MISCHKAMMER MIT PRALLPLATTEN EINES FLÜSSIGKEITSSPENDERS
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsspender, beispielsweise Fruchtsaftspender, mit einer Mischkammer oder auch eine Mischkammer für einen solchen Flüssigkeitsspender. Die Mischkammer weist einen Konzentrateinlass und einen Verdünnungsflüssigkeits-Einlass auf sowie einen Mischungsauslass, wobei weiter in der Mischkammer ein Mischeinsatz vorgesehen ist.
Mit derartigen Flüssigkeitsspender werden Fruchtsäfte etwa bereitet, indem Fruchtsaftkonzentrat mit Wasser gemischt wird. Insbesondere bei Fruchtsäften mit einem hohen Fruchtfleischanteil ist eine sehr gute Vermischung zwischen der Flüssigkeit, d.h. in der Regel Wasser, und dem Fruchtsaftkonzentrat erforderlich.
Bei einer bekannten Mischkammer für einen solchen Flüssigkeitsspender ist der Konzentrateinlass zentral zu der Längsachse des Mischeinsatzes angeordnet und der Wassereinlass rechtwinklig hierzu, unterhalb einer ersten, lediglich bohrungsartige Durchbrüche für das Konzentrat aufweisenden Mischscheibe. Auf dem Weg, den das Konzentrat zu nehmen hat, kann es zu Verstopfungen kommen, insbesondere wenn der Fruchtfleischanteil des Konzentrats hoch ist.
Darüber hinaus und unabhängig von Vorstehendem ist die bekannte Mischkammer auch relativ großbauend ausgebildet und wird auch hinsichtlich der Reinigungsmöglichkeit bzw. des Austausches von Verschleißteilen noch als verbesserungsfähig angesehen.
Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgabe, einen Flüssigkeitsspender bzw. eine Mischkammer für einen Flüssigkeitsspender anzugeben, bei dem bzw. in welcher eine einwandfreie Vermischung auch von Konzentrat mit einem hohen Fruchtfleischanteil möglich ist, dies möglichst auch bei einfachem Aufbau und guter Reinigbarkeit bzw. Austauschbarkeit von Verschleißteilen.
Diese Aufgabe ist zunächst und im Wesentlichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass der Wassereinlass mit einer Einlassrichtung entsprechend einer Längsachse des Mischeinsatzes angeordnet ist und der Konzentrateinlass mit einer Einlassrichtung kreuzend zu der Längsachse des Mischeinsatzes. Der Wassereinlass entspricht damit in seiner Einlassrichtung der Hauptdurchsetzungsrichtung der Mischkammer, während der Konzentrateinlass hierzu im Winkel erfolgt und entsprechend eine Umlenkung des Konzentrats in die Haupterstreckungsrichtung der Mischkammer erfolgen muss. Schon hierdurch lässt sich eine gute Durchmischung und auch Verwirbelung erreichen.
Die Erfindung zeichnet sich darüber hinaus bzw. in einer Alternative auch dadurch aus, dass dem Verdünnungsflüssigkeits-Einlass eine Prallscheibe zugeordnet ist mit einem jedenfalls an dem Durchmesser des Wassereinlasses orientierten Prallscheiben-Durchmesser und einem im Winkel hierzu, seitlich auf die Prallscheibe gerichteten Konzentrateinlass. Dadurch, dass der Verdünnungsflüssigkeits-Einlass, der in der Regel unter Druck stehendes Wasser, etwa mit einem Überdruck von einem halben bis eineinhalb Bar, vorzugsweise etwa ein Bar, liefert, auf eine Prallscheibe trifft, die keinen in Relation zu dem Einlass vernachlässigbar kleineren Durchmesser aufweist, ergibt sich eine starke Umlenkung und Verwirbelung des Wassers und damit Vermischung mit dem Konzentrat, das im Winkel hierzu und seitlich auf die Prallscheibe gerichtet in die Mischkammer eingebracht wird.
