ITMI20090912A1

ITMI20090912A1 - PRESSURE REDUCER FOR GAS PROVIDED WITH AN ANTIFREEZE DEVICE

Info

Publication number: ITMI20090912A1
Application number: IT000912A
Authority: IT
Inventors: Domenico Tonati
Original assignee: Tof S R L
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2009-05-22
Publication date: 2010-11-23
Also published as: IT1394544B1

Description

RIDUTTORE DI PRESSIONE PER GAS PROVVISTO DI DISPOSITIVO ANTICONGELAMENTO PRESSURE REDUCER FOR GAS FITTED WITH ANTI-FREEZING DEVICE

La presente invenzione concerne un riduttore di pressione per gas, provvisto di dispositivo anticongelamento, da usarsi, in particolare, con bombole di anidride carbonica liquida (CO2), usata come propellente negli impianti di spillatura di bevande gassate, quando, a seguito di uso intensivo, la valvola del riduttore di pressione tende a ghiacciarsi a seguito dell'espansione dell'anidride carbonica stessa. The present invention relates to a pressure reducer for gas, equipped with an anti-freezing device, to be used, in particular, with liquid carbon dioxide (CO2) cylinders, used as a propellant in carbonated drinks dispensing systems, when, following intensive use , the pressure reducer valve tends to freeze as a result of the expansion of the carbon dioxide itself.

Il dispositivo oggetto della presente invenzione Ã ̈ stato studiato per la CO2usata per lo spillamento di bevande, tuttavia, con i dovuti accorgimenti, alla portata del tecnico medio del settore, puÃ² essere impiegato per evitare il congelamento dovuto all'espansione di qualsiasi altro gas, anche non liquefatto. The device object of the present invention has been studied for the CO2 used for tapping drinks, however, with the necessary precautions, within the reach of the average technician in the sector, it can be used to avoid freezing due to the expansion of any other gas, also not liquefied.

Nelle bombole la CO2Ã ̈ allo stato liquido, per effetto della pressione. La pressione in una bombola dipende solo dalla temperatura, ed alla temperatura ambiente di 20 °C la pressione Ã ̈ di 57 bar. Detta pressione si mantiene invariata finchÃ© resta costante la temperatura. In particolare una bombola quasi vuota, fino a che contiene del liquido, a 20 °C presenterÃ sempre una pressione di 57 bar. In the cylinders the CO2 is in a liquid state, due to the effect of the pressure. The pressure in a cylinder depends only on the temperature, and at the ambient temperature of 20 ° C the pressure is 57 bar. This pressure remains unchanged as long as the temperature remains constant. In particular, an almost empty cylinder, as long as it contains liquid, will always have a pressure of 57 bar at 20 ° C.

Se Ã ̈ necessaria della CO2allo stato gassoso, da utilizzare come propellente per bevande gassate e/o per addizionarla alle bevande stesse, questa deve essere prelevata da una bombola senza tubo di pescaggio e dotata di un riduttore di pressione. If CO2 in a gaseous state is required, to be used as a propellant for carbonated drinks and / or to add it to the drinks themselves, this must be taken from a cylinder without a suction tube and equipped with a pressure reducer.

Aprendo la valvola della bombola, la pressione tende a ridursi, costringendo continuamente la CO2liquida ad evaporare per mantenere la pressione stessa al valore di equilibrio. By opening the cylinder valve, the pressure tends to decrease, forcing the liquid CO2 to evaporate continuously to keep the pressure at the equilibrium value.

Ãˆ importante che la bombola sia sempre tenuta in posizione verticale per evitare fuoriuscite di CO2allo stato liquido che, evaporando istantaneamente, provocherebbe una rapida riduzione di temperatura fino a valori tali da provocare il congelamento del gas appena evaporato, intasando il dispositivo di prelievo con â€œneve carbonicaâ€ , ossia CO2congelata. It is important that the cylinder is always kept in a vertical position to avoid CO2 leaks in the liquid state which, evaporating instantly, would cause a rapid reduction in temperature to values such as to cause the gas just evaporated to freeze, clogging the sampling device with â € “carbon snow”, i.e. frozen CO2.

La pressione di uscita della CO2dalla bombola Ã ̈ quindi di 57 bar. Per poterla usare negli impianti di spillatura occorre applicare alla bombola stessa un riduttore di pressione, per abbassare il valore della pressione a quello idoneo allâ€™utilizzo finale. Detto regolatore di pressione va applicato a valle della valvola di chiusura della bombola. The CO2 outlet pressure from the cylinder is therefore 57 bar. To be able to use it in tapping systems, a pressure reducer must be applied to the cylinder itself, in order to lower the pressure value to that suitable for the final use. This pressure regulator must be applied downstream of the cylinder shut-off valve.

