Устройство для приготовления и распределения карбонизированной воды

Устройство для приготовления и распределения карбонизированной воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КАРБОНИЗИРОВАННОЙ ВОДЫ, содержащее водяной насос с пневматическим приводом, карбонизатор , охлаждающее приспособление, смеситель-турбулизатрр , распределитель газированной воды, источник двуокиси углерода, систему трубопроводов для подвода и отвода движущего воду газа, воды, диоксида углерода, сиропа и газированной воды, и регулирующие клапаны , отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса карбонизации, водяной насос установлен перед карбонизатором, его трубопровод для отвода движущего воду газа соединен с трубопроводом для подвода воды в смеситель-турбулизатор после охлаждающего приспособления, на трубопроводе подачи воды и газа из смесителя-турбулизатора установлено сопло, размещенное в газовом пространстве карбонизатора, при этом последний снабжен датчиком уровня жидкости, а на трубопроводе для подаi чи воды расположен регулирующий клапан между охлаждающим приспособлениО ем и трубопроводом для подачи движуС щего газа в смеситель-турбулизатор, причем распределитель газированной воды соединен с трубопроводом для подачи охлажденной воды между регулирующим клапаном и охлаждающим приспособлением .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4

L 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3254448/28-13 (22) 28.01.81 (31) 1163741 (32) 29.01.80 (33) US (46) 15. 11. 86. Бюл. № 42 (71) Дэе Кока-Кола Компани (US) (72) Джон P. Макмиллин, Джин А.Трейси, Вильям Эндрю Харвилл и Вильям С, Кредл, младший (US) (53) 663.3.115(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 142091, кл, С 07 F 3/06, 1961 (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КАРБОНИЗИРОВАННОЙ ВОДЫ, содержащее водяной насос с пневматическим приводом, карбонизатор, охлаждающее приспособление, смеситель-турбулизатор, распределитель газированной воды, источник двуокиси углерода, систему трубопроводов для подвода и отвода движущего воду газа, воды, диоксида углерода, сиропа и ra„„SU„„127) 359 А 3 зированной воды, и регулирующие клапаны, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса карбонизации, водяной насос установлен перед карбонизатором, его трубопровод для отвода движущего воду газа соединен с трубопроводом для подвода воды в смеситель-турбулизатор после охлаждающего приспособления, на трубопроводе подачи воды и газа из смесителя-турбулизатора установлено сопло, размещенное в газовом пространстве карбонизатора, при этом последний снабжен датчиком уровня жидкости, а на трубопроводе для подачи воды расположен регулирующий клапан между охлаждающим приспособлением и трубопроводом для подачи движущего газа в смеситель-турбулиэатор, причем распределитель газированной воды соединен с трубопроводом для подачи охлажденной воды межцу регулирующим клапаном и охлаждающим приспособлением.

1 127

Изобретение относится к пищевой промьштленности, а именно к устройст-ву для приготовления и распределения карбонизированной воды.

Цель изобретения -- повьппение зфт11ективыости процесса карбонизации, На чертеже схематич1то изображено устроиство для получения н распределения карбонизированной воды, устройство включает пневматический водяной насос 1 с пневматическим приводом, карбонизатор 2. охлаждающее приспособление 3, смеситель--турбулизатор 4, распределитель 5 газированной воды, источник 6 двуокиси углерода, трубопровод 7 для подвода Воды, соединяющий водяной насос :I c карбанизатором 2., трубопровод 8 для

НОдачи I.а= а, сосдинл10(ций насос 1 с карбонизатором 2, и трубопровод 9 для отвода отработанного газ"1, соединяющий насос 1 с карбониза.-.ором 2.

11одянай насос 1 имеет патрубок 10, соединенный с источником во,цы, Источником воды мол-,ет быть либо контеинер

11 с водой,, либо водопровод 12, обеспечивающий подвод воды под напором.

