Способ розлива пива и аппарат для осуществления этого способа

Способ розлива пива и аппарат для осуществления этого способа

Реферат

 

Настоящее изобретение относится к аппарату для розлива пива, имеющему форму, обеспечивающую придание вихревого движения массе напитка, текущего через аппарат. В вихревом потоке, создаваемом в центре вихря, образуется зона низкого давления, так что давление в этой зоне падает ниже равновесного давления. В результате происходит выделение газа из жидкого напитка. Поскольку бурный выход газа достигается без использования ограничителя потока, не происходит падения давления, характерного для устройств этого типа. Как следствие, напиток можно подавать в аппарат при меньшем давлении. На пиве, розлитом через аппарат по изобретению, формируется высокочастотная пена. 2 с. и 30 з.п.ф-лы, 39 ил., 2 табл.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к аппарату для розлива пива, в особенности, но не исключительно, для розлива бочкового пива.

Уровень техники

При розливе пива в баре или в другой торговой точке пиво обычно хранится в бочке-кеге на удалении от точки розлива. К кегу присоединен газовый баллон, содержащий диоксид углерода или смесь азота с диоксидом углерода. Баллон предназначен для поддержания уровня растворенных газов в жидкости, а также для подачи пива из кега к аппарату для розлива, обычно выполняемому в виде разливочного крана.

Для того чтобы при подаче пива к крану оно находилось в требуемом состоянии, обычно принято пропускать пиво, до его поступления к крану, через охладитель и редуктор. В некоторых установках между кегом и краном устанавливается также помпа.

В традиционных системах розлива пива используется простой кран с положениями "открыт-закрыт" и с пружинным механизмом возврата в открытое и закрытое положения. Перед использованием система розлива настраивается таким образом, чтобы при полностью открытом кране розлив пива производился с требуемой скоростью и с обеспечением требуемого состояния пива. Обычные краны имеют простой запорный элемент типа пробки, который вводится в контакт с седлом клапана, сквозь который протекает пиво, и выводится из этого контакта. За клапаном (по направлению потока) расположено выпускное отверстие, как правило, имеющее постоянное внутреннее сечение и служащее для формирования непрерывной струи. Базовые свойства кранов с клапанами подобного типа не позволяют легко управлять выделением газа из пива. Как следствие, высота "шапки" пены над пивом может быть непостоянной.

Аппарат описанного типа, который используется в пабах и барах для розлива бочкового пива, в схематичном виде представлен на фиг.1 и 2. В его состав входят подающая трубка 1, которая сообщается с цилиндрической полостью (проточной камерой) 2. Запорный элемент 3 клапана расположен по центру полости и выполнен с возможностью закрывать аппарат при входе в контакт с седлом 4 клапана, которое выполнено на верхнем конце отходящего от камеры 2 разливочного носика 5. Диаметр запорного элемента 3 выполнен существенно меньшим, чем внутренний диаметр полости 2, так что пиво может со всех сторон обтекать запорный элемент 3 при своем движении к разливочному носику. Таким образом, в процессе розлива пиво поступает в аппарат по питающей трубке, обтекает запорный элемент 3, а затем стекает вниз через разливочный носик. Как можно видеть из фиг.1 и 2, попадая на запорный элемент, пиво может обтекать его с любой стороны.

Аппарат для розлива пива описанного типа, т.е. содержащий проточную камеру с установленным внутри нее запорным элементом, впускной канал и выпускное отверстие, и реализуемый им способ розлива пива описаны в патентной публикации ЕР 0849216 A, B 67 D 1/14, 24.06.1998. Благодаря использованию запорного элемента специальной конструкции, в форме удлиненного плунжера, имеющего осесимметричное сужение в центральной части, известный аппарат (который может быть выбран в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения) обеспечивает снижение активности образования пены внутри проточной камеры при подаче пива под высоким давлением.

Однако изобретателями было обнаружено, что использование потока, обтекающего запорный элемент, а затем стекающего вниз через разливочный носик, приводит к образованию внутри проточной камеры, особенно в зоне, противоположной по отношению к впускному каналу (подающей трубке), турбулентности и точек полной остановки течения. В результате имеет место расход энергии, что приводит к относительно высокому падению давления в аппарате. Для того чтобы скомпенсировать это падение, пиво в кеге должно находиться под достаточно высоким давлением. Кроме того, протекание пива через подобный аппарат (в случае отсутствия специального плунжера) может оказать неблагоприятное влияние на качество разливаемого пива, поскольку переход его из ненасыщенного в перенасыщенное состояние может происходить внутри самого аппарата.

