DE3508350A1 - LIQUID MIXING SYSTEM - Google Patents

Description

FMC CORPORATION ^ München, 07.03.1985FMC CORPORATION ^ Munich, March 7th, 1985

200 East Randolph Drive F 6121 Kn/Pr200 East Randolph Drive F 6121 Kn / Pr

Chicago, Illinois 60601Chicago, Illinois 60601

USAUnited States

Beschreibungdescription

Flüssigkeits-Mischanlage 15Liquid mixing system 15

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen verpackter Getränke und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kombi-20 The present invention relates to an apparatus and method for making packaged beverages, and more particularly an apparatus and a method for the Kombi-20

nieren zweier oder mehrerer Bestandteile einer Flüssigkeit in einem gewünschten Verhältnis oder Anteil.kidney of two or more components of a liquid in a desired ratio or proportion.

Die Flüssigkeits-Mischanlage gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt eine Vielzahl von Vorteilen, die vornehmlich von der Fähigkeit der Mischanlage herrühren,eine konstante Flußgeschwindigkeit einzuleiten oder einzustellen und somit verhältnismäßig stabile Druckdifferenzen zwischen Systemkomponenten. Konstanter Fluß verbessert undThe liquid mixing system according to the present invention provides a number of advantages, principally originate from the ability of the mixing plant to initiate or adjust a constant flow rate and thus relatively stable pressure differences between system components. Constant flow improved and

hält die Mischgenauigkeit, ermöglicht Dauerbetrieb eines 30maintains mixing accuracy, enables continuous operation of a 30th

zugeordneten Kühlsystems und stellt eine ausreichende Menge von gemischtem Produkt sicher.associated cooling system and ensures a sufficient amount of mixed product.

Weiterhin erzielt die Mischanlage gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere eine variable Flußgeschwindigkeit,Furthermore, the mixing plant according to the present invention achieves in particular a variable flow rate,

die durch das Druckdifferential bestimmt ist, welches seinerseits auf die Verfügbarkeit der Flußgeschwindigkeit der Bestandteilflüssigkeiten oder auf die Variation imwhich is determined by the pressure differential, which in turn depends on the availability of the flow velocity the constituent liquids or the variation in

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Fluß der kombinierten Flüssigkeiten anspricht, wenn ein gewünschtes Mischungsverhältnis gehalten wird.Flow of the combined liquids responds when a desired mixing ratio is maintained.

Patentierter Stand der Technik, der sich auf die Art von Mischanlagen bezieht, die hier offenbart sind, umfaßt US-PS 3 237 808 und US-PS 3 743 141.Patented prior art relating to the type of mixing equipment disclosed herein U.S. Patent 3,237,808 and U.S. Patent 3,743,141.

Es folgt eine kurze Beschreibung der Zeichnung:A brief description of the drawing follows:

Fig. 1 zeigt die Mischanlage gemäß der vorliegendenFig. 1 shows the mixing plant according to the present

Erfindung verbunden mit einem Kühler und einem Karbonisierungs-Kühl-Behälter;Invention associated with a cooler and a carbonation cooling container;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht der Mischanlage;Fig. 2 is an enlarged view of the mixing plant;

Fig. 3 ist ein Bruchteil einer Kammer, die eine Teilflüssigkeit enthält, und ist ein Schnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 4;Figure 3 is a fraction of a chamber containing a partial liquid and is a section along it the line 3-3 of Figure 4;

Fig. 4 zeigt eine Kammer zur Aufnahme der Teilflüssigkeiten und ein Druckantwortventil in einer Leitung, die Flüssigkeit zu der Kammer nachführt;Fig. 4 shows a chamber for receiving the partial liquids and a pressure response valve in a line, replenishes the liquid to the chamber;

Fig. 5 ist ähnlich zu Fig. 4, aber das Ventileinrichtungselement wird durch einen Linearantrieb betätigt.Fig. 5 is similar to Fig. 4, but the valve device element is driven by a linear actuator actuated.

Die Getränke-Mischeinheit oder Mischanlage, die in Übereinstimmung mit dem Prinzip der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, wird generell durch das Bezugszeichen 10 identifiziert. Obwohl mehr als zwei Flüssigkeiten in jedem gewünschten Verhältnis kombiniert werden können, wird der Betrieb der offenbarten Mischanlage beschrieben durch Bezugnahme auf zwei Flüssigkeiten, Wasser und Getränkesirup oder Konzentrat.The beverage mixing unit or mixing plant that is in compliance Constructed in accordance with the principle of the present invention is indicated generally by the reference numeral 10 identified. Although more than two liquids can be combined in any desired ratio, the Operation of the disclosed blending system is described by reference to two liquids, water and beverage syrup or concentrate.

Zum Gebrauch für ein Getränk wird aufbereitetes Wasser in einem Vorkühler und/oder Entlüftungstank 12 eingeleitet durch eine Leitung 14, die mit einer Leitung 16 ver-For use for a beverage, treated water is introduced into a precooler and / or deaeration tank 12 through a line 14, which is connected to a line 16

5CS3505CS350

bunden ist. Ein Diaphragmaventil 18, das von einem konventionellen Niveaufühler 20 betrieben wird, der einen Schwimmer 22 aufweist, steuert das Niveau des Wassers im Tank 12. Wasser aus dem Tank 12 wird in eine Kammer 24 mittels einer Pumpe 26 durch eine Leitung 28, die mit einer Leitung 30 verbunden ist, gepumpt. Die Menge des Wassers in der Kammer 24 wird im wesentlichen konstant gehalten durch ein Diaphragmaventil 32, das von einem Niveaufühler 34 betätigt wird, der einen Schwimmer 74 aufweist.is bound. A diaphragm valve 18 derived from a conventional Level sensor 20 is operated, which has a float 22, controls the level of the water in the Tank 12. Water from tank 12 is fed into a chamber 24 by means of a pump 26 through a line 28 connected to a Line 30 is connected, pumped. The amount of water in chamber 24 is kept essentially constant by a diaphragm valve 32 which is actuated by a level sensor 34 which has a float 74.

