NL8302358A - Inrichting voor ladingsgewijs doseren van een afgepaste volumehoeveelheid van een onder persdruk continu aan de inrichting toegevoerd stromend medium. - Google Patents

Description

: * * ! : 2 . .. j inrichting voor ladingsgewijs doseren van een afgepaste volume- "] * ioeveelheid van een onder persdruk continu aan de inrichting toe- .| jevoerd stromend medium.__ • | • j ï‘ '5 i De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor la- 3 /ijs doseren van een afgepaste volumehoeveelheid van een onder pers- ïtinu aan de inrichting toe te voeren vloeibaar medium.

Maast de klassieke wijze van kaasbereiding is een nieuw 5 ïidingsproces beschikbaar gekomen waarbij de kaas wordt bereid . via ultrafiltratie (U.F.) van melk verkregen concentraat van 'Λ- :anddelen. Bij dit proces wordt het grootste gedeelte van het in -λ-^v-s aanwezige vocht al voor de stremmingfase door/uftrafiltratie n'den. Uit het concentraat van melkbestanddelen wordt zogenaamde 10 > bereid door bijvoorbeeld samenvoeging met hoogvette room. Daar-zuursel en stremsel toegevoegd en het aldus verkregen produkt m afgevuld. In deze vormen vindt het eigenlijke stremmings-)laats. Het pekelen en het rijpen vinden op min of meer traditio-: : )’ze in een latere fase plaats, i 15 De voorkaas is een homogeen visceus vloeibaar materiaal nagenoeg geen water wordt afgescheiden. Een nauwkeurig afgepast I van de voorkaas zal daardoor uiteindelijk een kaas opleveren van

Irrig gewicht, het kader van het U.F.-kaasbereidingsproces is om den het afvulletvan een nauwkeurig afgepaste volumehoeveelheid 20 v.s in vormen een<e]angrijke bewerking. Een complicatie hierbij is, d. stremsel toevoegt kort voor het afvullen van de voorkaas aan de vtdient te geschil om sen zo fort mogelijke verblijftijd in de ^ africhting te hebbt χ0 π·{0^ kunnen er blokkeringen door het strem- j meprodukt in de anpfiur optreden. Tenslotte is het om procestech- 25 ni redenen gebleken r £e 2-}jn inctfen de toevoer van de gevormde vocas aan het punt wa* vormen worden afgevuld, continu plaatsvindt.

‘! Doel van de ^ding is om in overeenstemming i metit bovenstaande een hting te verschaffen, waarmede het mogelijk ** vloeibaar materiaaingSggW-ijZg te doseren terwijl dit materiaal 3Q cont^u aan de inrichting >oerd moet kunnen worden.

’ Een verder doe-<e uitvinding is een inrichting van de in ‘ t j 8302358 . < _ _____...___ ________- -2- * Λ feiï de voorgaande alinea aangegeven soort, waarmede de bij het U.F.-kaas- V, bereidingsproces gevormde voorkaas in nauwkeurig afgepaste volumehoe-veelheden aan de vormen kan worden gedoseerd terwijl de inrichting in kwestie tegelijkertijd de mogelijkheid biedt daarin de voor de be-5 reiding van kaas noodzakelijke toevoeging van zuursel en stremsel te ? doen plaatsvinden in de juiste gehalten.

De uitvinding nu is gekenmerkt door een paar in serie ^ geschakelde cilinder-zuigersamenstellen met onderling verschillende diameters waarvan de cilinderhuizen ten opzichte van elkaar axiaal zijn 10 opgesteld onder vorming van een samengesteld huis; een op het cilinderhuis .

met kleinste diameter aangesloten toevoerleiding voor het stromende

-?‘TV

medium en een op het cilinderhuis met grootste diameter aangesloten, van een afvoeropening voorzien afvulmondstuk; een in het samengestelde huis heen-en-weer beweegbare, als zuiger lichaam werkzame buis die in directe 4ννΓ 15 verbinding staat met het cilinderhuis met kleinste diameter en verbonden is met het cilinderhuis met grootste diameter via een in de zuiger met grootste diameter aangebrachtsdoorvoeropening waarbij de als zuigerli-chaam werkzame buis tenminste de zuiger met grootste diameter draagt; een eerste klep waarmee de doorvoeropening in de zuiger met grootste 20 doorsnede afsluitbaar is en een tweede klep waarmee de toegang tot het afvulmondstuk afsluitbaar is; en door middelen voor bediening van de kleppen en besturingsmiddelen daarvoor.

