EP2703070A2 - Misch-Regelventil und Verfahren - Google Patents

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EP2703070A2
EP2703070A2 EP13180268.8A EP13180268A EP2703070A2 EP 2703070 A2 EP2703070 A2 EP 2703070A2 EP 13180268 A EP13180268 A EP 13180268A EP 2703070 A2 EP2703070 A2 EP 2703070A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
medium
regulating body
opening
valve body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13180268.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2703070A3 (de
Inventor
Thorsten Runge
Siegfried Bobon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP2703070A2 publication Critical patent/EP2703070A2/de
Publication of EP2703070A3 publication Critical patent/EP2703070A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B01F25/105—Mixing heads, i.e. compact mixing units or modules, using mixing valves for feeding and mixing at least two components
    • B01F25/1051—Mixing heads, i.e. compact mixing units or modules, using mixing valves for feeding and mixing at least two components of the mixing valve type
    • 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
    • B01F25/313—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3133—Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit characterised by the specific design of the injector
    • B01F25/31331—Perforated, multi-opening, with a plurality of holes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/71805—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using valves, gates, orifices or openings
    • B01F35/718051—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using valves, gates, orifices or openings being adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
    • B01F35/83—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by controlling the ratio of two or more flows, e.g. using flow sensing or flow controlling devices
    • B01F35/833—Flow control by valves, e.g. opening intermittently

Definitions

  • the invention relates to a device specified in the preamble of claim 1. Art and a method specified in the preamble of claim 13 Art.
  • mixing processes e.g. the mixture of at least two media or product components, a frequently occurring production step in the production of fluid mixtures, in particular e.g. of drinks.
  • the dosing and mixing of the product components take place spatially and temporally separated from each other in the mixing or mixing plants provided for this purpose.
  • the DE4123047A1 describes, for example, a plant and a method for mixing beverage components, in particular syrup and water, wherein the first component is introduced from a storage room into a measuring room with a certain volume, the second component is metered according to the desired mixing ratio and then discharged both components into a collecting space become.
  • the measuring space when introducing the first component is only partially filled and then the second component is metered added according to the measured amount of the first component.
  • the DE4114673C1 describes, for example, a plant and a method for mixing beverage components, in particular syrup and water, in which the components for metering are introduced into receiving spaces, wherein the feed to the first receiving space is guided through the second receiving space, and thereby the component located in the second receiving space ,
  • syrup is entrained by an inflowing, further component, in particular water, in the first receiving space and the second receiving space is traversed by the flow of the first receiving space.
  • Described systems with spatially separate dosage and mixture of beverage components have the disadvantage, inter alia, that a relatively large amount of space is required and can arise during startup and shutdown large mixed phases
  • an apparatus for producing fluid mixtures in particular e.g. of beverages, at least a first and a second conduit for conveying at least a first and a second fluid medium, and having at least one valve with a positionally adjustable valve control body.
  • the valve may be in communication with the first and second conduits and the valve control body may have at least one opening. By releasing the at least one opening, conditioned by the adjusting position of the valve regulating body, can then be transferred by means of the at least one opening of the valve regulating body controllable by the adjusting position of the valve regulating body amount of the first medium to the second medium and simultaneously mixed into the second medium.
  • the valve can thus advantageously be used simultaneously for metering and for mixing fluid mixtures with at least two fluid mixture components and also be referred to as a mixing control valve.
  • this valve advantageously permits a more compact design of devices for producing fluid mixtures, since the addition of at least one first medium / first fluid mixture component to a second medium / second fluid mixture component and the mixing of the at least two media / fluid mixture components can take place simultaneously in one location ,
  • medium and fluid medium are considered as synonymous, and under a fluid mixture / media mixture in principle any mixture fluidizable media such as liquids and / or gases can be understood.
  • a fluid medium may contain solids in dissolved form. However, solid particles may also be partially undissolved in the form of a suspension.
  • a preferred medium / a preferred fluid mixture component may be mentioned, for example syrup, for example, fruit syrup or sugar syrup, for the production of sugary drinks. Fruit juice concentrates or flavors and other components can also be mixed herewith.
  • the adjustment position change of the valve regulating body can otherwise take place, for example, continuously or stepwise.
  • the cross section of the at least one opening of the valve regulating body can have one of the following shapes: circular or elliptical, polygonal, e.g. Star shape, square or rectangular shape, or a slot shape.
  • the valve regulating body has a plurality of openings with the same or different cross-sectional shapes.
  • a plurality of openings of the valve regulating body can advantageously improve the efficiency of the mixing of the media.
  • the choice or variety of the cross-sectional shape (s) for the opening / openings can, inter alia, advantageously facilitate the regulation or metering of the added amount of a medium.
  • the valve regulating body may have a cylindrical shape.
  • the valve regulating body may have a cup shape, wherein the valve body bottom may be designed as shut-off and the at least one opening or the plurality of openings may be located on the Ventilregelèvebewandung, and the valve body bottom opposite valve body side may be open.
  • the valve control body may also have other geometry shapes, e.g. to Stellwegachse, or longitudinal axis of the valve body, rotationally symmetric shapes, such. Cone shapes.
  • the valve may have a diaphragm drive with or without a positioner for adjusting the position or control of the valve body.
  • Other actuator forms for valve driving such as e.g. electric, pneumatic or hydraulic, can also be realized.
  • the valve can be designed as a single-seat valve or double-seat valve.
  • the device for producing fluid mixtures can also be designed so that when adjusting position change of the valve body, the minimum distance between the valve body wall and valve seat remains the same.
  • the valve may be designed as a T-valve.
  • Exemplary valve housing variants are in Fig. 4 shown.
  • the valve may also be designed so that the characteristic, i. the dependence of the media flow from the travel (stroke) or the adjustment position of the valve body, can be linear or equal percentage.
  • valve lift in percent equal to the media flow in percent of the maximum possible media flow.
  • K V value of an exemplary valve according to the invention at rated lift ie at 100% opening degree
  • K VS value can be between 0.1 and 160 m 3 / h, with valve seat diameter between 3 and 100 mm.
  • Exemplary nominal diameters or inner diameters of the media delivery conduits may vary depending on the size of the equipment and its rating, e.g. between 10 and 150 mm.
  • an apparatus for producing fluid mixtures in particular the valve or the valve regulating body and the media-carrying lines, may be designed such that a cleaning, e.g. on the spot and without modification, by backwashing is possible.
  • a method for producing fluid mixtures, in particular beverages in which at least one first medium in a first line with at least one The second medium is mixed in a second line, first at least one adjustment position change of the valve regulating body of a valve, which is in communication with the first and second line, take place and then a controllable by the adjusting position of the valve regulating body amount of the first medium to the second medium by release the at least one opening of the valve regulating body, are transferred due to the adjustment position change of the valve regulating body, and at the same time the first medium are mixed into the second medium.
  • the Fig. 1 exemplifies a device 100 for the production of fluid mixtures, in particular of beverages, is.
  • a first fluid medium 106 flow in a first line 101 with flow direction 103.
  • a second fluid medium 107 may flow in a second conduit 102 with flow direction 104.
  • a valve 119 with valve seat 116 may be in communication with said conduits 101 and 102.
  • the valve 119 may include a valve rod 110 and a valve regulating body 113.
  • the actuating position of the valve 119 or of the valve regulating body 113 can be variable in the direction / or directions 109 along the longitudinal axis 111.
  • the drive of the valve 119 for positional change is not shown, but as described above, e.g. by means of a diaphragm drive, or electric, pneumatic or hydraulic drive, as well as with or without positioner.
  • the valve control body 113 may be cylindrical or cup-shaped, ie, for example, the valve body interior 120 may be limited on the bottom side 118 of the check 112 and the side of a lateral Ventilregelèvebewandung 114.
