流体处理设备和流体罐系统的制作方法

本公开涉及一种用于将流体喷射到罐中和从罐排出流体的流体处理设备，其中该流体处理设备包括用于从罐排出流体或用于向罐供应流体的流体管道。流体管道构造成与罐的底部处的罐开口流体连通。流体入口管布置成用于将流体供应到罐，并且旋转流体喷射装置与流体入口管流体连通。流体处理设备例如适合于在罐内混合流体和用于清洁罐。本公开还涉及用于在罐中将啤酒或麦芽汁与固体啤酒花材料混合的流体罐系统和方法。

背景技术：

在工业过程中将一种流体(诸如液体)与另一种流体或与物质混合时，经常使用设计用于混合操作的流体处理设备。存在许多不同类型的设备可用于混合操作，并且所使用的设备通常包括布置在旋转头壳体上的旋转喷射喷嘴。喷射喷嘴用于将流体流分配到罐中使得流体可与物质混合。

在酿造行业中，啤酒可利用干泡工艺来生产，其中啤酒或麦芽汁与呈啤酒花颗粒或完整新鲜啤酒花的形式的啤酒花混合。仅仅通过将啤酒花从罐的顶部倒入罐中而无需混合即可将啤酒花添加到啤酒中。然而，这导致带有长的处理时间的低效的投啤酒花过程。

用于混合的传统设备(其中使用的设备包括布置在旋转头壳体上的旋转喷嘴)的一个主要缺点在于该旋转头壳体由涡轮驱动，涡轮继而由液体流驱动。设备内的小间隙导致当固体材料被卡住并膨胀时，流体的流动受阻。这样，液体的流动受阻，并且喷射喷嘴可能停止旋转。

此外，具有用于流体混合和罐清洁的流体喷射的传统流体处理设备也受到大型且复杂的流体管装置的困扰。

因此，需要一种可避免这些缺点的改进的流体处理设备和系统。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种流体处理设备、流体罐系统以及用于借助于流体处理设备在罐中将啤酒或麦芽汁与固体啤酒花材料混合的方法，其中避免了前述问题。通过独立权利要求的特征至少部分地实现该目的。从属权利要求包含流体处理设备和流体罐系统的进一步发展。

本公开涉及一种用于将流体喷射到罐中和从罐排出流体的流体处理设备，其中该流体处理设备包括：用于从罐排出流体或用于向罐供应流体的流体管道，其中流体管道构造成与罐的底部处的罐开口流体连通；用于向罐供应流体的流体入口管，其中流体入口管至少部分地延伸穿过流体管道并且构造成穿过罐开口延伸到罐中；与流体入口管流体连通的旋转流体喷射装置；以及至少部分地在流体入口管内延伸的旋转驱动轴，其中旋转驱动轴可旋转地连接到旋转流体喷射装置。

关于这些特征的优点在于，可通过外部动力源来驱动流体处理设备，这可在流体处理设备内带来较少的构件，并且由于没有使用流体动力涡轮来驱动流体处理设备，可实现设备内的较大间隙。此外，可增加旋转功率，使得固体颗粒被搅动而不是停止旋转流体喷射装置。

此外，通过使用相同的罐开口既向罐供应流体又从罐排出流体，可使流体管装置更紧凑且成本更低。将罐开口设在罐的底部处能够使流体从罐有效地自排出，并且易于接近流体管装置来进行维护工作。

根据本公开的一个方面，旋转驱动轴至少部分地延伸穿过流体管道。利用这种设计，旋转驱动轴可布置在流体管道的一部分内，并进一步在一端延伸到流体入口管中，并在另一端延伸到布置在流体管道外的外部动力源，从而带来具有很少构件的紧凑而有效的设计。

根据本公开的另一方面，流体处理设备还包括传动地连接至旋转驱动轴的外部动力源。外部动力源可为提供旋转动力的电动马达，与布置在设备内并由罐的流体提供动力的涡轮相比，该外部动力源可带来增加的旋转动力。备选地，外部动力源可为液压马达、气动马达、内燃机等。

根据本公开的进一步的方面，流体入口管由多个独立的管节段组成，多个独立的管节段可拆卸地互连以使得能够在罐的底部处从罐移除流体入口管。这种结构将提供用于组装流体入口管或将流体入口管从罐移除的有效方式，例如在设备的维护或清洁期间。

根据本公开的一个方面，旋转驱动轴由多个独立的驱动轴节段组成，多个独立的驱动轴节段可拆卸地互连以使得能够在罐的底部处从罐移除旋转驱动轴。这种结构将提供用于组装旋转驱动轴或将旋转驱动轴从罐移除的有效方式，例如在设备的维护或清洁期间。

根据本公开的另一方面，旋转驱动轴与流体入口管同轴。旋转驱动轴的这种布置提供了紧凑的解决方案，其中流体流可围绕旋转驱动轴有效地分布在流体入口管内。这种设计还使流体入口管的内表面和旋转驱动轴的外表面之间能够有尽可能大的间隙。

根据本公开的另一方面，旋转驱动轴在构造成位于罐下方的位置处延伸穿过流体入口管的壁中的驱动轴孔或延伸穿过与流体入口管流体连通的流体入口壳体的壁中的驱动轴孔，并且其中流体处理设备包括用于密封驱动轴孔的驱动轴密封件。由于旋转驱动轴可通过驱动轴孔连接到外部动力源，因此在流体入口管的壁中或在流体入口壳体的壁中具有驱动轴孔的布置带来紧凑的结构。驱动轴密封件确保流体不会通过驱动轴孔泄漏。密封件可为机械型轴密封件、o形圈型轴密封件或磁联接密封布置等。