Met de inrichting volgens de uitvinding kan, zoals later zal i·.--/...- worden toegelicht, binnen een arbeidscvclus afwisselend in een eerste ^'4' 25 trap een bepaalde voTumehoeveelheid van het vloeibare, stromende medium worden afgemeten (afmeetslag), welke volumehoeveelheid daarna in een tweede trap aan een houder kan worden gedoseerd (uitdrijfslag), terwijl men tijdens de afmeetslag in de eerste trap wanneer geen afvoer van het vloeibaar materiaal plaatsvindt, gelegenheid heeft de gevulde houder af 30 te voeren en te vervangen door een lege. Tijdens de uitdrijf- of afvul-slag in de tweede trap vindt tegelijkertijd een vergroting van het volume 8302358

Sv 4 -3- van de ontvangstruimte voor het vloeibare, stromende medium plaats en kan derhalve dit continu toegevoercfe medium in de inrichting worden opgeslagen. Bovendien biedt, zoals eveneens later zal worden toegelicht, de inrichting volgens de uitvinding tevens de mogelijkheid tot een uit-5 voeringsvorm, waarbij een of meer toeslagmaterialen in de juiste verhouding worden toegevoerd aan en gemengd met het in de inrichting beschikbare stromende medium.

De uitvinding berust op het inzicht dat het onder persdruk continu toegevoerda vloeibare medium zelf als arbeidsmedium en dus 10 als aandrijfmiddel voor de doseerinrichting kan dienen. Het gevolg van dit uitgangspunt houdt in de praktijk in, dat de doseerinrichting functioneert zolang er aanvoer is van het stromende medium onder een druk die voldoende groot is om de wrijving van het heen-en-weer bewegende zuigerlichaam te overwinnen. Stopt de aanvoer dan houdt 15 ook de doseerinrichting op te functioneren. Na hervatting van de aanvoer herneemt ook de doseerinrichting gewoon zijn functie. Door deze eigenschappen van de inrichting volgens de uitvinding wordt een veilig functioneren daarvan in de hand gewerkt.

De uitvinding wordt aan de hand van de tekening nader toe-20 gelicht waarin een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding wordt weergegeven, die bestand is als afvul inrichting voor de kaasvormen in het kader van het U.F.-kaasbereidingsproces. De uitvinding is echter niet tot een dergelijke uitvoeringsvorm beperkt, maar kan ook dienen voor het doseren van afgepaste volumehoeveelheden van 25 andere vloeibare stromende media, voorzover deze media continu met een bepaalde capaciteit en druk bij de inrichting worden aangevoerd.

In de tekening toont figuur 1 in langsdoorsnede een afvul inrichting volgens de uitvinding, die voorzien is van een stremsel- en zuurseldosering 30 en die als zodanig geschikt is voor toepassing bij het U.F.-kaasberei-dingsproces, en tonen figuren 2 t/m 9 schematisch in langsdoorsnede slechts de afvul kop, uitsluitend met het doel de achtereenvolgende standen van het zuigerlichaam en de kleppen tijdens een arbeidscyclus weer te geven, 8302358 4 Nr -4- waarbij, een aantal construct!edetaiIs van de afvulkop, zoals deze zijn weergegeven in figuur 1, achterwege, zijn gelaten.

