SE509103C2 - Homogeniseringsventil - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 f; 5 0 9 1 0 3 homogeniseringsventilen bli. Samtidigt med detta stiger kostnaderna för en sådan homogeniseringsventil flerfaldigt.

"Ett annat sätt att lösa problemet är att parallellkoppla ett antal homogeniseringsspalter och 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 har också nackdelen av att slitas på ett ojämnt och okontrollerbart sätt, vilket menligt påverkar homogeniseringsresultatet.

Den svenska patentansökan SE 9600792-7 uppvisar ytterligare en annan lösning på hur spaltlängden kan förlängas, genom att homengeniseringsspalten har getts ett vágformigt mönster utmed den radiella förträngningen.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att erhàlla en homogeniseringsventil med en spalthöjd på homogeniseringsspalten som är lägre, men som kan varieras, då tryck och flöde varierar, Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att utforma ett ventilsäte som kan användas i befintliga homogeniseringsventiler av standardtyp men som har en avsevärt längre spaltlängd och därmed kan användas för mycket större flöden, utan de större kostnader som en betydligt större homogeniseringsventil skulle innebära.

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 homogeniseringsspalten är koncentriskt anordnad utmed förträngningen.

Föredragna utförlngsformer 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 visar, delvis i sektion, en sidovy av anordningen Fig. 2 visar, delvis i sektion, en förstorad detalj A av Fig. 1 Fig. 3 visar en planvy av en del av ventilkäglan F ig. 4 visar en planvy av ventilsätet.

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 består huvudsakligen av ventilhus 2 med ett inlopp 3 och ett utlopp 4 för den vätska som skall homogeniser, samt en ventilkägla 5 och ett ventilsäte 6. Ventilkäglan 5 och 10 15 20 25 30 35 01 509 105 ventilsätet 6 är så anordnade att det dem emellan uppstår en förträngning, en homogeniseringsspalt 7. ventilsätet 6 i den föredragna utföringsformen är rotationssymmetriskt och har en central genomloppskanal 8 för den vätska som skall homogeniseras, utgörande en förlängning av homogeniseringsventilens 1 inlopp 3. Ventilsätet 6 är från ett mittplan 9, så utformat att det är lika på båda sidor om mittplanet 9 och det är således vändbart i ventilhuset 2, vilket innebär en fördubblad livslängd för ventilsätet 6. Ytterst mot sin periferi är ventilsätet 6 försett med en krage 10, vilken har samma funktion som förslitningsringen på konventionella homogeniseringsventiler och som därmed ersätter denna del.

Innanför kragen 10 har ventilsätet 6, 2-5 stycken upphöjningar 11. Dessa upphöjningar 11 utgör homogeniseringsspaltens 7 ena begränsning. Upphöjningarna 11, är som visas i Fig. 4, koncentriskt anordnade runt genomloppskanalen 8 och är i den föredragna utföringsformen tre stycken. Upphöjningarna 11 är så anordnade att upphöjningen 11a, närmast kragen 10 är placerad på en del 12 av ventilsätet som helt och hållet sammanhänger med kragen 10. Upphöjningarna 11b och 11c är placerade på en del 13 som endast med smala förbindningsbryggor 14, sammanhänger med delen 12. Mellan delarna 12 och 13 får man på så vis kanaler 15 för en del av den vätska som skall homogeniseras.

Upphöjningarna 11 kan utföras som i den föredragna utföringsformen och såsom visas i detaljbilden i Fig. 2, med ett litet övre plan vilket är vinklat mot omgivande yta.

Alternativt kan upphöjningarna 11 utföras med ett bredare övre plan och med raka avgränsningar mot omgivande yta.

Ventilkäglan 5, också den rotationssymmetrisk, är tryckbelastad, vanligen genom en hydraulisk eller pneumatisk kolv 26, men kan i enklare utföranden tryckbelastas med en ställskruv, som verkar via en fjäder. Ventilkäglan 5 är också rörlig, 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.

I Ventilkäglan 5 är så placerad i ventilhuset 2 att det mellan ventilkäglan 5 och ventilsätets 6 upphöjningar 11, uppstår koncentriskt anordnade homogeniseringsspalter 7, med en höjd h. Den mot ventilsätet 6 vända sidan av ventilkäglan 5 utgör den andra begränsningen av homogeniseringsspalten 7. Höjden h på homogeniseringsspalten 7 kan varieras med ett varierat tryck och flöde, genom att ventilkäglan 5 flyttas närmare eller längre ifrån ventilsätet 6. Ventilsätet 6 i den föredragna utföringsformen har tre stycken koncentriskt anordnade homogeniseringsspalter 7.

Ventilkäglan 5 i den föredragna utföringsformen är så utformad att den nedre, mot ventilsätet 6 vända delen utgöres av en separat enhet 16, vilken del är fastsatt på 10 15 20 25 509 los en central del 17 av ventilkäglan 5. Delen 16 kan t.ex. såsom visas i Fig. 1, vara fastsatt medelst en skruv 18. Delen 16 är från ett mittplan 19, så utformad att den är lika på båda sidor om mittplanet 19 och den är således vändbar, vilket innebär en fördubblad livslängd för ventilkäglans 5 del 16.

