DK160344B - Apparat til portionsvis dosering af et afmaalt rumfang flydende medium - Google Patents

Description

DK 160344 B

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til portionsvis dosering af en afmålt volumen-mængde af et flydende medium, der kontinuerligt tilføres under tilgangstryk, omfattende en cylinderanordning,, hvis indre rum er opdelt 5 i et første hus og et andet hus ved hjælp af et stempelorgan, der udviser forskellige arealer og er frem- og tilbagebevægeligt i cylinderanordningen, omfattende en tilførselsledning for flydende medium forbundet til det første hus, omfattende en passage for flydende medium forbindende 10 det første hus og det andet hus, hvilken er lukkelig med afspærringsorganer, og omfattende en fyldedyse, der er lukkelig med afspærringsorganer, forbundet til det andet hus og med en afgangsåbning.

Et sådant apparat er kendt fra tysk offentliggørel-15 sesskrift nr. 3.012.978 og tjener som doseringsapparat for flydende samt navnlig viskøse eller pastaagtige produkter, såsom margarine eller iscream. Ifølge en foretrukket udførelsesform af dette kendte apparat behøver dette ikke at omfatte drivorganer til frem- og tilbagebevægen af stem-20 pelorganet. Hertil er der fordelagtigt gjort anvendelse af det flydende medium selv, der kontinuerligt er holdt under tryk. Dette flydende medium er derpå skiftevist tilført det første og det andet hus som følge af den effekt, at på grund af stempelorganets forskellige areal-størrelser, be-25 væges dette stempelorgan frem og tilbage. For tilførsel af flydende medium skiftevist til det første hus og det andet hus, henholdsvis, er husene forbundet med hinanden uden for cylinderanordningen, som de hører til, ved hjælp af en shunt-ventil, der er indrettet med spærreventil.

30 Funktionen af spærreventilen er sådan, at styret af stempelorganets bevægen forbindes det andet hus enten til hovedtilførselsledningen til apparatet eller til afgangsledningen fra apparatet.

Det kendte apparat skal kun aflevere afmålte volumen-

DK 160344B

2 mængder af de ovenfor nævnte flydende medier, og det kendte apparat omfatter derfor ikke foranstaltninger til blanding af de flydende medier med forholdsvise mængder af et eller flere materialer.

5 Foruden den klassiske ostefremstillingsfremgangsmåde er nu en ny ostefremstillingsmåde blevet tilgængelig, ved hvilken osten fremstilles ud fra et koncentrat af mælkebestanddele, der er fremkommet ved ultrafiltrering, U.F., af mælk. Ved denne fremgangsmåde frasepareres størstedelen af 10 fugtigheden i mælken allerede før koaguleringsfasen ved ultrafiltrering. Såkaldt ostemasse fremstilles fra koncentratet af mælkebestanddele, f.eks. ved kombination med fløde af højt fedtindhold. Dernæst tilsættes syrevækker og osteløbe, og det resulterende produkt fyldes i forme. Koa-15 guleringsprocessen finder reelt sted i disse forme. Nedlægning i saltlage og modning finder sted på mere eller mindre traditionel måde i en efterfølgende fase.

Ostemassen er et homogent, viskøst flydende materiale, hvorfra praktisk taget intet vand udskilles. Et nøjag-20 tigt udmålt volumen af ostemassen vil som resultat tilvejebringe en ost med mere nøjagtig vægt. Inden for rammerne af U.F.-ostefremstillingen er opfyldningen af en nøjagtig udmålt volumen-mængde ostemasse i forme et vigtigt procestrin af denne grund. En komplikation i denne forbindelse 25 er, at tilsætningen af osteløbe bør ske kort før fyldningen åf formene med ostemasse for at få minimal opholdstid i opfyldningsindretningen. Hvis ikke, kan der forekomme blokeringer i apparatet af det koagulerende produkt. Endelig har det af procestekniske grunde vist sig bedre, hvis for-30 syningen af ostemasse, der dannes på det sted, hvor formene fyldes op, sker kontinuerligt.