  • the the valve body bottom 118 opposite valve body side 115 may be open, so that, for example, a valve rod 110 can be added or imported.
  • valve body side 115 fluid media can penetrate into the valve body interior 120, for example, the first fluid medium 106.
  • the valve body 113 can also openings (not shown, but see, for example Fig. 3a or Fig. 3b ), for example openings in the lateral Ventilregelèveterrorismbewandung 114 which may also be permeable to fluid media and can penetrate through the fluid media in the Ventilregelèveêtraum 120.
  • the shut-off body 112 may be impermeable to fluid media.
  • valve control position e.g. the shut-off body 112 on the valve seat 116
  • the valve 119 is thus closed and there is no mixing of the media from the first conduit 101 with media from the second conduit 102 instead.
  • valve 119 may open.
  • the valve regulating body 113 can penetrate into the second conduit 102 or into the second medium 107, and the first medium 106, which may already be located in the valve regulating body interior 120, can open via openings (not shown, but see, for example, FIG Fig. 3a or Fig. 3b ) of the valve regulating body 113 penetrate into the second conduit 102, where it can mix with the second medium 107 and form a fluid mixture 108 which can continue to flow in the direction 105 through the second conduit 102 towards any further method steps.
  • the number of openings of the valve regulating body 113 or the opening cross-sectional area of individual openings, or one of the integrated cross-sectional area of a number of openings, which can come into contact with the second medium 107 can be changed.
  • the flow of a first medium 106 from the first conduit 101 into a second medium 107 of the second conduit 102 can thus be regulated by means of a setting position change of the valve regulating body 113.
  • the amount of the first medium 106, which can be transferred to a second medium 107, as well as the mixing-mixing of the two media 106, 107 can be controlled.
  • valve 119 may be configured so that during a position change of the valve regulating body 113, the minimum distance 117 between the valve regulating body wall 114 and the valve seat 116 may remain the same.
  • the Fig. 2 exemplifies a device 200 for the preparation of fluid mixtures, in particular drinks.
  • the device 200 may include features of the device 100, or be combined with features of the device 100.
  • a first fluid medium 206 may flow in a first conduit 201 with a flow direction 204
  • a second fluid medium 207 may flow in a second conduit 202 with a flow direction 203.
  • a valve 217 with valve seat 215 may be in communication with said conduits 201 and 202.
  • the valve 217 may include a valve rod 210 and a valve regulating body 213.
  • the positioning position of the valve 217 or of the valve regulating body 213 can be variable in the direction / or directions 209 along the longitudinal axis 211.
  • the drive of the position change actuator 217 is not shown, but may be as generally described above, e.g. by means of a membrane drive, or electric, pneumatic or hydraulic drive, as well as with or without positioner.
  • the setting position of the valve regulating body 213 can be changed hydrodynamically.
  • the valve body 213 along the longitudinal axis 211 moves, for example lifted or lowered.
  • the valve control body 213 may have a rotationally symmetric shape, e.g. a conical shape.
  • the shape of the valve control body 213 may be closed except for openings (not shown) in the valve body wall 219, i. the valve regulating body 213 may have a valve regulating body interior 218 which may be bounded from all sides, namely by the closing body 212 on the base side of the valve regulating body 213 and the valve regulating body wall 219 on the remaining valve regulating body sides.
  • the valve rod 210 may be connected via the shut-off body 212 with the valve regulating body 213.
  • fluid media may enter the valve body interior 218, such as, for example, as shown in FIG. the second fluid medium 206.
  • shut-off body 212 may be impermeable to fluid media.
  • valve control position e.g. the shut-off body 212 on the valve seat 215
  • the valve 217 is thus closed and there is no mixing of the media from the first line 201 with media from the second line 202 instead.
  • valve body position e.g. a positioning change of the valve body 213 along the longitudinal axis 211 in the direction of the first line 201
  • the valve 217 can open.
  • the valve regulating body 213 can penetrate into the first line 201 or into the first medium 207
  • the second medium 206 which may already be located in the valve regulating body interior 218, can open into the first through openings (not shown) of the valve regulating body 213
  • Line 201 penetrate where it can mix with the first medium 207 and form a fluid mixture 208 which can continue to flow in the direction 205 through the first line 201 toward any further process steps.
  • the number of openings of the valve regulating body 213 or the opening cross-sectional area of individual openings, or one of the integrated cross-sectional area of a number of openings, which can come into contact with the first medium 207 can be changed.
  • the flow of a second medium 206 from the second line 202 into a first medium 207 of the first line 201 can thus be regulated via a setting change in the position of the valve regulating body 213.
  • the amount of the second medium 206, which can be transferred to a first medium 207, as well as the mixing-mixing of the two media 206, 207, can be regulated or controlled by changing the setting position of the valve regulating body 213.
  • the Fig. 3a exemplifies a possible valve control body 300.
  • the valve control body 300 may be cylindrical or cup-shaped, ie, for example, the valve body 308 may be bounded on the bottom side 309 by the shut-off body 305 and laterally by a lateral Ventilregelèvebewandung 306.
  • the valve body bottom 309 opposite valve body side 301 may be open, so that, for example, a valve rod (not shown) can be added or imported.
  • valve control body 300 may also include openings (302, 303, 304) in the lateral valve body wall 306 which may also be permeable to fluid media and through which fluid media may enter the valve body interior 308.
  • the shut-off body 305 may be impermeable to fluid media.
  • the cross-section of openings (302, 303, 304) can have a variety of shapes and sizes.
  • the size, shape and number of openings may be determined by the mixing process requirements, for example, depending on the volume, mass or contents of the media streams.
  • slot-shaped openings 302, 303 in the illustration are arranged in slot length, for example, parallel to the longitudinal axis 307 of the valve regulating body 300, of course arrangement of slot-shaped openings are not conceivable parallel to the longitudinal axis 307 of the valve regulating body 300.
  • the valve regulating body 300 may have a plurality of openings with the same or different cross-sectional shapes and cross-sectional sizes. Shown here are, inter alia, e.g. slit-shaped openings 302, 303 of different lengths.
  • slit-shaped openings 302, 303 can have expansions (average width x average length) in mm of 1 ⁇ 4; 2 X 4; 1 x 8; 2 x 8; 3 x 8; 4 x 8; 1x12, 2x12; 3 x 12; 4 x 12; 5x12; 6x12; 1 x 16, 2 x 16; 3 x 16, etc. mm.
  • the openings (302, 303, 304) can be arranged, inter alia, in rows around the longitudinal axis of the valve regulating body, with the same or different row spacings.
  • Circular openings 304 may have, for example, average diameters of 1 to 30 mm.
  • Oval / elliptical openings may have mean major axis diameters of 2 to 30 mm, the mean diameter of the major axis may be, for example, between 0.1 and 0.9 fractions of the mean major axis diameter.
  • diamond-shaped openings are conceivable with comparable dimensions, i. for example, with mean distances between opposite corners between 2 and 30 mm.
  • the number of openings may be for example between 1 and 1000 or more, with preferred numbers increasing with throughput at 2, 3, 4, 8, 9, 10, 12, 15, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 48, 56, 64, 72, 80 openings can lie.
  • the openings may e.g. may also be arranged evenly over the valve body / the Ventilregel stressesbewandung as a spray ball.
  • openings may also be only partially arranged, i. Parts of the valve body or the Ventilregel stressesbewandung may have no opening.
  • valve regulating body 300 can be cleaned with regard to the geometries of the openings, in particular by backwashing.
  • the 3b exemplifies another possible valve control body 400.
  • valve control body 400 may be cylindrically shaped, i. e.g. the valve body interior 411 may be bounded on the bottom side 410 by the shut-off body 406 and laterally by a lateral valve body wall 408.
  • valve-regulating-valve side 401 opposite the valve-control-body bottom 410 may be closed.
