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Cette Invention concerne les équipements de brasserie et plus particulièrement un procédé et un appareil pour amener une boisson à une machine de remplissage.
Pour amener la bière des réservoirs aux machines à remplir les bouteilles, ou l'équivalent, on appliquait jusqu'à présent au vase de remplissage une contre-pression et on pompait la bière du réservoir au moyen d'une pompe centrifuge à grande vitesse, en évacuant l'air du vase de remplissage jusqu'à ce que la bière se soit élevée à un niveau prédéterminé dans le vase. La bière était alors maintenue dans le vase de remplissage par la pompe centrifuge surmontant une contre-pression fixe dans le vase.
Par suite de la faible capacité de ce dernier il n'était pas possible d'arrêter la pompe et de la remettre en marche car la pompe centrifuge exige un certain temps pour atteindre la pression désirée,
Par conséquent lorsque la remplisseuse se trouve hors service par suite d'un défaut mécanique ou d'autres causes, la pompe centrifuge continue à tourner, barattant la bière à l'intérieur de la couronne d'aubes et élevant la température de façon à provoquer la formation d'écume et à rendre la bière "sauvage". Ceci est aggravé par la remise en marche du pompage car la bière en rejaillissant occasionne une nouvelle formation d'écume.
La pompe centrifuge a aussi une tendance à baratter l'air dans la bière en réduisant ainsi sa saveur.
On a constaté que les pompes à pistons et autres pompes à soupapes n'ont pas non plus donné satisfactipn pour débiter de la bière ou d'autres boissons gazeuses à un vase de remplissage. Lorsque la pompe fonctionne, la vitesse du liquide passant par les soupapes augmente lorsque celles-ci se ferment et diminue lorsque les soupapes s'ouvrent. Ces variations de vitesse occasionnent des pertes de gaz carbonique CO2 s'échappant de la boisson et rendent la bière "sauvage" ou provoquent une formation excessive d'écume.
Un but de la présente invention est de procurer un procédé pour amener aux vases de remplissage de la bière, des boissons gazeuses, ou l'équivalent, qui empêche une absorption indésirable d'air.
Dans le procédé pour amener une boison gazeuse d'un réservoir à un vase de remplissage, suivant l'invention, on maintient du gaz dans le vase de remplissage à une contre'-pression constante prédéterminée, on évacue le gaz en excès de cette pression, on utilise une pompe rotative sans soupapes à déplacement positif pour refouler la boisson du réservoir au vase de remplissage et on maintient le niveau de la boisson dans ce dernier pratiquement constant en utilisant une partie de la pression appliquée à ce vase pour régler l'action de pompe.
L'invention comprend aussi un appareil pour l'exécution du procédé ci-dessus mentionné, cet appareil comportant un tuyau de raccordement entre le réservoir et le vase de remplissage, et une pompe à déplacement positif possédant une caractéristique de refoulement pratiquement exempte de pulsations, intercalée dans ce tuyau pour régler la pression et la vitesse du liquide dans le tuyau sans soumettre le liquide à des fluctuations notables de pression ou de vitesse.
Dans les dessins :
Fig. 1 est une vue schématique d'un vase de remplissage, du réservoir et du système d'alimentation de la boisson;
Fig. 2 est une vue en élévation de la valve de réglage d'air pour le vase de remplissage;
Fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la
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Fige 2, vue dans la direction des flèches;
Fig. 4 est une coupe transversale à travers la valve à air représentée sur les Figs. 2 et 3; tique ; Fig. 5 est une coupe transversale de la vanne de purge automatique;
Fig. 6 est une coupe longitudinale de la canalisation de bière et du séparateur de bulles; dérivation ;
Fig. 7 est une vue en élévation de la pompe à bière et de la dérivation;
Fig. 8 est une vue en plan de la pompe principale et de sa commande, comme c'est représenté sur la Fig. 1. et
Fig. 9 est,une vue en élévation de côté de la commande de pompe représentée sur la Fig. 8.
Comme le montrent les dessins et particulièrement la Fig. 1. la remplisseuse de bouteilles ou de boites peut comprendre un vase de rem- plissage 10, qui est représenté en coupe et qui peut être monté sur une colonne(non représentée ) portée par un socle 11. La remplisseuse 10-11 peut être placée en un point approprié d'une installation de mise en bouteilles et est de préférence disposée à proximité de la sortie d'une laveuse de bouteilles. Pour la mise en bouteilles, le réservoir 12 est habituellement situé dans les sous-sols à cause de la facilité à maintenir les basses températures nécessaires à la conservation de la bière qui n'est pas encore mise en bouteilles.
Comme la remplisseuse de bouteilles ou de boites est habituel- élément quelque peu éloignée du réservoir 12 et que la pression qui règne dans celui-ci n'est pas un moyen de contrôle exact du débit de la boisson se rendant au vase de remplissage 10 dans toutes les conditions de fonctionnement, la boisson est pompée du réservoir 12 à la remplisseuse 10.
