SE1001213A1 - Homogeniseringsventil - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en homogeniseringsventil (1) som innefattar två eller fleratrycksatta, rörliga ventilkäglor (5), två eller flera ventilsåten (6) och ett ventilhus (2) somomger ventilkäglorna (5) och ventilsätena (6). Ventilkäglorna (5) och ventilsätena (6) årså anordnade att dem emellan uppstår förträngningar, vilka utgörhomogeniseringsspalter, vilka har en spalthöjd h. Mellan vardera en ventilkägla (5) ochvardera ett ventilsäte (6) uppstå två stycken homogeniseringsspalter, varav enhomogeniseringsspalt (7) är radiellt anordnad och en homogeniseringsspalt (8) år axielltanordnad. Homogeniseringsventilen (1) är avsedd att användas i befintligahomogenisatorer och är speciellt framtagen för att kunna få en effektiv homogeniseringför vätskor vilka processas vid ett lägre tryck och med ett stort flöde, som t.ex.pastöriserad mjölk. Publiceringsfigur: Fig. 3

Description

10 15 20 25 30 35 fungerande homogeniseringsventiler, inte alltid fungerar så bra i praktiken. Ju större trycksatt yta man får desto större krafter uppstår och desto större måste homogeniseringsventilen bli. Samtidigt med detta stiger kostnaderna för en sådan homogeniseringsventil flerfaldigt.

Ett annat sätt att lösa problemet är att parallellkoppla ett antal homogeniseringsspalter, såsom visas i den europeiska patentskriften EP 034 675. På så sätt erhåller man en förlängning av spaltlängden och därmed en minskning av spalthöjden. Denna typ av homogeniseringsventil med parallellkopplade homogeniseringsspalter har emellertid en i det närmaste fixerad spalthöjd. Den tillåter endast ett flöde och ett homogeniseringstryck utan ombyggnad. Den har också nackdelen av att slitas på ett ojämnt och okontrollerbart sätt, vilket menligt påverkar homogeniseringsresultatet.

Den svenska patentansökan SE 531 925 uppvisar hur flera parallellkopplade homogeniseringsspalter kan anordnas genom att en gängad stång är centralt placerad i ventilhuset och att ventilkäglorna kan regleras tillsammans med den gängade stången.

Denna homogeniseringsventil kan regleras för olika flöden.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att erhålla en homogeniseringsventil som har stora möjligheter att regleras i spaltlängd samtidigt som man får en lägre spalthöjd. Homogeniseringsspalten har liten spalthöjd vid hög kapacitet och ett lågt homogeniseringstryck.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att spalthöjden kan regleras då tryck och flöde varierar.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att genom att homogeniseringsventilen är kortare blir den billigare att tillverka Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att homogeniseringsventilen skall medge en effektiv diskning och i övrigt uppfylla livsmedelshanteringens högt ställda krav.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att homogeniseringsventilen av den inledningsvis beskrivna typen, getts kännetecknen av att mellan vardera ett ventilsäte och en ventilkägla uppstår en radiellt anordnad homogeniseringsspalt och en axiellt anordnad homogeniseringsspalt.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgående kännetecknen.

En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar av vilka: Fig. 1 visaren perspektlvritning av anordningen Fig. 2 visar en delvis uppskuren perspektlvritning av anordningen Fig. 3 visar, delvis i sektion, en sidovy av anordningen vid produktion Fig. 4 visar, delvis i sektion, en sidovy av anordningen vid disk 10 15 20 25 30 35 Fig. 5 visar, delvis i sektion, en förstorad detalj A av Fig. 3 Fig. 6 visar, delvis i sektion, en förstorad detalj B av Fig. 4.

Ritningarna visar endast de för förståelsen av uppfinningen väsentliga detaljerna och homogeniseringsventilens placering i homogenisatorn, vilken är välkänd för fackmannen, är utelämnad.

En homogeniseringsventil 1 enligt uppfinningen, såsom den visas i Fig. 1-3 består huvudsakligen av ett ventilhus 2 med ett inlopp 3 och ett utlopp 4 för den vätska som skall homogeniseras, samt flera ventilkäglor 5 och flera ventilsäten 6.

Ventilkäglorna 5 och ventilsätena 6 är så anordnade att det dem emellan uppstår förträngningar, homogeniseringsspalter. Mellan varje ventilsäte 6 och varje ventilkägla 5 uppstår två stycken homogeniseringsspalter, en radiellt anordnad homogeniseringsspalt 7 och en axiellt anordnad homogeniseringsspalt 8.

