CN1450975A - 气体再生系统 - Google Patents

Abstract

应用于饮料分配系统的一种气体再生系统。该系统包含：用于可松开地连接于所应用的饮料容器的阀，该容器盛有加压的气体，该阀可允许气体从该容器释放。还设置了用于从气体中除去微粒物质的过滤器以及用于从气体中除去细菌的消毒器。一起设置的有压缩机，该压缩机为供输已过滤的及已消毒的气体至该饮料分配系统而对该气体再次加压。该系统可用于从饮料容器回收二氧化碳，减少饮料分配系统的对二氧化碳的消耗。

Description

气体再生系统

本发明涉及气体再生系统，特别是但非独一地涉及应用于从小桶中回收二氧化碳或其它气体的气体再生系统，该小桶盛有加压的饮料。

使用加压系统的酒吧中供应诸如贮藏啤酒、苦啤酒、苹果酒及烈性黑啤酒的散装饮料。该饮料被供输至酒吧的啤酒桶中并用二氧化碳或二氧化碳与氮气的混合物加压。对于贮藏啤酒来说，这“最高压力”高达2.81kg/cm²(40p.s.i)。分配这类饮料的最新方法甚至需要更高的“最高压力”。为了使啤酒桶中的压力保持在大致恒定的水平，当向消费者供应饮料时，二氧化碳及任选的氮气被泵入啤酒桶中。如果啤酒桶中的压力下降了，贮藏期间会使二氧化碳从饮料中逸出，产生饮料的发泡或起泡沫，这是不希望的。增加的二氧化碳由连接于酒吧的分配系统的气瓶供给。

已经腾空液体(因此填充有加压的气体)的啤酒桶从酒吧返回至啤酒厂，在啤酒厂当重新注入饮料之前，啤酒桶通到大气中。这种排气构成二氧化碳排放的主要来源，并且因为CO₂是一种“温室”气体，因此期望把这些排放量减至最小。此外，为了用二氧化碳充注啤酒桶，酒吧必须定期地购买或租赁二氧化碳瓶，二氧化碳瓶是昂贵的。把瓶子供应至不同的酒吧，对环境也有影响，运输卡车有废气排放。

本发明的目的是消除或减轻现有技术系统的这些缺点，并提供气体再生系统，以减少为在酒吧中运营饮料分配系统而供应大量二氧化碳的需求。

根据本发明的第一方面，提供了应用于饮料分配系统中的气体再生系统，该气体再生系统包括：可松开地连接于所使用的盛有加压的气体的饮料容器上的联接器，该联接器允许气体从该容器释放；和连接于该联接器并安排用来加压该被释放气体的压缩机，该被释放气体供输至该饮料分配系统。

较好的是，在该压缩机的上游设置有气体传感器、压力传感器、过滤器及消毒器。该消毒器包含电离器及去离子器。任选地，在压缩机的上游可设置收集罐，或者在该压缩机的下游设置一个或多个收集罐。还可设置分离器以分离不同的气体，其中一种气体通向压缩机。如果在容器中的气体是诸如氮与二氧化碳的混合气体，就可以使用该分离器。另外不同的多种气体/气体混合物可有选择地输送至不同的收集罐。

一种或多种上述部件可置于中央处理单元(CPU)的控制下。这样，正被再生处理的气体的收集可自动地调节(例如输送至合适的收集容器)。

要被再生处理的气体可以是二氧化碳。根据本发明的气体再生系统减少了应用于饮料分配系统的二氧化碳的量，并因此减少了排放至大气的有害二氧化碳。二氧化碳消耗的减少还意味着运营饮料分配系统的成本显著地降低。

根据本发明的第二方面，提供了一种饮料分配系统，该系统包括：根据任何前述要求的气体再生系统；连接于容器的分配联接器，饮料从该容器分配；连接于该分配联接器以供输加压的气体至该容器的气体供输管线；为把加压的气体供输至气体供输管线而连接的压缩机。