Le vase de remplissage 10 contient une série de valves de soutirage 10' qui sont montées dans des ouvertureg du fond du vase de remplissage et débitent la boisson dans les récipients. Les valves 10' assurent un remplissage constant et continu des récipients en amorçant le remplissage des récipients subséquents pendant que les récipients précédemment amenés dans la machine sont en cours de remplissage.
La boisson est amenée du réservoir 12 au vase de remplissage 10 par une canalisation 13 qui permet à la boisson d'arriver par la vanne d'arrêt 13' dans un séparateur de bulles 14. Celui-ci, qui est représenté en détail sur la Fig. 6, reçoit le liquide du tuyau 13, dans une chambre 15 et lui permet de s'élever dans un tube de niveau 16. Une soupape d'arrêt à bille 17 flotte sur la boisson et s'applique sur une ouverture d'évacuation 18 contenant un robinet de purge 19. Celui-ci est maintenu ouvert pendant le fonctionnement de l'installation, de telle sorte que l'air situé au-dessus du niveau de la boisson peut s'échapper par l'ouverture d'évacuation 18. Lorsqu'il n'y a ni gaz ni air dans le séparateur et que celui-ci est rempli de liquide, la bille 17 s'applique contre l'ouverture 18 pour retenir le liquide.
S'il y a de l'air ou du gaz en liberté dans la boisson et qu'il monte à la surface, le niveau du liquide dans le séparateur descend et la bille 17 tombe de l'ouverture d'évacuation 18 pour permettre au gaz de s'échapper par cette ouverture.
Lorsqu'elle occupe sa position inférieure, la soupape 17 repose sur un siège au-dessus de la chambre 15 pour empêcher le gaz de retourner au réservoir 12. Un dispositif 20 est prévu pour soulever à la main la bille 17 sur son siège.
Du tube de niveau 16 la boisson passe dans une chambre de re-
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foulement 21 d'où elle continue à parcourir la canalisation 13.
Un manomètre 23 peut être monté dans le tuyau entre le réser- voir'12 et le séparateur 14 pour indiquer la pression régnant dans le réservbir.
Le tuyau 13 amène la boisson dans une pompe rotative sans soupape à déplacement positif 25. telle qu'une pompe à engrenages ou l'équi- valent, qui est actionnée par un moteur électrique 26 au moyen d'une courroie 28 et d'une transmission à vitesse variable. On emploie une pompe de ce genre à cause de sa grande capacité. de l'absence de soupapes et de sa caractéristique pratiquement exempte de pulsations.
Les détails du moteur et de sa transmission sont représentés sur les Figs. 8 et 9. Sur ces figures, le moteur 26 et la pompe 25 sont montés sur un socle commun 24, le moteur 26 étant porté par une paire de cornières 24'. Celles-ci ont des ailes tournées vers le bas dans lesquelles sont percées des ouvertures pour recevoir des tiges de guidage 25'.
Ces dernières sont montées dans les ailes verticales des cornières 26'.
Une vis 27 montée entre les cornières 26 passe dans les ailes tournées vers le bas des cornières 24' et attaque avec un écrou 27' fixé aux pornières 24' pour régler la position du moteur 26 sur son socle.
Le moteur 26 actionne la courroie trapézoidale 28 par l'intermédiaire d'une poulie réglable 28'. Celle-ci est une poulie à vitesse va- riable dont le rapport de transmission varie selon la position du moteur sur son socle: la vitesse de la pompe est d'autant plus faible que le mo- teur est plus éloigné de la pompe.
La courroie 28 actionne une poulie 29 qui est reliée à la pom- pe 25 par une transmission à friction 29', de telle sorte qu'en cas de surcharge, la transmission à friction patine pour empêcher la rupture des organes.
La boisson quitte la pompe 25 par un tuyau 30 qui contient une valve d'arrêt 31 pour empêcher le retour de la boisson lorsque la pompe s'arrête et un manomètre 31 pour enregistrer la pression dans la canali- sation.
La boisson circule dans un tuyau 32, un tube de verre 33. une soupape de purge 34 de la canalisation, une vanne à boisson 35 et une soupape de purge 37 des vases de remplissage pour se rendre dans une botte à bourrage rotative 38 d'où elle passe dans une série de conduites d'alimentation 40 qui envoient la boisson dans les vases 10.
Une dérivation de boisson 42 est branchée sur la pompe 25 et est représentée comme étant montée entre le tuyau 13 et les tuyaux 30 et 32. La dérivation est fermée par une vanne d'arrêt 43.
