Verfahren und Vorrichtung zur Dosierung und Mischung zweier Fluidkomponenten

Abstract

 Verfahren und Vorrichtung zur kontrollierten Dosierung und Mischung zweier Fluidkomponenten, bei der die einzelnen Fluidkomponenten, die aus zwei piezometrischen Tanks (1, 2) stammen, durch das Durchfließen von zwei axialen Öffnungen (3, 4) zusammenfließen und sich in einer Pumpe (5) mit konstanter Förderleistung mischen.
Das stärker viskose Fluid (Sirup) durchfließt die innere (3) der beiden koaxialen Öffnungen (3, 4), und die Regutierung ihrer Förderleistung paßt gleichzeitig auch die Förderleistung des weniger viskosen Fluids (Wasser) an.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dosierung und Mischung zweier Fluidkomponenten, insbesondere von Wasser und Sirup einer Anlage zur Herstellung von in Flaschen verpackten Erzeugnissen.

[0002] Es sind verschiedene zur Dosierung und Mischung von Wasser/ Sirup verwendete Systeme bekannt: a) Gravitationsdosiersysteme durch kalibrierte öffnungen mittels Konstanthaltung der Fallhöhe. Diese Systeme verwenden Füllstandsregler, um die Zuführung der beiden Komponenten zu verändern, sowie Sperrventile während des Stillstands des Systems. Die Dosierung erfolgt bei atmosphärischem Druck, und auf der stromab gelegenen Seite dieser Systeme bringt eine Pumpe das Erzeugnis auf Betriebsdruck. b) Dosiersysteme mit Modulierventilen, die auf ein von Füllmengenmessern erhaltenes Signal reagieren und die in das Fertigerzeugnis und in eines der zu vermischenden Fluide, im Normalfall Wasser, eingeführt werden. Auch dieses Dosiersystem umfaßt eine Pumpe, die das Erzeugnis auf den Betriebsdruck bringt. c) Dosiersysteme mit einer Dosierkolbenpumpe. Bei vorgenannten Systemen mit Kolben mit einstellbarem Hub bestimmen diese das erforderliche Dosierverhältnis zwischen Wasser und Sirup und bringen die Mischung auf den Betriebsdruck.

[0003] Die derzeit bekannten Dosiersysteme erfordern zahlreiche manuelle Eingriffe. Wenn die Verbraucheranlage bei gleichem vorgegebenen Mischungsverhältnis eine Änderung der Fördermenge der Mischung erfordert, ist es notwendig einzugreifen, um die Fördermengen für Wasser und Sirup zu ändern, die beide durch die neue Abflußmenge verändert werden.

[0004] Wenn die Verbraucheranlage bei der gleichen Fördermenge ein anderes Dosierverhältnis der Mischung erfordert, muß eingegriffen werden, um die Fördermengen der beiden Fluide zu regeln; wenn stromauf Konzentrationsänderungen bzw. Viskositätsänderungen des Sirups eintreten, muß eingegriffen werden, um die Fördermengen der beiden Komponenten einzustellen, und die automatische Steuerung kann nicht durch eine einzige Gerätschaft bewerkstelligt werden; wenn es zu Unterbrechungen beim Betrieb der Anlage kommt, ist ein Eingriff notwendig, um vorübergehende Veränderungen des Dosierverhältnisses zu korrigieren.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren und eine aus wenigen Komponenten bestehende Vorrichtung zu schaffen, mit welchen ohne großen Regelaufwand gewünschte Mischungen zweier unterschiedlicher Fluide hergestellt werden können.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fluide aus zwei getrennten piezometrischen Behältern zugeführt werden, daß die Fluidpegel in den Behältern gleiche Höhe aufweisen und damit die Fluiddrücke in den Behältern gleich sind, daß die Abflußgeschwindigkeit der Fluide in den Leitungen konstant ist und daß die Zusammenführung der Fluide über koaxiale öffnungen der Zuführungsleitungen erfolgt.

[0007] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte, piezometrische Behälter mit gleichem Flüssigkeitsstand und -druck für die zu dosierenden und zu mischenden Fluide angeordnet sind.

[0008] Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Dosierung und Mischung zweier Fluide unterschiedlicher Viskosität zuverlässig ohne großen regeltechnischen Aufwand erreicht.

[0009] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

[0010] Sirup wird von einem piezometrischen Behälter 1 über eine Rohrleitung 1' zugeführt, während Wasser aus einem piezometrischen Behälter 2 durch eine Rohrleitung 2' zugeführt wird. Sirup und Wasser werden durch zwei koaxiale Öffnungen 3 und 4 geführt.