Латрубок 13 для вывода воды соединен с насосом и трубопроводом 7 для подвода иоды, патрубок 14 для подачи газа коптрольнога клапана 15 -IBcocB

1 соецтпьле г ега трубопроводом 8 для подачи газа, а контрольный клапан 15 соединяет насос 1 с трубопроводом 9 отработанного газа, Насос 1 имеет поршни 16 в двух цилиндрах 17, Каждый из цилиндров 17 разделен на газо1 вые камеры 18 и зодяные камеры 19„ отделяя воду от пропеллентнога газа, Водяной насос 1 через клап-; соединяет IIopiJtHH 16 с контрольными клапанами 15.

Карбонизатор 2 представляет собой сосуд 21 для карбонизированной воды с установленным в нем датчиком 22 уровня., Послепний следит за повьппением и понижением уровня в резервуаре и действует на переключатель 23, который служит для oTIrpbIHBHHH и впуска воды через клапан 24 на трубопроводе

7 для подвода воды, В газовом пространстве карбонизатора 2 размещена соп-ла 25, установленное на трубопроводе

26 газа и подачи воды. Карбонизатор 2 соединен с соплом 25 трубопроводам

27, имьпощим нормально закрытьти регулирующий клапан 28, соединеннььй с распределяющим активатором 29 н нахо1359 дя1цийся под его контролем, а распределтнощий трубопровод 30 имеет ра змер „ обесп ечиваюший задагптую вольюметрическую скорость подачи и" карбонизатора ?. в сопла 25, Рекомен;туемый разI мер 0,108 (3,75 мм) по внутреннему диаметру и 1?" (305 мм} длиной.

Охлаждающее приспособление 3 погружено в ванну 31 со льдом, размешен1О ную ниже нормально закрытого клапана

24 и выше сопла?5, Омеситель †турбулизатор 4 представляет собой ряд перегородок для перемешива,тия воды и цвуокиси углерода в трубопровоце 7, Трубопровод 9 для отвода отработанного газа соединен с трубопроводом 7 цля подвода воды ниже клапана 24 и выше смесителя-турбулизатора 4 сопла 25, - егулирутогIHI" клапан 32 установлен

2О на трубопроводе 7 дгя подвода воды смесителя-турбулизатора 4 и соединения трубопровода 9 для отвода отработанного газа с трубопроводом 7 для подвода воды. 1 екомендуется его устанавливать гьш-е клапана 24, Регулирующий клапан 32 сконструирован ьтчя установления заданной скорости течения воды от насоса 1 в ьарбонизатор 2, которая мень11;с,, чем заданная воль1оЗО метрическая скорость течения через распределяющий трубспровод 30, регулирующий клапан 33 в трубопроводе 9 длл отвода отработанного газа предотвращает течение воды из трубопровода

7 через трубопровод 9 для отвода отработанного гeза B насос 1 или его клапан 15 а также предотвращает течение отработати;ого газа обратно в насос 1 после использования в качестве пропеллента, Трубопровод 34„p,BcIIpåöeëÿþùèé воду, соединен с трубопроводом 7 для подвода воды ниже пп теченито от охлаждающего приспособления 3 и вьппе клапанов 24 и 32„ -аспрецеллюший вацу трубопровац 34 н-Ieeò клаг1ан 35, установленный длл палутенил заданной вольтометриче=кой скорости течения, большей cKoрос H ус ганавленной KJIB паном 32, и: —.;с меньшей мере равной нормальной вальюметрьгческой скорости течения по трубопроводу 30, и HðåðûВиста работающий нормально закрытьIЙ клапан 36, который саецинен с активатором .37, Трубопровод 34 соединен с трубопроводом 30 распределительно-о трубопровода 38 карбонизированной воды. ливают на давление накопления

25 фунтов/кв,дюйм (172 кПа), которое меньше давления пропеллента и дает устойчивое насыщение в карбонизаторе