In de tekening (figuur 1) is de vertikaal opgestelde afvulkop 1 samengesteld uit cilinderhuis 2 met kleinste diameter d en cilinder-5 huis 3 met grootste diameter D. Het cilinderhuis 2 is voorzien van een in-voerbuisstomp 4, terwijl het cilinderhuis 3, op het laagste punt daarvan, voorzien is van het afvulmondstuk 5 met afvul opening 6. Binnen-hèt deel van het afvulmondstuk 5-, da-t door middel van de aandrijfmotor 47 kan worden geroteerd, bevindt zich een mengorgaan in de vorm van een stelsel van sa-10 menwerkende schoepen 28.

In de afvulkop 1 stellen 7 en 8 een zuiger met grootste respectievelijk met kleinste diameter voor d'ie vast gekoppeld zijn aan de einddelen van de vgrbindingsbuis 10 en zodoende tezamen het zuiger-lichaam 9 vormen dat/de afvulkop op-en-neer beweegbaar is. De zuiger 7 15 is voorzien van een centrisch aangebrachte doorvoeropeninq 13.

Door 11 respectievelijk 12 worden kleppen aangegeven, waarbij klep 11 de doorvoeropening 13 en daardoor de verbinding tussen de cilinderhuizen 2 en 3 kan afsluiten.

Klep 11 is bevestigd aan de holle klepstang 14, die aan het 20 andere einde voorzien is van een zuiger 18 zoals klep 12 bevestigd is aan de eveneens holle klepstang 15 die aan het andere einde daarvan voorzien is van de zuiger 17, De klepstangen 17 en 18 zijn telescopeerbaar om elkaar aangebracht terwijl de zuigers 17 en 18 binnen de luchtcilinder 16 op-en-neer beweegbaar zijn opgesloten.

25 Zuiger 7 grijpt aan op een hefboomstelsel 21, omvattende een stang 22 en de hefboom 23 die onderling via een gl ij koppeling verbonden zijn. De hefboom 23 wordt in 24 scharnierend gedragen door het steunelement 38.

De hefboom 23 is verder door middel van een glij-kcppeling- ver-30 bonden met de zuigerstang 39 aan het uiteinde waarvan zich een zuiger 40 bevindt die binnen het cilinderhuis 27 is opgesloten, Tezamen vormen zuiger 40 en cilinder 27 een enkelvoudig werkende pomp 41,

Voorts is de hefboom 23 via een glij koppeli ng verbonden met zuigerstang 41 aan de beide uiteinden waarvan zuigers 42 resp, 43 zijn i 8302358 -5- * u levestigd die zijn opgesloten in resp. de cilinderhuizen 25 en 26. Tezamen vormen de zuigerstang 41 met de daaraan bevestigde zuigers 42, 43 en de cilinderhuizen 25, 26 een dubbelwerkende pomp 44. De diameters van de cilinderhuizen 25, 26 zijn gekozen overeenkomstig die van de 5 cilinderhuizen 2 resp. 3 van de afvul kop: dat wil zeggen, cilinderhuis 25 heeft een diameter d en het cilinderhuis/een diameter D. Via leiding 27 is de pomp 41 aangesloten op de holle klepstang 15 terwijl de pomp 44 via leiding 36 is aangesloten op de invoerbuisstomp 4. Verder zijn de op de pompen 44 en 41 aangesloten leidingenstelsels voorzien van de 10 nodige terugslagkleppen 30 t/m 33 resp. 34, 35. Dit stelsel van kleppen zorgt op gebruikelijke wijze voor het op juiste en tijdige wijze ópenen en dichten van de op de pompen 41 en 44 aangesloten leidingen tijdens de pers- én zuigslag van de respectievelijke pompen.

De besturing van de kleppen 11 en 12 in de afvul kop via 15 de luchtcilinder 16 vindt plaats via signalen, die worden afgegeven door twee initiatoren 19 en 20, die in samenwerking met de met het zuiger!ichaam 9 verbonden indicatiestang 29, reageren op de bovenste en onderste stand van het zuiger!ichaam 10.