In der Regel wird nicht nur das Wasser in die Mischkammer unter relativ hohem Druck, wie beschrieben, eingepumpt, sondern wird auch das Konzentrat eingepumpt. Hierbei empfiehlt sich für das Konzentrat beispielsweise eine Lamellen-Schlauchpumpe. Entsprechend wird das Konzentrat mit wesentlich geringerer Strömungsgeschwindigkeit und bevorzugt nahezu ohne Überdruck in die Mischkammer eingebracht. In Fortbildung der beschriebenen Gegenstände, wobei die im Weiteren angeführten, in den Folgeansprüchen aufgeführten Merkmale auch unabhängige Bedeutung haben können, ist zunächst vorgesehen, dass der Mischeinsatz aus einer zentralen Säule besteht, welche einendig die Prallscheibe aufweist und weiter mit gegenüber der Säule radial ausladenden Mischscheiben versehen ist. Der Mischeinsatz kann so ohne weiteres als Kunststoffteil gefertigt werden, wie auch die weiteren Teile der Mischkammer bevorzugt im Kunststoffspritzverfahren hergestellte Teile sind. Auch ist bevorzugt, dass jedenfalls eine der Mischscheiben eine größere radiale Ausladung aufweist als die Prallscheibe. Weiter bevorzugt sind alle Mischscheiben mit einer größeren radialen Ausladung im Vergleich zu der Prallscheibe ausgebildet.
Eine Mischscheibe kann einen kreisförmigen Grundriss mit einer sekantenf örmigen Abtrennung aufweisen. Die sekantenf örmige Abtrennung bildet die Durchströmöffnung in ein weiteres durch zwei Mischscheiben gleichsam jeweils abgetrenntes Abteil. Dadurch, dass die Mischscheiben in Axialrichtung der Säule so angeordnet sind, dass die sekantenartigen Abschnitte abwechselnd gegenüberliegend angeordnet sind, wird das Mischgut gleichsam zickzack-f örmig durch die Mischkammer bewegt. Es ergibt sich aufgrund der beschriebenen Geometrie des Mischeinsatzes ein kaskadenartiger Effekt. In weiterer bevorzugter Gestaltung ist auch vorgesehen, dass eine sekantenartige Abtrennung mit radialem Abstand zu einer zugeordneten
Außenfläche der Säule verläuft. Der kreisförmige, unbeeinflusste Grundriss der Mischscheibe ist also so weit ausgebildet, dass auch auf der die sekantenartige Abtrennung aufweisenden Seite der Mischscheibe noch ein Steg in Bezug auf die Säule verbleibt.
Der Abstand der Mischscheiben untereinander in Axialrichtung der Säule ist bevorzugt jeweils gleich. Hierbei kann ein Abstand zwischen zwei Mischscheiben unterschiedlich von dem Abstand der Parallelscheibe zu der ersten in Längsrichtung des Mischeinsatzes benachbarten Mischscheibe sein. Dieser Abstand ist nämlich bevorzugt wesentlich größer als ein Abstand zwischen zwei Mischscheiben. Während der axiale Abstand der Prallscheibe zu der ersten Mischscheibe an dem Radius der Mischscheibe orientiert sein kann, also dem Radius oder einem beispielsweise einem 10% oder 20% größeren oder kleineren Maß entsprechen kann, ist der Abstand zwischen zwei Mischscheiben in Axialrichtung bevorzugte an die Hälfte oder weniger des Radius einer Mischscheibe orientiert, bevorzugt etwa an einem Drittel oder einem Viertel des Radius der Mischscheibe.
Unabhängig bzw. ergänzend zu der vorstehend beschriebenen Maßlichkeit ist auch bevorzugt, dass der Abstand der Prallscheibe zu der ersten in Axialrichtung folgenden Mischscheibe etwa dem 2- bis 5-fachen eines Abstandes zwischen zwei Mischscheiben entspricht. Auch weiter bevorzugt ist, dass der Abstand etwa dem Dreifachen entspricht.
In weiterer Ausgestaltung ist es auch ein Merkmal des hier beschriebenen Gegenstandes, dass der Mischgutauslass radial gerichtet ist. Dies in Bezug auf eine Längsachse der Mischkammer. Der Mischgutauslass kann im Bereich einer der in Durchsetzungsrichtung der Mischkammer letzten Mischscheibe oder Mischscheiben ausgebildet sein. Der Mischgutauslass kann auch im Bereich von zwei solchen (letzten) Mischscheiben ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass der
Durchmesser des Mischgutauslasses so groß gewählt ist, dass aufgrund des beschriebenen Abstandes zwischen zwei Mischscheiben in Längsrichtung des Mischguteinsatzes in eine Projektion dieses Durchmessers zwei Mischscheiben hineinfallen, d.h. zumindest teilweise von dieser Projektion des Durchmessers überdeckt werden.