2 около 4 1/2 объемов сатурации при

0 С, Регулятор 49 давления насоса устанавливается на давление 50 фунтов/

/кв,дюйм (344 кПа), Клапан 32 заполнения карбонизатора имеет такой размер, чтобы дать вольюметрическую скорость течения 0,8 унций (24 см ) в секунду, клапан 35 простой воды имеет размер, чтобы дать скорость течения

1,25 унций (40 см ) в секунду, Оба

3 клапана (32 и 35) чувствительны к давлению от насоса 1 и поддерживают заданные скорости вытекания во время подъема или падения давления в трубопроводе 7 в результате изменения возвратно-поступательного движения насоса 1, При относительно постоян-» ном заданном давлении 25 фунтов/кв, дюйм (172 кПа) в карбониэаторе 2 размеры распределительного трубопровода

30 обеспечивают вольюметрическую ско3 рость протекания 1,25 унций (40 см ) в секунду, Эта скорость по меньшей мере равна скорости в клапане 35 простой воды. Ванна 31 содержит лед для охлаждения воды в змеевике 53.

Устройство запускается в результате действия активатора 29 карбонизированной воды и затем клапана 50 концентрата.

Для подачи карбонизированной воды приводится в действие активатор 29, который в свою очередь открывает клапан 28..Карбонизированная вода в сосуде 21 находится при относительно постоянном давлении 25 фунтов/кв, дюйм (172 кПа) двуокиси углерода в газовом пространстве карбонизатора 2 и при равновесном давлении для требуемой карбонизации воды выталкивается в распределительный трубопра вод 38 и через распределительный трубопровод 30 с заданной скоростью

1,25 унций (40 см ) в секунду к распределителю 5 газированной воды.

Таким образом, карбонизированная вода может быть дискретно распределена, Распределение концентрата, проводимое одновременно с карбонизированной водой, создает напиток, Когда активируется клапан 50 и газ под давлением 50 фунтов/кв,дюйм (344 кПа) поступает из регулятора 49 к насосу

45, концентрат накачивается в распз 1271359

Трубопровод 8 для подвода газа может соединяться с источником 6 двуокиси углерода и имеет трубопровод 39, соединенный с газовым выходом водяного насоса 1, регулятор 40 давления для регулирования давления в насосе

I, трубопровод 41, соединенный с газовым пространством карбонизатора 2, и регулятор 42 давления накопления для регулирования давления в карбо- 10 низаторе 2, Автоматический клапан 43 связан с газовым пространством карбонизатора 2 и выпускает из него газ, когда давление в карбонизаторе 2 превышает установленное давление накопления регулятора 42.

Устройство имеет распределитель

44 концентрата, который включает пневматический насос 45, который на— качивает концентрат из контейнера 46, щ находящегося при атмосферном давлении, Этот насос приводится в действие двуокисью углерода из источника 6.

Газовый трубопровод 47 к насосу 45 концентрата имеет трубопровод 48, со-25 единенный с основным трубопроводом 8 для подвода газа через регулятор 49 давления, Контрольный клапан 50 нормально закрывает трубопровод 48 и соединяет 30 насос 45 с атмосферой через отверстие 51. Клапан 50 и активатор 29 распределения работают сообща. Когда клапан

50 активируется, отверстие 51 закрывается и трубопроводы 47 и 48 соединяются,3> в результате чего насос 45 соединяется с регулятором 40 давления пропеллента, Концентрация подается из насоса

45 к распределителю 5 газированной воды через трубопровод 52 с охлажда- 4р ющим змеевиком 53, размещенным в ванне 31.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Вода из контейнера 1!, сжатая дву-45 окись углерода находятся в источнике 6 двуокиси углерода, а концентрат напитка. — в контейнере 46. Концентратом для напитка является сироп, смешанный один к пяти с водой ° Как простая вода в контейнере 11, так и концентрат в контейнере 46 могут находиться при атмосферном давлении при температуре окружающей среды., Регулятор 40 давления пропеллента уста-55 наливают на заданное давление