De l'air ou autre gaz à contre-pression est amené au vase 10 d'une source (non représentée) par un tuyau 50 et un régulateur de pression 51 comprenant un manomètre 52, à une colonne d'air 54 qui forme un réservoir accumulateur. De la colonne d'air 54. l'air se rend par un tuyau 56, un filtre à air 57, une valve d'arrêt 58 et une vanne 59 dans un tuyau 60 relié à une boîte à bourrage triple 62.
De cette botte à bourrage l'air passe par un tuyau 63, une valve d'arrêt 64 et une vanne 65 dans la partie supérieure du vase 10 audessus du niveau le plus élevé du liquide qui y est contenu.
Un tuyau 70 reçoit de l'air du tuyau 63 et le conduit sous une pression prédéterminée d'un régulateur de pression 71 à un boisseau de soupape 72 qui est mieux représenté sur la Fig. 4. Comme le montre cette figure, le boisseau de soupape 72 contient un ajutage 73 qui est pourvu d'un alésage central vertical 74 se terminant à son extrémité infé-
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rieure par un siège de soupape tourné vers le bas et destiné à recevoir une bille 75. Lorsque la bille 75 repose sur son siège, elle coupe le circulation de l'air entre le tuyau 70 et une chambre de soupape 77.
Lorsque la bille 75 quitte son siège supérieur dans l'ajutage 73, l'air comprimé se rend par le tuyau 70, la soupape 75 et la chambre 77 dans un tuyau 80. De ce dernier l'air passe par la botte à bourrage 62 et par un tuyau 81 pour actionner un commutateur à pression 82. Celui-ci est destiné à couper et admettre le courant à un démarreur automatique 86 qui met le moteur 26 en marche.
Un interrupteur de distribution 83 est établi dans le circuit pour couper le courant du commutateur 82 au démarreur 86 lorsque l'interrupteur 83 est ouvert.
Les Figs. 2.3 et 4 montrent que le boisseau 72 de la soupape est supporté par une tablette 84 portée par une console 85. Celle-ci est fixée au vase de remplissage par une boîte à bourrage 87 dont l'extrémité
88 est filetée pour recevoir l'extrémité percée d'une ouverture de la con- sole 85. cette extrémité étant maintenue par un écrou 89 sur l'extrémité filetée 88.
La boite à bourrage 87 reçoit un arbre 90 qui est actionné par un flotteur 91 et une tige de flotteur 92 représentés schématiquement sur la Fig. 1 et représentés en traits de chaînette sur la Fig. 2. Le bourra- ge 93, maintenu en place par un écrou presse-étoupe 94 empêche l'échappe- ment du gaz du vase 10.
L'arbre 90 possède un bout carré 95 sur lequel est calé un le- vier de commande 97. Gelui-ci est pourvu d'une ferrure 98 sur une de ses faces pour recevoir une vis de commande 99.
La vis 99 vient en contact avec la face supérieure d'un levier flottant 100 pour déplacer le levier en sens inverse des aiguilles d'une montre, par rapport à la Fig. 2, lorsque le flotteur 91 tombe dans le vase
10.
La partie inférieure du levier 97 est pourvue d'une vis 102 ,¯qui la traverse et porte une cuvette du côté intérieur pour recevoir la base d'un ressort 103. L'extrémité supérieure du ressort 103 est logée dans une cavité du levier flottant 100 et repousse constamment ce dernier vers le haut ou dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport à la
Fig. 2, à l'encontre de l'action de la vis 99.
Le levier flottant 100 est monté librement sur l'arbre 95 et attaque une tige de soupape 105 qui se déplace dans une ouverture 106 du bols@@au de soupape 72. L'ouverture 106 possède, à son extrémité supérieu- re, un siège de soupape 107 qui est fermé par la soupape 75 lorsque celleci occupe sa position inférieure.
En se déplaçant de bas en haut sous l'action du ressort 103, la tige 105 soulève la soupape 75 de son siège 107. en permettant ainsi à l'air qui se trouve dans la chambre 77 et le tuyau 80 de s'échapper par l'alésage 106, et repousse en même temps la soupape 75 sur son siège supé- rieur 74' à l'extrémité inférieure de l'alésage 74. en coupant ainsi le passage de l'air venant du tuyau 70 et en ouvrant le commutateur 82 de ma- nière à arrêter le moteur.
En vue de maintenir pratiquement constante la pression à l'in- térieur du vase 10, il est fait usage d'une vanne de détente 110. Cette vanne dont on voit le contour extérieur sur la Fig. 1 et les détails sur la Fig. 5. peut comprendre un tuyau d'entrée 111 faisant communiquer le . vase de remplissage avec une chambre de pression 112. Une paroi de celle-ci est formée d'une membrane 113 pressée sur un ressort. Cette membrane à ressort porte une soupape 115 qui repose sur un siège 116 et y est norma-
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lement maintenue par un ressort 117 qui repousse ainsi la membrane dans sa position inférieure à l'intérieur de la chambre 112.
