用于两种流动流体连续混合的方法和装置

摘要

本发明涉及用于连续地混合两种流体流(3,5)的一方法和一装置。一第一较大的流体流(3)和一第二较小的流体流(5)在置于第一流体流(3)的导管(2)内的一节流管(6)中进行混合操作,其中第二流体流(5)的导管(4)伸出在节流管内。第二流体流(5)的导管(4)由设置在节流管(6)内的一弯管(8)结束,从而两流体流(3,5)彼此面对。

说明书

本发明涉及一用于混合两种流动流体的方法，该两种流体流包括一第一较大的流体流和一第二较小的流体流。本发明还涉及一用于执行该方法的装置。

在诸如果汁、甘美的饮料、不含气体的饮料(无碳酸软饮料)等饮料的生产中，通常要相互混合两种或多种不同特性的流动流体。这种混合例如可包括一果汁浓缩物与水的混合、糖溶液与果汁的混合等。在混合操作后，借助于一折光仪以布里克斯(Brix)糖度来测量产品中的糖成分。为了使产品的布里克斯值尽量可靠，在产品到达折光仪之前混合物必须尽可能均匀。

可以用不同方法来混合。一种方法是在一箱内用搅拌器进行断续的混合，该方法不但昂贵，而且需要较大的空间。另一方法是在一所谓的静态混合器内进行混合操作，即两种流动流体被压入一装置，其中在装置内许多倾斜板或盘会使流动中引起紊流，由此而混合流体流。但是，该方法不能带来一完全可靠的混合，并且当流体流到达用于测量布里克斯值的折光仪时，所获得的结果不完全满意。

在大多数国家，果汁和饮料具有一规定的最小布里克斯值，以在各自的名称下销售。如果有不完全的混合，因而在接下来的检测中具有一不可靠的布里克斯值，则必须确保一到最低允许糖度值的余量，因而这会导致生产特定产品时增大原料开销。

在上述类型之混合过程中的流体流也有很大的变化，这是由于箱的容积、泵的容量等因素造成的，由此难以采用传统的混合方法来获得对生产过程的可靠和有效的控制。

本发明的目的是实现一种方法和一用于该方法的装置，其能可靠和有效地连续混合两种流动液体。

本发明的另一目的是获得对两种流动流体之这样一种可靠和均匀的混合，以至于可以用这样的一方法来控制生产，从而有益地(积极地)影响生产中原料的消耗，以便显著地降低成本。

根据本发明可达到这些和其它目的，其中给通过技术背景所描述类型的方法和装置提供这样的区别特征：在第一流体流通过一节流管并且第二流体流沿与第一流体流相反的方向引入该节流管内的位置处进行混合。

给本发明的优选实施例进一步提供了所附从属权利要求中限定的区别特征。

下面结合附图更详细地描述本发明的一优选实施例，其中：

图1是根据本发明之装置的一侧视图；

图2是沿图1的A-A线的一截面图；和

图3是带有一个或多个根据本发明之装置的一流程图。

图1表示装置1，其包括一用于一第一流体流3的导管2和一用于一第二流体流5的导管4。本发明假定第一流体流3大于第二流体流5。

在用于第一较大的流体流3的导管2中，设置有一节流管6，即导管2的一段之直径小于标准导管2的直径。一支流管7设置在该节流管6内，其中用于第二较小流体流5的导管4可连接到该支流管内。

用于第二较小流体流5的导管4本身具有比节流管6小的直径。用于第二流体流5的导管4在节流管段6内伸出一弯管8，该弯管8这样取向，以至于第二较小的流体流5沿与第一较大的流体流3相反的方向排出。

一挡圈10设置在弯管8的管口9前，该挡圈如此地固定在弯管8内，以至于在弯管8的管口9与挡圈10之间出现一间隙11。间隙的目的是当第二流体流5交汇第一流体流3时使该第二流体流5喷散开，从而使两流体流3、5有效和快速地混合。间隙11适于设置成大约3mm。一较大的间隙产生使两流体流3、5较差的混合；而一较小的间隙则需要更大的泵能来输送第二较小的流体流5。还应当选择间隙11的宽度，使得一果汁浓缩物中任何可能的纤维或果肉片不至于集结在管口9与挡圈10之间。

