-
Vorrichtung zur Herstellung und Abgabe gasimprägnierter Flüssigkeit,
insbesondere mit Kohlensäure imprägnierten Wassers Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Herstellung und Abgabe gasimprägnierter Flüssigkeit, insbesondere mit Kohlensäure
imprägnierten Wassers jener bekannten Art, bei welcher ein Behälter durch eine zum
Flüssigkeitsantrieb dienende bewegliche Wand, z. B. Fallkolben, elastische Membran
u. dgl., in zwei Räume unterteilt ist,, deren einer als Meßraum zur Aufnahme des
Frischwassers, deren anderer als Ausschankraum zur Aufnahme und Abgabe des@imprägnierten
Wassers dient und beide Räume gleichzeitig an ein zweckmäßig .mit Verteilerkörpern
ausgesetztes Imprägnierrohr oder hiermit abwechselnd an die Frischwasserzuleitung
bzw. an .den Auslaß anschließ,bar sind. Bei derartigen Vorrichtungen ist das freie
Volumen der Imprägniereinrichtung außerordentlich gering, so daß besonders bei fortgesetzter
Benutzung Schwierigkeiten hinsichtlich einer genügenden Imprägnierung der Flüssigkeit
mit dem Gas auftreten, die nur durch zeitweise Betätigung von hinter dem Imprägnier-.
rohr angeordneten Entlüftungsventilen überwunden werden können. Die Erfindung löst
diese Schwierigkeit dadurch, daß Mittel vorgesehen sind, welche selbsttätig .im
Imprägnierrohr vor Beginn der Imprägnierung eine Druckentlastung schaffen, beispielsweise
durch Anschluß des Imprägnierraumes an einen Aus@gl.eichsraum, so daß ein geringer
Teil der Flüssigkeit aus .dem Imprägnierrohr in diesen Raum austreten kann, wodurch
.der Eintritt des Imprägniergases erleichtert und die Imprägnierung intensiviert
wird. Voraussetzung hierfür ist natürlich, daß die Frischwasserzuleitung in an sich
bekannter Weise mit einem Rückstromventil versehen ist. Erfindungsgemäß stehen die
mit Frischwasser in der Zulaufrichtung erfüllten, hinter dem Rückstromventil liegenden
Flüssigkeitsräume oder die mit dem Ausschankraum in Verbindung stehenden, imprägnierte
Flüssigkeit enthaltenden Räume mit einem Ausgleichsbehälter, z. B. Windkessel, Behälter
mit elastischer Wand u. dgl., in Verbindung. Um wechselnden Ansprüchen hinsichtlich
des Imprägnierungsgrades zu genügen, ist erfindungsgemäß das Volumen des Ausgleichsbehälters
oder des auf die elastische Wand wirkenden Druckorgans einstellbar. Eine besonders
einfache und sicher wirkende Ausbildung desselben besteht darin, d.aß erfindungsgemäß
sowohl .das Rückstromventil als auch der Ausgleichsbehälter durch einen federbelasteten,
vom Arbeitsdruck im Meßraum beeinflußten, doppelt wirkenden Kolben gesteuert wird.
Die
durch die Erfindung erzielte Verbesserung der Imprägnierung ist so groß, daß die
Länge des Imprägnierrohres erheblich verkürzt und beispielsweise auf eine einzige
Windung beschränkt werden kann, während gleichzeitig der Vorteil erzielt wird, daß
mit niedrigeren Gasdrucken, als ,es bisher möglich war, gearbeitet werden kann,
wodurch nicht nur eine leichtere und daher billigere Bauart ermöglicht wird, sondern
auch der Vorrat an komprimiertem Gas wirtschaftlicher, d. h. bis zu geringeren Restdrucken,
ausgenutzt werden kann. Schließlich werden auch zufolge des niedrigeren Betriebsdruckes
.die Schwierigkeiten der Abdichtung wesentlich verringert. Letzterer Umstand bietet
den Vorteil, daß nunmehr die eigentlichen Steuerorgane einfacher ausgebildet sein
können und nicht in unmittelbarer Nähe des Meß- und Ausschankraumes angeordnet sein
müssen.
