EA009752B1 - Устройство для вытеснения жидкости из содержащей ее емкости - Google Patents

Abstract

В изобретении описано устройство для вытеснения жидкости, прежде всего газированного напитка, наружу из полости (15) емкости (12) через по меньшей мере одно закрываемое выпускное отверстие (14) с отделенным от полости (15) емкости баллоном (16), заполненным сжатым газом-вытеснителем и соединяемым с полостью (15) емкости через регулятор (17) давления. Регулятор (17) давления имеет подвижный в осевом направлении исполнительный орган (30), который предпочтительно выполнен в виде мембраны и который поджимается поджимающим элементом (38) в направлении открытого положения, в котором из баллона (16) в полость (15) емкости выходит газ-вытеснитель и на который в направлении открытого положения действует атмосферное давление, преобладающее снаружи емкости (12), а в направлении закрытого положения действует внутреннее давление, преобладающее в полости (15) емкости (12).

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для вытеснения жидкости, прежде всего напитка, такого, например, как пиво или иной аналогичный напиток, наружу из полости емкости через по меньшей мере одно закрываемое выпускное отверстие, содержащему отделенный от полости емкости баллон, заполненный сжатым газом-вытеснителем и соединяемый с полостью емкости через регулятор давления.

Подобное устройство известно из патента И8 5368207.

В этом патенте речь идет о находящейся под давлением емкости, например аэрозольном баллоне, имеющей первую полость с находящейся под действием давления газа жидкостью, которую можно распылять из емкости через выпускной клапан обычного, широко используемого в аэрозольных баллонах типа. Для создания давления в первой полости емкости в ней имеется вторая полость, в которой под высоким давлением находится сжатый газ-вытеснитель. Поступлением газа-вытеснителя из этой второй полости в первую полость емкости управляет регулятор давления, который должен поддерживать в первой полости постоянное давление. Для этого регулятор давления имеет поршень, который установлен в закрытом корпусе с возможностью направленного перемещения в нем и который с обоих своих концов уплотнен относительно стенок корпуса. Этот поршень одним своим концом ограничивает вместе со стенкой корпуса третью полость, в которой преобладает заданное контрольное (опорное) давление. Со стороны противоположного конца поршня выполнено боковое проходное отверстие в качестве выходного отверстия, которое сообщается с первой полостью и которое в зависимости от осевого положения поршня может быть открыто либо закрыто. Помимо этого между обоими концами поршня и стенкой корпуса за счет уменьшения диаметра поршня образована еще одна полость, которая через выходное отверстие сообщается со второй полостью, в которой находится сжатый газ-вытеснитель. Тем самым поршень в зависимости от своего положения управляет перепуском газа-вытеснителя из второй полости емкости в ее первую полость. При падении давления в первой полости емкости в результате, например, выхода жидкости наружу через выпускной клапан поршень под действием контрольного давления в третьей полости начинает перемещаться в открытое положение. При этом газ-вытеснитель начинает поступать из второй полости в первую полость, давление в которой, как следствие, возрастает. Таким путем регулятор давления стремится установить в первой полости равновесное давление, которое зависит в основном от величины контрольного давления в третьей полости.

Хотя подобное регулирование давления в целом и пригодно для поддержания давления в емкости, например, в аэрозольном баллоне, на примерно постоянном уровне, тем не менее используемая для этого концепция регулирования давления обладает существенными недостатками.

При использовании подобной емкости для хранения и разлива, например, газированных напитков, в частности, пива, как это известно, например, из ΌΕ 29822430 И1, в емкости независимо от атмосферного давления снаружи нее требуется поддерживать постоянное давление, которое предпочтительно соответствует равновесному давлению между жидкостью и газом. Подобное равновесное давление между пивом и СО₂ при розливе пива, например, в бочонки объемом, например, 3, 5 или 10 л, в которых пиво должно храниться под давлением СО₂, которое должно сохраняться на требуемом уровне и при наливании пива из бочонков, представляет собой физическую функцию растворимости СО₂ в пиве. В интервале температур примерно от 5 до 10°С устанавливается абсолютное давление примерно от 0,5 до 2 бар. Тем самым в емкости необходимо поддерживать избыточное давление, которое примерно на 0,5-1 бар выше атмосферного. Однако поддерживать контрольное давление в третьей полости в течение сравнительно продолжительного периода времени достаточно сложно. Так, в частности, в процессе хранения пива в течение нескольких месяцев из-за производственных допусков часто следует ожидать определенного снижения давления в контрольной полости, приводящего, как очевидно, к соответствующему снижению уровня давления, устанавливаемого его регулятором над жидкостью. Даже при применении высококачественных и высокоточных деталей с малыми допусками на их изготовление в контрольной полости в результате диффузии и миграции из нее газа с течением времени неизбежно происходит снижение давления, поскольку обеспечить абсолютную герметичность заполненного газом объема в течение длительного периода времени исключительно сложно. Поэтому всегда существует опасность постепенного снижения контрольного давления прежде всего по истечении продолжительного периода хранения, из-за чего регулятор давления становится не способен более поддерживать над жидкостью требуемое давление.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача усовершенствовать устройство указанного в начале описания типа в том отношении, чтобы оно позволяло поддерживать давление в полости емкости, из которой жидкость может под давлением отбираться и выходить наружу, максимально близко к заданному уровню. Соблюдение подобного условия должно обеспечиваться максимально простым и недорогим в реализации путем. При этом точность регулирования давления в емкости должна сохраняться в течение как можно более длительного периода хранения.

Указанная задача в отношении устройства указанного в начале описания типа решается согласно изобретению благодаря тому, что регулятор давления имеет подвижный в осевом направлении исполнительный орган, который поджимается поджимающим элементом в направлении открытого положения, в котором из баллона в полость емкости выходит газ-вытеснитель, и на который в направлении открытого положения действует атмосферное давление, преобладающее снаружи емкости, а в направлении закрытого положения действует внутреннее давление, преобладающее в полости емкости.

- 1 009752

Таким путем удается полностью решить положенную в основу настоящего изобретения задачу.