Lorsque la pres- sion dépasse d'une quantité déterminée la pression voulue du vase de rem- plissage, la pression dans la chambre 112 soulève la soupape 115 de son siège 116 et permet à l'excès d'air de s'échapper par un tuyau d'évacuation
119. Un manomètre 120 permet de régler la vanne de détente pour toute pres- sion désirée.
Le vase 10 supporte la vanne de détente 110 au moyen d'une pièce 121.
FONCTIONNEMENT.
Pour mettre l'appareil en marche, on ferme la vanne 35 et on règle le régulateur de pression 51-52 du vase de remplissage pour la pres- sion voulue de ce dernier. On peut alors ouvrir les valves 59 et 65 de manière à permettre à l'air de passer de la source d'air (non représentée) par le régulateur de pression 51 dans la colonne d'air 54. De celle-ci, l'air passe par le tuyau 56 dans un filtre à air 57 qui le purifie. De ce filtre, l'air se rend par la soupape de retenue 58, la vanne d'air 59, le tuyau 60, la botte à bourrage 62, le tuyau 63. la soupape de retenue 64 et la vanne 65 dans le vase 10 qui se remplit ainsi d'air sous une pression prédéterminée.
Lorsque le vase est rempli d'air sous pression, on peut régler la vanne de détente 110 au moyen du manomètre 120 pour effectuer l'évacuation jusqu'à ce qu'on atteigne une pression d'une livre (0.07 Kg) au-dessus de la pression de fonctionnement.
Les bouteilles ou les récipients à remplir de liquide amené par le vase de remplissage en passant par la série de valves de remplissa- ge, renferment de l'air qui est déplacé par le liquide pendant l'opération de remplissage et cet air est évacué dans l'espace situé à la partie supérieure du vase de remplissage.
Comme la vanne de détente 110 a été réglée à une pression dépassant d'une livre la pression de fonctionnement et comme l'air venant par le tuyau 50 n'est admis par le réducteur 51 qu'à une pression pratiquement identique à la pression de fonctionnement, il est clair que pendant le fonctionnement continu normal de ce va.se de remplissage il ne pourra arriver de l'air par le tuyau 50, mais l'air chassé des bouteilles ou bottes en cours de remplissage s'accumulera de façon à élever la pression dans le vase jusqu'à ce que la vanne de détente 110 s'ouvre et l'évacue du vase. Ceci, en combinaison avec l'emploi de la pompe à déplacement positif donne lieu à des conditions opératoires absoluement différentes de celles que présentait jusqu'ici le remplissage des bouteilles.
Le régulateur de pression d'air 77 peut alors être réglé à 7 livres (0,5 Kg), pour la pression nécessaire à la commande du commutateur à pression 82.
On peut alors ouvrir la valve de purge 34 de la canalisation et la valve de dérivation 43 pour permettre à la bière (si c'est cette boisson qui doit être mise en bouteilles) de passer du réservoir 12, sous la pression accumulée dans le réservoir, par le tuyau 13, la vanne 13', le séparateur 14. la dérivation 42 autour de la pompe, le tuyau 32 et le tube de niveau vitré 33 pour s'écouler par la valve 34. On laisse la bière s'écouler par la valve jusqu'à ce que la bière soit visible dans le tube de niveau 33. On peut alors fermer la valve 34.
Il n'est pas nécessaire de mettre la pompe en marche pour cette opération car le réservoir 12 se trouve sous une certaine pression suffisante pour refouler la bière dans la valve 34.
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On ferme alors la valve de dérivation 43 et on ouvre la vanne à bière'350
Lorsque la vanne 35 est ouverte, on peut mettre la pompe 25 en marche en fermant à la main l'interrupteur 83 qui permet au commutateur à pression 82 de fonctionner sous la pression de la canalisation 80-81.
La pompe 25 et le moteur 26 sont réglés sur la vitesse de la remplisseuse 10 de telle sorte que la pompe tourne pendant une durée maximum. Ceci se fait en réglant la position du moteur sur son socle au moyen de la vis 27.
La pompe continue à tourner, pompant la boisson dans le vase de remplissage 10 jusqu'à ce que le flotteur 91 s'élève au niveau désiré.
Lorsque la boisson qui se trouve dans le vase 10 atteint le niveau désiré, le levier de commande 97 fait mouvoir le levier flottant dans le sens des aiguilles d'une montre sur l'arbre 90 en soulevant la tige 105 de manière à écarter la soupape à bille 75 de son siège 107 et à l'appliquer sur le siège 74'.