La normativa relativa ai riduttori di pressione per CO2stabilisce una pressione nominale di uscita di 4 bar ed in queste condizioni, a temperatura ambiente, lâ€™anidride carbonica si presenta allo stato gassoso (la CO2si presenta allo stato liquido a temperature comprese tra -56,6 e 31,1 °C solo a pressioni maggiori di 5,2 bar). The legislation relating to pressure reducers for CO2 establishes a nominal output pressure of 4 bar and in these conditions, at room temperature, carbon dioxide is in a gaseous state (CO2 is in a liquid state at temperatures between -56, 6 and 31.1 ° C only at pressures higher than 5.2 bar).

Come noto un riduttore di pressione Ã ̈ un dispositivo comprendente una camera di alta pressione, che si collega direttamente con la bombola, ed una camera di bassa pressione, che Ã ̈ collegata con il circuito di spillamento. Le due camere sono separate da un condotto molto breve e di piccolo diametro, la cui apertura viene regolata da uno spillo, comandato da un apposito sistema, che puÃ² essere calibrato in modo da avere la desiderata caduta di pressione nel passaggio dalla camera di alta pressione a quella di bassa pressione. As is known, a pressure reducer is a device comprising a high pressure chamber, which connects directly to the cylinder, and a low pressure chamber, which is connected to the tapping circuit. The two chambers are separated by a very short and small diameter duct, whose opening is regulated by a pin, controlled by a special system, which can be calibrated in order to have the desired pressure drop in the passage from the high pressure chamber. to that of low pressure.

Quando il rubinetto di erogazione della bevanda viene aperto, si instaura un flusso di CO2dalla bombola verso il rubinetto di spillamento. CiÃ² provoca in primo luogo l'espansione della CO2presente nella camera di bassa pressione, con conseguente riduzione di pressione che viene contrastata mediante l'apertura della valvola a spillo che consente il passaggio di CO2dalla camera di alta pressione a quella di bassa pressione. Nel passaggio tra la camera di alta pressione a quella di bassa pressione, si ha ovviamente un'espansione della CO2che ne provoca un brusco raffreddamento When the beverage dispensing tap is opened, a flow of CO2 is established from the bottle towards the tap. This first of all causes the expansion of the CO2 present in the low pressure chamber, with consequent pressure reduction which is counteracted by the opening of the needle valve which allows the passage of CO2 from the high pressure chamber to the low pressure chamber. In the passage between the high pressure chamber and the low pressure chamber, there is obviously an expansion of the CO2 which causes a sudden cooling.

La criticitÃ del sistema Ã ̈ nello stretto condotto di collegamento tra le due camere, in quanto Ã ̈ in questa zona che avviene un'espansione isoentalpica che provoca una forte riduzione di temperatura localizzata, sufficiente a provocare il congelamento della CO2e, quindi, la chiusura del condotto di collegamento tra le due camere. The criticality of the system is in the narrow connection duct between the two chambers, as it is in this area that isoenthalpic expansion occurs which causes a strong reduction in localized temperature, sufficient to cause the freezing of CO2 and, therefore, the closure of the connection duct between the two chambers.

Se lo spillamento viene fatto per piccole quantitÃ e per periodi sufficientemente distanziati nel tempo, non si verificano problemi di congelamento, in quanto la massa termica del corpo del riduttore di pressione Ã ̈ tale da impedire abbassamenti eccessivi della temperatura. Il problema si presenta quando il ritmo di spillatura diviene cosÃ¬ elevato che il corpo del riduttore non ha il tempo sufficiente, tra una spillatura e la successiva, di assorbire dall'ambiente la quantitÃ di calore sufficiente a ripristinare la temperatura iniziale. In queste condizioni la temperatura del condotto di collegamento tra le due camere diminuirÃ progressivamente fino a che si avrÃ il congelamento della CO2, con conseguente intasamento del condotto stesso ed il blocco del dispositivo. If tapping is done for small quantities and for sufficiently long periods of time, freezing problems do not occur, as the thermal mass of the pressure reducer body is such as to prevent excessive lowering of the temperature. The problem arises when the tapping rate becomes so high that the reducer body does not have sufficient time, between one tapping and the next, to absorb enough heat from the environment to restore the initial temperature. Under these conditions, the temperature of the connection duct between the two chambers will progressively decrease until the CO2 freezes, with consequent clogging of the duct itself and blocking of the device.

