DE1952292B2 - Vorrichtung zur Erzielung eines gleichbleibenden Flüssigkeits stromes zu einem Karbonisierkessel in Limonadenherstellungsanlagen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzielung eines gleichbleibenden Flüssigkeitsstromes zu einem Karbonisierkessel als Voraussetzung für die Zudosierung einer zweiten Flüssigkeit in Limonadenherstellungsanlagen hoher Leistung unter Anwendung von Kreisel- oder Sternradpumpen.

Es ist bereits bekannt, zwei Flüssigkeiten miteinander zu dosieren und zu mischen unter Verwendung von Zwillings- oder einzelnen Kolben-Dosierpumpen. Bei diesen Pumpen handelt es sich um Kolbenpumpen, bei denen mindestens der Kolben für die Förderung der einen Flüssigkeit in seinem Hub zur Erreichung verschiedener Fördcrmengen stufenlos verändert werden kann. Die Zwillings-Dosierpumpen haben den Nachteil, daß je Arbeitszylinder nur eine begrenzte Fördermenge erreicht werden kann, d.h. die Verwendung von Kolbendosierpumpen ist nur bei geringen Fördermengen gegeben. Bei Steigerung der Fördermenge müssen mehrere Pumpenzylinder über- oder nebeneinander angeordnet werden. Hierdurch ergeben sich hohe Kosten und ein relativ großer Platzbedarf, so daß diese Pumpen bei Verwendung in Anlagen zur Herstellung CO₂-haltiger Erfrischungsgetränke meist die Größe der Maschine sehr wesentlich beeinflussen. Darüber hinaus ist durch die stoßweise Förderung der Einbau einer Injektordüse für die CCh-Aufnahme nur unter Einschaltung eines Druckwindkessels - und auch hier nur bedingt - möglich.

Ein weiterer Mangel besteht darin, daß, wenn aus einem Vakuum gefördert wird, keine Dosiergenauigkeit mehr gegeben ist, was jedoch bei Limonadenherstellungsmaschinen notwendig ist, da diese Pumpe der Vakuumentlüftung nachgeschaltet ist.

Es Lst außerdem bekannt, zwei Flüssigkeiten mit HiUe von Flüssigkeitszählern zu dosieren. Hierbei sind die beiden Flüssigkeitszähler durch ein entsprechendes Getriebe so miteinander verbunden, daß die der ersten Flüssigkeit zuzudosierende zweite Flüssigkeit nur in dem gewünschten Verhältnis durch den zweiten Flüssigkeitszähler fließen kann. Zur Änderung des Mischungsverhältnisses müssen hierbei Zahnräder ausgewechselt werden. Dies ist insofern ein Nachteil, da eine stufenlose Regelung der zuzudosierenden Flüssigkeitsmenge nicht mehr möglich ist, sondern eine Änderung des Mischungsverhältnisses nur in Stufen und durch Umbau erreicht werden kann. Der Kostenaufwand für die Flüssigkeitszähler und das Verbindungsgetriebe sind außerdem relativ groß.

Es ist auch bekannt, zwei Flüssigkeiten zueinander dadurch zu dosieren, daß in ein Mischgeiäß zunächst eine Flüssigkeit über ein Magnet-Steutrventil eingelassen wirci, wobei nach Erreichung eines bestimmten Flüssigkeitsstandes in diesem Mischgefäß das Magnet-Steuerventil für die erste Flüssigkeit geschlossen und gleichzeitig oder kurz danach ein Magnetventil für die zweite Flüssigkeit geöffnet wird. Hat die Flüssigkeit in dem Mischgefäß die gewünschte Höhe erreicht, wird das Magnetventil für die zweite Flüssigkeit ebenfalls geschlossen und gleichzeitig eine Pumpe eingeschaltet, welche das Gemisch aus dem Mischbehälter zur Weiterbehandlung herauspumpt. Auch bei dieser Vorrichtung kann keine stufenlose Regelung des Mischungsverhältnisses erreicht werden, sondern es kann nur durch Anordnung mehrerer Kontakte im Mischgefäß, welche wahlweise eingeschaltet werden können, durch Umschaltung eine stufenweise Änderung des Mischungsverhältnisses erfolgen. Durch die Folgeschaltung is außerdem eine kontinuierliche Arbeitsweise nicht möglich, sondern immer nur nach Füllen des Mischbehälters kann die Mischflüssigkeit etappenweise weiterbefördert werden. Zur Erreichung eines vorgegebenen Durchsatzes der Maschine ist es deshalb erforderlich, eine Pumpe mit der doppelten Fördermenge vorzusehen, als es der Durchsatz bei kontinuierlicher Arbeitsweise erfordert, was eine höhere installierte Leistung zur Folge hat. Bei höheren Durchsätzen sind mehrere derartige Mischbehälter einschließlich der dazugehörenden Funktionsteile wie Magnetventile, Schwimmerschalter usw. erforderlich. Dadurch wird der Platz- und Kostenaufwand erheblich^ vergrößert.