磁联接密封装置包括通过磁力传递的旋转运动，而驱动轴通过隔离壁与从动轴物理地分离，从而使密封件完全不可穿透。因此，磁联接密封布置包括分开的旋转驱动轴，其中旋转驱动轴的下部传动地连接到外部动力源且旋转驱动轴的上部传动地连接到旋转流体喷射装置。

根据本公开的进一步的方面，流体入口管在构造成位于罐的下方的位置处延伸穿过流体管道的壁中的管孔，并且其中流体处理设备包括用于密封管孔的管密封件。由于流体入口管可穿过管孔布置，因此在流体管道的壁中具有管孔的布置进一步有助于紧凑的结构。管密封件确保流体不会通过管孔泄漏。

根据本公开的另一方面，流体入口壳体位于流体管道下方，并且其中流体入口管延伸穿过流体管道。利用这种布置，可实现牢固且结实的结构，其中不同的构件可以以紧凑的形式彼此牢固地连接。此外，通过将流体入口壳体和流体管道设计和制造为独立的单独部分，可根据需要独立地更换每个部分。

根据本公开的一个方面，流体处理设备还包括流体泵，流体泵具有与流体管道流体连通的入口端口和与流体入口管流体连通的出口端口，使得流体泵的操作构造成用于在流体处理设备中提供流体的循环。流体泵确保液体流到罐中以用于流体的有效混合或用于清洁罐。流体可利用泵循环以便将流体从罐排放至泵。然后，泵将流体分配到旋转流体喷射装置的旋转喷射喷嘴。

根据本公开的进一步的方面，流体处理设备适合于将固体颗粒(特别是固体啤酒花材料，诸如啤酒花颗粒)引入和/或循环到罐的流体内容物中。

根据本公开的一个方面，流体处理设备还包括：流体泵，其具有泵入口端口和泵出口端口；以及流体换向阀布置，其流体地连接到泵入口端口、泵出口端口、流体管道和流体入口管。流体换向阀布置构造成使流体处理设备能够在常规混合和/或清洁模式或反向模式中选择性地进行流动循环操作，在常规混合和/或清洁模式中，流体构造成经由旋转流体喷射装置喷射到罐中并经由流体管道从罐排出，在反向模式中，流体构造为通过旋转流体喷射装置从罐吸出并经由流体管道供应到罐。在常规混合和/或清洁模式或反向模式中，流体处理设备的选择性流动循环操作的优点在于能够有效地疏通流体处理设备的任何堵塞部分。

本公开还涉及一种流体罐系统，该流体罐系统包括罐和根据上文的公开的流体处理设备，其中流体管道与罐的底部处的罐开口流体连通，其中流体入口管延伸穿过罐开口到罐中，并且其中旋转流体喷射装置位于罐内。

根据本公开的一个方面，罐包括用于流体的入口和出口两者的单个罐开口。这样，可实现用于有效混合和清洁的紧凑系统，其中流体处理设备在罐的底部从罐的下方连接到罐。

本公开还涉及一种用于借助于流体处理设备在罐中将啤酒或麦芽汁与固体啤酒花材料混合的方法，其中该方法包括：将固体啤酒花材料引入啤酒或麦芽汁中；借助于与流体入口管连接的旋转式流体喷射装置在罐内喷射与固体啤酒花混合的啤酒或麦芽汁；借助于旋转驱动轴使旋转流体喷射装置旋转，该旋转驱动轴至少部分地在流体入口管内延伸并且与旋转流体喷射装置可旋转地连接；借助于与罐的底部处的罐开口流体连通的流体管道从罐排出与固体啤酒花材料混合的啤酒或麦芽汁，其中流体入口管至少部分地延伸穿过流体管道并穿过罐开口到罐中。根据本公开的一个方面，固体啤酒花材料在罐外被引入啤酒或麦芽汁中。根据本公开的一个方面，流体处理设备是根据上文的公开的流体处理设备。

附图说明

下面将参考附图更详细地描述本公开，在附图中：

图1示意性地示出了根据本公开的流体处理设备，

图2示意性地示出了根据本公开的图1中的流体处理设备的下部的截面，

图3示意性地示出了根据本公开的具有流程的流体处理设备，

图4示意性地示出了根据本公开的具有备选流程的流体处理设备，

图5示意性地示出了根据本公开的另一实施例的流体处理设备的下部的截面，

图6示意性地示出了根据本公开的另一实施例的流体处理设备的下部的截面，

图7a示意性地示出了根据本公开的具有流体换向阀布置的流体处理设备，

图7b示意性地示出了根据本公开的流体换向阀布置的备选实施例，以及

图8示意性地示出了根据本公开的另一实施例的流体处理设备的下部的局部截面。

具体实施方式

在下文中将结合附图来描述本公开的各个方面以说明而非限制本公开，其中相似的标号表示相似的元件，且所描述的方面的变型不限于特别地示出的实施例，而是可应用于本公开的其他变型。

图1示意性地示出了用于将流体喷射到罐1中和用于从罐1排出流体的流体处理设备。流体处理设备可例如用于使容纳在罐1内的流体循环和用于罐1的清洁。

需要使流体循环的一种情况是例如在酿造啤酒的过程中，例如，麦芽汁在罐1中与固体啤酒花材料(诸如啤酒花颗粒)混合的情况。啤酒花会给饮料增加苦味并起到天然防腐剂的作用，并且在酿造过程中使用的固体啤酒花材料(诸如啤酒花颗粒)需要与过程中使用的液体充分混合以便实现有效的过程。

