NL8105670A - Inrichting voor het onder druk brengen van vaten. - Google Patents

Description

.....*ί SSi/wd/Reynolds Metals

Inrichting voor het onder druk brengen van vaten.

Talrijke producten, zoals niet-alcoholische dranken en bier worden in vaten onder druk verpakt. De druk waaronder deze producten worden verpakt wordt verkregen door middel van de koolzuur in het product. Het vat wordt namelijk onder 5 druk gebracht ten gevolge van de aard van het product in het vat.

Dergelijke vaten, met name uit twee delen vervaardigde aluminium en stalen blikken worden vervaardigd met een zo klein mogelijke wanddikte om de hoeveelheid metaal die nodig 10 is voor het vormen van het vat en daarmee de kosten van het vat te verkleinen. Deze vaten evenals andere vaten zoals kunststofflessen en dergelijke, maken in sterke mate gebruik van de inwendige druk van het product in het vat voor het verbeteren van de scheursterkte en van de sterkte van de wand 15 van het vat.

Onafhankelijk van het feit of de koolzuurhoudende producten worden verpakt in een blik, een fles of een ander vat, wordt de lucht uit de ruimte boven het product in het vat verwijderd voordat het deksel op het vat wordt gesloten, door 20 middel van het koolzuur dat vrijkomt uit het product. De verwijdering van deze lucht uit de ruimte boven het product in het vat is van belang voor het voorkomen van een bederven van het product onder invloed van de lucht.

De laatste tijd is het steeds meer populair geworden om 25 niet-koolzuurhoudende producten, zoals vruchtensappen en dergelijke, te verpakken in dezelfde vaten die in het verleden alleen werden gebruikt voor koolzuurhoudende producten. Daar ·. echter deze producten gekalmeerd zijn, namelijk er wordt geen druk in het vat ontwikkeld dankzij het koolzuur na het sluiten 30 van het vat, kan er niet van worden uitgegaan dat de sterkte van een gevuld metalen vat, een kunststoffles en andere soortgelijke vaten, en evenmin kan er van worden uitgegaan dat de lucht uit de open ruimte boven het product wordt verwijderd voor het afsluiten van het vat door middel van een afsluit-35 element.

Het is bekertl gasvormige stikstof fysisch te mengen in 8 1 0 5 6 7 0 _____ » s -2- dergelijke gekalmeerde producten voordat ze worden verpakt, teneinde gasvormige stikstof ter beschikking te hebben zowel voor het onder druk brengen van het vat als voor het verwijderen van de lucht uit de vrije ruimte boven in het vat vlak voor 5 het hermetisch afsluiten van het vat. Gasvormige stikstof mengt zich echter niet gemakkelijk met dergelijke producten en daarom is een dergelijk proces zeer tijdrovend en duur.

Het is eveneens bekend uit het Britse octrooischrift 1.455.652 dat vaten die gevuld zijn met gekalmeerde producten 10 onder druk kunnen worden gebracht door in het gevulde vat een druppel vloeibare stikstof te brengen of een vloeibaar gemaakt edelgas en onmiddellijk daarna het vat te sluiten.

Na het sluiten brengt het verdampende vloeibare gas dat nu aanwezig is in de vorm van gas, het vat onder druk.

15 Ongelukkigerwijs laat het Britse octrooischrift geen inrichting zien voor het verkrijgen van dit resultaat.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het injecteren van vloeibare stikstof of een ander vloeibaar gemaakt gas, zoals een edelgas met inbegrip \ 20 van argon en dergelijke, in containers waarbij de nadelen van de vroegere werkwijzen worden vermeden. De injectie-inrichting volgens de onderhavige uitvinding omvat een van vloeistof voorziene kamer, middelen voor het mogelijk maken dat bepaalde hoeveelheden vloeibaar gas worden geïnjecteerd in vaten als 25 deze de inrichting passeren en een combinatie van vlotter-- afsluitmiddelen voor het handhaven van vloeistofniveaus en gasdrukken van een bepaalde hoogte in de inrichting. De inrichting omvat tevens middelen voor het handhaven van een gasvormige atmosfeer rondom het uitstroommondstuk, zodat wordt 30 voorkomen dat lucht en vocht in de inrichting komen waardoor een bevriezen en daardoor een onwerkzaam worden van de inrichting zou optreden.

