RO129629A2 - Dispozitiv şi sistem de amestecare pentru lichide miscibile - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un dispozitiv şi la un sistem de amestecare pentru lichide miscibile, în special sucuri naturale sau vin. Dispozitivul conform invenţiei include un înveliş exterior şi un număr de elemente cilindrice interioare, minimum două, dispuse într-o formă geometrică regulată, având orificii practicate ordonat într-o succesiune, cu capetele astupate, fiecare set de orificii fiind însoţit la o anumită distanţă de un ecran circular corespunzător configuraţiei, prevăzut cu o fantă, ce se constituie într-o serie de obstacole pentru schimbarea sensului curgerii, formând astfel, împreună, un ansamblu comun.

Description

Dispozitiv si sistem de amestecare pentru lichide miscibile

Piața băuturilor răcoritoare, a vinurilor dar in special cea a sucurilor naturale prezintă pe langa produsele de o singura varietate, sau cu o singura aroma si cupaje sau amestecuri de mai multe substanțe lichide, care sunt miscibile in anumite proporții. Sunt binecunoscute amestecurile de sucurile naturale din morcovi, mere, pere, zmeura etc.

In ultima perioada de timp, pentru a satisface cerințele clientilor cu privire la noi tipuri de amestecuri de sucuri, sau cupaje de vinuri, producătorii de astfel de băuturi si furnizorii de echipamente din domeniul alimentar fac eforturi intense pentru dezvoltarea de noi tipuri de instalații automatizate de amestecare si de control al amestecării. Se dorește miniaturizarea si eficientizarea acelora deja existente, scăderea consumurilor specifice tehnologice ale acestora, menținerea stării de conservare a lichidelor constituente pana in momentul efectuării amestecului in vederea împachetării si imbutelierii pentru livrarea spre piața precum si gasirea de noi modele, soluții si metode analitice performante pentru masurarea, efectuarea rapida, in proporțiile reglabile si controlul amestecului ce se dorește a fi realizat.

Prezenta invenție vine în sprijinul acestui deziderat, rezolvând problema măsurării si controlului debitelor de componente lichide ce urmeaza a fi amestecate precum si a plajelor rapoartelor procentuale in care aceste amestecuri se pot realiza.

Principiul de funcționare al acestui dispozitiv si sistem de amestecare se bazeaza pe masurarea, controlul si forțarea curgerii componentelor viitorului amestec printr-un dispozitiv ce constituie subiectul prezentei invenții.

Prin injectarea continua a uneia dintre componente in cealalta printr-o succesiune de orificii practicate in pereții elementului interior al amestecatorului si determinarea trecerii fortate progresive a amestecului astfel format printr-o succesiune de elemente cu forma aproximativ circulara, prevăzute cu fante dispuse succesiv, in opoziție, ce au rol in determinarea schimbării sensului curgerii, se realizează amestecul dorit. In Figura 1 este reprezentata o secțiune prin interiorul amestecatorului.

In Figura 2 se prezintă schema instalației de automatizare aferenta sistemului de amestecare ce constituie subiectul prezentei cereri de brevet, in care s-au notat cu TK1 si TK2 vasele tampon in care se pastreaza componentele amestecului ce urmeaza a fi realizat, LT1 si LT2 elementele de măsurare a nivelului de lichid din vasele tampon, PI si P2 pompele de vehiculat componentele amestecului, VFD1 si VFD2 convertizoarek alimentează motoarele pompelor, Q1 si Q2 debitmetrele masice, QIC-1 si

^5 0,13.- 0 0 0 2 9 1 1 -iii- 2013 electronice de control, regulatoare, iar cu FV-1 si FV-2 elementele de reglare a debitului, robinete.

Pentru a realiza amestecul in proporțiile dorite, fara a exista riscul ca una dintre componente sa se epuizeze, sistemul de automatizare aferent este prevăzut cu o măsurătoare de nivel in fiecare dintre vasele tampon, in care se afla componentele primare ale amestecului. Aceste componente primare lichide sunt trimise spre amestecator cu ajutorul unor pompe care forteaza curgerea si care asigura presiunea necesara sistemului. Masuratoarea de nivel de lichid din interiorul vaselor tampon, prin intermediul elementelor de automatizare, valideaza funcționarea pompelor in sensul ca aceasta este permisa numai intre anumite limite, minima si maxima, alese de către operator astfel incat niciuna dintre pompe sa nu funcționeze in gol la nici un moment pe întreaga durata de realizare a amestecului.

Acționarea si determinarea regimului de funcționare al pompelor, al vitezelor lor si implicit al debitului acestora se face cu ajutorul unor convertizoare de frecventa prin intermediul carora se alimentează motoarele electrice de acționare a pompelor. Debitul este masurat cu ajutorul unor traductoare masice, de preferința de tip Coriolis si este controlat in mod direct cu ajutorul unor elemente regulatoare de debit, ce actioneaza asupra unor elemente de execuție, din categoria robinetelor de reglare. Configurația si modul de legare a elementelor de automatizare este prezentata in Figura 3. Elementele de execuție, robinetele de reglare, pot fi acționate atat electric cat si pneumatic, configurația de acționare putând fi aleasa in funcție de elementele specifice aflate la dispoziția utilizatorului.