Det er et formål ifølge opfindelsen at tilvejebringe et apparat i overensstemmelse med ovenstående, ved hjælp af hvilket det er muligt at dosere flydende materiale portions-35 vist, og med tilpasning for kontinuert tilførsel af materialet

DK 160344 B

3

Et yderligere formål ifølge opfindelsen er at tilvejebringe et apparat af ovennævnte art, ved hjælp af hvilket ostemassen dannet i U.F.-ostefremstillingsprocesssen kan doseres i nøjagtigt udmålte volumenmængder til formene, 5 medens det pågældende apparat samtidigt giver mulighed for deri at udføre tilsætningen af syre og osteløbe, der er nødvendig ved fremstillingen af ost med det rigtige indhold.

Opfindelsen er karakteriseret ved, at et par aksialt anbragte, serielt forbundne cylinder-stempel-organer, 10 hvoraf cylinderanordningen danner et sammensat hus med en cylinder med en mindre diameter dannende det første hus og en cylinder med en større diameter dannende det andet hus, og hvilke endvidere som stempelorgan er forsynet med et rør, som bærer et stempel med en mindre diameter for det første 15 hus og et stempel med en større diameter for det andet hus, idet røret står i åben forbindelse med det første hus og danner det første hus' forbindelse med det andet hus ved hjælp af passagevej(e) gennem stemplet med større dia meter, hvilken passagevej eller passageveje er lukkelige 20 med første ventilorganer; med andre ventilorganer som strømnings-blokerende organer for adgang til fyldedysen; og med organer til arbejds-operations-aktiveren af ventilerne samt styreorganer hertil.

Som det vil blive beskrevet nærmere i det følgende, er 25 det muligt med apparatet ifølge opfindelsen inden for en drift-cyklus skiftevist i et første trin at måle en specifik volumen-mængde af det flydende strømningsmedium (målings-slag) , hvilken volumen-mængde derefter kan doseres til en beholder i et andet trin (udstødnings-slag), medens 30 der, når målings-slaget finder sted i første trin, og når ingen udladning af flydende materiale finder sted, er mulighed for at fjerne den fyldte beholder og erstatte den med en tom. Når udstødnings- eller opfyldnings-slaget finder sted i det andet trin, sker der samtidig en forøgelse af 35 modtagerummets volumen for det flydende strømningsmedium, 4

DK 160344B

og følgelig kan dette kontinuerligt tilførte medium oplagres i apparatet. Endvidere frembyder apparatet ifølge opfindelsen, hvilket vil blive beskrevet nærmere i det følgende, også mulighed for en udførelsesform, hvortil et eller fle-5 r.e aggregater i det rette forhold kan føres og blandes med det flydende medium, der foreligger til rådighed i apparatet.

En udførelsesform for et apparat ifølge opfindelsen beskrives i nærmere enkeltheder i det følgende under hen-10 visning til tegningen. Dette apparat er bestemt til brug som opfyldningsapparat for osteforme inden for rammerne af U.F.-ostefremstillingsmåden. Imidlertid er opfindelsen ikke begrænset til en sådan udførelsesform, men kan også tjene til dosering af afmålte volumen-mængder af andre flydende 15 strømningsmedier, blot skal disse medier tilføres kontinu-ligt svarende til en specifik kapacitet og med et specifikt tryk foreliggende i apparatet.

Tegningen omfatter følgende tegningsfigurer, hvor:

Fig. 1 viser længdesnit igennem et opfyldningsapparat 20 ifølge opfindelsen indrettet med dosering af osteløbe og syrevækker og som sådant egnet til anvendelse ifølge U.F.-ostefremstillingsprocessen, fig. 2-9 viser skematiske længdesnit igennem opfyld-25 ningshovedet alene og alene med det formål at vise successive stillinger indtaget af stempelorganet og ventilerne under en arbejdsoperations-cyklus, hvorved der af overskuelighedsårsager er udeladt en række konstruktions-30 mæssige enkeltheder ved det i fig. 1 viste op fyldningshoved .

