppløsbar, gass, såsom karbondioksyd, under meget høyt trykk, og trykket ■avlastes raskt slik at karbondioksyden kommer ut av løsning l bg j danner bobler i sjokoladeproduktet. Dette oppnås ved a føre sjokoladen, som sammen med den innblandede karbondioksyd foreligger ved høyt trykk, gjennom en skarp-kantet ventil<1>, ,

■idet produktet deretter føres til atmosfærisk trykk.

i

i ■ i Et viktig trekk ved denne fremgangsmåte er at graden av trykkfall når produktet forlater systemet, skal være så høyt som mulig, og den viste ventil oppnår dette samtidig med at deri gir god justering av strømningsarealet, og således trykkfal- . lét, når produktet strømmer kontinuerlig.

i ! I

I..1

Fra tid til annen er det imidlertid ønskelig å stoppe produkt-

, i

strømmen, eller å tilveiebringe korte lengder, f.eks. for å produsere adskilte stykker av sjokolade eller sjokoladeplater. Den hittil benyttede fremgangsmåte medførte bruk av en ad-skilt omløpsventil som var plassert oppstrøms for den skarp-kantede ventil. Problemet med dette arrangement er at et visst kvantum med sjokoladeprodukt forblir tilbake i den skarp-kantede ventil og dette kan stivne og forårsake blok-kering..

'Ifølge foreliggende oppfinnelse foreslås det å tilveiebringe ; et ventilarrangement for bruk ved fremstilling av et oppgas- , set produkt, hvilket ventilarrangement omfatter et kammer'

som har et innløp og et utløp, en første ventilplate som dek-der utløpet, en første avsmalnende åpning i førstnevnte plate som passer sammen med utløpet og som konvergerer i retning bort fra kammeret, en andre ventilplate som ligger inntil, den første plate side mot side på den side av den første platej som vender bort fra kammeret, en andre avsmalnende åpning som'er anordnet i den andre plate og som har sin akse parallell med 1

den første avsmalnende åpning og konvergerer mot kammeretj for 'sammen med den første avsmalnende åpning å danne en skarp-kantet utløpspassasje fra kammeret, en forutinnstillbar regulering for innstilling av den innbyrdes stilling av den første og andre plate i et plan på tvers av åpningenes akse, hvorved tverrsnittet av utløpspassasjen kan forutinnstilles, og midler for rask lukking av strømningspassasjen gjennom åpningene<!>i ut■ en å forandre forutinnstillingen av reguleringen og sål! edesi 'strømningspassas jen. j

i

Mi ed et slikt arrangement er det mulig å oppnå helt åp■ en e>ller nøyaktig forutinnstilt delvis åpen stilling av ventilen og én lukket stilling i tidsbestemt rekkefølge for å oppnå jevne vo'lummengder eller vektmengder av det utstrømmende produkt, samtidig med at det sikres at volumet av materialet som kan stenges inne i lukningsøyeblikket på oppstrøms siden av plan-et! for de to åpninger, er lite eller ubetydelig. Dette betyr at! når ventilen er åpen, åpner eller lukker, vil volumet av det materiale som ikke momentant utsettes for det normalt høye trykkfall, minimaliseres, og det er mulig å sikre at détte volum er mindre enn 0,01 cm , noe som er meget lite sammenlignet med det minste volum som kan tenkes å skulle av-gis ved denne prosess, hvilket volum vanligvis vil være større, og tillike meget større, enn 1 cm .

M

For å fremstille sjokoladeplater, f.eks., er det fordelaktig å ha en intermittent tilførsel av oppgasset sjokolade. For

i

å ioppnå denne effekt kan midlene for brått å stenge strøm-ni i!ngspassasjen gjennom åpningene omfatte en stang som er > ! irii nsettbar i åpningen i én av ventilplatene. Stangen kanijme<d>fordel være bevegelig langs aksen av åpningen i den første ventilplate på dennes oppstrøms side, sett i forhold til ! produktstsrømmen gjennom strømningspassasjene som dannes av åpningene.