In ähnlicher Weise wird ein Getränkekonzentrat oder Sirup von einer geeigneten Quelle in die Kammer 36 geleitet durch Leitungen 38 und 40 und das Niveau des Sirups wird im wesentlichen konstant gehalten durch ein Diaphragmaventil 42, das durch einen Niveaufühler 44 betätigt wird, der einen Schwimmer 76 aufweist.Similarly, a beverage concentrate or syrup is passed into chamber 36 from a suitable source Lines 38 and 40 and the level of the syrup is kept substantially constant by a diaphragm valve 42, which is actuated by a level sensor 44 which has a float 76.

Jede der Kammern 24 und 36 ist mit einer Quelle von Inert-Gas, so wie Kohlendioxid oder Stickstoff,durch eine Leitung 46 (Fig. 2) verbunden, die das gewählte Gas mit ungefähr 20 MPa zu einem Druckreduktions- und Steuerventil 48 nachführt, welches seinerseits seinen Niederdruckausgang verbunden hat mit einem Verteilerrohr oder einer Ausgleichsleitung 50 über eine Leitung 52. Druck-Inertgas, das in die Kammern 24 und 36 eingelassen ist, begründet flüssigkeitsfreie Kopfräume 54 und 56 von variablem Volumen aber mit konstantem Druck. Wie im folgenden detaillierter erklärt wird, verdrängt das Gas mit konstantem Druck in jedem Kopfraum das Wasser und Getränkekonzentrat in eine Mischkammer oder einen Tank 58 mit einer Geschwindigkeit, mit der die kombinierten Flüssigkeiten von einem Füller (nicht gezeigt) herausgezogen werden. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die kombinierte Flüssigkeit vom Tank 58 'über Leitungen 60 und 62 zu einem Karbonisierungs-Kühl-Tank 64 verdrängt oder gepumpt, der mit einer Niveausteuerung versehen sein kann, die einen Schwimmer 68 aufweist, der ein Diaphgramaventil 70 bedient, das die Geschwindigkeit steuert, mit der die gemischtenEach of the chambers 24 and 36 is provided with a source of inert gas, like carbon dioxide or nitrogen, through a pipe 46 (Fig. 2), which delivers the selected gas at approximately 20 MPa to a pressure reduction and control valve 48 tracks, which in turn has its low-pressure outlet connected to a distributor pipe or a compensating line 50 via a line 52. Pressurized inert gas, which is admitted into the chambers 24 and 36, established liquid-free head spaces 54 and 56 of variable volume but with constant pressure. As in the following in more detail explained, the constant pressure gas in each headspace displaces the water and beverage concentrate into a mixing chamber or tank 58 at a rate that the combined liquids be pulled out by a pen (not shown). As shown in Fig. 1, the combined liquid from tank 58 'via lines 60 and 62 to a carbonation cooling tank 64 displaced or pumped, which can be provided with a level control that has a float 68 that operates a diaphgram valve 70 that controls the rate at which the mixed

"" "3 5Ö835"" "3 5Ö835

Flüssigkeiten in den Tank 64 eingeführt werden. Die gemischte, gekühlte und karbonisierte Flüssigkeit wird mit einem Füller (nicht gezeigt) über eine Leitung 72 verbunden.
5Liquids are introduced into the tank 64. The mixed, cooled and carbonated liquid is connected to a filler (not shown) via a line 72.
5

Die Mischanlage gemäß der vorliegenden Erfindung reagiert auf Änderungen in der Flußgeschwindigkeit der einzelnen Flüssigkeiten oder der kombinierten Flüssigkeiten durch die Tatsache, daß das Druckdifferential sich automatisch ändert in Abhängigkeit von den Flußgeschwindigkeitsänderungen. Eine Änderung im Druckdifferential ändert oder gleicht die Flußgeschwindigkeiten sofort ab. Während das Mischungsverhältnis konstant gehalten wird, begründet der hauptsächliche Nutzen des automatischen Druckdifferentialabgleiche ein im wesentlichen konstantes Niveau der Flußgeschwindigkeit, das eine Pendelung des Kühlsystems verkleinert oder verhütet, das von einem Mißverhältnis zwischen Mischanlagenkapazität und Füllerkapazität herrührt.The mixing plant according to the present invention is responsive to changes in the flow rate of the individual Liquids or combined liquids by the fact that the pressure differential is automatic changes depending on the changes in flow velocity. A change in the pressure differential changes or adjusts the flow velocities immediately. While the mixing ratio is kept constant, the justified primary benefits of automatic differential pressure balancing provide a substantially constant level of flow velocity, that reduces or prevents oscillation of the cooling system, that of a disproportion between Mixing plant capacity and filler capacity.

Mit bezug auf Fig. 2, die eine vergrößerte Darstellung der Mischanlage 10 zeigt, wird beobachtet, daß in jeder Kammer 24 und 36 ein Nennflüssigkeitsniveau L.L. begründet wird durch Flüssigkeitsniveausensoren 34 und 44, die mit den Schwimmern 74 bzw. 76 verbunden sind, dabei in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsniveau die mechanischen Ventile 78 und 80 betätigend. Bei Abfall des Flüssigkeitsniveaus und daraus folgender Erniedrigung von einem oder beider Schwimmer wird das zugeordnete Ventil 78 und/oder 80 betätigt, um Druck, der von Betriebsluftleitungen 82 nachgeführt wird, zu den Diaphragmaventilen 32 und/oder 42 zu leiten, die die Geschwindigkeit von Wasser/Getränkesirup zur Kammer 24 und/oder 36 vergrößern, bis das Nennflüssigkeitsniveau L.L. wieder hergestellt ist.With reference to Fig. 2, which shows an enlarged view of the mixing plant 10, it is observed that in each chamber 24 and 36 a nominal liquid level L.L. is justified by liquid level sensors 34 and 44 which are connected to the floats 74 and 76, respectively, as a function of actuating the mechanical valves 78 and 80 from the liquid level. When the liquid level drops and The associated valve 78 and / or 80 is actuated as a result of the lowering of one or both floats, to pressure, which is tracked by operating air lines 82, to the diaphragm valves 32 and / or 42 pass that increase the speed of water / beverage syrup to chamber 24 and / or 36 until the nominal liquid level is reached L.L. is restored.