120 фунтов/кв дюйм (828 кПа), регулятор 42 давления накопления устанав5 12713 ределитель 5 газированной воды с заданной вольюметрической скоростью, находящейся в должном соответствии со скоростью подачи воды, Вода и концентрат смешиваются и подаются в ви5 де напитка, двуокись углерода подается в качестве пропеллентного газа при заданном давлении в насос 1 под контролем клапана 15. Поршень 16 перемещается вперед и назад при помощи пропеллентного газа и, когда поршень 16 достигает конца хода, включает бистальный клапан 15 и производит перемещение в другом направлении °

Контрольный клапан 15 насоса 1 схематично показан на чертеже с бобиной в правом положении.. При таком ,положении газ при давлении подачи

20 поступает из трубопровода 39 в левую газовую камеру 1 8, а отработанная двуокись углерода выпускается из пра-. вой камеры 18 через клапан 15 в тру25 бопровод 9 для отвода отработанного газа, Давление смещает поршни 16 направо и вода подается иэ левой камеры водяной камеры 19 и всасывается в правую камеру 19. Когда поршни 16

ЗО находятся около конца своего хода вправо, они будут двигать бобину клапана 15 налево и отсоединять левую, газовую камеру 18 и соединять правуъ газовую камеру 18 с трубопроводом 8 для подвода газа, Одновременно левая 35 газовая камера 18 соединяется с трубопроводом 9, для отвода отработанного газа и использованная двуокись углерода выпускается, Затем поршень 16 смещается и движется налево, и вода

49 накачивается из правой камеры 19 и засасывается в левую камеру 19, Это возвратно-поступательное движение и накачивание происходит автоматически в ответ на течение и падение давле- ф5 ния в трубопроводе 7 для подвода воды, Если в трубопроводе 7 отсутствует течение, так как клапан 24 закрыт, поршень 16 не движется, в то время как при открытом клапане 24 при тече-5О нии воды поршень 16 движется, чтобы создать ее течение. Движение и активация контрольного клапана 15 полностью автоматические, и чувствительны к перемещению поршня 16 в резуль- 55 тате контроля уровня переключателем

23, вызывающим открывание клапана 24 для заполнения карбонизатора 2, 59 Ь

Вода, накачиваемая и подаваемая через насос l, находится при температуре окружающей среды. Когда вода подается, она проходит через охлаждающее приспособление 3 и охлаждается о до О С, а затем подается через клапан 24, Когда вода выходит из клапана 24, она приходит в прямой контакт с использованной и выпущенной двуокисью углерода, которая беспрепятственно выпускается через трубопровод 9 в трубопровод 7 пропеллируемой воды. Поток воды и отработанного газа проходит затем через смесительтурбулизатор 4 и через трубопровод

26 для подвода воды и газа в сопло

25, Сопло 25 поддерживает поток и давление воды и газа и повышает давление в смесителе-турбулиэаторе 4 примерно до 50 фунтов/кв,дюйм (344 кПа) во время заполнения карбонизатора, Вода и отработанная пропеллирующая двуокись углерода соединяются при непосредственном контакте и взбалтывании и перемешиваются при прохождении через смеситель-турбулизатор 4 при поддерживаемом давлении.

Поддерживаемое давт:ение между клапаном 24 и соплом 25 во время заполнения карбониэатора 2 находится на уровне, лежащем между давлением пропеллента в водяном насосе 1 и давлением накопления в карбонизаторе 2, и одновременно большем, чем давление накопления, которое является конечным и рассматривается как равновесное для распределения, Это поддерживаемое давление, при котором вода и отработанный газ турбулентно смешиваются, составляет примерно удвоен",, ное давление хранения и распределения воды после перемешивания ° Для максимальной карбониэации вся использованная двуокись углерода выпускается в охлажденную воду и весь отработанный газ и вся пропеллированная вода смешиваются и совместно поступают в карбонизатор 2 при помощи одновременного распыления в мелкую пыль в сопле 25 через газовое пространство, е