Ventilkäglans 5 del 16, är som visas i Fig. 3, utformad så att den har en hel, central del 20 samt en denna del 20 koncentriskt omgivande del 21, sammanhängande med den centrala delen 20, endast med smala förbindningsbryggor 22. Mellan delarna 20 och 21 uppstår på så vis kanaler 23 för den vätska som har homogeniserats.

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 såsom visas med pilar i Fig. 2, då den nàr ventilsätet 6 fördelas vätskan, dels i genomloppskanalen 8, dels i kanalerna 15.

Därefter passerar vätskan någon av de tre homogeniseringsspalterna 7, där homogeniseringen sker och vätskan fördelar sig därefter, dels genom kanalerna 23 och dels genom en mellan ventilkägla 5 och ventilsätets 6 krage 10, bildas kanal 24.

Eftersom vätskan alltid strävar efter att ta den enklaste vägen, får man en förhållandevis jämn fördelning av vätska genom de tre homogeniseringsspalterna 7.

Efter homogeniseringen, passerar vätskan ut ur homogeniseringsventilen 1, genom utloppet 4.

Spalthöjden h är normalt 50-200pm. I passagen får man ett mycket snabbt tryckfall ner mot O Mpa, samtidigt som vätskans hastighet ökar, vilket leder till att vätskan börjar koka. Då vätskan lämnar spalten 7, minskar hastigheten och trycket stiger åter. Vätskan slutar att koka och ångbubblorna i vätskan imploderar. Hela förloppet sker under loppet av några få brákdelar 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 tre homogeniseringsspalterna 7 och att vätskan gär vinkelrätt över spalten 7, får man ett mycket bra utnyttjande av den ökade spaltlängden och en homogenisator med en homogeniseringsventil 1 enligt uppfinningen kan klara ca 3 gånger så stort flöde som en konventionell homogeniseringsventil. För att klara samma flöde i en konventionell homogeniseringsventil skulle denna behöva skalas upp ca 9 gånger, beträffande vikt och volym och kostnaden för en sådan homogeniseringsventil skulle bli mer än 10 gånger större.

Genom att ventilsätet 6 och ventilkäglans 5 del 16 har hygieniska tätningar 25 mot ventilhus 2 respektive mot delen 17 får man en hygienisk homogeniseringsventil 1 som uppfyller livsmedelsindustrin krav och som kan diskas med konventionell utrustning.

Un 509 103 Som framgått av ovanstående beskrivning àstadkommes med föreliggande uppfinning en homogeniseringsventil 1 som kan användas för inbyggnad i befintliga homogenisatorer, men som kan klara ett ca 3 gånger så stort flöde än en motsvarande konventionell homogeniseringsventil. I

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 03 509 los PATENTKRAV

1. Homogeniseringsventil ( 1) innefattande en trycksatt, rörlig ventilkägla (5), ett ventilsäte (6) samt ett käglan (5) och sätet (6) omgivande ventilhus (2), nämnda kägla (5) och nämnda säte (6) är så anordnade, att dem emellan uppstår en förträngning, utgörande en homogeniseringsspalt (7), kännetecknad därav att homogeniseringsspalten (7) är koncentriskt anordnad utmed förträngningen.

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

3. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med något av ovanstående patentkrav, kännetecknad därav att homogeniseringsspalten (7) är radiellt anordnad

4. Homogeniseringsventil (1 ) i enlighet med patentkravet 3 kännetecknad därav att homogeniseringsspalten (7) utgöres av åtminstone två och företrädesvis tre koncentriska spalter (7).

5. Homogeniseringsventil (1 ) i enlighet med något av ovanstående patentkrav, kännetecknad därav att ventilsätet (6) består av en krage (10), en med kragen (10) sammanhängande del (12) och en del (13) vilken sammanhänger med delen (12) med smala förbindningsbryggor (14), till bildandet av kanaler (15) mellan delarna (12) och (13).

6. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med patentkravet 5, kännetecknad därav att ventilsätets (6) delar (12, 13) har upphöjningar (11), placerade så att en upphöjning (11a) är placerad på delen (12) och att två upphöjningar (1 1 b, 11c) är placerade på delen (13), vilka upphöjningar (11) utgör homogeniseringsspalternas (7) ena begränsning.

7. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med något av ovanstående patentkrav, kännetecknad därav att ventilsätet (6) är från ett mittplan (9), utformat så att det är lika på båda sidor om mittplanet (9). 10 15 _ 509 105

8. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med något av ovanstående patentkrav, kännetecknad därav att ventilkäglan (5) består av en central del (17) och en del (16), vilken del (16) är fastsatt medelst en skruv (18) på den ände av den centrala delen (17) som är vänd mot ventilsätet (6)

9. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med patentkravet 8, kännetecknad därav att ventilkäglans (5) del (16) består av en central del (20) och en, den centrala delen (20), koncentriskt omgivande del (21 ), sammanhängande med den centrala delen (20) med smala förbindningsbryggor (22) till bildandet av kanaler (24) mellan delarna (20) och (21).

10. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med något av patentkraven 8 eller 9, kännetecknad därav att ventilkäglans (5) del (16) är från ett mittplan (19), så utformat att det är lika på båda sidor om mittplanet (19).