Согласно изобретению устанавливающееся в полости емкости внутреннее давление соответствует разности между давлением в полости емкости и атмосферным давлением снаружи емкости, к которому еще добавляется постоянное усилие, создаваемое поджимающим элементом. Преимущество такого решения состоит в возможности задавать пределы, в которых путем регулирования требуется поддерживать давление, путем подбора поджимающего элемента. Так, в частности, для каждой из различных жидкостей подобным образом можно добиться оптимальных условий ее истечения из емкости, например, в емкостях с пшеничным пивом можно создавать и поддерживать более высокое давление, чем в емкостях с пивом пльзенского типа или иным газированным напитком, например минеральной водой. Для установления и поддержания в полости емкости необходимого давления более не требуется использовать замкнутый газонаполненный объем, т.е. газонаполненный упор, а можно использовать, например, механические средства, в частности, механическую пружину. Благодаря этому вне зависимости от продолжительности хранения содержащейся в емкости жидкости обеспечивается возможность поддержания заданного давления в полости емкости и по истечении более длительного периода ее хранения.

Еще одно преимущество изобретения состоит в возможности первоначального снабжения еще пустой емкости баллоном, заполненным сжатым газом-вытеснителем, и регулятором давления на изготавливающем ее предприятии и никак не связанного с этим во времени последующего розлива в такую емкость жидкости на производящем ее предприятии, а также в возможности активизировать регулятор давления в любой момент времени. Так, в частности, активизировать регулятор давления путем его перевода в рабочее положение можно непосредственно в процессе заполнения емкости или же в более поздний момент времени, например, регулятор давления может активизировать потребитель перед началом наливания напитка из емкости. Поскольку для создания контрольного давления не требуется использовать никакой замкнутый газонаполненный объем, значительно упрощаются и удешевляются конструкция и сборка предлагаемого в изобретении устройства. При малой себестоимости предлагаемого в изобретении устройства, обусловленной применением в нем дешевых пластмассовых деталей, изготавливаемых литьем под давлением, точность поддержания давления его регулятором в полости емкости не снижается даже по истечении длительного периода хранения. Регулятор давления вместе с заполненным сжатым газом-вытеснителем баллоном можно крепить к емкости в любом ее месте.

Еще одно преимущество предлагаемого в изобретении устройства состоит в возможности снабжения предварительно изготовленных емкостей на изготавливающем их предприятии заполненными сжатым газом-вытеснителем баллонами и регуляторами давления и заполнения таких емкостей в неизменном виде через имеющееся в их крышке обычное центральное отверстие с последующей его укупоркой. Благодаря этому можно использовать обычные разливочно-укупорочные устройства, которые, например, широко используются в промышленности безалкогольных и слабоалкогольных напитков для розлива напитков в емкости небольшого объема (типа бочонков) и их укупоривания, без необходимости внесения в конструкцию таких устройств каких-либо изменений.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения баллон со сжатым газомвытеснителем выполнен в виде сифонного баллончика со встроенным выпускным клапаном. Этот вариант обеспечивает возможность применения в предлагаемом в изобретении устройстве обычных сифонных баллончиков и благодаря этому позволяет упростить его конструкцию и удешевить его изготовление. При этом целесообразно применять сифонные баллончики, в которых газ-вытеснитель связан наполнителем, например, активированным углем. В этом случае сифонный баллончик можно заполнять сжатым газом-вытеснителем под гораздо меньшим давлением, чем в отсутствие подобного абсорбента.

В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения выпускной клапан, которым снабжен баллон со сжатым газом-вытеснителем, предварительно нагружен направленным в сторону закрытого положения усилием, которое меньше по величине усилия, развиваемого поджимающим элементом. Этот вариант позволяет оснащать баллон со сжатым газом-вытеснителем обычным выпускным клапаном, например, традиционно используемого в аэрозольных баллонах типа, без необходимости внесения каких-либо особых изменений в конструкцию выпускного клапана. Поскольку развиваемое поджимающим элементом усилие по величине больше усилия, развиваемого выпускным клапаном, равное разности между ними результирующее усилие направлено в сторону открытого положения и уравновешивает действующее на исполнительный орган усилие, обусловленное разностью между внутренним давлением в полости емкости и атмосферным давлением снаружи нее.

В предпочтительном варианте выпускной клапан выполнен с возможностью его приведения в действие толкателем, на который воздействует исполнительный орган. Этот вариант в сочетании с применением имеющихся в продаже сифонных баллончиков, снабженных подобным выпускным клапаном с толкателем, позволяет упростить конструкцию всего регулятора давления.

В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения поджимающий элемент выполнен в виде пружины. При этом возможно использование пружин любого типа. Несмотря на принципиальную возможность использования газонаполненного упора в качестве поджимающего элемента предпочтительно, однако, применять механическую пружину во избежание упомянутых выше недостатков, присущих газонаполненным упорам. При этом возможно применение пружин самого различного

- 2 009752 типа, например, винтовых пружин, тарельчатых пружин, гофрированных пружин или пружин иных типов. Подобные пружины преимущественно изготавливают из металла, однако возможно также применение пружин из пластмасс или иных материалов.

Диапазон регулирования давления можно задавать подбором пружины с необходимой характеристикой.

В предпочтительном варианте используют поджимающий элемент с примерно 8-образной характеристикой.

Особенно предпочтительно использовать поджимающие элементы, развиваемое которыми нажимное усилие (сила пружины) практически не зависит в некотором выбранном интервале от величины их деформации. Использование подобных поджимающих элементов позволяет скомпенсировать влияние производственных допусков и независимо от величины деформации поджимающего элемента позволяет с высокой точностью поддерживать в емкости требуемое внутреннее давление.

В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения исполнительный орган выполнен в виде мембраны. Использование мембраны позволяет получить высокочувствительную регулировочную характеристику, на которую никакого отрицательного влияния не оказывают эффекты трения, присущие, например, применению поршней, и которая, кроме того, не чувствительна к производственным допускам. В смонтированном состоянии мембраны на одну ее сторону действует внутреннее давление в полости емкости, а на другую - атмосферное давление.