Часто важно получить на розлитом пиве привлекательную шапку пены. Известно, что образование такой шапки на пиве, розлитом из бочки, связано с бурным выделением газа, образующего пузырьки. При этом наиболее привлекательной считается "густая", "сочная" пена, образованная мелкими пузырьками.

Основные из имеющихся в продаже сортов пива относятся к одному из двух типов: злей, в типичном случае содержащих 1,1-1,7 об.% растворенного диоксида углерода и часто 15-55 мг/л растворенного азота, и лагеров, содержащих 2,0-2,8 об.% растворенного диоксида углерода. В любом случае пиво попадает в стакан в виде перенасыщенного раствора. Это означает, что имеется потенциал для бурного выхода растворенного газа из раствора. Интенсивность этого процесса зависит от ряда факторов. Они включают уровень перенасыщенности, условия течения потока, существование точек, инициирующих образование пузырьков. В ходе розлива пива образование пузырьков газа инициируется, в основном, неоднородными точками зарождения. Это означает, что пузырьки зарождаются либо на поверхности, содержащей ранее возникшие точки зарождения, либо в растворе, как результат вовлечения пивом воздуха в то время, когда оно вытекает из крана в стакан.

В прошлом было испробовано множество методов, направленных на получение высококачественной пены на бочковом пиве. Например, в пиво может быть добавлен азот. Кроме того, в основании разливочного крана обычно устанавливают ограничитель потока.

Подобные ограничители потока традиционно представляют собой плоские диски с пятью отверстиями, каждое из которых имеет диаметр от 0,5 до 1 мм. Ограниченное сечение для потока, образуемое этими отверстиями, вызывает падение давления на ограничителе, что приводит к выделению газа и к образованию пены на пиве.

Однако при использовании кранов с подобными ограничителями возникает проблема, состоящая в том, что падение давления на самом ограничителе может привести к потере контроля над образованием пены.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, в своем первом аспекте, состоит в том, чтобы создать устройство розлива напитка, которое обеспечивает вихревое движение массы напитка, текущего через аппарат.

Предусматриваемое настоящим изобретением вихревое движение массы (т.е. объема) напитка следует отличать от существования локальных вихрей, или завихрений, которые имеют место в турбулентных потоках, текущих через разливочные краны. Однако должно быть понятно, что сам поток внутри вихря обычно бывает турбулентным.

В вихревом потоке, формируемом в соответствии с изобретением, в центре вихря создают зону низкого давления, так что давление в этой зоне падает ниже равновесного давления. В результате имеет место выделение газа из жидкого напитка. Поскольку бурное выделение газа достигается без использования ограничителя потока, отсутствует падение давления, присущее подобным известным устройствам. Следовательно, напиток может поступать в устройство под меньшим давлением. Кроме того, было замечено, что на бочковом пиве, розлитом через аппарат по изобретению, образуется пена высокого качества.

Было обнаружено также, что наибольший эффект достигается, если снабдить аппарат проточной камерой, в которой создается вихревое движение и которая имеет, по существу, круглое поперечное сечение, а также впускным каналом, ведущим в камеру, и выпускным каналом, ведущим из нее.

Наиболее эффективный вариант создания вихревого движения внутри подобной камеры заключается в том, чтобы впускной патрубок был ориентирован, по существу, по касательной к круглому поперечному сечению камеры. В таком случае напиток, поступающий в устройство, поступает в камеру через впускной патрубок и течет по внутренней поверхности ее боковой стенки. Таким образом, напиток течет вокруг камеры, т.е. формируется вихревой поток.

Представляется возможным варьировать направление потока напитка относительно проточной камеры, однако предпочтительно подача напитка происходит через входной патрубок, который ориентирован, по существу, перпендикулярно продольной оси проточной камеры. В результате поток напитка образует касательную линию относительно камеры, как это было описано выше. При этом впускной патрубок предпочтительно расположен горизонтально.

