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Vorrichtung zur Erzielung einer Abgabe gashältiger Getränke, insbesondere von Bier
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzielung einer Abgabe gashältiger Getränke, insbesondere von Bier, unter konstantem, vermindertem Druck bei jeder Abzapfung.
Eine der Bedingungen, die für die zufriedenstellende Abgabe des Getränks, insbesondere des Biers, in einer solchen von Hand oder automatisch betätigten Vorrichtung erfüllt werden muss, ist ein konstanter Druck im Inneren des in Betrieb befindlichen Bierfasses, unabhängig vom Inhalt des Fasses und von der Zahl der aufeinanderfolgenden Entnahmen. Dieser Druck wird durch Kohlensäuregas bewirkt, das sich unter hohem Druck in einer Flasche befindet ; das Gas wird über wenigstens eine oder vorzugsweise über zwei Druckminderungsvorrichtungen, die es auf den Gebrauchsdruck bringen, in das in Betrieb befindliche Fass eingeleitet.
Die zur Zeit bekannten Druckminderungsvorrichtungen besitzen leider eine erhebliche mechanische Trägheit und korrigieren nicht augenblicklich den Druckabfall in dem in Betrieb befindlichen Fass, der durch das Öffnen des Bierauslaufhahns hervorgerufen wird. Daraus ergibt sich insbesondere bei einer automatischen Ausgabeapparatur eine Ungenauigkeit in der bei jedem Zyklus abgegebenen Biermenge, u. zw. besonders bei aufeinanderfolgenden Entnahmen.
Man hat bereits vorgeschlagen, diesen Nachteil durch ein Bremsorgan zu beseitigen, das im Entnahmerohr des Behälters angeordnet wurde, doch wirkt diese Bremsung ungünstig auf das Getränk und reguliert nicht so sehr die Abgabemenge im Fall von wiederholten Entnahmen.
Eine zweite Bedingung liegt in der Beruhigung des Biers, um eine übermässige Schaumbildung zu vermeiden.
Zur Erfüllung dieser beiden Bedingungen bedient sich die Erfindung zweier Mittel :
Das erste ist die Einschaltung eines Druckspeichers, dessen Rauminhalt mindestens jenem von mehreren aufeinanderfolgenden Entnahmen entspricht, zwischen zwei üblichen Druckminderungsvorrichtungen in der Gaszuleitung zum Fass, so dass man sicher ist, dass das in das Fass gelangende Gas unter einem Druck steht, der einesteils durch die Druckminderungsvorrichtungen herabgesetzt ist und andernteils dank dem einen Puffer bildenden Druckspeicher konstant ist.
Aber dieses Mittel genügt nicht, denn in üblichen Entnahmerohren tritt Turbulenz im Getränk auf und im Fall von Bier schäumt dieses selbst bei konstantem Abgabedruck reichlich.
Um diesem Übelstand abzuhelfen, sieht die Erfindung als zweites Mittel vor, das Getränk am unteren Ende des Entnahmerohres im Fass durch weite Löcher des Seihers in einen Ringraum von viel grösserem Querschnitt als der übliche Ringraum zwischen der Innenwand dieses Entnahmerohres und dem axialen Tauchkörper eintreten zu lassen.
Gegenstand der Erfindung ist demnach eine Vorrichtung der eingangs angeführten Art, die durch die Kombination der beiden vorstehend genannten Merkmale gekennzeichnet ist, nämlich dass in der Zuleitung des Druckgases zum Fass ein Druckspeicher mit einem Rauminhalt, der einem Vielfachnen der Abgabemenge bei jeder Abzapfung entspricht, zwischen zwei üblichen Druckminderungsvorrichtungen eingeschaltet ist, und dass in dem Entnahmerohr des Fasses ein axialer Tauchkörper vorgesehen ist, dessen unterer Teil einen verringerten Durchmesser aufweist, um gegenüber den
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Eintrittslöchern des Seihers eine Kammer von ringförmigem Querschnitt zu bilden, die als Entspannungs- und Dämpfungskammer wirkt, um das Getränk zu beruhigen.