  • valve regulator body 400 may include openings (403, 404, 405) in the lateral valve body wall 408 which may also be permeable to fluid media and through which fluid media may enter the valve body interior 411.
  • the shut-off body 406 may be impermeable to fluid media.
  • the cross-section of openings (402, 403, 404, 405) can have a variety of shapes and sizes. Shown here are, for example, square or rectangular shape 405, or rectangular slot shapes 403, 404 for the openings in the lateral valve body wall 408, and circular or elliptical cross-sections for openings 402 in the valve body upper side 401.
  • Valve body 400 may have a plurality of orifices (402, 403, 404, 405) having the same or different cross-sectional shapes and cross-sectional sizes. Shown here are e.g. slit-shaped openings 403, 405 of different lengths.
  • slot-shaped openings 403, 404 in the illustration are arranged in slot length, for example, parallel to the longitudinal axis 409 of the valve regulating body 400, of course arrangement of slot-shaped openings are not conceivable parallel to the longitudinal axis 409 of the valve regulating body 400.
  • valve control body 400 can be cleaned independently of variants with respect to the geometries of the openings, in particular by backwashing.
  • valve control bodies 300 and 400 can be combined with each other, in particular e.g. in terms of the cross-sectional shape of openings of the valve body.
  • the Fig. 4 exemplifies four different geometry variants 501, 502, 503, 504 for valve body or pipes.
  • valve housing or the main element of the valve housing body 525, 526, 527, 528 may be, for example, a ball housing, but of course cubic or other shapes are conceivable, for example, depending on the geometric requirements of the wiring.
  • Valve body geometry 501 represents, for example, an arrangement in which two pipe stubs 505, 506 on opposite sides of the valve housing 525 represent the connection to a first conduit 517.
  • the valve housing 525 may include a housing recess 507 for receiving a valve, and a second valve housing recess 529 for connection (via or, as shown, without pipe sockets) to a second conduit 518.
  • the planes in which the lines 517 and 518 extend can be perpendicular or oblique to one another.
  • the pipe stub 506, 505 may be equal to or different from 180 ° to each other at an angle.
  • Valve housing geometry 502 represents, for example, an arrangement analogous to the valve housing geometry 501, but only with a pipe socket 511 for the connection to a first line 519, which may end in the valve housing 526 or emanate from there.
  • the valve housing 526 may include a housing recess 508 for receiving a valve, and a second valve housing recess 530 for connection (via or, as shown, without pipe sockets) to a second conduit 520.
  • the planes in which the lines 517 and 518 extend can be arranged perpendicularly or at an angle to each other.
  • Valve body geometry 503 represents an arrangement analogous to valve body geometry 502, i. a pipe stub 512 may connect to a first conduit 521 which may terminate in or exit the valve housing 527.
  • the valve housing 527 may in turn have a housing recess 509 for receiving a valve.
  • One of the housing recess 509 opposite another valve housing recess 531 can connect to a second line 522 via a T-shaped pipe socket 513.
  • the planes in which the lines 521 and 522 extend may be parallel or oblique to each other.
  • Valve body geometry 504 represents an arrangement analogous to valve body geometry 503, but with two pipe stubs 514, 515 on opposite sides of the valve body Valve housing 528 represent the connection to a first line 523.
  • the pipe sockets 514, 515 can be at an angle equal to or different from 180 ° to each other.
  • the valve housing 528 may in turn comprise a housing recess 510 for receiving a valve.
  • a further valve housing recess 532 lying opposite the housing recess 510 can connect to a second line 524 via a T-shaped pipe socket 516.
  • the planes in which the lines 523 and 524 extend can be parallel or oblique to one another.
  • T-shaped pipe stub instead of T-shaped pipe stub the use of L-shaped or V-shaped pipe stub is conceivable, moreover.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zur Herstellung von Fluidgemischen, umfassend wenigstens eine erste (101) und eine zweite Leitung (102) zur Beförderung wenigstens eines ersten (106) und eines zweiten fluiden Mediums (107), und wenigstens ein Ventil (119) welches in Verbindung mit der ersten (101) und zweiten Leitung (102) steht und einen positionsverstellbarem Ventilregelkörper (113) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilregelkörper (113) wenigstens eine Öffnung aufweist, und durch Freigabe der wenigstens einen Öffnung, bedingt durch die Stellposition des Ventilregelkörpers (113), mittels der wenigstens einen Öffnung des Ventilregelkörpers (113) eine durch die Stellposition des Ventilregelkörpers regelbare Menge des ersten Mediums (106) an das zweite Medium (107) übergeben und gleichzeitig in das zweite Medium (107) ausgemischt werden kann.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 13 angegebenen Art.
  • In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sind Mischprozesse, z.B. die Mischung wenigstens zweier Medien bzw. Produktkomponenten, ein häufig auftretender Produktionsschritt bei der Herstellung von Fluidgemischen, insbesondere z.B. von Getränken.
  • Von großer Wichtigkeit hierbei ist unter anderem eine genaue Dosierung der zu mischenden Medien bzw. Produktkomponenten, um z.B. eine Qualitätsminderung des herzustellenden Produktes zu vermeiden.
  • Üblicherweise findet dabei in den dafür vorgesehenen Misch- bzw. Ausmischanlagen das Dosieren und Mischen der Produktkomponenten räumlich und zeitlich getrennt voneinander statt.
  • Die DE4123047A1 beschreibt beispielsweise eine Anlage und ein Verfahren zum Mischen von Getränkekomponenten, insbesondere Sirup und Wasser, wobei die erste Komponente aus einem Vorratsraum in einen Messraum mit bestimmtem Volumen eingeleitet wird, die zweite Komponente entsprechend dem gewünschten Mischungsverhältnis dosiert wird und dann beide Komponenten in einen Sammelraum abgeleitet werden. Der Messraum beim Einleiten der ersten Komponente wird dabei nur teilweise gefüllt wird und anschließend die zweite Komponente entsprechend der gemessenen Menge der ersten Komponente dosiert hinzugegeben.
  • Die DE4114673C1 beschreibt beispielsweise eine Anlage und ein Verfahren zum Mischen von Getränkekomponenten, insbesondere Sirup und Wasser, bei dem die Komponenten zum Dosieren in Aufnahmeräume eingeleitet werden, wobei der Zulauf zum ersten Aufnahmeraum durch den zweiten Aufnahmeraum geführt wird, und dabei die sich im zweiten Aufnahmeraum befindende Komponente, insbesondere Sirup, durch eine zufließende, weitere Komponente, insbesondere Wasser, in den ersten Aufnahmeraum mitgerissen wird und der zweite Aufnahmeraum vom Ablauf des ersten Aufnahmeraums durchflossen wird.
  • Beschriebene Anlagen mit räumlich getrennter Dosierung und Mischung von Getränkekomponenten haben unter anderem den Nachteil, dass verhältnismäßig viel Platz benötigt wird und bei An- und Abfahrvorgängen große Mischphasen entstehen können
    • Aufgabe
  • Es ist somit Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Fluidgemischen zu verbessern, insbesondere hinsichtlich Effizienz und Kompaktheit.
    • Lötung
  • Dies wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 13 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Dabei kann eine Vorrichtung zur Herstellung von Fluidgemischen, insbesondere z.B. von Getränken, wenigstens eine erste und eine zweite Leitung zur Beförderung wenigstens eines ersten und eines zweiten fluiden Mediums umfassen, und wenigstens ein Ventil mit einem positionsverstellbarem Ventilregelkörper aufweisen.