Genom att tätningarna, o-ringarna, som tätat mellan ventilkäglorna 5 och ventilsätena 6 har tagits bort så får man ytterligare vardera en homogeniseringsspalt 7, 8 per ventilsäte 6 och ventilkägla 5. Dock måste den nedre o-ringen 9 finnas kvar för att täta av mot ventilhuset.

Genom att o-ringarna tagits bort i stor utsträckning, så får man fler homogeniseringsspalter 7, 8 per ventilkägla 5 och ventilsäte 6. Således kan homogeniseringsventilen 1 göra mycket kortare och en homogeniseringsventil 1 som tidigare hade en kapacitet på sex homogeniseringsspalter erfordrade sex ventilkäglor 5 och sex ventilsäten 6, medan den i sitt nya utförande endast erfordrar fyra ventilkäglor 5 och fyra ventilsäten 6 vilket ger en motsvarande kapacitet på sju homogeniseringsspalter 7, 8. ventilsätena 6 i den föredragna utföringsformen är rotationssymmetriska och har öppningar 10 som tillåter den vätska som skall homogeniseras att passera. Ventilsätena 6 är placerade ovanpå varandra och de är fastsatta mot ventilhuset 2.

Ventilkäglorna 5, också de rotationssymmetriska, har mot homogeniseringsventilens 1 centrum en gängad yta 11. I centrum av homogeniseringsventilen 1 är anordnad en gängad stång 12, vars gängor formbundet ingriper i de gängade ytorna 11 på ventilkäglorna 5. De sammangängade partierna är medelst hygieniska tätningar 13, av typen o-ringar, avtätade mot den produkt som passerar ventilkäglorna 5.

Ventilkäglorna 5, sammanskruvade med den gängade stången 12, är tryckbelastade, vanligen genom en hydraulisk eller pneumatisk kolv 14, men kan i enklare utföranden tryckbelastas med en ställskruv, som verkar via en fjäder.

Ventilkäglorna 5 är också rörliga, t.ex. genom oljan i cylindern, för att kunna ta upp de snabba flödesvariationer som uppstår i den vätska som skall homogeniseras.

Elasticiteten är nödvändig för att klara de hos kolvpumpar naturligt förekommande flödesvariationerna. 10 15 20 25 30 35 Ventilkäglorna 5 och den gängade stången 12, är så placerad i ventilhuset 2 att det mellan ventilkäglornas 5 radiella ytor 15 och ventilsätenas 6 radiella ytor 16 uppstår radiella homogeniseríngsspalter 7 med en höjd h. Höjden h på homogeniseringsspalten 7 kan varieras med ett varierat tryck och flöde, genom att Ventilkäglorna 5 flyttas närmare eller längre ifrån ventilsätena 6. Genom att Ventilkäglorna 5 är gängade på den gängade stången 10 kan man få exakt samma höjd h på samtliga radiella homogeniseríngsspalter 7 i homogeniseringsventilen 1.

Mellan ventilkäglornas 5 axiella ytor 17 och ventilsätenas 6 axiella ytor 18 uppstår också homogeniseríngsspalter 8. Dessa axiella homogeniseríngsspalter 8 är dock fasta och kan inte regleras genom den gängade stången 12 I homogeniseringsventilens 1 ventilhus 2 är anordnat ett antal ventilkäglor 5 och ett antal ventilsäten 6. I Fig. 1-3 visas fyra stycken ventilkäglor 5 och fyra stycken ventilsäten 6. Därigenom får man sju stycken homogeniseríngsspalter, fyra stycken radiella och tre stycken axiella 8. En homogeniseringsventil 1 enligt uppfinningen kan innehålla både fler och färre ventilkäglor 5 och ventilsäten 6, beroende på önskad kapacitet och applikation. Genom att tillverka ventilhuset 2 i delar kan man på ett enkelt sätt bygga samman fler eller färre ventilkäglor 5 respektive ventilsäten 6.

Den vätska, vanligen mjölk, som skall homogeniseras leds in i homogenisatorn där den trycksättes till ca 10-25 Mpa. Mjölken har normalt en fetthalt på 0,5-3,5% och en temperatur på 55-80°C.