Die Mischkammer 58 steht mit der Wasser enthaltenden Kammer 24 über eine Leitung 84 und mit der Sirup enthaltenden Kammer 36 über eine Leitung 86 in Verbindung.The mixing chamber 58 communicates with the water-containing chamber 24 via a line 84 and with the syrup-containing Chamber 36 via a line 86 in connection.

Jede Leitung 84 und 86 ragt in den Flüssigkeitskörper jeder Kammer hinein und endet im wesentlichen unterhalb des Nennflüssigkeitsniveaus L.L. Das Betriebsniveau der Kammern 24 und 36 wird während normalem Betrieb zu allen Zeiten konstant gehalten.Each conduit 84 and 86 extends into the fluid body of each chamber and terminates substantially below of the nominal liquid level L.L. The operating level of the Chambers 24 and 36 are held constant at all times during normal operation.

Die Kammern 24 und 36 sind vorzugsweise längliche runde Gehäuse, die an beiden Enden durch obere und untere konvexe Wände 88 bzw. 90 verschlossen sind. Die oberen Wände 88 sind durchgebohrt und einteilig verbunden mit einem nach oben ragenden Anschlußstück 92, das einen größeren inneren Durchmesser aufweist als der Durchmesser der Leitungen 84 und 86, um einen ringförmigen Durchgang 94 zu definieren (nur einer von ihnen ist gezeigt), der eine Erweiterung der Kopfräume 54 und 56 bildet. Die Enden der Leitung 50, die mit -dem Kohlendioxidgas versorgt werden, sind mit den Anschlußstücken 92 verbunden und erlauben somit das Einführen von Kohlendioxid in die Kopfräume 54 und 56. Ein geeigneter Verschluß oder eine Stopfbüchsenpackung 96 ist am oberen Ende eines jeden Anschlußstücks vorgesehen, um das Verbleiben des Kohlendioxidgases in den Kopfräumen 54 und 56 sicherzustellen.The chambers 24 and 36 are preferably elongated round housings, which at both ends by upper and lower convex walls 88 and 90 are closed. The upper walls 88 are drilled through and are integrally connected with an upwardly extending connecting piece 92 which has a larger inner diameter than the diameter of lines 84 and 86, around an annular passage 94 (only one of them is shown), which forms an extension of the head spaces 54 and 56. The ends the line 50, which are supplied with the carbon dioxide gas, are connected to the connecting pieces 92 and allow thus introducing carbon dioxide into head spaces 54 and 56. A suitable closure or gland packing 96 is provided at the top of each fitting to allow the carbon dioxide gas to remain in to ensure the head spaces 54 and 56.

Gemäß der bis hierher beschriebenen Anordnung wird das Pumpen der Bestandsteilflüssigkeiten Wasser und Sirup von den Kammern 24 und 36 zu der Mischkammer 58 sichergestellt, durch Aufrechterhalten eines größeren Gasdruckes in den Druckräumen 54 und 56 als der Druck der Kammer 58, während gleichlaufendes Wiederauffüllen der Bestandsteilflüssigkeiten mit der im wesentlichen gleichen Geschwindigkeit des Herausziehens stattfindet.According to the hitherto described arrangement, the pumps of the component liquids are water and syrup from the chambers 24 and secured 36 to the mixing chamber 58, by maintaining a higher gas pressure in the pressure chambers 54 and 56 than the pressure of the chamber 58, while at the same running replenishing the component liquids with takes place at substantially the same pull-out speed.

Um ein ausgewähltes Verhältnis der Bestandsteilflüssigkeiten im Mischtank 58 sicherzustellen, sind Austrittsöffnungen 98 und 100 in den Leitungen 84 und 86 vorgesehen. Die Austrittsöffnung 100 hat einen bestimmten Flußquerschnitt, der ausgewählt ist, um Produktionsforderungen zu erfüllen, während die Austrittsöffnung 98 mitAround a selected proportion of the constituent liquids To ensure in the mixing tank 58, outlet openings 98 and 100 are provided in the lines 84 and 86. The exit port 100 has a particular flow area selected to meet production requirements to meet, while the outlet opening 98 with

einer Mikrometerschrauben-Einstellung 102 zum Einstellen des Flußquerschnitts versehen ist und damit das gewünschte Verhältnis der beiden Flüssigkeiten einrichtet. Es ist vorzuziehen, die einstellbare Austrittsöffnung 102 in dem Strom zu plazieren, der die höhere Flußgeschwindigkeit hat. Während das Verhältnis der Bestandsteilflüssigkeiten, die in die Mischkammer 58 eingeführt werden, bestimmt ist durch den Querschnitt der Öffnung 98, wie sie durch die Einstellung der Mikrometerschraube 102 eingestellt ist, und ihrem Verhältnis zum Querschnitt der Austrittsöffnung 100, wird die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeiten von der Kammer 24 und 36 zu der Mischkammer 58 fließen, durch die Druckdifferenz zwischen den Kammern und dem Tank bestimmt. Wie auch immer, die Fließgeschwindigkeit von der Kammer 58 zum Tank 64 wird mit dem Diaphragmaventil 70 geregelt.a micrometer screw adjuster 102 for adjustment of the flow cross-section is provided and thus establishes the desired ratio of the two liquids. It is preferable to place the adjustable orifice 102 in the stream that has the higher flow velocity. While the ratio of the component liquids introduced into the mixing chamber 58 is determined by the cross section of the opening 98 as adjusted by the adjustment of the micrometer screw 102 and its Relation to the cross section of the outlet opening 100, the speed with which the liquids from the Chamber 24 and 36 flow to the mixing chamber 58, determined by the pressure differential between the chambers and the tank. However, the flow rate from chamber 58 to tank 64 is controlled by diaphragm valve 70.