De inrichting voor het injecteren van vloeibaar gas volgens de onderhavige uitvinding zal nader worden beschreven 35 aan de hand van de tekening. In de tekening toont: fig. 1 schematisch een inrichting volgens de uitvinding voor het injecteren van vloeibaar gas, fig. 2 een dwarsdoorsnede van de injectie-eenheid, fig. 3 een bovenaanzicht van de injectie-eenheid en 8105670 I»" *'* ’ ' 4 -3- fig. 4 een bovenaanzicht van de bodemplaat van de inj ectie-eenheid.

Figuur 1 laat een schematische afbeelding van een inrichting voor het injecteren van vloeibare stikstof zien.

5 Hoewel speciaal wordt verwezen naar vloeibare stikstof, zal het duidelijk zijn dat andere vloeibaar gemaakte gassen die kunnen worden gemengd met het te verpakken product, zoals edelgassen, meer in het bijzonder argon, in plaats van stikstof zouden kunnen worden gebruikt. Een reservoir 19 vormt 10 de bron van vloeibare stikstof van de inrichting. Dergelijke reservoirs 10 zijn in de handel en omvatten middelen voor het aflaten van de druk (niet getekend) zodat de gasdruk van de verdampende vloeibare stikstof in het reservoir 10 niet te hoog zal worden voor de sterkte van het reservoir 10. Binnen 15 het reservoir 10 zijn een paar pijpen 12 en 14 gelegen. De pijp 12 is gelegen boven het niveau van de vloeibare stikstof in het reservoir 10 en wordt gebruikt voor het regelen van de druk van de verdampende gasvormige stikstof in het reservoir 10 boven de vloeibare stikstof, op een voor de inrichting 20 bruikbare hoogte. Zo omvat de leiding 12 een afsluiter 16, een verwarmingsinrichting 18 voor het verwarmen van de gasvormige stikstof, die via de leiding 12 wordt toegevoerd bij een temperatuur van ongeveer -129,1°C, en een regelaar 20 voor de tegendruk. De tegendrukregelaar 20 wordt ingesteld 25 op sen druk gelijk aan die welke binnen de inrichting wordt -gewenst en die kan liggen tussen 2109.3 en 3515.5 kg per vierkante meter overdruk en bij voorkeur op 2812.4 kg per vierkante meter overdruk. Deze druk is veel lager dan de druk die mag heersen in het reservoir 10 en die wordt geregeld 30 door de inrichting voor het aflaten van de inwendige druk.

De bedoeling van de verwarmingsinrichting 18 is het voorkomen van het bevriezen van de tegendrukregelaar 20 en het onwerkzaam worden van deze inrichting.

De leiding 14 ligt in de vloeibare stikstof zelf. Vloei-35 bare stikstof wordt via deze leiding verpompt binnen het reservoir 10 onder invloed van de inwendige druk. De afsluiter 17 regelt de hoeveelheid vloeibaar gas die uit de leiding 14 naar de geïsoleerde leiding 22 stroomt. De leiding 22 wordt bij voorkeur gevormd door een metalen pijp die is bedekt 8105670 ï * • -4τ met schuimrubber of een ander isolatiemateriaal voor het zo veel mogelijk verminderen van warmteverliezen. De leiding 22 is aan het andere eind verbonden met de inlaat 38 voor het vloeibare gas van een injectie-eenheid 24. Onder langs de 5 injector 24 passeren vaten zoals metalen bussen 26. Het passeren van deze vaten onder langs de inrichting 24 wordt gedetecteerd door de detector 28 en een signaal wordt via de leiding 30 naar een regelaar 32 gestuurd. De regelaar 32 geeft dit signaal via de leiding 34 en een electrische verbindings-10 . inrichting 36 door aan de Injector 24, en de injector 24 injecteert een bepaalde hoeveelheid vloeibare stikstof in het vat 26. Deze verrichting zal in het volgende nog nader worden beschreven.