Vätskan leds in genom inloppet 3 och passerar genom de hål 19 som finns i ventilkäglorna 5. Därefter passerar vätskan genom någon av de olika homogeniseringsspalterna 7, 8, där homogeniseringen sker. Vätskan passerar därefter ut genom hålen 10 i ventilsätena, varefter vätskan samlas upp i kanalerna 20. Eftersom vätskan alltid strävar efter att ta den enklaste vägen, får man en förhållandevis jämn fördelning av vätska genom de olika homogeniseringsspalterna 7, 8. Efter homogeniseringen, passerar vätskan ut ur homogeniseringsventilen 1, genom utloppet 4.

Spalthöjden h är normalt 50-200um. I passagen får man ett mycket snabbt tryckfall ner mot 0 Mpa, samtidigt som vätskans hastighet ökar, vilket leder till att vätskan börjar koka. Då vätskan lämnar homogeniseringsspalterna 7, 8, minskar hastigheten och trycket stiger åter. Vätskan slutar att koka och ångbubblorna i vätskan imploderar. Hela förloppet sker under loppet av några få bråkdelar av en sekund och i den våldsamma processen där den höga hastigheten ger upphov till turbulens och kavitation, kommer de fettpartiklar som finns i vätskan att splittras till mindre partiklar.

Genom att man erhåller en jämn fördelning av vätskan mellan de olika homogeniseringsspalterna 7, 8, får man ett mycket bra utnyttjande av den ökade spaltlängden och en homogenisator med en homogeniseringsventil 1 enligt uppfinningen kan klara flera gånger så stort flöde som en konventionell 10 15 20 25 homogeniseringsventil. Samtidigt är homogeniseringsventilen reglerbar för variationer i produktflödet, genom att kolven kan förflytta ventilkäglorna 5 i förhållande till ventilsätena 6 och därigenom få olika höjd h på de radiella homogeniseringsspalterna 7.

Genom att ventilkäglorna 5 är gängade på den gängade stången 12 har alla de radiella homogeniseringsspalterna 7 samma spalthöjd h. Samtliga ventilkäglor 5 samt den gängade stången 12 regleras som en enhet, så att alla de radiella homogeniseringsspalterna 7 alltid har samma spalthöjd h.

I Fig. 4 och 6 visas homogeniseringsventilen 1 i sitt diskläge. Trycket på ventilkäglorna 5 har lossats genom att den pneumatiska eller hydrauliska kolven släpper och då medger öppningar 21, 22 där homogeniseringsspalterna 7, 8 normalt finns.

Genom dessa öppningar 21, 22 kan diskvätska obehindrat passerar och samtliga delar av homogeniseringsventilen som kommeri kontakt med produkten kan diskas på ett effektivt sätt.

Som framgått av ovanstående beskrivning åstadkommes med föreliggande uppfinning en homogeniseringsventil som kan användas för inbyggnad i befintliga homogenisatorer, men som kan klara ett flera gånger så stort flöde än en motsvarande, konventionell homogeniseringsventil. Samtidigt kan homogeniseringsventilen regleras för momentana variationer i tryck och flöde. Genom att homogeniseringsventilen kan regleras uppvisar den också bättre egenskaper gentemot slitage än tidigare kända homogeniseringsventiler. Homogeniseringsventilens längd och utformning gör också att den är förhållandevis billig att tillverka.

Claims (4)

10 15 20 25 PATE NTKRAV

1. Homogeniseringsventil (1) innefattande två eller flera trycksatta, rörliga ventilkäglor (5), två eller flera ventilsäten (6) samt ett, ventilkäglorna (5) och ventilsätena (6) omgivande ventilhus (2), nämnda ventilkäglor (5) och nämnda ventilsäten (6) är så anordnade, att dem emellan uppstår en förträngning, utgörande två eller flera homogeniseringsspalter (7) samt att ventilkäglorna (5) är skruvade på en i ventilhuset centralt anordnad, gängad stång och att ventilkäglorna är så anordnade att de regleras tillsammans med den gängade stången, kännetecknad därav att mellan vardera ett ventilsäte och en ventilkägla uppstår en radiellt anordnad homogeniseringsspalt och en axiellt anordnad homogeniseringsspalt.

2. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att ventilkäglor (5) och ventilsäten (6) är rotationssymmetriska.

3. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att ventilkäglorna (5) är så anordnade att de regleras tillsammans med den gängade stången (10), medelst en kolv (11), så att samtliga radiella homogeniseringsspalter (7) alltid har samma spalthöjd h.

4. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att ventilsätena (6) är fastsatta mot ventilhuset (2).