Kohlendioxid (CO-) wird der Mischanlage 10 und dem Karbonisier-Kühl-Tank 64 über eine Zuführleitung 46 zugeführt, die eine Zweigleitung 47 hat, die mit einem Vorspannregulierventil 106 verbunden ist, welches C0_? mit einem vorgewählten Druck dem Signaleingang des Druckverminderungs- und Steuerungsventils 48 zuführt, und eine Zweigleitung 49, die dazu dient, um CO2 zu einem Druckverminderungs- und Steuerungsventil (nicht gezeigt) zuzuführen, welches seinerseits einen druckregulierten Nachschub von Gas zum Tank 64 zuführt. Für die Aufgaben dieser Offenbarung ist der Druck, der dem Tank zugeführt wird, im Bereich von ungefähr 3,55 MPa.Carbon dioxide (CO-) is supplied to the mixing plant 10 and the carbonation cooling tank 64 via a supply line 46 which has a branch line 47 which is connected to a preload regulating valve 106, which C0 _? at a preselected pressure to the signal input of the pressure reducing and control valve 48, and a branch line 49, which serves to supply CO2 to a pressure reducing and control valve (not shown), which in turn supplies a pressure-regulated supply of gas to the tank 64. For the purposes of this disclosure, the pressure applied to the tank is in the range of about 3.55 MPa.

Um eine Nennfließgeschwindigkeit der gemischten Flüssigkeiten von der Mischkammer 58 zu dem Karbonisierungs-Kühl-Tank 64 einzurichten, wird das Vorspannregulierventil 106 eingestellt durch eine handbetätigte Schraube 107, bis die Anzeige eines Druckdifferentialmaßes 109 ein Druckniveau anzeigt, das größer ist als der Druck in Leitung 108, dessen Druck gleich dem augenblicklichen Druck innerhalb des Tanks 64 ist, das ist 3,55 MPa.Around a nominal flow rate of the mixed liquids from the mixing chamber 58 to the carbonation cooling tank 64 becomes the bias regulating valve 106 adjusted by a hand-operated screw 107 until a pressure differential measure 109 is displayed Pressure level indicates that is greater than the pressure in line 108, the pressure of which is equal to the instantaneous The pressure inside the tank 64 is 3.55 MPa.

CO₂ mit Zuführdruck wird dem Vorspannregulierventil 106 über die Zweigleitung 47 zugeführt. Der Ausgangsdruck in einer Leitung 114, die das Ventil 106 mit dem Druckminderungsventil 48 verbindet, ist gleich dem Druck in Leitung 108 plus einem Vorspanndruck, der durch das Maß 109 angezeigt wird. Zum Beispiel kann ein Niveau des Vorspanndrucks 0,345 MPa sein, das ergibt einen Gesamtdruck von 3,895 MPa in Leitung 114. Der Differentialdruck von 0,345 MPa wird über das Ventil 106 gehalten unabhängig von irgendeinem Anstieg oder Abfall in der Druckleitung 108. Das gesetzte Druckdifferential bildet die Druckdifferenz zwischen den Kopfräumen 54 und 56 und dem Tank 64 und dieses Differential und ein solches Differential wird berechnet werden, unter Beachtung des Verhältnisses (Eigenschaften) der einzelnen Flüssigkeiten, z.B. der Viskosität, und die gewünschte Fließgeschwindigkeit durch die öffnungen 98 und 100. Folglich wird der Druck von CO₂ in den Kopfräumen 54 und 56, der auf dem beispielhaften oben erwähnten Druck basiert, unter allen Betriebsbedingungen 0,345 MPa größer sein als der Druck in dem Karbonisierungs-Kühl-Tank 64.CO ₂ at feed pressure is fed to the preload regulating valve 106 via the branch line 47. The outlet pressure in a line 114, which connects the valve 106 to the pressure reducing valve 48, is equal to the pressure in line 108 plus a preload pressure, which is indicated by the dimension 109. For example, a preload pressure level may be 0.345 MPa, giving a total pressure of 3.895 MPa in line 114. The differential pressure of 0.345 MPa is maintained across valve 106 regardless of any rise or fall in pressure line 108. The pressure differential set forms the pressure differential between the head spaces 54 and 56 and the tank 64 and this differential and such a differential will be calculated, taking into account the ratio (properties) of the individual liquids, eg the viscosity, and the desired flow rate through the openings 98 and 100. Consequently, the The pressure of CO ₂ in the head spaces 54 and 56, which is based on the exemplary pressure mentioned above, may be 0.345 MPa greater than the pressure in the carbonation cooling tank 64 under all operating conditions.

Jeder der Kammern 24 und 36 ist mit einem Hoch-Niedrig-Niveaufühler 116 versehen, von denen jeder einen Hochniveaufühler H und einen Niedrigniveaufühler L aufweist.Each of the chambers 24 and 36 is with a high-low level sensor 116, each of which has a high-level sensor H and a low level sensor L.

Die Fühler arbeiten in einem Bereich von Flüssigkeitsniveaus unterhalb des Bereichs, der durch die Schwimmer 74 und 76 gesteuert wird. In dem Fall, daß der Fluß von Wasser oder Syrup größer, kleiner oder unterbrochen bis zu einem vorausgesehenen Grad ist, z.B. beim Wechsel desThe sensors operate in a range of fluid levels below the range covered by the float 74 and 76 is controlled. In the event that the flow of water or syrup is larger, smaller or interrupted up to a foreseen degree, e.g. when changing the

3Q Siruptanks oder Fehlen eines ausreichenden Wassernachschubs, wird der Hochniveaufühler H in dem Beispiel von zu viel Flüssigkeiten in einem oder beiden der Kammern 24 und 36 eine Flüssigkeitseintauchung registrieren und sofort die Ventile 32 bzw. 42 schließen, abhängig davon,3Q syrup tanks or lack of sufficient water supply, the high level sensor H in the example becomes too much liquid in one or both of the chambers 24 and 36 register a liquid immersion and immediately close the valves 32 and 42, depending on

gg welche Kammer überschüssige Flüssigkeit hat. Sollte das Flüssigkeitsniveau unter das Ende des Niedrigniveaufühlers L fallen, wird sofort das Ventil 70 geschlossen,gg which chamber has excess liquid. Should the liquid level falls below the end of the low level sensor L, the valve 70 is immediately closed,

