專利名稱:用于兩種流動流體連續(xù)混合的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領域:
本發(fā)明涉及一用于混合兩種流動流體的方法,該兩種流體流包括一第一較大的流體流和一第二較小的流體流。本發(fā)明還涉及一用于執(zhí)行該方法的裝置。
在諸如果汁、甘美的飲料、不含氣體的飲料(無碳酸軟飲料)等飲料的生產(chǎn)中,通常要相互混合兩種或多種不同特性的流動流體。這種混合例如可包括一果汁濃縮物與水的混合、糖溶液與果汁的混合等。在混合操作后,借助于一折光儀以布里克斯(Brix)糖度來測量產(chǎn)品中的糖成分。為了使產(chǎn)品的布里克斯值盡量可靠,在產(chǎn)品到達折光儀之前混合物必須盡可能均勻。
可以用不同方法來混合。一種方法是在一箱內(nèi)用攪拌器進行斷續(xù)的混合,該方法不但昂貴,而且需要較大的空間。另一方法是在一所謂的靜態(tài)混合器內(nèi)進行混合操作,即兩種流動流體被壓入一裝置,其中在裝置內(nèi)許多傾斜板或盤會使流動中引起紊流,由此而混合流體流。但是,該方法不能帶來一完全可靠的混合,并且當流體流到達用于測量布里克斯值的折光儀時,所獲得的結(jié)果不完全滿意。
在大多數(shù)國家,果汁和飲料具有一規(guī)定的最小布里克斯值,以在各自的名稱下銷售。如果有不完全的混合,因而在接下來的檢測中具有一不可靠的布里克斯值,則必須確保一到最低允許糖度值的余量,因而這會導致生產(chǎn)特定產(chǎn)品時增大原料開銷。
在上述類型之混合過程中的流體流也有很大的變化,這是由于箱的容積、泵的容量等因素造成的,由此難以采用傳統(tǒng)的混合方法來獲得對生產(chǎn)過程的可靠和有效的控制。
本發(fā)明的目的是實現(xiàn)一種方法和一用于該方法的裝置,其能可靠和有效地連續(xù)混合兩種流動液體。
本發(fā)明的另一目的是獲得對兩種流動流體之這樣一種可靠和均勻的混合,以至于可以用這樣的一方法來控制生產(chǎn),從而有益地(積極地)影響生產(chǎn)中原料的消耗,以便顯著地降低成本。
根據(jù)本發(fā)明可達到這些和其它目的,其中給通過技術(shù)背景所描述類型的方法和裝置提供這樣的區(qū)別特征在第一流體流通過一節(jié)流管并且第二流體流沿與第一流體流相反的方向引入該節(jié)流管內(nèi)的位置處進行混合。
給本發(fā)明的優(yōu)選實施例進一步提供了所附從屬權(quán)利要求中限定的區(qū)別特征。
下面結(jié)合附圖更詳細地描述本發(fā)明的一優(yōu)選實施例,其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明之裝置的一側(cè)視圖;圖2是沿圖1的A-A線的一截面圖;和圖3是帶有一個或多個根據(jù)本發(fā)明之裝置的一流程圖。
圖1表示裝置1,其包括一用于一第一流體流3的導管2和一用于一第二流體流5的導管4。本發(fā)明假定第一流體流3大于第二流體流5。
在用于第一較大的流體流3的導管2中,設置有一節(jié)流管6,即導管2的一段之直徑小于標準導管2的直徑。一支流管7設置在該節(jié)流管6內(nèi),其中用于第二較小流體流5的導管4可連接到該支流管內(nèi)。
用于第二較小流體流5的導管4本身具有比節(jié)流管6小的直徑。用于第二流體流5的導管4在節(jié)流管段6內(nèi)伸出一彎管8,該彎管8這樣取向,以至于第二較小的流體流5沿與第一較大的流體流3相反的方向排出。
一擋圈10設置在彎管8的管口9前,該擋圈如此地固定在彎管8內(nèi),以至于在彎管8的管口9與擋圈10之間出現(xiàn)一間隙11。間隙的目的是當?shù)诙黧w流5交匯第一流體流3時使該第二流體流5噴散開,從而使兩流體流3、5有效和快速地混合。間隙11適于設置成大約3mm。一較大的間隙產(chǎn)生使兩流體流3、5較差的混合;而一較小的間隙則需要更大的泵能來輸送第二較小的流體流5。還應當選擇間隙11的寬度,使得一果汁濃縮物中任何可能的纖維或果肉片不至于集結(jié)在管口9與擋圈10之間。
在彎管8的管口9還設置有一對中軸桿12,其將彎管8對中在節(jié)流管6內(nèi)。通過對中該彎管8,可在繞彎管8的整個管口9處獲得一更均勻和更可靠的混合。
兩個導管2、4以及節(jié)流管6的直徑是根據(jù)不同的流體流3、5來選擇,其目的是要在裝置1內(nèi)混合。還希望選擇標準的尺寸,因為專門的管件將顯著增大安裝成本。在一第一優(yōu)選實施例中,第一較大流體流3所選的導管2選擇φ63mm的一標準直徑,節(jié)流管6這樣選擇,以至于其橫截面面積構(gòu)成導管2的橫截面面積的大約1/3,這意味著φ38mm的一標準直徑。用于第二較小流體流5的導管4這樣選擇,以至于其橫截面面積小于導管2的橫截面面積的1/6。因此,導管4可以設計成φ25mm的一標準直徑。試驗已證明該第一優(yōu)選實施例適合困難的混合條件,例如要與冷水混合的冷凍(-5℃)濃縮的橘子汁。
對于不太嚴格的混合條件,例如混合稀釋的果汁與糖溶液,可以采用本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例。這意味著用于第一較大流體流的導管2為φ63mm的標準直徑。節(jié)流管6選擇成使其橫截面面積占導管2的橫截面面積的大約2/3,這意味著為φ51mm的一標準直徑。用于第二較小流體流5的導管4選擇成其橫截面面積占導管2的橫截面面積的大約1/3,這意味著導管4設計為φ38mm的一標準直徑。