Когда поплавок датчика 22 уровня поднимается до заданного уровня, переключатель 23 открывается, а клапан

24 закрывается. Пропеллируемая вода в трубопроводе 7 выше по течению клапана 24 гидростатически останавливается и поршни 16 гидростатически блокируются на месте, Когда уровень во7 ) 2713 ды в карбониэаторе 2 падает во время распределения, поплавок датчика следует эа уровнем воды вниз, закрывает переключатель 23 и открывает наполняющий клапан 24. Вода начнет течь и поршни 16 автоматически начнут возвратно-поступательное движение и будут подавать воду в карбонизатор 2, Вольюметрическая скорость течения воды, уходящей во время распределения из карбонизатора 2, значительно превышает. скорость, допускаемую контролирующим заполнение клапаном 32 в карбонизаторе 2 из насоса 1, и распределяеМая вода забирается из сосуда 21, Насос 1 работает плавно и не совершает заполнения. карбониэатора во время распределения, а скорее производит заполнение карбонизатора 2 после окончания распреде- Zp ления. Это предотвращает прерывистую или сравнительно прерывистую работу насоса 1 во время распределения °

Вся пропеллирующая двуокись уг25 лерода выпускается в карбонизатор 2, Избыток двуокиси углерода автоматически выводится иэ карбонизатора 2 через клапан 43, когда давление в карбонизаторе превысит заданное давление накопления более, чем на

3 фунта/кв.дюйм (21 кПа). Эта избыточная двуокись углерода выпускается с в атмосферу, так что в карбонизаторе

2 поддерживается заданное давление, Если захваченный воздух и другие га- 35 зы были обнаружены в больших количествах в водопроводной воде и в значительно меньших количествах в отстоявшейся воде, эти газы выделяются из воды и выпускаются через клапан 43. 40

Эти газы выпускаются одновременно с .избыточным пропеллентом. Выделение и выпуск захваченного воздуха и других газов перед или во время карбонизации необходимы для получения более высокого уровня карбонизации, чем

:достижимо, когда воздух присутствует, Когда это явление понятно, в карбониэатор подают избыточное количество пропеллирующей двуокиси угле- 0 рода для очистки карбонизатора от атмосферного воздуха. Когда насос 1 работает, поступающая вода сначала интенсивно перемешивается в смесителетурбулизаторе 4, а затем распыляется Б через сопло 25. Перемешивание и распыление происходят в атмосфере двуокиси углерода, которая не имеет дру—

59 гих составляющих атмосферного воздуха и других газов, найденных в простой воде. Прл отсутствии нормальных парциальных давлений этих газов вода дегазируется от других газов, кроме двуокиси углерода, в то время как двуокись углерода остается в растворе, Хотя эта дегазация может быть неполной, она достаточна для получения более высокой карбониэации и лучшего вкуса °

Охлажденная и не карбониэированная вода может селективно распределяться быстрее, чем карбонизированная ° Когда распределительный клапан

36 простой воды открыт, насос 1 начинает работать (как описано ранее) и вода подается через трубопровод 7 и охлаждающее приспособление 3. Охлажденная вода отводится из трубопровода 7 после охлаждения и перед контактом с двуокисью углерода, Эта вода проходит через контрольный клапан

35, распределительный клапан 36 и распределительный трубопровод 34 к распределителю 5 газированной воды.

Во время отведения и распределения простой воды насос 1 меняет скорость и движется почти вдвое быстрее, чем во время пополнения карбонизатора 2.

Если простая вода распределяется одновременно с пополнением карбониэатора 2, насос 1 почти втрое увеличивает скорость по сравнению с нормальной работой ° Когда заполняющий клапан 24 закрывается, весь поток воды в трубопроводе 7 отклбняется для распределения без карбонизации ° .