um jeden Vorwärtsfluß anzuhalten. 3508350to stop any forward flow. 3508350

Das Gebrauchen der Schwinmierniveauüberwachung 66 öder der Hoch-Niedrig-Niveaufühler 104 im Karbonisierungs-Kühl-Tank 64 hat keine Auswirkung auf den Fluß der gemischten Flüssigkeiten von der Mischkammer 58 zum Tank 64, da beide Arten der Steuerung das Diaphragmaventil 70 bedienen, um den Fluß zum Tank 64 abzustimmen. Die kombinierte Flußgeschwindigkeit zum Tank 64 ist konstant und ist per Hand einstellbar durch Änderung der Einstellung des Vorspannregelventils 106, welches seinerseits das Regulierungsventil 48 veranlaßt,den Gasdruck in den Kopfräumen 54 und 56 einzustellen. Sollte das Niveau im Tank 64 den Hochfühler H erreichen, wird das Ventil 70 schließen und dabei bewirken, daß der Fluß der kombinierten Flüssigkeiten von Kammer 58 anhält. Der Druck in Leitung 60 und der Kammer 58 wird anwachsen und gleich werden mit dem Druck in den Kopfräumen 54 und 56 und dabei ein Druckgefälle von Null über die Austrittsöffnungen 98 und 100 einrichten. In einer ähnlichen Art betätigt der Schwimmer 68 (Fig. 1), wenn das Flüssigkeitsniveau im Tank 64 ansteigt, Luftsteuerungen 66, die das Ventil 70 veranlassen, die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeiten durch die Leitung 62 zu reduzieren. Die Reduzierung der Fließgeschwindigkeit bewirkt ein Anwachsen des Drucks in der Leitung 60 und der Kammer 58 und reduziert somit das Druckdifferential zwischen den Austrittsöffnungen 98 und 100 und folglich proportional die Fließgeschwindigkeit der Bestandsteilflüssigkeiten und die Fließgeschwindigkeit der kombinierten Flüssigkeiten.The use of the vibration level monitoring 66 is boring the high-low level sensor 104 in the carbonation cooling tank 64 has no effect on the flow of mixed liquids from the mixing chamber 58 to the tank 64, since both types of controls operate diaphragm valve 70 to balance flow to tank 64. the combined flow rate to tank 64 is constant and can be adjusted manually by changing the setting of the bias control valve 106, which in turn causes the control valve 48 to reduce the gas pressure in the Set head clearances 54 and 56. Should the level be in Tank 64 reaching high sensor H will close valve 70 causing the flow of the combined Liquids from chamber 58 stops. The pressure in line 60 and chamber 58 will increase and equal are with the pressure in the head spaces 54 and 56 and thereby a pressure gradient of zero over the outlet openings Set up 98 and 100. In a similar fashion, the float 68 (Fig. 1) actuates when the fluid level rises in tank 64, air controls 66 which cause valve 70 to increase the rate of flow of the liquids through the line 62 to reduce. The reduction in flow velocity causes the pressure in to increase the line 60 and the chamber 58 and thus reduces the pressure differential between the outlet openings 98 and 100 and thus proportional to the flow rate of the constituent liquids and the flow rate of the combined liquids.

CO₂ wird zugeführt durch die Leitung 46 (Fig. 2) zu dem Regulierungsventil 48, wo es auf einen gesetzten Druck reduziert wird, der durch das Vorspannweitergabeventil 106 bestimmt ist. Dieser regulierte Druck wird durch die Leitung 52 zur Leitung 50 und zu den Kopfräumen 54 und zugeführt. Die Leitung 50 ist von ausreichender Größe, umCO ₂ is supplied through line 46 (FIG. 2) to regulator valve 48 where it is reduced to a set pressure determined by bias transfer valve 106. This regulated pressure is supplied through line 52 to line 50 and to head spaces 54 and 54. The conduit 50 is of sufficient size to

gleiche Drücke zwischen den Kopfräumen 54 und 56 zu halten. Druck in den Kopf räumen 54 und 56 verdrängt die Flüssig-· keit in jeder der Kammern 24 und 36 aufwärts durch die Leitungen 84 und 86 in die Mischkammer 58. Die Menge oder die Fließgeschwindigkeit des Wassers und Sirups wird bestimmt durch das Druckdifferential zwischen den Kopfräumen 54 und 56 und der Mischkammer 58 und ebenfalls durch die Größe der Austrittsöffnungen 98 und 100. Das Wasser und Sirup produzieren eine gemischte Flüssigkeit, die ein bestimmtes Verhältnis von jeder der Bestandsteilflüssigkeiten hat. Der Karbonisier-Kühl-Tank 64 ist über eine Leitung 49 mit einer Quelle von CO₂ verbunden, die mit einer Geschwindigkeit und Druck versehen ist, der eine sorgfältige Karbonisierung der gemischten Flüssigkeiten sicherstellt. Der Schwimmer 68 und sein zugeordnetes Ventil 70 steuern die Geschwindigkeit, mit der die gemischten Flüssigkeiten in den Tank 64 eingelassen werden mit einer solchen Geschwindigkeit, die direkt auf die Geschwindigkeit anspricht, mit der die karbonisierten, gekühlten und gemischten Flüssigkeiten über die Leitung 72 zu einer Containerfülleinrichtung (nicht gezeigt) abtrans-Dortiert werden.to maintain the same pressures between the head spaces 54 and 56. Pressure in the head space 54 and 56 displaces the liquid in each of the chambers 24 and 36 upwards through the lines 84 and 86 into the mixing chamber 58. The amount or the flow rate of the water and syrup is determined by the pressure differential between the head spaces 54 and 56 and the mixing chamber 58 and also by the size of the exit openings 98 and 100. The water and syrup produce a mixed liquid which has a certain ratio of each of the constituent liquids. The carbonation cooling tank 64 is connected by a line 49 to a source of CO ₂ which is provided at a rate and pressure which ensures thorough carbonation of the mixed liquids. The float 68 and its associated valve 70 control the rate at which the mixed liquids are admitted into the tank 64 at a rate which is directly responsive to the rate at which the carbonated, cooled and mixed liquids via line 72 become one Container filling device (not shown) are transported away.

Die beschriebene Mischanlage und die offenbarte Umgebung, in welcher sie funktioniert, um einen im wesentlichen konstanten Flüssigkeitsfluß durch ein System zu erzielen, ergibt einen Dauerbetriebszustand des Kühlsystems, bleibende genaue Mischung der Bestandsteilflüssigkeiten, sofortige Mischanlagenantworten, um die Containerfülleranfragen zu befriedigen, und einen bleibenden Carbonisierungsgrad.The mixing plant described and the disclosed environment in which it functions to a substantially constant Achieving fluid flow through a system results in a continuous operating condition of the cooling system accurate mix of ingredient liquids, instant mixer responses to meet the container filler inquiries satisfy, and a permanent degree of carbonization.

