NO802314L - Innretning til noeyaktig dosering av fluider med varierende viskositet. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning til nøyaktig dosering av fluider med varierende viskositet, særlig av meget viskøse væsker som siruper med høyt sukkerinnhold, og omfattende en omtrent vertikalt anordnet ventilkanal som kan tilsluttes en forrådsbeholder e.l., og hvori der til lukning resp., frigjørelse av et ventilutløp er anordnet en lukkedel som kan løftes magnetisk mot tyngdekraftens virkning, idet kanalen er omgitt av en elektromagnetisk innretning som frembringer magnetkraften.

Der er kjent forholdsregler til å bestemme den utstrømmende mengde av et fluidum pr. tidsenhet. I den forbindelse blir det sørget for at det statiske trykk som bestemmer utstrømningsmengden, blir holdt konstant,uavhengig av det til enhver tid foreliggende væskespeil, f.eks. i en forrådsbeholder (jfr. US-PS 3 258 166).

Her foreligger den ulempe at disse forholdsregler bare blir fullt effektive dersom fluidet stadig beholder samme viskositet og strømningsdyktighet uavhengig av tid og av utetemperatur. Hvis der derimot mens utstrømningstiden og det for utstrømningsmengden bestemmende trykk holdes konstant, skjer endringer i viskositeten, f.eks. på grunn av temperaturinnflytelser, vil også den mengde fluidum som avgis i løpet av samme tid, forandre seg. En nøyaktig dosering er derfor bare mulig dersom, en innretning som arbeider etter dette prinsipp, er forsynt med en anordning til å eliminere endringer, i temperatur eller viskositet.

Det er derfor kjent ved sterkt viskøse væsker, f.eks. ved siruper med høyt sukkerinnhold, å foreta doseringen volummessig. Doseringen kan da holdes nesten konstant, uavhengig av viskositeten og endringer i denne. Dette system har imidlertid den ulempe at det ikke er mulig å innstille strømningsdyktigheten, og at den volumetriske dosering forandrer, seg i avhengighet av utetempe-raturen forsåvidt som utløpshastigheten for fluidet fra det volumetriske doseringskammer aldri forblir konstant. Hertil kommer at sterke endringer i viskositet er ledsaget av sterke variasjoner i fluidets heftning ved omkretsen i det volumetriske målekammer. Derved kan der igjen inntre unøyaktigheter i doseringen. Dette gjelder spesielt når den overflate som er ut-satt for heftning ved omkretsen, er stor sammenholdt med den respektive mengde som skal doseres. Videre er det her ikke mulig fullstendig å eliminere de vanskeligheter som opptrer ved endring av viskositeten som følge av sterke endringer i omgivelses-temperaturen.

Oppfinnelsens oppgave er å skaffe avhjelp her og gi an-visning på en enkel innretning som er fri for de nevnte ulemper og muliggjør nøyaktig dosering av fluider av varierende viskositet, og som særlig egner seg til nøyaktig dosering av små mengder, særlig av sterkt viskøse væsker. Spesielt egner innretningen seg til dosering av siruper med høyt sukkerinnhold.

Denne oppgave blir ifølge oppfinnelsen løst ved at der finnes en motor som oppviser en ferritkjerne som ved hjelp av magnetfeltet kan drives med fastlagt omdreiningstall, og som står i drivforbindelse med et transportelement, f.eks. transportskrue, transport-vinge, transportskovl e.l. Driften av motoren, såvel som løft-ningen av lukkedelen kan fordelaktig oppnås med ett og samme magnetfelt. Samtidig er anordningen særlig enkel og pålitelig når selv ferritkjernen både kan løftes og kan drives i dreieretning ved hjelp av magnethyIsteret og er forbundet både med lukkedelen og med rotoren for bevegelse sammen med disse. Rotoren behøver i den forbindelse ikke å delta i ferritkjernens aksiale be-vegelser, mens den egentlige lukkedel ikke behøver å delta i ferritkjernens rotasjonsbevegelse. Fortrinnsvis danner imidlertid det for transporten virksomme element og lukkedelen en enhet som sammen med ferritkjernen utfører både den aksiale bevegelse og dreiebevegelsen. Samtidig blir vekten av den samlede aksialt bevegelige enhet utnyttet som lukketrykk for lukkeelementet for å stenge ventilkanalens utløp hermetisk.

Den løftbare og/eller dreibare enhet er hensiktsmessig innen-for ventilkanalen sentrert på en tapp som er stasjonær i forhold til stativet.

Blir den elektromagnetiske innretnings feltspole innkoblet, bygger der seg opp et roterende magnetfelt. Ferritkjernen, som i sin hvilestilling som faller sammen med lukkedelens lukke— stilling, befinner seg nedenfor planet for gunstigste magnetfelt-virkning, blir ved hjelp av mangetfeltet som bygger seg opp, løftet til optimal stilling og drevet i dreieretning, hvorved omdreiningstallet blir styrt periodeavhengig. Alt etter hvor mange poler rotoren er utført med, fås et større eller mindre drivmoment. En fire- eller seks-polet utførelse har vist seg

tilfredsstillende.

