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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Druckbehälter
zum chargenweisen Begasen einer Flüssigkeit mit einer Einfüllöffnung im
oberen Teil des Behälters,
einer Schwimmereinrichtung, die im Behälter angeordnet ist und die
ein Schließen
der Einfüllöffnung bewirkt,
wenn ein bestimmter Flüssigkeitspegel
im Behälter
erreicht ist, mit einer Abgabeöffnung
und mit einer Gasdüse,
die Gas in den Behälter
abgibt.
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Druckbehälter dieser Art sind insbesondere für Geräte vorgesehen,
die für
die Herstellung von kohlensäurehaltigen
Getränken
zum Beispiel zuhause verwendet werden. Bekannte Geräte mit einem solchen
Behälter
sind in der WO-A-82/04243, der WO-A-82/04244 und der WO-A-84/00352 beschrieben.
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Die Geräte dieser Druckschriften enthalten einen
Kunststoff-Druckbehälter.
Wie sich aus der 1 der
WO-A-84/00352 ergibt, weist der Behälter ein obenliegendes Oberteil 11 auf,
in das ein zylindrisches Unterteil 4 eingeschraubt ist.
Es sind zwei Behälterteile
erforderlich, um die entsprechenden Komponenten in den Behälter einsetzen
zu können.
Folglich werden, um ein sicheres Gerät zu erhalten, hohe Anforderungen
an die Schraubverbindung zwischen den beiden Behälterteilen gestellt, wodurch
das Gerät
kompliziert wird und der Aufwand dafür ansteigt.
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Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, einen Druckbehälter
zu schaffen, der in Geräten der
genannten Art verwendet werden kann und der die Sicherheitsanforderungen
erfüllt,
die an einen solchen Behälter
gestellt werden. Die mechanische Festigkeit des Behälters soll
sich mit der Zeit nicht verschlechtern, und die Verwendung des Behälters soll
hygienisch sein.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis,
daß diese
Aufgabe mit einem Stahl-Druckbehälter in
der Form eines nicht teilbaren Behälters gelöst werden kann, der wegen der
Tatsache, daß alle Öffnungen eine
Schwächung
des Aufbaus darstellen, so wenig wie möglich und möglichst kleine Öffnungen
aufweist.
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Da der Druckbehälter nur kleine Öffnungen aufweisen
soll, muß die
Erfindung auch das Problem lösen,
daß diejenigen
Komponenten, die im Behälter angeordnet
werden sollen, unter anderem die Schwimmereinrichtung, in den Behälter eingebracht werden
können.
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Die besonderen, charakteristischen
Merkmale eines Druckbehälters
der im Oberbegriff angegebenen Art sind, daß der Behälter nicht teilbar ist und
mit einer Seitenwandöffnung
versehen ist, daß die
Gasdüse
in einer Grundplatte angeordnet ist, die durch die Seitenwandöffnung in
den Behälter
eingesetzt und fest in einer Position arretiert werden kann, in
der die Ränder
der Grundplatte abdichtend an der inneren, die Öffnung umgebenden Behälterfläche anliegen;
und daß der
innerhalb des Behälters
liegende Teil der Grundplatte mit einer Einrichtung zum schwenkbaren
Anbringen der Schwimmereinrichtung versehen ist.
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Ein Behälter dieser Art kann aus Stahl
hergestellt werden. Es ergibt sich dann ein Behälter mit einer hohen mechanischen
Festigkeit, die sich mit der Zeit nicht verschlechtert und der auch
im Gebrauch sehr hygienisch ist. Die Kombination der Schwimmereinrichtung
mit der Grundplatte für
die Gasdüse
löst auch
das Problem des Anbringens des Schwimmers im Behälter.
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Vorzugsweise hat die Grundplatte
eine Form, die ihr Einführen
durch die Seitenwandöffnung bei
angebrachtem Schwimmer in den Mittelteil des Behälters in einer bestimmten Positionsorientierung relativ
zu der Öffnung
erlaubt, wobei die Platte in dem Behälter drehbar ist und dabei
ein vollständiges
Abdecken der Öffnung
bewirkt, und wobei der Randbereich der Platte mit einer mit dem
Behälterinnendruck steigenden
Kraft abdichtend gegen die die Öffnung umgebende
Behälterinnenwand
angedrückt
wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist die Seitenwand des Behälters generell kreiszylinderförmig und
geht in einen kuppelförmigen Bodenteil über, der
eine mittig angeordnete Abgabeöffnung
aufweist; wobei daß die
Gasdüse
so ausgerichtet ist, daß der
Gasstrahl die Behälterinnenwand über einem
im wesentlichen am Übergangsbereich zwischen
den Teilen und der zentralen Abgabeöffnung liegenden Abschnitt
trifft.