Um den Betrieb der Mischanlage im offenbarten System weiter zu betreiben, wird das folgende Beispiel von Fließgeschwindigkeit, Temperatur und Druck gegeben unter Bezugnahme auf ausgewählte Leitungszüge und Leitungen des Systems, die mit A für Leitung 14, B für Leitung 28, C für Leitung 38, D für Leitung 60 und E für Leitung 72 bezeichnet werden. Die Bezeichnung Q, T und P repräsentieren Liter pro Stunde, Temperatur in ⁰C bzw. Druck in MPa.
10In order to continue operating the mixing plant in the disclosed system, the following example of flow rate, temperature and pressure is given with reference to selected lines and lines of the system, which are marked with A for line 14, B for line 28, C for line 38, D for line 60 and E for line 72 are designated. The designations Q, T and P represent liters per hour, temperature in ⁰ C and pressure in MPa, respectively.
10

Beispiel 1example 1

A Q= 22710, P = 3,55, T = 21,1A Q = 22710, P = 3.55, T = 21.1

B Q= 22710, P = 4,92, T = 7,2B Q = 22710, P = 4.92, T = 7.2

C Q= 5677, P = 4,92, T = 21,1C Q = 5677, P = 4.92, T = 21.1

D Q= 28387, P = 3, 12 , T = 11 ,1D Q = 28387, P = 3, 12, T = 11, 1

E Q= 28387, P = 2,86, T = 2,22E Q = 28387, P = 2.86, T = 2.22

Beispiel 2Example 2

A Q= 15768, P = 3,55, T = 21,1A Q = 15768, P = 3.55, T = 21.1

B Q= 15768, P = 4,92, T = 7,2B Q = 15768, P = 4.92, T = 7.2

C Q= 3156, P = 4, 92, T = 21,1C Q = 3156, P = 4.92, T = 21.1

D Q= 18925, P = 3,2, T = 11,1D Q = 18925, P = 3.2, T = 11.1

E Q= 18925, P = 2,86, T = 2,22.E Q = 18925, P = 2.86, T = 2.22.

Während die Flüssigkeits-Mischanlage und die Vorrichtung zum Mischen und ihre Betriebsweise, wie sie oben beschrieben ist, die Aufgabe des kontinuierlichen genauen Mischens der Flüssigkeiten während des Dauerbetriebs erfüllt, können Betriebsstörungen oder kurzzeitige Unterbrechung des Flusses, sowie Korrekturprobleme mit der Containerfülleinrichtung, Bedingungen schaffen, wobei eine oder beide der Einzelflüssigkeiten oder die gemischten Flüssigkeiten in einer Richtung, die eine Durchmischung verursacht, während einer Ubergangszeitspanne des Druckausgleichs fließen. Die Möglichkeit zum Durch-While the liquid mixing plant and the device for mixing and its mode of operation, as described above is, the task of continuous precise mixing of the liquids during continuous operation is fulfilled, malfunctions or short-term interruption of the flow, as well as correction problems with the Container filling equipment, creating conditions whereby one or both of the single liquids or the mixed ones Unidirectional fluids causing mixing during a transition period of the pressure equalization flow. The opportunity to

mischen kann beobachtet werden, wo Flüssigkeiten mit unterschiedlichem spezifischen Gewicht kombiniert werden.mixing can be observed where liquids differ with specific weight can be combined.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen, beschrieben in den Figuren 3, 4 und 5, zum Aufrechterhalten der Trennung der Flüssigkeiten während des Entstehens von Übergangsbedingungen, die entstehen, wenn normaler Fluß von Flüssigkeiten unterbrochen wird. Insbesondere während des Wechsels von normalem Fluß zu keinem Fluß sinkt das eingerichtete Druckdifferential von ungefähr 0,345 MPa auf Null und während dieses Übergangs beinhaltet das Erzielen eines Gleichgewichts außer anderen Faktoren die Verteilung von Flußenergie, die in Beziehung steht zu dem spezifischen Gewicht der zu mischenden Flüssigkeiten.In accordance with the present invention, means are provided, described in Figures 3, 4 and 5, for maintaining separation of liquids during the establishment of transient conditions which arise when normal flow of liquids is interrupted. In particular, during the change from normal flow to no flow, the established pressure differential drops from about 0.345 MPa to zero and during this transition the achievement of equilibrium includes, among other factors, the distribution of flow energy which is related to the specific gravity of the liquids being mixed.

Fig. 3 zeigt einen Bruchteil des oberen Teils der Kammer 36, die Sirup oder Konzentrat enthält. Die Leitung 86 steht in Verbindung mit der Mischkammer 58 über Krümmer 101, die mit einem geraden Abschnitt der Leitung 103 verbunden sind und mit der Mischkammer 58 über ein kurzes Anschlußstück 110, das sich in die Mischkammer 58 öffnet. Beim Plazieren der Mischkammer 58 in Beziehung zu der Kammer 36, wie es in Fig. 3 gezeigt wird, ist eine Klappe 112 definiert, um den Schließwiderstand zu erhöhen und die Neigung des unkontrollierten Durchmisehens der Flüssigkeit, die ein höheres spezifisches Gewicht hat mit der Flüssigkeit oder den Flüssigkeiten mit niedrigerem spezifischen Gewicht abzuschwächen. Zusätzlich zu der KlappeFigure 3 shows a fraction of the top of chamber 36 which contains syrup or concentrate. The line 86 is in communication with the mixing chamber 58 via elbows 101 which are connected to a straight section of the conduit 103 and with the mixing chamber 58 via a short connecting piece 110 which opens into the mixing chamber 58. In placing the mixing chamber 58 in relation to the chamber 36, as shown in Figure 3, there is a flap 112 defined to increase the closing resistance and the tendency of uncontrolled miscutting of the liquid, which has a higher specific gravity with the liquid or liquids with lower specific gravity To weaken weight. In addition to the flap