Tegningen, og især fig. 1, viser et vertikalt anbragt opfyldningshoved 1 bestående af en cylinderanordning 70 sammensat af cylinderblokken 2 af mindre diameter d og cy-35 linderblokken 3 af større diameter D. Cylinderblokken 2 om- 5

DK 160344 B

fatter en tilførselsrørforgrening 4, medens cylinderblokken 3 ved sit laveste punkt er forsynet med opfyldningsdysen 5 med en opfyldningsåbning 6.

Inde i en del af opfyldningsdysen 5, der er indrettet 5 til at roteres ved hjælp af en drivmotor 47, er der tilvejebragt et blandeorgan i form af et system af samvirkende skovlblade 28.

I opfyldningshovedet repræsenterer 1, 7 og 8 et stempel af henholdsvis større og mindre diameter, der er fast 10 forbundet til endedelene af forbindelsesrøret 10 og således sammen danner stempelorganet 9, der er forskydeligt op og ned i opfyldningshovedet. Stemplet 7 er forsynet med en centralt anbragt passage 13.

Ved 11 henholdsvis 12 er der vist ventiler, hvor ven-15 tilen 11 er indrettet til at afspærre passagen 13 og følgelig forbindelsen mellem cylinderblokkene 2 og 3.

Ventilen 11 er fastgjort til den hule ventilstang 14, som i den anden ende er forsynet med et stempel 18, og ventilen 12 er forbundet med den ligeledes hule ventilstang 20 15, som ved sin anden ende er forsynet med stemplet 17.

Ventilstængerne 14 og 15 er anbragt indbyrdes teleskopisk, medens stemplerne 17 og 18 er indesluttet i luftcylinderen 16 til op- og nedadgående foskydning.

Stemplet 7 indgriber med et vægtstangssystem 21 bestå-25 ende af en stang 22 og vægtarmen 23, som er indbyrdes forbundet ved hjælp af en glidekobling. Vægtarmen 23 er drejeligt lejret ved 24 på et understøtningsorgan 38.

Vægtarmen 23 er endvidere ved hjælp af en glidekobling forbundet med stempelstangen 39, ved hvis ende der er til-30 vejebragt et stempel 40, der er indesluttet i cylinderblokken 27. Stemplet 40 og cylinderen 27 danner sammen en enkel tvirkende pumpe 41.

Endvidere er vægtarmen 23 forbundet med stempelstangen 41 ved hjælp af en glidekobling, til hvilken stangs to en-35 der der er forbundet stempler 42, 43, som er indesluttet i cylinderblokke 25 henholdsvis 26. Stempelstangen 41 med stempler 42, 43 fastgjort dertil og cylinderblokkene 25, 26 6

DK 160344 B

danner tilsammen en dobbeltvirkende pumpe 44. Cylinderblokkens 25, 26 diametre er valgt i overensstemmelse med opfyldningshovedets cylinderblokke 2, 3: D.v.s. cylinderblokken 25 har en diameter d og cylinderblokken 26 en diameter 5 D. Gennem ledningen 27 er pumpen 41 forbundet med den hule ventilstang 15, medens pumpen 44 gennem ledningen 36 er forbundet med tilførselsafgreningen 4. Endvidere er ledningssystemet, der er forbundet med pumperne 44 og 41, forsynet med de nødvendige kontraventiler 30 - 33 henholdsvis 10 34, 35. Dette ventilsystem sikrer på konventionel vis åbningen og lukningen af ledningerne, der er forbundet med pumperne 41 og 44 på korrekt vis og på rette tidspunkt under de respektive pumpers tryk- og sugeslag.

Styringen af ventilerne 11 og 12 i opfyldningshovedet 15 ved hjælp af luftcylinderen sker via signaler, som er transmitteret af to initiatorer 19 og 20, som i samvirkning med indikatorstangen 29, der er forbundet med stempelorganet 9, giver signal, når stempelorganet 10 befinder sig i den øverste og nederste stilling.

