PL190592B1 - Sposób dozowania płynu pod ciśnieniem w urządzeniu do dozowania płynów i urządzenie do dozowania płynów pod ciśnieniem - Google Patents

Abstract

1 . Sposób dozowania plynu pod cisnieniem w urzadzeniu d o dozowania plynów, zawierajacym zbiornik, w którym umieszcza sie ciecz, podczas gdy propelent pod odpowiednio wysokim cisnieniem gromadzi sie w komorze polaczonej ze zbiornikiem, przy czym przy pomocy propelentu ciecz podda- je sie dzialaniu cisnienia i dozuje sie j a za pom oca elementów dozujacych, zas przed wprowadzeniem propelentu, do komo- ry wprowadza sie wypelniacz, który pochlania i/lub pochlania co najmniej czesc propelentu, przy czym czesc propelentu p ro w a d z a sie w komore pod cisnieniem, które jest znacznie nizsze niz cisnienie pustej komory dla tej samej ilosci prope- lentu i w takich samych warunkach zewnetrznych, znam ien- ny tym, ze wprowadza sie propelent do drugiej komory (16, 116, 216, 316) pod cisnieniem w zakresie pomiedzy 4 i 14 bar, korzystnie pomiedzy 5 i 12 bar, ... 3. Urzadzenie do dozowania plynów pod cisnieniem, za- wierajace zbiornik majacy pierw sza i druga komore, przy czym w pierwszej komorze jest umieszczona dozowana ciecz, zas w drugiej komorze jest umieszczony propelent, przy czym co najmniej podczas uzytkowania, pomiedzy komorami pierwsza i druga jest uksztaltowany otwór przelotowy, a ponadto urzadzenie jest wyposazone w elementy sterujace cisnieniem propelentu, przy czym w drugiej komorze, sa umieszczone wypelniacze pochlaniajace, i/lub pochlaniajace co najmniej czesc propelentu, zas propelant zawiera co naj- mniej dwutlenek wegla a wypelniacze pochlaniajace zawiera- ja co najmniej aktywny wegiel, znam ienne tym, ze um iesz- czona w pierwszej komorze dozowana ciecz (3) jest gazowa- nym napojem, korzystnie piwem, ... Fig. 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób dozowania płynu pod ciśnieniem w urządzeniu do dozowania płynów i urządzenie do dozowania płynów pod ciśnieniem.

Z opisu patentowego FR A 2331485 znane jest urządzenie do dozowania płynów pod ciśnieniem, zawierające zbiornik mający pierwszą i drugą komorę. W pierwszej komorze jest umieszczona dozowana ciecz, zaś w drugiej komorze jest umieszczony propelent. Pomiędzy komorami pierwszą i drugą jest ukształtowany otwór przelotowy. Ponadto urządzenie jest wyposażone w elementy sterujące ciśnieniem propelentu. W drugiej komorze, są umieszczone wypełniacze pochłaniające co najmniej część propelentu. Propelent zawiera korzystnie dwutlenek węgla a wypełniacze pochłaniające zawierają aktywny węgiel.

W opisie patentowym USA 5368207 ujawnione jest urządzenie zawierające zbiornik pod ciśnieniem, w którym płyn przeznaczony do pobrania jest gromadzony w pierwszej komorze, podczas gdy w drugiej komorze jest gromadzony propelent. Za pomocą elementów sterujących ciśnieniem, pierwsza komora jest utrzymywana w kontakcie z płynem. Elementy sterujące ciśnieniem są usytuowane w przejściu pomiędzy komorami, w miejscu przemieszczania się pod specyficznym ciśnieniem propelentu z drugiej komory w pierwszą komorę. W tym urządzeniu, cieczy nadaje się określone ciśnienie w pierwszej komorze za pomocą propelenta i gdy elementy dozujące są otwarte, płyn jest zasilany z pierwszej komory.

Wadą tego urządzenia jest, że stosunek wielkości pomiędzy pierwszą i drugą komorą jest niekorzystny. W celu umożliwienia gromadzenia wystarczającej ilości propelentu w drugiej komorze, dla dozowania całej zawartości z pierwszej komory pod odpowiednim ciśnieniem, druga komora musi być odpowiednio większa w stosunku do pierwszej. W konsekwencji, urządzenie jako całość ma niekorzystny stosunek pomiędzy zewnętrznymi wymiarami i rzeczywistą zawartością pierwszej komory.

Znanych jest wiele propozycji rozwiązania problemu dotyczącego zwiększenia ciśnienia w drugiej komorze, takich żeby w mniejszej objętości komory mogła być zawarta, taka sama ilość propelentu. Jednak wadą tego, jest to, że elementy sterujące ciśnieniem i ściany co najmniej drugiej komory, powinny być przystosowane do takiego wzrostu ciśnienia, które jest technicznie skomplikowane i drogie. Ponadto, taki wzrost ciśnienia jest zazwyczaj nie akcep4

190 592 towany bez pomiarów ekstremalnie zabezpieczających, biorąc pod uwagę warunki produkcji i użytkowania.

Ponadto, takie urządzenie ma wadę ponieważ wymaga odpowiednio dużo materiału i jest przez to ciężkie.

Sposób dozowania płynu pod ciśnieniem w urządzeniu do dozowania płynów, według wynalazku, zawierającym zbiornik, w którym umieszcza się ciecz, podczas gdy propelent pod odpowiednio wysokim ciśnieniem gromadzi się w komorze połączonej ze zbiornikiem, przy czym przy pomocy propelentu ciecz poddaje się działaniu ciśnienia i dozuje się ją za pomocą elementów dozujących, zaś przed wprowadzeniem propelentu, do komory wprowadza się wypełniacz, który pochłania i/lub pochłania co najmniej część propelentu, przy czym część propelentu wprowadza się w komorę pod ciśnieniem, które jest znacznie niższe niż ciśnienie pustej komory dla tej samej ilości propelentu i w takich samych warunkach zewnętrznych, charakteryzuje się tym, że wprowadza się propelent do drugiej komory pod ciśnieniem w zakresie pomiędzy 4 i 14 bar, korzystnie pomiędzy 5 i 12 bar, a bardziej korzystnie około 10 bar, mierzonego w temperaturze stosowania, przy czym za pomocą elementów sterujących ciśnieniem dozuje się propelent pod ciśnieniem, przy którym utrzymuje się i podtrzymuje w zbiorniku nadmiar ciśnienia, aż do uzyskania równowagi CO2 zawartego w dozowanej cieczy, którą to równowagę dalej utrzymuje się.