现将参考附图通过例子来描述本发明的一实施例，其中：

图1是现有技术的饮料分配系统的简图；

图2是根据本发明的气体再生系统的简图；

图3是含有图2的气体再生系统的饮料分配系统的简图；和

图4是根据本发明的气体再生系统的第二实施例的简图。

参考附图的图1，图示了现有技术的饮料分配系统，该系统包括多个啤酒桶1，每个啤酒桶连接于具有两个阀3、4的啤酒桶联接器2。每个啤酒桶联接器2的一个阀3被接至管线5。每条管线5的其另一端连接于用压缩空气作动力的分配头气体泵6，分配头气泵6通常设在酒吧中用来分配散装饮料，并可能被设置成距包括啤酒桶的饮料分配系统的其余部分某一定的距离，这些啤酒桶一般被设置于酒吧的地窖内。

啤酒桶联接器2的每个阀4都连接于管线7上，管线7其另一端连接于阀8，阀8设置在气体环形干路管线9上。二氧化碳供应瓶10也连接于气体环形干路管线9上。

压缩机11连接于空气环形干路管线12上，并经阀13及14供输加压的空气至空气环形干路管线12以驱动分发头6。气体瓶10也经管线15连接于阀13，阀13被布置成万一空气压缩机出故障时，由气体瓶10供输二氧化碳至各分配头。

当从分配头6分配啤酒或另一种饮料时，来自供应瓶10的二氧化碳被用于维持啤酒桶1中的大致恒定的最高压力。结果是，一旦啤酒桶内所有的饮料已分配完，该啤酒桶中就充满加压的二氧化碳。当二氧化碳用完时，瓶10必须频繁地更换。

现参考图2，安装了根据本发明的气体再生系统，它可用于回收来自啤酒桶的二氧化碳，该啤酒桶来自诸如图1所示的系统。它包括连接于啤酒桶联接器2的输入管线以便连接于充气的啤酒桶1，按顺序该管线向过滤器16、消毒器17、分离器18、第一收集罐19a、食品用压缩机20以及最终向输出管线21供给。收集罐19a用来限制从啤酒桶1施加至压缩机20入口的压力。出口管线21将例如被连接于诸如图1的瓶10的气体贮存瓶上，但最好是连接于饮料分配系统的环形干路管线上，如图3中所示。

相同的标号适用于图1、2及3中，压缩机20设在压缩机站22中，压缩机站22也含有用于容纳压缩机20所压缩的气体的第二收集罐19b。压缩机输出管线21经压力调节阀13连接于气体环形干路管线9。气体瓶10通过阀13也连接于气体环形干路管线9上，这样只有当压缩机20及相联的收集罐19b不能维持连接于气体干路管线9的啤酒桶1中的所需最高压力时才由瓶10供输气体。

在图3所示的实施例中，使分配头6工作所需的压力来自具有它自己的压缩机的独立的空气环形干路管线(未图示)。从气体环形干路管线9至空气环形干路管线设置有单向阀，以便万一当空气干路管线中没有足够压力去开动分配头时，能从气体环形干路管线9供输二氧化碳。

该系统的应用如下：

满的啤酒桶1连接于啤酒桶联接器2，啤酒桶联接器2连接于分配管线5，而从头6分配饮料。当由于饮料被分配而啤酒桶1中压力下降时，阀4开启以引导来自气体环形干路管线9的二氧化碳进入啤酒桶1，以便使啤酒桶中的压力保持在预定的水平范围内。

