EP0996585B1 - Vorrichtung zum mischen von wenigstens zwei strömungsmedien - Google Patents

Vorrichtung zum mischen von wenigstens zwei strömungsmedien Download PDF

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EP0996585B1
EP0996585B1 EP99920866A EP99920866A EP0996585B1 EP 0996585 B1 EP0996585 B1 EP 0996585B1 EP 99920866 A EP99920866 A EP 99920866A EP 99920866 A EP99920866 A EP 99920866A EP 0996585 B1 EP0996585 B1 EP 0996585B1
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EP
European Patent Office
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duct
section
region
bypass
exit region
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EP99920866A
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Klaus Holland
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Holland Kuehlmobel K& M Holland GmbH
Original Assignee
Holland Kuehlmobel K& M Holland GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/0042—Details of specific parts of the dispensers
    • B67D1/0043—Mixing devices for liquids
    • B67D1/0044—Mixing devices for liquids for mixing inside the dispensing nozzle
    • B67D1/0045—Venturi arrangements; Aspirators; Eductors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40—Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/45—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing
    • B01F23/451—Mixing liquids with liquids; Emulsifying using flow mixing by injecting one liquid into another
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30—Injector mixers
    • B01F25/31—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/0015—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught the beverage being prepared by mixing at least two liquid components
    • B67D1/0021—Apparatus or devices for dispensing beverages on draught the beverage being prepared by mixing at least two liquid components the components being mixed at the time of dispensing, i.e. post-mix dispensers

Definitions

  • the invention relates to a device for mixing two flow media, in particular for mixing water and beverage concentrate or the like, with a first one Housing from an inlet to an outlet through-passage and at least an opening into the first passageway second passageway, wherein in the first passage, a first medium, in particular fluid, and in the second Through passage a second medium, in particular fluid, flows.
  • Mixing devices of the aforementioned type are used in particular for mixing drinks
  • Use the base liquid water just before serving the beverage a concentrate, e.g. As a fruit juice concentrate, in a certain mixing ratio is added.
  • the water can be prepared beforehand, z. B. with minerals or carbon dioxide enriched and cooled, or be taken directly from the water pipe, it is with a normal water pressure of about 1.5 to 2 bar of the device for Mixing is supplied.
  • US 3,357,598 according to the preamble of claim 1 describes a device for mixing two flow media, being here for the preparation of mixed drinks of concentrated liquid and water flows through a mixing device in the manner of a Venturi nozzle with water and a concentrate from a right angle into the main stream opens Drilling is sucked. By sucking in the concentrate and through it achieved mixing of the two flow media is obtained at the output of the device a concentrate-water mixture.
  • the mixing ratios are usually over different in conventional mixing devices Cross-sectional areas of the channels set, d. H. the mixer must be for the provision of a different mixing ratio are exchanged. This is very consuming, as there are high demands on hygiene for the dispensing of drinks become.
  • the concentrates may have a different viscosity or viscosity, in particular also influenced by the different ambient temperature, so that at different Conditions different mixing ratios are obtained.
  • the known mixing devices there is no way to simple and inexpensive Regulation of the mixing ratio.
  • the invention is therefore based on the object, a device of the aforementioned Kind of improving, such that the mixing ratio between two flow media, especially between water and a beverage concentrate, set in a simple manner irrespective of the concentrate composition, i. H. With few or many solids fractions, with high or low viscosity and the like. Possible should be. Furthermore, the mixing device should be streamlined and cost-effective be produced and ensure a safe function even in intermittent operation.
  • At least one bypass channel to the first passage and means for adjusting the flow rate the first and / or the second fluid are provided. That way regardless of the viscosity or of the problem that fruit pieces in the concentrate contained in a simple manner, any mixing ratio for the two Adjust fluids.
  • the second passageway formed in the first passageway opens have a relatively large cross section, so that the solids content the beverage concentrate can flow through the cross section unhindered, since the Mixing ratio depends only limited on the cross section of the second passageway.
  • the mixing device does not have be replaced, so that when changing the mixing ratio and no hygienic problems arise through the use of a new device. Should be the same Device another concentrate used, so can the device easy to clean due to their simple structure, which will be discussed later becomes.
  • the flow rate can be with the device either the flow rate of the first fluid and / or the adjust second fluid. Since with drink mixtures the first fluid usually consists of water is formed and the majority of the mixture consists of water, the mixing ratio can be vary in a very large area.