20 Friktionen af opfyldningshovedet, der anvendes til do sering af en afmålt volumenmængde af ostemasse til en form, kan forklares som følger ved hjælp af fig. 2-9. Pumpen 41 virker som osteløbepumpe, pumpen 44 som syrevækkerpumpe.

Under en arbejdscyklus for opfyldningshovedet kan føl-25 gende faser' opstilles: a. Op start: Fig. 2 og fig. 3.

Stempelorganet 7 er i den øverste stilling. Luftcylinderen 16 holder den første ventil 11 lukket og den anden ventil 12 åben. Efter tilførsel af oste-30 masse under afleveringstryk via tilførselsrørfor greningen 4 til opfyldningshovedet vil dette skubbes nedad ved at sætte stempelorganet 10 under tryk.

35 7

DK 160344 B

b. Afslutning af opstartslag/start af målingsslag.

Fig. 3 og fig. 4.

I stempelorganets nederste stilling transmitterer initiatoren 20 et signal, når initiatoren nås af 5 indikatorstangen 29, således at den anden ventil 12 lukkes via luftcylinderen og den første ventil 11 åbnes. Ved konstant tilførsel af ostemasse tilvejebringes nu ved hjælp af forskellen i overfladeareal en kraftforskel mellem den øverste og nederste ende 10 af stempelorganet 10 på en sådan måde, at stempel organet hæves. Cylinderblokken 3 med større diameter D, der er beliggende under stemplet 7, vil fyldes med ostemasse via passagen 13.

c. Afslutning af målingsslag/start af udstødningsslag.

15 Fig. 6 og fig. 7.

Tilbage i den øverste stilling transmitteres et signal til luftcylinderen 16, når initiatoren 19 nås af indikatorstangen 29, der således når det forudbestemte opfyldningsvolumen, på en sådan måde, 20 at den anden ventil 12 åbnes og den første ventil II lukkes. Afleveringstrykket, ved hvilket ostemassen kontinuerligt tilføres, sikrer igen, at stempelorganet 10 presses nedad. Nu presses den afmålte volumenmængde ostemasse ud af cylinderblokken af 25 større diameter 3 og fyldes op via opfyldningsdysen 5 i formen, der er anbragt under opfyldningshovedet.

Under den nedadgående forskydning af stempelorganet 10 frigives et større volumen automatisk over den 30 første ventil 11, hvori den kontinuerligt tilførte ostemasse kan oplagres. Det opnås således, at en kontinuerlig tilførsel af ostemasse til opfyldningshovedet forbliver mulig under opfyldning af den afmålte volumenmængde.

35 8

DK 160344 B

d. Afslutning af uddrivningsslag/start af afmålingsslag.

Fig. 8.

Når stempelorganet som et resultat af forskydningen 5 beskrevet under c. har nået sin nederste stilling, påbegyndes en ny cyklus, d.v.s. en ny volumenmængde afmåles i cylinderblokken 3, som derefter igen uddrives, osv.

Det fremgår klart af det ovenstående, at der under 10 målingsslaget ikke sker nogen afgivelse af ostemas se fra opfyldningshovedet, således at der er tid til at fjerne formen 45, der er opfyldt med ostemasse, og at erstatte denne med en tom form:

Fig. 9.

15 Under stempelorganets 10 nedadgående slag, uddriv nings- eller opfyldningsslag, drives vægtstangssysternet 21, fig. 1, af stempelorganet 10. Osteløbepumpen 41 pumper kun under dette nedadgående slag, medens en fastsat mængde løbe og ostemasse pr. tidsenhed pumpes af den resulterende for-20 skydning. Løben ledes gennem ledningen 37 og den hule ventilstang 15 gennem den anden ventil 12 ind i opfyldningsdysen 5, som roteres af drivmotoren 47. Dette tilvejebringer i opfyldningsdysen 5 via skovlbladene 28 en kraftig blandingsbevægelse i det ostemasseindeholdende materiale, der 25 er til rådighed deri, og der opnås en homogen fordeling af løben i materialet.