Il ' Il . ,1 Fortrinnsvis er stangen bevegelig ved hjelp av en plunger: J på hvilken stangen er montert, et fluidtrykkbetjent stempel- ; og'-sylinderarrangement, en dødgangsforbindelse mellom plung- j eren og stempel-og-sylinderarrangementet, og en fjær i for- j bindelse med dødgangsforbindelsen for å tvinge sleiden mot den første ventilplate, hvorved fjæren sammentrykkes når stangen i er i kontakt med den første ventilplate.ii

i Den andre ventilplate kan være justerbar ved hjelp av et gjenget! organ som samvirker med ventilplaten, idet rotasjon av! det gjengede organ bevirker bevegelse av den andre ventilplate.

Alternativt kan den andre ventilplate være montert på en ring som er roterbar i forhold til den første ventilplate, idet aksen av åpningen i den andre ventilplate er forskutt i for- • hold til rotasjonsaksen for ringen, hvorved rotasjon av ringen<1>bevirker relativ justering mellom åpningene i ventilplatene.

Denne generelle konstruksjonstype kan videre omfatte et hult, aksialt bevegelig stempel i glidende kontakt med ytterflaten j av stangen, en aksialt bevegelig hylse i glidende kontakt! med

. i<1>ytterflaten av stempelet, og midler for å bevege stempelet og hylsen, hvorved stempelet og hylsen opprinnelig kan beveges ti'l en stilling som tillater materialet å strømme mellom ! 'førstnevnte ventilplate og stempelet og hylsen, hvorved hyl- ! sen derpå kan beveges aksialt til kontakt med den første ventilplate for å stenge inne et kvantum materiale deri, hvorved stangen deretter kan beveges bort fra åpningen og stempelet beveges mot åpningen i den første ventilplate for å tømme ut et<1>utmålt kvantum materiale under trykk gjennom åpningen.'

i

N! år formålet er å ha stort sett kontinuerlig operasjon som imå stbppes fra tid til annen, kan midlene for brå lukking av' strømningspassasjen gjennom åpningen omfatte midler for å1 be-

i 1

vege den andre ventilplate en distanse for fullstendig a:lukke åpningene. Disse midler kan omfatte en alternerende sleide som den andre ventilplate er montert på, og eksempel- : vi i's en fluidtrykkbetjent mekanisme for å bevege sleiden. i•

II- !

S1 li eiden kan i en bestemt utførelse omfatte et organ i glidi end'e kontakt med en rampe, midler for å bevegerampen på tvers | av sleidens glidningsretning for å gi forovergående bevegelse avj sleiden, og en returfjær som tvinger organet mot rampen, j M! idlene for å bevege rampen kan med fordel omfatte en trykk-<I>' f 1'uidbetjent stempel-og-sylinderanordning.

Rampen kan være justerbar for å tillate justering av den aindre ve'ntilplate i forhold til den første ventilplate for å gli I f orutinnstilling av strømningspassas jen gjennom åpningene1.

Til bedre forståelse av oppfinnelsen skal den beskrives i. det i . i

. I

følgende under henvisning til de utførelseseksempler som er vist på vedføyede tegninger.

i

F! ij g. 1 er et snitt gjennom en utførelse av ventilarrangeme:nte<t>ifølge foreliggende oppfinnelse. |

Fig. 2A og 2B viser to forskjellige stillinger av ventilplat-erie i arrangementet på fig. 1.

FI iI g. 3 er et snitt langslinjen III-III på fig. 1.

Fi ig. 4 er et snitt gjennom en ytterligere utførelse av ve; ntil;-arrangementet ifølge oppfinnelsen. i

i

Fig. 5A, 5B og.5C viser tre forskjellige stillinger av vehtil-pl'aten i arrangementet på fig. 4.

i i i

Fig. 6 er et skjematisk snitt gjennom et ytterligere utførel-séseksempel på et ventilarrangement ifølge oppfinnelsen.

Fi ' ii 1 g. 7 er et snitt gjennom enda et utførelseseksempel pa o v! I' en-;' tilarrangementet ifølge oppfinnelsen. |

i '

Fig. 8 er et riss i likhet med fig. 2 og viser et tredje par-ti av platene i arrangementet på fig. 7. il På. fig. 1 er det vist to identiske ventilarrangementer 1 som i er i anordnet rygg mot rygg på et felles manifold 2. Dette' • manifold har et indre manifoldkammer 3, som i et spesielt! ut-førelseseksempel omfatter femten par ventilarrangementer 1. j Hvert ventilarrangement 1 omfatter et kammer 4 og et innløp i

I ...— ,

5 fra manifoldkammeret.