  • the flow rate is the first fluid via the bypass channel or the bypass channels adjustable so that one on an adjustment in the mouth region of the second passage in could dispense with the first passageway. The confluence could therefore be constructive be easily formed while the mixing ratio is practically indirect through the bypass channels is regulated.
  • the second passageway opens substantially vertically into the first passage, are in defined and calculable flow conditions are provided at the mouth region, which are similar to those in Venturi nozzles. Also in the second passageway is an adjustment provided, in particular, a fine adjustment of the addition of Concentrate allows, if concentrates with low or no solids content, such as As tea, lemon concentrate and the like., Are used.
  • the first passage channel an inlet region, a middle section and having an exit area, wherein the middle section a smaller passage area than the entrance area and the Has exit area.
  • the middle section is very much in relation to the inlet area and the outlet area short, for example, an extension of only 1.5 to 2 mm while the entrance area about 25 mm and the exit area about 40 can be up to 50 mm.
  • the second passage through which the beverage concentrate is supplied is, opens downstream of the small passage cross-section and substantially halfway into the first passageway.
  • the estuary is relatively close to the middle constricted portion of the first passageway, so that fruit juice concentrate through the accelerated water flow entrained, and therefore no supply of the concentrate under Pressure needs.
  • the one or more bypass channels run from the entrance area of the first passageway to the exit area and have a substantially constant cross-section. They extend parallel to the central portion of the first passageway, with their upstream end into the expansion chamber and with its downstream end at a distance from the mouth of the second Open passageways in the exit area of the first passageway.
  • the junction of each bypass channel is at an acute angle arranged to the axis of the first passageway and a taphole formed, which has a nozzle-like narrowing cross-section.
  • the confluence of the second passageway in the first passageway be educated.
  • metering devices For adjusting the flow rate of the fluid through the bypass channels or the second passage are metering devices provided, which can be inserted into the mouth openings are. These metering devices can advantageously be formed by pins be, which fitted with a seated at the mouth opening Tip are formed and adjustable in transverse bores by means of a fine thread are guided.
  • the mixing ratio can be adjusted arbitrarily in a simple manner. Even if the passage cross-section of the second passage channel substantially must be opened completely to allow passage of a larger one To allow quantity of fruit, is a dosage over the adjustable Bypass channels easily possible by the flow through the respective Bypass channel is precisely controlled.
  • the housing the mixing device preferably made of plastic and as one piece Injection molded body formed.
  • the housing may be a fastening device have and in the region of the free channel ends connecting piece for connection of connecting hoses, concentrate containers, liquid feeds and / or the like.
  • the connections can be known as quick-release connections be formed, which engage in corresponding grooves of the housing and their connection z. B. be sealed by an O-ring seal can.
  • closure devices in the hose connections are provided, which the inlet to the terminal end of the hose close before a corresponding flow connection to the inventive Device is made. Additional closure devices may be formed on the device inlet side itself to return flows from one channel to another channel.
  • the inventive device 1 for mixing at least two flow media has a housing 2, which in the illustrated embodiment is made as a one-piece injection molded plastic housing.
  • the housing has a first passage 3 with an inlet 4 and an outlet 5 and a second passage 6 with an inlet 7 and an outlet 8.
  • the passageway has the third an entrance area 9 with an enlarged cross-section, a middle section 10 with significantly reduced cross-section and an exit area 11th
  • the middle section 10 is relative to the inlet region 9 and the Exit region 11 is relatively short and ensures that the in Direction of arrow 13 pressurized water in the middle section 10 is significantly accelerated to from the outlet 8 of the second passageway 6 mitzui conference in the direction of arrow 12 supplied concentrate.
  • the outlet 8 creates a considerable turbulence and in consequence its a good mixing of water and concentrate.
  • a flash chamber 14 in which a substantially equal pressure prevails, so that pressure fluctuations in the pressure or at the flow rate of the water 13 can be balanced.
  • the through-channel 3 has at its free end in the region of the outlet a conical enlargement, the contributes to a slowing down of the flow of the mixture.
  • bypass channel 15 runs, which is a constant but smaller cross-section than the passageway 3 has.
  • Bypass duct opens with its upstream end into the inlet area 9 and with its downstream end in a tap hole 16, which in turn at an acute angle in the exit region 11 of the Passage channel 3 opens.