在弯管8的管口9还设置有一对中轴杆12，其将弯管8对中在节流管6内。通过对中该弯管8，可在绕弯管8的整个管口9处获得一更均匀和更可靠的混合。

两个导管2、4以及节流管6的直径是根据不同的流体流3、5来选择，其目的是要在装置1内混合。还希望选择标准的尺寸，因为专门的管件将显著增大安装成本。在一第一优选实施例中，第一较大流体流3所选的导管2选择φ63mm的一标准直径，节流管6这样选择，以至于其横截面面积构成导管2的横截面面积的大约1/3，这意味着φ38mm的一标准直径。用于第二较小流体流5的导管4这样选择，以至于其横截面面积小于导管2的横截面面积的1/6。因此，导管4可以设计成φ25mm的一标准直径。试验已证明该第一优选实施例适合困难的混合条件，例如要与冷水混合的冷冻(-5℃)浓缩的橘子汁。

对于不太严格的混合条件，例如混合稀释的果汁与糖溶液，可以采用本发明的第二优选实施例。这意味着用于第一较大流体流的导管2为φ63mm的标准直径。节流管6选择成使其横截面面积占导管2的横截面面积的大约2/3，这意味着为φ51mm的一标准直径。用于第二较小流体流5的导管4选择成其横截面面积占导管2的横截面面积的大约1/3，这意味着导管4设计为φ38mm的一标准直径。

第一较大流体流3进入第一导管2’中。该流体流3可以是水或类似物，并且其总是混合物中最大的成分。流体流3到达节流管6，其使得流体流3的速度增大，同时该流体流3与第二较小的流体流5交汇，其中第二较小的流体流5经支流管7被导入节流管6内并且流出弯管8的管口9。弯管8的管口9与挡件10之间的间隙11导致第二流体流5绕弯管8的管口均匀地被喷散开，并且进入逆向流动的第一流体流3内，从而可获得该两种流体流3、5的有效和均匀的混合。混合的流体流13离开节流管并进一步通向导管2”内。

图3表示一标准工厂或罐装线的装置1，用于生产例如果汁、饮料、不含气体的饮料和运动型饮料。经一平衡箱14，由一泵15将水泵入装配线的导管2内。在该标准罐装线内，水构成第一较大的流体流3。一流量计测量被输送到根据本发明的装置1内的水流量。

进入罐装线内的一流体流浓缩物构成第二较小的流体流5，并且经一平衡箱17和一泵18，使该流体流被进一步输送到一流量计19和输入装置1内。

流量计16和19经一控制面板控制混合过程，并且另一流量计21可通过补充额外的水来调节预定的布里克斯(Brix)值。在进行这种可能的校正(调整)后，混合物进入一静态混合器22并进一步移向一折光仪23，在此处测量混合物的准确的布里克斯值并且记录到控制面板20内。通过经折光仪23和流量计16、19、21的连续的监测，可获得一准确和可靠的混合物，并且可确保维持混合物所希望的布里克斯值。

在混合好的产品离开罐装线之前，其可能首先通过一缓和箱24，然后经一泵25而被进一步泵抽，以进行附加的处理和最后装填到消费者的包装容器内。

通过在罐装线内安装许多装置1，可以进一步给第一流体流3增加诸如附加的果汁浓缩物、糖溶液、维他命(维生素)溶液等第二流体流5。图3中带有流体流5的附加装置1是由虚线表示。

由前述描述可以显见，本发明实现了一种简单、经济、所占空间小的装置1，同时其可确保有效和可靠的混合处理，通过流量计16、19、21和一折光仪23来控制，从而可获得一均匀质量的具有预定布里克斯值的混合物。

本发明不应认为限于上述及图中所示，在不脱离所附权利要求范围的前提下可以设想许多修改。