Per evitare questo inconveniente e per avere una maggiore disponibilitÃ di CO2si possono utilizzare piÃ¹ bombole in parallelo oppure riscaldare la bombola immergendola in acqua calda a temperature non superiori a 50 °C evitando assolutamente il riscaldamento con lâ€™ausilio di fiamma localizzata. Nel primo caso si ottiene l'effetto di ridurre la portata di spillamento della singola bombola, riducendo di fatto l'intensitÃ di utilizzo, mentre nel secondo caso, riscaldando la bombola, si parte da una temperatura piÃ¹ elevata per cui, a paritÃ di salto termico durante l'espansione, la temperatura finale Ã ̈ piÃ¹ elevata. Si tratta comunque di metodi messi in atto dall'utente, i quali hanno l'inconveniente di una scarsa praticitÃ di utilizzo. To avoid this inconvenience and to have a greater availability of CO2, it is possible to use several cylinders in parallel or to heat the cylinder by immersing it in hot water at temperatures no higher than 50 ° C, absolutely avoiding heating with the aid of a localized flame. In the first case the effect of reducing the tapping flow rate of the single cylinder is obtained, effectively reducing the intensity of use, while in the second case, by heating the cylinder, it starts from a higher temperature so that, with the same jump thermal during expansion, the final temperature is higher. However, these are methods implemented by the user, which have the disadvantage of being not very practical to use.

Una soluzione reale del problema puÃ² essere quella di realizzare il riduttore di pressione con una camera di bassa pressione particolarmente grande, oppure quello di predisporre un preriscaldatore elettrico che sia in grado di fornire la quantitÃ di calore che il gas assorbe espandendosi. Evidentemente tali soluzioni hanno un costo elevato e, nel caso del preriscaldatore elettrico, anche un aumento di complessitÃ del sistema che, fra l'alto, costringe ad avere una presa di corrente nelle immediate vicinanze del luogo in cui viene utilizzata. Questo problema, nel caso di installazioni provvisorie allestite in occasione di feste, concerti, eventi sportivi, non Ã ̈ sempre di facile soluzione. La presente invenzione risolve gli inconvenienti esposti mediante un dispositivo riduttore di pressione, conforme alla rivendicazione 1, dotato di una camera supplementare posta a valle del riduttore stesso, direttamente collegata con la camera di bassa pressione di detto regolatore di pressione, il collegamento tra detta camera di bassa pressione e detta camera supplementare essendo preferibilmente di piccolo diametro, in modo da introdurre delle perdite di carico significative. A real solution to the problem can be to make the pressure reducer with a particularly large low pressure chamber, or to prepare an electric preheater that is able to supply the quantity of heat that the gas absorbs as it expands. Obviously these solutions have a high cost and, in the case of the electric preheater, also an increase in the complexity of the system which, among other things, forces to have a socket in the immediate vicinity of the place where it is used. This problem, in the case of temporary installations set up for parties, concerts, sporting events, is not always easy to solve. The present invention solves the drawbacks described by means of a pressure reducer device, according to claim 1, equipped with an additional chamber located downstream of the reducer itself, directly connected to the low pressure chamber of said pressure regulator, the connection between said chamber of low pressure and said additional chamber being preferably of small diameter, so as to introduce significant pressure drops.