  • bypass channel 15 Although only one bypass channel 15 is shown in the drawing, it is conceivable that a plurality of bypass channels are provided. From Fig. 2 is also to recognize that the junctions of the bypass channels and the second passageway 6 in the first passageway 3 nozzle-shaped or frustoconical are formed so that they can form seats for pins 17, 18, which by means of fine threads in housing bores 19, 20 as far screwed are that the mouths are closed. In this way, the pins 17 form and 18 metering devices, via which the amount of water introduced through the Bypass 15 or concentrate of the channel 6 is adjustable. In this way can be achieved a very fine dosage of the mixing ratio.
  • the second Through channel 6 in the region of its inlet 7 with a concentrate bag connected, preferably in the manner of a plug-in cartridge or by means of a Snap connection, so that no separate sealing of the connection more must be done.
  • the inlet 4 is in the same way with a water supply connected, and the connecting piece 21 is a pipe or a hose slipped to convey the mixed liquid to the desired location.
  • the Seal the tube or tube takes place in a simple manner a snug fit, which are additionally secured with hose ties or the like can push the hose into the grooves 22.
  • the water becomes the concentrate from the second passageway 6 entrained and led to the outlet 5.
  • the water from the bypass channel 15 or the bypass channels also passes into the exit region 11 of the first Passage channels 3, where it deals with the mixture of water and juice concentrate mixed.
  • the resulting mixture is removed by the user. It is also possible at the end of the removal process, the middle Section 10 for a period of time to rinse off concentrate residues from the Remove mixing device.
  • the mixing device can then be for another Concentrate can be used, in the same way a finely metered mixture can be achieved.
  • the Set the mixing ratio in a wide range can be, for example Mixing ratios of 1: 1 to 1: 100 manufacture, z.
  • the mixture is stable regardless of different water pressures, as the Suction is proportional to the water pressure.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von zwei Strömungsmedien, insbesondere zum Mischen von Wasser und Getränkekonzentrat oder dgl., mit einem ersten ein Gehäuse von einem Einlaß zu einem Auslaß durchgreifenden Durchgangskanal und wenigstens einem in den ersten Durchgangskanal mündenden zweiten Durchgangskanal, wobei in dem ersten Durchgangskanal ein erstes Medium, insbesondere Fluid, und in dem zweiten Durchgangskanal ein zweites Medium, insbesondere Fluid, strömt.
Mischvorrichtungen der vorgenannten Art werden insbesondere zum Mischen von Getränken verwendet, indem der Basisflüssigkeit Wasser kurz vor dem Servieren des Getränkes ein Konzentrat, z. B. ein Fruchtsaftkonzentrat, in einem bestimmten Mischungsverhältnis zugesetzt wird. Das Wasser kann vorher aufbereitet, z. B. mit Mineralstoffen oder Kohlensäure angereichert und gekühlt sein, oder unmittelbar der Wasserleitung entnommen werden, wobei es mit einem normalen Wasserdruck von etwa 1,5 bis 2 bar der Vorrichtung zum Mischen zugeführt wird.
Beispielsweise beschreibt die US 3,357,598 gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Vorrichtung zum Mischen von zwei Strömungsmedien, wobei hier zur Herstellung von Mischgetränken aus konzentrierter Flüssigkeit und Wasser eine Mischvorrichtung nach Art einer Venturi-Düse mit Wasser durchströmt wird und ein Konzentrat aus einer im rechten Winkel in den Hauptstrom einmündenden Bohrung angesaugt wird. Durch das Ansaugen des Konzentrats und durch die dadurch erzielte Vermischung der beiden Strömungsmedien erhält man am Ausgang der Vorrichtung eine Konzentrat-Wasser-Mischung.
Die Mischverhältnisse werden bei herkömmlichen Mischvorrichtungen meist über unterschiedliche Querschnittsflächen der Kanäle eingestellt, d. h. die Mischvorrichtung muss für die Bereitstellung eines anderen Mischungsverhältnisses ausgetauscht werden. Dies ist sehr aufwendig, da für die Ausgabe von Getränken hohe Anforderungen an die Hygiene gestellt werden.
Ferner ergibt sich bei den bekannten Mischvorrichtungen das Problem, dass die minimale Querschnittsgröße des Kanals für das Konzentrat begrenzt ist, wenn konzentrierter Fruchtsaft mit Fruchtfleisch gemischt werden soll. Da die Fruchtfleischstückchen durch den Querschnitt hindurchpassen müssen, um diesen nicht zu verstopfen, muss der Querschnitt eine gewisse Mindestgröße haben. Dies führt jedoch dazu, dass bei den herkömmlichen Mischvorrichtungen ein solcher Fruchtsaft nicht in einer geringen Konzentration bereitgestellt werden kann.