[0011] Die beiden aus den koaxialen öffnungen 3 und 4 austretenden Fluide fließen in einer Pumpe 5 mit konstanter Förderleistung zusammen.

[0012] Die Steuerung der Fördermenge des Sirups, der durch die koaxiale Öffnung 3 fließt, erfolgt über eine Mikrometerschraube 6, die mit einer automatischen Einrichtung 7 verbunden ist, welche Konzentrationsschwankungen der Mischung feststellt, die zu einer Verbraucheranlage 8 geschickt wird.

[0013] Sirup und Wasser, die zu dosieren sind, stammen jeweils aus Vorratsbehältern, die bezogen auf die Vorrichtung stromauf liegen und die symbolisch mit den Pfeilen 9 und 10 gekennzeichnet sind.

Ansprüche

1. Verfahren zur Dosierung und Mischung zweier Fluidkomponenten, dadurch gekennzeichnet , daß die Fluide aus zwei getrennten piezometrischen Behältern (1, 2) zugeführt werden, daß die Fluidpegel in den Behältern gleiche Höhe aufweisen und damit die Fluiddrücke in den Behältern gleich sind, daß die Abflußgeschwindigkeit der Fluide in den Leitungen konstant ist und daß die Zusammenführung der Fluide über koaxiale Öffnungen (3, 4) der Zuführungsleitungen (1', 2') erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwei getrennte piezometrische Behälter (1, 2) mit gleichem Flüssigkeitsstand und -druck für die zu dosierenden und zu mischenden Fluide angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet ; daß zur Zusammenführung der konstanten Teilfördermengen der beiden zu mischenden Fluide auch bei verschiedenen Abflußgeschwindigkeiten zwei koaxiale Öffnungen(3, 4) angeordnet sind, die so profiliert sind, das die Zustände der einzelnen hydrodynamischen Konfigurationen unabhängig vom Fördermengenverhältnis der einzelnen Komponenten unverändert gehalten werden.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß für das Fluid mit größerer Viskosität die innenliegende (3) und für das Fluid geringer Viskosität die äußere (4) der beiden koaxialen Öffnungen (3, 4) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , das das vorgegebene Dosierverhältnis, das für jede hydraulische Einstellung konstant ist, sich auch nicht ändert, wenn es zum hydrostatischen Zustand eines zufälligen Stillstandes oder intermittierenden Betriebes kommt, da die Versorgungsleitungen der beiden Fluide unter dem ständigen Beaufschlagungsdruck der einzelnen piezometrischen Tanks immer voll bleiben.

6. Vorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden aus den koaxialen öffnungen (3, 4) mit konstanten Teilfördermengen ausfließenden Fluide in einer Pumpe (5) mit konstanter Fördermenge zusammenfließen, die als solche die koaxiale Anordnung der hydraulischen Betriebskonfiguration unverändert hält.

7. Vorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß auch, wenn bei gleichem vorherbestimmtem Mischungsverhältnis die Verbraucheranlage eine Veräzderung der Fördermenge der Versorgungsmischung erfordert und dabei auf die Pumpe (5) eingewirkt wird, die die neue erforderliche konstante Fördermenge liefert, das unveränderte Fortbestehen der koaxialen hydraulischen Konfiguration auch das Aufrechterhalten des vorherbestimmten Verhältnisses zwischen den Teilfördermengen der einzelnen Fluide und demzufolge auch den Wert des vorherbestimmten konstanten Dosierverhältnisses bei der abfließenden Mischung garantiert.

8. Vorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß, falls die Verbraucheranlage bei der gleichen konstanten Fördermenge ein anderes Dosierverhältnis der zufließenden Mischung erfordert, die Einstellung des neuen Dosierverhältnisses dadurch erfolgt, daß lediglich auf die Teil=_{6 -} fördermenge des inneren, viskoseren Fluids Einfluß genommen wird, während die Teilfördermenge des äußeren, weniger viskosen Fluids sich gleichzeitig anpaßt, da die koaxiale Anordnung der hydraulischen Betriebskonfiguration auch bei dem neuen Dosierverhältnis der abfließenden Mischung unverändert gehalten wird.

9. Vorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung der Teilfördermenge des viskoseren, durch die innere koaxiale öffnung (3) fließenden Fluids auch automatisch dadurch erfolgen kann, daß sie auf der stromab gelegenen Seite mit Apparaturen verbunden wird, die Konzentrationsschwankungen der Verbraucheranlage zugeführten Mischung erfaßt und so automatisch sowohl Konzentrations- wie auch Viskositätsänderungen auf der stromauf gelegenen Seite kompensiert.

Zeichnung