  • Das Ventil kann in Verbindung mit der ersten und zweiten Leitung stehen und der Ventilregelkörper wenigstens eine Öffnung aufweisen. Durch Freigabe der wenigstens einen Öffnung, bedingt durch die Stellposition des Ventilregelkörpers, kann dann mittels der wenigstens einen Öffnung des Ventilregelkörpers eine durch die Stellposition des Ventilregelkörpers regelbare Menge des ersten Mediums an das zweite Medium übergeben und gleichzeitig in das zweite Medium ausgemischt werden.
  • Das Ventil kann somit vorteilhafterweise gleichzeitig zur Dosierung und zur Mischung von Fluidgemischen mit wenigstens zwei Fluidgemischkomponenten eingesetzt werden und auch als Misch-Regelventil bezeichnet werden.
  • Dieses Ventil erlaubt unter anderem vorteilhafterweise eine kompaktere Bauform von Vorrichtungen zur Herstellung von Fluidgemischen, da die Zugabe wenigstens eines ersten Mediums / einer ersten Fluidgemischkomponente an ein zweites Medium / eine zweite Fluidgemischkomponente sowie die Vermischung der wenigstens zwei Medien / Fluidgemischkomponenten gleichzeitig an einem Ort stattfinden kann.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass im Rahmen der Erfindung die Begriffe Medium und fluides Medium als synonym betrachtet werden, und unter einem Fluidgemisch/Mediengemisch prinzipiell jedes Gemisch fluidisierbare Medien wie z.B. Flüssigkeiten und/oder Gase verstanden werden kann. Auch kann ein fluides Medium Feststoffe in gelöster Form enthalten. Ebenso können Feststoffpartikel jedoch auch teilweise ungelöst in Form einer Suspension vorliegen. Als ein bevorzugtes Medium / eine bevorzugte Fluidgemischkomponente sei beispielsweise Sirup genannt, z.B. Fruchtsirup bzw. Zuckersirup, zur Herstellung zuckerhaltiger Getränke. Auch Fruchtsaftkonzentrate oder Aromen und andere Komponenten können hiermit ausgemischt werden.
  • Ferner sei unter einer Freigabe von Öffnungen, vor allem das in Kontakttreten der Öffnungen des Ventilregelkörpers mit dem Medium in das ausgemischt werden soll verstanden werden.
  • Die Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers kann dabei im Übrigen beispielsweise stetig oder schrittweise erfolgen.
  • Der Querschnitt der wenigstens einen Öffnung des Ventilregelkörpers kann dabei eine der folgenden Formen aufweisen: Kreis- oder Ellipsenform, Vieleckform, z.B. Sternform, Quadrat oder Rechteckform, oder eine Schlitzform.
  • Der Ventilregelkörper eine Vielzahl von Öffnungen mit gleichen oder verschiedenen Querschnittsformen aufweist.
  • Eine Vielzahl von Öffnungen des Ventilregelkörpers kann vorteilhafterweise die Effizienz der Durchmischung der Medien verbessern.
  • Die Wahl bzw. Vielfalt der Querschnittsform(en) für die Öffnung/Öffnungen kann unter anderem vorteilhafterweise die Regelung bzw. Dosierung der Zugabemenge eines Mediums erleichtern.
  • Der Ventilregelkörper kann eine zylindrische Form aufweisen. Insbesondere kann der Ventilregelkörper eine Topfform aufweisen, wobei der Ventilregelkörperboden als Absperrkörper ausgeführt sein kann und die wenigstens eine Öffnung bzw. die Vielzahl von Öffnungen sich an der Ventilregelkörperbewandung befinden kann/können, und die dem Ventilregelkörperboden gegenüberliegende Ventilregelkörperseite offen sein kann.
  • Der Ventilregelkörper kann aber auch andere Geometrieformen aufweisen, z.B. zur Stellwegachse, bzw. Längsachse des Ventilregelkörpers, rotationsymmetrische Formen, wie z.B. Kegelformen.
  • Das Ventil kann einen Membranantrieb mit oder ohne Stellungsregler zur Stellpositionsänderung bzw. Steuerung des Ventilregelkörpers aufweisen. Andere Stellantriebsformen zum Ventilantrieb, wie z.B. elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch, können auch realisiert werden.
  • Das Ventil kann als Einsitzventil oder Doppelsitzventil ausgeführt sein.
  • Die Vorrichtung zur Herstellung von Fluidgemischen kann auch so ausgeführt sein, dass bei Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers, der minimale Abstand zwischen Ventilregelkörperwand und Ventilsitz gleich bleibt.
  • Zur Vermeidung bzw. Reduzierung von Toträumen innerhalb der Vorrichtung zur Herstellung von Fluidgemischen, kann das Ventil als T-Ventil ausgeführt sein.
  • Beispielhafte Ventilgehäusevarianten sind in Fig. 4 dargestellt.
  • Das Ventil kann darüber hinaus so ausgeführt sein, dass die Kennlinie, d.h. die Abhängigkeit des Mediendurchflusses vom Stellweg (Hub) bzw. der Stellposition des Ventilregelkörpers, linear oder gleichprozentig sein kann.
  • Bei linearer Kennlinie kann so z.B. vorteilhafterweise erreicht werden, dass der Ventilhub in Prozent gleich dem Mediendurchfluss in Prozent des maximal möglichen Mediendurchflusses ist.
  • Bei gleichprozentiger Kennlinie kann so z.B. vorteilhafterweise erreicht werden, dass bei jeder Stellposition des Ventilregelkörpers für eine gleiche Hub- bzw. Stellwegänderung des Ventilregelkörpers eine gleiche prozentuale Änderung des Ventildurchflussquerschnittes, bezogen auf den Ventildurchflussquerschnitt der jeweiligen Ausgangsstellposition des Ventilregelkörpers, erfolgen kann. Dadurch kann vorteilhafterweise sowohl in fast voll geöffnetem wie auch im fast geschlossenem Zustand des Ventils eine feine Regulierung des Mediendurchflusses realisiert werden.
  • Der maximale KV-Wert eines beispielhaften erfindungsgemäßen Ventils bei Nennhub, d.h. bei 100 % Öffnungsgrad, auch als KVS-Wert bezeichnet, kann zwischen 0.1 und 160 m3/h liegen, bei Ventilsitz-Durchmesser zwischen 3 und 100 mm.
  • Beispielhafte Nenndurchmesser bzw. Innendurchmesser der Leitungen zur Beförderung von Medien können, abhängig von der Anlagengröße und deren Nennleistung, z.B. zwischen 10 und 150 mm, liegen.
  • Vorteilhafterweise kann eine Vorrichtung zur Herstellung von Fluidgemischen, insbesondere das Ventil, bzw. der Ventilregelkörper und die Medienführenden Leitungen, so ausgeführt sein, dass eine Reinigung, z.B. an Ort und Stelle und ohne Umbau, durch Rückspülung möglich ist.
  • In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Fluidgemischen, insbesondere von Getränken, bei dem wenigstens ein erstes Medium in einer ersten Leitung mit wenigstens einem zweitem Medium in einer zweiten Leitung vermischt wird, kann zunächst wenigstens eine Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers eines Ventils, welches in Verbindung mit der ersten und zweiten Leitung steht, erfolgen und anschließend eine durch die Stellposition des Ventilregelkörpers regelbare Menge des ersten Mediums an das zweite Medium durch Freigabe der wenigstens einer Öffnung des Ventilregelkörpers, bedingt durch die Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers übergeben werden, und gleichzeitig das erste Mediums in das zweite Medium ausgemischt werden.
  • Folgende Figuren stellen beispielhaft dar:
    • Fig. 1 : Vorrichtung zur Herstellung von Fluidgemischen
    • Fig. 2 : Alternative Vorrichtung zur Herstellung von Fluidgemischen
    • Fig. 3a : Ventilregelkörper
    • Fig. 3b : Alternativer Ventilregelkörper
    • Fig. 4 : Ventilgehäusegeometrien
  • Die Fig. 1 stellt beispielhaft eine Vorrichtung 100 zur Herstellung von Fluidgemischen, insbesondere von Getränken, dar.
