SE531925C2 - Homogeniseringsventil - Google Patents

Description

25 30 35 531 925 homogeniseringsventilen bli. Samtidigt med detta stiger kostnaderna för en sådan homogeniseringsventil flerfaldigt.

Ett annat sätt att lösa problemet är att parallellkoppla ett antal homogeniseringsspalter, såsom visas i den europeiska patentskriften EP 034 675. På så sätt erhåller man en förlängning av spaltlängden och därmed en minskning av spalthöjden. Denna typ av homogeniseringsventil med parallellkopplade homogeniseringsspalter har emellertid en i det närmaste fixerad spalthöjd. Den tillåter endast ett flöde och ett homogeniseringstryck utan ombyggnad. Den har också nackdelen av att slitas på ett ojämnt och okontrollerbait sätt, vilket menligt påverkar homogeniseringsresultatet.

Den svenska patentansökan SE 509 103 uppvisar ytterligare en annan lösning på hur spaltlängden kan förlängas upp till tre gånger. Detta sker genom att utforma ventilsätet och ventilkäglan så att flera koncentriska homogeniseringsspalter uppkommer. Denna homogeniseringsventil kan regleras för olika flöden.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att erhålla en homogeniseringsventil som har stora möjligheter att regleras i spaltlängd samtidigt som man får en lägre spalthöjd. Homogeniseringsspalten har liten spalthöjd vid hög kapacitet och ett lågt homogeniseringstryck.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att spalthöjden kan regleras då tryck och flöde varierar. ' ' Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att homogeniseringsventilen är billigare att tillverka och att den uppvisar bättre egenskaper gentemot slitage än tidigare kända ventillösningar.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att homogeniseringstrycket enkelt kan ställas in, även efter ett visst slitage.

Ytterligare ett ändamål med föreliggande uppfinning är att homogeniseringsventilen skall medge en effektiv diskning och i övrigt uppfylla livsmedelshanteringens högt ställda krav.

Dessa och andra ändamål har enligt uppfinningen uppnåtts genom att homogeniseringsventilen av den inledningsvis beskrivna typen, getts kännetecknen av att två eller flera ventilkäglor är anordnade ovanpå varandra och att två eller flera ventilsäten är anordnade ovanpå varandra, så att tvâ eller flera homogeniseringsspalter uppstår.

Föredragna utföringsformer av uppfinningen har vidare getts de av underkraven framgående kännetecknen.

En föredragen utföringsform av uppfinningen kommer nu närmare att beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar av vilka: Fig. 1 visar, delvis i sektion, en sidovy av anordningen Fig. 1A visar, delvis i sektion, en förstorad detalj av Fig. 1 10 15 zo, 25 30 35 531 925 Fig. 1B visar, delvis i sektion, en ytterligare förstorad detalj av Fig. 1 Fig. 2 visar en del av anordningen i perspektiv.

Ritningarna visar endast de för förståelsen av uppfinningen väsentliga detaljerna och homogeniseringsventilens placering i homogenisatorn, vilken är välkänd för fackmannen, är utelämnad.

En homogeniseringsventil 1 enligt uppfinningen, såsom den visas i Fig. 1 består huvudsakligen av ett ventilhus 2 med ett inlopp 3 och ett utlopp 4 för den vätska som skall homogeniseras, samt flera ventilkäglor 5 och flera ventilsäten 6. Ventilkäglorna 5 och Ventilsätena 6 är så anordnade att det dem emellan uppstår förträngningar, homogeniseringsspalter 7.

Ventilsätena 6 i den föredragna utföringsformen är rotationssymmetriska och har en central genomloppskanal 8 för den vätska som skall homogeniseras, utgörande en förlängning av homogeniseringsventilens 1 inlopp 3. Ventilsätena 6 är placerade ovanpå varandra och de är fastsatta mot ventilhuset 2.

Ventilsätena 6 har vidare en avfasning 12. Avfasningen 12 är vänd mot homogeniseringsventilens 1 centrum. Avfasningen 12 är också vänd från homogeniseringsventilens 1 inlopp 3. Avfasningen är 20-45°, företrädesvis 30° i förhållande till horisontalplanet. Ventilsätena 6 är företrädesvis tillverkade i ytbehandlat, rostfritt stål, men även andra livsmedelsgodkända material kan förekomma.