取决于使用区域，罐1可为适合于容纳流体的任何常规类型，例如在工业应用中使用的储存罐、容纳罐或容器。罐1具有容器结构，该容器结构包围内部容积或空间(其中容纳流体)。罐设有上部17和下部18。罐1的下部18具有底部4，底部4设有用于流体进出罐1的入口和出口两者的单个罐开口3。

罐开口3可布置为底部4中的孔，使得液体或其他流体可填充到罐1中或从罐1排出。罐1可由任何合适的材料制成，例如，诸如不锈钢、铝或其他金属、塑料材料或复合材料。

流体处理设备包括流体管道2以用于从罐1排出流体或用于向罐1供应流体。如图1和图2中示意性所示，流体管道2构造成与罐1的底部4处的罐开口3流体连通。流体管道2可构造为适于与罐1流体连通的壳体单元，使得流体可输送到罐1中或从罐1输送出。

流体管道2设有罐端口19，该罐端口19适于利用适当的连接装置连接或附接到罐开口3。罐端口19和罐开口3可构造成使得流体管道2可例如通过凸缘连接、螺纹连接或类似布置可释放地连接到罐1。流体管道2的罐端口19与罐的内部容积流体连通，使得流体可在罐填充操作期间从罐1的外部流动通过流体管道2并流动到罐1的内部容积中。如果排空罐1，则流体可在排空操作期间(诸如在循环或混合过程期间)从罐1的内部容积流动通过流体管道2，并进一步流动到罐1的外部。

流体管道2还具有外部端口20，该外部端口20适于连接至流体导管(诸如管或软管)以用于填充或排空罐1。外部端口20可构造成使得流体管道2可例如通过螺纹连接或类似的合适的软管或管连接布置可释放地连接到管或软管。

流体管道2可构造为具有壳体的刚性单元，该壳体在流体管道2内形成流动通道。例如，常规的阀壳体可用作流体管道2的壳体。

如图2中所示，罐端口19布置在流体管道2的上部，该流体管道2连接到罐1的罐开口3，使得流体可沿基本竖直的方向流入罐1中和从罐1流出。外部端口20可布置在流体管道2的下部，使得流体可沿相对于通过罐端口19的流动方向成角度的方向流动。如图2中利用箭头所指示的那样，通过外部端口20的流可具有通过外部端口20进入流体管道2或从流体管道2离开的基本水平的方向。这样，流在流体管道2中改变方向。流动方向也可不同于相对于图2描述的流动方向，并且可取决于流体管道2的结构选择任何合适的角度。备选地，取决于罐1的结构，流体管道可在除了相对于图2所描述的位置之外的另一位置附接到罐1。

如上文所述，流体管道2可具有刚性结构，其足够结实以使流体处理设备相对于罐1保持在适当的位置。用于流体管道2的壳体的合适材料是例如不锈钢、黄铜、青铜或其他合适的金属材料、复合材料和塑料材料，或不同材料的组合。

流体入口管5向罐1供应流体。流体入口管5从罐1的外部延伸并延伸到罐1的内部容积中，使得流体可通过流体入口管5供应到罐1的内部容积。如图2中所示的那样，流体入口管5相对于罐1布置，使得流体入口管5至少部分地延伸穿过流体管道2。这样，流体入口管5构造成穿过罐开口3延伸到罐1中。

流体管道2的壳体设有管孔12，并且在图2中所示的实施例中，管孔12布置在流体管道2的下部的壳体壁中。因此，流体入口管5可通过流体管道2的管孔12插入罐1中，使得流体入口管5从通向罐端口19的管孔12延伸到流体管道2的流动通道中。因此，流体入口管5在构造成位于罐1下方的位置处延伸穿过流体管道2的壁中的管孔12。

可在流体管道2的壳体与流体入口管5之间布置用于密封管孔12的合适的罐密封件13，并且管密封件13防止在流体管道2中流动的流体通过管孔12从流体管道2泄漏。管密封件13可由具有期望结构的任何合适的材料制成，例如，诸如由橡胶或硅树脂制成的垫圈。流体入口管5将利用适当的紧固装置相对于流体管道2的壳体保持在适当的位置，使得当流体入口管5附接至流体管道2时，流体入口管5牢固地连接至流体管道2。

当流体入口管5附接到流体管道2时，如图2中所示的那样，流体管道2中的流体流将布置在流体入口管5的外侧。例如，流体入口管5、流体管道2的流动通道和罐端口19可具有圆形的截面形状，并且如果流体入口管5穿过罐端口19居中地位于流体管道2中，则围绕流体入口管5的流动将是环形的。取决于流体入口管5和流体管道2的设计，流体入口管5相对于流体管道的其他构造也是可能的。

在图2中所示的实施例中，当流体从罐1通过流体管道2流出时，流体将沿竖直方向基本向下通过罐端口19、围绕在流体管道2内延伸的流体入口管5的部分流动，并且进一步沿基本水平的方向从流体管道2通过外部端口20流出。当流体流入罐1中时，流动方向将相反。

如图1中所示，旋转流体喷射装置6可与流体入口管5流体连通。旋转流体喷射装置6布置成用于将流过流体入口管5的流体分配到罐1中。旋转驱动轴7用于驱动旋转流体喷射装置6。这样，流体管道2与罐1的底部4处的罐开口3流体连通，其中流体入口管5穿过罐开口3延伸到罐中，并且旋转流体喷射装置6位于罐1内。

旋转流体喷射装置6布置为具有旋转头壳体21的旋转头，该旋转头壳体21可绕第一轴线a1旋转，该第一轴线a1基本平行于流体入口管5和旋转驱动轴7。轴承可布置在流体入口管5上的连接凸缘与旋转头壳体21的面向连接凸缘的入口端之间，使得旋转头壳体21相对于连接凸缘和流体入口管可旋转地布置。