Wielkość nadmiaru ciśnienia reguluje się w zakresie pomiędzy 0,1 i 1,5 bar, korzystnie 0,2 i 1 bar, i bardziej korzystnie około 0,7 bar w zależności od warunków otoczenia.

Urządzenie do dozowania płynów pod ciśnieniem, według wynalazku, zawierające zbiornik mający pierwszą i drugą komorę, przy czym w pierwszej komorze jest umieszczona dozowana ciecz, zaś w drugiej komorze jest umieszczony propelent, przy czym co najmniej podczas użytkowania, pomiędzy komorami pierwszą i drugą jest ukształtowany otwór przelotowy, a ponadto urządzenie jest wyposażone w elementy sterujące ciśnieniem propelentu, przy czym w drugiej komorze, są umieszczone wypełniacze pochłaniające, i/lub pochłaniające co najmniej część propelentu, zaś propelant zawiera co najmniej dwutlenek węgla a wypełniacze pochłaniające zawierają co najmniej aktywny węgiel, charakteryzuje się tym, że umieszczona w pierwszej komorze dozowana ciecz jest gazowanym napojem, korzystnie piwem, zaś elementy sterujące ciśnieniem w pierwszej komorze stanowią elementy dostarczające i utrzymujące w pierwszej komorze nadmiar ciśnienia w pustej przestrzeni pierwszej komory, przy czym CO2 zawarty w dozowanej cieczy w równowadze.

Nadmiar ciśnienia jest w zakresie pomiędzy 0,1 i 2 bar, korzystnie pomiędzy 0,2 i 1 bar, i bardziej korzystnie około 0,7 bar w zależności od warunków otoczenia.

Dozowana ciecz jest korzystnie pełnym piwem jasnym, przy czym elementy sterujące ciśnieniem stanowią elementy utrzymujące nadmiar ciśnienia, podczas użytkowania, w pustej przestrzeni pomiędzy cieczą a pokrywką pierwszej komory w zakresie pomiędzy 0,65 bar i 1,0 bar, przy którym dla 4,6 g CO2 i litra piwa w temperaturze piwa pomiędzy 5°C i 10°C jest równowaga CO2.

Zawarty w drugiej komorze propelent jest czystym gazowym CO2, zaś wypełniacz ma postać co najmniej w znacznej części włókna węgla aktywnego.

Na litr cieczy w postaci napoju gazowanego przypada ilość wypełniacza w postaci węgla aktywnego w zakresie pomiędzy 2 i 20 g, korzystnie pomiędzy 6 i 18 g, zaś na litr cieczy przypada ilość CO2, asocjującego do wypełniaczy zawarta w zakresie pomiędzy 1 i 10 gramami, korzystnie pomiędzy 2 i 8 gramami.

Stosunek objętości pierwszej komory do drugiej komory jest większy niż 5.5/1, korzystnie większy niż 15/1, korzystnie większy niż 50/1.

Pierwsza komora i/lub druga komora zawierają elementy likwidujące nadmiar ciśnienia, o wartości wyższej niż wstępnie wybrane ciśnienie maksymalne, co najmniej części sprężonego płynu, przy czym ustalone maksymalne ciśnienie w drugiej komorze ma wartość mniejszą niż 16 bar, korzystnie mniejszą niż 12 bar.

Druga komora ma postać zbiornika, korzystnie w postaci naboju ciśnieniowego, zawierającego co najmniej część elementów sterujących ciśnienie, przy czym przed użyciem, pierwsza komora i druga komora są połączone ze sobą elementami sprzęgającymi.

190 592

Do drugiej komory jest zamocowana rura, której jeden koniec jest usytuowany w sąsiedztwie dna pierwszej komory, zaś drugi, przeciwległy koniec jest w kontakcie z cieczą i z elementami dozującymi ciecz.

W komorze naboju ciśnieniowego jest umieszczony wypełniacz, korzystnie z włókna węgla aktywnego, i/lub propelent, korzystnie czysty dwutlenek węgła, oraz elementy łączące z komorą dozującą, przy czym część propelentu jest przemieszczona do cieczy w zbiorniku, przy czym nabój jest wyposażony w elementy sterujące ciśnieniem połączone ze zbiornikiem pierwszej komory, stanowiące elementy utrzymujące, podczas użytkowania, odpowiednio stały nadmiar ciśnienia w zbiorniku pierwszej komory w zakresie pomiędzy 0,65 i 1 bar.

Zaletą proponowanego rozwiązania według wynalazku, jest to, że wypełniacz jest umieszczony w drugiej komorze, w celu asocjowania co najmniej części propelantu, która to część może być wprowadzona do drugiej komory bez znacznego wzrostu ciśnienia. Zaskakującym efektem jest to, że w warunkach jednakowych użytkowania znacznie większa objętość propelentu może być wprowadzona pod wybranym ciśnieniem do drugiej komory wypełnionej propelentem, niż w drugiej komorze w znanym urządzeniu, pod takim samym ciśnieniem. To oznacza, że w urządzeniu według wynalazku, druga komora może być odpowiednio mniejsza niż pierwsza, podczas gdy duża objętość propelentu może być pomimo to wprowadzona do drugiej komory, pod odpowiednio niższym ciśnieniem. Nie jest więc konieczne dokonywanie specyficznych pomiarów ekstremalnych wartości ciśnienia dla utrzymania elementów sterujących ciśnieniem i zapewnienia odpowiedniej grubości ściany drugiej komory.

W urządzeniu według wynalazku, mogą być stosowane znane z przemysłu techniki aerozoli, w postaci zaworów i zbiorników.