De figuren 2 en 3 laten de injectie-eenheid 24 zien.

15 De inlaatleiding 40 is omgeven door een geisoleerd afdekor-gaan 38. De inlaatleiding 40 mondt uit in het verbindingsstuk naar een vloeis.tofkamer 42. Binnen de vloeistofkamer 42 is een vlotter 46 gelegen, welke vlotter 46 op en neer gaat met het niveau van de vloeibare stikstof in de kamer 20 42. Een schot 44 is bij de inlaat in de kamer 42 aangebracht voor het voorkomen dat het binnenstromende vloeibare gas tegen de vlotter 46 botst en daarmee de werking ervan onmogelijk maakt.

Gedurende het in werking stellen van de inrichting zal 25 de vlotter 46 aanvankelijk op de bodem van de kamer 42 rusten. .Bij het begin van het in werking stellen van de inrichting is de temperatuur van de injectie-inrichting 24 en van de inlaatleidingen 22 en 40 ver beneden het kookpunt van vloeibare stikstof. In het begin 2al dus alle of bijna alle stikstof die 30 de kamer 42 binnentreedt gasvormig zijn. Dit gas ontwijkt via een afsluitelmechanisme dat een klep 56 omvat die is gelegen ' binnen de klepzitting 85 in de open toestand, een stang 54 en een deksel 48, welke delen alle zijn'bevestigd aan de vlotter 46. Het deksel 48 vertoont een aantal openingen 50 waardoor 35 heen gas kan binnentreden. Het gas stroomt door een pijp 52 waarlangs de vlotter 46 kan bewegen, via een klepzitting 58 langs een kamer 60 via een opening 62, door een andere kamer 64 en een uitlaatopening 68. Hierdoor worden de inwendige delen van de inrichting 24 afgekoeld en zal de inrichting volstromen 8105670 -5- met stikstof waarbij alle lucht uit de inrichting wordt verwijderd en wordt voorkomen dat later aanwezig vocht zal bevriezen.

Wanneer de inrichting 24 kouder wordt komt steeds meer 5 vloeibare stikstof binnen via de leiding 40. Hierdoor zal de vlotter 46 naar boven bewegen. Er zal nog enige vloeibare stikstof verdampen tot gas waarbij een druk boven de vlotter 46 wordt gehandhaafd, welke druk wordt gemeten via de leiding 70 die enerzijds is verbonden met de kamer 42 en anderzijds 10 met de drukmeter 72.

Tijdens het naar boven bewegen van de vlotter 46 is de klep 56 nog open, waarbij enige vloeibare stikstof kan verdampen en kan ontwijken via de klepzitting 58 en via het hiervoor beschreven aflaatstelsel waarbij de stikstof als 15 gas kan ontwijken. Ten slotte kan een evenwicht worden verkregen, waarbij de klep 56 iets is geopend of gesloten binnen de klepzitting 58 waarbij extra vloeibare stikstof binnenkomt via de leiding 40 en de vlotter 46 naar boven gaat terwijl een toeneming van de gasdruk boven de vlotter 46 de 20 vlotter 46 naar beneden doet bewegen.

De injectie van vloeibare stikstof vanuit de eenheid 24 in de vaten 26 wordt bestuurd door een naaldklep 78 die is geplaatst binnen de klepzitting 80. Wanneer de detector 28 de aanwezigheid van een vat 26 detecteert, geeft de regelaar 25 32 een signaal aan de spoel 74. Wanneer de spoel 74 wordt bekrachtigd, wordt hierdoor de klepstang 76 naar boven getrokken waardoor vloeibare stikstof uit de pijp 47 kan stromen, welke pijp 77- in verbinding staat met de kamer 42 via openingen 69 en 71 zodat vloeibare stikstof kan ontwijken via de klep-30 zitting 80 en via de uitlaatleiding 82 naar het vat 26. De spoel 74 is een magnetische spoel met een hoge snelheid die in staat is te openen en te sluiten met een frequentie van meer dan 3000 slagen per minuut. Dit is meer dan voldoende om de inrichting te kunnen aanbrengen in iedere vulinrichting 35 waarvan de snelste zelden meer dan 1500 eenheden per minuut behandelt.