旋转头壳体21还包括旋转毂22，其上布置了多个流体喷射喷嘴23。在图1中所示的实施例中，两个喷射喷嘴23对称地布置在旋转毂22上。取决于流体处理设备的设计，也可能具有一个、三个、四个或甚至更多个喷射喷嘴。可在旋转毂22与旋转头壳体21的面向旋转毂22的出口端之间布置另一轴承，使得旋转毂22可相对于旋转头壳体21旋转。这样，旋转毂22可绕第二轴线a2旋转，该第二轴线a2典型地与第一轴线a1偏置80-100°的角度。在图1中所示的实施例中，第二轴线a2相对于第一轴线a1布置成大约90°。因此，旋转毂22和喷射喷嘴23能够与旋转头壳体21一起绕第一轴线a1沿第一方向旋转，并且绕第二轴线a2沿第二方向旋转。

流体入口管5可具有常规管的主要形状，并且流体入口管5能够输送待喷射到罐1中的液体。流体从罐1的外部进入流体入口管5，并且流体入口管5的下部可布置有流体入口壳体9。流体进入流体入口壳体9，并输送到流体入口管5中且朝向旋转头壳体21输送。然后，流体在与连接凸缘的连接处进入旋转头壳体21，并在与旋转毂22的连接处离开旋转头壳体21。旋转毂22从旋转头壳体21接收液体并且将流体进一步分配到喷射喷嘴23，喷射喷嘴23将流体喷射到罐1中，使得流体流入罐的内容物中，或如果内容物已经从罐1喷射出，则撞击罐1的内表面。

旋转驱动轴7至少部分地在流体入口管5内延伸，并且旋转驱动轴7可旋转地连接到旋转流体喷射装置6。由于旋转驱动轴7在流体管内延伸，所以旋转驱动轴7也至少部分地延伸穿过流体管道2，如图2中所示的那样。旋转驱动轴7和流体入口管5均构造成在罐1的底部4处的罐开口3的区域中延伸穿过流体管道2。旋转驱动轴7可布置在流体入口管5内，使得它与流体入口管5同轴。

旋转驱动轴7穿过流体入口管5延伸至旋转头壳体21，在该处其可连接至旋转头壳体21。旋转头壳体绕第一轴线a1沿第一方向的旋转可经由旋转驱动轴7实现。旋转驱动轴7具有比流体入口管5的内径、连接凸缘的内径和旋转头壳体21的入口端处的开口的直径均要小的外径。这允许流体流过旋转驱动轴7。当旋转驱动轴7旋转时，旋转头壳体21绕第一轴线a1沿第一方向旋转。旋转驱动轴7可相对于外部动力源8布置，使得它可绕第一轴线a1沿相反的方向旋转。

旋转驱动轴7在下端处连接到外部动力源8，并且外部动力源8传动地连接到旋转驱动轴7。例如，外部动力源8可为常规的电动马达，但是也可使用其他类型的马达(诸如气动或液压马达)。当外部动力源8启用时，其产生旋转驱动轴7的旋转，并从而使旋转头壳体21绕第一轴线a1沿第一方向旋转。

为了实现旋转毂22和喷射喷嘴23绕第二轴线a2沿第二方向的旋转，可在旋转头壳体21中布置驱动部件。驱动部件可布置成使得具有喷射喷嘴的旋转毂22能够绕第二轴线a2沿相反的方向旋转。例如，驱动部件可为布置在旋转头壳体21中的合适的齿轮单元，该齿轮单元连接至旋转驱动轴7并且进一步连接至旋转毂22，使得旋转毂22绕第二轴线a2沿第二方向旋转。作为备选方案，喷射喷嘴23可布置在旋转毂22上，使得从喷射喷嘴23流出的流体以绕第二轴线a2沿第二方向的旋转运动推动旋转毂22。作为进一步的备选方案，用于使旋转毂22和喷射喷嘴23旋转的驱动部件可呈叶轮的形式在旋转头壳体21内布置。叶轮的旋转由从旋转头壳体21的入口端到出口端通过旋转头壳体21的流体流引起。当叶轮旋转时，其旋转运动用于产生旋转毂22绕第二轴线a2沿第二方向的旋转。可采用任何合适的技术来布置叶轮并将叶轮的旋转运动传递到旋转22。然而，旋转毂22和喷射喷嘴23的旋转优选地通过外部动力源(例如通过驱动部件)来实现。

如图2中所示，流体入口管5的下部可在流体入口壳体9位于流体管道2下方并且流体入口管5延伸通过流体管道2的位置处连接到流体入口壳体9。流体入口壳体9构造成与流体入口管5流体连通。流体入口壳体9可构造为适于与流体入口管5流体连通的壳体单元，使得流体可经由流体入口壳体9从罐1的外部输送到流体入口管5中，并进一步朝向旋转头壳体21输送到流体入口管5中。

流体入口壳体9可设有管端口24，该管端口24适于利用适当的连接装置连接或附接到流体入口管5。管端口24和流体入口管5可构造成使得流体入口壳体9可例如通过螺纹连接或类似布置可释放地连接到流体入口管5。流体入口壳体9的管端口24与流体入口管5的内部容积流体连通，使得在罐填充、罐清洁或流体循环或混合操作期间，流体可从流体处理设备的外部流过流体入口壳体2，并流入流体入口管5的内部容积中。

流体入口壳体9还具有入口端口25，该入口端口25适于连接至流体导管(诸如管或软管)以用于将流体供应至流体入口管5。入口端口25可构造成使得流体入口壳体9可例如通过螺纹连接或类似的合适的软管或管连接布置可释放地连接到管或软管。流体入口壳体9可构造为具有壳体的刚性单元，该壳体在流体入口壳体9内形成流动通道。