La soupape 75 étant soulevée de son siège 107 et appliquée sur le siège 74'. coupe l'arrivée de l'air par le tuyau 70 et l'air est évacué du tuyau 80 par l'alésage 1060 Lorsque la pression tombe dans le tuyau 80-81, le commutateur 82 s'ouvre, mettant le moteur 26 hors circuit et arrêtant la pompe 250
Comme le moteur et la pompe possèdent tous deux une inertie mécanique, la pompe ne s'arrête pas instantanément mais sa vitesse se ralentit graduellement jusqu'à l'arrêt; de même elle prend de la vitesse graduellement lors du démarrageo Ce sont les brusques changements de pression et de vitesse qui font que l'anhydride carbonique devient moins stable ou instable dans la boisson ce qui a pour effet de donner lieu à de la mousse et de fausser le remplissage.
Lorsque le niveau de la boisson descend. le levier de commande 97 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre, par rapport à la Fig. 2, et la vis 99 vient en contact avec le bord supérieur du levier flottant 100 permettant à la tige 105 de tomber et à la soupape 75 de découvrir la lumière 74 et de fermer la lumière 106 en permettant ainsi à l'air sous pression de passer dans le tuyau 70 et dans les tuyaux 80-81 et de fermer le commutateur à pression 82 pour remettre le moteur 26 en marche.
Si le niveau de la boisson dans le vase 10 tombe, la pression de l'air est maintenue constante par la colonne d'air 54. Lorsque le niveau de la boisson s'élève de nouveau, l'excès d'air est évacué par la vanne de détente automatique 110.
Pour ramener la boisson dans le réservoir 12 on arrête la pompe 25 en amenant l'interrupteur 83 à la main dans sa position arrêt", de manière à le déconnecter du commutateur 82 et à couper le courant du moteur 26. On ouvre alors la valve 43 et la pression qui règne dans le vase refoule la boisson par les tuyaux 40. 32. 42 et 13 dans le réservoir 12. Lorsqu'on voit dans le tube de verre 33 qu'il n'y a plus de boisson on peut fermer la valve 35 en empêchant ainsi tout excès de pression dans le réservoir 12.
L'emploi de la pompe rotative du type à déplacement positif élimine l'ouverture et la fermeture constantes de soupapes qui entraîneraient des variations de vitesse de la boisson suffisantes pour provoquer des pertes de gaz de la boisson et rendre la bière "sauvage"o Ce phénomène des variations de vitesse dues aux soupapes de la pompe est bien connu dans la partie.
On comprendra que le mode d'exécution de l'invention décrit ci-dessus doit être considéré simplement comme une forme de réalisation pré-
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férée de celle-ci et que diverses modifications peuvent être apportées aux dimensions, à la forme et à la disposition des parties ainsi qu'aux phases opératives sans s'écarter de l'invention.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour amener une boisson gazeuse d'un réservoir à un vase de remplissage, caractérisé en ce qu'on maintient du gaz dans le vase de remplissage à une contre-pression constante prédéterminée, on éva- cue le gaz en excès faisant dépasser cette pression, on utilise une pompe rotative sans soupape à déplacement positif pour envoyer la boisson du ré- servoir au vase de remplissage et on maintient le niveau de la boisson dans ce dernier pratiquement constant en utilisant une partie du gaz sous pres- sion envoyé dans ce vase pour régler l'action de pompage.
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This invention relates to brewery equipment and more particularly to a method and apparatus for supplying a beverage to a filling machine.
In order to bring beer from the tanks to the bottle-filling machines, or the equivalent, heretofore, the filling vessel has been applied back pressure and the beer is pumped from the tank by means of a high-speed centrifugal pump. removing air from the filling vessel until the beer has risen to a predetermined level in the vessel. The beer was then kept in the filling vessel by the centrifugal pump overcoming a fixed back pressure in the vessel.
Due to the low capacity of the latter, it was not possible to stop the pump and restart it because the centrifugal pump requires a certain time to reach the desired pressure,
Therefore when the filler is out of service due to a mechanical fault or other causes, the centrifugal pump continues to run, churning the beer inside the blade crown and raising the temperature so as to cause foaming and making the beer "wild". This is aggravated by restarting the pumping because the beer spurting out causes a new formation of foam.
The centrifugal pump also has a tendency to churn the air in the beer thus reducing its flavor.
It has also been found that piston pumps and other valve pumps have not been satisfactory in delivering beer or other carbonated drinks to a filler vessel. When the pump is running, the speed of the liquid passing through the valves increases when the valves close and decreases when the valves open. These variations in speed cause losses of carbon dioxide CO2 escaping from the drink and make the beer "wild" or cause excessive foaming.
It is an object of the present invention to provide a process for supplying beer, carbonated beverages, or the like, to filling vessels, which prevents undesirable absorption of air.
In the process for supplying a carbonated drink from a tank to a filling vessel, according to the invention, gas is maintained in the filling vessel at a predetermined constant back pressure, the gas in excess of this pressure is discharged. , a rotary pump without positive displacement valves is used to deliver the beverage from the reservoir to the filling vessel and the level of the beverage in the latter is maintained practically constant by using part of the pressure applied to this vessel to regulate the action. pump.
