專(zhuān)利名稱(chēng)：供料閥和用于對(duì)液體除氣的設(shè)備、控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求l的前序所述的用于將液體引入除氣
設(shè)備的供料閥， 一種如權(quán)利要求6前序所述的用于對(duì)液體除氣的設(shè)備，
一種如權(quán)利要求7的前序所述的用于控制液體除氣的方法和一種如權(quán)
利要求14的前序所述的用于對(duì)液體除氣的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，在除氣設(shè)備內(nèi)部執(zhí)行對(duì)液體(例如液體食品，特別是飲 料)的除氣或去氣。在此，經(jīng)常結(jié)合相對(duì)于周?chē)鷾囟壬叩臏囟?，?液體暴露給減小的絕對(duì)壓力。為了盡可能完全地實(shí)現(xiàn)液體的除氣，需 要將液體的所有體積元暴露給前面提到的條件。為此，液體通過(guò)噴灑 或者以薄膜的形式引入到除氣設(shè)備中。
JP 2003-164706文件中提出了一種除氣設(shè)備，其中將待除氣的液體 豎直地從上方且與中心軸線同軸地引入到桶型除氣容器中。在除氣容 器內(nèi)部存在著減小的絕對(duì)壓力。具體而言，供料是通過(guò)布置在除氣容 器的上部范圍的供料閥來(lái)執(zhí)行，使液體通過(guò)固定預(yù)設(shè)的環(huán)間隙(ring gap)從供料閥進(jìn)入除氣容器。在供料閥打開(kāi)的情況下，環(huán)間隙通過(guò)閥 座和閥錐來(lái)限定。該閥座是供料閥外殼的下端部。該閥錐適于通過(guò)控 制裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)，以允許實(shí)現(xiàn)兩種閥狀況，即完全打開(kāi)的閥狀況和完全 關(guān)閉的閥狀況。
當(dāng)液體在供料閥的打開(kāi)狀況下通過(guò)環(huán)間隙時(shí)，液體流過(guò)閥錐進(jìn)入 除氣容器。閥錐被構(gòu)造為傘的形狀，具有與供料閥相比加大的直徑， 并從被布置為與除氣容器的中心軸線同軸的供料閥的中心軸線起、在 徑向方向上向外下傾斜。在理想的情況下，流出的液體在閥錐上形成薄膜，使薄膜在閥錐終止邊沿處分離。液體薄膜撞擊除氣容器的壁， 以在豎直方向上向下流。
DE 297 22 673 Ul文件中公開(kāi)了一種用于對(duì)具有粘滯稠度的敏感 食品進(jìn)行除氣的設(shè)備，布置有旋轉(zhuǎn)的錐形盤(pán)，用于生成薄液體膜。旋 轉(zhuǎn)的盤(pán)的直徑大體對(duì)應(yīng)于除氣容器的內(nèi)直徑，在盤(pán)邊緣和容器壁之間 形成窄的環(huán)形間隙。在除氣處理期間，由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而生成的剪切力 的作用，使液體與盤(pán)表面接觸，形成流動(dòng)的薄膜，粘性液體跨過(guò)從供 料閥到靠近容器壁的盤(pán)邊緣的整個(gè)距離分布在盤(pán)上。
由于當(dāng)對(duì)不同的液體和/或在各種邊界物理?xiàng)l件下進(jìn)行除氣時(shí)，可 能會(huì)出現(xiàn)對(duì)于從液體中移除的氣體而言是次優(yōu)的薄膜形成，因此使用 由完全打開(kāi)的供料閥形成的固定預(yù)設(shè)環(huán)間隙是不利的。當(dāng)將不同的液 體利用相同的供料裝置和固定預(yù)設(shè)環(huán)間隙引入到除氣設(shè)備中時(shí)，液體 的不同流變性或流動(dòng)特性可能會(huì)產(chǎn)生不同的液體膜，這些液體膜不可 避免地偏離用于除氣的最佳膜形狀。除了邊界物理?xiàng)l件之外，液體的 成分基本上確定了它的流變特性，且因此確定了它的流動(dòng)特性。反過(guò) 來(lái)，溶劑(在具體情況下特別是水或油)和溶解的組分的數(shù)量和品種 確定了成分。在懸浮的情況下，固體含量對(duì)于流變特性有附加的影響。
因此，伴隨著固定預(yù)設(shè)環(huán)間隙可能會(huì)出現(xiàn)膜形成的波動(dòng)，不僅在 不同的液體之間轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)出現(xiàn)，而且在對(duì)不均勻的液體批群(即，液 體的組成變化)除氣時(shí)也會(huì)出現(xiàn)。因此，可能出現(xiàn)偏離用于除氣的最 佳膜厚度，致使只能不完美地對(duì)液體進(jìn)行除氣。