如图2中所示，管端口24布置在流体入口管5的连接到流体入口壳体9的上部，使得流体可沿基本竖直的方向流入流体入口管5。入口端口25可布置成使得流体可沿相对于通过管端口24的流动方向成角度的方向流动。

如图2中利用箭头所指示，通过入口端口25的流可具有通过入口端口25到流体入口壳体9中的基本水平的方向。这样，流在流体入口壳体9中改变方向。流动方向也可不同于相对于图2描述的流动方向，并且可取决于流体入口壳体9的结构选择任何合适的角度。

如上文所述，流体入口壳体9可具有刚性结构，该刚性结构足够结实以相对于流体入口管5保持流体处理设备。如图1和图2中所示，外部动力源8也可利用适当的连接装置连接到流体入口壳体9。可用于流体入口壳体9的壳体的材料例如是不锈钢、黄铜、青铜或其他合适的金属材料、复合材料和塑料材料，或不同材料的组合。

如图2中所示，流体入口壳体9设有驱动轴孔10，并且在图2中所示的实施例中，驱动轴孔10布置在流体入口壳体9的下部的壳体壁中。这样，旋转驱动轴7可通过流体入口壳体9的驱动轴孔10插入流体入口管5中，使得旋转驱动轴7可延伸到流体入口管5的流动通道中。旋转驱动轴7从驱动轴孔10穿过流体入口壳体9延伸到管端口24。利用这种结构，旋转驱动轴7延伸穿过流体入口壳体9的壁中的驱动轴孔10，该驱动轴孔10与流体入口管5流体连通。如图1中所示，流体入口壳体布置在构造成位于罐1下方的位置处。

可在流体入口壳体9的壳体与旋转驱动轴7之间布置合适的驱动轴密封件11以用于密封驱动轴孔10。驱动轴密封件11防止在流体入口壳体9中流动的流体通过驱动轴孔10从流体入口壳体9泄漏。驱动轴密封件11可由具有期望结构的任何合适的材料制成，例如，诸如由橡胶或硅树脂制成的垫圈。密封件可为机械型轴密封件、o形圈型轴密封件或磁联接密封布置等。

由于流体入口管5相对于流体管道2的壳体被保持在适当的位置，并且牢固地连接到流体管道2，所以流体入口壳体9相对于流体管道2保持在适当的位置，因为流体入口壳体9牢固地连接到流体入口管9。利用这种结构，流体入口管5可相对于罐1是固定的并且不可旋转地布置。

在备选实施例中，流体处理设备可构造成不具有流体入口壳体9。替代地，流体入口管5可在下部设有集成在管结构中的弯曲的管节段。旋转驱动轴7然后可替代地在构造成位于罐1下方的位置处延伸穿过流体入口管5的壁中的驱动轴孔10。在与上文所述相同的方式下，可布置驱动轴密封件11以用于密封驱动轴孔10。

流体入口管5可由多个独立的管节段组成，多个独立的管节段利用合适的连接装置彼此可拆卸地互连。位于罐1内的流体入口管的部分可例如包括大约2-10个(诸如3-10个)独立的管节段。独立的管节段可设有合适的密封件以确保流体不会在独立的管节段之间泄漏。具有独立的管节段的结构将使得能够在罐1的底部4处简单地安装流体入口管5和从罐1拆卸流体入口管5。

在相同的方式下，旋转驱动轴7可由多个独立的驱动轴节段组成，多个独立的驱动轴节段利用合适的连接装置彼此可拆卸地互连。旋转驱动轴7位于罐1内的部分可例如包括大约2-10个(诸如3-10个)独立的驱动轴节段。具有独立的驱动轴节段的结构将使得能够在罐1的底部4处简单地安装旋转驱动轴7和从罐1拆卸旋转驱动轴7。

参看图8，驱动轴7可包括具有圆柱形第一端部36的第一驱动轴节段35。圆柱形第一端部36设有呈引导销37的形式的引导部件，该引导销37横向地延伸穿过圆柱形第一端部36。优选地，引导销37的两端延伸到圆柱形第一端部36外。然后，驱动轴7还可包括第二驱动轴节段38，该第二驱动轴节段38具有与第一驱动轴节段35的圆柱形第一端部36配合的中空圆柱形第二端部39。第二驱动轴节段38的中空圆柱形第二端部39基本包围第一驱动轴节段35的圆柱形第一端部36。中空圆柱形第二端部39设有与导向销37配合的槽40。当引导销37的两端延伸到圆柱形第一端部36外时，中空圆柱形第二端部39设有两个槽40，每个槽40与引导销37的端部中的一个配合。优选地，每个槽40是直槽并且沿驱动轴7的轴向方向延伸。具有引导销37和槽40的第一轴节段35和第二轴节段38之间的这种连接使得第一驱动轴节段35和第二驱动轴节段38彼此能容易分离，而无需工具或用于使第一轴节段35和第二轴节段38从彼此释放的任何特定操作。然而，第一驱动轴节段35的旋转安全地传递到第二驱动轴节段38。通过从第二驱动轴节段38撤回包括第一驱动轴节段35的外部动力源，可容易地拆卸与第一驱动轴节段35连接的外部动力源8。优选地，第一圆柱形端部36位于流体入口管5的下壁中的驱动轴孔10附近。由此，第一驱动轴节段35可很短，并且便于利用第一驱动轴节段35拆卸和操纵外部动力源8。