The invention also comprises an apparatus for carrying out the above-mentioned method, this apparatus comprising a connecting pipe between the reservoir and the filling vessel, and a positive displacement pump having a discharge characteristic practically free of pulsations, interposed in this pipe to adjust the pressure and speed of the liquid in the pipe without subjecting the liquid to significant fluctuations in pressure or speed.
In the drawings:
Fig. 1 is a schematic view of a filling vessel, the reservoir and the beverage supply system;
Fig. 2 is an elevational view of the air regulating valve for the filling vessel;
Fig. 3 is a cross section taken along line 3-3 of the
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Fig 2, seen in the direction of the arrows;
Fig. 4 is a cross section through the air valve shown in Figs. 2 and 3; tick; Fig. 5 is a cross section of the automatic purge valve;
Fig. 6 is a longitudinal section of the beer line and the bubble separator; derivation;
Fig. 7 is an elevational view of the beer pump and the bypass;
Fig. 8 is a plan view of the main pump and its control, as shown in FIG. 1.and
Fig. 9 is a side elevational view of the pump drive shown in FIG. 8.
As shown in the drawings and particularly in FIG. 1. the bottle or box filler may include a filling vessel 10, which is shown in section and which can be mounted on a column (not shown) supported by a base 11. The filler 10-11 can be placed at a suitable point of a bottling installation and is preferably disposed near the outlet of a bottle washer. For bottling, the reservoir 12 is usually located in the basements because of the ease of maintaining the low temperatures necessary for the preservation of the beer which is not yet bottled.
As the bottle or box filler is usual- element somewhat remote from the reservoir 12 and the pressure in the latter is not a means of exact control of the flow of the beverage to the filling vessel 10 in under all operating conditions, the beverage is pumped from tank 12 to filler 10.
The filling vessel 10 contains a series of draw-off valves 10 'which are mounted in openings in the bottom of the filling vessel and deliver the beverage into the containers. The valves 10 'ensure a constant and continuous filling of the containers by initiating the filling of subsequent containers while the containers previously brought into the machine are being filled.
The drink is brought from the reservoir 12 to the filling vessel 10 through a pipe 13 which allows the drink to arrive through the shut-off valve 13 'in a bubble separator 14. The latter, which is shown in detail in the figure. Fig. 6, receives the liquid from the pipe 13, in a chamber 15 and allows it to rise in a level tube 16. A ball stop valve 17 floats on the drink and is applied to a discharge opening 18 containing a purge valve 19. This is kept open during operation of the installation, so that the air located above the level of the drink can escape through the discharge opening 18. When there is neither gas nor air in the separator and the latter is filled with liquid, the ball 17 is applied against the opening 18 to retain the liquid.
If there is free air or gas in the drink and it rises to the surface, the level of the liquid in the separator drops and the ball 17 falls from the discharge opening 18 to allow the gas to escape through this opening.
When in its lower position, the valve 17 rests on a seat above the chamber 15 to prevent gas from returning to the reservoir 12. A device 20 is provided for manually lifting the ball 17 onto its seat.
From the level 16 tube the drink passes into a re-chamber.
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flow 21 from which it continues to travel through pipe 13.
A manometer 23 may be fitted in the pipe between the reservoir 12 and the separator 14 to indicate the pressure prevailing in the reservoir.
The pipe 13 carries the beverage into a rotary pump without a positive displacement valve 25. such as a gear pump or the like, which is operated by an electric motor 26 by means of a belt 28 and a variable speed transmission. Such a pump is used because of its large capacity. the absence of valves and its virtually pulsation-free characteristic.
Details of the engine and its transmission are shown in Figs. 8 and 9. In these figures, the motor 26 and the pump 25 are mounted on a common base 24, the motor 26 being carried by a pair of angles 24 '. These have wings facing downwards in which openings are pierced to receive guide rods 25 '.
The latter are mounted in the vertical wings of the angles 26 '.
A screw 27 mounted between the angles 26 passes through the downward facing wings of the angles 24 'and attacks with a nut 27' fixed to the cracks 24 'to adjust the position of the motor 26 on its base.
The motor 26 drives the trapezoidal belt 28 by means of an adjustable pulley 28 '. This is a variable speed pulley whose transmission ratio varies according to the position of the motor on its base: the speed of the pump is all the lower the further the motor is from the pump.
The belt 28 drives a pulley 29 which is connected to the pump 25 by a friction transmission 29 ', so that in the event of an overload, the friction transmission slips to prevent rupture of the components.
The beverage leaves the pump 25 through a pipe 30 which contains a shut-off valve 31 to prevent the return of the beverage when the pump stops and a pressure gauge 31 to register the pressure in the line.
The drink flows through a pipe 32, a glass tube 33. a drain valve 34 of the line, a drink valve 35 and a drain valve 37 of the filling vessels to go into a rotary stuffing boot 38 of. where it passes through a series of supply pipes 40 which send the drink to the vases 10.