固定預(yù)設(shè)環(huán)間隙的另一個(gè)缺點(diǎn)在于，利用預(yù)定且固定設(shè)置的間隙 寬度，流入除氣設(shè)備的液體的恒定的體積流量對(duì)于具有最佳厚度的液 體膜的形成而言是個(gè)前提。由于外部影響，特別是布置在連續(xù)制造或 處理過(guò)程的上游或下游的單元的影響，在除氣期間，可能出現(xiàn)液體體積流量的波動(dòng)。然而，體積流量偏離原始設(shè)定的目標(biāo)值導(dǎo)致形成對(duì)于 除氣不是最佳的液體膜，因此產(chǎn)生不充分的除氣結(jié)果。
除了不充分的除氣結(jié)果，在除氣處理期間偏離最佳液體膜還可能 引起液體的起泡的增加。如果除氣容器中的起泡達(dá)到泡沫抵達(dá)抽空機(jī) 構(gòu)(該抽空機(jī)構(gòu)經(jīng)常同軸地集成在供料閥中)的強(qiáng)度，可能出現(xiàn)除氣 處理的不規(guī)則，且可能的話(huà)會(huì)出現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程不規(guī)則。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是進(jìn)一步研發(fā)至少一種用于將液體引入除氣 設(shè)備的通用供料閥，或者一種用于對(duì)液體進(jìn)行除氣的通用設(shè)備，或者 一種用于控制液體的除氣的通用方法，或者一種用于對(duì)液體除氣的通 用系統(tǒng)，從而即使當(dāng)要除氣的液體組成變化或者在轉(zhuǎn)換成不同的液體 時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)最佳除氣。
在設(shè)備技術(shù)方面，通過(guò)具有權(quán)利要求l的特征的、用于將液體引入 除氣設(shè)備的供料閥，以及通過(guò)具有權(quán)利要求6的特征的、用于對(duì)液體進(jìn) 行除氣的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。
在方法技術(shù)方面，另外通過(guò)具有權(quán)利要求7的特征的、用于控制液 體的除氣的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，并且在設(shè)備/方法方面，通過(guò)具有權(quán)
利要求12的特征的用于對(duì)液體除氣的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。
根據(jù)本發(fā)明，第一次提出了一種用于將液體引入除氣設(shè)備的供料 閥，其中，所述供料閥包括閥外殼、液體導(dǎo)向構(gòu)件和與供料闊相連的 控制裝置。在液體導(dǎo)向構(gòu)件和閥外殼之間形成開(kāi)口或排出開(kāi)口，通過(guò) 該開(kāi)口或排出開(kāi)口可以將液體引入除氣設(shè)備。另外，流過(guò)供料閥的液 體可以在液體導(dǎo)向構(gòu)件的表面偏轉(zhuǎn)，由此形成液體膜。另外，液體膜 可以被構(gòu)造為傘形。另外，在控制裝置的輔助下，開(kāi)口的大小可以在 完全打開(kāi)的位置和完全關(guān)閉的位置之間隨意地改變。由于當(dāng)液體處于膜的形式時(shí)，其表面實(shí)質(zhì)上被放大，因此液體膜 的形成有助于液體的除氣。另外，從供料閥出來(lái)的傘形液體膜直到其 撞擊到容器壁之后才與固體表面接觸。因此，不僅液體膜的上側(cè)還有 液體膜的下側(cè)均與環(huán)境連通，由此能夠?qū)崿F(xiàn)在液體膜和滿(mǎn)足除氣條件 的環(huán)境之間的最大相互作用。
另外，在通過(guò)本發(fā)明的供料閥的液體導(dǎo)向構(gòu)件形成液體膜期間， 將微小剪切力作用在要除氣的液體上。由于只作用小的機(jī)械力，因此
液體受到和緩的處理。因此液體的質(zhì)量以最高可能的程度進(jìn)行保護(hù)。
另外有好處的是，由液體導(dǎo)向構(gòu)件所產(chǎn)生的液體膜可以被構(gòu)造為 傘形。由于傘型的形成，產(chǎn)生了高表面/體積比，由此包含在液體中的 氣體能夠更好地被脫除。