Хотя формирования потока напитка, текущего по стенке вокруг камеры, достаточно для возникновения вихревого движения, существенным фактором, очень важной является также установка внутри проточной камеры локализатора вихря, расположенного относительно впускного отверстия для напитка таким образом, что напиток, поступающий в проточную камеру, направляется по круговой траектории между наружной поверхностью локализатора вихря и внутренней стенкой проточной камеры. Таким образом, при установке локализатора вихря описанным образом создаются условия для течения потока вокруг проточной камеры.

Локализатор вихря может иметь любую форму, которая позволяет получить требуемую траекторию потока. Однако предпочтительный вариант локализатора вихря включает в себя цилиндрическую часть.

Еще более предпочтительно, чтобы локализатор вихря дополнительно включал в себя часть в форме конуса или усеченного конуса, расположенную на его дальнем (по ходу потока) конце, ближайшем к выпускному отверстию. Это также способствует сохранению вихревого характера потока.

Поскольку напитки в бочке находятся под давлением, которое заставляет напиток продвигаться по системе розлива, аппарат по изобретению может иметь любую ориентацию. В частности, он может быть выполнен в виде переносного ручного устройства. Однако обычно наиболее удобно осуществлять розлив напитков из, по существу, вертикального выпускного канала, например, закрепленного на стойке. Поэтому проточная камера предпочтительно содержит входную часть, образующую камеру локализации вихря (т.е. вихревую камеру), в которой расположен локализатор вихря, и расположенную за ней выходную часть, которая предпочтительно имеет часть в форме конуса или усеченного конуса. В процессе использования аппарат по изобретению обычно устанавливается вертикально, так что напиток стекает сверху вниз по спиральной траектории через выходную часть проточной камеры, чему способствует действие силы тяжести, и истекает из выпускного канала.

Проточная камера может иметь любую форму, которая позволяет сформировать и поддерживать вихревой поток. В частности, ей может быть придана форма полого цилиндра. Однако предпочтительно придать проточной камере форму, усиливающую эффект образования вихря, например, путем выполнения ее основной части с круглым поперечным сечением. При этом, по меньшей мере, выходной конец этой части имеет поперечное сечение с диаметром, уменьшающимся вдоль оси этой части в направлении течения потока.

Когда кран выполнен так, как это описано выше, вихревой поток напитка будет ускоряться при своем течении к дальнему (выходному) концу проточной камеры. Это приводит к постепенно увеличивающемуся падению давления в радиальном направлении. Как следствие, усиливается выделение газа, и таким образом улучшается качество пены, которую он образует.

Напиток может разливаться непосредственно с выхода проточной камеры. Однако при отсутствии каких-либо направляющих средств поток напитка, вытекающий из проточной камеры, может принять треугольную или коническую форму. В связи с этим предпочтительно предусмотреть разрушитель вихря, в идеальном случае устанавливаемый в выходной части аппарата, вблизи точки выпуска. Аналогичные устройства хорошо известны в данной отрасли в качестве средств направления потока. Они позволяют формировать поток напитка, вытекающего из аппарата, в виде гладкой прямой колонны, без существенных ограничений для потока.

В своих более простых формах изобретение может быть использовано в сочетании со средствами управления потоком, такими как клапан или кран, установленными выше по направлению потока. Однако особенно предпочтительно использовать интегрированные средства управления потоком, в результате чего образуется кран, который может быть применен для непосредственной замены известных кранов, рассмотренных выше.

Особенно удобный путь решения этой задачи состоит в выполнении описанного выше локализатора вихря в форме запорного элемента клапана, который в сочетании с поверхностями проточной камеры и/или выходной трубки обеспечивает управление расходом напитка, протекающего через аппарат.

Диаметр поперечного сечения проточной камеры может равномерно уменьшаться в осевом направлении по ходу потока. Однако предпочтительно, особенно при наличии локализатора вихря, выполненного на запорном элементе клапана, чтобы поперечное сечение камеры локализации вихря, формируемой верхней частью проточной камеры, имело постоянный диаметр. Другими словами, камера локализации вихря предпочтительно является цилиндрической. Это упрощает конструкцию и изготовление запорного элемента. При этом диаметр выходной части проточной камеры может уменьшаться в направлении течения потока, как это было описано выше.

