EP0451501A1

EP0451501A1 - Wasserstrahl-Injektionsvorrichtung

Info

Publication number: EP0451501A1
Application number: EP91103296A
Authority: EP
Inventors: Uwe Freese
Original assignee: Douwe Egberts Getranke Service & Co KG GmbH
Current assignee: Douwe Egberts Getranke Service & Co KG GmbH
Priority date: 1990-03-05
Filing date: 1991-03-05
Publication date: 1991-10-16
Anticipated expiration: 2011-03-05
Also published as: CA2037024A1; ATE123665T1; EP0451501B1; DE59105683D1; DE4006871A1; CA2037024C

Abstract

Es ist ein Wasserstrahlrohr für Wasserstrahlinjektionsvorrichtungen vorgesehen, bei dem im geringen Abstand vom freien Ende des Wasserstrahlrohres in diesem direkt ein Ventil angeordnet ist, das in Abhängigkeit vom Strömungszustand in dem Wasserstrahlrohr automatisch schließt und das bevorzugt einen durch Dauermagnetkräfte in die Schließstellung vorgespannten Ventilschließkörper aufweist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserstrahlrohr für Wasserstrahl-Injektionsvorrichtungen in Spendern zum Herstellen und Abgeben von Gemischen aus Wasser und einem anderen fließfähigen Stoff, insb. von Mischgetränken, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein Beispiel für derartige Wasserstrahl-Injektionsvorrichtungen mit einem Wasserstrahlrohr der hier in Frage stehenden Art ist aus der DE-OS 36 07 623 bekannt. Bei dieser Wasserstrahl-Injektionsvorrichtung ist das Wasserstrahlrohr in das Injektorgehäuse eingesetzt, und zwar in demmit einem Wasserzuleitungsabschnitt verbundenen Ende und so, daß das Austrittsende des Wasserstrahlrohres frei in eine Mischkammer in dem Injektorgehäuse ragt. Über ein selbsttätig öffnendes Ventil ist diese Mischkammer mit einem Vorratsgefäß für den fließfähigen Stoff verbindbar, wobei der Stoff unter der Wirkung des aus dem Wasserstrahlrohr austretenden Wasserstrahls in vorbestimmter Dosierung in die Mischkammer eingesaugt wird. Das Gemisch aus der Mischkammer tritt in einen dem Austrittsende des Wasserstrahlrohes direkt gegenüberliegenden Eintrittsende eines Düsen- und Diffusionsabschnittes ein, aus dem das Gemisch über einen Abgabeabschnitt abgegeben wird.
Solche Wasserstrahl-Injektionsvorrichtungen werden z.B. in Getränkespendern eingesetzt. Zwischen den einzelnen Abgabevorgängen können längere oder kürzere Pausen liegen. In diesen Pausen bleibt die Mischkammer mit Resten des Gemisches von dem vorhergehenden Abgabevorgang gefüllt. Dabei besteht die Gefahr, daß Teile dieses Gemisches durch das Wasserstrahlrohr in das Wasser des Wasserzuleitungsabschnittes diffundieren. Dies führt z.B. durch Bildung von Mikroorganismen zu hygienischen Problemen. Während in der Mischkammer selbst das Gemisch noch eine relativ hohe Konzentration an fließfähigem Stoff enthält, nimmt diese Konzentration beim Diffundieren in den Wasserzuleitungsabschnitt durch Verdünnung rasch ab. Dadurch wird das hygienische Problem noch verstärkt.
Man hat zwar schon versucht, die Wasserstrahlinjektionseinrichtung gegenüber dem Wasserzuleitungsabschnitt durch ein Rückschlagventil während der Abgabepausen zu trennen. Dadurch lassen sich jedoch die hygienischen Probleme nur im begrenzten Umfange vermindern, da zwischen dem Rückschlagventil und der Mischkammer ein relativ großer Abstand und damit ein relativ großer, mit dem verdünnten Gemisch gefüllter Raum notwendig ist. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Rückschlagventile zu erheblichen Druckverlusten im Strömungssystem führen, was die Verwendung leistungsstärkerer und damit teurer Pumpen erfordert.
Es ist Aufgabe der Erfindung die aufgezeigten Probleme auf einfache Weise zu lösen und die Gefahr einer hygienischen Verunreinigung und Geschmacksbeeinträchtigung zu beseitigen und zwar möglichst ohne daß leistungsstärkere und kostspielige Pumpen verwendet werden müssen.
Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Bei dieser Ausbildung erfolgt in den Abgabepausen die Absperrung zwischen Mischkammer und Wasserzuleitungssystem direkt in dem Wasserstrahlrohr unmittelbar vor dem frei in die Mischkammer ragenden Ende des Wasserstrahlrohres. Dadurch ist der verbleibende Raum zwischen der Absperrstelle und der Mischkammer innerhalb des Wasserzuleitungssystemes außerordentlich klein, so daß die sonst auftretenden Verschmutzungs- und hygienischen Probleme weitgehend ausgeschlossen sind.
Um die Strömungswiderstände trotz der Absperreinrichtung klein zu halten, wird die Lehre des Anspruchs 1 vorteilhafterweise nach Anspruch 2 weitergebildet. Dies ermöglicht es bei geöffnetem Rückschlagventil durchgehend einen relativ großen Durchströmquerschnitt freizuhalten, so daß der Strömungswiderstand gering ist und mit üblichen preiswerteren Pumpen gearbeitet werden kann.
Die Durchströmung des Ventils und des Wasserstrahlrohres ohne nennenswerten Strömungswiderstand läßt sich auf besonders günstige Weise gemäß der Lehre nach Anspruch 5 unterstützen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:

Figur 1: im Längsschnitt einen bekannten Spender mit einer Wasserstrahl-Injektionsvorrichtung herkömmlicher Ausbildung, von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen ist;
Figur 2: im vergrößerten Maßstabe und im Querschnitt das in dem Injektorgehäuse einer Wasserstrahl-Injektionsvorrichtung eingebaute Wasserstrahlrohr gemäß der Erfindung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist anhand der Figur 1 die Verwendungsmöglichkeit eines Wasserstrahlrohres gemäß der Erfindung dargestellt.
Die dargestellte Wasserstrahl-Injektionsvorrichtung weist ein Injektorgehäuse 2 auf, das an einem langgestreckten Stutzen an einen Wasserzuleitungsabschnitt 1 anschließbar ist. In diesem Stutzen ist ein Wasserstrahlrohr 3 fest und abgedichtet eingesetzt, dessen Austrittsende frei in eine Mischkammer 8 des Injektorgehäuses ragt. Dem freien Ende des Wasserstrahlrohres liegt gegenüber das Eintrittsende eines Düsen- und Diffusionsabschnittes 4, der in einen Abgabeabschnitt für das Gemisch übergeht. Die Mischkammer 8 ist weiterhin über einen Stutzen mit einem Vorratsgefäß 6 für den fließfähigen Stoff verbunden, der mit dem Wasser aus dem Wasserstrahlrohr gemischt werden soll. In dem Anschlußbereich ist ein Ventil 7 abgedichtet eingesetzt, das so ausgebildet ist, daß es unter der Wirkung des in die Mischkammer 8 eintretenden Wasserstrahls automatisch öffnet, um den fließfähigen Stoff aus dem Vorratsgefäß 6 in die Mischkammer 8 einströmen zu lassen, wo der Stoff mit dem Wasser gemischt und über den Düsen- und Diffusionsabschnitt als Mischung in den Abgabeabschnitt abgeleitet wird.
Nach Beendigung eines Abgabevorganges bleibt in der Mischkammer 8 und den übrigen Teilen der Injektionsvorrichtung ein Teil des Gemisches zurück. Dieses kann über das Wasserstrahlrohr 3 nach rückwärts in das Wasserzuleitungssystem 1 duffundieren und dort zur Verschmutzung und zu hygienischen Problemen führen und auch Geschmacksänderungen bei dem als nächstes abzugebenden Gemisch führen.
Zur Vermeidung dieser Nachteile ist in dem Wasserstrahlrohr 9 bei der Ausführung nach Figur 2 gemäß der Erfindung ein Rückschlagventil eingesetzt. Das Wasserstrahlrohr ist wie bei der bekannten Ausführung nach Figur 1 in den Wasserzuführungsstutzen des Injektorgehäuses 11 fest und abgedichtet eingesetzt, so daß das Abgabeende 12 frei in die Mischkammer 13 des Injektorgehäuses ragt. Der Pfeil 10 gibt die Zuströmrichtung des Wassers aus dem Wasserzuleitungsabschnitt, der Pfeil 14 den Eintritt in den nicht dargestellten Düsen-und Diffusionsabschnitt und der Pfeil 15 den Eintritt durch das nicht dargestellte Eintrittsventil des Stoffes aus dem ebenfalls nicht dargestellten Vorratsgefäß wieder.
Das Wasserstrahlrohr ist an seinem freien Ende als Strahldüse ausgebildet, dessen Eintrittsende für das Wasser bei 12a angedeutet ist. Unmittelbar vor dem Eintrittsende 12a dieses Düsenabschnittes ist ein Ventilsitz 18a für eine Ventilschließkugel 17 vorgesehen. Die Ventilschließkugel besteht aus nicht rostendem, aber magnetisierbarem Material. Der Ventilsitz 18a ist an dem in Strömungsrichtung weisenden Ende eines in das Wasserstrahlrohr direkt eingesetzten hülsenförmigen Durchströmkörper 18 aus dauermagnetischem Werkstoff ausgebildet. Dieser kann aus Gründen der Lebensmittelbeständigkeit mit einem entsprechenden Material beschichtet sein. Der Dauermagnet 18 ist unter Verwendung von Dichtringen 20 und 21 und einer Dichtungshülse 19 dicht und axial unbeweglich, z.B. mit Hilfe der Gewindehülse 22, in dem Wasserstrahlrohr eingesetzt.