在图3中，示出了循环流体处理系统，其中流体处理设备还包括具有建立循环流体处理系统的流体泵14的流动回路26。流动回路26将流体流分配到罐1中和从罐1分配出流体流，并且流动回路连接到罐1和流体处理设备以用于实现流体流从喷射喷嘴23喷射到罐1中。流体泵14布置有泵入口端口15和泵出口端口16。泵出口端口16与流体入口管5流体连通，并且泵14布置成用于经由流体入口壳体9将流体泵送到流体入口管5中并且进一步泵送到喷射喷嘴23。如图4中所示，泵出口端口16与流体入口壳体9的入口端口25流体连通。泵入口端口15与流体管道2的外部端口20流体连通，使得从罐1通过流体管道2排出的流体可输送到流体泵14并且进一步分配到喷射喷嘴23。

如图3中所示的流体处理系统布置成使得流体泵14的操作构造成用于提供流体在流体处理设备中的循环。根据该操作的流体的循环可用于罐1的清洁或用于将罐1中的流体与例如物质混合。

可将流体从过程中使用的任何流体源(图3中未显示)填充到罐中。例如，流体泵14可用于经由喷射喷嘴23将流体引入罐1中。备选地，可在开始流体的循环之前经由流体管道2将流体填充到罐1中。在另一备选实施例中，罐1可设有单独的填充端口以用于将流体填充到罐1中。

在图4中，示出了一种流体处理系统，其中该系统可用于填充罐1、排空罐1、使流体循环以及将流体与物质混合。同样在该实施例中，流体处理设备还包括带有流体泵14的流动回路26。流动回路26将流体流分配到罐1中和从罐1分配出，并且流动回路连接到罐1和流体处理设备以用于实现流体流可从喷射喷嘴23喷射到罐1中。

流体泵14布置有泵入口端口15和泵出口端口16。泵出口端口16与流体入口管5流体连通，并且泵14布置成用于经由流体入口壳体9将流体泵送到流体入口管5中并且进一步泵送到喷射喷嘴23。如图4中所示，泵出口端口16与流体入口壳体9的入口端口25流体连通。泵入口端口15与流体管道2的外部端口20流体连通。

图4中所示的系统包括布置在流体管道2的外部端口20与泵入口端口16之间的第一阀27，并且第一阀27可用于控制流体管道2与流体泵14之间的流动。第一阀27还连接到流体源b，流体可从流体源b供给到罐1。取决于所使用的流体的类型，第一阀27可为本领域中已知的可调节三个流动导管之间的流动的任何合适的类型，诸如三通阀。

在第一状态下，第一阀27可设置成允许流体从流体源b流入罐1。该第一状态可用于向罐填充从可能加压的流体源b经由至流体管道2的第一导管28到罐1的流体。当罐1中已由流体填充至期望水平时，可关闭阀27以防止罐1进一步填充。

在第二状态下，第一阀27可设置成允许来自可能加压的流体源b的流体经由流体管道2和喷射喷嘴23流入罐1。在该第二状态下，第一阀27将允许流体从流体源b经由至流体管道2的第一导管28以及还经由至流体泵14的第二导管29流到罐1，流体泵将通过第三导管30到流体入口管5中的流体泵送到喷射喷嘴23。在第二状态下，流体泵14操作，并且可提供罐1的更快的填充操作。当罐1已由流体填充至期望水平时，可关闭阀27以防止罐1进一步填充。第一导管28、第二导管29和第三导管30可具有任何合适的结构，诸如连接流体处理系统的不同构件的软管或管。软管或管可取决于用途由任何合适的材料制成，例如，诸如塑料材料、增强塑料材料、橡胶、硅树脂、不锈钢、铜或其他金属材料。

在第三状态下，第一阀27可设置成允许流体从罐1通过第一导管28流出，并进一步流到第二导管29直至流体泵14。流体泵14操作成将流体通过第三导管30泵送到流体入口管中直至喷射喷嘴23。该第三状态类似于相对于图3描述的流体的循环，并且利用流体泵14将流体从罐1通过流体管道2泵送，并且进一步分配至喷射喷嘴23。如上文所述，在循环操作之前，罐1中可填充有流体。

为了将物质从物质源a引入系统中，可在第一阀27和流体泵14之间布置第二阀单元28，如图4中所示的那样。第二阀单元28可操作使得防止物质进入系统。第二阀单元28也可设置成允许将物质从物质源b引入系统中，使得该物质在流体泵14之前引入流体流中并由流体泵14泵送到喷射喷嘴23，在该处物质引入罐1中。作为备选方案，如图4中所示，该物质可从另一物质源c直接引入罐1中。

流体泵14可例如是齿轮泵、离心泵或另一种合适类型的泵。第一阀27和第二阀28可为蝶形阀、球形阀或其他合适类型的阀。来自流体源b的流体典型地是要在罐1中混合的液体或引入罐1中的清洁液体。如预定的混合或清洁应用所需要的那样，可将额外的液体源(例如第二液体源)连接至罐1。引入的物质可例如是与流体混合的固体颗粒。如果清洁罐1，也可能将清洁颗粒或其他清洁剂引入系统中。

如上文所述，流体处理设备适用于固体颗粒的引入和/或循环。特别地，可将固体啤酒花材料引入罐1的流体内容物中，例如，诸如啤酒制造过程中的啤酒或麦芽汁。流体处理设备和系统因此可用于将啤酒或麦芽汁与固体啤酒花材料在罐1中混合。如上文的不同实施例中所述的流体处理设备将提供紧凑的解决方案，使啤酒或麦芽汁与固体啤酒花材料有效混合，而不会有系统由引入的固体啤酒花材料堵塞的风险。此外，流体处理设备可由外部动力源驱动，这带来流体处理设备内较少的构件，并且由于不使用涡轮来驱动流体处理设备的旋转头壳体，可在设备内部实现较大的间隙。可利用外部动力源来增加旋转动力，使得搅动颗粒而不是停止旋转流体喷射装置。固体啤酒花材料可为啤酒花颗粒或完整啤酒花，诸如完整新鲜啤酒花。特别地，固体啤酒花材料可为啤酒花粒料。