Поскольку предлагаемый клапан выполнен таким образом, что напиток течет вокруг локализатора вихря (который образует запорный элемент клапана) только в одном направлении для того, чтобы образовать вихревой поток, точки остановки течения (точки застоя), характерные для известных разливочных кранов, существенно сокращаются в количестве, если не устраняются полностью. Следовательно, падение давления на клапане становится намного меньшим. Это означает, что давление, под которым находится напиток, может быть дополнительно снижено.

Представляется, что описанное выполнение клапана соответствует уровню изобретения. В связи с этим изобретение, в своем втором аспекте, обеспечивает создание крана для розлива напитка. Кран содержит впускной патрубок, камеру для направления потока, клапанный элемент, расположенный в камере для направления потока, и выпускной канал, отходящий от камеры для направления потока. При этом впускной патрубок выполнен и расположен относительно камеры для направления потока таким образом, чтобы направлять поступающий в кран напиток вокруг клапанного элемента, по существу, в одном направлении.

Поскольку такая конструкция существенно уменьшает падение давления на клапане, она может оказаться полезной в разливочных аппаратах различного типа. Однако наибольший эффект достигается при наличии у разливочного крана предпочтительных признаков, приведенных выше. В частности, предпочтительно использовать выпускной канал, отходящий от камеры для направления потока, и выполнить его таким образом, чтобы поток напитка, текущий вокруг клапанного элемента, образовал вихревой поток в выпускном канале.

Камера для направления потока предпочтительно может быть выполнена, по существу, цилиндрической формы. Однако возможна и разработка камер в форме конуса или усеченного конуса. В этом случае предпочтительно придать клапанному элементу такую же форму для того, чтобы сформировать канал для протекания потока, имеющий концентричные стенки.

Клапанный элемент может взаимодействовать с седлом клапана, сформированным на входном (по ходу потока) конце выпускного канала. Однако такое выполнение может создать препятствия для желаемого вихревого потока. Поэтому предпочтительно снабдить клапанный элемент частью, выполненной с возможностью перекрывать траекторию потока между впускным отверстием и камерой для направления потока. В предпочтительном варианте клапанный элемент должен обеспечивать быстрое открывание и перекрывание потока для того, чтобы избежать турбулентности и выделения газа, вызванного частичным перекрытием траектории потока. Данное условие может быть выполнено, например, созданием клапанного элемента, у которого часть, образующая локализатор вихря, имеет диаметр, существенно меньший, чем диаметр камеры для направления потока. При этом часть клапанного элемента, образующая клапан, имеет диаметр, по существу, такой же, как внутренний диаметр камеры для направления потока. Кроме того, клапанный элемент может быть выполнен подвижным в осевом направлении в пределах камеры для направления потока с возможностью открывания и перекрывания впускного патрубка. В альтернативном варианте траектория потока может открываться и перекрываться поворотом клапанного элемента. Данная возможность может быть обеспечена снабжением клапанного элемента локализатором вихря с диаметром, существенно меньшим, чем диаметр камеры для направления потока, и частью в виде круглой наружной стенки, расположенной вокруг локализатора вихря и имеющей диаметр, по существу, такой же, как диаметр камеры для направления потока. При этом в круглой наружной стенке выполнено впускное отверстие, а клапанный элемент выполнен поворачивающимся внутри камеры для направления потока с возможностью открывания и перекрывания впускного патрубка приведением впускного отверстия в согласованное положение с впускным патрубком и выведения его из этого положения. Компоненты могут быть выполнены с точностью, обеспечивающей герметичность запирания клапана. Однако предпочтительно использовать подходящий уплотнительный материал, расположенный вокруг клапанной части.

Аппарат в соответствии с настоящим изобретением может быть выполнен из любого подходящего материала. Подходящие материалы включают, например, стекло и пластики. Эти материалы имеют гладкую поверхность, которая не содержит точек зарождения, на которых возможен рост и прорыв пузырьков газа. Приемлемыми пластиками для изготовления крана являются полиметилметакрилат и найлон. Однако более предпочтительно использовать ацеталь, который легко формуется и дает очень гладкую поверхность после финишной обработки. Кроме того, он характеризуется малым поглощением влаги и является безопасным материалом для применения в контакте с пищевыми продуктами. В другом предпочтительном варианте кран изготавливается из коррозионностойкого металла, например из нержавеющей стали, и его внутренняя поверхность делается гладкой посредством финишной обработки.