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Weitere Merkmale der Erfindung gehen
aus den beiliegenden Ansprüchen
hervor.
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Die Erfindung wird nun anhand einer
beispielhaften Ausführungsform
und mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
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1 ist
eine Schnittansicht eines Geräts zur
Herstellung eines kohlensäurehaltigen
Getränks, das
einen erfindungsgemäß aufgebauten
Druckbehälter
enthält.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Druckbehälters.
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3 ist
eine Schnittansicht des Behälters der 2.
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4 ist
eine Schnittansicht einer Grundplatte, die in eine Öffnung in
der Behälterwand
eingesetzt ist.
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5 zeigt
die Grundplatte von oben.
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6 ist
eine Schnittansicht einer Schwimmereinrichtung, die zum Anbringen
an der Grundplatte vorgesehen ist.
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7 zeigt
die Schwimmeranordnung von unten.
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In der 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 den unteren Teil eines Kunststoffgehäuses für ein Gerät, das für die chargenweise
Herstellung von kohlensäurehaltigen
Getränken
vorgesehen ist. Das Bezugszeichen 2 bezeichnet eine Platte,
auf die ein Trinkglas aufgesetzt werden kann, in das durch eine Öffnung 3 mit
Kohlensäure
versetztes Wasser abgegeben werden kann. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet
den oberen Teil des Kunststoffgehäuses, der mittels einer Schnappverbindung
mit dem unteren Teil 1 verbunden werden kann.
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Das Gerät enthält einen Druckbehälter 5,
der im dargestellten Fall bis zu einem Pegel 7 mit Flüssigkeit 6 gefüllt ist.
Die Schwimmereinrichtung 8 wurde durch die Flüssigkeit
angehoben und verschließt die
Behälter-Einfüllöffnung 9 im
trichterförmigen
oberen Teil 10 des Behälters 5.
Das Bezugszeichen 11 bezeichnet ein Überdruckventil, das mit dem
gasgefüllten
Raum 12 über
der Flüssigkeitsoberfläche 7 in konstanter
Verbindung steht. Das Ventil 11 öffnet sich, wenn der Druck
im Gasraum 12 über
einen voreingestellten Wert ansteigt, zum Beispiel über 12 bar.
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Das Kunststoffgehäuse 4 enthält auch
einen Deckel 14, der um ein Scharnier 13 geschwenkt
werden kann und der in der Darstellung der 1 geschlossen ist. Das Bezugszeichen 15 bezeichnet eine
Betätigungsstange,
die sich um ein Gelenk 16 drehen kann und die eine Betätigungseinrichtung 17 trägt. Wenn
die Betätigungseinrichtung 17 nach
unten gedrückt
wird, bewirkt die Stange 15, daß ein Ventilkörper 18 das
Abgabeventil eines Kohlensäurebehälters 19 öffnet. Die
Kohlensäure
wird dann aus dem Behälter 19 über eine
Gasdüse 20 in
die Flüssigkeit 6 im
Behälter 5 abgegeben.
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Der Behälter 5 umfaßt auch
eine Gasleitung 21, die den Gasraum 12 über der
Flüssigkeitsoberfläche 7 mit
einem kombinierten Überdruck-
und Ausgleichsventil 22 verbindet, das in den unteren Teil
des Behälters 5 eingesetzt
ist. Das Ventil 22 kann auf einen etwas höheren Druck
eingestellt sein wie das Druckentlastungsventil 11, z.
B. auf einen Druck von 14 bar, um in dem Fall als Sicherheitsventil
zu dienen, wenn das Ventil 11 nicht richtig funktioniert.
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Das Ventil 22 ist so aufgebaut,
daß es
durch die Betätigung
einer im wesentlichen U-förmigen Öffnungseinrichtung 23 geöffnet werden
kann. Die Ventilöffnungseinrichtung 23 ist
dafür vorgesehen,
ein Bodenventil 24 zu öffnen,
wenn mit Kohlensäure
versetztes Wasser in ein Trinkglas auf der Platte 2 abgegeben
werden soll.
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Das beschriebene Gerät wird auf
die folgende Weise verwendet. Zuerst wird der Deckel 14 angehoben
und Wasser durch die Öffnung 9 im
trichterförmigen
Teil 10 geschüttet.
Das Bodenventil 24 bleibt in dieser Stufe geschlossen.