Ein weiteres Problem bei den bekannten Mischvorrichtungen besteht darin, dass die Konzentrate eine unterschiedliche Viskosität bzw. Zähflüssigkeit haben können, die insbesondere auch durch die unterschiedliche Umgebungstemperatur beeinflusst wird, so dass bei unterschiedlichen Bedingungen unterschiedliche Mischungsverhältnisse erhalten werden. Bei den bekannten Mischvorrichtungen gibt es keine Möglichkeit zur einfachen und kostengünstigen Regulierung des Mischungsverhältnisses.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern, derart, dass das Mischungsverhältnis zwischen zwei Strömungsmedien, insbesondere zwischen Wasser und einem Getränkekonzentrat, auf einfache Weise eingestellt werden kann, wobei dies unabhängig von der Konzentratzusammensetzung, d. h. mit wenigen oder vielen Festkörperanteilen, mit hoher oder niedriger Viskosität und dgl. möglich sein soll. Ferner soll die Mischvorrichtung strömungsgünstig ausgelegt sowie kostengünstig herstellbar sein und eine sichere Funktion auch im intermittierenden Betrieb gewährleisten.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Bypass-Kanal zu dem ersten Durchgangskanal und eine Einrichtung zur Einstellung der Durchströmmenge des ersten oder/und des zweiten Fluids vorgesehen sind. Auf diese Weise läßt sich unabhängig von der Viskosität bzw. von dem Problem, daß Fruchtstücke in dem Konzentrat enthalten sind, in einfacher Weise ein beliebiges Mischungsverhältnis für die beiden Fluide einstellen. Insbesondere kann der zweite Durchgangskanal, der in den ersten Durchgangskanal einmündet, einen relativ großen Querschnitt besitzen, so dass die Festkörperanteile des Getränkekonzentrats den Querschnitt ungehindert durchströmen können, da das Mischungsverhältnis nur begrenzt von dem Querschnitt des zweiten Durchgangskanals abhängt. Für die Einstellung des Mischungsverhältnisses muss die Mischvorrichtung nicht ausgewechselt werden, so dass bei einer Änderung des Mischungsverhältnisses auch keine hygienischen Probleme durch Einsatz einer neuen Vorrichtung entstehen. Soll mit der gleichen Vorrichtung ein anderes Konzentrat zum Einsatz kommen, so lässt sich die Vorrichtung aufgrund ihres einfachen Aufbaus auch leicht reinigen, worauf später noch eingegangen wird.
Zur Einstellung der Durchströmmenge lässt sich mit der Einrichtung entweder die Durchströmmenge des ersten Fluids und/oder des zweiten Fluids einstellen. Da bei Getränkemischungen das erste Fluid meist aus Wasser gebildet ist und der Hauptanteil der Mischung aus Wasser besteht, läßt sich das Mischungsverhältnis in einem sehr großen Bereich variieren. Vorzugsweise ist dabei die Durchströmmenge des ersten Fluids über den Bypass-Kanal bzw. die Bypass-Kanäle einstellbar, so dass man auf eine Einstelleinrichtung in den Mündungsbereich des zweiten Durchgangskanals in den ersten Durchgangskanal verzichten könnte. Die Einmündung könnte daher konstruktiv einfach ausgebildet sein, während das Mischungsverhältnis praktisch indirekt über die Bypass-Kanäle geregelt wird. Wenn der zweite Durchgangskanal im wesentlichen senkrecht in den ersten Durchgangskanal mündet, sind in dem Mündungsbereich definierte und berechenbare Strömungsverhältnisse vorgesehen, die ähnlich denjenigen bei Venturi-Düsen sind. Auch in dem zweiten Durchgangskanal ist eine Einstelleinrichtung vorgesehen, die insbesondere dann eine Feineinstellung der Zugabe des Konzentrats ermöglicht, wenn Konzentrate mit geringem oder keinem Festkörperanteil, wie z. B. Tee, Zitronenkonzentrat und dgl., zum Einsatz kommen.
In Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, daß der erste Durchgangskanal einen Eintrittsbereich, einen mittleren Abschnitt und einen Austrittsbereich aufweist, wobei der mittlere Abschnitt einen kleineren Durchtrittsquerschnitt als der Eintrittsbereich und der Austrittsbereich besitzt. Auf diese Weise wird erreicht, daß im mittleren Abschnitt eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit vorliegt. Der mittlere Abschnitt ist dabei im Verhältnis zu dem Eintrittsbereich und dem Austrittsbereich sehr kurz ausgebildet, wobei er beispielsweise eine Erstreckung von nur 1,5 bis 2 mm aufweist, während der Eintrittsbereich ca. 25 mm und der Austrittsbereich ca. 40 bis 50 mm betragen kann. Im Eintrittsbereich ist darüberhinaus eine Entspannungskammer ausgebildet, in welcher ein im wesentlichen gleicher Druck herrscht. Dadurch können Schwankungen im Druck bzw. bei der Durchströmmenge des ersten Fluids ausgeglichen werden. Im Bereich seines freien Endes besitzt der erste Durchgangskanal vorteilhaft einen sich zunehmend erweiterenden Querschnitt, wodurch die Anfangsbeschleunigung der Strömung verzögert wird und damit eine Wirbelbildung verringert wird.
Der zweite Durchgangskanal, über welchen das Getränkekonzentrat zugeführt wird, mündet stromab von dem kleinen Durchtrittsquerschnitt und vorteilhalft im wesentlichen senkrecht in den ersten Durchgangskanal ein. Die Mündung liegt verhältnismäßig nah am mittleren verengten Abschnitt des ersten Durchgangskanals, so daß Fruchtsaftkonzentrat durch die beschleunigte Wasserströmung mitgerissen wird, und es deshalb keiner Zuleitung des Konzentrats unter Druck bedarf.
Um das Mischungsverhältnis dosieren zu können, verlaufen der oder die Bypass-Kanäle vom Eintrittsbereich des ersten Durchgangskanals zum Austrittsbereich und besitzen einen im wesentlichen konstanten Querschnitt. Sie erstrecken sich parallel zum mittleren Abschnitt des ersten Durchgangskanals, wobei sie mit ihrem stromaufwärts gelegenen Ende in die Entspannungskammer und mit ihrem stromabwärts gelegenen Ende im Abstand zur Einmündung des zweiten Durchgangskanals in den Austrittsbereich des ersten Durchgangskanals einmünden. Dabei ist die Einmündung eines jeden Bypass-Kanals im spitzen Winkel zur Achse des ersten Durchgangskanals angeordnet und von einer Stichbohrung gebildet, die einen sich düsenartig verengenden Querschnitt aufweist. Ebenso kann auch die Einmündung des zweiten Durchgangskanals in den ersten Durchgangskanal ausgebildet sein. Zur Einstellung der Durchströmmenge des Fluids durch die Bypass-Kanäle bzw. den zweiten Durchgangskanal sind Dosiereinrichtungen vorgesehen, welche in die Einmündungsöffnungen einführbar sind. Diese Dosiereinrichtungen konnen in vorteilhafter Weise von Stiften gebildet sein, welche mit einer an die Einmündungsöffnung sitzmäßig eingepaßten Spitze ausgebildet sind und in Querbohrungen mittels eines Feingewindes einstellbar geführt sind. Mittels der Dosiereinrichtungen, mit denen der Öffnungsquerschnitt des Bypass-Kanals bzw. der Bypass-Kanäle reguliert werden kann, sowie der Öffnungsquerschnitt des zweiten Durchgangskanals reguliert werden kann, läßt sich das Mischungsverhältnis in einfacher Weise beliebig einstellen. Selbst wenn der Durchtrittsquerschnitt des zweiten Durchgangskanals im wesentlichen ganz geöffnet werden muß, um einen Durchtritt einer größeren Fruchtfleischmenge zu ermöglichen, ist eine Dosierung über die einstellbaren Bypass-Kanäle problemlos möglich, indem die Durchflußmenge durch den jeweiligen Bypass-Kanal exakt gesteuert wird.
Um die Mischvorrichtung besonders kostengünstig herzustellen, ist das Gehäuse der Mischvorrichtung vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt und als einstückiger Spritzgußkörper ausgebildet. Das Gehäuse kann eine Befestigungsvorrichtung aufweisen und im Bereich der freien Kanalenden Anschlußstutzen zum Anschluß von Verbindungsschläuchen, Konzentratbehältern, Flüssigkeitszuläufen und/oder dgl. Die Anschlüsse können dabei bekannterweise als Schnellkupplungsanschlüsse ausgebildet sein, die in entsprechende Nuten des Gehäuses einrasten und deren Verbindung z. B. durch eine O-Ring-Dichtung abgedichtet sein kann. Auch ist es denkbar, daß in den Schlauchverbindungen Verschlußeinrichtungen vorgesehen sind, die den Zulauf zu dem Anschlußende des Schlauches verschließen, bevor eine entsprechende Strömungsverbindung zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt ist. Zusätzliche Verschlußeinrichtungen können an der Vorrichtungszulaufseite selbst ausgebildet sein, um Rückströmungen von einem Kanal in einen anderen Kanal zu verhindern.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnungen. Darin zeigen
Fig. 1
eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2
eine Horizontalschnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3
eine Schnittansicht in Richtung der Linie B-B in Fig. 1;
Fig. 4
eine Ansicht in Richtung des Pfeiles C in Fig. 1; und
Fig. 5
eine vereinfachte perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Mischen von wenigstens zwei Strömungsmedien weist ein Gehäuse 2 auf, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als einstückiges Spritzgußgehäuse aus Kunststoff hergestellt ist.