Угол наклона образующей части крана в форме конуса или усеченного конуса может быть выбран в пределах до 45°. Однако предпочтительно сделать этот угол меньшим 30°. Более предпочтительно сделать этот угол меньшим 15, 10 или даже 7°. Еще более предпочтительно выбрать этот угол в интервале между 7 и 3°. Было установлено, что оптимальное функционирование аппарата достигается при угле наклона образующей не менее 5°. При этом самым предпочтительным является выбор данного угла близким к 5°. Все названные значения углов наклона определяются по отношению к продольной оси аппарата для розлива напитка.

Предусматривается, что размеры аппарата по изобретению могут выбираться в широком интервале. Однако предпочтительно выполнить его часть в форме конуса или усеченного конуса с высотой от 100 до 30 мм. Однако было показано, что оптимальное функционирование аппарата достигается в более узком интервале значений указанного размера. Поэтому более предпочтительно, чтобы высота этой части аппарата составляла от 40 до 60 мм, например 50 мм.

Изобретение также обеспечивает новый и улучшенный метод розлива напитка. Поэтому в своем третьем аспекте настоящее изобретение обеспечивает создание способа розлива бочкового напитка, причем способ по изобретению предусматривает образование вихревого потока в массе напитка при его розливе.

В соответствии со следующим аспектом изобретения создается способ розлива напитка, предусматривающий подачу напитка к камере для направления потока, снабженной установленным в ней клапанным элементом, таким образом, что напиток перед вытеканием из камеры в процессе розлива течет вокруг клапанного элемента, по существу, в одном направлении.

Предпочтительно все варианты способа по изобретению осуществляются с использованием вышеописанного аппарата.

Перечень фигур чертежей

Далее, со ссылками на прилагаемые чертежи, будут описаны, только в качестве примеров, некоторые варианты осуществления настоящего изобретения.

Фиг.1 представляет схематичное изображение крана для розлива пива, соответствующего уровню техники.

Фиг.2 - это схематичный вид крана по фиг.1 в сечении по линии А-А на фиг.1.

На фиг.3 в диаграммной форме показано соединение между пивным кегом и краном по настоящему изобретению.

Фиг.4 представляет собой продольное сечение первого варианта крана по настоящему изобретению.

Фиг.5 - это схематичное изображение крана по фиг.4 в сечении по линии В-В на фиг.4.

На фиг.6 представлено продольное сечение второго варианта крана по настоящему изобретению с клапаном в открытом положении.

На фиг.7 представлено продольное сечение крана по фиг.6 с клапаном в закрытом положении.

На фиг.8 представлено продольное сечение третьего варианта крана по настоящему изобретению, снабженного альтернативным вариантом клапана, изображенного в открытом положении.

На фиг.9 представлено продольное сечение следующего варианта крана, который в дальнейшем обозначается как кран № 2.

Фиг.10 - это сечение по линии А-А на фиг.9.

Фиг.11 - это сечение по линии В-В на фиг.9.

На фиг.12 представлено продольное сечение следующего варианта крана по изобретению, который в дальнейшем обозначается как кран № 3.

Фиг.13 - это сечение по линии А-А на фиг.12.

Фиг.14 - это сечение по линии В-В на фиг.12.

На фиг.15 представлено продольное сечение еще одного варианта крана, который в дальнейшем обозначается как кран № 4.

Фиг.16 - это сечение по линии А-А на фиг.15.

Фиг.17 - это сечение по линии В-В на фиг.15.

На фиг.18 представлено продольное сечение следующего варианта крана по изобретению, который в дальнейшем обозначается как кран № 5.

Фиг.19 - это сечение по линии А-А на фиг.18.

Фиг.20 - это сечение по линии В-В на фиг.18.

На фиг.21 представлено продольное сечение варианта крана, который в дальнейшем обозначается как кран № 6.

Фиг.22 - это сечение по линии А-А на фиг.21.

На фиг.23 в продольном сечении показан разрушитель вихря.

На фиг.24 разрушитель вихря по фиг.23 показан на виде сверху.