-
Die Erfindung .ist auch ohne weiteres bei solchen Vorrichtungen anwendbar,
bei welchen die abwechselnde Verbindung von Meß-bzw. Ausschankraum an die Zu- und
Ableitung mit Hilfe eines Mehrwegehahnes, z. B. doppelten Dreiwegehahnes, erfolgt.
In diesem Falle ist erfindungsgemäß eine den Meßraum mit :dem Imprägnierrohr verbindende
Hahnbohrung vorgesehen, welche eine in die Fr.ischwasserzuleitung mündende Zweigbohrung
aufweist, wenn der Ausgleichsbehälter an die Frischwasserzuleitung angeschlossen
ist.
-
Gemäß einer anderen Ausbildungsform weist die den Ausschankraum mit
,dem Imprägnierrohr verbindende Hahnbohrung eine Viertelringnut auf, welche in der
Irnprägnierstell.ung des Dreiwegehahns einen auf dem Hahngehäuse sitzenden Windkessel
mit einem zwischen Hahnküken und den Ausschank steuernden, federbelasteten Ventil
liegenden Expansionsraum verbindet, wobei das Sicherheitsventil mit dein Handhebel
zur Steuerung des Dreiwegehahnes lediglich bei Schwenkung in die Ausschankstellung
zwangsläufig, z. B. mittels eines Gabellenkers, gekuppelt ist.
-
Zur Dämpfung von Druckstößen oder Schwingungen ist zweckmäßig die
Verbindungsleitung zum Pufferraum verengt.
-
In der Zeichnung .ist die Erfindung schematisch veranschaulicht.
-
Fig, i bis 6 stellen im Schnitt eine Vorrichtung bzw. Teile derselben
dar, bei welcher als Ausgleichsräume gasgefüllte Räume und zur Steuerung der Vorgänge
außer dem Rückstromventil in der Frischwasserleitung noch ein doppelter Dreiwegehahn
dient.
-
Fig. 7 zeigt die Kombination eines zwangsweise wirkenden Rückstromventils
mit einem willkürlich einstellbaren, flüssigkeitserfüllten Ausgleichsraum. In den
Fig. i bis 6 bezeichnet a einen Behälter, der als Meß- und Ausschankgefäß dient
und -durch den Gummiball b in einen äußeren Raum, den Ausschankraum a1, und einen
inneren Raum, den Meßraum b1, geteilt wird. Um das Einsetzen oder die Aus%vechslung
des Gummiballes b zu erleichtern, ist auf das Gehäuse c ein abnehmbarer Kappenteil
a aufgesetzt, der durch ein aus Fig. z ersichtliches herumgelegtes Stahlband, dessen
Enden an Schraubenbolzen verankert sind, gegen den feststehenden Behälterteil dicht.angepreßt
wird. d ist ein doppelter Dreiwegebahn und ,dient zur Betätigung der Meß- und Ausschankvorrichtung.
g ist das Ausschankrohr, aus denn die imprägnierte Flüssigkeit in ein Glas oder
eine Flasche läuft, und steht mit ,dem Ausschankraum a1 in Verbindung. m ist die
Zuführungsleitung für die frische Flüssigkeit, z. B. Wasser, und steht mit dem Inneren
des Gummiballes, d. h. mit dem Meßraum b1, in Verbindung. f ist die Zuführungsleitung
für das zu imprägnierende Gas, z. B. Kohlensäure, und mündet in dem mit einem Großoberflächenkörper,
z. B. Glasperlen e', gefüllten Imprägnierrohr e. Der Dreiwegehahn d wird durch einen
nicht gezeichneten Handhebel betätigt und kann in die beiden Arbeitsstellungen,
welche durch nichtgezeichnete Anschläge begrenzt sind, abwechselnd gebracht wenden.