Das Gehäuse besitzt einen ersten Durchgangskanal 3 mit einem Einlaß 4 und einem Auslaß 5 sowie einen zweiten Durchgangskanal 6 mit einem Einlaß 7 und einem Auslaß 8.
Wie insbesondere aus Fig. 2 zu entnehmen ist, besitzt der Durchgangskanal 3 einen Eintrittsbereich 9 mit vergrößertem Querschnitt, einen mittleren Abschnitt 10 mit erheblich reduziertem Querschnitt und einen Austrittsbereich 11. Der mittlere Abschnitt 10 ist im Verhältnis zu dem Eintrittsbereich 9 und dem Austrittsbereich 11 verhältnismäßig kurz ausgebildet und sorgt dafür, daß das in Richtung des Pfeiles 13 unter Druck zugeführte Wasser im mittleren Abschnitt 10 erheblich beschleunigt wird, um aus dem Auslaß 8 des zweiten Durchgangskanals 6 in Richtung des Pfeiles 12 zugeführtes Konzentrat mitzureißen. Im Bereich des Austritts 8 entsteht dabei eine erhebliche Verwirbelung und in Folge dessen eine gute Durchmischung von Wasser und Konzentrat.
In Fig. 2 ist ferner zu erkennen, daß im Eintrittsbereich 9 eine Entspannungskammer 14 vorgesehen ist, in welcher ein im wesentlichen gleicher Druck herrscht, so daß Druckschwankungen im Druck bzw. bei der Durchflußmenge des Wassers 13 ausgeglichen werden können.
Wie dies ferner aus der Fig. 2 zu entnehmen ist, besitzt der Durchgangskanal 3 an seinem freien Ende im Bereich des Austritts eine konische Erweiterung, die zu einer Verlangsamung der Strömung des Gemisches beiträgt.
Parallel zum Durchgangskanal 3 verläuft ein Bypass-Kanal 15, der einen konstanten aber kleineren Querschnitt als der Durchgangskanal 3 aufweist. Der Bypass-Kanal mündet mit seinem stromaufwärts gelegenen Ende in den Eintrittsbereich 9 und mit seinem stromabwärts gelegenen Ende in eine Stichbohrung 16, die ihrerseits in einem spitzen Winkel in den Austrittsbereich 11 des Durchgangskanals 3 einmündet. Dies hat den Vorteil, daß der Wasserströmung durch den Bypass 15 eine Richtung vorgegeben wird, die in Strömungsrichtung der Wasserströmung durch den Durchgangskanal 3 gerichtet ist, so daß Verwirbelungen nahezu vermieden werden. Dadurch kann eine Rückströmung von Fruchtfleischteilchen zum mittleren Abschnitt 10 vorteilhaft verhindert werden, so daß keine Verstopfungen auftreten können.
In der Zeichnung ist zwar nur ein Bypass-Kanal 15 dargestellt, es ist jedoch denkbar, daß mehrere Bypass-Kanäle vorgesehen sind. Aus Fig. 2 ist ferner zu erkennen, daß die Einmündungen der Bypass-Kanäle und des zweiten Durchgangskanals 6 in den ersten Durchgangskanal 3 düsenförmig bzw. kegelstumpfförmig ausgebildet sind, so daß sie Sitze für Stifte 17, 18 bilden können, welche mittels Feingewinden in Gehäusebohrungen 19, 20 soweit einschraubbar sind, daß die Mündungen verschließbar sind. Auf diese Weise bilden die Stifte 17 und 18 Dosiereinrichtungen, über welche die Zutrittsmenge von Wasser über den Bypass 15 bzw. von Konzentrat über den Kanal 6 einstellbar ist. Auf diese Weise läßt sich eine sehr feine Dosierung des Mischungsverhältnisses erreichen.