Beim Ansteigen des Flüssigkeitspegels
wird der Schwimmer 8 angehoben und verschließt die Öffnung 9 bei
dem gezeigten Pegel 7, so daß kein weiteres Wasser in den
Behälter
geschüttet
werden kann. Die Betätigungseinrichtung 17 wird
nach unten gedrückt,
wodurch unter Druck stehendes Kohlendioxid durch die Düse 20 in das
Wasser 6 im Behälter 5 abgegeben
wird. Der Behälter
kann nicht unter Druck gesetzt werden, wenn er nicht bis zu dem
gezeigten Pegel 7 gefüllt
ist, da dann das Gas durch die Öffnung 9 austritt.
Dies ist ein wichtiger Sicherheitsaspekt.
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Wenn die abgegebene Gasmenge ausreicht, damit
der Druck im Raum 12 über
der Flüssigkeitsoberfläche 7 den
Wert erreicht, auf den das Ventil 11 eingestellt ist, öffnet sich
das Ventil und gibt dabei ein Schallsignal ab. Dadurch wird angezeigt,
daß dem Behälter kein
weiteres Gas zugeführt
werden kann.
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Das mit Kohlensäure versetzte Wasser wird durch
Betätigen
der U-förmigen
Ventilöffnungsvorrichtung 23 abgegeben.
Die Vorrichtung ist mit dem Bodenventil 24 über einen
elastischen Arm (nicht gezeigt) verbunden, der das Bodenventil nicht
gegen einen hohen Druck im Behälter 5 öffnen kann.
Wenn es möglich
wäre, das
Bodenventil bei einem hohen Druck zu öffnen, würde die Flüssigkeit mit einer solch hohen
Geschwindigkeit aus dem Behälter
ausgestoßen,
daß es
nicht von dem darunterstehenden Trinkglas aufge fangen werden kann.
Aus diesem Grund ist die Öffnungsvorrichtung 23 mit
dem Ventil 22 verbunden, so daß das
Ventil zwangsweise geöffnet wird,
wenn die Vorrichtung betätigt
wird. Der Druck im Behälter 5 gleicht
sich daher über
die Gasleitung 21 an den umgebenden Atmosphärendruck
an. Danach ist die auf das Bodenventil 24 einwirkende Federkraft in
der Lage, das Ventil zu öffnen,
und das mit Kohlensäure
versetzte Wasser kann auf kontrollierte Weise in das darunterstehende
Trinkglas ablaufen, ohne aus dem Glas zu spritzen.
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Da der Druckbehälter 5 eine hohe mechanische
Festigkeit haben soll, die sich mit der Zeit nicht verschlechtert,
und da der Behälter
im Gebrauch hygienisch sein soll, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß der
Behälter
aus Edelstahl besteht. Die Form des Behälters ist in den 2 und 3 gezeigt, wobei der Behälter einen
im wesentlichen kreiszylindrischen Mittelteil 25 aufweist,
der in einen kuppelförmigen
Bodenteil 26 übergeht.
Die Teile 25 und 26 sind insgesamt als ein Stück ausgebildet,
sie können eine
Dicke von 1,5 mm haben. Die Oberseite des Behälters weist ein trichterförmiges Teil 10 auf,
das fest mit dem Mittelteil 25 verschweißt ist und
eine Dicke von 3,0 mm hat. Die gezeigte Form ist praktisch zu verwenden
und erteilt dem Behälter
eine hohe mechanische Festigkeit. Um diese mechanische Festigkeit
zu behalten, dürfen
zum einen nur so wenig Löcher
wie möglich
im Behälter
vorgesehen werden, und zum anderen sind die Löcher so klein wie möglich zu
halten. Entsprechend ist der erfindungsgemäße Behälter mit nur einer relativ
kleinen Öffnung 27 im
zylindrischen Mittelteil 25 und mit jeweils einer kleinen Öffnung 28, 29 im
oberen Behälterteil
sowie im unteren Behälterteil
versehen, wobei in diesen Öffnungen
jeweils das entsprechende Überdruckventil 11, 22 sitzt.
Der Behälter
muß natürlich eine Füllöffnung 9 und
eine Getränkeabgabeöffnung 30 aufweisen.
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Die Öffnung 27 im Mittelteil
des Behälters
ist für
die Anbringung der Gasdüse 20 vorgesehen.
Da bei der Erfindung im Behälter
schwenkbar eine Schwimmereinrichtung 8 untergebracht werden
muß, wird
die Schwimmereinrichtung so mit der Gasdüse kombiniert, daß die Schwimmereinrichtung
mit Hilfe eines Arms in den Behälter
eingesetzt und eingeführt wird,
der schwenkbar mit einer Grundplatte für die Gasdüse verbunden ist.