  • Dabei kann ein erstes fluides Medium 106 in einer ersten Leitung 101 mit Flussrichtung 103 anfließen.
  • Ein zweites fluides Medium 107 kann in einer zweiten Leitung 102 mit Flussrichtung 104 anfließen.
  • Ein Ventil 119 mit Ventilsitz 116 kann in Verbindung mit genannten Leitungen 101 und 102 stehen. Das Ventil 119 kann eine Ventilstange 110 und einen Ventilregelkörper 113 aufweisen. Die Stellposition des Ventils 119 bzw. des Ventilregelkörpers 113 kann in Richtung / bzw. Richtungen 109 entlang der Längsachse 111 veränderbar sein. Der Antrieb des Ventils 119 zur Stellpositionsänderung ist nicht dargestellt, kann aber wie oben beschrieben, z.B. mittels eines Membranantriebs, oder elektrischem, pneumatischem oder hydraulischem Antrieb, sowie mit oder ohne Stellungsregler, erfolgen.
  • Der Ventilregelkörper 113 kann zylindrisch bzw. topfförmig gestaltet sein, d.h. z.B. der Ventilregelkörperinnenraum 120 kann auf der Bodenseite 118 vom Absperrkörper 112 begrenzt sein und seitlich von einer lateralen Ventilregelkörperbewandung 114. Die dem Ventilregelkörperboden 118 gegenüberliegende Ventilregelkörperseite 115 kann offen sein, so dass z.B. eine Ventilstange 110 aufgenommen bzw. eingeführt werden kann.
  • Durch die offene Ventilregelkörperseite 115 können fluide Medien in den Ventilregelkörperinnenraum 120 dringen, z.B. das erste fluide Medium 106. Der Ventilregelkörper 113 kann zudem Öffnungen (nicht dargestellt, siehe jedoch z.B. Fig. 3a oder Fig. 3b) aufweisen, z.B. Öffnungen in der lateralen Ventilregelkörperbewandung 114 die ebenfalls durchlässig für fluide Medien sein können und über die fluide Medien in den Ventilregelkörperinnenraum 120 dringen können. Der Absperrkörper 112 kann jedoch undurchlässig für fluide Medien sein.
  • In der dargestellten Ventilregelkörperstellung liegt z.B. der Absperrkörper 112 am Ventilsitz 116 an, das Ventil 119 ist also geschlossen und es findet keine Vermischung der Medien aus der ersten Leitung 101 mit Medien aus der zweiten Leitung 102 statt.
  • Findet allerdings eine Änderung der Ventilregelkörperstellung statt, z.B. eine Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers 113 entlang der Längsachse 111 in Richtung der zweiten Leitung 102, kann sich das Ventil 119 öffnen. Bei dieser Stellpositionsänderung kann also der Ventilregelkörper 113 in die zweite Leitung 102 bzw. in das zweite Medium 107 eindringen und das erste Medium 106, welches sich bereits in dem Ventilregelkörperinnenraum 120 befinden kann, kann über Öffnungen (nicht dargestellt, siehe jedoch z.B. Fig. 3a oder Fig. 3b) des Ventilregelkörpers 113 in die zweite Leitung 102 eindringen, wo es sich mit dem zweiten Medium 107 vermischen kann und eine Fluidgemisch 108 bilden kann, welches in Richtung 105 weiter durch die zweite Leitung 102 fließen kann hin zu etwaigen weiteren Verfahrensschritten.
  • Je nach Stellposition des Ventilregelkörpers 113 kann die Anzahl von Öffnungen des Ventilregelkörpers 113 bzw. die Öffnungsquerschnittsfläche einzelner Öffnungen, bzw. eine die integrierte Querschnittsfläche einer Anzahl von Öffnungen, welche mit dem zweiten Medium 107 in Kontakt treten kann, verändert werden. So kann also über eine Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers 113 der Durchfluss eines ersten Mediums 106 aus der ersten Leitung 101 in ein zweites Medium 107 der zweiten Leitung 102 reguliert werden.
  • Mit anderen Worten kann über die Veränderung der Stellposition des Ventilregelkörpers 113 die Menge des ersten Mediums 106, welches an ein zweites Medium 107 übergeben werden kann, sowie die AusmischungNermischung der beiden Medien 106, 107 geregelt bzw. kontrolliert werden.
  • Ferner sei erwähnt, dass das Ventil 119 so ausgeführt sein kann, dass während einer Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers 113 der minimale Abstand 117 zwischen Ventilregelkörperwand 114 und Ventilsitz 116 gleich bleiben kann.
  • Die Fig. 2 stellt beispielhaft eine Vorrichtung 200 zur Herstellung von Fluidgemischen, insbesondere von Getränken, dar. Die Vorrichtung 200 kann Merkmale der Vorrichtung 100 aufweisen, bzw. mit Merkmalen der Vorrichtung 100 kombiniert werden.
  • Analog zu Fig. 1 kann ein erstes fluides Medium 206 in einer ersten Leitung 201 mit Flussrichtung 204 anfließen und ein zweites fluides Medium 207 kann in einer zweiten Leitung 202 mit Flussrichtung 203 anfließen.
  • Ein Ventil 217 mit Ventilsitz 215 kann in Verbindung mit genannten Leitungen 201 und 202 stehen. Das Ventil 217 kann eine Ventilstange 210 und einen Ventilregelkörper 213 aufweisen. Die Stellposition des Ventils 217 bzw. des Ventilregelkörpers 213 kann in Richtung / bzw. Richtungen 209 entlang der Längsachse 211 veränderbar sein. Der Antrieb des Ventils 217 zur Stellpositionsänderung ist nicht dargestellt, kann aber wie oben allgemein beschrieben, z.B. mittels eines Membranantriebs, oder elektrischem, pneumatischem oder hydraulischem Antrieb, sowie mit oder ohne Stellungsregler, erfolgen.
  • Jedoch ist auch denkbar, dass beispielsweise die Stellposition des Ventilregelkörpers 213 hydrodynamisch verändert werden kann. Beispielsweise kann durch eine Veränderung des Drucks in Leitung 202 bzw. der Fließgeschwindigkeit des zweiten Mediums 206 bei geeignetem Strömungsquerschnitt des Ventilregelkörpers 213 und Vorhandensein eines hinreichend großen Druckgradienten zwischen Leitung 201 und Leitung 202, bzw. zwischen Medium 207 und Medium 206, der Ventilregelkörpers 213 entlang der Längsachse 211 bewegt, z.B. gehoben oder gesenkt, werden.
  • Der Ventilregelkörper 213 kann eine rotationsymmetrische Form, z.B. eine Kegelform, aufweisen. Die Form des Ventilregelkörper 213 kann, abgesehen von Öffnungen (nicht dargestellt) in der Ventilregelkörperbewandung 219, geschlossen sein, d.h. der Ventilregelkörper 213 kann einen Ventilregelkörperinnenraum 218 aufweisen der von allen Seiten begrenzt sein kann, nämlich durch den Absperrkörper 212 auf der Grundseite des Ventilregelkörpers 213 und die Ventilregelkörperbewandung 219 auf den verbleibenden Ventilregelkörperseiten.
  • Die Ventilstange 210 kann über den Absperrkörper 212 mit dem Ventilregelkörper 213 verbunden sein.
  • Durch die (nicht dargestellten) Öffnungen in der Ventilregelkörperbewandung 219 können fluide Medien in den Ventilregelkörperinnenraum 218 dringen, wie z.B. das zweite fluide Medium 206.
  • Der Absperrkörper 212 kann jedoch undurchlässig für fluide Medien sein.