For at forebygge en ukontrolleret udstrømning af løbe fra ventilstangen 15 er udgangsåbningen af ventilstangen dækket af en ikke vist gummimembran.

30 Ud over løbe skal også syrevækker tilsættes ostemassen i ostefremstillingen. Anbringelsen af syrevækkerpumpen 44 og løbepumpen 41 i opfyldningsapparatet ifølge opfindelsen er således, at syrevækker og løbe tilsættes ostemassen separat, hvilket er fordelagtigt. Endvidere er det generelt 35 fordelagtigt i ostefremstillingsprocessen, hvis syrevækker først tilsættes ostemassen og blandes homogent dermed før . \

DK 160344B

9 tilsætning af løben, og at blande det igen med det hele, men syrevækkertilsætningen må på den anden side ikke finde sted for længe før løbedoseringen. Der opnås også overensstemmelse med sidstnævnte ønsker ved anbringelse af syre-5 vækkerpumpen 44 og løbepumpen 41 under anvendelse af opfyldningshovedet ifølge opfindelsen som blandeorgan.

Som allerede nævnt er syrevækkerpumpen 44 en dobbelt-virkende pumpe, som gennem ledningen 36 er forbundet til tilførselsforgreningen 4, inde i hvilken der om ønsket kan 10 anbringes en blander.

Syrevækkerpumpen 44 drives også af vægtarmsystemet 21.

I modsætning til løbedoseringen, i forbindelse med den kontinuerlige tilførsel af ostemasse til opfyldningshovedet, bør syrevækkerdoseringen finde sted både under målingssla-15 get og under stempelorganets 10 udstødningsslag, hvilket er grunden til, at syrevækkerpumpen er en dobbeltvirkende pumpe. For derved at opnå et konstant forhold mellem den tilførte ostemasse og syrevækkeren, bør syrevækkerpumpen 44 imidlertid ikke blot være dobbeltvirkende, men stemplernes 20 diametre bør være forskellige. Stempelslagene er i virkeligheden afledt af stempelorganets 10 henholdsvis måling og udstødningsslag. Disse slag er ens hvad angår længde, men ikke identiske i diameter og således i volumen. Følgelig er diametrene af stemplerne 42 og 43 i den dobbeltvirkende sy-25 revækkerpumpe 44 ligeledes D henholdsvis d.

Målingsvolumenet og følgelig også det eventuelle opfyldningsvolumen afhænger i princippet af diameteren D for cylinderblokken med større diameter og af slaglængden af stempelorganet 10. Ændringer i volumenmåling kan derfor op-30 nås ved ændring af udmålingsslagets længde. I opfyldnings-apparatet ifølge opfindelsen og vist på tegningen kan dette gennemføres ved at løfte eller sænke initiatoren 19, som er højdeindstillelig.

Den totale cyklusvarighed t^ afhænger af tilførsels-35 kapaciteten af ostemasse og opfyldningsvolumenet Q: 10

DK 160344 B

tO t ^ 1 3.

t = . Endvidere er t = t + t , hvor t = målingsva- q i ti righed og t = udstø^lningsvarighed. Forholdet —p- føler af formlen ^ = · ^vor D som allerede nævnt er den bredere cylinderbloks 3 diameter, og d er den smallere 5 cylinderbloks 2 diameter.

Naturligvis kan ændringer foretages i opfyldningsappa-ratet som diskuteret ovenfor og vist på tegningen, uden at afvige fra opfindelsens rammer. F.eks. kan det iagttages i denne forbindelse, at opfyldningsvolumenets nøjagtighed af-10 hænger af slaglængdens reproduktionsevne Denne stempelorgan-slaglængdereproduktionsevne afhænger af ventilernes 11, 12 lukke- og åbne-moment, som igen afhænger bl.a. af initiato-rens reaktionsmoment og luftcylinderens hastighed og følgelig ventilhastigheden.