Quando il rubinetto di erogazione della bevanda Ã ̈ chiuso, la pressione della CO2all'interno di detta camera supplementare, o vaso anticongelamento, Ã ̈ uguale a quella che si ha nella camera di bassa pressione di detto regolatore di pressione, tipicamente 4 bar. Quando il rubinetto di erogazione della bevanda viene aperto, la pressione della CO2all'interno di detto vaso anticongelamento diminuisce. La pressione all'interno della camera di bassa pressione tende anch'essa a diminuire, ma tanto piÃ¹ lentamente quanto maggiore Ã ̈ la perdita di carico nel condotto di collegamento tra la camera di bassa pressione ed il vaso anticongelamento. Ovviamente la riduzione di pressione viene contrastata mediante l'apertura della valvola a spillo che consente il passaggio di CO2dalla camera di alta pressione a quella di bassa pressione. L'effetto del vaso anticongelamento Ã ̈ di rendere immediatamente disponibile una quantitÃ di CO2alla pressione di esercizio di 4 bar assai piÃ¹ elevata di quanto disponibile in mancanza di esso. CiÃ² significa che il riempimento di un bicchiere puÃ² essere effettuato quasi senza richiedere ulteriore CO2dalla bombola. Ovviamente la valvola a spillo del riduttore di pressione consentirÃ un passaggio di CO2atto a ripristinare progressivamente la pressione di 4 bar su tutto il circuito di bassa pressione. L'effetto della presenza del vaso anticongelamento Ã ̈ tale quindi da far avvenire gran parte dell'espansione nel vaso anticongelamento stesso, cosicchÃ© Ã ̈ in questo che si ha il raffreddamento maggiore, mentre l'espansione della CO2nel passaggio dalla camera ad alta pressione a quella di bassa pressione, per il ripristino delle condizioni iniziali, puÃ² avvenire in modo meno brusco e, quindi, una meno brusca diminuzione di temperatura. Fra l'altro, come apparirÃ chiaro dalla descrizione che segue di un esempio di attuazione dell'invenzione, lo scambio termico con l'esterno Ã ̈ assai piÃ¹ agevole per la camera supplementare di quanto non lo sia per lo stretto passaggio governato dalla valvola a spillo. When the beverage dispensing tap is closed, the CO2 pressure inside said additional chamber, or anti-freezing vessel, is equal to that found in the low pressure chamber of said pressure regulator, typically 4 bar. When the beverage dispensing tap is opened, the CO2 pressure inside said anti-freezing vessel decreases. The pressure inside the low pressure chamber also tends to decrease, but the slower the greater the pressure drop in the connection duct between the low pressure chamber and the anti-freezing vessel. Obviously, the pressure reduction is counteracted by opening the needle valve which allows the passage of CO2 from the high pressure chamber to the low pressure chamber. The effect of the anti-freezing vessel is to make a quantity of CO2 immediately available at an operating pressure of 4 bar, much higher than what is available without it. This means that the filling of a glass can be done almost without requiring additional CO2 from the cylinder. Obviously the needle valve of the pressure reducer will allow a passage of CO2 aimed at gradually restoring the pressure of 4 bar on the whole low pressure circuit. The effect of the presence of the anti-freezing vessel is therefore such as to cause a large part of the expansion to take place in the anti-freezing vessel itself, so that it is in this that there is the greatest cooling, while the expansion of CO2 in the passage from the high pressure chamber to that of low pressure, to restore the initial conditions, it can occur in a less abrupt way and, therefore, a less abrupt decrease in temperature. Among other things, as will become clear from the following description of an example of embodiment of the invention, the heat exchange with the outside is much easier for the supplementary chamber than it is for the narrow passage governed by the valve. pin.

Qualora il condotto di collegamento tra camera di bassa pressione e vaso anticongelamento sia tale da introdurre una perdita di carico tale da rallentare significativamente il flusso di CO2attraverso detto passaggio, in pratica ciÃ² equivale a provocare una seconda espansione isoentalpica del gas, con conseguente forte diminuzione di temperatura localizzata. Tuttavia detta seconda espansione isoentalpica non sarebbe dannosa per il funzionamento, in quanto, come si vedrÃ chiaramente dalla descrizione che segue, contrariamente a quanto avviene nel condotto che collega la camera di alta pressione con quella di bassa pressione, Ã ̈ assai facile predisporre mezzi che favoriscano lo scambio termico con l'ambiente esterno, in modo da ristabilire rapidamente le condizioni di non congelamento, detti mezzi essendo delle mere superfici di scambio, aumentabili a volontÃ mediante delle semplici ed economiche alettature. If the connection duct between the low pressure chamber and the anti-freezing vessel is such as to introduce a pressure drop such as to significantly slow down the flow of CO2 through said passage, in practice this is equivalent to causing a second isenthalpic expansion of the gas, with a consequent strong decrease in localized temperature. However, said second isoenthalpic expansion would not be harmful to the operation, since, as will clearly be seen from the following description, contrary to what happens in the duct that connects the high pressure chamber with the low pressure one, it is very easy to provide means that favor the heat exchange with the external environment, so as to quickly re-establish the non-freezing conditions, said means being mere exchange surfaces, which can be increased at will by means of simple and economical fins.

Il vaso anticongelamento aumenta di fatto il volume della camera di bassa pressione senza che si debba ricorrere ad un riduttore di dimensioni maggiori, con evidente riduzione dei costi di produzione. Garantendo inoltre un elevato apporto di calore dallâ€™esterno con la semplice adozione di detti mezzi atti ad aumentare le superfici di scambio termico, consente addirittura di realizzare riduttori di pressione piÃ¹ piccoli, con ulteriore vantaggio economico. The anti-freezing vessel actually increases the volume of the low pressure chamber without having to resort to a larger reducer, with an evident reduction in production costs. Furthermore, guaranteeing a high input of heat from the outside with the simple adoption of said means designed to increase the heat exchange surfaces, it even allows the creation of smaller pressure reducers, with a further economic advantage.