参照相对于图4描述的系统，啤酒或麦芽汁可经由第一阀单元27从流体源b引入到罐中，并且固体啤酒花材料可经由第二阀单元31从布置在罐1外的物质源a引入啤酒或麦芽汁中。备选地，啤酒或麦芽汁可通过系统循环，该系统特别地包括罐1、流体管道2、第一导管28、第二导管29、流体泵14、第三导管30、流体入口管5和喷射喷嘴23，并且固体啤酒花材料可经由第二阀单元31从布置在罐1外的物质源a引入啤酒或麦芽汁中。在这些情况下，将固体啤酒花材料在罐1外引入啤酒或麦芽汁中。

备选地，或如果需要将更多的固体啤酒花材料引入系统中，则可使用物质源c，该物质源c也布置在罐1外并且通过额外的罐开口连接到罐。额外的罐开口优选地位于罐1的上部区域，以使得即使在罐中填充有流体时也能够容易地填充例如固体物质颗粒。在此情况下，固体啤酒花材料引入罐1内的啤酒或麦芽汁中。

混合有固体啤酒花材料的啤酒或麦芽汁借助于连接到流体入口管5的旋转流体喷射装置6在罐1内喷射。如上文所述，旋转流体喷射装置6借助于至少部分地在流体入口管5内延伸的旋转驱动轴7旋转，并且旋转驱动轴与旋转流体喷射装置6可旋转地连接。混合有固体啤酒花材料的啤酒或麦芽汁借助于流体管道2从罐1排出，该流体管道在罐1的底部4处与罐开口3流体连通，并且流体入口管5至少部分地延伸通过流体管道2并通过罐开口3延伸到罐1中。

流体处理设备可包括用于控制外部动力源8和流体处理设备的其他构件(诸如流体泵14和阀27,31)的处理单元。处理单元可具有连接到输入/输出装置并控制输入/输出装置的中央处理单元(cpu)。cpu可为常规类型的中央处理单元或微处理器，并且代表处理单元的能够执行计算机程序的指令的部分，并且可为执行处理单元的功能的主要元件。

在图5中，示出了流体处理设备的备选实施例。在该实施例中，流体管道2布置为具有罐端口19和外部端口20的壳体。罐端口19在布置在罐1的底部4处的罐开口3处连接至罐1。如图5中所示，外部端口20相对于罐端口19成角度地布置在流体管道2的下部，使得当流体从罐1流出或流入罐1时，流体在流体管道2中改变方向。如图5中所示，流体入口管5具有带有入口端口25的下部，入口端口25相对于流体入口管5的上部成角度地布置。因此，流体入口管5的下部相对于流体入口管5的上部弯曲或成曲线。如图5中所示，管孔12布置在流体管道的侧壁上，使得流体入口管5在流体管道2内从管孔12行进至罐端口19并进一步行进到罐1中。因此，该实施例示出了一种设计，其中流体管道2和流体入口管5两者集成在单个壳体中。

罐孔12可设有适当的密封，使得流体不会通过管孔12泄漏出去。旋转驱动轴7布置在流体入口管5内。驱动轴孔10布置在流体入口管5的下壁中。利用这种结构，旋转驱动轴7可连接到外部动力源8并且延伸穿过驱动轴孔10。此外，外部动力源8可例如附接到流体管道2的外表面。

在图6中，示出了流体处理设备的进一步的备选实施例，其结构类似于相对于图1和图2描述的实施例。在该实施例中，流体管道2布置为具有罐端口19和外部端口20的管。罐端口19在布置在罐1的底部4处的罐开口3处连接至罐1。如图6中所示，外部端口20相对于罐端口19成角度地布置在流体管道2的下部，使得当流体从罐1流出或流入罐1中时，流体在流体管道中改变方向。在该实施例中，流体管道2构造为具有略微弯曲或成曲线的形状的管结构。流体管道2可由单个管部分或多个互连的管部分组成。

如图5中所示，流体入口管5具有带有入口端口25的下部，入口端口25相对于流体入口管5的延伸部成角度地布置。流体入口管5的下部相对于流体入口管5的上部略微弯曲或成曲线。流体入口管5可由单个管部分或多个互连的管部分组成。

如图5中所示，管孔12布置在流体管道2的侧壁上，使得流体入口管5在流体管道2内从管孔12行进至罐端口19并进一步行进到罐1中。管孔12可设有适当的密封，使得流体不会通过管孔12泄漏出去。旋转驱动轴7布置在流体入口管5内。驱动轴孔10布置在流体入口管5的壁中。利用这种结构，旋转驱动轴7可连接到外部动力源8并且延伸穿过驱动轴孔10。此外，外部动力源8例如可附接到附接的流体入口管5的外表面。

在下文中参照图7a描述本公开的进一步的有利方面。在流体中混合有固体颗粒、特别是固体啤酒花材料(诸如啤酒花颗粒)的情况下，流体循环设备的操作可能导致流体循环设备的各个部分的堵塞。例如，朝罐1的底部向下沉落的固体颗粒可能引起流体管道和罐开口3的堵塞，而流体循环设备的其他部分也可能变得堵塞。堵塞或阻塞典型地导致流体循环设备的流量降低，或甚至导致流量循环完全停止。通常，堵塞典型地需要流体循环设备的选定部分的昂贵且费时的拆卸。通过为流体循环设备提供流体换向阀布置32，可至少部分地解决该问题，流体换向阀布置32构造成使得能够以常规混合/清洁模式或反向模式进行流体处理设备的选择性流循环操作。流体泵14可总是沿相同方向操作，即，总是在泵入口端口15处吸入流体并且在泵出口端口16处排出加压流体。