De werking van de afvul kop, toegepast voor dosering van een 20 afgepaste volumehoeveelheid voorkaas aan een vorm kan als volgt aan de hand van de figuren 2 t/m 9 worden toegelicht. Pomp 41 fungeert daarbij als stremselpomp, pomp 44 als zuurselpomp.

Gedurende een arbeidscyclus van de afvul kop kunnen de volgende fasen worden onderscheiden.

25 a. Opstarten: figuur 2 en figuur 3.

Het zuigerlichaam 7 staat in de bovenste stand. De luchtcilinder 16 houdt de eerste klep 11 gesloten en de tweede klep 12 open.

30 Bij toevoer van onder persdruk verkerende voorkaas via de invoerbuigstomp 4 aan de afvulkop zal door drukuitoefening op het zuigerlichaam 10 dit naar beneden worden geduwd.

8302358 J t -6- b. Einde opstartslag/begin afmeetslag: figuur 3 en figuur 4.

In de onderste stand van het zuigerlichaatn 7 wordt bij het bereiken door de indicatorstang 29 van de initiator 20 door de ini-5 tiator een signaal afgegeven waardoor via de luchtcilinder de tweede klep 12 wordt gesloten en de eerste klep 11 geopend. Bij gelijkblijvende toevoer van de voorkaas ontstaat nu door het verschil in oppervlak een krachtverschil tussen de boven- en onderzijde van het zuigerlichaam 10 zodanig, dat het zuigerlichaam stijgt. Het onder de zuiger 7 gelegen 10 cilinderhuis 3 met grootste diameter D zal via de doorvoeropening 13 met voorkaas worden gevuld.

c. Einde afmeetslag/begin uitdrijfslag: figuur 6 en figuur 7.

•15 Terug in bovenste stand wordt bij het bereiken van de ini tiator 19 door de indicatorstang 29 en het daardoor bereiken van het vooraf ingestelde afvul vol urne een signaal afgegeven aan de luchtcilinder 16 zodanig, dat de tweede klep 12 wordt geopend en de eerste klep 11 wordt gesloten. De persdruk waaronder de voorkaas continu wordt toegevoerd 20 zorgt er weer voor, dat het zuigerlichaam 10 naar beneden wordt gedrukt.

Hierbij wordt de afgemeten volumehoeveelheid voorkaas uit het cilinderhuis met grootste diameter 3 gedreven en via het afvulmondstuk 5 in de onder de afvul kop opgestelde vorm 45 afgevuld.

Bij het naar beneden bewegen van het zuigerlichaam 10 wordt 25 boven de eerste klep 11 automatisch een groter volume vrijgegeven waarin de continu toegevoerde voorkaas kan worden gebufferd. Aldus wordt bereikt dat tijdens het afvullen van de afgemeten volumehoeveelheid een continue toevoer van de voorkaas aan de afvul kop mogelijk blijft.

30 d. Einde uitdrijfslag/begin afmeetslag: figuur 8.

Wanneer als resultaat van de onder c, beschreven beweging het zuigerlichaam 10 de onderste stand heeft bereikt, begint weer een nieuwe cyclus, dat wil zeggen dat in het cilinderhuis 3 weer een nieuwe i 8302358 * κ -7- volumehoeveelheid wordt afgemeten die vervolgens weer wordt uitgedreven, enz..

Uit het bovenstaande wordt duidelijk dat er tijdens de afmeetslag geen afvoer van voorkaas uit de afvulkop plaatsvindt zodat 5 er tijd is om de met de voorkaas afgevulde vorm 45 te verwijderen en te vervangen door een lege vorm 46: figuur 9.