La forma del vaso non Ã ̈ particolarmente importante purchÃ© sia garantita la resistenza meccanica alle pressioni esistenti nella camera di bassa pressione. La forma del vaso deve, comunque, cercare di massimizzare, a paritÃ di volume, la superficie di scambio termico. Potrebbe quindi essere presa in considerazione la possibilitÃ di aggiungere alettature esterne e/o interne per favorire lo scambio termico. Una funzione secondaria del vaso, anche se ugualmente importante, Ã ̈ quella di comportarsi nei confronti dellâ€™impianto a valle come un accumulatore polmone, ossia una riserva di CO2in pressione in grado di regolarizzare maggiormente portata e pressione della CO2alle utenze. The shape of the vessel is not particularly important as long as the mechanical resistance to the pressures existing in the low pressure chamber is guaranteed. The shape of the vessel must, however, try to maximize the heat exchange surface for the same volume. The possibility of adding external and / or internal fins could therefore be considered to favor heat exchange. A secondary function of the vessel, even if equally important, is that of behaving towards the downstream system as a buffer accumulator, that is a reserve of CO2 under pressure able to regulate the flow and pressure of CO2 to the users.

L'invenzione verrÃ ora descritta, a scopo illustrativo e non limitativo, secondo una forma preferita di attuazione, con riferimento alle figure allegate, in cui: la figura 1 mostra un circuito di spillamento di una bevanda; The invention will now be described, for illustrative and non-limiting purposes, according to a preferred embodiment, with reference to the attached figures, in which: Figure 1 shows a circuit for tapping a beverage;

la figura 2 mostra un riduttore di pressione al quale Ã ̈ stato applicato un vaso anticongelamento; figure 2 shows a pressure reducer to which an anti-freezing vessel has been applied;

la figura 3 mostra una particolare conformazione del condotto di collegamento tra la camera di bassa pressione del riduttore ed il vaso anticongelamento; Figure 3 shows a particular conformation of the connection duct between the low pressure chamber of the reducer and the anti-freezing vessel;

la figura 4 mostra delle alettature applicate sulla superfice esterna del vaso anticongelamento. Figure 4 shows some fins applied on the external surface of the anti-freezing vessel.

Con riferimento alla fig. 1, con (1) Ã ̈ indicato un impianto di spillamento che comprende una bombola di CO2(2), alla cui valvola (2a) Ã ̈ applicato un riduttore di pressione (3), dotato di un vaso anticongelamento secondo l'invenzione. La bombola (2) Ã ̈ collegata, tramite una prima tubazione (4) con un contenitore (5) della bevanda da spillare, detta prima tubazione (4) rimanendo al di sopra del pelo libero (6) della bevanda. Una seconda tubazione (7) collega il recipiente (5) con una colonna di spillamento (8) e con un rubinetto (9), detta seconda tubazione pescando fino in fondo al recipiente (5). With reference to fig. 1, with (1) a tapping system is indicated which comprises a CO2 cylinder (2), to whose valve (2a) a pressure reducer (3) is applied, equipped with an anti-freezing vessel according to the invention. The cylinder (2) is connected, through a first pipe (4) with a container (5) of the beverage to be tapped, called the first pipe (4) remaining above the free surface (6) of the beverage. A second pipe (7) connects the container (5) with a tapping column (8) and with a tap (9), said second pipe drawing to the bottom of the container (5).

Quando la valvola (2a) della bombola Ã ̈ aperta, nella prima tubazione (4), nel recipiente (5) e nella seconda tubazione (7) c'Ã ̈ una pressione di circa 4 bar, cioÃ ̈ la pressione di taratura del riduttore di pressione (3). FinchÃ© il rubinetto (9) rimane chiuso, non c'Ã ̈ alcun movimento di gas o di liquidi. Quando il rubinetto (9) viene aperto, la pressione della CO2sul pelo libero (6) della bevanda provoca la risalita di questa nella seconda tubazione (7) e, quindi, l'uscita della bevanda stessa dal rubinetto (9). When the valve (2a) of the cylinder is open, in the first pipe (4), in the container (5) and in the second pipe (7) there is a pressure of about 4 bar, that is the regulator pressure. pressure (3). As long as the tap (9) remains closed, there is no movement of gas or liquids. When the tap (9) is opened, the pressure of the CO2 on the free surface (6) of the beverage causes the latter to rise in the second pipe (7) and, therefore, the beverage itself comes out of the tap (9).

In fig. 2 Ã ̈ mostrato uno schema del riduttore di pressione (3) secondo l'invenzione, il quale comprende un condotto di ingresso (30), che si collega con l'uscita della valvola (2a) della bombola (2), detto condotto (30) immettendo in una camera di alta pressione (31), la quale, in esercizio, contiene CO2alla pressione di 57 bar (se la temperatura Ã ̈ di 20°C). Detta camera di alta pressione (31) Ã ̈ collegata con una camera di bassa pressione (32) tramite un breve condotto (33) la cui portata Ã ̈ regolata da una valvola a spillo (34). In pratica la posizione dello spillo (34) determina la sezione di passaggio, la quale Ã ̈ tale da provocare la perdita di carico che determina la caduta di pressione necessaria per avere la pressione di 4 bar, nella camera di bassa pressione (32). In fig. 2 shows a diagram of the pressure reducer (3) according to the invention, which includes an inlet duct (30), which connects to the outlet of the valve (2a) of the cylinder (2), called duct ( 30) by introducing into a high pressure chamber (31) which, in operation, contains CO2 at a pressure of 57 bar (if the temperature is 20 ° C). Said high pressure chamber (31) is connected to a low pressure chamber (32) by means of a short duct (33) whose flow rate is regulated by a needle valve (34). In practice, the position of the needle (34) determines the passage section, which is such as to cause the pressure drop which determines the pressure drop necessary to have the pressure of 4 bar, in the low pressure chamber (32).