Løftningen a<y>lukkeelementet skjer bare noen få millimeter, noe som er tilstrekkelig til å frigi utløpet fra ventilkanalen i tilstrekkelig vidde. Rotorens omdreiningstall retter seg etter rotorvingenes utformning og den ønskede transportvirkning. således kan der f.eks. være tale om et omdreiningstall på 1500 omdr./ min. Begynnelsesdreiemomentet for den således utførte motor velges tilstrekkelig kraftig til å holde startfasen meget kort, så motoren til tross for høy viskositet av fluidet løper med konstant omdreiningstall i nesten hele innkoblingstiden. Spalten mellom motoren og ventilkanalens innerflate behøver ikke å holdes over-drevent snever, da man ved høyere viskositet kan se bort fra den mengde som strømmer gjennom spalten ved omkretsen. Hertil kommer at den relative dreiebevegelse mellom de overfor hinannen liggende flater hemmer aksial gjennomstrømning.

Innretningen kan kombineres med trekk som er kjent fra det innledningsvis nevnte US-PS 3 258 166 for å holde det statiske trykk som virker på fluidet i ventilanordningen, konstant»

Særlig gunstig er det om ferritkjernen er utført som hul-sylinder, så det fluidum som transporteres av rotoren, strømmer bort gjennom ferritkjernens indre.

Da sintrede ferritkjerner kan likestilles med keramiske legemer når det gjelder stor kjemisk stabilitet, kan man regne med tilstrekkelig korrosjonsfasthet uansett hvilke fluider som kommer i betraktning. I unntagelsestilfeller kan ferritkjernen eller motoren være allsidig omsluttet av et materiale som er indifferent overfor fluidet.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli belyst nærmere under hen-visning til den skjematiske tegning, som viser vertikalsnitt av et utførelseseksempel på innretningen.

Den nye doseringsanordning 5 kan tilsluttes en egnet beholder, f.eks. transport- og forrådsbeholder 10 ved hjelp av en flens eller et lokk 12 under mellomkobling av en tetning 12a. Fluidet i det indre av beholderen 10 kan i den viste stilling av beholderen 10 opp-ned strømme inn gjennom en innløpsåpning 6 i doseringsinnretningen 5 og trer ut av denne ved dens nedre ende, som vist ved pilen 7.

Doseringsinnretningen har et ventilhus 8, hvori et lukkeelement 7 kan beveges opp og ned i aksialretning, som antydet ved dobbeltpilen 31.Lukkeelementet 7 har ved sin nedre ende et lukkeorgan 9 som i senket stilling av lukkeelementet 7 samvirker tettende med innerflaten av det nedad konvergerende,avkortet kjegleformede nedre parti 14 av ventilhuset 8. Lukkeorganet 9 kan bestå av et særskilt elastisk legeme, f.eks. en elastisk skive,som under vekten av lukkeelementet 7 i lukkestilling legger seg mot innerflaten av partiet 14 under samtidig deformasjon. Nedenfor lukkeorganet 9 har doseringsinnretningen en stussformig utløps-munning 15.

Ventilhuset 8 er i det viste eksempel med sin øvre ende ut-ført i ett stykke med doseringsinnretningens skiveformede til— slutningsflens 12. Huset har et hulsylindrisk parti 13 som be-grenser en sylindrisk ventilkanal som lukkeelementet 7 er anbragt i. I tilslutningsflensen 12 er der innsatt en armstjerne eller skive 16 som oppviser innløpsåpningen eller -åpningene 6 for fluidet og understøtter den øvre ende av en tapp 13 som er fast forbundet med stativet og rager fritt ned konsentrisk med det sylindriske parti 13 av ventilhuset 8. På denne faste tapp 23 har lukkeelementet 7 føring. I det viste eksempel består lukkeelementet av et hulsylindrisk bærelegeme 24, hvis nedre endeparti smalner av konisk og oppviser utløpsåpninger 26 og en endevegg som lukkeorganet 9 er fastgjort i.. Ved sin øvre ende er det sylindriske parti 24 under levning av en eller flere innløpsåpninger 29 fort-satt med et hylseformet parti 30 som glir. på tappen 23. Til ytterligere føring tjener en sentral boring i en mellomvegg 27, som i sin tur har en eller flere gjennomløpsåpninger 28.

Diameteren av det hulsylindriske bærelegeme 24 er påtagelig mindre enn vidden av ventilkanalen 13. I det ringformede rom mellom disse to deler er der anbragt en hylseformet ferritkjerne 36, som er fastgjort til yttersiden av delen 24, mens den mot veggen av ventilkanalen 13 levner en liten ringspalte som tillater fri bevegelse av lukkeelementet 7 både i aksialretning og i dreie— retning, som antydet ved pilen 32,rundt tappen 23 uten at der kan tre noen nevneverdig mengde av det sterkt viskøse fluidum gjennom denne spalte.

På tegningen er ferritkjernen 36. vist i senket stilling i for-

hold til det magnetiske plan for en elektromagnetisk vikling 35.