Zum Fördern von Flüssigkeiten in größeren For dermengen sind auch weniger kostenaufwendige Mittel bekannt wie beispielsweise Kreisel- oder Sternradpumpen. Diese Pumpen besitzen jedoch in bezug auf die Leistungskennlinien eine fallende Charakteristik, d. h. die Fördermenge ist abhängig von der Förderhöhe bzw. von dem herrschenden Gegendruck. Das bedeutet bei Karbonisier- und Mischmaschinen bei Verwendung eienr Kreiselpumpe, die direkt in den Karbonisierkessel fördert entsprechend den o. a. Leistungskennlinien, daß bei unterschiedlichem Druck im Karbonisierkessel eine unterschiedliche Menge an

Wasser gefördert wird. Druckschwankungen im Karbonisierkesse] ergeben sich durch schwankende Förderhöhe im Kessel, durch schwankende Gutzuführung und durch Temperaturschwankungen." Außerdem wird der Druck bewußt im erheblichen MaB^ geändert, um Getränke mit verschiedenem CO₇-Gehalt herstellen zu können.

Durch diese Druckschwankungen im Karbonisierkessel war es bisher nicht möglich, bei Lknonadenherstellungsmaschinen einen gleichbleibenden Förderstrcra und damit eine genaue und kontinuierliche Dosierung einer Flüssigkeit zu einer anderen durch Kreisel- oder Stemradpumpen zu erzielen.

Zweck de»- Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die bei geringem Raumbedarf und geringen Kosten unter Ausschaltung der oben angeführten Mangel tine kontinuierliche Dosierung einer Flüssigkeitsmenge zu einer anderen ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen durch eine Kreisel- oder Sternradpumpe erzeugten Flüssigkeitsstrom zu einem Karbonisierkessel in Limonadenherstellungsanlagen hoher Leistung gleichbleibend zu halten und diesen einer anderen Flüssigkeit kontinuierlich zuzuführen, wobei der gleichbleibende Flüssigkeitsstrom im Bedarfsfall in geringen Grenzen verändert werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe derart gelöst, daß zwischen zwei Kreisel- oder Sternradpumpen ein weiterer im Flüssigkeitsstand steuerbarer Kessel angeordnet ist, der mit dem Karbonisierkcssel gasseitig in Verbindung steht, wobei zum Halten des Flüssigkeitsstandes im Karbonisierkessel bekannte Mittel, z. B. Tauchkontakte für das Ein- und Ausschalten der dem Karbonisierkessel direkt vorgeschalteten Kreisel- oder Sterniadpumpe sowie gleichzeitig einer Dosierpumpe für die zweite Flüssigkeit vorgesehen sind. Zur Einstellung der Flüssigkeitsmenge des gleichbleibenden Flüssigkeitsstromes ist ein mit der Kreiseloder Sternradpumpe mittels einer Umgehungsleitung parallelgeschaltetes Ventil angeordnet. Bei einer weiteren Lösung der Aufgabe ist dem Karbonisierkessel ein entsprechend der gewünschten Fördermenge unter höherem Druck stehender im Flüssigkeitsstand steuerbarer weiterer Kessel vorgeschaltet, in dessen Flüssigkeitsleitung eine Kreisel- oder Sternradpumpe angeordnet ist, wobei zwischen dem Kessel und dem Karbonisierkessel gasseitig zur Aufrechterhaltung des Druckgefälles ein mit einer CO₂-Zuleitung verbundener Differenzdruckregler und wasserseitig ein einstellbares Ventil vorgesehen ist und daß zum Halten des Flüssigkeitsstandes im Karbonisierkessel bekannte Mittel, z. B. Tauchkontakte für das Ein- und Ausschalten des Ventils sowie gleichzeitig einer Dosierpumpe für die zweite Flüssigkeit vorgesehen sind.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist, daß mit Hilfe von Kreise! oder Stemradpumpen ein gleichbleibender Förderstrom erreicht wird. Die Kreisel- oder Stemradpumpen sind weniger kostenaufwendig und weniger störanfällig als die bekannten Mittel zum Dosieren von Flüssigkeiten. Außerdem haben Kreisel- oder Stemradpumpen einen wesentlich geringeren Verschleiß und eine höhere Lebensdauer. Bei Verwendung von Differenzdruckreglern und Magnet-Steuerventilen werden außerdem mechanisch bewegte Teile fast vollständig vermieden, so daß sich ein noch wesentlich geringerer Verschleiß und eine noch größere Lebensdauer ergibt.