另外，根據(jù)本發(fā)明，第一次能夠隨意改變供料閥的液體排出開(kāi)口 的大小。由于開(kāi)口的靈活的尺寸調(diào)整，因此能夠考慮與最佳液體膜形 成有關(guān)的液體相關(guān)的流變特性，例如特別是其粘度、成分或固體含量。 最佳液體膜的形成反過(guò)來(lái)允許以最小泡沫形成的方式使最佳除氣成 功。因此，在除氣處理的框架中第一次實(shí)現(xiàn)了適應(yīng)于液體的特性的供 給機(jī)制。
此外，盡管液體的體積流量存在變化，也能實(shí)現(xiàn)最佳的液體除氣。
另外，在除氣設(shè)備內(nèi)部避免或至少大大減少了要除氣的液體的起 泡。起泡的防止或減小與液體成分和體積流量?jī)烧叩淖兓嘘P(guān)。
液體導(dǎo)向構(gòu)件的直徑可以是閥外殼的直徑的0.85倍至1.5倍之間， 特別是0.95至U倍之間。本發(fā)明的供料閥的有利的改進(jìn)是權(quán)利要求2至5的主題。
根據(jù)本發(fā)明，另外提供了，通過(guò)液體導(dǎo)向構(gòu)件產(chǎn)生的液體膜撞擊 除氣設(shè)備的內(nèi)壁的預(yù)定的區(qū)域。除了由于最佳液體膜的形成所產(chǎn)生的 充分除氣之外，由此還能夠使得液體能夠在基本豎直的方向均勻地在 容器的內(nèi)壁上流落。如果選擇除氣容器內(nèi)壁的上部區(qū)域作為所述預(yù)定 的區(qū)域，則可以使容器內(nèi)壁的最大可能的表面區(qū)域充當(dāng)除氣表面。另 外避免了過(guò)量起泡沫。
在有利的改進(jìn)中，可以根據(jù)通過(guò)供料閥流入的液體的體積流量來(lái) 控制開(kāi)口的大小。例如在飲料或粘滯體和/或液體食品的制造中，通常 將液體的除氣結(jié)合到連續(xù)的多個(gè)處理步驟中。如果在一個(gè)上游或下游 處理步驟中(例如在裝填步驟中)出現(xiàn)不規(guī)則性，在除氣期間可能需 要降低流過(guò)的體積流量。在傳統(tǒng)的供料閥的情況下，由于固定設(shè)置的 排出開(kāi)口 (環(huán)間隙)，要除氣的液體的體積流量的變化不可避免地導(dǎo)
致排出的液體膜或傘的構(gòu)造的變化。因此對(duì)于除氣和泡沫防止最佳的 膜厚度和傘形及傘直徑不可避免地偏離了。通過(guò)改變排出開(kāi)口的大小，
現(xiàn)在第一次能夠控制液體膜，以實(shí)現(xiàn)即使在體積流量變化的情況下也 能夠形成最佳液體膜的效果。根據(jù)本發(fā)明，形成最佳液體膜的同時(shí)，
可以實(shí)現(xiàn)位于除氣設(shè)備的最大體積流量大約30至100%范圍內(nèi)的流率。
進(jìn)一步實(shí)施例提供了根據(jù)流過(guò)供料閥的液體的粘度、壓力和/或溫 度來(lái)控制開(kāi)口的大小的能力。因此，對(duì)于液體的流變特性起著主要影 響的這些特性和/或邊界條件被第一次有利地考慮進(jìn)來(lái)，以生成最佳液 體膜。
上面說(shuō)明的本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)類(lèi)似地還可以應(yīng)用到權(quán)利要求6所述的 設(shè)備中，其中，用于對(duì)液體除氣的設(shè)備包括如權(quán)利要求1至5中至少一 項(xiàng)所述的供料閥。在方法技術(shù)方面，通過(guò)本發(fā)明的用于控制液體除氣的方法來(lái)實(shí)現(xiàn) 目的和方面。通過(guò)供料閥將液體引入除氣設(shè)備。另外，供料閥包括閥 外殼、液體導(dǎo)向構(gòu)件和與供料閥相連的控制裝置。此外，在液體導(dǎo)向 構(gòu)件和閥外殼之間形成開(kāi)口或排出開(kāi)口 ，通過(guò)該開(kāi)口或排出開(kāi)口可以 將液體引入除氣設(shè)備。另外，流過(guò)供料閥的液體可以在液體導(dǎo)向構(gòu)件 的表面偏轉(zhuǎn)，并同時(shí)形成液體膜。另外，液體膜被構(gòu)造為傘形。最后， 在控制裝置的輔助下，開(kāi)口的大小可以在完全打開(kāi)的位置和完全關(guān)閉 的位置之間隨意地改變。
上面對(duì)于本發(fā)明的設(shè)備所敘述的所有的特征和優(yōu)點(diǎn)類(lèi)似地適用于 如本發(fā)明權(quán)利要求7所述的方法以及如權(quán)利要求7至11所述的其有利改 進(jìn)。
另外，對(duì)于本發(fā)明的供料閥、本發(fā)明用于對(duì)液體除氣的設(shè)備和本
發(fā)明的方法所敘述的所有特征和優(yōu)點(diǎn)類(lèi)似地適用于如權(quán)利要求12所述 的本發(fā)明用于對(duì)液體除氣的系統(tǒng)。