Korzyścią rozwiązania według wynalazku jest użycie czystego dwutlenku węgla jako propylent, z wypełniaczami które tworzą włókna węgla aktywnego, przez co może nastąpić znaczna redukcja objętości propelentu w szczególnie małej przestrzeni i pod odpowiednim ciśnieniem, z powodu dużej specyficznej wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni obszaru włókien z aktywnego węgla. W szczególności gdy urządzenie według wynalazku jest użyte dla dozowania gazowanych napoi, korzyści są osiągnięte przez to, że propelent może być przeniesiony bezpośrednio w/lub powyżej poziomu napoju dozowanego, co zapewnia prostą konstrukcję urządzenia. Ponadto, zawsze pozostaje równowaga ciśnienia w górnej przestrzeni pierwszej komory, co pozytywnie wpływa na jakość napoju i wydłuża jego przydatność do spożycia.

Dla asocjacji CO2, korzystnie jest użyty aktywny węgiel, typu GF40 lub RlExtra.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że dla pobrania gazowanego napoju, w szczególności piwa, w komorze w której napój jest zawarty, występuje zawsze odpowiednio nieznaczny nadmiar ciśnienia, odpowiednio do warunków, przy czym taki nadmiar jest związany z odpowiednio korzystnym wzorcem. Korzystnie ilość szklanek piwa mająca określoną ilość piany i optymalną ilość CO2 może być uzyskana w bardzo szybki sposób.

Poprzez odpowiednie zwymiarowanie urządzenia dla odpływu cieczy, piwo może być pobierane w odpowiedni sposób, co jest związane z właściwą prędkością przepływu i odpowiednią zawartością CO2 oraz co jest związane z uzyskaniem odpowiedniej główki piany, w warunkach równowagi ciśnienia dwutlenku węgla.

Zastosowanie zarówno pierwszej jak i dnigiej komory w zbiorniku zapewnia to, że użytkownik nie musi dokonywać żadnych dodatkowych działań przed użyciem urządzenia. To zapewnia również łatwe posługiwanie się urządzeniem jak również komfort i bezpieczeństwo. Wprowadzenie wypełnienia drugiej komory propelentem z zewnątrz zbiornika, umożliwia przeprowadzenie tej operacji w korzystny sposób, na przykład po wypełnieniu i po obrobieniu pierwszej komory. To jest korzystne w szczególności gdy płyn w zbiorniku jest poddany zasadniczej zmianie temperatury, na przykład na skutek pasteryzacji.

Zbiornik przed użyciem, pozostaje praktycznie pod odpowiednio niskim ciśnieniem. Tylko po połączeniu z drugą komorą może nastąpić wzrost ciśnienia. Ponadto, pierwsza i druga komora mogą być traktowane oddzielnie, co jest korzystne podczas produkcji i użytkowania. Poza tym, zbiornik z pierwszą komorą bez propelantu w drugiej komorze może, na przykład być wystawiony na zmiany temperatury co umożliwia wytwarzanie, przechowywanie, transportowanie poszczególnych części oddzielnie. Ponadto, kolejną korzyścią jest to, że

190 592 różnego rodzaju zbiorniki mogą być wykorzystane i utrzymywane jednocześnie lub nieprzerwanie pod ciśnieniem z drugą komorą.

Użycie głęboko zanurzonej rury, zamocowanej w pierwszej komorze, daje kolejne korzyści, polegające na tym, że taki zespół może stanowić oddzielną część. To jest korzystne w szczególności, gdy elementy dozujące tworzą zespół. Rura głęboko zanurzona zapewnia, że pierwsza komora może być całkowicie opróżniona, w odpowiedni sposób. Zamocowanie zespołu może korzystnie mieć miejsce po wypełnieniu pierwszej komory. Faktycznie, daje się zauważyć, że taki zespół może także być zaopatrzony z pierwszej komory, tak, że może on być umieszczony przez użytkownika bezpośrednio przed użyciem. Ponadto, taki zespół może być regenerowany, a przez to wielokrotnie używany.

Poprzez proponowany sposób, korzyści są osiągnięte na skutek zastosowania prostego urządzenia, zawierającego odpowiednio dużą ilość płynu bez konieczności zastosowania ekstremalnego ciśnienia dla propelentu i bez konieczności dostosowania propelentu w komorze, mającego odpowiednio dużą objętość porównywalną z ilością płynu, który ma być dozowany. Ponadto, urządzenie przeznaczone do użycia w tym sposobie, jest odpowiednio małe, proste i lekkie, bez ujemnego wpływu na posługiwanie się nim i bezpieczeństwo użytkownika.

Proponowany nabój pod ciśnieniem, może na przykład być przeznaczony dla odpowiednio małego zbiornika, użytecznego dla utrzymania i przenoszenia pierwszej komory pod ciśnieniem, może także, mając postać komory cylindrycznej dla CO2, być przeznaczony dla pojemników o odpowiednio dużej zawartości płynu pod ciśnieniem. Oczywistym jest, że nabój ciśnieniowy, według wynalazku, może być wypełniony różnego typu wypełniaczami, w zależności od propelentu, który jest w nim przechowywany, lub jako wypełniacz, korzystnie stosuje się włókna z aktywnego węgla, co w kombinacji z CO2, zapewnia uniwersalne zastosowanie i możliwości ponownego użycia lub przy zastosowaniu czystego CO2, przy czym nabój taki może być wprowadzony bezpośrednio w/albo powyżej poziomu cieczy.

Użycie elementów sterujących w celu pozostawienia, podczas użytkowania, odpowiednio stałego nadmiaru ciśnienia, daje korzyść taką, że ciecz może zawsze być dozowana w zasadniczo jednakowy sposób. Zastosowanie elementów sterujących ciśnieniem, w postaci naboju sterującego, zapewnia że może on być ponownie użyty i uaktywniony w prosty sposób, może być również zastosowany jako element zamykający dla naboju ciśnieniowego, jeśli to jest konieczne.

Przedmiot wynalazku i jego zastosowanie są opisane w przykładzie wykonania na podstawie rysunku na którym, fig. 1 jest schematycznym przekrojem urządzenia w widoku od przodu, fig. 2 jest schematycznym przekrojem innego przykładu wykonania urządzenia w widoku z przodu, fig. 3 jest schematycznym widokiem elementów sterujących ciśnieniem, dla urządzenia według wynalazku, fig. 4 przedstawia schematycznie drugi przykład wykonania urządzenia według wynalazku, zaś fig. 5 przedstawia schematycznie trzeci przykład wykonania urządzenia według wynalazku.