Die Erfindung soli nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vor-

richtung unter Verwendung von Kreisel- oder Stemradpumpen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung unter Verwendung eines Differenzdruckreglers,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorradpumpe für beide Flüssigkeiten,

Fig. 4 und S schematische Darstellung einer Dosiervorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 unter Verwendung einer Injektordüse für die Zudosierung.

¹S Die Vorrichtung zur Erzielung eines gleichbleibenden Flüssigkeitsstromes zu einem Karbonisierkesse] in Limonadenherstellungsmaschinen besitzt eine Kreisel- oder Sternradpumpe 1, welche die erste Flüssigkeit, ζ. B. Wasser, in den Kessel 2 fördert, der über

*» die Druckausgieichleitung 3 mit dem Karbonisierkessel 4 in Verbindung steht, so daß in beiden Kesseln der gleiche Gasdruck Pl und P2 vorhanden ist. Um zu verhindern, daß das Wasser aus dem Kessel 2 über die Druckausgieichleitung 3 in den Karbonisierkes-

*5 sei 4 gelangt, wird im dargestellten Ausführungsbeispiel der Flüssigkeitsstand im Kessel 2 über Tauchkontakte 17 gesteuert. Hierzu könnten jedoch auch andere, an sich bekannte Füllstandssteuerungen oder Hilfseinrichtungen Verwendung finden.

Die Kreisel- oder Sternradpumpe 5 fördert das Wasser aus dem Kessel 2 ül>er Saugleitung 6 und Druckleitung 7 in den Karbonisierkessel 4. Da in dem Kessel 2 und dem Karbonisierkessel 4 der gleiche Druck herrscht, hat die Kreisel- oder Sternrad pumpe 5 nur den Widerstand in den Rohrleitungen sowie der technisch erforderlichen Zusatzeinrichtungen, wie Rückschlagventil 8, zu überwinden. Dieser Widerstand ist jedoch bei allen in Frage kommenden Drücken immer der gleiche, so daß auch die Förder-

menge der Kreisel- oder Sternradpumpe S stets die gleiche sein wird.

Durch diese Anordnung des Systems wird also eine in der Zeiteinheit stets gleichbleibende Wassermenge aus dem Kessel 2 in den Karbonisierkessel 4 geför dert. Bei entsprechender Auslegung der Kreisel- oder Sternradpumpe 1 wird immer ein ausreichender Wasservorrat im Kessel 2 vorhanden sein, so daß sich die bei schwankendem Druck unterschiedliche Fördermenge der Kreisel- oder Sternradpumpe 1 auf das Sy-

stern nicht auswirkt. Mit Hilfe der Dosierpumpe 9 wird im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 dem gleichbleibenden Wasserstrom die gewünschte Menge der zweiten Flüssigkeit, z. B. Sirup, zudosiert.

Im gezeichneten Beispiel wird der Sirup über die

Dosierleitung 10 in die Druckleitung 7 eingeführt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Dosierleitung 10 direkt an den Karbonisierkessel 4, also unabhängig von der Druckleitung 7, anzuschließen. In die Druckleitung 7 kann in bekannter Weise eine Injektordüse

6» 11 zur Einführung von CO₂ eingebaut sein. Die Kreisel- oder Sternradpumpe 5 und die Dosierpumpe 9 werden durch die Tauchkontakte 17 gleichzeitig aus- bzw. eingeschaltet. Die Druckerhöhungspumpe 18 fördert das fertige Getränk in bekannter Weise zur

Füllmaschine. Zur Reduzierung der Fördermenge des gleichbleibenden Wasserstromes ist eine Umgehungsleitung 19 mit Ventil 20 vorgesehen, welche die Druckleitung 7 mit der Saugleitung 6 verbindet.