15 Til forøgelse af opfyldningsvolumenets nøjagtighed kan der nu opstilles en forudsætning, som kunne bestå af: a. Et indstilleligt mekanisk stop, der nøjagtigt begrænser stempelorganets 10a slag, og b. en sådan kontrol af ventilerne, at ventilen 11 i 20 stempelorganets øverste stilling først lukkes inden ventilen 12 åbnes, og i stempelorganets nederste stilling, at ventilen 12 først lukkes, før ventilen 11 åbnes. For at udfylde det korte øjeblik, hvor begge ventiler 11 og 12 er lukkede, er en ostemas-25 seakkumulator tilvejebragt i forsyningsledningen, som også kan fungere som overtryksforebyggelse.

Claims (5)

1. Apparat til portionsvis dosering af en afmålt volumen-mængde af et flydende medium, der kontinuerligt tilføres under tiIgangstryk, omfattende en cylinderanordning 5 (70), hvis indre rum er opdelt i et første hus (2) og et andet hus (3) ved hjælp af et stempelorgan (9), dér udviser forskellige arealer og er frem- og tilbagebevægeligt i cylinderanordningen, omfattende en tilførselsledning (4) for flydende medium forbundet til det første hus (2), om-10 fattende en passage (13) for flydende medium forbindende det første hus (2) og det andet hus (3), hvilken er lukkelig med afspærringsorganer, og omfattende en fyldedyse (5), der er lukkelig med afspærringsorganer, forbundet til det andet hus (3) og med en afgangsåbning (6), kende-I5tegnet ved et par aksialt anbragte, serielt forbundne cylinder-stempel-organer, hvoraf cylinderanordningen (70) danner et sammensat hus med en cylinder med en mindre diameter dannende det første hus (2) og en cylinder med en større diameter dannende det andet hus (3j t og 20 hvilke endvidere som stempelorgan (9) er forsynet med et rør (10), som bærer et stempel (8) med en mindre diameter for det første hus (2) og et stempel (7) med en større diameter for det andet hus (3), idet røret (10) står i åben forbindelse med det første hus (2) og danner det før-25 ste hus' forbindelse med det andet hus ved hjælp af passagevej (e) (13) gennem stemplet (7) med større diameter, hvilken passagevej eller passageveje er lukkelige med første ventilorganer (11); med andre ventilorganer (12) som strømnings-blokerende organer for adgang til fyldedysen 30 (5); og med organer (50) til arbejds-operations-aktiveren af ventilerne samt styreorganer (60) hertil.

2. Apparat ifølge krav 2, stempelorganet (9) er indrettet med midler, der følger dets bevægelse, kendetegnet ved , at stempelorganet (9) er for . DK 160344 B bundet med en eller flere doseringsenheder/ som er aktiverbare ved hjælp af stempelorganet til dosering af et eller flere hjælpematerialer til det flydende medium, som foreligger i cylinderanordningen (70) til rådighed.

3. Apparat ifølge krav 2 kendetegnet ved , at fyldedysen (5) er forbundet med en tilførselsledning (15) for det ene eller flere af hjælpematerialerne .

4. Apparat ifølge krav 2 eller 3 kendeteg-10 n e t ved , at midlerne, der følger stempelorganets (9) bevægelser, omfatter et vægtstangssystem (21), som er forbundet med stemplet (7) med større diameter og med en dobbeltvirkende pumpe (44), hvis trykrør (36) er forbundet med tilførselsledningen (4) for det flydende medium til 15 det første hus (2), samt med en enkeltvirkende pumpe (41), hvis trykrør (37) er forbundet med tilførselsledningen (15) for fyldedysen (5).

5. Apparat ifølge krav 1, 2,3 eller 4 kendetegnet ved , at fyldedysen (5) er indrettet 20 med en roterende drevet, aftagelig del, hvori der er anbragt blandeorganer (28).