Należy zwrócić uwagę, że identyczne lub odpowiadające części mają takie same numery, zaś przykłady odnoszą się do urządzenia pobierającego napoje gazowane, w szczególności piwo. Jest zrozumiałe, że inne zastosowania są również możliwe, na przykład dla produktów żywnościowych, produktów w postaci pianek, past i tym podobnych.

Figura 1 przedstawia urządzenie 1 według wynalazku, zawierające zbiornik 2, w którym całkowita ilość cieczy 3, korzystnie piwa przeznaczona do dozowania, jest zawarta w pierwszej komorze 4. W tym przykładzie wykonania zbiornik 2 jest puszką o odpowiednio cienkich ścianach i odpowiednio dużej pojemności, na przykład 3 lub 5 litrów. Zbiornik 2 jest zamknięty na obwodzie i ma górną powierzchnię wyposażoną w centralny otwór 6 dostosowany do elementów dozujących 7, które będą opisane poniżej.

Pod elementami dozującymi 7 jest usytuowany element sterujący ciśnieniem 8, który zostanie również opisany. Elementy dozujące 7 są połączone za pośrednictwem elementów zmieniających kierunek 9 dla dostarczania cieczy 3 poprzez elementy dozujące 7 ze zbiornika 2 do, na przykład szklanki (nie pokazanej). W tym miejscu jest zamocowana rura 10 głęboko zanurzona, rozciągająca się od elementów dozujących 7 do położenia w pobliżu dna 11 zbiornika 2, tak, że całkowita ilość piwa 3 może być dozowana poprzez elementy dozujące 7 i elementy zmieniające 9 kierunek przepływu.

190 592

Elementy dozujące 7 zawierają kanał 12, do którego, poprzez zbiornik 2, zamocowana rura 10 głęboko zanurzana i do którego, na zewnątrz zbiornika 2, są zamocowane elementy zmieniające 9 kierunek. Elementy dozujące 7 dalej zawierają zamykany zawór (nie pokazany), który może być otwierany pod wpływem uciskania sprężyny i który w pierwszym położeniu uszczelnia elementy dozujące 7, zaś w drugim położeniu przenoszą rurę 10 do cieczy razem z elementami zmieniającymi 9 kierunek, lub co najmniej kanał 13 usytuowany w zaworze. W celu uruchomienia elementów dozujących 7, urządzenie jest zaopatrzone w gałkę 14, przy czym gałka 14 pod wpływem ruchu w kierunku czoła 5, porusza zamykane elementy w kierunku drugiego położenia, podczas gdy przez wspomniane uciskanie sprężyn, gałka 14 jest poruszana w kierunku pierwszego położenia, w ceiu zamknięcia urządzenia, gdy nie jest ono używane. Takie elementy dozujące 7 są powszechnie znane i mogą być przystosowane lub zastąpione innymi elementami, w znany sposób przez znawcę danej dziedziny w ramach wynalazku.

Elementy sterujące ciśnieniem 8 zawierają obudowę 15 w której jest usytuowana druga komora 16. W sąsiedztwie górnego końca obudowy 15 są umieszczone elementy sterujące ciśnieniem 17, które będą opisane poniżej. Za pomocą wieszaków, obudowa 15 jest zawieszona na powierzchni czołowej 5 lub elementów dozujących 7, tak, że otwór przejściowy 19 dla elementów sterujących ciśnieniem 17 jest usytuowany w tej samej odległości poniżej elementów dozujących 7, korzystnie powyżej poziomu cieczy. Elementy sterujące ciśnieniem 8 i elementy dozujące 7 są korzystnie połączone wzajemnie w taki sposób, że mogą być mocowane poprzez otwór centralny 6 na górnej powierzchni czołowej 5, przy czym otwór 6 może być zamykany za pomocą elementów dozujących 7 tak, że są nieprzepuszczalne dla gazu i cieczy. Tak więc, elementy sterujące ciśnieniem 8 mogą być z łatwością umieszczone i usunięte, co najmniej w warsztacie, dla ponownego użycia lub odnowy.

W drugiej komorze 16 jest umieszczony wypełniacz 20, użyteczny dla asocjowania odpowiednio dużej ilości propelentu. W przedstawionym przykładzie, wypełniacz 20 jest w całości włóknami aktywnego węgla mającymi odpowiednio dużą wewnętrzną i zewnętrzną powierzchnię, dla absorbowania i/lub pochłaniania w nim lub na nim odpowiednio dużej ilości CC> pod dopuszczalnym ciśnieniem gazu z drugiej komory 16.

W korzystnym przykładzie wykonania jako wypełniacz jest użyty, węgiel aktywny, w szczególności aktywne włókna węglowe mające duży, określony obszar powierzchni, korzystnie pomiędzy 600 i 1400 m²/g i wysoką wewnętrzną porowatość, w szczególności większą niż 55% i korzystnie pomiędzy 55 i 80%. Ponadto, włókna korzystnie mają odpowiednio dużą zewnętrzną powierzchnię, na przykład większą niż 2 dm³, w szczególności większą niż 25 dm3. Takie włókna węgla aktywnego są powszechnie dostępne. Użycie takich włókien daje możliwość zastosowania komory o odpowiednio mniejszych wymiarach, przy jednoczesnym zapewnieniu asocjowana wystarczającej ilości CO2. Dla zapełnienia pustej przestrzeni zbiornika zawierającego 5 1 piwa w temperaturze 7°C i pożądanym ciśnieniu wewnętrznym o wielkości 1,7 bar, przy czym druga komora ma zawartość około 40 ml, jest wystarczające aby ciśnienie gazu w drugiej komorze wynosiło około 10 bar. W przedstawionym przykładzie wykonania, nieznacznie większe wymiary drugiej komory i przez to ciśnienie zostały opcjonalnie zaprojektowane (dlatego jest użyta większa ilość propelentu), w ceiu uzyskania bezpiecznego marginesu bezpieczeństwa, powodującego zabezpieczenie zbiornika przez całkowitym opróżnieniem. Stosunek pomiędzy zawartością pierwszej komory i drugiej może na przykład być wybrany jako > 140 : 1, na przykład 66 : 1. Wobec czego konieczne wymiary zewnętrzne urządzenia w zależności od zawartości, wymagają aby stosunek był większy niż 5 : 1, bardziej korzystnie większy niż 15 : 1 i bardziej korzystnie niż 50 : 1. Odpowiednio, dla zapełnienia pustej przestrzeni w zbiorniku zawartość około 5 1, w przybliżeniu jest dopuszczalne 18 1 CO2, mierzone przy ciśnieniu 1 bar. Jest zrozumiałym, że dla każdej zawartości pierwszej komory i pożądanego nadmiaru ciśnienia uzyskanego w nim, konieczna objętość CO2 i wypełnienia mogą z łatwością być ograniczone, jak również konieczna ilość zawartości drugiej komory, w zależności od ciśnienia i temperatury. Dalej, jest zrozumiałym, że inne wypełnienia mogą być zastosowane, w zależności od potrzeb, w szczególności zastosowanego propelentu. Na przykład, glina obrabiana kwasem, aktywne aluminium i boksyt, tlenek żelaza, tlenek magnezu, żel krzemionkowy i użyteczne płyny, takie jak aceton i tym podobne mogą być