Ventilkäglorna 5, också de rotationssymmetriska; har mot homogeniseringsventilens 1 centrum en gängad yta 9. I centrum av homogeniseringsventilen 1 är anordnad en gängad stång 10, vars gängor formbundet ingriper i de gängade ytorna 9 på Ventilkäglorna 5. De sammangängade partierna är medelst hygieniska tätningar 14, av typen o-ringar, avtätade mot den produkt som passerar den centrala genomloppskanalen 8. Den gängade stången 10 har i anslutning till tätningarna 14, dräneringshål 15. Dräneringhålen 15 kan förutom att användas som dräneringsväg, användas för läckageindikering om man skulle få skador på tätningarna 14. Genom att tätningarna 14 är hygieniska får man en hygienisk homogeniseringsventil 1 som uppfyller livsmedelsindustrin krav och som kan diskas med konventionell utrustning.

Ventilkäglorna 5 har mot homogeniseringsventilens1 centrum en avfasning 13.

Avfasningen 13 är vänd mot homogeniseringsventilens 1 inlopp 3. Avfasningen är 20- 45°, företrädesvis 30° i förhållande till horisontalplanet. Ventilkäglorna 5 är företrädesvis tillverkade i ytbehandlat, rostfritt stål, men även andra livsmedelsgodkända material kan förekomma.

Ventilkäglorna 5, sammanskruvade med den gängade stången 10, är tryckbelastade, vanligen genom en hydraulisk eller pneumatisk kolv 11, men kan i enklare utföranden tryckbelastas med en ställskruv, som verkar via en fjäder.

Ventilkäglorna 5 är också rörliga, t.ex. genom oljan i cylindern, för att kunna ta upp de 10 15 20 25 30 35 531 925 snabba flödesvariationer som uppstår iden vätska som skall homogeniseras.

Elasticiteten är nödvändig för att klara de hos kolvpumpar naturligt förekommande flödesvariationerna. ventilkäglorna 5 och den gängade stången 10, är så placerad i ventilhuset 2 att det mellan ventilkäglornas 5 avfasning 13 och ventilsätenas 6 avfasning 12 uppstår homogeniseringsspalter 7, med en höjd h. Höjden h på homogeniseringsspalten 7 kan varieras med ett varierat tryck och flöde, genom att ventilkäglorna 5 flyttas närmare eller längre ifrån ventilsätena 6. Genom att ventilkäglorna 5 är gängade på den gängade stången 10 kan man få exakt samma höjd h på samtliga homogeniseringsspalter 7 i homogeniseringsventilen 1.

Avfasningen 13 på ventilkäglorna 5 har en större utbredning än avfasningen 12 på ventilsätena 6. ventilkäglorna 5 är så placerade mot ventilsätena 6 att man får överskjutande ytor av avfasningen 13 på båda sidor om avfasningen 12.

Homogeniseringsspalten 7 bör ej vara för kort, eftersom man då kan få ökat slitage. En kort homogeniseringsspalt 7 kan också förorsaka vibrationer och störande ljud. l homogeniseringsventilens 1 ventilhus 2 är anordnat ett antal ventilkäglor 5 och ett antal ventilsäten 6. I Fig. 1 visas sex stycken ventilkäglor 5 och sex stycken ventilsäten 6. Därigenom får man sex stycken homogeniseringsspalter 7 anordnade ovanför varandra. En homogeniseringsventil 1 enligt uppfinningen kan innehålla både fler och färre ventilkäglor 5 ochiventilsäten 6, beroende på önskad kapacitet och applikation. Genom att tillverka ventilhuset 2 i delar kan man på ett enkelt sätt bygga samman fler eller färre ventilkäglor 5 respektive ventilsäten 6.

Den vätska, vanligen mjölk, som skall homogeniseras leds in i homogenisatorn där den trycksättes till ca 10-25 Mpa. lvljölken har normalt en fetthalt på 0,5-3,5°/0 och en temperatur på 55-80°C. vätskan leds in genom inloppet 3 och passerar genom genomloppskanalen 8.