一旦全部啤酒或其他饮料已从啤酒桶中分配完，并且该啤酒桶充满二氧化碳，通过移开啤酒桶联接器2使啤酒桶1从分配系统上脱开。啤酒桶上的一阀(未图示)防止了其运动期间内盛物的任何外溢。然后啤酒桶被移至该再生系统并连接于啤酒桶联接器2，啤酒桶联接器2连接于输入管线，该输入管线连接着过滤器16，过滤器16使加压的气体从啤酒桶释放入该再生系统。该气体首先通过过滤器16。在过滤过程中从气体中除去任何流体含量，一起除去的还有微粒物质。然后气体进入消毒器17以从中除去任何细菌。消毒之后，分离器18从二氧化碳中分离出全部氮气并从而帮助回收二氧化碳。氮气可被排放至大气中，或从二氧化碳中分离出来后被收集起来。如该系统不合氮气，可以省去分离器18。

然后在用压缩机20再压缩之前，产生的CO₂收集于收集罐19中，以便供输至气体环形干路管线9。这个过程(工艺)可获得约80％的可再使用气体的收集率。不认为更高的收集率是最佳的，因为大量的微粒物质及细菌保留在遗留于啤酒桶中的最后20％气体内，这将需要更加复杂的清洁及过滤步骤，并因此操作起来更昂贵。此外，啤酒桶的残留物必须在降低的压力下而不是在大气压力下被清除。但是在某些情况下是希望收集CO₂最终部分的。

应当理解的是，虽然在这个系统中设置了CO₂瓶作为该再生系统的后备，但需要被添加至该饮料分配系统的附加的CO₂的量与现有技术系统相比是大大减少了。因此仅需频繁地更换瓶10。

参考图4，图示了根据本发明的气体再生系统的第二实施例，该系统可用于回收来自啤酒桶的二氧化碳及其它气体及气体混合物，该其它气体及气体混合物诸如是氮气及氮气/二氧化碳。

该系统包括连接于啤酒桶联接器2的输入管线，联接器2用于和充气的啤酒桶连接。该啤酒桶联接器2与用于分配饮料的啤酒桶联接器相比是改良式的。特别是，该改良的啤酒桶联接器2具有削顶的产品口及改良的气体输入口。在用于分配饮料的传统啤酒桶联接器中，该气体输入口具有只允许气体流入啤酒桶的单向阀。在改良的啤酒桶联接器中，该单向阀是反装的以便只允许气体流出该啤酒桶。改良的气体口被用于从啤酒桶回收气体，以便减少产品污染的危险，该产品污染来自可能仍留在啤酒桶中的任何饮料。如果使用了传统产品口，这个口和延伸至啤酒桶底部的喷枪连接，以便能用最高压力把饮料压出该啤酒桶。该喷枪将容易被口中的剩余饮料所污染，而因此从只开向啤酒桶顶部的口回收气体是有利的。该改良的输入口提供了这种连接。

联接器2串接有：除湿器23，反压力阀24，气体传感器25，安装在电磁阀27上的压力传感器26，含有电离器28及去离子器29的消毒器，以及压缩机20。在这个实施例中，对于图3的压缩机20上游的收集罐19a没有等效的部件。但是4个气体收集或贮存罐19a、19b、19c、19d经收集管线30及各个阀31a、31b、31c及31d连接于压缩机20的下游，这些阀的每个都含有各自的压力传感器32。收集罐19a通过含有压力传感器34的阀33连接于压缩机20的入口，而管线30通过含有压力传感器36的阀35连接于出口37。每个阀、每个压力传感器、压缩机20、反压力阀24及气体传感器25都与中央处理单元(CPU)38连接。

在初始(新)安装时，CPU38执行一系列压力检查。这通过开启阀27及开动带有全部开启的阀31a、31b、31c及31d的压缩机20来实施。因此罐19a、19b、19c及19d被加压至预设压力。然后关闭阀31a、31b、31c及31d并以压力传感器32监测每个罐中的气体压力。这保证了如果罐不泄漏，罐压力保持如此。如果显示该罐不漏气，则系统已准备好被使用。但是使用前通过开启阀31a、31b、31c及31d及开启阀35以便该罐与大气连通。现在该系统充满了大气压下的空气。