190 592 użyte. Gdy zastosujemy napoje, w szczególności napoje gazowane i inne produkty przeznaczone do konsumpcji, zastosowanie CO2 zapewnia taką korzyść, że w powszechnym użyciu, nie ma żadnych ujemnych wpływów na użytkownika. Ponadto, CO2 może być uzyskane oCrrwinCnir w prosty sposób, na przykład jako odpad produkcji przemysłowej, co powoduje korzyści w ochronie środowiska.

W drugim przykładzie wykonania drugi zbiornik z zaworem, mający zawartość około 150 ml, został wypełniony włóknami aktywnego węgla RlExtra w ilości około 70 g. Z tą zawartością asocj uje się 0.74 mola CO2 to znaczy 33 g. Przepis P.V./R.T. uczy nas, że gdy piwo ma temperaturę 7°C i jest umieszczone w pierwszej komorze, a jego ilość wynosi 5 1, około 4.850 1 piwa może być utrzymywana pod ciśnieniem około 1,65 bar (0,65 bar nadmiar ciśnienia) i może być dozowane z niej w bardzo dobrych warunkach pobierania, podczas gdy 100% marginesu bezpieczeństwa jest wykorzystane. Co najmniej początkowo CO2 dostarcza ciśnienie około 10 bar w drugim zbiorniku. Podczas działania urządzenia do pobierania, równowaga około 4.6 g CO2 na litr piwa zostaje utrzymana (tabela 1). Dlatego, kanał wylotowy ma sekcję 0 wymiarze około 8-9 mm. Bardziej ogólnie, na litr napoju, który ma być dozowany jest dodane CO2, korzystnie pomiędzy 2 i 20 g, korzystnie pomiędzy 6 i 18 g aktywnego węgla, 1 pomiędzy 1 i 10 g, korzystnie pomiędzy 2 i 8 g. Porównując ciekły CO2 może być pod niedopuszczalnie wysokim ciśnieniem, na przykład 50 - 60 bar w drugim zbiorniku, podczas gdy użycie gazowego CO2 bez elementów asocjujących może być wymagane w przypadku drugiego zbiornika, mającego objętość około 0,77 1, pod początkowym ciśnieniem 10 bar, bez marginesu zapasu. Na marginesie bezpieczeństwa wynoszącym 100%, na przykład Cla 5 1 pojemniku Co piwa, pozostaje wolna przestrzeń dla piwa tylko około 3,5 1.

Poniższy wykres ukazuje zawartość dwutlenku węgla. Ciemna wstęga oznacza standardową ilość dwutlenku węgla.

Urządzenie sterujące ciśnieniem 8 jest na przykład wyposażone w elementy sterujące ciśnieniem 17, które są przedstawione bardziej szczegółowo na fig. 3 i są znane jako „generator

190 592 ciśnienia”. Elementy sterujące ciśnieniem 17 zawierają cylindryczną obudowę 20, zamkniętą na pierwszym końcu za pomocą dna 21 i są wyposażone na drugim końcu w otwór przelotowy 19. Podczas użytkowania otwór przelotowy 19 jest licuje się z pierwszą komorą 4 i jest w otwartym połączenie z nim. Zawarty w obudowie 20, korpus tłoka 22 ma kształt klepsydry i jest wyposażony na obu końcach w O kształtny pierścień lub uszczelkę 23, przylegającą od wewnątrz do obudowy 20. Pomiędzy pierwszym końcem 24 korpusu tłoka 22 i dnem 21, jest ukształtowana pierwsza komora 25, której rozmiar zależy od osiowego przemieszczenia korpusu tłoka 22 wewnątrz obudowy 20. Na poziomie przedłużenia 26 korpusu tłoka 22, jest usytuowanych w obudowie 20 szereg otworów 27, które są połączone z płynem usytuowanym w drugiej komorze 16. Pomiędzy otworami 27 i otworem przelotowym 19 są usytuowane kołowe rowki 28, wewnątrz obudowy 20, tak, że kiedy O - kształtny pierścień zamocowany w sąsiedztwie drugiego końca 29 rozciąga się na poziomie rowka 28, występuje nieznacznie ograniczone połączenie płynu pomiędzy drugą komorą 16, poprzez otwory 27, przestrzenią pomiędzy O - kształtnym pierścieniem 23 i rowkiem 28 oraz otworem przelotowym 19, do pierwszej komory 4. Gaz pod odpowiednio większym ciśnieniem może płynąć od drugiej komory 16, poprzez to połączenie płynne, do pierwszej komory 4, po to aby ciśnienie w pierwszej komorze 4 wzrosło. W komorze 25 elementów ciśnieniowych, odnośne ciśnienie jest zapewnione, które odpowiada w przybliżeniu pożądanemu ciśnieniu w pierwszej komorze 4. Jeśli jest to konieczne elementy sprężyste lub tym podobne mogą być umieszczone w pierwszej komorze dla spowodowania wspomnianego ciśnienia.