На фиг.25 представлено перспективное изображение разрушителя вихря по фиг.23.

Фиг.26 представляет собой схематичное изображение линии розлива, использованной при испытаниях.

На фиг.27 представлен график, показывающий падение давления в процессе розлива пива с использованием аппарата по изобретению.

Фиг.28 - это фотография пивного стакана, из которого вылито пиво, иллюстрирующая "лэйсинг-эффект", рассмотренный далее.

На фиг.29 представлено продольное сечение оптимального варианта крана по изобретению.

Фиг.30 - это сечение по линии А-А на фиг.29.

Фиг.31 и 32 - это сечения верхней части крана по настоящему изобретению.

На фиг.33 и 34 показан поворотный клапан в подающей трубке в закрытом и открытом положениях соответственно.

На фиг.35 и 36 показан клапан с поворотным цилиндром в подающей трубке в закрытом и открытом положениях соответственно.

Фиг.37 - это схематичное изображение, на виде сверху, крана по изобретению, снабженного дополнительным усовершенствованием.

Фиг.38 - это частичный вид в продольном сечении крана по фиг.37.

Фиг.39 - это схематичное изображение, на виде сверху, крана по изобретению, снабженного еще одним дополнительным усовершенствованием.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для обозначения аналогичных частей в различных вариантах выполнения использованы аналогичные цифровые обозначения.

На фиг.3 представлена система розлива пива, в состав которой входит кран, соответствующий первому варианту изобретения. В остальном используемая схема является стандартной. Разливочный кран 6 посредством трубки 7 соединен с удаленным охладителем 8 известного типа. На трубке 7 установлен клапан 9, позволяющий управлять подачей пива к крану 6. Хотя клапан изображен на удалении от разливочного крана, второй вариант осуществления изобретения предусматривает выполнение клапана как интегральной части крана (это решение будет подробно описано далее). Далее будет также описана, со ссылкой на фиг.26, капиллярная трубка, которая может быть установлена вместо трубки 7.

Пиво подается к охладителю от кега 10, который соединен с охладителем трубкой 12. Давление пива в системе задается с помощью газового баллона 14 и манометра 16, которые присоединены к кегу посредством еще одной трубки 17.

Как это обычно делается в системах с повышенным давлением, пиво из кега подается под давлением, наличие которого поддерживается с помощью баллона с СO₂, и именно это давление заставляет пиво течь через систему розлива.

На фиг.4 и 5 более подробно представлен первый вариант осуществления изобретения. Представленный здесь разливочный кран 6 может быть изготовлен из нержавеющей стали; альтернативно, он может быть выполнен из пластмассы или из стекла.

Кран 6 имеет впускной патрубок 18, который расположен горизонтально (как показано на чертеже) и по касательной к основному объему 20 крана. При использовании крана его впускной патрубок присоединяется к трубке 7, как это показано на фиг.3. Таким образом, когда клапан 9 (см. фиг.3) открыт, пиво поступает в основной объем крана по впускному патрубку 18.

Основной объем 20 крана состоит из первой (по направлению потока) части, которая образует вихревую камеру 22 (называемую также камерой локализации вихря), и второй части 24, являющейся продолжением камеры локализации вихря.

Вихревой камере 22 придана кольцевая форма с внутренней 26 и наружной 28 стенками. Внутренняя стенка 26 образует так называемый локализатор вихря. Благодаря его наличию пиво, поступающее в камеру локализации вихря, будет течь по спиральной траектории между внутренней и наружной стенками с образованием объемного вихря в массе пива. Выходная часть 24 основного объема выполнена в форме усеченного конуса, т.е. ее поперечное сечение уменьшается в диаметре в направлении сквозного движения потока пива. Благодаря этому при поступлении во вторую часть 24 объема крана пиво будет продолжать двигаться через кран по спирали. При этом в связи с уменьшением поперечного сечения второй части будет иметь место ускорение движения пива в направлении выпускного отверстия 29 крана.

Описанному варианту выполнения разливочного крана при розливе пива может быть придана любая ориентация. Однако предполагается, что наилучшие результаты будут получены, когда кран ориентирован вертикально.