De tijdsduur gedurende welke de spoel 74 de klep 78 open houdt, wordt bestuurd door de regelaar 32. Een startsig-naal van de voeler 28 doet een tijdsinrichting binnen de 8105670 _____ -6- eenheid 32 starten voor het bekrachtigen van de spoel 74 en het weer spanningsvrij maken ervan in overeenstemming met een van tevoren ingesteld tijdsverloop. Wanneer de spoel 74 spanningsloos wordt gemaakt, drukt de veer 75 de klep-5 stang 76 naar beneden, waarbij de naaldklep 78 op de klep-zitting 80 komt te rusten en de stroom vloeibare stikstof wordt onderbroken.

Zoals hiervoor reeds is opgemerkt ^al wanneer de vlotter 46 naar boven en naar beneden beweegt gasvormige stikstof 10 via de klepzitting 58 ontwijken en eventueel naar de kamer 64 stromen en ontwijken via de uitlaat 68. Zoals figuur 4 het duidelijkst laat zien, is een aantal verwarmingsinrichtingen 86 aangebracht binnen de bodemplaat 83 voor het handhaven van een temperatuur die voldoende ver boven de temperatuur 15 van de vloeibare stikstof ligt om te waarborgen dat de stikstof in de gasvorm is wanneer de stikstof ontwijkt via de uitlaat 68 samen met de vloeibare stikstof die wordt geïnjecteerd via de uitlaatleiding 82. Hierdoor wordt een gasvormige stikstofatmosfeer rondom de uitlaatleiding 82 gehandhaafd en 20 daardoor wordt voorkomen dat lucht hier binnentreedt zodat wordt voorkomen dat de uitlaatleiding 82 zou kunnen bevriezen. Deze verwarmingsinrichtingen 86 zorgen tevens voor een temperatuur van de bodemplaat 83 die voldoende ver boven het vriespunt van het product in het vat 26 ligt, zodat elk pro-25 duet dat op de bodemplaat 83 zou worden gemorst, daarop niet -bevriest.

Zoals figuur 4 laat zien zijn extra uitlaatopeningen 100 voor gas aangebracht rondom de uitlaatleiding 82. Hierdoor worden extra uitwijkmogelijkheden verschaft voor de vloeibare 30 stikstof in de kamer 64. Een inzetplaat 85 kan worden gedraaid voor het veranderen van de stand van de uitlaat uit de injector 24 via de uitlaatleiding 82, De uitlaatleiding 82 kan worden geplaatst onder een hoek van ongeveer 10 tot 30 ten opzichte van de onderzijde van de eenheid 24, waarbij de 35 voorkeur wordt gegeven aan een hoek van ongeveer 20°.

Aluminiumbussen met een inhoud van 355 ml, kunnen onder druk worden gebracht met een injectie van ongeveer 0,1 tot 0,2 ml.vloeibare stikstof per blik. De hoeveelheid geinjecteerde vloeibare stikstof wordt natuurlijk bepaald door de tijdsduur 8105670 -7- gedurende welke de klep 80 open blijft en door de snelheid van de bussen 26 die passeren onder langs de injectie-eenheid 24.

Nadat een stelsel vaten is gevuld kan de inrichting 24 5 tijdelijk worden afgesloten. Wanneer echter lucht in de eenheid ζομ binnentreden en tegelijkertijd vocht in de inrichting zou condenseren, zou een bevriezing kunnen optreden waardoor moeilijkheden zouden ontstaan bij het weer in bedrijf nemen. Daarom kunnen verwarmingsinrichtingen 73 die worden geregeld 10 door de thermostaat 84 in werking worden gesteld gedurende de periode van stilstand, waarbij de verwarmingsinrichtingen weer kunnen worden uitgeschakeld bij het in bedrijf nemen van de inrichting.