Jeśli jest to pożądane ciśnienie w pierwszej komorze jest osiągnięte, korpus tłoka 22 jest osiowo przesunięty w kierunku dna 21, tak, że odnośne ciśnienie w komorze 25 jest osiągnięte, w którym położenie O kształtnego pierścienia 23, sąsiadujące z drugim końcem 29, uszczelnia opisany powyżej kanał płynu, ponieważ O - kształtny pierścień 23 następnie przylega od wewnątrz do obudowy 20 pomiędzy otworami 27 i rowkiem 28. Jeśli część cieczy 3 będzie usunięta z pierwszej komory 4 za pomocą elementów dozujących 7, ciśnienie w nim będzie wzrastać, ponieważ korpus tłoka 22, pod wpływem ciśnienia w komorze 25, będzie osiowo przemieszczać się w kierunku otworu wylotowego 19, tak, że gaz może ponownie płynąć pod wysokim ciśnieniem od drugiej komory 16 wzdłuż opisanego powyżej połączenia cieczy do pierwszej komory, dla uzyskania pożądanego ciśnienia w nim. Kiedy jest osiągnięte pożądane ciśnienie, korpus tłoka 22 jest pociągnięty do położenia ponownego zamknięcia. W ten sposób, stałe pożądane ciśnienie będzie utrzymywane ciągle w pierwszym przedziale za pomocą elementów sterujących ciśnieniem. Jak dalej zaobserwowano, inne dające się zestawić (lub oddzielne, nie dające się zestawić) elementy sterujące ciśnieniem, takie jak zawór przeponowy, zawory redukujące i tym podobne, mogą oczywiście być także użyte w urządzeniu według wynalazku.

Korzystnie, elementy odciążające nadmiar ciśnienia (nie pokazane) są dostarczone do pierwszej i drugiej komory, w tym celu mogą być użyte powszechnie znane zawory lub tym podobne.

Jak to przedstawiono na fig. 1 w drugiej komorze 16 są usytuowane elementy filtrujące 30 dla filtrowania, z przepływającego gazu, cząsteczek wypełniaczy 20, w szczególności odpowiednio małych, aktywnych cząsteczek węgla, które mogą ujemnie wpływać na jakość dozowanego produktu, przez to na zdrowie użytkownika. Ponadto unika się blokowania i niszczenia urządzenia. Takie elementy filtrujące 30 mogą być skonstruowane na różne sposoby, na przykład mogą mieć postać siatki, gąbki, włókniny, polimeru samoprzepuszczalnego i tym podobnych. Poprzez usytuowanie elementów filtrujących 30 w drugiej komorze 16, od przodu elementów sterujących ciśnienie 17, patrząc od strony przepływu gazu, kontakt pomiędzy dozowana cieczą 3 i elementami filtrującymi 30 jest zabezpieczony.

Ponadto cząsteczki wypełniacza 20 są zabezpieczone przed złapaniem w elementy sterujące ciśnieniem 17. W rzeczywistości, elementy filtrujące 30 mogą być wyposażone w otwory przelotowe 27. Elementy filtrujące 30 mogą, na przykład być umieszczone w drugiej komorze 16, przed zamknięciem zbiornika, na przykład za pomocą elementów sterujących ciśnieniem 17.

190 592

Urządzenie przedstawione na fig. 1 może być użyte w następujący sposób.

Konieczną ilość cieczy 3 wprowadza się do pierwszego przedziału 4, poprzez otwór 6. Następnie, zbiornik 1 z piwem może być poddany obróbce, na przykład pasteryzacji, podczas której, jeśli jest to konieczne, w otworze 6 może być zamocowana tymczasowo uszczelka. Po czym element sterujący ciśnieniem 8, razem z rurą 10 głęboko zanurzoną i elementami dozującymi 7, mogą być zamocowane w zbiorniku 2 poprzez otwór 6, przy czym elementy dozujące 7 są chronione poprzez zamknięcie otworu 6, na przykład poprzez uszczelnienie. Podczas mocowania elementu sterującego ciśnieniem 8, korpus tłoka 22 może być odsunięty od położenia uszczelniającego, w którym drugi koniec 29 szczelnie przylega do kanału 19, dla podniesienia ciśnienia w pierwszej komorze. Wypełnienie 20 korzystnie jest efektem nadmiaru ciśnienia, tak, że ciśnienie w pierwszej komorze 4 jest co najmniej równe i korzystnie wyższe niż pożądane ciśnienie działania w wolnej przestrzeni pomiędzy cieczą a pokrywką zbiornika. W korzystnym przykładzie wykonania opisanym wcześniej, to oznacza, na przykład, że wypełnienie będzie miało miejsce pod minimalnym ciśnieniem 1,65 bar, korzystnie może być nieco wyższe. To zapewnia, że element sterujący jest utrzymywany w położeniu zamknięcia podczas wypełniania, co zabezpiecza przed przedwczesnym wydostaniem się CO2 z drugiej komory. To również umożliwia wypełnienie i montaż drugiej komory przed wypełnieniem pierwszej komory 4. Ponadto, konieczne ciśnienie będzie w każdym przypadku automatycznie uzyskane i utrzymane. Jeśli użytkownik chce usunąć piwo z pierwszej komory, elementy zmieniające 9 kierunek mogą być usytuowane na elementach dozujących 7, po czym kanał 12 może być kształtowany w prosty sposób poprzez naciskanie gałki 14, zaś ciecz 3, korzystnie piwo będzie dozowane w pożądanej ilości poprzez mrę 10 głęboko zanurzoną i przewód 13. Podczas naciskania gałki 14, kanał 12 jest zamknięty jak to opisano wcześniej. Podczas gdy pierwsza komora jest całkowicie opróżniona, element sterujący ciśnieniem 8 może być usunięty ponownie, w celu przeprowadzenia lub oddzielenia dla recyrkulacji. Umieszczenie elementu sterującego ciśnieniem może być wykonane przez użytkownika.

