Сатуратор

Сатуратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам для сатурирования напитков и может найти применение в торговом машиностроении, при производстве сатурационных аппаратов для приготовления и выдачи газированных напитков. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности в работе. Сатуратор содержит насос-дозатор 1 с дозирующей 3 и перепускной 4 полостями и поршнем 2, смесительную камеру 6, силовую газовую камеру 10, установленную на насосе-дозаторе 1 и содержащую мембрану 11, газоподводящий трубопровод, систему подводящих трубопроводов и распределительных клапанов. Предохранительный клапан 8 размещен на смесительной камере. Возвратная пружина 16 установлена в надмембранной полости силовой газовой камеры. Диаметр рабочей поверхности мембраны силовой камеры устанавливают по зависимости, увязывающей основные геометрические параметры сатуратора с его режимными параметрами. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51)5 А 23 L 2 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4319 67/30-13 (22) 22. 10,87 (46) 07.04.90. Вюл. Р 13 (71) Ленинградский технологический институт холодильной промьппленности и Ленинградский завод торгового машиностроения (72) С.С.Ермаков, А.Ф.Дубинич, b.È.×åðíÿê и А.А.Кулезнев (53) 663,257,5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1143383, кл. А 23 L 2/00, 1985. (54) САТУРАТОР (57) Изобретение относится к устройствам для сатурирования напитков и может найти применение в торговом машиностроении, при производстве сатурационных аппаратов для приготовления и выдачи газированных напитков. Цель

2 изобретения — повышение эксплуатационной надежности в работе. Сатуратор .содержит насос-дозатор 1 с доэирующей

3 и перепускной 4 полостями и поршнем

2, смесительную камеру 6, силовую газовую камеру 10, установленну1о на насосе-дозаторе 1 и содержащую мембрану 11, газоподводящий трубопровод, систему подводящих трубопроводов и распределительных клапанов. Предохранительный.клапан 8 размещен на смесительной камере. Возвратная пружина 16 установлена в надмембранной полости силовой газовой камеры. Диаметр рабочей поверхности мембраны силовой камеры устанавливают по зависимости, увязывающей основные геометрические параметры сатуратора с его режимными параметрами. 1 ил.

1554871. Р где DH и В„

QP< и ДР

Изобретение относится к торговому машиностроению, а именно к сатурационным аппаратам для приготовления и порционной выдачи газированных напитков °

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности в работе.

В сатураторе, содержащем насос-дозатор с дозирующей и перепускной полостями и поршнем, смесительную камеру, силовую газовую камеру, установленную на насосе-.дозаторе и содержащую мембрану, связанную с поршнем насоса-дозатора и разделяющую силовую камеру на надмембранную и подмембранную полости, соединенные между собой трубопроводом с управляемым клапаном, газоподводящий трубопровод, связанный через управляемый клапан с подмембранной полостью, а также систему подводящих трубопроводов и распределительных клапанов, мембрана снабжена возвратной пружиной, установленной в надмембранной полости силовой камеры, а смесительная камера содержит предохранитепьный клапан для сброса газа, причем диаметр рабочей поверхности мембраны определяется по формуле

30 диаметры рабочей поверхности мембраны и поршня насоса-доза"

35 тора; коэффициент насыщения жидкости газом, достигаемый в данном аппарате; 40 перепады давления между дозирующей и перепускной полостями, необходимые для работы смесительной камеры и для подсоса дозы жидкости в дозирующую полость требуемая концентрация растворенного в напитке диоксида углерода. константа фазового равновесия системы вода — диоксид углерода; универсальная газовая постоянная; молекулярная масса и температура газа.

Наличие у мембраны возвратной пружины, установленной в надмембранной полости силовой камеры, позволяет при соединении ее полостей получить в дозирующей полости насоса-дозатора разрежение, необходимое для подсоса газируемой жидкости, находящейся в открытом резервуаре. Установка на смесительной камере предохранительного клапана для сброса газа, срабатывающего при превышении давления газа в камере сверх установленного давления сатурации, позволяет осуществлять автоматическое удаление из камеры накопившегося в ней воздуха. Это повышает эксплуатационную надежность устройства, так как исключается возможность потери работоспособности устройства при накоплении в смесительной камере выделившегося воздуха.

Увязка основных геометрических параметров устройства с его режимными параметрами позволяет осуществлять точную дозировку потребляемого газа, что обеспечивает работоспособность устройства и получение заданной степени насыщения напитка газом. 1<роме того, это позволяет отказаться от отдельного трубопровода низкого давления для подпитки устройства газом, что упрощает его конструкцию.