Во время такого отклонения простой воды двуокись углероДа еще используется в качестве пропеллента и после использования выпускается через трубопровод 9 в карбонизатор 2. Когда давление в карбонизаторе гревысит до. пустимое, клапан 43 открывается и отработанный гаэ из карбонизатора 2 выпускается во время отведения воды.

Этот выпуск использованного пропеллента через карбонизатор во время отведения простой воды продувает карбонизатор 2 от газов, ранее выделившихся из воды, и дополнительно уменьшает парциальное давление этих выделившихся и нежелательных газов в карбонизаторе.

Найдено, что общее количество двуокиси углерода, используемой в качестве пропеллента, равно удвоенному

9 ) 27)3 количеству газа, требуемого для карбонизации. После того, как взято в раствор требуемое количество газа для карбонизации, примерно равное количество выпускается через смесительтурбулизатор 4, трубопровод 26, сопло 25 и карбонизатор 2 для очистки атмосферы его газового пространства, Давление водопроводной воды может использоваться для частичного про- 10 пеллирования простой воды и для уменьшения расхода двуокиси углерода, тогда источником водопроводной воды под давлением может использоваться водопровод 12 соединенный с патрубком 15

10, вместо открытого контейнера 11 с водой, Регулятор 40 давления пропеллента установлен на давлении 120 фунтов/кв,дюйм (828 кПа), Это требуемое общее давление пропеллента, когда 2О применяется водопроводная вода, Давления водопроводной воды и газа. объединяются, чтобы достичь общее давле- . ние пропеллирования, Например, когда давление водопроводной воды ?О фун- 25 т0B/KB,дюйм, регулятор 40 давления пропеллента устанавливается на давление 100 фунтов/кв,дюйм, что,пает общее давпение 120 фунтов/кв.дюйм, а когда давление водопроводной воды 30

40 фунтов/кв.дюйм, регулятор 40 устанавливается на давление 80 фунтов/кв, дюйм, давая общее давление 120 фунтов/кв,дюйм, Все давление водопроводной воды прикладывается к подаваемой воде и давление пропеллирующей двуокиси углерода регулируется на минимально возможное значение на клапане 40, которое в комбинации с давлением водопроводной воды равно общему 4О заданному давлению пропеллирования.

Давление водопроводной воды прикладывается к пропеллируемой воде:в на" сосе 1 через поршни !б, Как показано

59 10 на чертеже, вода накечивается иэ левон камеры )9 водяного насоса, а правая камера заполняется, Давление газа в леной камере 19 выше, чем давление водопроводной воды, осуществляется автоматическое закрывание контрольного клапана впуска воды в левую камеру. Правая камера 19 водяного насоса заполняется водой, поступаю" щей из водопровода, и ее давление прикладывается к поршню 16 и к воде в левой камере 18, поднимая давление пропеллируемой воды и давая в комбинации с давлением газа общее давление пропеллирования, Использованная пропеллирующая двуокись углерода выпускается непосредственно в воду между клапаном 24 и смесителем-турбулизатором 4, когда вопа подается при помощи давления пропеллирующего газа в комбинации с давлением водопроводной воды, и одновременно через сопло 25, Водопроводная вода, использующаяся для подьема давления и пропеллирования, затем подается как простая вода для карбонизатора 2, когда поршень 16 совершает возвратно-поступательное движение, Пропеллируемая вода сначала используется для поднятия давления, Простая охлажденная вода может также распределяться, как описывалось ранее, когда давление поднимается давлением водопроводной воды, Потоки простой и карбонизированной воды могут совмещаться для формирования напитка с низкой карбониэацией при помощи одновременного открывания обоих распределительных клапанов 28 и 36.

Предлагаемое устоойство позволяет повысить эффективно"ть процесса карбонизации, !

27!359

Составитель Л, Пашинина

Техред Л.Сердюкова КоРРектоР Е, Сирохман

Редактор M Петрова

Заказ 6255/59 Тираж 543 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4