Bei der einen Stellung gemäß Fig. q. strömt aus der Leitung i (Fig. 4. rechts),
:die unter Truck stehen muß, frische Flüssigkeit aus dem Anschluß i der Zuleitung
in durch die Bohrung dl des Dreiwegehahnes d in den hohlen Gummiball b und
füllt den Meßraum b1. Da in demselben Augenblick der Ausschankraum a1 durch .die
Bohrung d, :des Dreiwegehahnes mit dem Ausschankrohr o verbunden wird (Fig. <l.
links), herrscht in diesem Raum nur der natürliche Atmosphärendruck, und der Überdruck
in der Leitung na kann sich in dem Gummiball b
auswirken. Für den vorliegenden
Zweck erhält der Gummiball eine Wandstärke von 3 bis q. mm, und deshalb bläht der
Flüssigkeitsdruck den..Gumm:iball so weit auf, bis er sich an die Wandung des Behälters
a anlegt. Hierdurch wird der Inhalt des Ausschankraumes a1 in das Ausflußrohr o
ausgetrieben.
-
Dreht man jetzt den Hahn in die andere Stellung gemäß Fig. 5, so werden
die Zuflußleitung i und ,die Ausschankleitung o geschlossen und der Ausschankraum
a1 mit dem Meßraum b1 durch Hahnbohrung d2 über Anschl.uß h, Imprägnierungsrohr
e, Anschluß k
und Hahnbohrung dl in Verbindung gebracht. Das Imprägnierrohr
steht unter dem Druck des zu imprägnierenden Gases, und letzterer kann beliebig
hoch sein. Durch die hergestellte Verbindung wird zu beiden Seiten
des
Gummiballes Druckausgleich erzielt, und die Elastizität des Gummis wirkt sich dahingehend
aus, daß sich der Gummiball zusainmenz,ieht und die in dem Meßraum bi befindliche
frische Flüssigkeit durch das Imprägnierrohr in ,den Ausschankraum a1 drückt. Da
in das Imprägnierrohr das Rohr f für das zu imprägnierende Gas mündet, reißt die
frische Flüssigkeit das Gas mit sich fort und nimmt es in sich auf. Der Großoberflächenkörper
e' beschleunigt die feine Zerteilung und Mischung von Gas und Flüssigkeit.
-
Durch Regulierung .der Zufuhr frischer Flüssigkeit kann man die imprägnierte
Flüssigkeit ohne wesentliche Reibung, Druck und Geschwindigkeit in offene Gefäße
laufen lassen. Man kann aber auch ,die imprägnierte Flüssigkeit unmittelbar in Flaschen
abfüllen. wobei, wie ersichtlich, der große Vorteil besteht, daß die ausströmende
Flüssigkeit lediglich unter dein Druck .der zuströmenden Flüssigkeit, z. B. normaler
Wasserleitungsdruck, steht und niemals unter dem sehr viel höheren Druck des Imprägniergasbehälters,
so .daß besondere Sicherheitsvorrichtungen gegen ein Zerspringen der Flaschen überflüssig
sind.
-
In F.ig. i ist mit n eine auf der Außenfläche des Gummiballes b sitzende
Rippe bezeichnet, welche beim Aufblähen und Anschmiegendes Gummiballes gegen die
Innenwandung des Behälters a eine freie Abzugsmöglichkeit für die imprägnierte Flüssigkeit
schafft. Zwischen Dreiwegehahn d und Ausschankleitung o ist das doppelsitzige Schnellschlußventil
g eingeschaltet, dessen Spindel p am Außenende das Handrad u, .am Innenende die
Dichtung s trägt, die beim Hineinschrauben der Spindel das Ausschankrohr o gegen
den Dreiwegehahn abdichtet. Die Spindel ist durch die Spindelführung r' geführt,
gegen welche sie durch die ebenfalls auf der Spindel sitzende Dichtung t beim Öffnen
der Dichtung s abgedichtet wird. q bezeichnet ein von einer Schutzglocke umgebenes
konisches elastisches Mundstück, welches auf das Auslaufrohr o aufschraubbar ist
und zur Einführung in :den Flaschenhals dient, falls die Abfüllung unmittelbar,in
Flaschen erfolgen soll.