QQ 112 ist die Kammer versehen mit einem flüssigkeitsflußrichtungs-empfindlichen Kontrollventil 114, welches im wesentlichen einen dichtenden (bouyant) Ball 116 aufweist, der durch Kabel oder Rundstäbe 118 gezwungen ist, das Anschlußstück 110 zu verstöpseln und zu verschließen QQ 112, the chamber is provided with a liquid flow direction-sensitive control valve 114, which essentially has a sealing (bouyant) ball 116 which is forced by cables or rods 118 to plug and close the connector 110

Qc für den Fall, daß die Richtung des Flusses von der Kammer 58 zu der Kammer 36 ist. Das Ventil 114 hält den Fluß der gemischten Flüssigkeiten sofort ab in die Kammer 36 zu fließen und folglich wird die Verdünnung der Flüssigkeit mit dem höheren spezifischen Gewicht verhindert. Qc in the event that the direction of flow is from chamber 58 to chamber 36. The valve 114 immediately stops the flow of mixed liquids from flowing into the chamber 36 and thus the dilution of the liquid with the higher specific gravity is prevented.

Wo Vorzug oder Bedingungen einen Bedarf an einem kraftbetriebenen Ventil anzeigen, ist eine Anordnung in Fig. 5 gezeigt, die benutzt werden kann.Where preference or conditions indicate a need for a powered valve, an arrangement is shown in FIG 5 which can be used.

Ein linearer Antrieb 120, der mit einer Quelle vonA linear actuator 120 that works with a source of

Druckfluid über die Leitungen 122 und 124 verbunden ist, hat seinen Ausgangsrundstab 126 durch eine Spundpassung 128 geführt, die mit einer geeigneten konventionellen Verschließeinrichtung versehen ist. Das Ende des RundjQ Stabes 126 trägt einen flachen konischen Kegel 130, der, wenn er in die öffnung des AnschlußStücks 110 gesetzt wird, die Mischkammer 58 vom Anschlußstück 110 und der Kammer 36, die damit in Verbindung steht, isoliert.Pressurized fluid is connected via lines 122 and 124, has its output rod 126 by a bung fit 128 out, which is provided with a suitable conventional locking device. The end of the round Rod 126 carries a flat conical cone 130 which, when placed in the opening of connector 110, the mixing chamber 58 from the connector 110 and the chamber 36 associated with it is isolated.

jg In der Abwesenheit eines Ventilelements, so wie 116 oder 130, wird die Flüssigkeit mit größerem spezifischen Gewicht die Fließrichtung umdrehen von der Mischkammer 58 zu der Kammer 36 und in der Folge davon einen Fluß der gemischten Flüssigkeiten in die Kammer 36 einleiten, wennjg In the absence of a valve element, such as 116 or 130, the liquid with a larger specific gravity will reverse the direction of flow from the mixing chamber 58 to chamber 36 and, consequently, initiate a flow of the mixed liquids into chamber 36 when

2Q das System nicht im Vorwärtsfluß ist. Schädlicher Ubergangsfluß setzt sich fort, bis ein Gleichgewicht erzielt ist. Wo Flußunterbrechungen selten sind, ist die Entdeckung einer unsauberen Mischung in dem Karbonisier-Kühler durch konventionelle überwachungseinrichtungen fraglich, aber2Q the system is not in the forward flow. Harmful transitional flow continues until equilibrium is achieved. Where river breaks are rare, there is discovery an unclean mixture in the carbonation cooler by conventional monitoring devices questionable, but

2g häufige Flußunterbrechungen werden entdeckt und können dem Konsumenten offenbart werden.2g frequent flow interruptions are detected and can revealed to the consumer.

Obwohl die beste Art betrachtet zum Ausführen der vorliegenden Erfindung hier gezeigt und beschrieben worden ₃q ist, ist es augenscheinlich, daß Modifikation und Veränderung gemacht werden können, ohne von dem, was als Subjekt betrachtet wird, abzugehen.While there has been considered the best way shown here for carrying out the present invention and described ₃ q, it is apparent that modification and variation may be made without departing from what is regarded as a subject.

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Claims (6)