在啤酒桶连接至联接器2之前，该系统被抽空以清除大部分空气。联接器2含有一阀(未图示)，该阀在该联接器连接至啤酒桶之前一直是关闭的。在抽空过程中，阀35被开启，压缩机20被接通，而阀33及27被开启。在预定期间之后，阀27将被关闭(在该点处在联接器2与阀27之间的管线中建立了局部真空)。这之后压缩机继续工作直至在罐19a中和在罐19a经阀33至阀27之间的全部管线中建立了完全真空为止。这减少了该系统中的空气量，该空气会污染随后收集的气体。但罐19b、19c及19d仍将充满大气压力下的空气，压缩机下游管线30也将出现同样的情况。

当加压的气体被传输充注至啤酒桶中时，该啤酒桶与联接器2连接，这种连接使含在联接器2内的阀自动开启，使得阈27上游的管线与啤酒桶的内部连通。来自啤酒桶的气体穿过驱动该气体的除湿器23。输入气体的压力由与阀27相连的压力传感器26监测。气体传感器25检查输入气体的种类。如果输入气体是二氧化碳，该气体将被传输至罐19a(由于压缩机20先前的动作，该罐已被抽空)。假设被检查的气体是二氧化碳，阀27被开启，阀31a被开启，并且压缩机20被接通以把二氧化碳从联接器2传输入罐19a内。另一个方面如果被传感器25检查的气体是空气，这个气体应被传输至罐19b，并因此是阀31b而不是阀31a被开启。被传输的空气将与已在罐19b中的空气混合，但这不会导致任何交叉污染。相似地，通过适当地控制阀31c及31d，气体可被传输至罐19c及19d中。如果原在这些罐中的空气与被传输气体之间的某些交叉污染不成问题，则图示的结构就可满足要求。但如果例如是氮气的被传输气体与空气的交叉污染是不可接受的，就需要设置附加的放气阀，该放气阀对应于阀33，阀33用T型接头接至管子上，该管子把罐与相关的阀31c或31d连接起来，以便能在传输回收的气体之前抽空该罐。

阀27一开启，电离器28及去离子器/过滤器29就接通，而压缩机20就被启动。然后处理器28将监视由压力传感器26检测的入口压力并且也监视罐的气体贮存压力，气体是经压力传感器32传输至该罐的。如果贮存压力超过预设水平，压缩机20将停止工作，而阀31a、31b、31c或31d将被关闭。

当由压力传感器26检测的连接于联接器2的啤酒桶的内部气体压力指示出该桶已被抽空之后，阀27将被关闭。然后联接器从该啤酒桶上脱开，由此关闭嵌入联接器2中的自动阀，并且该过程可被重复，即是说：阀35将被开启，压缩机20将被启动，而该系统将被抽空直至在阀27的上游建立起预定的低压力为止，随后该阀被关闭。将继续进一步的抽空直至该系统完全被抽空。通过把新的啤酒桶连接于联接器2，就可重复该过程。

CPU38执行各种附加的功能。例如：一旦啤酒桶已连接在联接器2上，处理器38将查验啤酒桶内的压力是在预设的界限内。此外，处理器38将监视相应的罐19a至19d内的压力以查看在该罐中是否有足够的空间来容纳该啤酒桶的内盛物。如果该啤酒桶压力不满足要求或罐压力太高，处理器38将使该循环急停并向使用者显示所选的收集罐是满的。另一方面如果该罐没有提供用于容纳该啤酒桶的内盛物的足够空间，处理器38可使其少量内盛物通过开启相关的阀31a至31d而排放至系统内，以便经阀35使气体被冲洗出管子30。这再次减少了交叉污染的危险。

电离器28应用高压负离子使在气体流内发现的任何污染物净化。一旦处理器38显示有效的气体回收循环开始，电离器28就被接通。通过阀27的输入气体将被全部电离，由此杀灭其内发现的任何细菌或其他污染物。净化之后，消除电离并过滤，该气体被压缩机20抽入合适的罐内。过滤将在气体到达该收集罐之前除去任何生物体或悬浮物质。