-
In Fig. 2 ist der Dreiwegehahn im Axialschnitt dargestellt. Das Hahnküken
.ist mit d bezeichnet und weist zwei Winkelbohrungen dl und dz .auf. Der Raum vor
und hinter dem H.ahnküken innerhalb des Hahngehäuses ist mit y bzw. z bezeichnet.
Diese beiden Räume stehen durch die Umgehungsleitung x miteinander in Verbindung,
so daß kein einseitiger Druck auf das Hahnküken zufolge undichter Leitungen auftreten
kann.
-
Wie ferner aus Fig.2 .ersichtlich, ist die aus dem Hahngehäuse nach
rechts herausragende Hahuspindel d' gegen das Gehäuse durch einen Gummiring 12 abgedichtet,
der sich unter dem Druck der Schraubenfeder 13 mit seiner konischen Dichtungsfläche
gegen die ebenfalls konisch ausgebildete Innenfläche der die Spindel umgebenden
Schraubenkappe 14 anpreßt. Man erzielt so, wie ersichtlich, ebenfalls eine Entlastung
des Habnkükens gegen Axialschübe.
-
In Fig. i ist ferner in die Zuleitung m für die frische Flüssigkeit
ein Rückschlagventil in, bekannter Bauart eingeschaltet.
-
Wie aus Fi.g. i ersichtlich, ist die hinter dem Rückschlagventil ml
liegende Frischwasserl-eitun,g m durch .das .enge Rohr v mit einem Windkessel w
verbunden. Wie ferner aus Fiel- .4 und 5 (rechts) ersichtlich, weist die Hahnbohrung
dl eine enge Zweigbohrung d'1 auf, welche in der Hahnstellung gemäß Fig. 5 die Frischwasserzuleitun.g
i mit dem Imprägnierrohr e über Anschluß k verbindet.
-
Statt dieser Anordnung kann aber auch, wie in Fig. v mit strichpunktierten
Linien angedeutet, der immer wieder mit fertig imprägniertem Wasser erfüllte Ausschankraum
a1 durch Rohrleitung 15 mit einem Windkessel 16 in Verbindung stehen. Letzterer
besteht in diesem Falle aus einem Kautschuksack, dessen Ausdehnungsmöglichkeit durch
den Kolben 2o unter Zwischenschaltung der Feder i9 regelbar begrenzt ist. Der Kautschuksack
16 ist in ein zylindrisches Gehäuse 17 eingebaut, so daß er sich im wesentlichen
nur in der Längsrichtung ausdehnen kann. Gegen den Boden des Kautschuksackes liegt
,die in der Zylinderhülse verschiebbare Platte 18 an, welche zu ihrer Führung einen
Stift trägt, der in eine nicht dargestellte Bohrung der Schraubenspindel 21 hineinragt.
Die Schraubenspindel 21 trägt am inneren. Ende den Kolben 2o und am äußeren Ende
einen Drehknopf 2a. Die Schraubenspindel ist in den mit Tnnen.gewinde versehenen
Deckel der Zylinderhälse a17 eingeschraubt und kann durch Drehen in ihrer Längsrichtung
regelbar verschoben werden. Zwischen Druckplatte 18 und Kolben 20 ist eine Schraubenfeder
i9 eingeschaltet.
