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Vorrichtung zum Sättigen von Flüssigkeiten mit Gasen unter gleichzeitiger Abfüllung.
Gegenstand dieser Erfindung ist eine Vorrichtung zum Sättigen von Flüssigkeiten mit Gasen unter Einschaltung eines Kessels, in welchen die Flüssigkeit und darüber das Gas eingelassen werden. Die Neuheit dieser Vorrichtung besteht darin, dass gleichzeitig mit dem Öffnen
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welches den Gasvorratsbehälter nut dem Kessel verbindet, geöffnet wird, wodurch im Kessel ein bedeutender Überdruck erzielt und das im Kessel befindliche Wasser mit grosser Gewalt durch eine kleine Öffnung strahlenförmig in das mit Gas vorgefüllte Abfüllgefäss getrieben und zerstäubt wird, so dass sämtliche Gase im Abfüllgefäss absorbiert werden.
Die Vorrichtung ist beispielsweise in der Zeichnung veranschaulicht. Fitf. l zeigt die Vorder- ansicht der Vorrichtung ; Fig. 2 einen Längsschnitt, teilweise in Ansicht : Fig. 3 einen lotrechten und Fig. 4 einen wagerechten Sehnitt (lurch das Ventilgehäuse : Fig. 5 bis 7 zeigen Einzelansichten. während Fig. 8 eine schematische Darstellung der Ventile mit den Zu-und Ableitungsrohren veranschaulicht.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus dem Ventilgehäuse 7, dem Vormischer oder Mischkessel 2 und der Einspannvorrichtung 3, um die zu füllende Flasche J an den Abfiillkopf der Mischvorrichtung zu pressen und dort abzudichten.
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die bestimmt ist, mittels einer mit ihr fest verbundenen, besonders gestalteten Druckscheibe 13 konzentrisch zur Welle 11 angeordnete Ventile 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 in Tätigkeit zu setzen, indem bei der Umdrehung der Kurbel die über eine Führungsplatte 23 hinausragenden Ventilstifte der Reihenfolge nach nidergedrückt werden. Die Druckscheibe 13 ist vorteilhaft mit
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in der die Ventilstifte beim langsamen Drehen der Kurbel einen Ruhepunkt erhalten (Fig. 8).
Die Ventilstiften werden in der erforderlichen Lage durch Federn 26 gehalten (Fig. 3 und 4).
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durch Zuloten ausgefüllt sind, um die Flüssigkeiten und Gase ihren Weg zwangsweise durch die einzelnen Rohre nehmen zu lassen. Das in deü Aasehenhals hineinragende Mittelrolir 34 ist an seinem Ende mit einer sogenannten Brause 3, einer mit kleinen Löchern versehenen Platte ausgestattet, über die ein Kugelventil 44 geschraubt ist.
Der Umstand, dass beim Niederdrücken der einzelnen Ventile die hochgespannten Gase sowie die unter hohem Druck stehenden Wassermengen zwischen Ventilstift und Wandung entweichen, hat zwecks Beseitigung dieses Ubelstandes zu Verbesserungen geführt, ohne die das Sättigungsverfahren stark beeinträchtigt wäre.
Die beschriebene Vorrichtung wirkt in folgender Weise :
Nachdem die zu füllende Flasche 4 mit dem Abfüllkopf 5 mittels der Einspannvorrichtung 3 luftdicht in Verbindung gebracht und die Welle 11 des Ventilgehäuses 1 in Tätigkeit gesetzt worden ist, gleitet die Druckscheibe 13 über die Ventilstifte, von denen sie zunächst den Ventilstift niederdrückt. Hiebei wird das entsprechende Ventil geöffnet, wodurch das unter einem gewissen Druck stehende Wasser oder die zu sättigende Flüssigkeit in den Mischkessel 2 solange einströmt, bis die im Kessel enthaltene Luft zusammengepresst ist und ein dem Flusigkeitsdruck entsprechender Ausgleich stattfindet. Die im Verschlussventil 40 vorgesehene Sch. wimmerkugel 41 wird hiebei gehoben, so dass die Verbindungsleitung 33 geöffnet ist.
Beim weiteren Umlauf der Druckscheibe 73 wird das Ventil 14 frei, das sich unter der Wirkung der Feder 26 schliesst, während der nächstfolgende Ventilstift 15 durch die Druckscheibe 13 niedergedrückt wird und die Öffnung für die Kohlensäurezufuhr freigibt. Infolge der hohen Spannung strömt die Kohlensäure, durch die enge Düse des Rückschlagventils 32 getrieben, mit grosser Gewalt in den Mischkessel 2, wobei die vorhandenen Wassermengen durcheinander geworfen werden und mit den eintretenden Gasen eine innige Verbindung eingehen. Hiebei hat die erste Sättigung der Flüssigkeit stattgefunden.
Die weitere Umdrehung der Welle 11 und der Druckscheibe 13 hat das Niederdrücken des nächsten, zum Gasverteilungsventil 16 gehörigen Ventilstiftes zur Folge, wobei aber das Kohlensäureventil 15 noch niedergedrückt gehalten bleibt, wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist. Das Gasverteilungsventil 16 ist derart ausgebildet, dass es einen Einlauf 47 direkt unter dem Boden des Ventilgehäuses und eine Zuleitung durch Rohr 37 zur Flasche 4 besitzt (Fig. 3).