В следующем варианте осуществления изобретения для перевода регулятора давления из нерабочего положения, в котором не происходит никакого регулирования давления, в рабочее положение предусмотрен задействуемый снаружи емкости орган управления. Наличие подобного органа управления позволяет активизировать регулятор давления абсолютно независимо от процесса заполнения емкости жидкостью. В этом варианте емкость на изготавливающем ее предприятии можно наряду с ее оснащением баллоном, заполненным сжатым газом-вытеснителем, и регулятором давления выпускать в полностью подготовленном к дальнейшему использованию виде и разливать в такую емкость, например, напиток лишь на производящем его предприятии. Активизировать регулятор давления можно при этом в любой момент либо в процессе, либо после розлива в емкость жидкости. Так, в частности, регулятор давления может быть активизирован лишь непосредственно конечным потребителем, например, перед первым наливанием напитка из содержащей его емкости.

В следующем варианте осуществления изобретения регулятор давления имеет корпус, в котором с возможностью поворота вокруг своей оси установлен задействуемый снаружи орган управления, поворотом которого вокруг его оси из нерабочего положения в рабочее поджимающий элемент для поджатия им исполнительного органа в направлении открытого положения подвергают осевому предварительному сжатию. В этом варианте обеспечиваются простые монтаж и активизация исполнительного органа.

В следующем варианте осуществления изобретения исполнительный орган закреплен с обеспечением осевой подвижности в мембранной детали, герметично соединяемой с корпусом регулятора давления. Этот вариант позволяет упростить сборку регулятора давления.

Мембранную деталь предпочтительно соединять с корпусом регулятора давления и с баллоном, который заполнен сжатым газом-носителем, защелкивающимся соединением. В другом варианте мембранную деталь можно соединять с корпусом регулятора давления и с баллоном, который заполнен сжатым газом-носителем, сваркой, например сваркой трением или ультразвуковой сваркой. В этом случае также упрощается и ускоряется сборка регулятора давления.

В следующем варианте осуществления изобретения регулятор давления выполнен с возможностью его активизации путем поворота органа управления. В этом варианте обеспечивается простая активизация регулятора давления.

В следующем варианте осуществления изобретения поджимающий элемент расположен между мембранной деталью с одной стороны и промежуточной деталью с другой стороны, которая для нагружения исполнительного органа направленным в сторону открытого положения усилием поджимающего элемента выполнена перемещаемой в осевом направлении за счет поворота органа управления вокруг своей оси в корпусе регулятора давления. В этом варианте обеспечивается особая простота конструкции регулятора давления и особо простая его сборка.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения орган управления и промежуточная деталь имеют взаимодействующие между собой кулачковые поверхности, преобразующие поворотные движения органа управления вокруг своей оси в осевое поступательное движение промежуточной детали. Этот вариант обеспечивает простой и быстрый перевод регулятора давления из нерабочего положения в рабочее.

В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения между органом управления и промежуточной деталью предусмотрены средства для ограничения угла поворота органа управления.

Помимо этого промежуточную деталь предпочтительно устанавливать в корпусе регулятора давления с возможностью осевого перемещения, но без возможности поворота вокруг своей оси.

Предпочтительно далее выполнять орган управления вставляемым снаружи в корпус регулятора давления и соединяемым с этим корпусом защелкивающимся соединением.

- 3 009752

Указанные меры способствуют упрощению конструкции регулятора давления и его сборки.

В следующем варианте осуществления изобретения в корпусе регулятора давления с обращенной от баллона со сжатым газом-вытеснителем стороны образована герметично отделенная от полости емкости полость, которая в рабочем положении регулятора давления сообщается с атмосферой.

В предпочтительной модификации этого варианта осуществления изобретения указанная полость в нерабочем положении регулятора давления герметично отделена от атмосферы за счет плотного прилегания органа управления к корпусу регулятора давления, а в результате поворота органа управления в рабочее положение соединяется с атмосферой. Тем самым в нерабочем положении регулятора давления полость емкости полностью изолирована от окружающей среды. В процессе же розлива жидкости в емкость внутреннее пространство регулятора давления защищено от случайного попадания в нее жидкости, например пива или промывной воды. Помимо этого механизм регулирования давления до момента его активизации конечным потребителем остается в нерабочем положении, в котором исключается утечка газа-носителя из содержащего его баллона.

В следующем варианте осуществления изобретения предусмотрены средства для фиксации промежуточной детали в рабочем положении. В этом варианте обеспечивается надежное удержание в рабочем положении единожды переведенного в него регулятора давления. Для этого целесообразно обеспечить возможность поворота органа управления из нерабочего положения только в направлении рабочего положения. С этой целью, например, в корпусе регулятора давления можно предусмотреть зубчики, а на органе управления - зацепляющийся с ними стопорный элемент, который по типу собачки допускает поворот органа управления только в одном направлении.

В следующем варианте осуществления изобретения мембранная деталь имеет подвижно удерживаемый мембраной фланец, приводящий в действие выпускной клапан. В этом варианте обеспечивается простое взаимодействие мембраны с выпускным клапаном баллона, заполненного сжатым газомвытеснителем.

В следующем варианте осуществления изобретения мембрана удерживается мембранной деталью с отступом от баллона, заполненного сжатым газом-вытеснителем, с образованием в результате между мембранной деталью и баллоном полости, в которую входит выпускной клапан и которая через по меньшей мере одно выходное отверстие сообщается с полостью емкости. В этом варианте обеспечивается простая связь мембраны с заполненным сжатым газом-вытеснителем баллоном, необходимая для приведения в действие его выпускного клапана и тем самым для поступления выходящего через него газавытеснителя в полость под мембраной, а из нее - в полость емкости.