I rett vinkel med innløpet 5 for hvert kammer 4 er det anordnet et utløp 6 som lukkes av en flytende ventilplate 22 som hdldes på plass i et hovedparti 23 av ventilen ved hjelp av en' andre ventilplate 25. Den flytende ventilplate 22 er forsynt med en tettende O-ring 24. Fluidtrykk i kammeret 6 vil således sikre riktig sammenpasning av ventilplatene 22 og 25, sliik at deres flater ligger flatt an mot hverandre for å gi god fluidtetning. Platen 22 er forsynt med en konisk avsmalnende åpning 22A som konvergerer bort fra det indre av kammeret 6. Den andre ventilplate 25 er forsynt med en lignende avsmalnende åpning 25A, som smalner av mot den første ventil-

i

pl'ate 22, og de to plater danner seg imellom en skarp-kantet utstrømningspassasje.

Platen 25 er montert på en sleide 26 som står i forbindelse med en mutter 27 som er skrudd inn på en tapp 28 som bæres avi hovedlegemet 23. Dette arrangement muliggjør justering av åpningsstørrelsen ved rotasjon av mutteren 28 for å tilveiebringe relativ justering av de to åpninger i ventilplatene 22' og 25, slik at strømningspassasjen gjennom åpningene kan 1

forutinnstilles.

TiL i hver strømningspassasje hø'rer det med en stempelinnsats-anordning som er generelt betegnet med 7. Denne har .form av ét stort sett sylindrisk hus 8 som er flensforbundet ved 9 for å hvile mot en øvre ende av det tilhørende hus 23. Det sylindriske hus 8 er forsynt med en O-ring 10 og holdes på plass i huset ved hjelp av en gjenget låsetapp 11 som står i inngrep med et spor 12 på ytterflaten av huset.

! I

I huset er det anordnet et stempel 13 som kan beveges aksialt frem og tilbake, sammen med alle de tilsvarende stempler 13, ved hjelp av en fluidtrykkbetjent arm 14.

SI t! empelet 13 har en spalte 14 i hvilken det er glidbart an;ord-net en tversgående tapp 15 som bæres på en plunger 16 som1er aksialt bevegelig i stempelet. Plungeren 16 har et hode 17 •ved sin øvre ende, mot hvilket en skruetrykkfjær 18 hviler. Således gir arrangementet av plungeren 16 i stempelet 13 en dødgangsforbindelse mellom stempelet og plungeren som mulig-gjør at plungeren kan påvirkes n6e'.fjærende i forhold til i i 1 Jstempelet. En ytterligere O-ring 19 gir tetning mellom plun geren og stempelet,

Ved sin nedre ende bærer plungeren 16 et endestykke 30 som 'er utformet av plastmateriale. Dette har en konisk avdreiet : ende som er utformet for tilpasning til åpningen i ventilplaten 22A. Endestykket 30 og dets plunger 16 er således 'anordnet på oppstrøms siden av den relativt festede, men noe flytende ventilplate 22.

yéd bruk.av véntilarrangementet, f.eks. ved fremstilling av oppgasset sjokolade som beskrevet i søkerens britiske patent-søknad nummer A 2006597, må man først justere strømningspas- . sasjen gjennom åpningene. Dette gjøres ved å påvirke juster-irigsreguleringen i form av justeringsmutteren 27, som beveger sleiden 25 til den forønskede stilling som kan bestemmes 'eksperimentelt. På denne måte kan man oppnå forønsket forut-lrinstilling av strømningspassasjen gjennom åpningene. Fig. 2A og 2B viser situasjonen når åpningene hhv. er i sin mest 'åpne stilling og i en nesten lukket stilling.