Zwischen dem Ventilsitz 18a und dem Eintritt 12a des Düsenendes des Wasserstrahlrohes 12 ist ein Durchströmabschnitt 16 angeordnet. Dieser weist einen profilierten Querschnitt auf und bietet einen Anschlag 16a als Wegbegrenzung für die Ventilschließkugel 17 dar, wenn sich das Ventil unter der Strömung des zufließenden Wassers öffnet. Der Durchströmabschnitt 16 kann im Inneren des Wasserstrahlrohres selbst ausgebildet sein. Er kann auch an einem in das Wasserstrahlrohr einsetzbaren Strömungskörper ausgebildet sein. Der Strömungskörper kann beispielsweise aus drei in Umfangsrichtung verteilten, radialen Rippen und einem Ringkörper bestehen, so daß sich ein im wesentlichen sternförmiger Durchströmquerschnitt ergibt. In diesem Strömungskörper ist die an dem Anschlag 16a endende Bewegungsbahn für die Ventilschließkugel 17 vorgesehen.
Es ist ersichtlich, daß der in dem Wasserstrahlrohr zwischen dessen freiem Ende und dem Ventilsitz 18a verbleibende Raum, in den das Gemisch eintreten kann, außerordentlich gering ist. Es findet somit auch nur eine geringe Verdünnung des Gemisches statt. Die hygienischen Probleme sind damit weitgehend ebenso ausgeschaltet, wie die Gefahr einer Geschmacksveränderung des Gemisches. Dieser kleine Raum wird bei durchströmtem Strahlrohr durch die hohe Wasserströmungsgeschwindigkeit jedesmal zuverlässig gereinigt. Die Druckverluste sind außerordentlich gering, da im offenen Zustand des Ventils die durch die Magnetkraft auf die Kugel ausgeübte Vorspannung in Richtung auf den Ventilsitz klein ist und gerade ausreicht, bei Ende der Wasserzufuhr die Ventilschließkugel wieder in Richtung auf den Ventilsitz in Bewegung zu setzen. Dennoch ist die Schließkraft bei verschlossenem Ventil außerordentlich hoch, da in dieser Stellung der Kugel 17 der Magnetspalt gering ist und die Kugel daher mit hoher Magnetkraft in der Schließstellung gehalten wird. Wegen der sehr geringen Vorspannung in der Offenstellung ist auch der Strömungswiderstand nach dem anfänglichen Öffnen des Ventils außerordentlich gering. Der Strömungswiderstand kann durch die Profilierung im Bereich des Durchströmquerschnitte 16 besonders gering gehalten werden. Das anfängliche Öffnen des Ventils kann durch entsprechende Ausbildung der Wasserzuführung mit Hilfe eines Wasserstoßes zuverlässig erreicht werden.
Die Anordnung ist außerordentlich einfach und preiswert und gewährleistet über die ganze Länge des Wasserstrahlrohes einen zuverlässigen Selbstreinigungseffekt.
Durch die Bewegung der Ventilschließkugel 17 in Richtung des Ventilsitzes kann die Anordnung auch als Nachtropfsperre zur Verhinderung eines Nachtropfens am Ende des Abgabevorganges verwendet werden.
Das Strahlrohr mit Rückstromsperre kann selbstverbständlich auch in anderen Dosier- oder Abgabesystemen und anders ausgebildeten Injektionsvorrichtungen als der nach Figur 1 mit Vorteil eingesetzt werden.