第一較大流體流3進入第一導管2’中。該流體流3可以是水或類似物,并且其總是混合物中最大的成分。流體流3到達節(jié)流管6,其使得流體流3的速度增大,同時該流體流3與第二較小的流體流5交匯,其中第二較小的流體流5經(jīng)支流管7被導入節(jié)流管6內(nèi)并且流出彎管8的管口9。彎管8的管口9與擋件10之間的間隙11導致第二流體流5繞彎管8的管口均勻地被噴散開,并且進入逆向流動的第一流體流3內(nèi),從而可獲得該兩種流體流3、5的有效和均勻的混合?;旌系牧黧w流13離開節(jié)流管并進一步通向?qū)Ч?”內(nèi)。
圖3表示一標準工廠或罐裝線的裝置1,用于生產(chǎn)例如果汁、飲料、不含氣體的飲料和運動型飲料。經(jīng)一平衡箱14,由一泵15將水泵入裝配線的導管2內(nèi)。在該標準罐裝線內(nèi),水構(gòu)成第一較大的流體流3。一流量計測量被輸送到根據(jù)本發(fā)明的裝置1內(nèi)的水流量。
進入罐裝線內(nèi)的一流體流濃縮物構(gòu)成第二較小的流體流5,并且經(jīng)一平衡箱17和一泵18,使該流體流被進一步輸送到一流量計19和輸入裝置1內(nèi)。
流量計16和19經(jīng)一控制面板控制混合過程,并且另一流量計21可通過補充額外的水來調(diào)節(jié)預定的布里克斯(Brix)值。在進行這種可能的校正(調(diào)整)后,混合物進入一靜態(tài)混合器22并進一步移向一折光儀23,在此處測量混合物的準確的布里克斯值并且記錄到控制面板20內(nèi)。通過經(jīng)折光儀23和流量計16、19、21的連續(xù)的監(jiān)測,可獲得一準確和可靠的混合物,并且可確保維持混合物所希望的布里克斯值。
在混合好的產(chǎn)品離開罐裝線之前,其可能首先通過一緩和箱24,然后經(jīng)一泵25而被進一步泵抽,以進行附加的處理和最后裝填到消費者的包裝容器內(nèi)。
通過在罐裝線內(nèi)安裝許多裝置1,可以進一步給第一流體流3增加諸如附加的果汁濃縮物、糖溶液、維他命(維生素)溶液等第二流體流5。圖3中帶有流體流5的附加裝置1是由虛線表示。
由前述描述可以顯見,本發(fā)明實現(xiàn)了一種簡單、經(jīng)濟、所占空間小的裝置1,同時其可確保有效和可靠的混合處理,通過流量計16、19、21和一折光儀23來控制,從而可獲得一均勻質(zhì)量的具有預定布里克斯值的混合物。
本發(fā)明不應認為限于上述及圖中所示,在不脫離所附權(quán)利要求范圍的前提下可以設想許多修改。
權(quán)利要求
1.一用于連續(xù)地混合兩種流動流體(3,5)的方法,其中包括一第一較大的流體流(3)和一第二較小的流體流(5),其特征是在第一流體流(3)通過一節(jié)流管(6)時進行混合;并且第二流體流(5)沿與第一流體流(3)相反的方向被輸送到節(jié)流管(6)內(nèi)。
2.一用于連續(xù)地混合兩種流動流體(3,5)的裝置(1),具有一用于第一較大流體流(3)的 輸入導管(2)和一用于第二較小流體流(5)的輸入導管(4),其特征是第一導管(2)通過一節(jié)流管(6),其中第二導管(4)通過所設置的一彎管(8)伸出在節(jié)流管(6)內(nèi),從而兩流體流(3,5)彼此面對。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置(1),其特征是一擋件(10)設置在彎管(8)之管口(9)的前面,從而在管口(9)與擋圈(10)之間形成一間隙(11)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的裝置(1),其特征是通過一對中軸桿(12)使彎管(8)對中在節(jié)流管(6)內(nèi)。
5.如權(quán)利要求2~4之一所述的裝置(1),其特征是節(jié)流管(6)的橫截面面積占第一導管(2)的橫截面面積的大約1/3;而第二導管(4)的橫截面面積則小于第一導管(2)的橫截面面積的1/6。
6.如權(quán)利要求2~4之一所述的裝置(1),其特征是節(jié)流管(6)的橫截面面積占第一導管(2)的橫截面面積的大約2/3;而第二導管(4)的橫截面面積則占第一導管(2)的橫截面面積的大約1/3。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于連續(xù)地混合兩種流體流(3,5)的一方法和一裝置。一第一較大的流體流(3)和一第二較小的流體流(5)在置于第一流體流(3)的導管(2)內(nèi)的一節(jié)流管(6)中進行混合操作,其中第二流體流(5)的導管(4)伸出在節(jié)流管內(nèi)。第二流體流(5)的導管(4)由設置在節(jié)流管(6)內(nèi)的一彎管(8)結(jié)束,從而兩流體流(3,5)彼此面對。
文檔編號B01F5/00GK1247483SQ97181879
公開日2000年3月15日 申請日期1997年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月19日
發(fā)明者B·瓦爾特爾 申請人:利樂拉瓦爾集團及財務有限公司