流体处理设备的cpu可例如编程为在反向模式中自动操作流体处理设备。反向模式可周期性地操作或在检测到堵塞指示时操作。反向模式也可手动地控制。

在流体处理设备在反向模式中操作期间，流体构造成经由旋转流体喷射装置6从罐1中吸出并经由流体管道2供应到罐1。由于在旋转流体喷射装置6的区域中的罐内的流体可具有比罐1的底部区域少得多的固体颗粒，这可导致有效的疏通。因此，即使流体管道2堵塞，由旋转流体喷射装置6吸入流体也是可能的，并且通过从流体泵14向流体管道2供应加压流体，可消除流体管道2中的任何阻塞。

图7a示意性地示出了流体换向阀布置32的示例性实施例，其流体地连接到泵入口端口15、泵出口端口16、流体管道2和流体入口管5。因此，流体换向阀布置32布置在流体泵14与罐1之间。

流体换向阀布置32包括第三阀单元33a、第四阀单元33b、第五阀单元33c和第六阀单元33d。第三至第六阀单元33a-33d彼此连接以形成示意性圆，并且泵入口端口15和泵出口端口16在相对侧流体地连接至该圆，并且流体管道2和流体入口管5在相对侧也流体地连接至该圆但是通过一个阀单元33a-33d与泵入口端口15和泵出口端口16的连接移位。

常规混合/清洁模式中的流动循环操作涉及使流体经由旋转流体喷射装置6喷射到罐1中以及经由流体管道2从罐1中排出。在此模式中，第三阀单元33a和第六阀单元33d处于打开状态，且第四单元33b和第五阀单元33c处于关闭状态。来自流体泵出口端口16的流体通过第六阀单元33d并进入流体入口管5，并且经由流体管道2排出的流体通过第三阀单元33a并供应到流体泵入口端口15。

反向模式中的流动循环操作涉及使流体经由旋转流体喷射装置6从罐1中吸出以及经由流体管道2供应到罐1中。在此模式中，第三阀单元33a和第六阀单元33d处于关闭状态，且第四阀单元33b和第五阀单元33c处于打开状态。来自流体泵出口端口16的流体通过第五阀单元33c并进入流体管道2，并且经由旋转流体喷射装置6和流体入口管5从罐1中吸出的流体通过第四阀单元33b，并且在流体泵入口端口15处供应。

图7a中公开的流体换向阀布置32的实施例仅仅是一个示例。第三至第六阀单元33a-33d可例如更集成，并且图7a示意性地示出了具有借助于常规的4/2方向控制阀表示的流体换向阀布置32和流体泵14的流动回路。未示出罐1、流体管道2和流体入口管5。

为解决堵塞问题的目的向流体循环设备提供流体换向阀布置的概念并不严格限于根据本公开的流体处理和循环设备，即，具有延伸穿过流体管道并穿过罐开口到罐中的流体处理或循环设备，而是可同样提供给更常规的流体循环设备，例如，诸如具有由涡轮驱动的旋转头壳体的那些(其继而由流入罐的液体驱动)，或在罐的上部或顶部区域处的第一罐开口处将流体供应到罐并且在罐的下部或底部区域处的第二罐开口处将流体从罐排出的那些。这种常规的流体处理或循环设备典型地包括旋转流体喷射装置，该旋转流体喷射装置具有旋转头和旋转毂，旋转头具有可绕第一轴线旋转的旋转头壳体，旋转毂上布置有至少一个流体喷射喷嘴，且该旋转毂可绕第二轴线相对于旋转头壳体旋转，该第二轴线典型地与第一轴线偏置80-100°(诸如90°)的角度。然而，流体换向阀布置优选地与根据本公开的流体处理设备组合，即，与如上文所述并且由权利要求书限定的流体处理设备组合。

应当认识到，以上描述本质上仅是示例性的，且不意图限制本公开、其应用或用途。尽管已经在说明书中描述并且在附图中示出了特定示例，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离如权利要求书限定的本公开的范围的情况下，可进行各种改变并且可用等同物替代其元件。此外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可进行修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此，意图的是，本公开不限于由附图示出并且在说明书中描述为当前设想用于执行本公开的教导的最佳模式的特定示例，而是本公开的范围将包括落入前述描述和所附权利要求书内的任何实施例。权利要求书中提到的参考标记不应被视为限制由权利要求书保护的主题的范围，并且它们的唯一功能是使权利要求书更容易理解。

参考标号列表

1：罐

2：流体管道

3：罐开口

4：底部

5：流体入口管

6：旋转流体喷射装置

7：旋转驱动轴

8：外部动力源

9：流体入口壳体

10：驱动轴孔

11：驱动轴密封件

12：管孔

13：管密封件

14：流体泵

15：泵入口端口

16：泵出口端口

17：上部

18：下部

19：罐端口

20：外部端口

21：旋转头壳体

22：旋转毂

23：喷射喷嘴

24：管端口

25：入口端口

26：流动回路

27：第一阀单元

28：第一导管

29：第二导管

30：第三导管

31：第二阀单元

32：流体换向阀布置

33a：第三阀单元

33b：第四阀单元

33c：第五阀单元

33d：第六阀单元

34：4/2方向控制阀

35：第一驱动轴节段

36：第一端部

37：引导销

38：第二驱动轴节段

39：第二端部

40：槽。