i i . 1

j

Når det er ønskelig å stenge av strømmen av sjokolade eller lignende materiale, påvirkes en phevmatisk anordning (ikke vist) og armen 14 vippes i retning med urviseren for således a jtvinge stempelet 13 nedad. En fjær 18 vil bevirke at plungeren 16: beveger seg nedad inntil endestykket 30 kommer i kontakt med en åpning 22A. En mindre ytterligere bevegelse nedad av stempelet 13 tillates av dødgangsforbindelsen som utgjøres av spalten 14 og den tversgående tapp 15. Dette arrangement sikrer at for-belastningen av endestykket i åpningen 22A forblir hovedsakelig konstant til tross for even-tuell mindre, feilaktig justering. Det vil forstås at dette vil bevirke at passasjen stenges meget brått, og at forut-irinstilling av tverrsnittet av åpningen ikke på noen måte en-kres.. Anordningen er i stand til å fungere med relativt høy ; hastighet, og tidsinnstillingen kan være slik at man oppnår rimelig.nøyaktig justering av det leverte volum. I et spesielt tilfelle benyttes ventilarrangementet til samtidig å fyjlle tredve hulrom i et sjokoladebrett, og stempelet betjenes<1>med en hastighet på 26 ganger pr. minutt mens det mater ilt' nøyaktig det forønskede kvantum sjokolade med riktig trykkfall over åpningene uten på noen måte å forstyrre forutinn-st<!>illingen som er nødvendig for å gi dette nøyaktige trykkfall.

i

Fig. 4 og 5 viser et stort sett lignende arrangement, men her er den faste eller flytende ventilplate 43 montert med sin åpning på én akse, mens den nedre ventilplate 44 er mon-! téirt på et ringformet organ 45 som er roterbart om en akse 46 som er forskjøvet i forhold til aksen 47 gjennom åpningene og ventilplatene 43 og 44. Således vil rotasjon av ringen 45

l i

bevirke rotasjonsforskyvning av åpningene i platene 43 og 44

i jforhold til hverandre, slik det vil fremgå av fig. 5A, 5B og 5C. De skraverte områder 48 og 49 på fig. 5B og 5C viser delvis og fullstendig overlapning av de to åpninger. En stang 4l' med en topp 42 er her også anordnet som på fig. 1, 2 og 3.

Fig. 6 viser en ytterligere modifikasjon. Konstruksjonen av mi iidlene for a bevege åpningene i forhold til hverandre kan enten være som vist på fig. 1 til 3 eller som på fig. 4 og 5.

i I

I i

I dette arrangement strekker prodiiktinnløpet 60 seg inn i kammeret 61 som har en nedre endevegg 6 3 i hvilken det er anbragt en fast eller flytende ventilplate 62. Den andre ven-tillplate 64 kan, som angitt ovenfor, beveges ved hjelp av et egnet middel for å utføre forutinnstilling av strømningspas-sasjen gjennom åpningene 62A, 64A i ventilplatene. I denne konstruksjon er det i kammeret 61 anordnet en stang 65, i likhet med plungeren vist på fig. 1-3, som er aksialt innrettet med åpningene gjennom ventilplatene, og den nedre ende av stangen 65 er utformet for å passe til fasongen av konisiteten i i

av åpningen i den øvre ventilplate 62.

I i

i , ; Et hult stempel 66 er aksialt glidbart slik at dets indre

filåte er i glidende kontakt med ytterf laten av stangen 65. Likeledes er en hylse 67 aksialt glidbar med sin indre flate i 'kontakt med ytterflaten av stempelet 66.

I bruk heves stempelet 66 og hylsen 67 når stangen 65 har1 luk-k<i>et åpningene i ventilplatene, slik at et gap 68, 69 tilveie-bringes under hylsen og stempelet. Hylsen 67 senkes deretter sikk at den kommer i kontakt med platen eller endeveggen 63 for således å stenge inne materiale under trykk under stempelet og rundt stangen 65. Deretter heves stangen 65 samtidig med at stempelet 66 senkes, slik at materiale, som fremdeles er under trykk, tvinges ut gjennom åpningene. Volumet som tømmes ut for hver bevegelse kan bestemmes ved egnet oppad-gående bevegelse av stempelet 66. Således kan et nøye utmålt kvantum materiale tømmes ut i hver operasjon. Når det

utmålte kvantum er tømt ut, tvinges stangen 6 5 på nytt brått 'inn i åpningen for å stenge strømmen uten å forstyrre forut- ■