В следующем варианте осуществления изобретения мембранная деталь изготовлена вместе с мембраной и фланцем из пластмассы, при этом выполненная из гибкого материала мембрана изготовлена вместе с двумя другими частями мембранной детали по технологии литья под давлением пластмасс двух различных типов. Технология литья под давлением пластмасс двух различных типов, которая в принципе известна из уровня техники, позволяет одновременно изготавливать несколько пластмассовых деталей из по меньшей мере одной более жесткой пластмассы и одной более мягкой пластмассы. При литье пластмасс под давлением по этой технологии обеспечивается сплошное соединение более мягкой пластмассовой детали с более жесткой. Подобная технология позволяет экономично изготавливать мембранную деталь вместе со встроенной мембраной с обеспечением недорогим и экономичным путем долговечного герметичного их соединения между собой.

В следующем варианте осуществления изобретения заполненный сжатым газом-вытеснителем баллон вместе с регулятором давления расположен внутри емкости и корпусом регулятора давления герметично закреплен в отверстии в стенке емкости, предпочтительно в отверстии в ее верхней поверхности. В этом варианте заполненный сжатым газом-вытеснителем баллон и регулятор давления полностью, за исключением его органа управления, спрятаны внутри емкости и не видны снаружи для потребителя. Благодаря же закреплению регулятора давления в отверстии в верхней поверхности емкости при отборе жидкости из полости емкости, т. е., например, при наливании напитка из содержащей его емкости, газвытеснитель поступает из баллона непосредственно в незаполненную жидкостью верхнюю часть емкости, не проходя через находящуюся в ее полости жидкость. Благодаря этому удается избежать соответствующих проблем.

В следующем варианте осуществления изобретения орган управления имеет рукоятку, которая в нерабочем положении органа управления защищена индикатором, по состоянию которого можно судить, пользовались ли уже баллоном, соответственно емкостью или нет, и которая позволяет путем ее захвата пальцами руки повернуть орган управления в рабочее положение.

В следующем варианте осуществления изобретения предусмотрена защита от возврата регулятора давления, однажды переведенного в рабочее положение, в нерабочее положение.

В двух последних вариантах, во-первых, обеспечивается возможность простого ручного поворота органа управления из нерабочего положения в рабочее, а во-вторых, наличие индикатора позволяет определить по его состоянию, пользовались ли уже предлагаемым в изобретении устройством или нет. Помимо этого исключается возврат регулятора давления из рабочего положения, в которое он однажды был переведен, в нерабочее положение.

- 4 009752

Очевидно, что описанные выше и более подробно рассмотренные ниже отличительные особенности изобретения можно использовать не только в их конкретно указанной комбинации, но и в иных сочетаниях или по отдельности, не выходя при этом за объем изобретения.

Другие отличительные особенности и преимущества изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - вид в аксонометрии и в разрезе предлагаемой в изобретении емкости в виде бочонка для пива без регулятора давления, на фиг. 2 - вид в разрезе находящегося в нерабочем положении регулятора давления, который прифланцован к баллону со сжатым газом-вытеснителем и который вставляется вместе с ним в показанную на фиг. 1 емкость, на фиг. 3 - вид сверху показанного на фиг. 2 регулятора давления, находящегося в нерабочем (исходном) положении, на фиг. 4 - вид в разрезе показанного на фиг. 2 регулятора давления в рабочем положении и на фиг. 5 - 8-образная характеристика пружины, поджимающей исполнительный орган.

На фиг. 1 показано предлагаемое в изобретении устройство, которое обозначено общей позицией

10. Такое устройство 10 включает в себя емкость 12 для хранения в ней находящегося под действием давления газа напитка, например пива. Подобные емкости выпускаются в виде так называемых бочонков для пива, преимущественно объемом 3, 5 или 10 л, и имеют на своей верхней поверхности 13 центральное отверстие 14, в которое вставляется пробка и через которое происходит заполнение емкости напитком и слив из емкости напитка через соответствующее выпускное или сливное устройство, например устройство, известное из ΌΕ 29822430 И1.

Подобная емкость 12 дополнительно может быть также снабжена не показанным на фиг. 1 встроенным в ее боковую стенку сливным клапаном, который при необходимости налить из емкости некоторое количество жидкости можно вытянуть вбок и который известен, например, из патента И8 6053475, который в полном объеме включен в настоящее описание в качестве ссылки.

Подобные емкости используются прежде всего для хранения и для разлива из них пива. Хотя в большинстве случаев для разлива пива из такой емкости в ней не требуется создавать дополнительное внутреннее давление, иногда его все же желательно создавать внутри емкости.

Согласно изобретению для создания такого внутреннего давления в емкости в нее целиком, вместе с регулятором 17 давления встроен показанный на фиг. 2-4 баллон 16 со сжатым газом-вытеснителем. Баллон 16 выполнен в виде стандартного сифонного баллона, снабженного выпускным клапаном 20 известной конструкции. Выпускной клапан 20 может, например, иметь такую же конструкцию, что и применяемые в аэрозольных баллонах клапаны. Такой выпускной клапан может иметь подпружиненный клапанный элемент (не показан), который при нажатии на выступающий вверх из баллона толкатель выпускает из баллона находящийся в нем газ-вытеснитель, выходящий при этом через радиальное выходное отверстие 40 (фиг. 2, соответственно 4). В предпочтительном варианте в подобном баллоне дополнительно предусмотрен сорбент для находящегося в баллоне под давлением газа-вытеснителя, например СО₂. В качестве такого сорбента используют, например, активированный уголь. Наличие сорбента позволяет даже после сравнительно продолжительного отбора газа-вытеснителя из баллона поддерживать в нем достаточное давление без необходимости создания в баллоне излишне высокого исходного давления. Из баллона газ-вытеснитель может попадать через регулятор 17 давления в полость 15 емкости 12 и тем самым создавать в ней заданное внутреннее давление. При обычных для пива условиях в полости 15 емкости целесообразно создавать избыточное давление, которое примерно на 0,2-1 бара выше атмосферного и которое тем самым соответствует абсолютному давлению в полости 15 в пределах примерно от 1,2 до 2 бар. В предпочтительном варианте это избыточное давление в полости 15 емкости 12 примерно соответствует равновесному давлению СО2 и пива, которое устанавливается в обычном интервале температур, при которых пиво обычно наливают из емкости в охлажденном состоянии. В соответствии с этим в интервале температур от 5 до 10°С избыточное давление в полости 15 предпочтительно должно составлять порядка, например, 0,7 бара.