Выполнение диаметра мембраны по определенной расчетной формуле, увязывающей основные геометрические и заданные режимные парметры сатуратора, позволяет наиболее рационально использовать энергию сжатого диоксида углерода. Поскольку отклонение одного или нескольких режимных пар;;.метров у известного сатуратора от своего первоначального значения приводит к потере работоспособности устройства, т,е, надежность работы сатуратора зависит от многих, часто нестабильных по своему значению, факторов, то в данном сатураторе всякое изменение режимных параметров в любом случае не приводит к потере работоспособности устройства, возможно лишь снижение качества напитка или увеличение расхода газа. Безусловная работоспособность сатуратора обеспечивается как дополнительной установкой предохранительного клапана для сброса газа, так и выполнением по соответствующей зависимости диаметра рабочей поверхности мембраны, 71

На чертеже схематично изображен предлагаемый сатуратор.

Сатуратор содержит насос-дозатор 1, внутренняя полость которого разделена подвижным поршнем 2 на дозирующую

3 и перепускную 4 полости, смесительный орган в виде форсунки 5, установленной в смесительной камере 6, входной канал которой через обратный клапан 7 сообщается с дозирующей полостью 3. Смесительная камера 6 содержит предохранительный клапан 8 для сброса газа, сообщается с перепускной полостью 4 насоса-дозатора 1 через магистраль с соленоидным клапаном 9, Силовая газовая камера 10 установлена на насосе-дозаторе 1 и разделена мембраной 11 на надмембранную 12 и подмембранную 13 полости, которые сообщаются трубопроводом с соленоидным клапаном 14, Иембрана жестко соединена с поршнем 2, Надмембранная полость 12 соединена трубопроводом 15 со смесительной камерой

6, в ней установлена возвратная пружина 16, воздействующая на мембра5 15548

Предохранительный клапан исключает возможность потери работоспособности, устройством при возникновении следующей ситуации. Если какой-либо режимный параметр сатуратора изменился

5 (к примеру, на газирование поступила жидкость с более высокой температурой или жидкость имеет иную растворимость в ней газа, чем расчетная), что ведет к тому, что не весь отработанный газ растворится в жидкости, а будет накапливаться, повышая давление в полостях и смесительной камере, то клапан при этом обеспечит сброс

15 избытков газа в атмосферу и будет осуществлять это в любой нестандартной ситуации.

Основные геометрические параметры сатуратор:, подлежащие определению — 20 диаметры рабочей поверхности мембраны силовой газовой камеры и поршня насоса-дозатора D> и ПП.

Основными режимными параметрами сатураторов для приготовления и порционной выдачи газированной воды являются; температура подводимой воды Т< и окружающей среды i(<, (К); требуемая концентрация растворенного в воде диоксида углерода С, (г) з). входное давление воды, а в рассматриваемом случае — необходимое разрежение в дозирующей полости насосадозатора, достаточное для забора воды из открытого резервуара ЬР (Па).

Для получения заданной концентрации растворенного в готовом напитке газа необходимо в смесительной камере поддерживать давление газа Р .

j3

С ЩРЕ (2)

<<(Э где Пр — константа фазового равновесНН системы зависящая толь 45 ко от температуры воды, Па м (— — -) кг

М вЂ” коэффициент насыщения, который обеспечивает данный сатуратор, . Для сатураторов инжекционно-струйного типа .рассчитывают коэффициент насыщения < и напор 5Р< на форсунке, необходимый для его получения.

Для обеспечения требуемых перепадов давления Р, и Ы соотношение площади мембраны и поршня насоса-дозатора должно быть равно

Sx hei + 6Рь (3)

S

Для нормальной работы устройства весь газ, поступивший в подмембранную полость силовой камеры, должен впоследствии раствориться в воде, т.е. масса поступившего газа должна быть. равна произведению С на объем дозы воды Vg

Р(V((< ††;-- -=С V>

Р г ч где V< — объем подмембранной полости при крайнем верхнем положении мембраны, или

Р(Vi 1ч I ((8н << (4)

I;.T, Vi Sn R TQ где Р и p — газовая постоянная и молекулярная масса диоксида углерода.

Совместное решение уравнений (2), (3), и (4) позволяет получить зависимость для соотношения площадей рабочих поверхностей мембраны и поршня

" - 1

8л "lp(. P С

ryD2 <(П2 или с уче том S = —,"- и Sä=--н—

1554871 ну 11. Подмембранная полость.13 сообщается трубопроводом 17, на котором установлены соленоидный клапан 18 и редуктор 19 давления с источником диоксида, углерода. Сатуратор снабжен датчиками 20 и 21, на которые воздействует шток 22 поршня 2. Сатуратор содержит также сливную магистраль 23. с соленоидным клапаном 24, а дозирую- 1О щая полость 3 насоса-дозатора 1 соединена трубопроводом с обратным клапаном 25 с газируемой жидкостью, находящейся в открытой емкости 26 °

Сатуратор работает следующим образом.Исходным является крайнее верхнее положение поршня 2 и мембраны 11.