Claims

Wasserstrahlrohr für Wasserstrahl-Injektionsvorrichtungen in Spendern zum Herstellen und Abgeben von Gemischen aus Wasser und einem anderen fließfähigen Stoff, insb. von Mischgetränken, mit einem Injektorgehäuse, welches eine Mischkammer zwischen dem frei in diese mündenden Ende des in das Injektorgehäuse eingesetzten Wasserstrahlrohres und einer diesem gegenüberliegenden Eintrittsende eines Düsen- und Diffusionsabschnittes aufweist, wobei das Wasserstrahlrohr eintrittsseitig mit einem Wasserzuleitungsabschnitt, die Mischkammer über ein selbsttätig öffnendes Ventil mit einem Vorratsgefäß für den fließfähigen Stoff und der Düsen- und Diffusionsabschnitt mit einem Abgabeabschnitt für das Gemisch verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserzuleitungsabschnitt (11) von der Mischkammer (13) in Abhängigkeit vom Strömungszustand in dem Wasserstrahlrohr (9) selbsttätig absperrbar ist, und zwar durch ein Ventil (17,18), das im geringen Abstand von dem freien Austrittsende (12) des Wasserstrahlrohres (9) direkt in diesem angeordnet ist.
Wasserstrahlrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschließkörper, insb. eine Ventilschließkugel (17), in die Schließstellung durch Magnetkraft vorspannbar ist.
Wasserstrahlrohr nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sein in die Mischkammer ragendes freies Ende als Strahldüse ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (18a) unmittelbar vor dem Eintritt (12a) der Strahldüse (12) des Wasserstrahlrohres angeordnet ist.
Wasserstrahlrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wasserstrahlrohr (9) ein durchströmbarer Körper (18) aus dauermagnetischem Material abgedichtet (20,21) eingesetzt ist, dessen in Strömungsrichtung weisende Ringfläche (18a) den Ventilsitz für eine Ventilschließkugel (17) aus magnetisierbarem Material bildet.
Wasserstrahlrohr nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ventilsitz (18a) und Eintrittsende (12a) der Strahldüse (12) des Wasserstrahlrohres (9) ein Druchströmabschnitt (16), insb. mit unrundem, vorzugsweise sternförmig profiliertem Durchströmquerschnitt, im Wasserstrahlrohr (9) ausgebildet oder als Strömungskörper in dieses eingesetzt ist, der zugleich einen Anschlag (16a) als Wegbegrenzung für die Ventilschließkugel (17) aufweist.