Für den Betrieb der erfindungsgemäßen Mischvorrichtung wird der zweite Durchgangskanal 6 im Bereich seines Einlasses 7 mit einem Konzentratbeutel verbunden, vorzugsweise nach Art einer Steck-Cartridge oder mittels einer Schnappverbindung, so daß keine gesonderte Abdichtung der Verbindung mehr erfolgen muß. Der Einlaß 4 wird in gleicher Weise mit einer Wasserzuleitung verbunden, und über den Anschlußstutzen 21 wird ein Rohr oder ein Schlauch gestülpt, um die gemischte Flüssigkeit an die gewünschte Stelle zu befördern. Die Abdichtung des Rohres bzw. Schlauches erfolgt dabei in einfacher Weise über einen Paßsitz, der zusätzlich mit Schlauchbindern oder dgl. gesichert werden kann, die den Schlauch in die Nuten 22 drücken.
Wenn der Benutzer eine gewisse Menge der gemischten Flüssigkeit entnehmen will, betätigt er eine entsprechende Hebel- oder Druckeinrichtung, was die Zufuhr von Wasser und Konzentrat zu der Mischvorrichtung ermöglicht. In einfacher Weise können dabei Magnetventile zum Öffnen und Schließen der Zufuhr vorgesehen sein. Sobald Wasser 13 durch den Einlaß 4 in den Eintrittsbereich 9 strömt, muß es durch die verengte Bohrung des mittleren Abschnittes 10 durchtreten, und wird dabei erheblich beschleunigt. Je nach Einstellung des Stiftes 17 tritt das Wasser durch den mittleren Abschnitt 10 und den Bypass-Kanal 15 in den ersten Durchgangskanal 3 ein. Das durch den mittleren Abschnitt 10 strömende Wasser trifft nach einer kurzen Wegstrecke auf den Auslaß 8 des zweiten Durchtrittskanals 6, durch den das Konzentrat zugeführt wird. Durch den kleinen Querschnitt des mittleren Abschnittes 10 und die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Wassers wird das Konzentrat aus dem zweiten Durchgangskanal 6 mitgerissen und zum Auslaß 5 geführt. Das Wasser aus dem Bypass-Kanal 15 bzw. den Bypass-Kanälen gelangt ebenfalls in den Austrittsbereich 11 des ersten Durchgangskanals 3, wo es sich mit der Mischung aus Wasser und Saftkonzentrat vermischt. Die so erhaltene Mischung wird durch den Benutzer entnommen. Es ist auch möglich, bei Beendigung des Entnahmevorgangs den mittleren Abschnitt 10 eine gewisse Zeit nachzuspülen, um Konzentratreste aus der Mischvorrichtung zu entfernen. Die Mischvorrichtung kann dann für ein anderes Konzentrat verwendet werden, wobei in gleicher Weise eine fein dosierte Mischung erzielt werden kann.
Zur Einstellung des Mischungsverhältnisses werden die in den Querbohrungen 19 bzw. 20 enthaltenen Stifte 17, 18 gedreht, so daß sie jeweils in den Bypass-Kanal bzw. Durchgangskanal 6 für das Konzentrat eingeführt oder herausgezogen werden. Auf diese Weise läßt sich mit einfachen mechanischen Mitteln das Mischungsverhältnis in einem großen Bereich einstellen. So lassen sich beispielsweise Mischungsverhältnisse von 1:1 bis 1:100 herstellen, z. B. für Eistee von 1:20, für Orangensaft von 1:5, wobei ein Wasserdruck von 1,5 bis 2 bar zum Einsatz kommt. Dabei ergibt sich, bezogen auf die dargestellten Durchmesserverhältnisse des Ausführungsbeispiels, eine Menge von 2,5 1/min. Bei größeren gewünschten Mengen können die Durchmesser entsprechend vergrößert werden. Die Mischung ist unabhängig von unterschiedlichen Wasserdrücken stabil, da der Sog proportional zum Wasserdruck ist.