Предлагаемый в изобретении регулятор 17 давления предназначен для поддержания определенного требуемого избыточного давления в полости 15 емкости путем стравливания газа-вытеснителя из содержащего его баллона в полость 15 емкости. При этом напиток можно наливать из содержащей его емкости непрерывно вплоть до полного ее опорожнения либо периодически. Особое преимущество, связанное с поддержанием определенного избыточного давления в емкости с помощью подобного устройства, состоит также в практически полном сохранении, в частности, пивом своих вкусовых качеств даже по истечении нескольких дней после первого вскрытия емкости и наливания из нее некоторого количества пива в отличие от пива, хранимого в емкостях, в которых не создается и не поддерживается дополнительное давление.

Предлагаемый в изобретении регулятор 17 давления имеет мембрану 30, которая воздействует на толкатель выпускного клапана 20 усилием, направленным в сторону его открытого положения, и которая дополнительно нагружена направленным в ту же сторону усилием пружины 38. На обращенную от тол

- 5 009752 кателя сторону мембраны 30 действует атмосферное давление снаружи емкости 12, а на другую сторону мембраны 30 действует внутреннее давление, преобладающее в полости 15 емкости 12. Пружина 38 расположена при этом в корпусе 26 регулятора давления, закрывающем выпускной клапан и соответствующим образом закрепленном на верхнем крае 19 баллона с помощью мембранной детали 28. Сама мембрана 30 прижимается пружиной 38 к толкателю выпускного клапана в направлении его открытого положения.

В результате на мембрану 30 действует давление, обусловленное разностью между давлением в полости 15 емкости 12 и атмосферным давлением снаружи нее и направленное в сторону закрытого положения выпускного клапана, т. е. в обращенную от баллона сторону. Помимо этого толкатель выпускного клапана поджимается усилием своего предварительно сжатого пружинного элемента (не показан) в направлении своего закрытого положения. На толкатель действует далее усилие пружины 38 сжатия, направленное в противоположном направлении, т.е. в направлении открытого положения выпускного клапана.

При таком соотношении усилий, действующих на мембрану и толкатель выпускного клапана, из баллона 18 через выходное отверстие 40 толкателя и далее через выходное отверстие 32 мембранной детали 28 в полость 15 емкости всегда поступает такое количество газа-вытеснителя, которое необходимо для поддержания внутреннего давления в полости 15 емкости на определенном уровне. Это внутреннее давление задается силой пружины 38 сжатия за вычетом усилия, оказываемого в противоположном направлении встроенной в некоторых случаях в выпускной клапан 20 пружиной. Путем соответствующего подбора характеристики пружины можно регулировать устанавливающееся в полости 15 емкости избыточное по отношению к атмосферному давление.

Конструкция устройства 10 более подробно рассмотрена ниже со ссылкой на фиг. 2-4.

Корпус 26 регулятора давления имеет примерно цилиндрическую форму и своим верхним концом выступает из показанной на фиг. 1 емкости 12 наружу через имеющееся в ее верхней поверхности 13 отверстие 24, относительно краев которого он уплотнен отлитым под давлением наружным уплотнением. Со своего верхнего конца корпус 26 открыт, а на своем нижнем конце имеет дно 67, по середине которого имеется центральная выемка 69, ограниченная с боков выступающим вверх трубчатым выступом 68. На нижнем конце корпуса 26 находится выступающий от него радиально наружу фартук 27, образующий между собой и радиально внутренней относительно него стенкой корпуса 26 свободный промежуток, в котором защелкивающимся стопорным соединением 22 можно герметично закрепить мембранную деталь 28, в которой закреплена мембрана 30. Мембранная деталь 28 выполнена в целом стаканообразной формы и имеет по своему центру фланец 31 с центральным обращенным вверх выступом, на который надевается нижний конец пружины 38 и нижняя сторона которого одновременно служит для нажатия на выпускной клапан 20. Фланец 31 через гибкую мембрану 30 соединен с наружной стенкой мембранной детали 28. С верхней стороны мембранной детали сформован кольцевой выступ, внутренний край которого выполнен в виде кольцевого уплотнения для герметичного соединения с нижним концом корпуса 26. Мембранная деталь 28 вместе со своей гибкой мембраной 30, с выполненным из того же самого материала уплотнением 35, с центральным фланцем 31 и с остальной своей частью изготовлена литьем под давлением пластмасс двух различных типов. При этом жесткие детали мембранной детали 28 изготавливают вместе с мягкой мембраной 30 и уплотнением 35 комбинированным методом литья под давлением, получая плотное, сплошное и неразъемное соединение между мягкими и жесткими пластмассовыми деталями.

Как показано на фиг. 2, мембранная деталь 28 защелкивающимся стопорным соединением 22 крепится к фартуку 27 корпуса 26, а имеющееся у нее уплотнение 35 обеспечивает при этом контакт обращенной наружу емкости верхней стороны мембраны 30 лишь с образованной в корпусе 26 полостью 46 через ограниченную трубчатым выступом 68 выемку 69 на нижнем конце корпуса 26.

Мембранную деталь 28 предпочтительно закреплять на баллоне по его краю 19 защелкивающимся стопорным соединением 48.

Между верхним краем 19 баллона, мембранной деталью 28 и мембраной 30 образована полость 33, которая через выходное отверстие 32 в мембранной детали 28 соединена с полостью 15 емкости 12. Тем самым через это выходное отверстие 32 полость 33, в которую через отверстие 40 в толкателе выпускного клапана из баллона может поступать газ-вытеснитель, сообщается с полостью 15 емкости.

Регулятор давления описанной выше конструкции позволяет, как уже указывалось выше, стравливать газ-вытеснитель из содержащего его баллона 18 в полость 33 и из нее в полость 15 емкости до тех пор, пока между давлением в полости 15 емкости и атмосферным давлением не установится заданная разность, зависящая от усилия, развиваемого пружиной 38 в направлении открытого положения выпускного клапана 20, за вычетом возможного усилия, развиваемого в противоположном направлении встроенным в выпускной клапан 20 пружинным элементом. Тем самым путем подбора пружины с требуемой характеристикой можно соответственно регулировать давление в полости 15 емкости.