Därefter passerar vätskan genom någon av de olika homogeniseringsspalterna 7, där homogeniseringen sker. vätskan samlas därefter upp i kanalerna 16. Eftersom vätskan alltid strävar efter att ta den enklaste vägen, får man en förhållandevis jämn fördelning av vätska genom de olika homogeniseringsspalterna 7. Efter homogeniseringen, passerar vätskan ut ur homogeniseringsventilen 1, genom utloppet 4. Genom att homogeniseringsspalterna 7 är vinklade 20-45°, företrädesvis 30° i förhållande till horisontalplanet, får man ett jämnare flöde på produkten samt minskade inloppsförluster vid homogeniseringen.

Spalthöjden h är normalt 50-200pm. l passagen får man ett mycket snabbt tryckfall ner mot 0 Mpa, samtidigt som vätskans hastighet ökar, vilket leder till att vätskan börjar koka. Då vätskan lämnar spalten 7, minskar hastigheten och trycket stiger åter. vätskan slutar att koka och ångbubblorna i vätskan imploderar. Hela förloppet sker under loppet av några få brâkdelar av en sekund och i den våldsamma 10 15 20 53'l 5125 processen där den höga hastigheten ger upphov till turbulens och kavitation, kommer de fettpartiklar som finns i vätskan att splittras till mindre partiklar.

Genom att man erhåller en jämn fördelning av vätskan mellan de olika homogeniseringsspalterna 7, får man ett mycket bra utnyttjande av den ökade spaltlängden och en homogenisator med en homogeniseringsventil 1 enligt uppfinningen kan klara flera gånger så stort flöde som en konventionell homogeniseringsventil. Samtidigt är homogeniseringsventilen regierbar för variationer i produktflödet, genom att kolven 11 kan förflytta ventilkäglorna 5 i förhållande till ventilsätena 6 och därigenom få olika höjd h på homogeniseringsspalten 7. Genom att ventilkäglorna 5 är gängade på den gängade stången 10 har alla homogeniseringsspalterna 7 samma spalthöjd h. Samtliga ventilkäglor 5 samt den gängade stången 10 regleras som en enhet, så att alla homogeniseringsspalterna 7 alltid har samma spalthöjd h.

Som framgått av ovanstående beskrivning åstadkommes med föreliggande uppfinning en homogeniseringsventil som kan användas för inbyggnad i befintliga homogenisatorer, men som kan klara ett flera gånger så stort flöde än en motsvarande, konventionell homogeniseringsventil. Samtidigt kan homogeniseringsventilen regleras för momentana variationer i tryck och flöde. Genom att homogeniseringsventilen kan regleras uppvisar den också bättre egenskaper gentemot slitage än tidigare kända homogeniseringsventiler. Homogeniseringsventilens utformning gör också att den är förhållandevis billig att tillverka.

Claims (7)

531 925 PATENTKRAV

1. Homogeniseringsventil (1) innefattande en trycksatt, rörlig ventilkägla (5), ett ventilsäte (6) samt ett, ventilkäglan (5) och ventilsätet (6) omgivande ventilhus (2), nämnda ventilkägla (5) och nämnda ventilsäte (6) är så anordnade, att dem emellan uppstår en förträngning, utgörande en homogeniseringsspalt (7), kännetecknad därav att två eller flera ventilkäglor (5) är anordnade ovanpå varandra och att två eller flera ventilsäten (6) är anordnade ovanpå varandra, så att två eller flera homogeniseringsspalter (7) uppstår, samt att ventilkäglorna (5) är skruvade på en i ventilhuset (2) centralt anordnad, gängad stång (10) och att ventilkäglorna (5) är så anordnade att de regleras tillsammans med den gängade stången (10).

2. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att ventilkäglor (5) och ventllsäten (6) är rotationssymmetriska.

3. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med något av ovanstående patentkrav, kännetecknad därav att homogeniseringsspalterna (7) är anordnade i en vinkel i förhållande till horisontalplanet.

4. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med patentkravet 3 kännetecknad därav att homogeniseringsspalterna (7) är anordnade 20-459 i förhållande till horisontalplanet.

5. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med patentkravet 4, kännetecknad därav att homogeniseringsspalterna (7) är anordnade 309 i förhållande till horisontalplanet.

6. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att ventilkäglorna (5) och den gängade stången (1 O) regleras tillsammans medelst en kolv (11), så att samtliga homogeniseringsspalter (7) alltid har samma spalthöjd h.

7. Homogeniseringsventil (1) i enlighet med patentkravet 1, kännetecknad därav att ventilsätena (6) är fastsatta mot ventilhuset (2).