  • In der dargestellten Ventilregelkörperstellung liegt z.B. der Absperrkörper 212 am Ventilsitz 215 an, das Ventil 217 ist also geschlossen und es findet keine Vermischung der Medien aus der ersten Leitung 201 mit Medien aus der zweiten Leitung 202 statt.
  • Findet allerdings eine Änderung der Ventilregelkörperstellung statt, z.B. eine Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers 213 entlang der Längsachse 211 in Richtung der ersten Leitung 201, kann sich das Ventil 217 öffnen. Bei dieser Stellpositionsänderung kann also der Ventilregelkörper 213 in die erste Leitung 201 bzw. in das erste Medium 207 eindringen und das zweite Medium 206, welches sich bereits in dem Ventilregelkörperinnenraum 218 befinden kann, kann über Öffnungen (nicht dargestellt) des Ventilregelkörpers 213 in die erste Leitung 201 eindringen, wo es sich mit dem ersten Medium 207 vermischen kann und eine Fluidgemisch 208 bilden kann, welches in Richtung 205 weiter durch die erste Leitung 201 fließen kann hin zu etwaigen weiteren Verfahrensschritten.
  • Je nach Stellposition des Ventilregelkörpers 213 kann die Anzahl von Öffnungen des Ventilregelkörpers 213 bzw. die Öffnungsquerschnittsfläche einzelner Öffnungen, bzw. eine die integrierte Querschnittsfläche einer Anzahl von Öffnungen, welche mit dem ersten Medium 207 in Kontakt treten kann, verändert werden. So kann also über eine Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers 213 der Durchfluss eines zweiten Mediums 206 aus der zweiten Leitung 202 in ein erstes Medium 207 der ersten Leitung 201 reguliert werden.
  • Mit anderen Worten kann über die Veränderung der Stellposition des Ventilregelkörpers 213 die Menge des zweiten Mediums 206, welches an ein erstes Medium 207 übergeben werden kann, sowie die AusmischungNermischung der beiden Medien 206, 207 geregelt bzw. kontrolliert werden.
  • Die Fig. 3a stellt beispielhaft einen möglichen Ventilregelkörper 300 dar.
  • Der Ventilregelkörper 300 kann zylindrisch bzw. topfförmig gestaltet sein, d.h. z.B. der Ventilregelkörperinnenraum 308 kann auf der Bodenseite 309 vom Absperrkörper 305 begrenzt sein und seitlich von einer lateralen Ventilregelkörperbewandung 306. Die dem Ventilregelkörperboden 309 gegenüberliegende Ventilregelkörperseite 301 kann offen sein, so dass z.B. eine Ventilstange (nicht dargestellt) aufgenommen bzw. eingeführt werden kann.
  • Durch die offene Ventilregelkörperseite 301 können fluide Medien in den Ventilregelkörperinnenraum 308 dringen. Der Ventilregelkörper 300 kann zudem Öffnungen (302, 303, 304) in der lateralen Ventilregelkörperbewandung 306 aufweisen, die ebenfalls durchlässig für fluide Medien sein können und über die fluide Medien in den Ventilregelkörperinnenraum 308 dringen können. Der Absperrkörper 305 kann jedoch undurchlässig für fluide Medien sein.
  • Der Querschnitt von Öffnungen (302, 303, 304) kann eine Vielzahl von Formen und Größen aufweisen. Prinzipiell kann die Größe, Form und Anzahl der Öffnungen durch die Mischprozessanforderungen, zum Beispiel in Abhängigkeit von Volumen, Masse oder Inhaltsstoffen der Medienströme, bestimmt werden.
  • Hier dargestellt sind beispielsweise Kreis- oder Ellipsenform 304, und Schlitzform 302, 303, z.B. mit abgerundeten Schlitzecken.
  • Wahrend die schlitzförmigen Öffnungen 302, 303 in der Darstellung in Schlitzlänge beispielsweise parallel zur Längsachse 307 des Ventilregelkörpers 300 angeordnet sind, sind natürlich auch Anordnung von schlitzförmigen Öffnungen nicht parallel zur Längsachse 307 des Ventilregelkörpers 300 denkbar.
  • Der Ventilregelkörper 300 kann eine Vielzahl von Öffnungen mit gleichen oder verschiedenen Querschnittsformen und Querschnittsgrößen aufweisen. Hier dargestellt sind unter anderem z.B. schlitzförmige Öffnungen 302, 303 von unterschiedlicher Länge.
  • Beispielsweise können schlitzförmige Öffnungen 302, 303 Ausdehnungen (mittlere Breite x mittlere Länge) in mm von 1 x 4; 2 X 4; 1 x 8; 2 x 8; 3 x 8; 4 x 8; 1x12, 2 x 12; 3 x 12; 4 x 12; 5 x 12; 6 x 12; 1 x 16, 2 x 16; 3 x 16, etc. mm aufweisen.
  • Die Öffnungen (302, 303, 304) können dabei unter anderem auch in Reihen um die Längsachse des Ventilregelkörpers angeordnet sein, mit gleichen oder unterschiedlichen Reihenabständen.
  • Kreisförmige Öffnungen 304 können beispielsweise mittlere Durchmesser von 1 bis 30 mm aufweisen.
  • Ovale/Ellipsenförmige Öffnungen können mittlere Durchmesser der Hauptachse von 2 bis 30 mm aufweisen, wobei der mittlere Durchmesser der Hauptachse z.B. zwischen 0.1 und 0.9 Bruchteilen des mittleren Hauptachsendurchmessers liegen kann.
  • Auch sind Rautenförmige Öffnungen denkbar mit vergleichbaren Abmessungen, d.h. beispielsweise mit mittleren Abständen gegenüberliegender Ecken zwischen 2 und 30 mm.
  • Die Anzahl der Öffnungen kann beispielsweise zwischen 1 und 1000 oder mehr betragen, wobei bevorzugte Anzahlen mit steigendem Durchsatz bei 2, 3 4, 8, 9, 10, 12, 15, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 48, 56, 64, 72, 80 Öffnungen liegen können.
  • Die Öffnungen können z.B. auch gleichmäßig über den Ventilregelkörper/die Ventilregelkörperbewandung wie bei einer Sprühkugel angeordnet sein.
  • Darüber hinaus können Öffnungen auch nur partiell angeordnet sein, d.h. Teile des Ventilregelkörpers bzw. der Ventilregelkörperbewandung können keine Öffnung aufweisen.
  • Ebenso kann die Anordnung der Öffnungen im Ventilregelkörper bzw. der Ventilregelkörperbewandung wie in einem Spaltrohrsieb ausgeführt sein.
  • Genannte Querschnittsformen und Querschnittsgrößen, sowie Anordnungen der Öffnungen im Ventilregelkörper bzw. in der Ventilregelkörperbewandung können beliebig kombiniert werden.
  • Der Ventilregelkörper 300 kann unabhängig von Varianten hinsichtlich der Geometrien der Öffnungen reinigbar sein, insbesondere durch Rückspülen.
  • Die Fig.3b stellt beispielhaft einen weiteren möglichen Ventilregelkörper 400 dar.
  • Wie der vorhergehend beschriebene Ventilregelkörper 300 kann Ventilregelkörper 400 zylindrisch gestaltet sein, d.h. z.B. der Ventilregelkörperinnenraum 411 kann auf der Bodenseite 410 vom Absperrkörper 406 begrenzt sein und seitlich von einer lateralen Ventilregelkörperbewandung 408.
  • Die dem Ventilregelkörperboden 410 gegenüberliegende Ventilregelkörperseite 401 kann jedoch abgesehen von einer Aussparung 407 zur Aufnahme einer Ventilstange (nicht dargestellt), sowie einer Vielzahl von Öffnungen 402, im Unterschied zu Ventilregelkörper 300, geschlossen sein.