Для отбора жидкости из полости 15 емкости через пробку, вставленную в центральное отверстие в верхней поверхности 13 емкости 12, можно пропустить сифонную трубку (не показана). Очевидно, что для возможности вытекания жидкости наружу из полости 15 под действием преобладающего в ней избы

- 6 009752 точного давления на конце этой сифонной трубки можно предусмотреть выпускной клапан (кран) и сливную трубку (носик). В другом варианте для наливания или отбора жидкости из емкости 12 можно использовать встроенный в ее боковую стенку сливной клапан, описанный, например, в И8 6053475.

Предлагаемое в изобретении устройство 10 позволяет активизировать регулятор 17 давления лишь в заданный момент времени.

Как уже упоминалось выше, пружина 38 своим обращенным к мембране 30 концом опирается на соединенный с ней 30 фланец 31. Другим своим концом пружина 38 упирается в промежуточную деталь 44, опирающуюся на орган 42 управления, задействуемый с наружной стороны емкости 12. Пружина на своем нижнем конце при этом вставлена в выемку, образованную трубчатым выступом 68 корпуса 26, и центрируется центральным выступом фланца 31. Аналогичным образом пружина 38 на своем верхнем конце вставлена в цилиндрическую выемку в промежуточной детали 44 и центрируется обращенным в сторону мембранной детали 28 выступом.

Поворотом органа 42 управления вокруг его оси на угол примерно 90° регулятор 17 давления можно перевести из показанного на фиг. 2 нерабочего положения в показанное на фиг. 4 рабочее положение. В нерабочем положении промежуточная деталь 44 находится в своем аксиально наиболее удаленном от мембранной детали 28 исходном положении и упирается в орган 42 управления. В этом положении пружина 38 не прикладывает ко фланцу 31, а тем самым и к выпускному клапану 20 достаточного для нажатия на него усилия. Поэтому при нахождении регулятора давления в нерабочем положении нажатие на выпускной клапан 20 исключено. После осевого перемещения промежуточной детали 44 в направлении мембранной детали 28 и сжатия пружины 38 регулятор давления начинает выполнять свою функцию по регулированию давления в полости емкости, приводя в действие выпускной клапан 20 в зависимости от разности между давлением в полости 15, которое соответствует давлению в полости 33, и давлением в полости 46 корпуса 26 и в зависимости от усилия предварительного сжатия пружины 38. Для возможности осевого перемещения промежуточной детали 44 из показанного на фиг. 2 нерабочего положения в показанное на фиг. 4 рабочее положение промежуточная деталь 44 и орган 42 управления имеют, как показано на фиг. 4, на своих цилиндрических боковых поверхностях по четыре кулачковых поверхности 80, соответственно 82 взаимно согласованной формы. Благодаря наличию таких проходящих наклонно к радиальной плоскости кулачковых поверхностей 80, соответственно 82 при повороте органа 42 управления из показанного на фиг. 2 нерабочего положения промежуточная деталь 44, которая установлена в корпусе 26 с возможностью направленного осевого перемещения, но без возможности поворота в нем вокруг своей оси, скользит своими кулачковыми поверхностями 80 по кулачковым поверхностям 82 органа 42 управления и тем самым перемещается в осевом направлении к мембранному элементу 28. Для такого направленного осевого перемещения промежуточная деталь 44 имеет на своей наружной боковой поверхности в общей сложности четыре направляющих ребра 66, которые вставлены в осевые пазы 64 корпуса 26 и перемещаются по ним. Орган 42 управления можно поворачивать из нерабочего исходного положения, показанного на фиг. 2, в показанное на фиг. 4 рабочее положения только в одном направлении, а именно можно поворачивать против часовой стрелки в направлении показанной на фиг. 3 стрелки 78 на угол менее примерно 90°. При этом указанный угол, на который орган управления может поворачиваться между обоими своими крайними положениями, задается выступающим вверх от корпуса 26 упором 70, который входит в соответствующую краевую выемку 72 на наружной боковой поверхности органа управления. Как показано на фиг. 3, упор 70 в показанном на фиг. 2 и 3 нерабочем исходном положении регулятора давления прилегает к первой торцевой стенке 74 краевой выемки 72. Это положение, как показано на фиг. 3, визуально обозначено для потребителя цифрой 0. При повороте по показанной на фиг. 3 стрелке 78 орган 42 управления достигает своего другого крайнего положения в тот момент, когда вторая торцевая стенка 76 его краевой выемки 72 наталкивается на упор 70. Это положение органа управления визуально обозначено для потребителя цифрой 1. В показанном на фиг. 4 рабочем положении органа управления, в котором торцевая стенка 76 его краевой выемки упирается в упор 70, кулачковые поверхности 80, соответственно 82 промежуточной детали 44 и органа 42 управления прилегают одна к другой своими лежащими в радиальных плоскостях участками 86, соответственно 84. Тем самым промежуточная деталь 44 по достижении показанного на фиг. 4 крайнего положения оказывается в определенном конечном положении, в котором она удерживается после своего перемещения на определенную величину в направлении мембранной детали 28. Помимо этого орган 42 управления и корпус 26 снабжены стопорными средствами, которые допускают возможность поворота органа 42 управления только в одном направлении по стрелке 78, но не в противоположном направлении. Для этого, например, на внутренней поверхности корпуса 26 можно предусмотреть проходящие по его внутреннему периметру зубчики, образующие храповое колесо, с которым взаимодействует собачка, например, в виде зазубрины (на фиг. 4 из всех элементов подобного храпового механизма позицией 88 обозначена лишь выступающая наружу от боковой поверхности органа 42 управления зазубрина).