Während der Dauer der Ingangsetzung der beiden Ventile 15 und 16 verteilen sich die noch immer einströmenden Gase nach der Flasche zu in dem noch vorhandenen Raum über der Flüssigkeit solange, bis ein Spannungsausgleich in der Flasche sowohl als auch im Mischkessel stattgefunden hat. Nachdem die Druckscheibe 13 den Ventilstift 16 verlassen hat, ist die Flasche mit Gasen angefüllt, von der gleichen Spannung wie die Gase im Mischkesael 2, der noch immer unter der Wirkung der ausströmenden Kohlensäure steht (Fig, 7).
Das nunmehr durch den Umlauf der Druckscheibe 13 zu betätigende Ventil 17 steht mit dem
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durch Rohr 34 in die zu füllende Flasche zu steigen. Dieser Vorgang wird sich besonders dann nieht abspielen können, wenn das Rohr 34 durchweg, also auch an der Ausströmungsstelle, den gleichen Querschnitt besitzt. Zur Verringerung des Querschnittes des Rohres 34 ist daher an seinem Auslaufende, das in den Flaschenhals hineinragt, eine Brause 43, d. h. eine Platte mit einer Anzahl kleiner Löcher angebracht (Fig. 2), so dass der Gesammtquerschnitt der kleinen Löcher um vieles geringer ist als der Querschnitt der Zu-und Ableitungsrohre 33 und 34.
Beim Öffnen des Ventiles 17 entsteht nun folgender Vorgang : Die bereits einmal im Mischkessel 2 mit Gasen gesättigte Flüssigkeit wird im Zeitraum eines Augenblickes mit einer besonders grossen Gewalt durch die kleinen Löcher der Brause 43 hindurch in die Flasche 4 getrieben, wo sie zerstäubt die Gase durchpeitscht und als zum zweitenmal gesättigte Flüssigkeit die Flasche 4 füllt.
Die Geschwindigkeit dieses Vorganges ist äusserst gross. Die Erscheinung hat ihre Erklärung in dem Querschnittsunterschied zwischen Ausströmungsörrnung und Zufuhrleitung. Es entsteht in den Rohrleitungen ein momentaner Überdruck, der um soviel stärker ist, als der Querschnitt grösser ist wie der der Ausströmungsöffnung. Zur Erhöhung dieser Wirkung dient noch das die Brause umgebende Kugelventil 44. Gelangt die durch die Brause 43 mit grosser Gewalt getriebene
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Schmimmerkugel als auch an den Wandungen der Flasche 4 in Atome, wodurch die zweite Sättigung der Flüssigkeit mit den Gasen besonders begünstigt wird. Das Ventil 44 hat den weiteren Vorteil.
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Um einen unnötigen Gasverlust zu vermeiden, ist am freien, im Mischkesscl befindlichen Ende des Rohres 33 das einstellbare Verschlussventil 40 angebracht. Sobald sich der Flüssigkeits-
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stand im Mischkessel 2 genügend gesenkt hat, bildet die Schwimmerkugel 41 durch den inneren Druck im Mischkessel einen sicheren Verschluss, so dass keine Gase mehr nach Entleerung des Kessels in die Flasche gelangen können. Das Verschlussventil 40 dient aber auch zur Regelung der abzufüllenden Flüssigkeitsmenge. Je mehr das Ventil 40 aus der Mündung des Rohres 33 herausgeschraubt wird, desto weniger Flüssigkeit wird durch das Ventil 17 in die Flasche 4 getrieben. Das Einschrauben des Ventiles 40 in die Rohrmündung 3. 3 bewirkt das Gegenteil.
Die Flasche mit der zweimal gesättigten Flüssigkeit könnte nunmehr ausgespannt werden, doch würden hiebei starke Stoss- und Knallwirkungen ausgelöst werden, die die hochgespannten, sich über der Flüssigkeit in der Flasche ansammelnden Gase verursachen würden. Um solche Stoss-und Knallwirkungen vorteilhaft zu verhindern, ist das Ventil 18 als Flaschenentlüftungsventil ausgebildet, indem das Rohr 48 die überschüssigen Gase zum Ventil 18 und bei dessen Öffnen durch die Leitung 8 ins Freie entweichen lässt (Fig. 4).
Neben den beschriebenen Ventilen zur Sättigung der Flüssigkeit mit Gasen dienen die Ventile 19, 20, 21 zur Zuführung von Limonadenextrakten, Salzmischungen oder dgl. mittels der Zuleitungsrohre 36, 38, 39, Ist ein Zusatz von Extrakten oder dgl. nicht erwünscht, so bleiben die Hähne der Leitungen. 10 geschlossen. Nach Öffnen eines dieser Hähne wird die jeweilige, unter Druck stehende Zusatzflüssigkeit durch das zugehörige Zuleitungsrohr nach der Flasche strömen, und zwar solange. als noch Raum in der Flasche vorhanden ist und der betreffende Ventilstift beim Umlauf der Druckscheibe 13 niedergehalten wird.
Schliesslich dient das Ventil 22 zur Entlüftung des Mischkessels 2, indem die noch im Kessel befindlichen Gase durch die Öffnung 9 ins Freie geleitet werden, damit sie dem beim nächsten
Umlauf der Druckscheibe 13 von neuem einströmenden Wasser keinen Widerstand entgegensetzen können.
Über die Zu-und Ableitung der Flüssigkeiten und Gase von und zum Mischkessel gibt das in Fig. 8 wiedergegebene Schema hinreichend Aufschluss, wobei die Pfeilrichtungen den Weg der
Flüssigkeiten und Gase andeuten.