  • Durch die Öffnungen 402 in der Ventilregelkörperoberseite 401 können fluide Medien in den Ventilregelkörperinnenraum 411 dringen.
  • Ebenso kann der Ventilregelkörper 400 Öffnungen (403, 404, 405) in der lateralen Ventilregelkörperbewandung 408 aufweisen, die ebenfalls durchlässig für fluide Medien sein können und über die fluide Medien in den Ventilregelkörperinnenraum 411 dringen können. Der Absperrkörper 406 kann jedoch undurchlässig für fluide Medien sein.
  • Der Querschnitt von Öffnungen (402, 403, 404, 405) kann eine Vielzahl von Formen und Größen aufweisen. Hier dargestellt sind beispielsweise Quadrat- oder Rechteckform 405, bzw. rechteckige Schlitzformen 403, 404 für die Öffnungen in der lateralen Ventilregelkörperbewandung 408, sowie kreisförmige bzw. ellipsenförmige Querschnitte für Öffnungen 402 in der Ventilregelkörperoberseite 401.
  • Der Ventilregelkörper 400 kann eine Vielzahl von Öffnungen (402, 403, 404, 405) mit gleichen oder verschiedenen Querschnittsformen und Querschnittsgrößen aufweisen. Hier dargestellt sind z.B. schlitzförmige Öffnungen 403, 405 von unterschiedlicher Länge.
  • Wahrend die schlitzförmigen Öffnungen 403, 404 in der Darstellung in Schlitzlänge beispielsweise parallel zur Längsachse 409 des Ventilregelkörpers 400 angeordnet sind, sind natürlich auch Anordnung von schlitzförmigen Öffnungen nicht parallel zur Längsachse 409 des Ventilregelkörpers 400 denkbar.
  • Generell können unter anderem Anzahl und/oder Form und/oder Ausdehnung und/oder Anordnung der Öffnungen 402, 403, 404, 405 wie in der Fig.3a beschrieben ausgeführt sein.
  • Auch Ventilregelkörper 400 kann unabhängig von Varianten hinsichtlich der Geometrien der Öffnungen reinigbar sein, insbesondere durch Rückspülen.
  • An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Ventilregelkörper 300 und 400 miteinander kombiniert werden können, insbesondere z.B. hinsichtlich der Querschnittsform von Öffnungen des Ventilregelkörpers.
  • Die Fig. 4 stellt beispielhaft vier verschiedene Geometrievarianten 501, 502, 503, 504 für Ventilgehäuse bzw. Leitungen dar.
  • Das Ventilgehäuse bzw. das Hauptelement des Ventilgehäusekörpers 525, 526, 527, 528 kann z.B. ein Kugelgehäuse sein, aber es sind natürlich auch kubische oder andere Formen denkbar, z.B. abhängig von den geometrischen Anforderungen der Leitungsführung. Ventilgehäusegeometrie 501 stellt beispielsweise eine Anordnung dar, in der zwei Rohrstutzen 505, 506 auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses 525 die Verbindung zu einer ersten Leitung 517 darstellen.
  • Allerdings ist auch denkbar, dass Leitungen direkt und ohne Rohrstutzen mit dem Ventilgehäuse verbunden werden können.
  • Das Ventilgehäuse 525 kann eine Gehäuseaussparung 507 zur Aufnahme eines Ventils aufweisen, sowie eine zweite Ventilgehäuseaussparung 529 zur Verbindung (mittels oder, wie dargestellt, ohne Rohrstutzen) mit einer zweiten Leitung 518.
  • Die Ebenen in der die Leitungen 517 und 518 verlaufen können senkrecht oder schräg zueinander sein. Zudem können die Rohrstutzen 506, 505 in einem Winkel gleich oder verschieden von 180° zueinander stehen.
  • Ventilgehäusegeometrie 502 stellt beispielsweise eine Anordnung dar analog zur Ventilgehäusegeometrie 501 dar, jedoch nur mit einem Rohrstutzen 511 für die Verbindung mit einer ersten Leitung 519, welche im Ventilgehäuse 526 enden bzw. von dort ausgehen kann.
  • Das Ventilgehäuse 526 kann eine Gehäuseaussparung 508 zur Aufnahme eines Ventils aufweisen, sowie eine zweite Ventilgehäuseaussparung 530 zur Verbindung (mittels oder, wie dargestellt, ohne Rohrstutzen) mit einer zweiten Leitung 520.
  • Die Ebenen in der die Leitungen 517 und 518 verlaufen können senkrecht oder schräg zueinander angeordnet sein.
  • Ventilgehäusegeometrie 503 stellt beispielsweise eine Anordnung dar analog zur Ventilgehäusegeometrie 502 dar, d.h. ein Rohrstutzen 512 kann die Verbindung mit einer ersten Leitung 521 herstellen, welche im Ventilgehäuse 527 enden bzw. von dort ausgehen kann.
  • Das Ventilgehäuse 527 kann wiederum eine Gehäuseaussparung 509 zur Aufnahme eines Ventils aufweisen. Eine der Gehäuseaussparung 509 gegenüberliegende weitere Ventilgehäuseaussparung 531 kann über einen T-förmigen Rohrstutzen 513 die Verbindung zur einer zweiten Leitung 522 herstellen.
  • Die Ebenen in der die Leitungen 521 und 522 verlaufen können parallel oder schräg zueinander sein.
  • Ventilgehäusegeometrie 504 stellt beispielsweise eine Anordnung dar analog zur Ventilgehäusegeometrie 503, wobei jedoch zwei Rohrstutzen 514, 515 auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilgehäuses 528 die Verbindung zu einer ersten Leitung 523 darstellen. Die Rohrstutzen 514, 515 können dabei in einem Winkel gleich oder verschieden von 180° zueinander stehen.
  • Das Ventilgehäuse 528 kann wiederum eine Gehäuseaussparung 510 zur Aufnahme eines Ventils aufweisen. Eine der Gehäuseaussparung 510 gegenüberliegende weitere Ventilgehäuseaussparung 532 kann über einen T-förmigen Rohrstutzen 516 die Verbindung zur einer zweiten Leitung 524 herstellen.
  • Die Ebenen in der die Leitungen 523 und 524 verlaufen können parallel oder schräg zueinander sein.
  • Statt T-förmiger Rohrstutzen ist im Übrigen auch die Verwendung L- oder V-förmiger Rohrstutzen denkbar.
  • Es folgen 4 Blatt mit 5 Figuren.
  • Die Bezugszeichen sind dabei wie folgt belegt.