De belangrijkste delen van de eenheid 24 zijn ondergebracht 15 in een paar mantels 25 en 27 die zijn afgedicht door middel van een 0-ring 94 ter plaatse van de aansluiting op elkaar.

De bodemplaat 83 is bevestigd aan de bodem van de mantel 27 door middel van bevestigingsmiddelen 29 en afgedicht door middel van O-ringen 88,90 en 92.

20 Electrische verbindingen zoals voor de verwarmings inrichtingen 86 en de spoel 74 worden gevormd via een paar aansluitblokken 96 en 98, die weer zijn verbonden met een electrische leiding 36 welke electrisch is verbonden met de regelaar 32 via de leiding 34.

25 Mantels 25 en 27 kunnen zijn gevuld met isolatiemateriaal . zoals polyurethaanschuim of dergelijke, voor het voorkomen van het binnentreden van warmte van buiten af in de inrichting tijdens het bedrijf waardoor de hoeveelheid stikstof die verdampt uit de vloeibare toestand wordt verminderd.

30 Uit het voorgaande zal het duidelijk zijn dat de onder havige uitvinding een toevoerinrichting verschaft voor het ' onder druk brengen van vaten met behulp van vloeibaar gas waarbij in de inrichting een vloeibaar gasniveau wordt gehandhaafd en een evenwicht wordt onderhouden tussen het gas-35 vormige en het vloeibare gas en waarbij wordt voorkomen dat de inrichting tijdens bedrijf kan bevriezen.

8 1 0 56 70 ___

Claims (9)

1. Inrichting voor het onder druk brengen van vaten met het kenmerk, dat een bron (10) voor vloeibaar gas. aanwezig is, middelen (20) voor het instellen van de druk in de bron voor het vloeibare gas, middelen (28) voor het detecteren 5 van vaten (26) en een injector (24) die reageert op de detec-tiemiddelen en die in verbinding staat met de bron van vloeibaar gas voor het toevoeren van vloeibaar gas aan de vaten.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat middelen (32) voor het bepalen van een tijdsduur aanwezig 10 zijn voor het regelen van de hoeveelheid vloeibaar gas die wordt toegevoerd aan de vaten (26),

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat een verwarmingsinrichting (18) is geplaatst tussen de bron voor vloeibaar gas en de middelen voor het regelen van de druk.

4. Inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, met het ken merk, dat de injector (24) omvat een kamer (42) voor vloeibaar gas, injectiemiddelen (82) die zijn verbonden met de kamer en een vlotter (46) voor het regelen van het niveau van het vloeibare gas en de gasdruk in de injector.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat een afsluiter (78) aanwezig is die is verbonden met de kamer (42) voor het laten stromen van het vloeibare gas naar de vaten (26) en dat middelen (32, 74) aanwezig zijn voor het besturen van die afsluiter.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de vlotter (46) een deksel (48) vertoont met openingen (50) en een klep (56) voor het mogelijk maken van het laten ontwijken van gas uit de kamer (42 )

7. Inrichting volgens conclusie* 5, met het kenmerk, dat 30 de middelen voor het regelen van Öe afsluitermiddelen voor het laten ontwijken van vloeibaar gas, een spoel (74) en een veer (75) omvatten.

8. Inrichting volgens èèn of meer der conclusies 5 tot 7, met het kenmerk, dat de verwarmingsinrichting (26) is 35 geplaatst binnen een bodemplaat (83) van de inrichting voor 8105670 -9- het voorkomen van het bevriezen van de inrichting tijdens de werking ervan.

9. Inrichting volgens een der conclusies 5 tot 8, met het kenmerk, dat de verwarming sinrichting (73) aanwezig is 5 voor het voorkomen van het ontstaan van vloeistof in de inrichting wanneer deze buiten bedrijf is. 8105670