'innstillingen av tverrsnittet av strømningspassas jen, slik at

'funksjon under konstant trykk muliggjøres.

i

i ■

DI ette arrangement vil kun vær. e nødvendig i visse ganske sp'esi-elle omstendigheter hvor materialet som skal tømmes ut må reguleres meget nøyaktig. Under vanlige omstendigheter vil reguleringen som kan oppnås med konstruksjonen på fig. 1-3, være tilstrekkelig.

i

Et ytterligere arrangement er vist på fig. 7, fra hvilken

det vil ses at materialinnløpet 71 fører inn i et kammer 72

hvori det er fast anbragt en første ventilplate 74 som er' montert i en holder forsynt med en rundtgående O-ringtetning' 76. En andre ventilplate 73 er glidbar i forhold til den første plate 74 og i kontakt med denne på dennes oppstrøms side, dvs. nær det indre av kammeret 72. De to plater 73 og 74 er forsynt med konisk avsmalnende åpninger, hhv. 73A og 74A.

Hovedlegemet 75 av ventilarrangementet har et organ 77 som er glidbart i vertikal retning på tegningen. Den vertikale bevegelse av organet bevirkes av et fluidtrykkbetjent stempel-og-sylinderarrangement (ikke vist) . Organet 77 bærer en kam , I 78 hvis horisontale stilling kan justeres ved -hjelp av en'<1>skrue 79 og en mutter 80. Kammen 78 har en rampeflate 81 som samvirker med en følger 81A, som selv bærer en sleide 81B'

som den andre ventilplate 73 er montert på. Returfjæren 82

er| anordnet for å tvinge følgeren 81A mot rampen 81. For å 'forhindre materiale fra å unnslippe fra kammeret 72, er ein O-ringtetning 83 anordnet rundt sleiden 81B. De to første stillinger av ventilen som kan oppnås ved justering, er som vist på fig. 2A og 2B. Fig. 8 viser et arrangement hvor to il åpninger 73A og 74A ikke står i forbindelse med hverandre i det hele tatt. Arrangementet på fig. 2A og 2B kan oppnås ved å jjustere skruen 79 for å bevege rampeflaten 81 på kammen 78 mot venstre i større eller mindre grad. Således kan man oppnå<1>en forutinnstilling av strømningspassasjen gjennom åpningene. Når det er ønskelig å stenge av strømmen, betjenes fluidsylinderen som er forbundet med organet 77, og kammen beveges en egnet distanse for å bevege ventilplaten et lengre stykke for å oppnå det arrangement som er vist på fig. 8, slik at noen strøm ikke lenger kan skje. Dette arrangement sikrer i i

således en brå avkutting av strømmen. Når stempelet og sylin-deren returneres til sin tidligere stilling, vil ventilplat-erie igjen, innta sin tidligere forutinnstilling. li '

Claims (1)

1. I

   jl. Ventilarrangement for bruk ved fremstilling av et oppgasset produkt, hvilket ventilarrangement omfatter et kammer .

   f(ø4r,s6t1e ,7v2e) ntsoim lphlaar te et (2i2n,n62lø,p 74) (5s,o6m 0,d7e1k) koeg r uett luøpteløtp , e(n 6)f, øren ste .I'

   avsmalnende åpning (22A,62A,74A) i den.første plate som pas-,

   ser sammen med utløpet og som konvergerer i retning bort fra• kammeret, en andre ventilplate (25,64,73) som ligger an mot • den første plate side mot side på den side av den første plate som vender bort fra kammeret, en andre avsmalnende åpning (25A,64A,73A) i den andre ventilplate som har sin akse parallell med aksen av den første avsmalnende åpning og som konvergerer mot kammeret for med den første avsmalnende åpning å danne en skarpkantet utløpsstrømningspassasje fra ki ammeret, og en forutinnstillbar regulering (26,. 27,45,79,' 80);

   for justering av den relative stilling mellom nevnte første og andre plater i et plan på tvers av åpningenes akse, hvor- ,

   ve'd arealet av utløpsstrømningspassas jen kan f orutinnstilles,

   k" 'arakterisert ved at arrangementet er forsynt med midler (7,19,30,41,42,65,77,81) for brått å lukke strøm-ningspassas jen gjennom åpningene uten å endre forutinnstilling-enl av nevnte regulering og således strømningspassas jen.