С целью облегчить поворот органа 42 управления из показанного на фиг. 2 нерабочего положения в показанное на фиг. 4 рабочее положение на верхней стороне органа 42 управления предусмотрена рукоятка 50. Для образования такой рукоятки половина верхней стороны органа 42 выполнена откидной и для этой цели соединена со второй ее половиной плоским шарниром 52. В показанном на фиг. 2 и 3 не

- 7 009752 рабочем положении рукоятка 50 располагается на одном уровне с наружной поверхностью органа 42 управления и зафиксирована в этом положении отрывным элементом 54, входящим в окошко 56. Для поворота рукоятки 50 из этого положения в вертикально поднятое положение, в котором ее для поворота органа 42 управления по стрелке 78 против часовой стрелки можно захватить пальцами руки с обеих сторон, рукоятку необходимо подцепить за наружный край и потянуть вверх, оторвав отрывной элемент 54. Тем самым отрывной элемент позволяет визуально установить факт первого задействования рукоятки 50 и в соответствии с этим служит контрольным элементом, по состоянию которого можно судить, пользовались ли снабженным им баллоном, соответственно емкостью или нет. Орган управления, когда рукоятка находится в своем опущенном и зафиксированном отрывным язычком положении, практически невозможно повернуть вручную за ее наружный край. Для этого потребовалось бы использовать инструмент, например клещи.

Орган 42 управления соединен с корпусом 26 входящим в имеющуюся на нем кольцевую канавку 60 стопорящим круговым выступом 58, который не допускает осевого перемещения органа управления в корпусе 26, но допускает возможность поворота в нем органа управления вокруг своей оси.

Корпус 26 на своем наружном конце оканчивается кольцевым буртиком 90 (см. фиг. 3 и 4) с выполненными в четырех местах осевыми прорезями. Под кольцевым буртиком 90 на расстоянии в несколько миллиметров от него со стороны мембранной детали 28 на наружной поверхности корпуса 26 сформован еще один кольцевой буртик 92, который выступает в радиальном направлении на большую величину, чем первый кольцевой буртик 90. Промежуток между обоими этими кольцевыми буртиками 90, 92 заполнен мягким уплотнительным материалом, сформованным по технологии литья под давлением пластмасс двух различных типов и покрывающим также обращенную наружу поверхность кольцевого буртика 92. Оба этих кольцевых буртика 90, 92 в сочетании со сформованным литьем под давлением уплотнением 94 обеспечивают плотную и герметичную посадку регулятора 17, соответственно 17' давления в показанном на фиг. 1 отверстии 24 в верхней поверхности 13 емкости.

В показанном на фиг. 2 нерабочем положении регулятора 17 давления образованная в корпусе 26 полость 46 полностью герметично отделена от наружного пространства (атмосферы). Подобное герметичное отделение полости в корпусе выпускного клапана от атмосферы обеспечивается благодаря уплотнению 62, которое также сформовано по технологии литья под давлением пластмасс двух различных типов между наружным торцом наружного кольцевого буртика 90 на корпусе 26 и соответствующей опорной поверхностью органа 42 управления. Тем самым в показанном на фиг. 2 нерабочем положении полость 46 в корпусе 26 полностью герметично отделена от окружающего воздуха. Благодаря этому в процессе розлива жидкости в емкости полость 46 регулятора 17, 17' давления защищена от попадания в нее жидкости, например пива или промывной воды. Необходимое для выполнения регулятором 17, 17' давления своей функции соединение полости 46 с атмосферой происходит лишь после поворота органа 42 управления из нерабочего положения в показанное на фиг. 4 рабочее положение. На торцевом уплотнении 62 корпуса 26 выполнен небольшой выпуклый сегмент (не показан), который с геометрическим замыканием по герметичной посадке входит в соответствующее углубление (не показано) с нижней стороны крышки органа 42 управления. При повороте органа 42 управления этот выпуклый сегмент выходит из указанного углубления. В показанном на фиг. 4 конечном - рабочем - положении органа 42 управления подобный выпуклый сегмент не допускает дальнейшего плотного прилегания друг к другу уплотняющих поверхностей между корпусом 26 и органом 42 управления и тем самым обеспечивает постоянное соединение полости в корпусе выпускного клапана с атмосферой. Дополнительно к этому в круговом выступе 58 на органе 42 управления в соответствующем месте предусмотрена осевая прорезь, через которую полость 46 сообщается с атмосферой и которая в рабочем положении регулятора давления обеспечивает достаточный доступ в эту полость окружающего воздуха.

В качестве пружины 38 можно использовать не только показанную на чертежах винтовую пружину, но и пружины любых других типов, например тарельчатые пружины, гофрированные пружины, спиральные пружины и т.д. В любом случае предпочтительно использовать пружину 38, которая в своем рабочем положении должна развивать усилие, которое в максимально возможной степени соответствует заданному, поскольку именно им определяется давление, устанавливающееся в полости 15 емкости. С целью снизить влияние производственных допусков предпочтительно использовать пружину 38 с примерно 8-образной характеристикой, показанной на фиг. 5.

На фиг. 5 показана зависимость силы Р пружины от величины ее деформации 8. Прерывистой линией 88а обозначена обычная линейная характеристика пружины. Линейную характеристику имеет пружина, сила которой увеличивается прямо пропорционально величине ее деформации 8. Позицией 90а обозначена предпочтительная 8-образная характеристика пружины, имеющая рабочий участок 92а, в пределах которого развиваемая пружиной сила Р не изменяется или изменяется лишь незначительно даже с изменением величины деформации 8 пружины. В соответствии с этим предпочтительно использовать пружину 38, которая при нахождении регулятора 17 давления в рабочем положении работала бы в пределах горизонтального или почти горизонтального участка 92а. При соблюдении этого условия нажимное усилие, развиваемое пружиной 38, даже при неточном ее позиционировании относительно толкателя выпускного клапана остается в определенных пределах примерно постоянным, и поэтому в полости 15

- 8 009752 емкости вне зависимости от подобного неточного позиционирования пружины 38 устанавливается требуемое давление.

Соответствующие пружины с 8-образной характеристикой имеются в продаже.