A beverage bypass 42 is connected to pump 25 and is shown as being mounted between pipe 13 and pipes 30 and 32. The bypass is closed by a shutoff valve 43.
Air or other gas at back pressure is supplied to vessel 10 from a source (not shown) through a pipe 50 and a pressure regulator 51 including a manometer 52, to an air column 54 which forms a reservoir. accumulator. From the air column 54, the air flows through a pipe 56, an air filter 57, a shut-off valve 58 and a valve 59 into a pipe 60 connected to a triple stuffing box 62.
From this stuffing boot the air passes through a pipe 63, a stop valve 64 and a valve 65 in the upper part of the vessel 10 above the highest level of the liquid contained therein.
A pipe 70 receives air from the pipe 63 and conducts it at a predetermined pressure from a pressure regulator 71 to a valve plug 72 which is best shown in FIG. 4. As shown in this figure, the valve plug 72 contains a nozzle 73 which is provided with a vertical central bore 74 terminating at its lower end.
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higher by a valve seat facing down and intended to receive a ball 75. When the ball 75 rests on its seat, it cuts off the flow of air between the pipe 70 and a valve chamber 77.
When the ball 75 leaves its upper seat in the nozzle 73, the compressed air passes through the pipe 70, the valve 75 and the chamber 77 into a pipe 80. From the latter the air passes through the stuffing boot 62 and by a pipe 81 to actuate a pressure switch 82. This is intended to cut and admit the current to an automatic starter 86 which starts the engine 26.
A distribution switch 83 is set in the circuit to cut off current from switch 82 to starter 86 when switch 83 is open.
Figs. 2.3 and 4 show that the plug 72 of the valve is supported by a shelf 84 carried by a bracket 85. The latter is fixed to the filling vessel by a stuffing box 87 whose end
88 is threaded to receive the pierced end of an opening in the console 85. this end being held by a nut 89 on the threaded end 88.
The stuffing box 87 receives a shaft 90 which is actuated by a float 91 and a float rod 92 shown schematically in FIG. 1 and shown in chain lines in FIG. 2. The packing 93, held in place by a gland nut 94, prevents the escape of gas from the vessel 10.
The shaft 90 has a square end 95 on which is wedged a control lever 97. This is provided with a fitting 98 on one of its faces to receive a control screw 99.
Screw 99 contacts the upper face of a floating lever 100 to move the lever counterclockwise, with respect to FIG. 2, when the float 91 falls into the vessel
10.
The lower part of the lever 97 is provided with a screw 102, ¯ which crosses it and carries a cup on the interior side to receive the base of a spring 103. The upper end of the spring 103 is housed in a cavity of the floating lever. 100 and constantly pushes the latter up or clockwise relative to the
Fig. 2, against the action of screw 99.
The floating lever 100 is freely mounted on the shaft 95 and engages a valve stem 105 which moves through an opening 106 of the valve bowl 72. The opening 106 has a seat at its upper end. valve 107 which is closed by valve 75 when the latter occupies its lower position.
By moving up and down under the action of the spring 103, the rod 105 lifts the valve 75 from its seat 107, thereby allowing the air in the chamber 77 and the pipe 80 to escape through the bore 106, and at the same time pushes the valve 75 back onto its upper seat 74 'at the lower end of the bore 74. thereby cutting off the passage of air from the pipe 70 and opening the switch 82 so as to stop the engine.
In order to keep the pressure inside the vessel 10 practically constant, use is made of an expansion valve 110. This valve, the outer contour of which can be seen in FIG. 1 and the details in FIG. 5. may include an inlet pipe 111 communicating the. filling vessel with a pressure chamber 112. A wall thereof is formed of a membrane 113 pressed on a spring. This spring diaphragm carries a valve 115 which rests on a seat 116 and is standard therein.
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Lement maintained by a spring 117 which thus pushes the membrane back into its lower position inside the chamber 112.
When the pressure exceeds the desired pressure of the filler vessel by a determined amount, the pressure in chamber 112 lifts valve 115 from its seat 116 and allows excess air to escape through a Drain pipe
119. A pressure gauge 120 allows the expansion valve to be adjusted for any desired pressure.
The vessel 10 supports the expansion valve 110 by means of a part 121.
OPERATION.
To start the apparatus, valve 35 is closed and the pressure regulator 51-52 of the filling vessel is adjusted to the desired pressure of the latter. The valves 59 and 65 can then be opened so as to allow air to pass from the air source (not shown) through the pressure regulator 51 into the air column 54. From the latter, the air passes through pipe 56 into an air filter 57 which purifies it. From this filter, air flows through check valve 58, air valve 59, pipe 60, stuffing boot 62, pipe 63. check valve 64 and valve 65 into vessel 10 which thus fills with air under a predetermined pressure.