Der Durchgang des Getränkes durch den Seiher bewirkt wegen der Richtungs- und
Geschwindigkeitsänderungen einen weiteren kleinen Druckabfall, also eine Entspannung, wobei die eben erwähnte ringförmige Kammer beruhigen auf die Strömung wirkt. Sodann fliesst das Getränk in einer hohlzylindrischen Strömung von geringer Dicke zwischen der Innenwand des Entnahmerohres und dem vollen Querschnitt des Tauchkörpers gegen den Auslauf, was eine annähernd laminare Strömung und sanfte Drosselung ergibt. Dadurch wird das Getränk weiter beruhigt und eine unerwünschte
Schaumentwicklung vermieden, zugleich aber auch der Druck weiter gesenkt und so die Abgabemenge beim öffnen des Zapfhahn begrenzt.
Der Druckspeicher besteht gemäss einer bevorzugten Ausführung der Erfindung aus einem zylindrischen Hohlkörper, dessen Rauminhalt für die Abgabe von Bier wenigstens 11 ist. Es wurde festgestellt, dass das Einsetzen eines solchen Druckspeichers zwischen zwei Druckminderungs- vorrichtungen ausreicht, in beträchtlichem Ausmass die Druckunterschiede im Fass abzuschwächen, die durch das öffnen und Schliessen des Zapfhahns hervorgerufen werden.
Die erste Druckminderungsvorrichtung arbeitet mit einem etwa zweifach höheren Druck als die zweite, die als Zwischendruckminderungsvorrichtung ausgerüstet ist, d. h. mit einem schwachen Eingangsdruck arbeitet, wobei der zwischen ihnen eingesetzte Druckspeicher die Speicherung des Gases bei schon verringertem, praktisch gleichbleibendem Druck gestattet, u. zw. umso besser, als sein Volumen die mechanische Trägheit der ersten Druckminderungsvorrichtung kompensiert. Im übrigen wird die Regelmässigkeit der Abgabemenge dadurch erhöht, dass das Entnahmerohr des Fasses durch seine Einbauten begrenzend auf den Auslaufdruck im Zapfhahn wirkt.
Die Länge und der Durchmesser des Tauchkörpers, die den Bremswert auf die Flüssigkeit bestimmen, können nach den Umständen gewählt werden, u. zw. in Abhängigkeit von der Art des gashältigen Getränks, dem im Inneren des Behälters herrschenden Druck und der Umgebungstemperatur.
Es ist zwar schon bekannt, in die Abgabeleitung von unter Druck stehendem, gashältigem Wasser unmittelbar nach einem Druckminderungsventil einen Pufferbehälter einzuschalten. Es handelt sich dabei aber nicht um die Zuleitung von Druckgas allein zu einem Fass mit gashältigem Getränk, wie gemäss der Erfindung, sondern um die Leitung des abzugebenden Getränks selbst zur Abfüllmaschine.
Auch ist dabei nach dem Pufferbehälter keine zweite Druckminderungsvorrichtung ie in der Vorrichtung gemäss der Erfindung vorgesehen.
Gemäss einem andern, noch älteren Vorschlag wurde in die Druckluftzuleitung zu einem Bierfass ein durchsichtiger Behälter mit Rückschlagventilen beim Einlass und beim Auslass eingeschaltet. Diese Anordnung hatte nur den Zweck, das Rückfliessen von in diesen Behälter etwa eingedrungenem Bier oder Schaum in Richtung zur Luftpumpe zurück oder auch vorwärts in das Fass zu verhindern. Von einer oder gar zwei Druckminderungsvorrichtungen wie bei der Erfindung war dabei keine Rede.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Bierverteilung als ganze und Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Entnahmerohr mit den Einbauten gemäss der Erfindung. Dabei ist in Fig. 1 die Zuleitung des Druckgases in das Fass nur schematisch, in Fig. 2 jedoch in einer praktischen Ausführung von gleicher Wirkung dargestellt.
Das in Betrieb befindliche Bierfass --1-- wird durch das komprimierte Kohlensäuregas unter Druck gesetzt, das sich in einer Flasche--2-mit Manometer-9-und Steuerhahn-13- befindet ; in die Verteilungsleitung ist zwischen die beiden Druckminderungsvorrichtungen-3 und
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Druckregulator--6-in- 7 und 8-an die Leitung --5- angeschlossen ist. Bei-23-wird das Getränk abgegeben.