Tijdens de neergaande slag van het zuigerlichaam 10 (de uitdrijf- of afvulslag) wordt het hefboomstelsel 21 (figuur 1) door het zuigerlichaam 10 aangedreven. De stremsel pomp 41 pompt alleen tijdens deze neergaande slag waarbij er door de afgeleide beweging per tijdseenheid een vaste verhouding stremsel en voorkaas wordt verpompt. Het stremsel wordt via leiding 37 en de holle klepstang 15 voorbij de tweede klep 12 gebracht in het afvulmonstuk 5, dat door de aandrijfmotor 47 wordt geroteerd. Hierdoor ontstaat in het afvulmonstuk 5 via de 15 schoepen 28 een krachtige mengbeweging in het daarin beschikbare voorkaas houdende materiaal en wordt een homogene verdeling van het stremsel door het materiaal bereikt.

Teneinde een ongecontroleerd uitstromen van stremsel uit de klepstang 15 te voorkomen is de uitstroomopening van de klep-20 stang afgedekt met een - niet getoond - membraan uit rubber.

Behalve stremsel dient bij de bereiding van kaas ook zuursel aan de voorkaas te worden toegevoegd. De opstelling van de zuursel pomp 44 en de stremselpomp 41 zijn bij da-afvuTinrichting volgens de uitvinding zodanig, dat het zuursel· en de stremsel gescheiden aan 25 de voorkaas worden toegevoegd, hetgeen een voordeel is. Bovendien komt het in het algemeen het kaasbereidingsproces ten goede indien eerst het zuursel aan de voorkaas wordt toegevoegd en daarmede homogeen wordt gemengd al vorens het stremsel toe te voegen en op zijn beurt met het geheel te mengen, maar de zuursel toevoeging mag anderzijds weer niet 30 te lang vóör de stremsel dosering plaatsvinden. Ook aan deze laatste wensen wordt met de opstelling van de zuursel pomp 44 en de stremselpomp 41 waarbij de afvulkop volgens de uitvinding als mengorgaan wordt benut, voldaan.

8302358 -8-

Zoals eerder is vermeld, is de zuursel pomp 44 een dubbel -werkende pomp die via de leiding 36 is aangesloten op de invoerbuisstomp 4 waarbinnen desgewenst ook een menger kan zijn aangebracht.

De zuursel pomp 44 wordt eveneens door het hefboomstelsel 21 5 aangedreven. In tegenstelling tot de stremsel dosering moet in verband met de continue toevoer van de voorkaas aan de afvul kop de zuursel dosering zowel tijdens de afmeetslag als tijdens de uitdrijfslag van het zuiger!ichaam 10 plaatsvinden hetgeen de reden is, dat de zuursel pomp een dubbelwerkende pomp is. Om hiermede een constante verhouding tussen 10 de toegevoerde voorkaas en het zuursel te verkrijgen dient de zuursel -pomp 44 echter niet alleen dubbel werkend te zijn maar moeten de diameters van de zuigers verschillend zijn. De zuigerslagen zijn immers een afgeleide van de afmeet- resp. de uitdrijfslag van het zuiger!ichaam 10.

Deze slagen zijn qua lengte aan elkaar gelijk maar qua diameter, en ’ 15 dus volume, niet. Vandaar dat de diameter van de zuigers 42 en 43 in' de dubbelwerkende zuursel pomp 44 eveneens D resp. d· bedragen.

, Het afmeetvolume en dus ook het uiteindelijke afvul volume is in principe afhankelijk van de diameter D van het cilinderhuis met grootste diameter en van de slaglengte van het zuiger!ichaam 10. Ver-20 andering van afmeetvolume kan daarom worden bereikt door verandering van de lengte van de afmeetslag. Bij de in de tekening getoonde af-vulinrichting volgens de uitvinding is dit te realiseren door de initiator 19, die in hoogte instelbaar is, omhoog of omlaag te brengen,

De totale cyclusduur t is afhankelijk van de aanvoercapa-25 citeit van de voorkaas en het afvulvolurne Q: t* = JL · Voorts is = ta + t1 waarin ta = afmeetduur en t1 = $ uitdrijfduur. De verhouding 1 1 2 t volgt uit de formule t' = d , waarin, zoals eerder ?" “? D^-d* 30 is vermeld, D de diameter is van het breedste cilinderhuis 3 en d de diameter van het smalste cilinderhuis 2,