Альтернативный вариант выполнения разливочного крана 6 представлен на фиг.6. У крана 6 имеется основной объем 20 с верхней частью 22 в форме прямого полого цилиндра и расположенная под ней полая сужающаяся часть 24. Верхняя часть снабжена впускным патрубком 18, который введен в верхнюю часть 22 по касательной. В верхней части крана установлен также клапан 32, служащий для открывания и закрывания крана. Клапан приводится в действие механизмом, имеющим рукоятку 33 и приводной вал 35. Вал 35 воздействует на пружину 34 сжатия, расположенную над запорным элементом клапана, который в нормальном состоянии обеспечивает закрытие крана. Между запорным элементом клапана и внутренней поверхностью верхней части 22 основного объема 20 клапана установлены уплотнительные шайбы 37.

Локализатор 36 вихря, имеющий цилиндрическую форму с диаметром, существенно меньшим чем у верхней части 22, прикреплен к клапану. Поэтому, когда клапан находится в нижнем положении, нижний край локализатора вихря расположен ниже, чем впускной патрубок, а более широкая часть клапана перекрывает впускное отверстие клапана. Однако, как показано на фиг.7, когда клапан поднят с целью открывания крана, локализатор 36 вихря расположен на высоте впускного патрубка. При этом при открытом клапане между стенкой локализатора вихря и внутренней поверхностью верхней части 22 клапана формируется кольцевая проточная камера (камера локализации вихря). Следовательно, пиво, поступающее внутрь крана, будет с помощью локализатора вихря двигаться по спиральной траектории внутри крана.

Как можно видеть из фиг.6 и 7, в сужающейся части 24 крана 6 имеется разрушитель вихря 42. Он содержит полотно 64, расположенное по диаметру сужающейся части 24.

На фиг.8 представлен еще один альтернативный вариант пивного крана, выполненный по настоящему изобретению. Частям крана, которые соответствуют частям предыдущих вариантов, даны аналогичные цифровые обозначения.

Как видно из фиг.8, базовая структура крана остается, по существу, такой же, что и в предыдущих вариантах. В частности, основной объем 20 крана содержит нижнюю часть 24 в форме усеченного конуса и верхнюю часть, образующую вихревую камеру 22. Горизонтальный впускной патрубок 18 обеспечивает подачу потока по касательной в вихревую камеру 22.

Для открывания и закрывания крана предусмотрен клапан, который отличается от ранее описанных вариантов. Клапан содержит поворотный запорный элемент 46, расположенный внутри камеры 22, а также средства (не изображены) для поворота запорного элемента между положениями "открыт" и "закрыт".

Поворотный запорный элемент 46 включает в себя верхнюю сплошную цилиндрическую часть 48, которая герметично входит в камеру 22 над впускным патрубком 18, и кольцевую часть 50, продолжающую верхнюю часть 48 вниз, до уровня ниже впускного патрубка 18. Эта кольцевая часть также герметично входит внутрь камеры 22. В кольцевой части 50, на уровне впускного патрубка 18, имеется впускное отверстие 52, так что впускное отверстие 52 и впускной патрубок 18 могут быть приведены в согласованное положение, в котором пиво может поступать внутрь крана. Кран может быть перекрыт разворотом запорного элемента 46 с выводом впускного отверстия 52 из согласованного положения с впускным патрубком 18.

В клапане выполнено также вентиляционное отверстие (не изображено), которое открывается для атмосферного воздуха, когда клапан находится в закрытом положении. Благодаря этому обеспечивается самостоятельная осушка крана, что является желательным из гигиенических соображений.

Как показано на фиг.8, локализатор 36 вихря выступает вниз из верхней цилиндрической части 48 и функционирует таким же образом, как локализатор вихря, показанный на фиг.6 и 7.

Разрушитель 54 вихря находится в нижней части 24 основного объема 20 крана и содержит два полотна 56, 58, расположенных крестом.

Испытания кранов, выполненных согласно изобретению, показали, что максимальное падение давления в пиве, прошедшем через весь кран, составляет примерно 50 кПа. В отличие от этого падение давления в известных кранах со схемой течения потока, представленной на фиг.1 и 2, составляет примерно 150 кПа. Это падение давления состоит из падения давления в размере до 100 кПа на стандартном ограничителе потока в форме диска и дополнительного падения (около 50 кПа) на кране, обусловленного потерей энергии в пиве, протекающем через кран.