   2. Ventilarrangement ifølge krav 1, karakterisert ved at midlene for brå lukning av strømningspas-

   sasjen gjennom åpningene omfatter en stang (16,30,41,42,65) i som er innsettbar i åpningen (22A,62A) i én av ventilplatene

   (2;2,62).

   i3. Ventilarrangement ifølge krav 2, karakterisert ved at stangen er bevegelig langs aksen av åpningen i den første ventilplate på dennes oppstrøms side i forhold til materialstrømmen gjennom strømningspassasjen dannet av åpningene.

   i

   4.i Ventilarrangement ifølge krav 3, karakterisert ved at stangen er bevegelig ved hjelp av midler som omfatter en plunger (16) på hvilken stangen er montert, 'en1 fluidtrykkbetjent stempel-og-sylinderanordning, en død-gangsf orbindelse (13,14,15) mellom plungeren og stempel-og-sylinderanordningen, og en fjær (18) i forbindelse med død-gangsf orbindelsen som virker til å tvinge plungeren mot den jførste ventilplate, idet fjæren er trykket sammen når stangen <!> er i kontakt med den første ventilplate.

   i 5. Ventilarrangement ifølge krav 2, 3 eller 4, ka-ri akterisert ved at den andre plate er justerbar ved hjelp av et gjenget organ (27) som samvirker med den andre ventilplate, idet rotasjon av det gjengede organ bevirker bevegelse av den andre ventilplate.

   j6.. Ventilarrangement ifølge krav 2, 3 eller 4, ka-.

   rakterisert ved at den andre ventilplate er' justerbar ved hjelp av en ring (4 5) som er roterbar i forhold til den første ventilplate, og hvor den andre ventilplate |(44) er montert på ringen, idet aksen (47) av åpningen i den andre ventilplate er forskjøvet i forhold til rotasjonsaksen j(4'6) for ringen, hvorved rotasjon av ringen bevirker relativ rju'stering mellom åpningene i ventilplatene.

   |7.1 iVentilarrangement ifølge et hvilket som helst av kravene 2-6, karakterisert ved et hult,

   i i

   aksialt bevegelig stempel som er i glidende kontakt med ytterflaten av stangen (65), en aksialt bevegelig hylse (67) som er i glidende kontakt med ytterflaten av stempelet,

   bg midler for å bevege stempelet og hylsen slik at stempelet og hylsen først kan beveges til en stilling som tillater ma'teriale å strømme mellom den første ventilplate og stempel-fetj og hylsen, hvoretter hylsen kan. beveges aksialt til kontakt med den første ventilplate for å stenge inne et kvantum materiale, hvorpå stangen kan beveges bort fra åpningen og stempelet beveges mot åpningen i den første ventilplate for å i i|støte ut et utmålt kvantum materiale under trykk gjennom åpningen.

   i 8. Ventilarrangement ifølge et hvilket som helst av de■ i foregående krav, karakterisert ved at den første ventilplate (22,62) står i forbindelse med kammeret og befinner seg i direkte kontakt med den andre ventilplate I(25,64), idet den forutinnstillbare regulering (26,27,45) muliggjør forutinnstilling av den andre ventilplate, og hvor de'n første ventilplate er montert i kammeret slik at den er bevegelig av fluidtrykk i kammeret til kontakt med den andre :

   ve'ntilplate.

   9. Ventilarrangement ifølge krav 1, karakteri-! sert ved at midlene for brå lukking av strømningspas-sasjen gjennom åpningene, omfatter midler (77-81) for å bevege den andre ventilplate (73) en tilstrekkelig distanse til fullstendig å lukke åpningene (73A,74A).

   lu'. Ventilarrangement ifølge krav 9, .karakteri-;

   s Je r t ved at midlene for å bevege den andre ventilplate omfatter en sleide (81A,81B) som er bevegelig frem og tilbake,

   på hvilken sleide den andre ventilplate er montert, og en fiuidtrykkbetjent mekanisme (77,78,81) for å bevege sleiden..