Claims (27)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство для вытеснения жидкости, прежде всего газированного напитка, наружу из полости (15) емкости (12) через по меньшей мере одно закрываемое выпускное отверстие (14) с отделенным от полости (15) емкости баллоном (16), заполненным сжатым газом-вытеснителем и соединяемым с полостью (15) емкости через регулятор (17, 17') давления, отличающееся тем, что регулятор (17, 17') давления имеет подвижный в осевом направлении исполнительный орган (30), который поджимается поджимающим элементом (38) в направлении открытого положения, в котором из баллона (16) в полость (15) емкости выходит газ-вытеснитель и на который в направлении открытого положения действует атмосферное давление, преобладающее снаружи емкости (12), а в направлении закрытого положения действует внутреннее давление, преобладающее в полости (15) емкости (12).
2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что баллон (16) со сжатым газом-вытеснителем выполнен в виде сифонного баллончика со встроенным выпускным клапаном (20).
3. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что выпускной клапан (20) предварительно нагружен направленным в сторону закрытого положения усилием, которое меньше по величине усилия, развиваемого поджимающим элементом (38).
4. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что выпускной клапан (20) выполнен с возможностью его приведения в действие толкателем, на который воздействует исполнительный орган (30).
5. 5. Устройство по п.3 или 4, отличающееся тем, что поджимающий элемент (38) выполнен в виде пружины.
6. 6. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что поджимающий элемент (38) имеет примерно 8-образную характеристику.
7. 7. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что исполнительный орган выполнен в виде мембраны (30).
8. 8. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что для перевода регулятора давления из нерабочего положения (17), в котором не происходит никакого регулирования давления, в рабочее положение (17') предусмотрен задействуемый снаружи емкости орган (42) управления.
9. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что регулятор (17, 17') давления имеет корпус (26), в котором с возможностью поворота вокруг своей оси установлен задействуемый снаружи орган (42) управления, поворотом которого вокруг его оси из нерабочего положения в рабочее поджимающий элемент (38) для поджатия им исполнительного органа (30) в направлении открытого положения подвергают осевому предварительному сжатию.
10. 10. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что исполнительный орган (30) закреплен с обеспечением осевой подвижности в мембранной детали (28), герметично соединяемой с корпусом (26) регулятора давления.
11. 11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что мембранная деталь (28) защелкивающимся или сварным соединением соединена с корпусом (26) регулятора давления и с баллоном (16).
12. 12. Устройство по одному из пп.9-11, отличающееся тем, что регулятор (17, 17') давления выполнен с возможностью его активизации путем поворота органа (42) управления.
13. 13. Устройство по одному из пп.9-12, отличающееся тем, что поджимающий элемент (38) расположен между мембранной деталью (28) с одной стороны и промежуточной деталью (44) с другой стороны, которая для нагружения исполнительного органа (30) направленным в сторону открытого положения усилием поджимающего элемента (38) выполнена перемещаемой в осевом направлении за счет поворота органа (42) управления вокруг своей оси в корпусе (26) регулятора давления.
14. 14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что орган (42) управления и промежуточная деталь (44) имеют взаимодействующие между собой кулачковые поверхности (80, 84), преобразующие поворотные движения органа (42) управления вокруг своей оси в осевое поступательное движение промежуточной детали (44).
15. 15. Устройство по п.13 или 14, отличающееся тем, что между органом (42) управления и промежуточной деталью (44) предусмотрены средства (70, 72) для ограничения угла поворота органа управления.
16. 16. Устройство по одному из пп.13-15, отличающееся тем, что промежуточная деталь (44) установлена в корпусе (26) регулятора давления с возможностью осевого перемещения, но без возможности поворота вокруг своей оси.
17. 17. Устройство по одному из пп.13-16, отличающееся тем, что орган (42) управления выполнен вставляемым снаружи в корпус (26) регулятора давления и соединяемым с этим корпусом защелкивающимся соединением.
18. 18. Устройство по одному из пп.9-17, отличающееся тем, что в корпусе (26) регулятора давления с обращенной от баллона (16) стороны образована герметично отделенная от полости (15) емкости полость

    - 9 009752 (46), которая в рабочем положении регулятора давления сообщается с атмосферой.
19. 19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что указанная полость (46) в нерабочем положении регулятора давления герметично отделена от атмосферы за счет плотного прилегания органа (42) управления к корпусу (26) регулятора давления, а в результате поворота органа (42) управления в рабочее положение соединяется с атмосферой.
20. 20. Устройство по одному из пп.14-19, отличающееся тем, что предусмотрены средства (82, 86) для фиксации промежуточной детали (44) в рабочем положении.
21. 21. Устройство по одному из пп.10-20, отличающееся тем, что мембранная деталь (28) имеет подвижно удерживаемый мембраной (30) фланец (31), приводящий в действие выпускной клапан (20).
22. 22. Устройство по одному из пп.10-21, отличающееся тем, что мембрана (30) удерживается мембранной деталью (28) с отступом от баллона (16) с образованием в результате между мембранной деталью (28) и баллоном полости (33), в которую входит выпускной клапан (20) и которая через по меньшей мере одно выходное отверстие (32) сообщается с полостью (15) емкости (12).
23. 23. Устройство по п.21 или 22, отличающееся тем, что мембранная деталь (28) изготовлена вместе с мембраной (30) и фланцем (31) из пластмассы, при этом выполненная из гибкого материала мембрана (30) изготовлена вместе с двумя другими частями мембранной детали по технологии литья под давлением пластмасс двух различных типов.
24. 24. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что баллон (16) вместе с регулятором (17, 17') давления расположен внутри емкости (12) и предпочтительно корпусом (26) регулятора давления герметично закреплен в отверстии в стенке емкости (12), предпочтительно в отверстии в ее верхней поверхности (13).
25. 25. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что орган (42) управления имеет рукоятку (50), которая в нерабочем положении органа управления защищена индикатором (54), по состоянию которого можно судить, пользовались ли уже баллоном, соответственно емкостью, или нет, и которая позволяет путем ее захвата пальцами руки повернуть орган (42) управления в рабочее положение.
26. 26. Устройство по одному из пп.8-25, отличающееся тем, что предусмотрена защита (88) от возврата регулятора давления, однажды переведенного в рабочее положение, в нерабочее положение.
27. 27. Регулятор (17, 17') давления для устройства (10) по одному из предыдущих пунктов.