When the vessel is filled with pressurized air, the expansion valve 110 can be adjusted by means of the manometer 120 to perform the evacuation until a pressure of one pound (0.07 Kg) above is reached. operating pressure.
The bottles or receptacles to be filled with liquid supplied by the filling vessel through the series of filling valves contain air which is displaced by the liquid during the filling operation and this air is discharged into the space at the top of the filling vessel.
As the expansion valve 110 has been set at a pressure exceeding the operating pressure by one pound and since the air coming through the pipe 50 is only admitted by the reducer 51 to a pressure substantially identical to the pressure of operation, it is clear that during the normal continuous operation of this filling flow, no air will be able to arrive through the pipe 50, but the air expelled from the bottles or boots being filled will accumulate so as to increase the pressure in the vessel until the pressure relief valve 110 opens and releases it from the vessel. This, in combination with the use of the positive displacement pump gives rise to operating conditions which are absolutely different from those which hitherto the filling of bottles has presented.
The air pressure regulator 77 can then be set to 7 pounds (0.5 Kg), for the pressure required to control the pressure switch 82.
We can then open the drain valve 34 of the pipe and the bypass valve 43 to allow the beer (if it is this drink which is to be bottled) to pass from the reservoir 12, under the pressure accumulated in the reservoir. , through the pipe 13, the valve 13 ', the separator 14. the bypass 42 around the pump, the pipe 32 and the glass level tube 33 to flow through the valve 34. The beer is allowed to flow through the valve until the beer is visible in the level tube 33. You can then close the valve 34.
It is not necessary to start the pump for this operation because the reservoir 12 is under a certain pressure sufficient to deliver the beer into the valve 34.
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We then close the bypass valve 43 and we open the beer valve'350
When valve 35 is open, pump 25 can be turned on by hand-closing switch 83 which allows pressure switch 82 to operate under the pressure of line 80-81.
Pump 25 and motor 26 are set at the speed of filler 10 so that the pump runs for a maximum time. This is done by adjusting the position of the motor on its base using screw 27.
The pump continues to run, pumping the beverage into the filling vessel 10 until the float 91 rises to the desired level.
When the beverage in the vessel 10 reaches the desired level, the control lever 97 moves the floating lever clockwise on the shaft 90 by lifting the rod 105 so as to move the valve away. ball 75 from its seat 107 and to apply it to the seat 74 '.
The valve 75 being lifted from its seat 107 and applied to the seat 74 '. shuts off the air supply through hose 70 and air is discharged from hose 80 through bore 1060 When pressure drops in hose 80-81, switch 82 opens, shutting down motor 26 and stopping the pump 250
As the motor and the pump both have mechanical inertia, the pump does not stop instantly but its speed gradually slows down until it stops; likewise it gradually picks up speed during start-up. It is the sudden changes in pressure and speed that cause the carbon dioxide to become less stable or unstable in the drink which has the effect of giving rise to foam and distort the filling.
When the drink level goes down. the control lever 97 rotates counterclockwise, with respect to FIG. 2, and screw 99 contacts the upper edge of floating lever 100 allowing rod 105 to drop and valve 75 to uncover lumen 74 and close lumen 106 thereby allowing pressurized air to flow out. pass through pipe 70 and pipes 80-81 and turn off pressure switch 82 to restart engine 26.
If the level of the beverage in the vessel 10 falls, the air pressure is kept constant by the air column 54. When the level of the beverage rises again, the excess air is vented through. the automatic expansion valve 110.
To return the drink to the reservoir 12, the pump 25 is stopped by bringing the switch 83 by hand to its off position ", so as to disconnect it from the switch 82 and cut off the current to the motor 26. The valve is then opened. 43 and the pressure which prevails in the vessel discharges the drink through the pipes 40. 32. 42 and 13 into the reservoir 12. When it is seen in the glass tube 33 that there is no more drink, it is possible to close the valve 35, thus preventing any excess pressure in the reservoir 12.
The use of the positive displacement type rotary pump eliminates the constant opening and closing of valves which would cause variations in the speed of the beverage sufficient to cause losses of gas from the beverage and make the beer "wild". phenomenon of speed variations due to pump valves is well known in the game.
It will be understood that the embodiment of the invention described above is to be regarded merely as a pre-eminent embodiment.
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based on this and that various modifications can be made to the dimensions, shape and arrangement of the parts as well as to the operating phases without departing from the invention.
CLAIMS.
1.- A method of bringing a carbonated drink from a tank to a filling vessel, characterized in that gas is maintained in the filling vessel at a predetermined constant back pressure, the excess gas being evacuated thereby to exceed this pressure, a rotary pump without a positive displacement valve is used to send the beverage from the reservoir to the filling vessel and the level of the beverage in the latter is kept practically constant by using part of the pressurized gas sent. in this vase to regulate the pumping action.