Trattandosi di tecnica nota, non verrÃ descritto il meccanismo a membrana con cui si ottiene il corretto funzionamento della valvola a spillo (34). As this is a known technique, the membrane mechanism by which correct operation of the needle valve (34) is obtained will not be described.

La camera di bassa pressione (32) Ã ̈ collegata a valle, tramite un breve condotto (35), con un vaso anticongelamento (36) che, a sua volta, tramite un condotto d'uscita (37), si collega con detta prima tubazione (4) The low pressure chamber (32) is connected downstream, through a short duct (35), with an anti-freezing vessel (36) which, in turn, connects with said first piping (4)

Quando il rubinetto (9) Ã ̈ chiuso, la pressione della CO2presente nel vaso anticongelamento (36) Ã ̈ uguale alla pressione della CO2presente nella camera di bassa pressione (32). Quando il rubinetto (9) viene aperto, la CO2presente nel vaso anticongelamento (36) inizia a fluire, attraverso l'uscita (37), nella prima tubazione (4) e nel recipiente (5), dove si mantiene al di sopra del pelo libero (6) della bevanda. In pratica, per ciascuno spillamento, si avrÃ il passaggio di una quantitÃ di CO2dalla bombola (2) al recipiente (5), detta quantitÃ essendo tale che, alla pressione di 4 bar, detta CO2ha un volume sostanzialmente pari a quello della bevanda spillata, salvo piccole quantitÃ che possono entrare in soluzione nella bevanda stessa. When the tap (9) is closed, the pressure of the CO2 present in the anti-freezing vessel (36) is equal to the pressure of the CO2 present in the low pressure chamber (32). When the tap (9) is opened, the CO2 present in the anti-freezing vessel (36) begins to flow, through the outlet (37), into the first pipe (4) and into the container (5), where it remains above the hair. free (6) of the drink. In practice, for each tapping, there will be the passage of a quantity of CO2 from the cylinder (2) to the container (5), said quantity being such that, at a pressure of 4 bar, said CO2 has a volume substantially equal to that of the tapped beverage, except for small quantities that can dissolve in the drink itself.

Per rendersi conto di ciÃ² che accade esattamente nel circuito, occorre tenere conto che il fenomeno Ã ̈ troppo veloce perchÃ© possa essere considerato come una successione di stati di equilibrio. Infatti, la CO2che dal vaso anticongelamento (36) passa nella prima tubazione (4) non Ã ̈ istantaneamente rimpiazzata da altra CO2proveniente dalla bombola. Se cosÃ¬ fosse non si avrebbe una caduta di pressione nel vaso anticongelamento (36) all'apertura del rubinetto (9), ma un istantaneo passaggio di un'identica quantitÃ di CO2attraverso il condotto (33), con una rapidissima riduzione di temperatura, per effetto dell'espansione da 57 a 4 bar. In realtÃ , anche per effetto delle perdite di carico nel condotto (35) di collegamento della camera di bassa pressione (32) con il vaso anticongelamento (36), la pressione scende rapidamente nel vaso anticongelamento (36), provocando una riduzione di temperatura del vaso stesso. Scende anche, ma piÃ¹ lentamente, nella camera di bassa pressione (32), provocando anche qui una, sia pur piÃ¹ moderata, riduzione di temperatura. Ovviamente il punto maggiormente critico rimane il passaggio attraverso il condotto (33) di collegamento della camera di alta pressione (30) con la camera di bassa pressione (32), dove c'Ã ̈ il salto di pressione piÃ¹ elevato, cioÃ ̈ da 57 a 4 bar. Tuttavia, il fatto che la prima variazione di pressione sia avvenuta nel vaso anticongelamento (36), il quale avrÃ preferibilmente un volume almeno pari a quello di una singola spillatura, fa sÃ¬ che il passaggio della CO2attraverso il condotto (33) avvenga piÃ¹ lentamente, consentendo quindi al corpo del riduttore, tra una spillatura e la successiva, di scambiare con l'ambiente una quantitÃ di calore sufficiente ad evitare il congelamento. To realize what exactly happens in the circuit, it is necessary to take into account that the phenomenon is too fast to be considered as a succession of states of equilibrium. In fact, the CO2 that from the anti-freezing vessel (36) passes into the first pipe (4) is not instantly replaced by other CO2 coming from the cylinder. If this were the case, there would not be a pressure drop in the anti-freezing vessel (36) upon opening the tap (9), but an instantaneous passage of an identical quantity of CO2 through the duct (33), with a very rapid reduction in temperature, due to the expansion from 57 to 4 bar. In reality, also due to the effect of the pressure drops in the duct (35) connecting the low pressure chamber (32) with the anti-freezing tank (36), the pressure drops rapidly in the anti-freezing tank (36), causing a reduction in the temperature of the vase itself. It also falls, but more slowly, into the low pressure chamber (32), causing here too a, albeit more moderate, reduction in temperature. Obviously the most critical point remains the passage through the duct (33) connecting the high pressure chamber (30) with the low pressure chamber (32), where there is the highest pressure jump, i.e. from 57 at 4 bar. However, the fact that the first pressure change occurred in the anti-freezing vessel (36), which will preferably have a volume at least equal to that of a single tap, means that the passage of CO2 through the duct (33) occurs more slowly. , thus allowing the reducer body, between one tapping and the next, to exchange a sufficient amount of heat with the environment to avoid freezing.