W alternatywnym przykładzie wykonania, elementy dozujące 7 z elementami zmieniającymi kierunek 9 przepływu, rura zanurzona 10 i element sterujący ciśnieniem 8 są konstruowane jako część, która może być umieszczona oddzielnie. Taka część może, na przykład, być ponownie zapełniona.

Figura 2 przedstawia alternatywny przykład wykonania urządzenia 101 według wynalazku, w którym element dozujący 107 i element zmieniający kierunek 109 są zamocowane na bocznej ścianie zbiornika 102. Ponadto, druga komora 116 jest zamocowana w obudowie 115, która co najmniej podczas użytkowania, rozciąga się całkowicie powyżej powierzchni płynu z pierwszej komory 104. Obudowa 115, poprzez jej koniec 131 przeciwległy do elementów sterujących ciśnieniem 117, przedstawiona schematycznie, jest podobnie zamocowana do ściany zbiornika 102. W drugiej komorze 116, ponownie umieszczony jest wypełniacz dla asocjowania propelentu. W ścianie zbiornika 102, na końcu 131 obudowy 115 jest usytuowany zamykany otwór podający 132, poprzez który propelent może być wprowadzany do drugiej komory 116. To czyni możliwym w szczególnie prosty sposób wprowadzanie propelentu do drugiej komory 116, po tym jak piwo lub inny płyn jest użytecznie przetworzony w pierwszej komorze 104, natychmiast przed użyciem. Obudowa 115 może być zaprojektowana winny sposób i może być usytuowana winnym położeniu. Tak, więc na przykład druga komora 116 może być ukształtowana na górnym końcu, jako wieko o podwójnych ścianach kontenera 2, 102.

Figura 4 przedstawia alternatywny przykład wykonania urządzenia 201 według wynalazku, w którym druga komora 216 jest zaopatrzona w obszerną obudowę 215, połączoną z pierwszą komorą 204 usytuowaną w zbiorniku 202 za pomocą pierwszego kanału 233. W pierwszym kanale 233 jest usytuowany element sterujący ciśnieniem 208, w celu utrzymywania korzystnie stałego ciśnienia w zbiorniku 202. Pierwsza komora 204 jest połączona poprzez drugi kanał 234 z urządzeniami barowymi 235, z którymi jest połączony drugi kanał 234, zamykany lub otwierany dla pobierania piwa. Jak to oznaczono linią przerywaną na fig. 4 inne kanały 233 mogą być połączone z obudową 215, tak, że gaz może być przekazywany do większej ilości zbiorników 202 z drugiej komory 216. Także, obudowa w kształcie naboju może być połączona do szeregu zbiorników 204 w celu ich opróżnienia. Wypełniacze 220 dają tutaj takie korzyści, że odpowiednio dużo gazu, w szczególności CO2 może być gromadzonych

190 592 w takiej obudowie, bez konieczności zastosowania szczególnych pomiarów i bez zabezpieczenia użytkownika. W szczególności urządzenie 201 według fig. 4, zbiorniki 202 o odpowiednio dużej pojemności, na przykład 10, 30 lub 50 litrów, mogą być opróżniane za pomocą naboju ciśnieniowego 215, mającego odpowiednio małą objętość i ograniczoną wagę. To daje dalsze korzyści w transporcie.

Figura 5 przedstawia dalszy korzystny przykład wykonania wynalazku, według którego, pierwsza komora 304 jest podzielona, za pomocą giętkiej membrany 336, na przykład torby foliowej zamocowanej do ściany zbiornika 302, na komorę 304a dozowanej cieczy 3 i komorę 304B do przechowywania propelantu, który przepłynął od drugiej komory 316 poprzez elementy sterujące ciśnieniem 317 opisane wcześniej. Druga komora 316 jest usytuowana pomiędzy dwoma ścianami dennymi 311, 311A i jest wypełniona wypełniaczem 320. Taki przykład jest korzystny w szczególności, gdy propelent powinien być chroniony przed bezpośrednim kontaktem z dozowanym płynem, z komory 304a, ponieważ gaz jest odizolowany od płynu za pomocą membrany 336.

Obecny wynalazek nie jest w żaden sposób ograniczony do przykładów opisanych w opisie i na rysunku. Jest możliwych wiele odmian w zakresie żądanej ochrony.

Tak więc, elementy sterujące i/lub zmieniające kierunek mogą mieć różne przeznaczenie, na przykład mogą być zastosowane tak, jak ma to miejsce w przypadku aerozolu stosowanego dla uzyskania piany. Mogą one być również użyte dla pojedynczych operacji, po to aby opróżnić całkowicie pierwszą komorę w jednym czasie. Zbiornik 2 może być wykonany na różne sposoby i z różnych materiałów, na przykład ze stali, aluminium lub tworzywa sztucznego. W przedstawionym przykładzie wykonania zbiorniki są stosunkowo wysokie, ale jest oczywistym, że mogą mieć różne wymiary, na przykład odpowiednio płaskie, tak, że taki zbiornik może być składowany w prosty sposób w chłodniach lub tym podobnych. Ponadto, różne rodzaje czynników, takich jak czynniki oziębiające mogą być zastosowane w zależności od potrzeb. W korzystnym przykładzie wykonania propelent, podczas zwykłego użytkowania, jest wprowadzany powyżej poziomu płynu w pierwszej komorze, co znacznie zabezpiecza strumień gazu. W szczególności, nie występuje możliwość przedwczesnego uformowania się piany. Oczywiście, może być wybrane inne usytuowanie elementu sterującego ciśnieniem, tak, że propelent jest poprowadzony bezpośrednio w płynie dozowanym. Tak, na przykład pożądana piana może być uzyskana na przykład w innych napojach takich jak mleczny koktajl i tym podobne. Ponadto, elementy filtrujące mogą dodatkowo lub wyłącznie być umieszczone pomiędzy elementami sterującymi ciśnieniem 17, 117, 217, 317 i dozowanym płynem.

Takie i inne podobne przypadki są dopuszczalne w zakresie wynalazku.