-
Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann das Schnellschlußventil als federbelastetes
Sicherheitsventil ausgebildet und vorteilhaft mit dem Handhebel zur Betätigung des
doppelten Dreiwegehahnes lediglich bei dessen Schwenkung in die Ausschankstellung
zwangsläufig, z. B. durch den .gegabelten Lenker 31, gekuppelt sein, so daß es während
der Ruhezeit stets .geschlossen ist. Bei einer .derartigen Anordnung ist es aber
wichtig, zwischen .dein inneren Ventilsitz s des Schnellschlußventils und dem Hahnküken
d des doppelten Dreiwegehahnes einen Aufnahme- und Ausweichraum
32
für das aus dem Windkessel strömende Wasser vorzusehen, etwa indem man die Verbindungsleitung
entsprechend bemißt. Der Windkessel, 33 selbst wird zweckmäßig auf das Halmgehäuse
unmittelbar aufgesetzt und mit einem Absperrventil 34 ausgerüstet, welches die Entlüftung
des Apparates, etwa vor Inbetriebnahme, gestattet. Der Windkessel mündet durch eine
verengte Verbindungsleitung 36 in eine Viertelringnut 35 des Hahnkü.kens, welche
in der Imprägnierstellung des Dreiwegehahnes den Windkessel 33 mit' dem Raum 32
und in der Ausschankstellung den Windkessel mit dem Imprägnierrohr k verbindet.
-
Bei der Anordnung gemäß Fig. 7 bezeichnet m die Frischwasserzuleitung,
in welche das Rückstromventil 38, 39 eingebaut ist. Letzteres sitzt auf einer elastischen
Membran 40, an welcher vermittels Platte 41 eine mit dem Rückstron-iventil verbundene
Hülse 42 hängt, .die vom oberen Ende eines Kolbens 44 geführt wird. Auf dem mit
Außengewinde versehenen Kolben 44 sitzen einstellbar zwei Muttern 45 und 46. Die
obere Mutter 45 dient als Anschlag für die Hülse 43 .bei .der Öffnungsbewegung des
Rückstromventils 38, 39. Die untere Mutter 46 dient als Anschlag des Kolbens 44
bei seiner Abwärtsbewegung in der Führung 47. Am unteren Kolbenende sitzt ein halbkugeliger
Körper 49, welcher mit seiner oberen Vertiefung als Sitz für die Schraubenfeder
48 dient und mit seiner unteren Kugelfläche auf der elastischen Membran. 5o aufruht.
Diese Membran 5o bildet die obere Begrenzungswand des Ausgleichsraumes 37, der mit
dem hinter dem Rückstromventil 38, 39 liegenden Teil der Frischwasserleitung m in
Verbindung steht. In .diesem Frischwasserleitungsteil kann noch aus Sicherheitsgründen
ein besonderes Rückstromventil 51 eingebaut sein, obwohl ein solches für :die Wirkungsweise
der Anordnung an sich nicht erforderlich ist. Wie ersichtlich, wird die Membran
5o durch den Kolben 44, 49 nur dann nach unten in ,den Ausgleichsraum 37 hineingebogen,
wenn .das Rückstromventil 38, 39 zufolge des im Meßraum herrschenden geringeren
Betriebsdruckes beim Einströmen .des Frischwassers geöffnet ist. Während :des Imprägniervorganges
wird dann ein Teil des Wassers entgegen der Spannung der Schraubenfeder 48 in den
Ausgleichsraum 37 gepreßt.
-
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtungen ist folgende: Während
des Imprägn.ierens strömt ein Teil des im Meßraum bi befindlichen Frischwassers
durch Hahnbohrung d, in den Windkessel w (Ausbildungsform gemäß Fig. i, 4 und 5)
bzw. ein Teil der imprägnierten Flüssigkeit in den Windkessel 16 oder 33 (Ausbildungsformen
gemäß Fig. 2 und 6) oder in den Flüssigkeitsausgleichsraum 37 (gemäß Fig.7). In
allen Fällen entsteht mithin zu Beginn des Imprägniervorganges im Imprägnierrohr
e ein Unterdruck, welcher den Eintritt des Imprägniergases in das mit Flüssigkeit
völlig erfüllte Rohr erleichtert.