PatentansprücheClaims j 1. Mischanlagen-Vorrichtung zum Kombinieren mindestens zweier Flüssigkeiten in einem gewünschten Verhältnis, die aufweist Einrichtungen (24, 36) zum Beinhalten der Bestandsteilflüssigkeiten, Einrichtungen (84, 86), diej 1. Mixing plant device for combining at least two liquids in a desired ratio, comprising means (24, 36) for containing the Constituent liquids, devices (84, 86), the ,. unterhalb des Niveaus einer jeden Bestandsteilflüssigkeit versenkt sind, um einen Fließweg von jedem Container (24, 36) herzustellen, Einrichtungen (58) zum Aufnehmen und Kombinieren der Flüssigkeiten, die von jedem der Fließwege hergeleitet werden, Einrichtungen (60) zum Verlagern der Flüssigkeiten von den Behältniseinrichtungen und Einrichtungen (98, 100) in den Fließwegen zum Messen des Flusses jeder Bestandsteilflüssigkeit vor dem Eintritt in die Aufnahme- und Kombinationseinrichtungen (58).,. below the level of each constituent liquid are sunk to produce a flow path from each container (24, 36), means (58) for Receiving and combining the fluids derived from each of the flow paths, means (60) for moving the liquids from the container devices and devices (98, 100) in the flow paths for measuring the flow of each constituent liquid prior to entering the receiving and combining devices (58). 2. Mischanlagen-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (24, 36) zum Beinhalten der Bestandsteilflüssigkeiten mit einer Flüssigkeitsniveausteuerung (116) versehen ist, die tätig ist, um das Niveau der2. Mixing plant device according to claim 1, wherein the Means (24,36) for containing the ingredient liquids with liquid level control (116) is provided that operates to the level of Flüssigkeit innerhalb eines Bereiches zu halten, so daß die Einrichtung (116), die in die Flüssigkeit eingetaucht ist, um einen Fließweg herzustellen, normalerweise unterhalb des Flüssigkeitsniveaus ist ,wobei die Flüssigkeitsniveausteuerung (116) einen Kopfraum (54, 56) zur Verfügung stellt, der frei von Flüssigkeit ist, und Einrichtungen (46, 48, 50, 52) zum Zuführen eines Inert-Gases mit einem ausgewählten Druck in den Kopfraum (54, 56) und zum Wirksamsein, um die Bestandsteilflüssigkeiten von den Behältereinrichtungen (24, 36) zu verlagern.To keep liquid within a range so that the device (116) immersed in the liquid is to establish a flow path, is usually below the liquid level, the liquid level control (116) provides a head space (54, 56) which is free of liquid, and Means (46, 48, 50, 52) for supplying an inert gas at a selected pressure into the head space (54, 56) and to be effective to remove the constituent liquids from the container means (24, 36) to relocate. 3. Mischanlagen-Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin Einrichtungen (64) zum Empfangen und Bearbeiten der kombinierten Flüssigkeiten von der Aufnahme- und Kombinierungseinrichtung (58) aufweist und Einrichtungen (46 bis 48, 52, 106 bis 109) zum gleichzeitigen Einführen eines Inert-Gases unter Druck in die Bestandsteilflüssigkeiten-Behältereinrichtungen (24, 36) und der Aufnahme und Bearbeitungseinrichtung (64) , wobei das Niveau des Druckes des Inert-Gases, das in die Bestandsteilflüssigkeiten-Behältniseinrichtung (64, 36) eingeführt wird größer ist als der Druck, der zu der Aufnahme-und Bearbeitungseinrichtung (58) zugeführt wird.3. Mixing plant apparatus according to claim 1, further comprising means (64) for receiving and processing the combined liquids from the receiving and combining means (58) and means (46 to 48, 52, 106 to 109) for simultaneously introducing an inert gas under pressure into the constituent liquid container means (24, 36) and the receiving and processing device (64), wherein the level of pressure of the inert gas entering the constituent liquid containment means (64, 36) is greater than the pressure that is supplied to the receiving and processing device (58) will. 4. Mischanlagen-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtungen, die die Bestandsteilflüssigkeiten enthalten, (24, 36) einen Behälter für jede Bestandsteilflüssigkeit aufweisen, eine Einrichtung (116) zum kontinuierlichen, im wesentlichen Konstanthalten der Menge der Flüssigkeit in jedem Behälter, wobei das Flüssigkeitsniveau so ist, daß jeder Behälter einen Kopfraum (54, 56) definiert, der frei von Flüssigkeit ist, eine Leitung (46, 52, 50), die mit einer Quelle von Inert-Gas, das unter Druck steht, verbunden ist, die die Verbindung herstellt zwischen den Kopfräumen (54, 56) und dabei die Flüssigkeiten, die in jedem Behältnis beinhaltet sind,4. Mixing plant device according to claim 1, wherein the Means for holding the constituent liquids (24,36) a container for each constituent liquid have a device (116) for the continuous, keeping the amount of liquid in each container substantially constant, the liquid level so is that each container defines a head space (54, 56) free of liquid, a conduit (46, 52, 50) connected to a source of pressurized inert gas that makes the connection between the head spaces (54, 56) and thereby the liquids that are contained in each container, mit einem Übersteuerungsdruck versieht, wobei das
Inert-Gas wirksam ist, um den Fluß der einzelnen
Flüssigkeiten in den versenkten Flußpfaden (84, 86)
zu bewirken.provided with an override pressure, the
Inert gas is effective to the flow of each
Liquids in the submerged river paths (84, 86)
to effect. 5. Mischanlagen-Vorrichtung gemäß Anspruch 4, die weiterhin eine geschlossene Kammer, die mit der Quelle des Inert-Gases und mit der Aufnahme- und Kombinierungsein richtungen (58) verbunden ist, und Einrichtungen (106, 107) zum Aufrechterhalten eines größeren Druckes in
den Kopfräumen (54, 56) als in der geschlossenen
Kammer, um einen Fluß der kombinierten Flüssigkeiten zu der geschlossenen Kammer herzustellen.5. Mixing plant device according to claim 4, further comprising a closed chamber which is connected to the source of the inert gas and to the receiving and combining means (58), and means (106, 107) for maintaining a greater pressure in
the head spaces (54, 56) than in the closed
Chamber to establish a flow of the combined liquids to the closed chamber. 6. Verfahren zum Kombinieren zweier oder mehrerer Flüssigkeiten in einem ausgewählten Verhältnis durch Messen des Flusses einer jeden Flüssigkeit durch öffnungen, bevor sie kombiniert werden, und Aufrechterhalten des ausgewählten Verhältnisses in dem Fall eines Fluß-6. Method of combining two or more liquids in a selected ratio by measurement the flow of each liquid through orifices before they are combined and maintaining the selected relationship in the case of a river Widerstandes oder einer Änderung in der Fließgeschwindigkeit der einzelnen Flüssigkeiten oder der kombinierten Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren die Schritte der Zuführung und Aufrechterhaltung einer gegebenen Menge der einzelnen Flüssigkeiten in getrennten Kammern (24, 36), wobei die Menge auf ein Niveau geregelt wird, das einen Kopfraum (54, 56) produziert, der frei von Flüssigkeit ist, des Inverbindunghaltens des Kopfraumes (54, 56) einer jeden Kammer (24, 36), des Hersteilens der Verbindung mit dem Körper der Flüssigkeit in jeder Kammer (34, 36) mit einer Meßdüse und des Unterdrucksetzens des Kopfraumes (54, 56) mit einer gasförmigen Flüssigkeit zum gleichzeitigen Verlagern der Flüssigkeit von jeder Kammer durch die Meßdüse, die in Leitungen angeordnet ist, die mit der Kammer (58) verbunden ist, wo sich die Flüssigkeiten mischen, beinhaltet.Resistance or a change in the flow rate of the individual liquids or the combined Liquid, characterized in that the method comprises the steps of supplying and maintaining a given amount of the individual liquids in separate chambers (24, 36), the amount being a Level that produces a headspace (54, 56) free of fluid of keeping in communication the head space (54, 56) of each chamber (24, 36), making communication with the body the liquid in each chamber (34, 36) with a measuring nozzle and the pressurization of the head space (54, 56) with a gaseous liquid to move the liquid from each chamber through the at the same time Measuring nozzle, which is arranged in lines, which is connected to the chamber (58) where the liquids are mix, includes.