下面，將參考附圖中的圖，以實(shí)施示例的形式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳 細(xì)的說(shuō)明，其中
圖l是本發(fā)明的供料閥的示例性實(shí)施例的示意剖面圖2是圖1的本發(fā)明的供料閥的示意透視圖； 圖3是圖1的本發(fā)明的供料閥的示意細(xì)節(jié)剖面圖； 圖4是本發(fā)明的供料閥的另一個(gè)示例性實(shí)施例的示意剖面圖； 圖5是本發(fā)明的用于對(duì)液體除氣的設(shè)備的示例性實(shí)施例的示意剖
面圖6是示出了作為體積流量函數(shù)的用于控制本發(fā)明的供料閥的開(kāi) 口度的方法的兩個(gè)校準(zhǔn)函數(shù)的顯示圖。
具體實(shí)施例方式
9根據(jù)圖1和2所顯示的，用于將液體引入除氣設(shè)備的供料閥l包括閥
外殼2、液體導(dǎo)向構(gòu)件4，以及與供料閥1相連的控制裝置6。
閥外殼2具有基本上管狀的構(gòu)造，且在其下部區(qū)域包括具有閥座8 的形式的端部，其詳細(xì)顯示可以參見(jiàn)圖3。管狀的閥外殼2可以具有下 面的橫截面構(gòu)造圓形、橢圓形、三角形、四邊形、多邊形等等。另 外，閥外殼2包括凸緣10，用于安裝在除氣設(shè)備的除氣容器中。在安裝 之后，供料閥1的所有那些定位在凸緣10的下方的部件被布置在除氣容 器內(nèi)部。在上端的范圍中，供料閥1包括供料裝置12，用于將待除氣的 液體供給至供料閥l中。供料裝置12基本上具有管的形狀，且在其外端 部包括用于連接管或軟管的凸緣。在其外端部，使供料裝置12的中心 軸線布置為與供料閥l的中心軸線基本垂直。
液體導(dǎo)向構(gòu)件4基本上具有桿狀，其下端部被構(gòu)造為閥盤(pán)14，這在 圖3中詳細(xì)顯示。閥盤(pán)14具有從桿狀部到閥盤(pán)14的外部區(qū)域持續(xù)光滑的 表面曲率，即沒(méi)有臺(tái)階或者是連續(xù)的表面曲率。閥盤(pán)14的面向閥外殼2 的側(cè)具有基本上從液體導(dǎo)向構(gòu)件4的中心軸線向外傾斜地向下的輪廓。 另外，在其外半徑處，閥盤(pán)14還包括底切中斷邊16。液體導(dǎo)向構(gòu)件4的 上端部連接至控制裝置6，并適于在軸向方向被控制裝置驅(qū)動(dòng)。另外， 液體導(dǎo)向構(gòu)件4包括多個(gè)榫頭狀(peg-shaped)突起18，用于使液體導(dǎo) 向構(gòu)件4位于供料閥1的內(nèi)部空間的中間。在其內(nèi)側(cè)，液體導(dǎo)向構(gòu)件4可 以包括在其整個(gè)長(zhǎng)度上延伸的、且可以用作例如用于在除氣容器中生 成負(fù)壓的抽空裝置的空腔。
在特別有利的實(shí)施例中，供料裝置12具有包括平靜流路的供料器 肘彎(feeder elbow)的形式，從供料裝置12到閥外殼2的內(nèi)部空間的過(guò) 渡被構(gòu)造為連續(xù)曲面的形式。閥座8具有基本上平行于液體導(dǎo)向構(gòu)件4 的闊盤(pán)14的上側(cè)的構(gòu)造?？刂蒲b置6起到連續(xù)的升高和下降液體導(dǎo)向構(gòu)件4的作用。它可以 適于機(jī)械地、電動(dòng)地、氣動(dòng)地或液壓地驅(qū)動(dòng)。在控制裝置6的輔助下，
利用控制裝置6從一個(gè)或多個(gè)信號(hào)生成器(未顯示)接收測(cè)量信號(hào)，液 體導(dǎo)向構(gòu)件4可以在完全打開(kāi)位置和完全關(guān)閉位置之間隨意的調(diào)整。信
號(hào)生成器例如是用于下面參數(shù)的測(cè)量裝置流率、粘度、溫度和壓力。
接收到的測(cè)量信號(hào)通過(guò)控制裝置6或一些其他處理裝置轉(zhuǎn)換為控制信 號(hào)，由此控制電機(jī)執(zhí)行器等去調(diào)整液體導(dǎo)向構(gòu)件4的軸向位置。
供料闊1的打開(kāi)通過(guò)在控制裝置6的輔助下下降液體導(dǎo)向構(gòu)件4來(lái) 實(shí)現(xiàn)，以使在閥盤(pán)14和閥座8之間分別形成開(kāi)口或環(huán)間隙。供料閥l的 關(guān)閉通過(guò)在控制裝置6的輔助下升高液體導(dǎo)向構(gòu)件4來(lái)實(shí)現(xiàn)，以使閥盤(pán) 14與閥座8進(jìn)入密封接合。在圖1至3的實(shí)施例中，示出了供料閥l的部 分打開(kāi)的位置。