Secondo una forma preferita di attuazione, al fine di favorire lo scambio termico con l'ambiente, sulla superficie esterna del vaso anticongelamento (36) e del condotto di collegamento (35) possono essere applicate delle alette (36a), come mostrato nelle figg. 3 e 4. Altre alette, non rappresentate, possono essere applicate anche alla superficie interna del vaso anticongelamento (36). According to a preferred embodiment, in order to favor the heat exchange with the environment, fins (36a) can be applied on the external surface of the anti-freezing vessel (36) and of the connection duct (35), as shown in figs. 3 and 4. Other fins, not shown, can also be applied to the internal surface of the anti-freezing vessel (36).

Secondo un'altra forma preferita di attuazione, mostrata in fig. 4, il collegamento tra la camera di bassa pressione (32) ed il vaso anticongelamento (36) avviene tramite un condotto (35a) di sezione ridotta, in modo da introdurre una perdita di carico concentrata, capace di rallentare la perdita di pressione della camera di bassa pressione (32). In pratica accade che il vaso anticongelamento (36) sia in grado di alimentare, attraverso la prima tubazione (4), il recipiente (5) che contiene la bevanda, diminuendo la sua pressione. La CO2che fluisce dal vaso anticongelamento (36) viene rimpiazzata da quella che fluisce dalla bombola (2) attraverso il regolatore di pressione. La presenza della sezione ridotta (35a) ottiene l'effetto di ritardare il ripristino della pressione nel vaso anticongelamento (36), con il risultato di ottenere una parte notevole dell'espansione giÃ nel vaso anticongelamento (36), il quale Ã ̈ in grado di scambiare calore con l'ambiente in modo assai piÃ¹ efficace di quanto non lo sia la zona della valvola a spillo (34), soprattutto se dotato delle alettature (36a). In altre parole la presenza del vaso anticongelamento (36) permette di effettuare una parte rilevante dell'espansione nel vaso anticongelamento stesso, consentendo alla valvola a spillo (34) un funzionamento meno critico. Questo fenomeno Ã ̈ esaltato dalla presenza del condotto a sezione ridotta (35a) che ritarda ulteriormente l'afflusso della CO2nel vaso anticongelamento (36). According to another preferred embodiment, shown in fig. 4, the connection between the low pressure chamber (32) and the anti-freezing vessel (36) occurs through a duct (35a) of reduced section, in order to introduce a concentrated pressure drop, capable of slowing down the pressure loss of the chamber low pressure (32). In practice, it happens that the anti-freezing vessel (36) is able to feed, through the first pipe (4), the vessel (5) that contains the drink, decreasing its pressure. The CO2 flowing from the anti-freeze vessel (36) is replaced by that flowing from the cylinder (2) through the pressure regulator. The presence of the reduced section (35a) has the effect of delaying the restoration of the pressure in the anti-freezing vessel (36), with the result of obtaining a considerable part of the expansion already in the anti-freezing vessel (36), which is able to exchange heat with the environment much more effectively than the area of the needle valve (34), especially if equipped with fins (36a). In other words, the presence of the anti-freezing vessel (36) allows a significant part of the expansion to be carried out in the anti-freezing vessel itself, allowing the needle valve (34) to operate less critically. This phenomenon is enhanced by the presence of the reduced section duct (35a) which further delays the flow of CO2 into the anti-freezing vessel (36).