    • 100 Vorrichtung zur Herstellung von Fluidgemischen, insbesondere von Getränken
    • 101 Erste Leitung zur Beförderung wenigstens eines fluiden Mediums
    • 102 Zweite Leitung zur Beförderung wenigstens eines fluiden Mediums
    • 103 Flussrichtung eines ersten fluiden Mediums
    • 104 Flussrichtung eines zweiten fluiden Mediums
    • 105 Flussrichtung eines Fluidgemisches, beinhaltend Komponenten des ersten und zweiten fluiden Mediums
    • 106 Erstes fluides Medium
    • 107 Zweites fluides Medium
    • 108 Fluidgemisch, beinhaltend Komponenten des ersten und zweiten fluiden Mediums
    • 109 Bewegungsrichtung des Ventilregelkörpers
    • 110 Ventilstange
    • 111 Längsachse des Ventils / der Ventilstange bzw. des Ventilregelkörpers, Stellwegachse
    • 112 Absperrkörper
    • 113 Ventilregelkörper
    • 114 Ventilregelkörperwand, laterale Ventilregelkörperbewandung
    • 115 Ventilregelkörperoberseite / dem Ventilregelkörperboden gegenüberliegende Ventilregelkörperseite
    • 116 Ventilsitz
    • 117 minimaler Abstand zwischen Ventilregelkörperwand und Ventilsitz
    • 118 Ventilregelkörperboden
    • 119 Ventil
    • 120 Ventilregelkörperinnenraum
    • 120 Ventilkörperinnenraum
    • 200 Vorrichtung zur Herstellung von Fluidgemischen, insbesondere von Getränken
    • 201 Erste Leitung zur Beförderung wenigstens eines fluiden Mediums
    • 202 Zweite Leitung zur Beförderung wenigstens eines fluiden Mediums
    • 203 Flussrichtung eines zweiten fluiden Mediums
    • 204 Flussrichtung eines ersten fluiden Mediums
    • 205 Flussrichtung eines Fluidgemisches, beinhaltend Komponenten des ersten und zweiten fluiden Mediums
    • 206 Zweites fluides Medium
    • 207 Erstes fluides Medium
    • 208 Fluidgemisches, beinhaltend Komponenten des ersten und zweiten fluiden Mediums
    • 209 Bewegungsrichtung des Ventilregelkörpers
    • 210 Ventilstange
    • 211 Längsachse des Ventils / der Ventilstange bzw. des Ventilregelkörpers, Stellwegachse
    • 212 Grundseite des Ventilregelkörper, dem Absperrkörper zugewandte Seite des Ventilregelkörpers
    • 213 Ventilregelkörper
    • 214 Absperrkörper
    • 215 Ventilsitz
    • 216 minimaler Abstand zwischen Ventilregelkörperwand und Ventilsitz
    • 217 Ventil
    • 218 Ventilregelkörperinnenraum
    • 219 Ventilregelkörperbewandung
    • 300 Ventilregelkörper
    • 301 Ventilregelkörperoberseite / dem Absperrkörper gegenüberliegende Ventilregelkörperseite
    • 302 Öffnung im Ventilregelkörper, z.B. als Schlitz mit abgerundeten Ecken und einer ersten Länge
    • 303 Öffnung im Ventilregelkörper, z.B. als Schlitz mit abgerundeten Ecken und einer zweiten Länge
    • 304 Öffnung im Ventilregelkörper, z.B. mit rundem Querschnitt
    • 305 Absperrkörper
    • 306 Ventilregelkörperwand, laterale Ventilregelkörperbewandung
    • 307 Längsachse des Ventils / der Ventilstange bzw. des Ventilregelkörpers, Stellwegachse
    • 308 Ventilregelkörperinnenraum / Hohlraum
    • 309 Ventilregelkörperboden, Bodenseite
    • 400 Ventilregelkörper
    • 401 Ventilregelkörperoberseite / dem Absperrkörper gegenüberliegende Ventilregelkörperseite
    • 402 Öffnung im Ventilregelkörper / Öffnung in Ventilregelkörperoberseite / dem Absperrkörper gegenüberliegende Ventilregelkörperseite, z.B. mit rundem Querschnitt
    • 403 Öffnung im Ventilregelkörper, z.B. als rechteckiger Schlitz und einer ersten Länge
    • 404 Öffnung im Ventilregelkörper, z.B. als rechteckiger Schlitz und einer zweiten Länge
    • 405 Öffnung im Ventilregelkörper, z.B. als rechteckiger Schlitz und einer dritten Länge
    • 406 Absperrkörper
    • 407 Aufnahmeöffnung für die Aufnahme einer Ventilstange
    • 408 Ventilregelkörperwand, laterale Ventilregelkörperbewandung
    • 409 Längsachse des Ventils / der Ventilstange bzw. des Ventilregelkörpers, Stellwegachse
    • 410 Ventilregelkörperboden, Bodenseite
    • 411 Ventilregelkörperinnenraum
    • 501, 502, 503, 504 Ventilgehäusegeometrie
    • 505, 506 Rohrstutzen
    • 507, 508, 509, 510 Gehäuseaussparung zur Aufnahme eines Ventils
    • 511, 512 Rohrstutzen
    • 513 T-förmiger Rohrstutzen
    • 514, 515 Rohrstutzen
    • 516 T-förmiger Rohrstutzen
    • 517 Erste Leitung
    • 518 Zweite Leitung
    • 519 Erste Leitung
    • 520 Zweite Leitung
    • 521 Erste Leitung
    • 522 Zweite Leitung
    • 523 Erste Leitung
    • 524 Zweite Leitung
    • 525, 526, 527, 528 Ventilgehäuse bzw. Hauptelement des Ventilgehäusekörpers
    • 529, 530, 531, 532 Ventilgehäuseaussparung zur Verbindung mit einer zweiten Leitung, z.B. gegenüberliegend der Gehäuseaussparung zur Aufnahme eines Ventils

Claims (13)

  1. Vorrichtung (100) zur Herstellung von Fluidgemischen, umfassend wenigstens eine erste (101) und eine zweite Leitung (102) zur Beförderung wenigstens eines ersten (106) und eines zweiten fluiden Mediums (107), und wenigstens ein Ventil (119) welches in Verbindung mit der ersten (101) und zweiten Leitung (102) steht und einen positionsverstellbarem Ventilregelkörper (113) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Ventilregelkörper (113) wenigstens eine Öffnung aufweist, und durch Freigabe der wenigstens einen Öffnung, bedingt durch die Stellposition des Ventilregelkörpers (113), mittels der wenigstens einen Öffnung des Ventilregelkörpers (113) eine durch die Stellposition des Ventilregelkörpers regelbare Menge des ersten Mediums (106) an das zweite Medium (107) übergeben und gleichzeitig in das zweite Medium (107) ausgemischt werden kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der wenigstens einen Öffnung des Ventilregelkörpers (113) eine der folgenden Formen aufweist, Kreis- oder Ellipsenform, Vieleckform, z.B. Sternform, Quadrat oder Rechteckform, oder eine Schlitzform.
  3. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilregelkörper (113) eine Vielzahl von Öffnungen mit gleichen oder verschiedenen Querschnittsformen aufweist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilregelkörper (113) eine zylindrische Form aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilregelkörper (113) eine Topfform aufweist, wobei der Ventilregelkörperboden als Absperrkörper (112) ausgeführt ist, die wenigstens eine Öffnung sich an der Ventilregelkörperbewandung (114) befindet, und die dem Ventilregelkörperboden gegenüberliegende Ventilregelkörperseite (115) offen ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (119) einen Membranantrieb mit Stellungsregler zur Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (119) als Stehsitzventil oder Schrägsitzventil ausgeführt ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (119) als Einsitzventil oder Doppelsitzventil ausgeführt ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers (113), der minimale Abstand (117) zwischen Ventilregelkörperwand und Ventilsitz gleich bleibt.
  10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (119) als T-Ventil ausgeführt ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (119) so ausgeführt ist, dass die Kennlinie, d.h. die Abhängigkeit des Mediendurchflusses vom Stellweg bzw. der Stellposition des Ventilregelkörpers (113), linear oder gleichprozentig ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgeführt ist, dass sie durch Rückspülung reinigbar ist.
  13. Verfahren zur Herstellung von Fluidgemischen, bei dem wenigstens ein erstes Medium (106) in einer ersten Leitung (101) mit wenigstens einem zweitem Medium (107) in einer zweiten Leitung (102) vermischt wird, folgende Schritte beinhaltend
    wenigstens eine Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers (113) eines Ventils (119), welches in Verbindung mit der ersten (101) und zweiten Leitung (102) steht, und
    Übergabe einer durch die Stellposition des Ventilregelkörpers (113) regelbaren Menge des ersten Mediums (106) an das zweite Medium (107) durch Freigabe der wenigstens einer Öffnung des Ventilregelkörpers (113), bedingt durch die Stellpositionsänderung des Ventilregelkörpers (113), und gleichzeitige Ausmischung des ersten Mediums (106) in das zweite Medium (107).
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