在除氣處理期間，閥盤(pán)14和閥座8之間的間隙寬度為0至4 0 m m之 間。10至20mm之間的間隙寬度是特別有好處的，將間隙寬度設(shè)置為 15mm是特別優(yōu)選的。這直接根據(jù)介質(zhì)的體積流量和粘度而定。
圖4中，示出了本發(fā)明的供料閥l的另一個(gè)實(shí)施例。在下面的說(shuō)明 中，僅說(shuō)明與圖1至3中示出的實(shí)施例的不同。因此，供料裝置12被構(gòu) 造為管狀突起，使供料裝置12以直角鄰接的方式連接至閥外殼2的內(nèi)表 面。
另外，控制裝置6被構(gòu)造為彈簧結(jié)構(gòu)。
最后，液體導(dǎo)向構(gòu)件4的閥盤(pán)14從桿狀部分至閥盤(pán)14的外部區(qū)域取 代曲面呈現(xiàn)階梯型過(guò)渡。閥盤(pán)14的面向閥外殼2的表面在向外的方向線 性地向下傾斜。另外，閥盤(pán)14包括沒(méi)有底切的中斷邊16。圖5示出了本發(fā)明用于對(duì)液體除氣的設(shè)備20的實(shí)施例。設(shè)備20包括 根據(jù)本發(fā)明的供料閥1和除氣容器22。任何其他單元，例如泵或控制裝 置，是已知的除氣設(shè)備中的那些，因此不進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
在本發(fā)明用于對(duì)液體除氣的設(shè)備20的實(shí)施例中，除氣容器22基本 上是圓柱桶，分別具有豎直主體、底24和曲拱頂或桶頂26，該曲拱頂 或桶頂例如包括用于真空生成和清潔的連接部。在底24的最低點(diǎn)，布 置有液體排放口。根據(jù)本發(fā)明的供料閥1被布置在拱頂26的中部，且將 供料閥的中心軸線平行于除氣容器22的中心軸線地進(jìn)行布置(豎直布 置)。然而，供料閥1也可以布置在拱頂26的任何位置或除氣容器22的 側(cè)壁中。
除了供料閥l的豎直布置之外，同樣還可以想到除了豎直布置之外 的任何期望的布置。特別地，還可以想到相對(duì)于除氣容器22的中心軸 線水平的布置。可以將用于真空生成的連接部布置在除氣容器的任何 期望位置。例如，可以使用清潔系統(tǒng)來(lái)連接真空。如果供料閥l的液體 導(dǎo)向構(gòu)件4中的上述同軸空腔存在，則另外還存在著使用該空腔用作真 空連接的選擇。
根據(jù)本發(fā)明的除氣容器22的直徑為1.3到1.8m，特別地從1.2至 1.5m。除氣容器22的高度在1.3和1.8m之間，特別地在1.2至1.5m之間。
在除氣處理期間，要除氣的液體基本在水平方向通過(guò)供料裝置12 流入打開(kāi)的供料閥l。在進(jìn)入閥外殼2的內(nèi)部的過(guò)渡處，具有供料器肘 彎形式的進(jìn)料裝置12的構(gòu)造使液體從基本的水平流動(dòng)方向偏轉(zhuǎn)到基本 的豎直流動(dòng)方向。在經(jīng)過(guò)了閥外殼2的起到使流動(dòng)平靜的作用的豎直流 動(dòng)部之后，在豎直方向向下流動(dòng)的液體撞擊在液體導(dǎo)向構(gòu)件4的閥盤(pán)14 上。由于閥盤(pán)14的面向閥座8的側(cè)的上述表面構(gòu)造的作用，從上方到達(dá) 的豎直指向的噴射液體在基本水平或略微向下傾斜的方向向外偏轉(zhuǎn)。當(dāng)經(jīng)過(guò)形成在液體導(dǎo)向構(gòu)件4的閥盤(pán)14和閥外殼2的閥座8之間的開(kāi)口 時(shí)，液體形成膜，該膜在閥盤(pán)14的中斷邊16處分離。
通過(guò)這種方式產(chǎn)生的液體膜具有傘型形狀，同時(shí)在朝向容器壁的 方向徑向散開(kāi)。在膜在閥盤(pán)14處分離和膜撞擊除氣容器22的內(nèi)壁之間， 傘型液體膜的上側(cè)和下側(cè)都與除氣容器22的內(nèi)部空間自由連通。由于 其傘型形成，致使液體膜能通過(guò)其高度放大的表面與除氣容器的真空 進(jìn)入高強(qiáng)度相互作用，由此有利地提高除氣性能。
通過(guò)供料閥l形成的液體膜的特性對(duì)于除氣的質(zhì)量是至關(guān)重要的。 因此，特別是液體膜的厚度決定了液體的所有體積元是否都暴露給在 液體表面處占優(yōu)勢(shì)的除氣條件。這反過(guò)來(lái)關(guān)系到液體除氣完成到什么 程度。有利地，液體膜的厚度大約是5mm，優(yōu)選地到3mm，特別優(yōu)選 地至ljl.5mm。
在液體膜撞擊到除氣容器22的內(nèi)壁的預(yù)定區(qū)域上之后，液體基本 豎直地在向下的方向流入到底24。選擇液體從供料閥l流出的角度，以 使得液體膜到在桶內(nèi)壁上流落的方向上的過(guò)渡能夠是均勻的。由此抑 制或至少減少要除氣的液體起泡沫。除氣了的液體收集在底24的區(qū)域， 以在那里進(jìn)行回收。