I denne stilling tetter lukkeelementet 7 med lukkeorganet 9 for doseringsinnretningens utkøpsåpning 15. Ferritkjernen er ved passende tildannelse av poler utført i form av en rotor som sammen med viklingn 35 utgjør en elektromotor hvis omdreiningstall er periodeavhengig. Ved innkobling av viklingen 35 bygger der seg opp et dreiefelt hvis maksimale kraft ligger i et horisontalt plan omtrent midt på høyden av viklingen 35. På grunn av dette magnetfelt blir ferritkjernen 36 løftet fra sin viste, senkede stilling til en stilling hvor den flukter med viklingen 35 så lukkeorganet 9 frigir utløpsåpningen 15. Samtidig fanger dreiefeltet fra viklingen ferritkjernen og akselererer den ved passende ut-førelse av systemet nesten uten startfase av betydning til et fastlagt omdreiningstall som er praktisk talt konstant så lenge viklingen 35 er innkoblet.

Ferritkjernen 36 resp. delen 24 er via hylsen 30 forbundet

med et ovenfor ferritkjernen anordnet transportelement 34 for dreining i fellesskap. Anordningen kan være truffet slik at transportelementet 34 er dreibart uavhengig av lukkelementet 7 og ferritkjernen 36, men lagret uten mulighet for relativ aksial for-skyvning i forhold til disse, mens der mellom transportelement og ferritkjerne bare består en dreiningsfast forbindelse. Imidlertid foretrekkes det å forbinde transportelementet 34 fast med ferritkjernen resp. med lukkelementet 24. Ferritkjernen, lukkeelementet 24 og transportelementet 34 danner således en samlet bevegelig enhet som kan beveges både i aksialretning svarende til pilen 31

og også i dreieretning svarende til pilen 32. Transportelementet 34 kan være utført i form av et. stykke transportskrue, en transport-vinge, en transportskovl e.l. Således kan transportelementet være en dreiepropell med en eller flere vinger.

Skjønt det er mulig å anvende ferritkjernen 36 bare for rotasjonsdriften, foretrekker man imidlertid den utførelse som er vist på tegningen, og hvor også lukkeelementet 7 via ferritkjernen blir løftet fra lukkestilling, så en og samme vikling 35 er bestemmende både for åpning og lukking av ventilkanalen og for den tvungne trasnsport av fluidet gjennom den åpne ventilkanal. På grunn av transportelementets utformning og omdreiningstall blir den ønskede mengde fluidum i avhengighet av viskositeten tilmålt og transportert ut, som avmerket ved pilen 17/så lenge ventilkanalen holdes åpen. Anordningen arbeider pålitelig og nøyaktig uavhengig av temperatur og viskositetsendringer og uten å in-flueres av de faktorer som er omtalt innledningsvis i forbindelse med teknikkens stadium. Mengdereguleringen kan lett innstilles ved utformningen av transportelementet og rotorens omdreiningstall, og til formålet kan transportelementet 14 være lett utskiftbart forbundet med ferritkjernen resp. med lukkeelementet.

Det er også mulig å utruste det indre av lukkeelementet 24

med transportelementer som i tillegg til eller istedenfor transportelementet 34. virker transporterende i det indre av ferritkjernen som gjennomstrømmes av fluidet.

Claims (8)

1. Innretning til nøyaktig dosering av fluider med varierende viskositet, særlig sterkt viskøse væsker som siruper med høyt sukkerinnhold,omfattende en omtrent vertikalt anordnet ventilkanal som kan tilsluttes en forrådsbeholder eller lignende, og hvor der for lukning resp. frilegning av et ventilutlø p er anordnet en lukkedel som'kan løftes magnetisk mot tyngdekraftens virkning og er omgitt av eh elektromagnetisk vikling som frembringer magnetkraften, karakterisert ved en rotor med en ferritkjerne som kan drives med fastlagt omdreiningstall ved hjelp av magnetfeltet, samtidig som rotoren har drivforbindelse med et element med transporterende virkning, som transportskrue, transport-vinge, transportskovl e.l.

2. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at elementet med transporterende virkning er dreiningsfast forbundet med lukkedelen.

3. Innretning som angitt i krav 2, karakterisert v e d at elementet med transporterende virkning og lukkedelen danner en i fellesskap bevegelig enhet.

4. Innretning som angitt i krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at lukkedelen via ferritkjernen både kan løftes aksialt og drives i dreieretning ved hjelp av den elektromagnetiske innretning.

5. Innretning som angitt i krav 4, karakterisert ved at lukkedelen selv er fremstilt av en keramisk ferrit og er utformet som viklingsfri rotor hos en motor bestående av lukke-de! og elektromagnetisk innretning.

6. Innretning som angitt i et av kravene 1-5, karakterisert ved at elementet med transporterende virkning er utført som en- eller flervinget dreiepropell som praktisk talt opptar hele ventilkanalens frie tverrsnitt uten å berøre dens vegger.

7. Innretning som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at ferritkjernen er utført ringformet eller hulsylindrisk og omgir en gjennomstrømningsvei gjennom lukkedelen.

8. Innretning som angitt i krav 5, 6 eller 7, karakterisert ved at ferritkjernen er allsidig omgitt av et i forhold til fluidet indifferent materiale.