Die Mischkammer als solche kann geeigneterweise zylinderförmig ausgebildet sein. Eine Mischscheibe schließt vorteilhafterweise, abgesehen von dem sekantenf örmig abgetrennten Bereich, mit einer Innenwandung der Mischkammer ab. Dies derart, dass sich der Mischeinsatz noch gut in die Mischkammer einsetzen lässt, aber wenig oder gar kein Mischgut über einen Spalt zwischen einer radial äußeren Randkante einer Mischscheibe und der Innenwandung der Mischkammer strömen kann.
Eine Mischkammer der hier beschriebenen Art bzw. ein Mischeinsatz für eine solche Mischkammer kann insgesamt etwa drei bis acht Mischscheiben, in Axialrichtung der Mischkammer hintereinander angeordnet, aufweisen. Bevorzugt sind vier Mischscheiben hintereinander angeordnet.
Der Konzentrateinlass und der Mischgutauslass sind gegenüberliegend ausgebildet.
Die Mischkammer kann endseitig, d.h. auslassseitig, durch einen Verschlussstopfen verschlossen sein. Hierbei ist es besonders bevorzugt, wenn der Verschlussstopfen einen O-Ring aufweist und mit Hilfe des O-Rings in der Mischkammer reibschlussgehaltert ist.
Die Gesamtlänge einer Mischkammer kann etwa dem 1- bis 3-fachen des Durchmessers einer Mischscheibe entsprechen. Bevorzugt entspricht die Länge etwa dem 1,3-fach des genannten Durchmessers.
Nachstehend ist die Erfindung des Weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von vorne eines Flüssigkeitsspenders, der zwei der hier beschriebenen Mischkammern aufweist;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Mischkammer;
Fig.3 eine perspektivische Ansicht des Mischeinsatzes;
Fig.4 eine Seitenansicht des Mischeinsatzes;
Fig. 5 eine Ansicht gemäß Figur 4, jedoch bei einer Verdrehung des Mischeinsatzes um 90° um seine Längsachse;
Fig. 6 eine Draufsicht auf den Mischeinsatz, gesehen in Richtung der Prallscheibe.
Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Figur 1 ein Flüssigkeitsspender 1 mit zwei jeweils einer Mischkammer 2 zugehörenden Mischgutauslässen 3.
In einem oberen Bereich des Flüssigkeitsspenders 1 sind Fächer 4 ausgebildet, in denen Konzentratbeutel 5 aufgenommen sind. Ein Konzentratbeutel 5 ist mittels eines Schlauches 6 mit einem Konzentrateinlass 7 (vgl. auch Figur 2) verbunden. Hierbei durchläuft der Schlauch 6 eine Schlauch-Lamellenpumpe 9, die lediglich angedeutet ist.
Weiter ist der Flüssigkeitsspender 1 in der Regel unmittelbar an eine Wasserversorgung angeschlossen, die unter Druck stehendes Wasser liefert. Es kann eine Druckreduziereinrichtung in dem Flüsigkeitsspender 1 vorgesehen sein, um, wie schon angegeben, den gewünschten Druck von beispielsweise ein Bar einzustellen. Das zulaufende Wasser wird über eine Wasserdüse 8 (vgl. wiederum Figur 2) in die Mischkammer 2 eingegeben.
Die durch die Schlauch-Lamellenpumpe 9 gepumpte Konzentratmenge ist in einem vorbestimmten Verhältnis von der zulaufenden Wassermenge abhängig. Es liegt eine volumetrische Messung vor, der einen Flüssigkeit, wonach die andere Flüssigkeit entsprechend in dem vorbestimmten Verhältnis gepumpt wird bzw. hinsichtlich des Zulaufs eingestellt wird. In der Regel erfolgt eine volumetrische Messung des Wassers.
Die Mischkammer 2 weist im Einzelnen eine Längsachse L auf, die beim Ausführungsbeispiel mit einer Längsachse des Mischeinsatzes 10 zusammenfällt.