為了完全利用除氣容器22的內(nèi)壁的除氣表面，液體膜撞擊在內(nèi)壁 的限定區(qū)域內(nèi)是有好處的。特別有好處的是，液體膜在從容器的上邊 到從底部測(cè)量的容器高度的大約四分之三的范圍內(nèi)撞擊內(nèi)壁。
通過(guò)本發(fā)明的供料閥的體積流量典型的是5至90m3/11，優(yōu)選為5至 60m3/h，特別優(yōu)選地為5至45 m3/h。流入液體的允許壓力在從0至3bar 的范圍內(nèi)，優(yōu)選地0.5至2.5bar，特別地大約是1.5bar。要除氣的液體的 溫度通常為35至75。C。特別地，液體溫度比液體的沸點(diǎn)曲線低約3W。 除氣容器的內(nèi)部的壓力小于500mbar，優(yōu)選地小于200mbar，特別優(yōu)選地小于100mbar。供料閥l的閥外殼2的內(nèi)直徑最高至150mm，優(yōu)選地最 高至100mm，特別地最高至85mm。閥外殼2的長(zhǎng)度位于IOO和1000mm 之間，優(yōu)選地在200和500mm之間。液體導(dǎo)向構(gòu)件4的直徑在閥外殼2的 直徑的0.85倍至1.5倍之間，特別地在0.95倍至1.1倍之間。供料閥l可以 被用于對(duì)液體除氣，優(yōu)選地用于具有與水的粘度相似的那些液體。
影響液體的流變或流動(dòng)特性的液體的性質(zhì)例如是溶劑、溶解在 其中的物質(zhì)的數(shù)量和種類(lèi)、粘度、不溶的固體(在懸浮的情況下)或 者液體(在乳狀液的情況下)的數(shù)量和種類(lèi)。在本發(fā)明的框架中，邊 界物理?xiàng)l件應(yīng)該理解為表示例如供料閥l中的液體的體積流量、溫度 和流動(dòng)粘度，以及在除氣容器中的壓力。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)要除氣的液體的特性和邊界物理?xiàng)l件在除氣處 理期間調(diào)整供料閥l的排出開(kāi)口。至少上面所提到的條件被考慮，來(lái)調(diào) 整供料閥l的排出開(kāi)口的大小，從而形成對(duì)于除氣和起泡性質(zhì)最佳的液 體膜。
例如，第一種液體在排出開(kāi)口的某一大小下進(jìn)行除氣，該開(kāi)口的 大小根據(jù)液體的性質(zhì)產(chǎn)生最佳液體膜。如果繼續(xù)利用除氣設(shè)備的相同 的排出開(kāi)口設(shè)置來(lái)對(duì)具有與第一種液體不同特性的第二種液體進(jìn)行除 氣，則很有可能的是保持排出開(kāi)口的大小，用于對(duì)第二種液體進(jìn)行
除氣，將導(dǎo)致與最佳構(gòu)造不同的液體膜。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠在 改變液體或?qū)τ谝后w的成分進(jìn)行一些其他變化時(shí)，調(diào)整排出開(kāi)口的大 小，由此形成對(duì)于要除氣的各種液體最佳的液體膜。
在除氣處理的過(guò)程中，在布置在除氣設(shè)備的上游或下游的單元中 可能出現(xiàn)不規(guī)則性，例如在裝填單元中。這可能導(dǎo)致要除氣的液體的 體積流量產(chǎn)生變化。如果供料閥l的排出開(kāi)口的大小保持相同，體積流 量的變化反過(guò)來(lái)將導(dǎo)致形成次優(yōu)的液體膜，這對(duì)于除氣效果和/或起泡 產(chǎn)生負(fù)面效果。由于根據(jù)本發(fā)明可以隨意地改變開(kāi)口的大小，因此根
14據(jù)體積流量控制供料閥l的開(kāi)口度，從而形成最優(yōu)液體膜。因此在除氣 處理期間，根據(jù)體積流量來(lái)再調(diào)整開(kāi)口度，從而也能形成最佳液體膜。
與根據(jù)體積流量控制供料閥l的開(kāi)口度相似，可以類(lèi)似地根據(jù)要除 氣的液體的粘度、壓力和/或溫度來(lái)實(shí)施控制。還可以想到基于上面提 到的任何參數(shù)的組合來(lái)進(jìn)行控制。
供料閥l的開(kāi)口度的控制使用在開(kāi)始操作前或者開(kāi)始操作時(shí)生成 和存儲(chǔ)的校準(zhǔn)函數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，校準(zhǔn)可以基于下面參數(shù)進(jìn)行液體 的成分、體積流量、粘度、溫度、壓力等，以及上面提到的參數(shù)的任 意期望組合。另外，校準(zhǔn)分別根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸或除氣桶的直徑而定。