Die Genauigkeit der ersten Druckminderungsvorrichtung-3-wird von zwei Faktoren beeinträchtigt :
1. die beschleunigte Bierabgabemenge, die es ihm wegen seiner mechanischen Trägheit insbesondere im Fall mehrerer aufeinanderfolgender Entnahmen nicht gestattet, die abgegebene Biermenge auszubalancieren.
2. seine Trägheit wird im übrigen grösser, wenn der Innendruck der Flasche absinkt, sei es infolge des Niveaus, sei es infolge Änderung der umgebenden Aussentemperatur.
Es ist daher notwendig, an der Basis der Regulierung einen stabilen Druck zu erhalten. Dieser
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Für die Genauigkeit der zweiten Druckminderungsvorrichtung sind zwei Faktoren massgeblich.
1. Die erste Druckminderungs- oder Entspannungsvorrichtung --3-- muss einen etwa zweifachen höheren Druck als die zweite Druckminderungsvorrichtung-4-abgeben, die als Zwischendruckminderungsvorrichtung ausgerüstet ist, d. h. die mit einem schwachen Eingangsdruck arbeitet, im Gegensatz zur Druckminderungsvorrichtung-3--, die für Betrieb mit einem grossen Eingangsdruckbereich zwischen 70 kg und 4 kg ausgelegt ist, der die genannte hohe Schwankung hervorruft.
2. Das zwischen der ersten und zweiten Druckminderungsvorrichtung enthaltene C02-Volumen muss wenigstens gleich einem Liter sein. Denn je grösser dieses Volumen wird, dest mehr kompensiert es auf Grund seiner Reserve die mechanische Trägheit der ersten Druckminderungsvorrichtung-3--. Da das Gasvolumen in der Rohrleitung --5-- nicht ausreicht, muss die zwischen den Druckminderungsvorrichtungen eingesetzte Metallflasche --6-- eine Kapazität von wenigstens 11 haben.
Wenn eine gewisse Biermenge abgegeben worden ist, bildet das Gasvolumen des Fasses ebenfalls einen Puffer, was ebenfalls zur Gleichmässigkeit beim Abzug von Flüssigkeit vom vollen bis zum leeren Fass beiträgt.
Gemäss Fig. 2 ist der Entnehmer in seiner Gesamtheit mit --11-- bezeichnet ; er wird im
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Röhre-12-gebildet.--19-- mit allgemein zylindrischer Form, der koaxial zur Röhre-12-liegt. Der Tauchkörper --19-- ist im dargestellten Ausführungsbeispiel an seinem unteren Ende aus einem Stück mit dem den Seiher --16-- abschliessenden Stopfen --18--.
Der Tauchkörper und die koaxiale Röhre-12-schliessen zwischen einander einen Ringraum - ein, durch den die gashaltige Flüssigkeit --14-- hindurchgepresst wird, wenn der Hahn - offen ist. Die Flüssigkeit --14-- steigt unter dem Druck P des über dem freien Flüssigkeitsspiegel befindlichen Gases durch die Löcher --17-- in dem Seiher im Entnehmer - nach oben. Dieser Druck ist durch den Druckspeicher --6-- bereits vermindert und konstant.
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aufsteigenden Flüssigkeit ausüben möchte. Je mehr die Bremsung verstärkt werden soll, desto mehr muss der Zwischenraum zwischen dem Tauchkörper-19-und der Röhre-12-verringert werden.
Um die störenden Turbulenzen weitgehendst zu vermeiden, die zur Schaumbildung führen, ist unmittelbar oberhalb der Öffnungen --17-- des Seihers --16-- eine zwischen diesem Seiher und dem Tauchkörper --19-- eingeschlossene Dämpfungskammer --21-- vorgeschen, die für die Strömung einen freien Querschnitt bietet, der die Turbulenz abschwächt.
Diese Dämpfungskammer --21-- ist durch den zylindrischen Ringraum zwischen der Innenoberfläche des zylindrischen Seihers --16-- und dem verdünnten Ende --19a-- des ebenfalls zylindrischen Tauchkörpers --19-- gebildet; der Durchmesser des verdünnten Tauchkörperendes --19a-- ist um ein Mass kleiner als der des Seihers, das von dem erwünschten Volumen der Dämpfungskammer--21--abhängt.
Die Flüssigkeit wird nach dem Eindringen in den zwischen dem Seiher und dem Tauchkörper besonders vorgesehenen Raum unter den durch den Regulator konstant gehaltenen Druck entspannt und beruhigt.