Bezugszeichenliste
1
Mischvorrichtung
2
Gehäuse
3
erster Durchgangskanal
4
Einlaß
5
Auslaß
6
zweiter Durchgangskanal
7
Einlaß
8
Auslaß
9
Eintrittsbereich
10
mittlerer Abschnitt
11
Austrittsbereich
12
Konzentrat
13
Wasser
14
Entspannungskammer
15
Bypaß-Kanal
16
Stichbohrung
17
Stift
18
Stift
19
Gehäusebohrung
20
Gehäusebohrung
21
Anschlußstutzen
22
Nut
23
Befestigungseinrichtung

Claims (16)

  1. Vorrichtung (1) zum Mischen von wenigstens zwei Strömungsmedien, insbesondere zum Mischen von Wasser und Getränkekonzentrat oder dgl., umfassend einen ersten, ein Gehäuse (2) von einem Einlass (4) zu einem Auslass (5) durchgreifenden Durchgangskanal (3), der einen Eintrittsbereich (9), einen mittleren Abschnitt (10) und einen Austrittsbereich (11) aufweist, wobei der mittlere Abschnitt einen kleineren Durchgangsquerschnitt als der Eintrittsbereich (9) und der Austrittsbereich (11) besitzt, und wenigstens einen in den ersten Durchgangskanal (3) mündenden zweiten Durchgangskanal (6), wobei in dem ersten Durchgangskanal (3) ein erstes Medium, insbesondere Fluid und im zweiten Durchgangskanal (6) ein zweites Medium, insbesondere Fluid strömt, mindestens einen Bypasskanal (15) zu dem ersten Durchgangskanal (3), der von dem Eintrittsbereich (9) des ersten Durchgangskanals (3) zum Austrittsbereich (11) verläuft und mit einer Einmündungsöffnung (16) in den Austrittsbereich (11) des ersten Durchgangskanals (3) einmündet, und eine Dosiereinrichtung (17) zur Einstellung der Durchströmmenge des ersten Fluids durch den mindestens einen Bypass-Kanal, wobei der zweite Durchgangskanal (6) stromabwärts von dem kleineren Durchtrittsquerschnitt des mittleren Abschnitts (10) und stromaufwärts bezüglich der Einmündung des Bypass-Kanals (15) mit einer Einmündungsöffnung (8) in den ersten Durchgangskanal (3) einmündet, gekennzeichnet durch eine weitere Dosiereinrichtung (18) zur wahlweisen Einstellung der Durchströmmenge des zweiten Fluids im zweiten Durchgangskanal (6),
    wobei die Einmündung (16) des mindestens einen Bypass-Kanals (15) in den Austrittsbereich (11) des ersten Durchgangskanals (3) von einer zur Durchgangsrichtung entlang der Achse des ersten Durchgangskanals im spitzen Winkel verlaufenden Stichbohrung (19) gebildet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Abschnitt (10) im Verhältnis zu dem Eintrittsbereich (9) und dem Austrittsbereich (11) kurz ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Eintrittsbereich (9) eine Entspannungskammer (14) ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsbereich (11) wenigstens im Bereich seines freien Endes einen sich zunehmend erweiternden Querschnitt aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Durchgangskanal (6) im Wesentlichen senkrecht in den ersten Durchgangskanal (3) einmündet.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Bypass-Kanal (15), der von dem Eintrittsbereich (9) des ersten Durchgangskanals (3) zum Austrittsbereich (11) verläuft, einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mindestens eine Bypass-Kanal (15) parallel zum mittleren Abschnitt (10) des ersten Durchgangskanals (3) erstreckt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Bypass-Kanal (15) mit seinem stromauf gelegenen Ende in die Entspannungskammer (14) und mit seinem stromab gelegenen Ende im Abstand zur Einmündung (8) des zweiten Durchgangskanals (6) in den Austrittsbereich (11) des ersten Durchgangskanals (3) einmündet.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einmündungsöffnung (16) des mindestens einen Bypass-Kanals (15) in den Austrittsbereich (11) des ersten Durchgangskanals (3) einen sich düsenartig verengenden Querschnitt aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtungen (17, 18) in die Einmündungsöffnungen (16, 8) des mindestens einen Bypass-Kanals (15) und des zweiten Durchgangskanals (6) in den Austrittsbereich (11) des ersten Durchgangskanals (3) einführbar sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiereinrichtungen von Stiften (17, 18) gebildet sind, welche in Stichbohrungen (19, 20) mittels eines Feingewindes einstellbar geführt sind.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Durchgangskanal (6) über die Stichbohrung (20) der Dosiereinrichtung (18) im Wesentlichen senkrecht in den ersten Durchgangskanal (3) einmündet.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) aus Kunststoff gebildet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) als einstückiger Spritzgusskörper ausgebildet ist.
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine Befestigungseinrichtung (23) aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) im Bereich der freien Kanalenden Anschlussstutzen (21) zum Anschluss von Verbindungsschläuchen, Konzentratbehältern, Flüssigkeitszuläufen und/oder dgl. aufweist.
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