Uiteraard kunnen aan de afvul inrichting zoals in het voorgaande besproken en in de tekening getoond is wijzigingen worden aanbracht zonder dat men het kader van de uitvinding verlaat. Zo is in dit 8302358 ; ï % -9- verfaand op te merken, dat de nauwkeurigheid van het afvulvolume afhankelijk is van de reproduceerbaarheid van de slag!engte. Deze reproduceerbaarheid van de slaglengte van het zuiger!ichaam 10 is afhankelijk van het open- en sluitmoment van de kleppen 11 en 12/weer afhankelijk 5 is van,onder meer, het aanspreekmoment van de initiator en de snelheid van de luchtcilinder en dus ook de klepsnelheid.

Ter verhoging van de nauwkeurigheid van het afvulvolume zou nu bijvoorbeeld een voorziening kunnen worden aangebracht, die zou kunnen bestaan uit 10 a. een instelbare mechanische aanslag die de slag van het zuiger!ichaam 10 exact begrenst, en b. een dusdanige besturing van de kleppen, dat, in de bovenste stand van het zuigerlichaam 10 de klep 11 eerst sluit voor dat de klep 12 opent, en in de onderste stand van het zuigerlichaam eerst de klep 12 sluit 15 voor dat klep 11 opent. Ter overbrugging van het korte moment waarin beide kleppen 11 en 12 gesloten zijn, wordt een voorkaasaccumulator in de aanvoerleiding aangebracht die tevens als overdrukbeveiliging kan dienst doen.

8302358

Claims (5)

1. Inrichting voor ladingsgewijs doseren van een afgepaste voluraehoeveelheid van een onder persdruk continu toe te voeren vloeibaar meditm, gekenmerkt door een paar in serie geschakelde cilinder-zuiger samensteller met onderling verschillende diameters waarvan de cilinder-5 huizen ten opzichte van elkaar axiaal zijn opgesteld onder vorming van een samengesteld huis; een op het cilinderhuis met kleinste diameter aangesloten toevoer!ei ding voor het stromende medium en een op het cilinderhuis met grootste diameter aangesloten, van een afvoeropening voorzien afvulmondstuk; een in het samengestelde huis heen-en-weer beweeg-10 bare, als zuiger!ichaam werkzame buis die in directe verbinding staat met het cilinderhuis met kleinste diameter en verbonden is met het cilinderhuis met grootste diameter via een in de zuiger met grootste diameter aangebrachte doorvoeropening waarbij de als zuigerlichaam werkzame buis tenminste de zuiger met grootste diameter draagt; een eerste klep waarmee 15 de doorvoeropening in de zuiger met grootste doorsnede afsluitbaar is en een tweede klep waarmee de toegang tot het afvulmondstuk afsluitbaar is; en door middelen voor bediening van de kleppen en besturingsmiddelen daarvoor.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het k e n m e rk, 20 dat het zuigerlichaam voorzien is van zijn beweging volgende middelen welke verbonden zijn met een of meer daardoor bedienbare doseereenheden voor dosering van een of meer toeslagmaterialen aan het in de inrichting beschikbare stromende medium.

3. Inrichting volgens conclusies 1-2, met het ken- 25 merk, dat op het afvulmondstuk een toevoer!eiding voor toes1agmateriaal is aangesloten.

4. Inrichting volgens conclusies 2-3, met het ken merk, dat de de beweging van de zuiger met de grootste diameter vol- 8302358 -11- gende middelen verbonden zijn met een dubbelwerkende pomp waarvan de persleiding is aangesloten op de toevoer!ei ding van het stromende medium aan het cilinderhuis met kleinste diameter, en met een enkelwerkende pomp waarvan de persleiding verbonden is met de toevoerleiding aan het 5 afvulmondstuk.

5, Inrichting volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het afvulmondstuk een roteerbaar aangedreven, losneembaar deel bevat waarbinnen mengorganen zijn aangebracht. -,— "η 3302358