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Wie in den 4 und 5 zu
sehen ist, ist die Gasdüse 20 in
einer flachen Grundplatte 31 aus Kunststoff ausgebildet,
die eine Krümmung
aufweist, die der Krümmung
des kreiszylindrischen Teils 25 des Behälters 5 entspricht.
Die Grundplatte 31 ist an ihrer Innenseite mit Befestigungsnasen 32 für die schwenkbare
Anbringung eines Arms 33 für einen becherförmigen Schwimmerkörper 34 versehen,
siehe die 6 und 7. Der becherförmige Schwimmerkörper 34 ist
nach unten offen und weist an seiner Oberseite ein Abdichtmaterial 35 für eine Abdichtung am
Rand der Öffnung 9 des
Behälters 5 auf.
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Die Grundplatte 31 und die
Schwimmereinrichtung werden auf die folgende Weise in den Behälter eingesetzt.
Die Schwimmereinrichtung wird zuerst mittels eines Schwenkstiftes,
der durch die Öffnung 36 im
vergrößerten Endteil 37 des
Schwimmerarms 33 und durch eine entsprechende Öffnung 38 in
den Befestigungsnasen 32 der Grundplatte 31 verläuft, schwenkbar
an der Grundplatte 31 befestigt. Der vergrößerte Teil
des Schwimmer arms 33 weist einen hinteren Rand 39 auf,
der mit der Grundplatte 31 zusammenwirkt, um zu verhindern,
daß die
Schwimmereinrichtung zu weit nach unten schwenkt.
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Die Öffnung 27 im Mittelteil 25 des
Behälters ist
so bemessen, daß die
Grundplatte 31 zusammen mit der Schwimmeranordnung 33, 34,
die davon wegsteht, durch die Öffnung 27 eingesetzt
werden kann, wenn die Grundplatte in Bezug zu der Öffnung eine bestimmte
Positionsorientierung aufweist. Wenn sich die Grundplatte im Behälter befindet,
wird sie so gedreht, daß sie
die Öffnung 27 vollständig abdeckt.
Die Grundplatte wird in dieser Stellung mit Hilfe einer Verriegelungseinrichtung,
die durch ein Loch 39 in der Grundplatte verläuft, befestigt
bzw. festgespannt. Mit der Öffnung 40 in
der Grundplatte wird dann eine Gasleitung verbunden.
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Dieses Anbringungsverfahren ermöglicht es damit,
daß trotz
der Tatsache, daß der
Behälter 5 nur eine
sehr kleine seitliche Öffnung 27 aufweist,
und ohne die Verwendung von Befestigungslaschen und dergleichen
an der Innenseite des Behälters,
wodurch die Herstellung des Behälters
sehr kompliziert und teuer werden würde, im Behälter eine schwenkbare Schwimmeranordnung
untergebracht werden kann. Im anderen Fall wäre auch die Montage der Schwimmereinrichtung
sehr schwierig.
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Die Anwendung der Erfindung vermeidet auch
alle Abdichtprobleme, da die Grundplatte 31 abdichtend
an der Innenseite der Behälterwand
anliegt, wobei die Grundplatte um so fester an die Innenseite gedrückt wird,
je höher
der Behälterdruck
ist. Der Abdichtdruck wird so entsprechend den Erfordernissen eingestellt.
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Die gezeigte Form des Behälters 5 mit
dem kuppelförmigen
Unterteil und die Anordnung der Gasdüse in der Behälterwand
ermöglichen
es, daß die
Gasdüse
so ausgerichtet wird, daß der
Gasstrahl unter einem Winkel auf die Seitenwand und das Unterteil
des Behälters
trifft, der eine hoch effektive Auflösung des Gasstrahls ergibt,
siehe zum Beispiel die Pfeile in der 1.
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Die Verwendung einer Montage-Grundplatte 31 aus
Kunststoff ermöglicht
es, daß die
Gasdüse 20 die
Form einer Bohrung durch die Grundplatte aufweist, wodurch das Gerät einfacher
wird und sich die Kosten für
das Gerät
verringern.
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Die Erfindung wurde zwar anhand der
dargestellten, beispielhaften Ausführungsform unter Bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, es können jedoch auch innerhalb
des Umfangs der folgenden Patentansprüche etliche Modifikationen
erfolgen. Zum Beispiel kann die Form der Grundplatte und der Gasdüse wie gewünscht verändert werden. Außerdem können Schwimmer
mit Auftriebskörpern statt
mit becherförmigen
Körpern
verwendet werden.