Im Beispiel, das in Fig. 2 dargestellt ist, wird in gleicher Weise wie in Fi g. 1 das Wasser mit Hilfe der Kreisel- oder Sternradpumpe 1 in den Kessel 2 gefördert. Dieser ist durch CO₂-Leitung 12, in welche ein Differenzdruckregler 13 mit der CO₂-Zuleitung 14 eingebaut ist, mit dem Karbonisierkessel 4 verbunden. Der Differenzdruckregler 13 bewirkt, daß in dem Kessel 2 ein gleichbleibender höherer Druck p2>p3 herrscht als im Karbonisierkessel 4. Durch diesen gleichbleibenden Differenzdruck wird in der Zeiteinheit eine stets gleichbleibende Wassermenge über die Verbindungsleitung 15 vom Kessel 2 in den Karbonisierkessel 4 gefördert. Um diesen Flüssigkeitsstrom unterbrechen zu können, ist in die Verbindungsleitung 15 ein Steuerventil 16 eingeschaltet, welches im gezeichneten Beispiel duch Tauchkontakte 17 im Karbonisierkessel 4 gesteuert wird. Gleichzeitig wird auch die Dosierpumpe 9 durch die Tauchkontakte 17 ein- bzw. ausgeschaltet. Auch hier erfolgt die Zudosierung des Sirups mit Hilfe einer Kolben-Dosierpumpe 9 über die Rohrleitung 10 in die Verbindungsleitung 15 oder direkt über den Karbonisierkessel 4. Die Zudosierung des Sirups kann jedoch auch genauso erfolgen

wie die Förderung des Wassers, d.h. der Sirup wird mit der Kreisel- oder Sternradpumpe 21 (Fig. 3 bis S) in den Sirupkessel 22 gedrückt und von dort mit Hilfe der Pumpe 23 in den Karbonisierkessel 4 geför-

S dert. Auch der Sirupkessel 22 ist gasseitig mit einer Druckausgleichleitung 24 mit dem Karbonisierkessel 4 verbunden.

Für eine andere Form der Dosierung ist ein Sirupkessel 22 vorgesehen, der wie beschrieben über die

ίο Druckausgleichleitung 24 mit dem Karbonisierkessel 4 in Verbindung steht und in welchen die Kreiseloder Sternradpumpe 21 den Sirup fördert. Die Dosierung des Sirups aus dem Sirupkessel 22 erfolgt jedoch über eine Injektordüse 11, welcher ein Drosselventil 25 vorgeschaltet ist (Fi g. 4 und 5). Durch die ständig gleichbleibende Fördermenge in der Druckleitung 7 wird unter gleichen Bedingungen stets die gleiche Sirupmenge angesaugt. Durch Einschaltung des Drosselventils 25 kann die Sirupmenge in den gewünschten

ao Grenzen verändert werden. Eine weitere Lösungsmöglichkeit besteht durch eine Kombination der Dosierung wasserseitig entsprechend Fig. 2 und sirupseitig entsprechend Fig. 4.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzielung eines gleichbleibenden Flüssigkeitsstromes zu einem Karbonisierkessel als Voraussetzung für die Zudosierung einer zweiten Flüssigkeit in Limonadenherstellungsanlagen hoher Leistung mit Kessem, Leitungen und unter Anwendung von Kreisel- oder Sternradpumpen, dadurch gekennzeich- " net, daß zwischen zwei Kreisel- oder Siernradpumpen (1; 5) ein weiterer im Flüssigkeitsstand steuerbarer Kessel (2) angeordnet ist, der mit dem Karbonisierkessel (4) gasseitig in Verbindung steht, wobei zum Halten des Flüssigkeitsstandes ¹S im Karbonisierkessel (4) bekannte Mittel, z.B. Tauchkontakte (17) für das Ein- und Ausschalten der dem Karbonisierkessel (4) direkt vorgeschalteten Kreisel- oder Sternradpumpe (5) sowie gleichzeitig einer Dosierpumpe (9) für die zweite *> Flüssigkeit vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Flüssigkeitsmenge des gleichbleibenden Flüssigkeitsstromes ein mit der Kreisel- oder Sternradpumpe (S) ^as mittels einer Umgehungsleitung (19) parallel geschaltetes Ventil (20) angeordnet ist.

3. Abänderung der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Kreisel- oder Sternradpumpe (5) zwischen 3<> dem Kessel (2) und dem Karbonisierkessel (4) gasseitig zur Aufrechterhaltung eines der gewünschten Fördermenge aus dem Kessel (2) zum Kessel (4) entsprechenden konstanten Druckgefälles ein mit einer CO₂-Zuleitung (14) verbündener Differenzdruckregler (13) und wasserseitig ein über die Tauchkontakte (17) des Karbonisierkessels (4) einstellbares Ventil (16) vorgesehen ist.