190 592

Fig. 3

190 592

Fig. 4

Fig. 5

190 592

Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób dozowania płynu pod ciśnieniem w urządzeniu do dozowania płynów, zawierającym zbiornik, w którym umieszcza się ciecz, podczas gdy propelent pod odpowiednio wysokim ciśnieniem gromadzi się w komorze połączonej ze zbiornikiem, przy czym przy pomocy propelentu ciecz poddaje się działaniu ciśnienia i dozuje się ją za pomocą elementów dozujących, zaś przed wprowadzeniem propelentu, do komory wprowadza się wypełniacz, który pochłania i/lub pochłania co najmniej część propelentu, przy czym część propelentu wprowadza się w komorę pod ciśnieniem, które jest znacznie niższe niż ciśnienie pustej komory dla tej samej ilości propelentu i w takich samych warunkach zewnętrznych, znamienny tym, że wprowadza się propelent do drugiej komory (16, 116, 216, 316) pod ciśnieniem w zakresie pomiędzy 4 i 14 bar, korzystnie pomiędzy 5 i 12 bar, a bardziej korzystnie około 10 bar, mierzonego w temperaturze stosowania, przy czym za pomocą elementów sterujących ciśnieniem (17, 117, 217, 317) dozuje się propelent pod ciśnieniem, przy którym utrzymuje się i podtrzymuje w zbiorniku nadmiar ciśnienia, aż do uzyskania równowagi CO2 zawartego w dozowanej cieczy (3), którą to równowagę dalej utrzymuje się.
2. 2. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że wielkość nadmiaru ciśnienia reguluje się w zakresie pomiędzy 0,1 i 1,5 bar, korzystnie 0,2 i 1 bar, i bardziej korzystnie około 0,7 bar w zależności od warunków otoczenia.
3. 3. Urządzenie do dozowania płynów pod ciśnieniem, zawierające zbiornik mający pierwszą i drugą komorę, przy czym w pierwszej komorze jest umieszczona dozowana ciecz, zaś w drugiej komorze jest umieszczony propelent, przy czym co najmniej podczas użytkowania, pomiędzy komorami pierwszą i drugą jest ukształtowany otwór przelotowy, a ponadto urządzenie jest wyposażone w elementy sterujące ciśnieniem propelentu, przy czym w drugiej komorze, są umieszczone wypełniacze pochłaniające, i/lub pochłaniające co najmniej część propelentu, zaś propelant zawiera co najmniej dwutlenek węgla a wypełniacze pochłaniające zawierają co najmniej aktywny węgiel, znamienne tym, że umieszczona w pierwszej komorze dozowana ciecz (3) jest gazowanym napojem, korzystnie piwem, zaś elementy sterujące ciśnieniem (8, 17, 117, 217, 317) w pierwszej komorze (4, 104, 204, 304) stanowią elementy dostarczające i utrzymujące w pierwszej komorze (4, 104, 204, 304) nadmiar ciśnienia w pustej przestrzeni pierwszej komory (4, 104, 204, 304), przy czym CO2 zawarty w dozowanej cieczy (3) jest w równowadze.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że nadmiar ciśnienia jest w zakresie pomiędzy 0.1 i 2 bar, korzystnie pomiędzy 0.2 i 1 bar, i bardziej korzystnie około 0,7 bar w zależności od warunków otoczenia.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że dozowana ciecz (3) jest korzystnie pełnym piwem jasnym, przy czym elementy sterujące ciśnieniem (8, 17, 117, 217, 317) stanowią elementy utrzymujące nadmiar ciśnienia, podczas użytkowania, w pustej przestrzeni pomiędzy cieczą (3) a pokrywką pierwszej komory (4, 104, 204, 304) w zakresie pomiędzy 0,65 bar i 1,0 bar, przy którym dla 4,6 gr CO2 i litra piwa w temperaturze piwa pomiędzy 5°C

   1 10°C jest równowaga CO2.
6. 6. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że zawarty w drugiej komorze propelent jest czystym gazowym CO2, zaś wypełniacz (20) ma postać co najmniej w znacznej części włókna węgla aktywnego.
7. 7. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że na litr cieczy (3) w postaci napoju gazowanego przypada ilość wypełniacza (20) w postaci węgla aktywnego w zakresie pomiędzy 2 i 20 g, korzystnie pomiędzy 6 i 18 g, zaś na litr cieczy (3) przypada ilość CO2, asocjującego do wypełniaczy (20) zawarta w zakresie pomiędzy 1 i 10 gramami, korzystnie pomiędzy

   2 i 8 gramami.

   190 592
8. 8. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że stosunek objętości pierwszej komory (4, 104, 204, 304) do drugiej komory (16, 116, 216, 316) jest większy niż 5.5/1, korzystnie większy niż 15/1, korzystnie większy niż 50/1.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że pierwsza komora (4, 104, 204, 304) i/lub druga komora (16, 116, 216, 316) zawierają elementy likwidujące nadmiar ciśnienia, o wartości wyższej niż wstępnie wybrane ciśnienie maksymalne co najmniej części sprężonego płynu, przy czym ustalone maksymalne ciśnienie w drugiej komorze (16, 116, 216, 316) ma wartość mniejszą niż 16 bar, korzystnie mniejszą niż 12 bar.
10. 10. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że druga komora (116) ma postać zbiornika, korzystnie w postaci naboju ciśnieniowego, zawierającego co najmniej część elementów sterujących ciśnienie (117), przy czym przed użyciem, pierwsza komora (104) i druga komora (116) są połączone ze sobą elementami sprzęgającymi.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że do drugiej komory (16) jest zamocowana rura (10), której jeden koniec jest usytuowany w sąsiedztwie dna pierwszej komory (4), zaś drugi, przeciwległy koniec jest w kontakcie z cieczą i z elementami dozującymi ciecz (7).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że w komorze naboju ciśnieniowego jest umieszczony wypełniacz, korzystnie z włókna węgla aktywnego, i/lub propelent, korzystnie czysty dwutlenek węgla, oraz elementy łączące z komorą dozującą, przy czym część propelentu jest przemieszczona do cieczy w zbiorniku, przy czym nabój jest wyposażony w elementy sterujące ciśnieniem połączone ze zbiornikiem pierwszej komory, stanowiące elementy utrzymujące, podczas użytkowania, odpowiednio stały nadmiar ciśnienia w zbiorniku pierwszej komory w zakresie pomiędzy 0,65 i 1 bar.