Come il condotto (35), anche il condotto a sezione ridotta (35a) puÃ² essere vantaggiosamente dotato di alettature. Like the duct (35), the reduced section duct (35a) can also be advantageously provided with fins.

La sperimentazione ha mostrato che l'efficacia del vaso anticongelamento aumenta con l'aumentare del suo volume. In pratica il vaso anticongelamento (36) deve avere un volume almeno pari a quello della camera di bassa pressione (32) Prestazioni migliori si ottengono con un volume del vaso anticongelamento (36) almeno pari a cinque volte il volume della camera di bassa pressione (32). Prestazioni ancora migliori si ottengono con un volume del vaso anticongelamento (36) almeno pari al volume della bevanda spillata in una singola operazione. Experimentation has shown that the effectiveness of the anti-freezing vessel increases as its volume increases. In practice, the anti-freezing vessel (36) must have a volume at least equal to that of the low pressure chamber (32) Better performances are obtained with a volume of the anti-freezing vessel (36) at least equal to five times the volume of the low pressure chamber ( 32). Even better performance is obtained with a volume of the anti-freezing jar (36) at least equal to the volume of the drink tapped in a single operation.

A sua volta, il condotto a sezione ridotta (35a) deve essere dimensionato in modo tale da ritardare il completo ristabilirsi della pressione nel vaso anticongelamento (36), detta pressione dovendo preferibilmente essere raggiunta subito prima dell'inizio dello spillamento successivo. In turn, the reduced section duct (35a) must be sized in such a way as to delay the complete re-establishment of the pressure in the anti-freezing vessel (36), said pressure preferably having to be reached immediately before the start of the next tapping.

Come si vede chiaramente dalla descrizione che precede, il problema del congelamento del riduttore di pressione Ã ̈ stato risolto con la semplice aggiunta di un vaso che, in virtÃ¹ della sua semplicitÃ , Ã ̈ assai economico ed affidabile. As can be clearly seen from the above description, the problem of freezing the pressure reducer has been solved by simply adding a vessel which, by virtue of its simplicity, is very economical and reliable.

L'invenzione Ã ̈ stata descritta a scopo esemplificativo e no limitativo, secondo una forma preferita di attuazione ed alcune varianti. Il tecnico esperto del settore potrÃ trovare numerose altre varianti, tutte ricadenti nell'ambito di protezione delle rivendicazioni che seguono. The invention has been described by way of example and not of limitation, according to a preferred embodiment and some variants. The person skilled in the art will be able to find numerous other variants, all of which fall within the protection scope of the following claims.

Claims

CLAIMS 1. Pressure reducer (3) for gas, in particular liquid carbon dioxide (CO2) used as a propellant in carbonated beverage dispensing systems, of the type that provides for the presence of a high pressure chamber (31) connected upstream to the valve (2a) of a cylinder (2) containing said liquid CO2, said high pressure chamber (31) being connected downstream, through a duct (33) whose opening is regulated by a needle valve (34), with a chamber low pressure (32), said needle valve (34) introducing a pressure drop capable of causing the pressure drop necessary to obtain the desired pressure in said low pressure chamber (32), characterized in that said low pressure chamber pressure (32) is connected downstream, through a short pipe (35, 35a), with an anti-freezing vessel (36).

2. Pressure reducer, according to claim 1, characterized in that said anti-freezing vessel (36) has a volume substantially equal to or greater than the volume of said low pressure chamber (32)

3. Pressure reducer, according to claim 1, characterized in that said anti-freezing vessel (36) has a volume substantially equal to or greater than five times the volume of said low pressure chamber (32).

4. Pressure reducer, according to claim 1, characterized in that said anti-freezing vessel (36) has a volume substantially equal to or greater than the volume of a single tapping of said beverage.

5. Pressure reducer, according to claim 1, characterized in that the connection between said low pressure chamber (32) and said anti-freezing vessel (36) occurs through a duct (35a) of reduced section, so as to introduce a leak concentrated load capable of slowing down the pressure loss of the low pressure chamber (32) during the supply of CO2.

6. Pressure reducer, according to claim 5, characterized in that the section of said duct (35a) is dimensioned in such a way that the complete re-establishment of the pressure in the anti-freezing vessel (36), said pressure having decreased following a CO2 demand due to a tapping, occurs substantially immediately before the start of the next tapping.

7. Pressure reducer, according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that it provides for the presence of fins (36a) on the external surface of said anti-freezing vessel (36).

8. Pressure reducer, according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that it provides for the presence of fins on the internal surface of said anti-freezing vessel (36).

9. Pressure reducer, according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that it provides for the presence of fins (36a) on the external surface of said duct (35, 35a) for connection between said low pressure chamber (32 ) and said anti-freezing vessel (36).