圖6中示出了依賴(lài)于體積的校準(zhǔn)函數(shù)的一個(gè)示例。為了生成特定于 液體的校準(zhǔn)函數(shù)，特定液體在預(yù)定的體積流量時(shí)的開(kāi)口度被確定，在 該開(kāi)口度下形成對(duì)于除氣和起泡最優(yōu)的液體膜。最佳液體膜的特征在 于考慮到其除氣特征的最佳膜厚度，和/或膜在容器內(nèi)壁的預(yù)定區(qū)域
中的撞擊。對(duì)于膜質(zhì)量的評(píng)估可以由受訓(xùn)練過(guò)的人員手動(dòng)地執(zhí)行，或 者以自動(dòng)的方式執(zhí)行?？梢岳么嬖谟诔龤馊萜?2的內(nèi)側(cè)或其內(nèi)壁上 的傳感器等的輔助來(lái)實(shí)現(xiàn)膜質(zhì)量的自動(dòng)檢測(cè)。另外，可以想到利用自 動(dòng)圖像獲取和評(píng)估輔助的光學(xué)檢測(cè)，例如在攝像頭或類(lèi)似的的輔助下。
與前面的說(shuō)明相似，液體的體積流量在除氣設(shè)備被設(shè)計(jì)給的整個(gè) 體積流量范圍內(nèi)改變，其中對(duì)于每個(gè)體積流量確定最佳膜形成時(shí)的開(kāi) 口度。然后，組合由此獲得的測(cè)量點(diǎn)，并從它們計(jì)算出線性或指數(shù)校 準(zhǔn)函數(shù)。在特定情況下，更高階的校準(zhǔn)函數(shù)也是可能的。除了液體的 類(lèi)型之外，還可以在校準(zhǔn)中考慮其他的參數(shù)，例如幾何尺寸以及特別
是除氣容器的直徑。在圖6中示出的示例中，對(duì)于最高至15mVh的體積
流量范圍的函數(shù)如下
開(kāi)口度[%]=『(體積流量[m3/11]) 4.7658X體積流量[m3/11]對(duì)于最高至45mVh范圍的體積流量，確定下面的函數(shù) 開(kāi)口度[%]=『(體積流量[m3/11]) 4.3578X體積流量[m3/h]
在本發(fā)明的除氣設(shè)備20中，能夠?qū)σ后w除氣，并且特別是對(duì)液體 食品或相應(yīng)的預(yù)階段進(jìn)行除氣。特別地，設(shè)備20用于對(duì)諸如水、啤酒、 蔬菜汁、果汁、檸檬汁、果露、蜂蜜、牛奶、糖漿、基于茶的液體、 原液、濃縮物以及這些液體的任何期望的組合等的液體進(jìn)行除氣。上 述液體進(jìn)一步還可以包含固體，例如果肉、水果濃衆(zhòng)、纖維、蛋白質(zhì) 等。
除了說(shuō)明的具體示例之外，本發(fā)明允許其他的構(gòu)造方案。
在根據(jù)本發(fā)明的供料閥l中，液體的供料不必一定從水平方向上來(lái) 實(shí)現(xiàn)。供料還可以從任何其他期望的方向來(lái)實(shí)現(xiàn)，特別是從豎直方向。
當(dāng)閥至少部分地打開(kāi)時(shí)，供料閥1的形成在閥盤(pán)14和閥座8之間的 開(kāi)口不局限于環(huán)間隙。還可以具有一個(gè)或多個(gè)孔或一連串孔、 一個(gè)或 多個(gè)槽，或一些其他合適的構(gòu)造的形式。
1權(quán)利要求
1.一種供料閥(1)，用于將液體引入除氣設(shè)備(20)，包括閥外殼(2)、液體導(dǎo)向構(gòu)件(4)，和與所述供料閥(1)相連的控制裝置(6)；其中，在所述液體導(dǎo)向構(gòu)件(4)和所述閥外殼(2)之間形成開(kāi)口，通過(guò)所述開(kāi)口能夠?qū)⒁后w引入所述除氣設(shè)備(20)；其中，流過(guò)所述供料閥(1)的液體能夠在所述液體導(dǎo)向構(gòu)件(4)的表面被偏轉(zhuǎn)，以形成液體膜；其中，所述液體膜能夠被構(gòu)造為傘形；以及其中，在所述控制裝置(6)的輔助下，所述開(kāi)口的大小能夠在完全打開(kāi)的位置和完全關(guān)閉的位置之間隨意地改變。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的供料閥(1)，其中，通過(guò)所述液體導(dǎo)向 構(gòu)件(4)產(chǎn)生的所述液體膜撞擊所述除氣設(shè)備(20)的內(nèi)壁的預(yù)定的 區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的供料閥(1)，其中，所述開(kāi)口的大 小能夠根據(jù)流過(guò)所述供料閥(1)的液體的體積流量來(lái)控制。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中至少一項(xiàng)所述的供料閥(1)，其中，所 述開(kāi)口的大小能夠根據(jù)流過(guò)所述供料閥(1)的液體的粘度來(lái)控制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中至少一項(xiàng)所述的供料閥(1)，其中，所 述開(kāi)口的大小能夠根據(jù)流過(guò)所述供料閥(1)的液體的壓力和/或溫度來(lái) 控制。