Weiter weist die Mischkammer 2 einen als Wassereinlass 11 ausgebildeten Verdünnungsflüssigkeits-Einlass auf, in dem sich beim Ausführungsbeispiel die Wasserdüse 8 befindet. Die Wasserdüse 8 ist lediglich eingesteckt und mittels eines O-Rings 13 in der Bohrung des Wassereinlasses 11 reibschlussgehaltert.
Der Mischeinsatz 10 ist beim Ausführungsbeispiel frei beweglich in der Kammerhöhlung 14 der Mischkammer 2 angeordnet. Durch das unter Druck einströmende Wasser wird der im Betrieb gegen den anderendig die Mischkammer 2 verschließenden Verschlussstopfen 15 gedrückt. Der Verschlussstopfen 15 ist in der Kammerhöhlung 14 auch bevorzugt lediglich durch den O-Ring 16 reibschlussgehaltert. Die Kammerhöhlung 14 und der
Halterungsbereich 12 des Verschlussstopfens 15 sind koaxial und durchmessergleich. Dadurch, dass der Flüssigkeitsspender 1 eine verrastbare Tür aufweist, gegen welche die Mischkammer 2 auch von der Innenseite her anliegen kann, kann auch ein erheblicher Wasserdruck die Mischkammer 2 nicht etwa von der Wasserdüse 8 abstreifen.
Der Mischeinsatz 10, der in den Figuren 3 bis 6 in weiterer Einzelheit dargestellt ist, besteht zunächst aus einer zentralen Säule 17. Einendig der zentralen Säule 17 ist eine Prallscheibe 18 ausgebildet, die beim Einsatz in der Kammerhöhlung 14 dem Wassereinlass 11 zugeordnet ist. Die Prallscheibe 18 weist einen etwas größeren Durchmesser als die Säule 17 auf. Dagegen entspricht der Durchmesser der Prallscheibe 18 weniger als dem Radius einer Mischscheibe 19.
Mit einem axialen Abstand a zu der Prallscheibe 18 sind beim Ausführungsbeispiel hier Mischscheiben 19 auf der Säule 17 angeordnet. Der Abstand a zwischen der Prallscheibe 18 und der ersten folgenden Mischscheibe 19 beträgt etwa das 1 Yz -fache des Durchmessers der Säule 17 bzw. entspricht etwa dem Radius einer Mischscheibe 19.
Eine Mischscheibe 19, wie sich dies insbesondere auch aus der Ansicht gemäß Figur 6 ergibt, weist eine sekantenf örmige Abtrennung 20 auf und ist im Übrigen als Vollscheibe ausgebildet. Die Sekante der sekantenförmigen Abtrennung 20 verläuft mit deutlichem Abstand b zu einer Außenfläche der Säule 17. Dieser Abstand b entspricht etwa einem Viertel des Radius der Mischscheibe 19.
Die radiale Ausladung einer Mischscheibe 19 entspricht dem Radius der Kammerhöhlung 14.
Sowohl die Kammerhöhlung 14 wie auch der Mischeinsatz 10 haben grundsätzlich zylindrische Geometrie bzw. eine zylindrische Hüllfläche.
Während der Wassereinlass 11 zentral und beim Ausführungsbeispiel zusammenfallend mit der Längsachse L der Mischkammer 2 angeordnet ist, ist der Konzentrateinlass 7 und der Mischgutauslass 21, in der Darstellung gemäß Figur 2, hierzu rechtwinklig vorgesehen. Der Konzentrateinlass 7 und der Mischgutauslass 21 sind zudem einander entgegengerichtet vorgesehen.
Die Mischkammer 2 ist bevorzugt so eingebaut, dass die Längsachse L horizontal verläuft. Das Mischgut fließt dann nach unten aus der Mischkammer 2 ab, während das Konzentrat von oben zuläuft. Der freie Durchmesser des Wasserzulaufs 11, des Konzentratzulaufs 7 und des Mischgutablaufs 21 sind beim Ausführungsbeispiel etwa gleich gewählt und entsprechen etwa 1,7 mm.
Während des Betriebs ist die Mischguthöhlung 14 praktisch vollständig mit Mischgut gefüllt und läuft dann nach unten aus dem Ablass aus.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.