完成回收循环后，处理器38将向使用者显示该循环已经完成。一旦处理器38查验到该输入系统已经被清洁，即是：啤酒桶联接器2已经被脱开并且阀27上游的管线处于正常的大气压力，该系统将自动地开始上面描述的过程以便清洁来自该系统的气体，以期待下一次的气体再生循环。

在压缩机20发生启动故障的事件中，反压力阀24可被开动。还可设置故障诊断(功能)以便通过监视因起动而产生的压力上升来保证压缩机20工作。当压缩机20启动时，如果没有检测到压力上升，则在控制板上将显示出故障情况。

可设置气体传感器25以检查三种气体的存在，例如二氧化碳、氮气及氧气。可应用建立在红外线吸收原理上的标准传感器。这个过程可精确地决定存在于样品腔中的气体的种类，该样品腔是该传感器的一部分。传感器可应用纯样品气体作参考来校验，这之后处理器38储存这个参考数据用于鉴别该系统中的具体气体的存在。这种红外线吸收传感器的维护工作非常少，并且不需要为保持它们的精度而永久贮存样品气体。

在图4所示的结构中，没有显示从罐19a传输加压的气体至罐19d的连接。可为这种气体传输提供任何方便的结构。例如，对于罐19a的情况，在通往罐19a的入口上的T型接头(未示出)可通过单向阀系统连接于诸如图3所示的管线9的饮料分配管线。如罐19a中的压力是足够地高，则气体将必然从罐19a输出。

Claims (14)

1.本应用于饮料分配系统中的一种气体再生系统包括：用于可松开地连接于所使用的饮料容器的联接器，该饮料容器盛有加压的气体，该联接器可使气体从该容器释放；和连接于该联接器并布置成为向该饮料分配系统供应气体而加压被释放气体的压缩机。

2.根据权利要求1的气体再生系统，其特征在于：为鉴别被再生气体，在该压缩机的上游设置了气体传感器，和设置了根据气体类型而有选择地把再生的气体引向一个或多个储存罐的装置。

3.根据权利要求1或2的气体再生系统，其特征在于：压力传感器设置在该压缩机的上游，并且设置了如果检测到的压力跌落至预定的界限下时，结束该压缩机工作的装置。

4.根据权利要求1、2或3任一项的气体再生系统，其特征在于：收集罐设置在该压缩机的上游。

5.根据权利要求1-4中任一项的气体再生系统，其特征在于：设置了用来分离各种不同气体的分离器，各种不同气体中的一种通往该压缩机。

6.根据权利要求2的气体再生系统，其特征在于：在该压缩机的下游设置了多个收集罐，而气体引导装置包括连接在该压缩机与相应收集罐之间的一系列阀。

7.根据前述权利要求中任一项的气体再生系统，包括：在气体再生步骤后冲洗该系统的装置。

8.根据任何前述权利要求的气体再生系统，其特征在于：要再生的气体是二氧化碳。

9.根据任何前述权利要求的气体再生系统，其特征在于：过滤器设置在该压缩机的上游。

10.根据任何前述权利要求的气体再生系统，其特征在于：消毒器设置在该压缩机的上游。

11.根据权利要求10的气体再生系统，其特征在于：该消毒器包括电离器及去离子器。

12.一种饮料分配系统，包括：根据任何前述权利要求的气体再生系统；连接至容器的分配联接器，饮料从该容器分配；为供输加压的气体至该容器而连接于该分配联接器的气体供输管线；为供输加压的气体至该气体供输管线而连接的压缩机。

13.大致如本文前面所描述的、同时参照附图的图2、图3或图4的一种气体再生系统。

14.大致如本文前面所描述的、同时参照附图的图2、图3或图4的一种饮料分配系统。

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