Dimensionarea elementelor de execuție, a pârtilor componente ale acestora împreuna cu tipul de caracteristica de reglaj este prezentata in literatura de specialitate [4] si se poate face, intr-un mod simplificat, utilizând relația

(1) unde Δρ_Γ este pierderea remanenta de presiune datorata trecerii lichidului printre elementele constitutive ale robinetului de reglare, p densitatea lichidului, iar ky coeficientul de curgere.

Valoarea căderii de presiune se calculează după formula

ν 3, -D 0029-¹

Prin stabilirea uneia dintre componentele amestecului drept componenta principala si alegerea raportului de amestecare al acestor componente se determina constantele specifice constructive ale elementului de control si parametrii caracteristici ai buclei de reglare a debitului.

Principiul de măsură al debitelor de fluide se bazeaza pe o configurație de bucla de reglare de debit in cascada (Figura 3) unde unul dintre elementele de control se constituie drept elementul (componenta) ”master” iar celalalt drept componenta slave” a cărei valoare este dictata implici de către componeta mașter si de către raportul de amestecare. Raportul dintre componenta mașter si cea slave este impus de către operatorul uman, prin stabilirea si introducerea acestor valori in secvența de program si prin dimensionarea elementelor hidraulice ale celor doua bucle de reglare legale in cascada.

Literatura de specialitate împreuna cu bazele de date [2-4] prezintă o diversitate de metode de amestecare a unor debitelor de lichide, de la metode de amestecare generale [5,6] aplicabile tuturor fluidelor pana la metode specifice unor fluide cu caracteristici mai speciale.

Sunt prezentate metode si aparate de amestecare și distribuire a lichidelor ce utilizează o serie de module care sunt alimentate simultan cu un număr de lichide miscibile la niște debite volumetrice predeterminate ce sunt trimise către dispozitive adecvate pentru a fi amestecate si pentru a forma loturi din acele amestecuri de lichide, cum ar fi de exemplu emulsiile fotografice, in care lichidele componente sunt intr-un raport volumetric predeterminat. Pe măsură ce este format amestecul este trimis intr-o conducta conectata la un sistem de distribuție pentru utilizarea ulterioara, fie o imbuteliere tipica fie o eventuala dispersie pe o suprafața in vederea unei acoperiri de protecție sau de curatare.

Prezenta invenție descrie un dispozitiv si sistem de amestecare fluide miscibile, bazat pe injecția unui curent de fluid in altul, in mod continuu, si mișcarea amestecului astfel format progresiv printr-un sistem de amestecare, conform cu Figura 1.

Un pas esențial in realizarea amestecului consta in constrângerea curgerii acestuia printre un număr de șicane de forma aproape cilindrica, ce sunt urmate de orificii de injecție a uneia dintre componente astfel incat injecția sa se faca progresiv, profilul de curgere sa fie aproape identic, iar amestecul format sa fie uniform distribuit la ieșirea dintre armaturile șicane.

Problema pe care o rezolva prezenta invenție o constituie masurarea si controlul

c <\-1 0 1 3.- 0 0 0 2 9 -^{1 1} -«I- 2DI3

Situația la ora actuala, in industria de profil, consta din amestecarea unor volume, proces ce nu se poate realiza in flux continuu, prin turnarea unui lichid peste altul. In aceasta configurație imbutelierea produsului rezultat se face dintr-un al treilea vas in care s-a realizat amestecul. La o următoare șarja nu poate fi garantata aceeași proporție a amestecului si in plus acesta trebuieste agitat pentru a se asigura o omogenitate constanta.

BIBLIOGRAFIE [1] V. Marinoiu, I. Poschina, M. Stoica, Robinete de reglare, Editura tehnica, București,

1980.

[2] US Patent 5083872 [3] US Patent 6517232 [4] US Patent 3973759 [5] US Patent 4571092 [6] US Patent 6036357

Claims (2)

1. REVENDICĂRI:

   1. Dispozitiv si sistem de amestecare pentru lichide miscibile, in special sucuri naturale sau vin caracterizat prin aceea ca include un înveliș exterior si un număr de elemente cilindrice interioare, minim doua, acestea fiind dispuse intr-o forma geometrica regulata, avand orificii practicate ordonat intr-o succesiune, cu capetele astupate, fiecare set de orificii fiind insotit la o anumita distanta de un ecran circular corespunzător configurației prevăzut cu o fanta ce se constituie intr-o serie de obstacole pentru schimbarea sensului curgerii astfel formând împreuna un ansamblu comun.
2. 2. Dispozitiv si sistem de amestecare pentru lichide miscibile, in special sucuri naturale sau vin caracterizat prin aceea ca include un număr de ansambluri individuale, prezentate si alcătuite conform cu punctul 1, care sunt ordonate si conectate intr-o succesiune si care împreuna cu sistemul de automatizare aferent, necesar realizării amestecurilor multicomponente, se constituie intr-un tot unitar.