6. —種用于對(duì)液體除氣的設(shè)備(20)，其中，所述設(shè)備(20)包 括根據(jù)權(quán)利要求1至5中至少一項(xiàng)所述的供料閥(O 。
7. —種控制液體除氣的方法，其中，通過(guò)供料閥(1)將液體引入除氣設(shè)備(20);其中，所述供料閥(1)包括閥外殼(2)、液體導(dǎo)向構(gòu)件(4)， 和與所述供料閥(1)相連的控制裝置(6);其中，在所述液體導(dǎo)向構(gòu)件(4)和所述閥外殼(2)之間形成開(kāi)口， 通過(guò)所述開(kāi)口將液體引入所述除氣設(shè)備(20);其中，流過(guò)所述供料閥(1)的液體在所述液體導(dǎo)向構(gòu)件(4)的表 面被偏轉(zhuǎn)，以形成液體膜；其中，所述液體膜被構(gòu)造為傘形；以及其中，在所述控制裝置(6)的輔助下，所述開(kāi)口的大小能夠在完 全打開(kāi)的位置和完全關(guān)閉的位置之間隨意地改變。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制液體除氣的方法，其中，通過(guò)所述 液體導(dǎo)向構(gòu)件(4)產(chǎn)生的所述液體膜在預(yù)定的區(qū)域中撞擊所述除氣設(shè) 備(20)的內(nèi)壁。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的控制液體除氣的方法，其中，所述 供料閥(1)的所述開(kāi)口的大小根據(jù)流過(guò)所述供料閥(1)的液體的體積 流量來(lái)控制。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9中的至少一項(xiàng)所述的控制液體除氣的方 法，其中，所述供料閥(1)的所述開(kāi)口的大小進(jìn)一步地根據(jù)流過(guò)所述 供料閥(1)的液體的粘度來(lái)控制。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中的至少一項(xiàng)所述的控制液體除氣的方 法，其中，所述供料閥(1)的所述開(kāi)口的大小進(jìn)一步地根據(jù)流過(guò)所述 供料闊(1)的液體的壓力和/或溫度來(lái)控制。
12.用于對(duì)液體除氣的系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備(20) 和根據(jù)權(quán)利要求7至11中至少一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種供料閥和用于對(duì)液體除氣的設(shè)備、控制方法及系統(tǒng)，其中該供料閥用于將液體引入除氣設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的供料閥包括閥外殼、液體導(dǎo)向構(gòu)件和與供料閥相連的控制裝置，其中，液體導(dǎo)向構(gòu)件具有基本與閥外殼的直徑對(duì)應(yīng)的最大直徑。在液體導(dǎo)向構(gòu)件和閥外殼之間形成開(kāi)口，通過(guò)該開(kāi)口可以將液體引入所述除氣設(shè)備。另外，流過(guò)供料閥的液體可以在液體導(dǎo)向構(gòu)件的表面被偏轉(zhuǎn)，以形成液體膜。液體膜可以被構(gòu)造為傘形。另外，在控制裝置的輔助下，開(kāi)口的大小可以在完全打開(kāi)的位置和完全關(guān)閉的位置之間隨意地改變。這用于實(shí)現(xiàn)這樣一種到容器內(nèi)的引入，即使產(chǎn)品受到和緩的處理、且將起泡最小化。
文檔編號(hào)B01D19/00GK101584946SQ200910138809
公開(kāi)日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月19日
發(fā)明者米夏埃爾·羅特, 羅蘭·法伊爾納 申請(qǐng)人:克朗斯公司