Поскольку падение давления пива в кране по изобретению составляет только примерно одну треть от падения в известных системах розлива, пиво в кеге можно поддерживать под более низким давлением. Это обстоятельство является преимуществом, так как означает, что пиво для розлива через краны, выполненные по настоящему изобретению, может поставляться в кегах, имеющих меньшее предельное давление.

Далее будут изложены подробности проведенных испытаний разливочного крана известной конструкции и различных кранов, воплощающих настоящее изобретение.

Испытания проводились на шести различных кранах, идентифицированных в таблице 1.

Кран 1, изображенный на фиг.1 и 2, описан в разделе "Уровень техники".

Что касается изображений на фиг.9-23, они являются схематичными; в частности, не показана толщина стенок кранов. Тем не менее каждый из кранов, представленных на фиг.9-23, выполнен из люцита (органического стекла Реrsрех) и имеет толщину, соответствующую используемому материалу. Размеры всех элементов, приведенные на фиг.9-23, относятся к соответствующим внутренним размерам этих элементов.

Как показано на фиг.9-11, кран № 2 имеет нижнюю часть 24 в форме усеченного конуса. Высота нижней части 24 составляет 50 мм; угол наклона образующей равен 5°. Диаметр выпускного отверстия в основании нижней конической части 24 равен 8 мм.

Вихревая камера 22 расположена над нижней частью 24; размеры этой части одинаковы для всех кранов № 2-6.

Вихревая камера 22 имеет высоту 10 мм и диаметр 20 мм. Локализатор 36 вихря, расположенный в центральной части камеры 22 по всей ее высоте, имеет диаметр 10 мм. В стенке вихревой камеры 22 выполнено впускное отверстие 60. Отверстие 60 выполнено круглым, с диаметром 5 мм. По высоте оно расположено в средней части вихревой камеры 22.

В каждом из кранов с номерами 2-5 к впускному отверстию 60 подведен впускной патрубок 18, внутренний канал которого на конце, обращенном к впускному отверстию 60, выполнен посредством ручной обработки, сужающимся под произвольным углом. Внутренний диаметр трубки 18 на этом ее конце составляет 5 мм; в самой широкой части трубки он составляет 6,5 мм. Внутреннему каналу впускного патрубка крана № 6 обработкой на станке придана точная форма усеченного конуса, так что переходный участок от диаметра 6,5 мм к диаметру 5 мм имеет точно определенную длину и постоянный градиент уменьшения диаметра. Сужение впускного патрубка 18 (независимо от того, каким способом оно получено) обеспечивает эффект ускорения потока пива при его поступлении в вихревую камеру. Предполагается, что это улучшает работу крана, как это будет показано далее.

Как показано на фиг.11, разрушитель вихря в кране № 2 содержит два полотна 64, 66 из люцита, толщина которых составляет 1 мм, а высота - 13 мм. Полотна образуют крест в пределах нижней зоны нижней части 24 крана. Кроме того, от выпускного отверстия нижней части 24 отходит трубчатый элемент 62. Данный элемент имеет длину, равную 30 мм, и постоянный диаметр, равный 8 мм. Таким образом, его диаметр соответствует диаметру выпускного отверстия части 24.

Кран № 3 представлен на фиг.12-14. Структура этого крана, в основном, аналогична структуре крана № 2. В частности, вихревая камера 22 и впускной патрубок 18 идентичны аналогичным элементам крана № 2. Размеры части 24, имеющей форму усеченного конуса, однако, отличаются от аналогичных размеров в кране № 2. Нижняя часть 24 и в этом случае имеет высоту 50 мм. Однако угол наклона образующей нижней части составляет 7°, так что выпускное отверстие в основании сужающейся части составляет не 8 мм, а 6 мм.

Кроме того, разрушитель вихря содержит только одно полотно из материала Perspex, имеющее те же размеры, что и полотна в кране № 2. Как и в кране № 2, от выпускного отверстия нижней части 24 отходит прямой трубчатый элемент 62 длиной 30 мм. В соответствии с диаметром выпускного отверстия нижней части 24 крана диаметр трубчатого элемента равен 6 мм.

Как видно из фиг.15-17, кран № 4 идентичен крану № 2, за исключением того, что за выпускным отверсти