Возвратная пружина 16 находится в сжатом состоянии. В подмембранной полости 13 находится диоксид углерода под рабочим .давлением Р, которое устанавливается редуктором 19, В перепускной полости 4 находится готовая к выдаче доза газированной воды. Все соленоидные клапаны закрыты.

По сигналу потребпз е я открываются соленоидные клапаны 2-4 и !-4, 1!ри этом давление диоксида у:лероца в «адмембранной 12, подмембранной !3 полостях и смесительной камере 6 выравнивается до величины Е . Под действием возвратной пружины !6 мембрана

11 и соответственно поршень 2 пере,мещаются вниз, при этом между полостями 3 и 4 создается перепад давле35 ний $1 (разрежение), а доза газированного напитка выдается в стакан потребителю, в дозирующую полость 3 через обратный клапан 25 из емкости

26 подсасывается порция охлажденной жидкости. По достижении поршнем ? и мембраны 11 крайнего нижнего положения шток 22 поршня воздействует а датчик 21, который по — àåò сигналы на закрытие соленоидных клапанов 14 и 24 и открытие клапанов IB и 9.

В результате газ поступает в подмембранную полость 13, создавая в ней давление Р, За счет разности давлев

5О ний Р„ -Pp мембрана 11 начинает перемещаться вверх, сжимая возвратную пружину 16 и создавая между полостями 4 и 3 насоса-дозатора перепад дав= лений КР,, достаточный для эффективной работы смесительной камеры 6.

Вода из дозирующей полости 3 через обратный клапан 7 и форсунку 5 посту= пает в камеру 6, где происходит ее насыщение диоксидом углерода. При этом вытесняемый из полости 12 газ полностью растворяется в воде и давление в смесительной камере не поднимается выше первоначального значения Ря . Газированная вода из камеры

6 через клапан 9 поступает в перепускную полость 4, где накапливается очередная доза газированной воды. По достижении крайнего верхнего положения шток поршня 2 воздействует надатчик 20, который подает сигнал на закрытие клапанов 18 и 9, Устройство возвращается в исходное положение, В случае, если по какой-либо причине, например в результате накопления воздуха в камере 6, весь газ, поступающий в устройство, растворяется в воде, давление в полости 12 и камере 6 повышается сверх нормальной величины 1<, что приводит к срабатыванию предохранительного клапана 8. При этом воздух из камеры 6 удаляется, давление газа в ней падает до величины 1 а и первоначально заданные режимные параметры устройства восстанавливаются, Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый сатуратор обеспечивает возможность приготовления газированных напитков из заранее приготовленных жидкостей, находящихся в открытых резервуарах, что расширяет его технологические возможности и повышает эксплуатационную надежность, так как работоспособность устройства пе заниспт от входного давления воды.

1(роме того, использование данного сатуратnpa a. o i o c o газоподводящего трубопровода низкого давления и обеспечивает автоматическое подцержание на заданном уровне концентрации растворенного в напитке диоксида углерода, что также повышает надежность устройства и упрощает его конструкцию. формула изобретения

Сатуратор, содержащий насос-дозатор с дозирующей и перепускной полостямн и поршнем, смесительную камеру, силовую газовую камеру, установленную на насосе-дозаторе и содержащую мембрану, связанную с поршнем насоса-дозатора и разделяющую силовую камеру на надмембранную и подмембранную полости, соединенные между собой трубо1554871 и 01 где Ьн и D„ — диаметры рабочей поверхности мембраны и поршня насоса-дозатора; и Т

Составитель Н.Арцыбашева

Техред М.Дидык Корректор Э.Лончакова

Редактор А.Шандор

Заказ 514 Тираж 504 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКРГ СССР

113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин, 101 проводом с управляемым клапаном, газоподводящий трубопровод, связанный через управляемый клапан с подмембранной полостью, и систему подводящих трубопроводов с распределительными t!1 клапанами, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности в работе, он оснащен предохранительным клапаном, служащим для сброса воздуха иэ смесительной камеры, а надмембранная полость силовой камеры снабжена пружиной, при этом диаметр рабочей поверхности мембраны устанавливают по формуле коэффициент насыщения жидкости газом, достигаемый в данном аппарате; перепады давления между дозирующей и перепускной полостями, необходимые для работы смесительной камеры и для подсоса дозы жидкости в дозирующую полость; требуемая концентрация растворенного в напитке диоксида углерода; константа фазового равновесия системы вода— диоксид углерода; универсальная газовая постоянная; молекулярная масса и температура газа.