RU1817702C

RU1817702C - Сатуратор дл получени газированной воды

Info

Publication number: RU1817702C
Application number: SU884355757A
Authority: RU
Inventors: Г.Рудик Артур; Х.Хинан Ричард; С.Кредл-Младший Вилльям; В.Пейсли Гэри
Original assignee: Дзе Кока-Кола Компани
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1993-05-23
Also published as: FR2615120A1; FR2615120B1; US4839107A

Abstract

Назначение: сатурирование напитков в услови х космического пространства и земного прит жени . Сущность: сатуратор состоит из дозирующего устройства и двух емкостей дл газировани и хранени воды. Дозирующее устройство действует как насос двойного действи с одновременным накачиванием воды и двуокиси углерода в одну из двух емкостей дл выдерживани , кажда из которых служит как насос единичного действи . В этих емкост х воду и двуокись углерода выдерживают под давлением дл образовани газированной воды. Из одной из емкостей происходит удаление образовавшейс газированной воды в раздаточное устройство. После опорожнени этой емкости может происходить удаление газированной воды из второй емкости. После этого перва емкость дл выдерживани может быть с помощью дозирующего устройства перезаполнена двуокисью угле-- рода и водой. 11 ил.

Description

Изобр етение относитс к системе сату- рировани и предназначено дл получени газированной воды либо на земле, либо в услови х пониженной силы т жести космического пространства. Данна система сату- рировани не требует четкого фазового разделени жидкость-газ при ее работе.

Целью изобретени вл етс повышение надежности работы.

На фиг. 1 изображена схематическа диаграмма подсистемы сатурировани ; на фиг. 2 - схематическа диаграмма подсистемы фиг. 1, показывающа систему сатурировани в момент дозировани газированной воды из емкости дл выдерживани ; на фиг. 3 - схематическа диаграмма подсистемы фиг. 1, показывающа систему сатурировани насто щего изобретени в момент дозировани газированной воды из второй емкости дл выдерживани ; на фиг. 4 и 5 схематические диаграммы подсистемы фиг. 1, показывающие систему сатурировани насто щего изобретени в момент перезаполнени емкостей дл выдерживани водой и двуокисью углерода; на фиг. 6-8 - схематические диаграммы подсистемы фиг. 1, показывающие систему сатурировани насто щего изобретени в момент смешивани воды с двуокисью углерода с получением газированной воды; на фиг. 9 - схематическа диаграмма подсистемы фиг. 1, показывающа систему сатурировани насто щего изобретени в момент прекращени дозировани газированной воды из одной из емкостей и начала дозировани газированной БОДЫ из другой емкости дл выдерживани ; на фиг. 10 - схематическа диаграмма подсистемы фиг. 1, показывающа систему сатурировани насто щего изобретени в момент перезаполнени од00

VJ VI о ю

00

31817702 4

ной из емкостей дл выдерживани ; на фиг.случае с емкостью 1, в емкости 2 дл газиро11 - схематическа диаграмма системы са-вани и хранени вода и двуокись углерода

турировэни насто щего изобретени .содержатс в течение времени и под давлеСатуратор дл получени газированнойнием, достаточном дл образовани газироводы содержит две цилиндрические емко- 5ванной воды. После образовани

сти 1 и 2 дл газировани и хранени воды,газированной воды ее дозируют из емкости

разделенные на две части, соответственнодл газировани и хранени 2 через трубопсекции: 3,4,5 и 6. Кажда из емкостей снаб-ровод 49. Емкость 2 тоже имеет во второй

жена мешалкой, соответственно 7 и 8, и .части 5 ввод 47 дл двуокиси углерода.

разделены на две части посредством по- 10На фиг. 1 показана система подсоединедвижной мембраны 9 и 10. Сатуратор имеетний к дозирующему устройству, между дозидозирующее устройство 11 двойного деист-рующим устройством и емкост ми дл

ви , представл ющее собой цилиндриче газировани и хранени воды оттрубопроский сосуд 12, снабженный фиксированнойводов из емкостей дл газировани и хранеперегородкой 13, выполненной с возможно- 15ни воды. Действие трубопроводной

стью делени цилиндрического сосуда насистемы более подробно разъ снено ниже.

две камеры 14 и 15. Дозирующее устройствоВ системе трубопроводов предусмотрен

снабжено дозирующей поршневой смете-р д клапанов. К этим клапанам относитс

мой 16с проход щим через фиксированнуюклапан 42 перед вводом 38 дл воды, клапан

перегородку штоком 17 и ортогонально ук- 2044 перед вводом 40 дл двуокиси углерода,

репленными на концах последнего дискамиклапан 45 перед вводом 41 дл двуокиси

18 и 19, обеспечивающими деление каждойуглерода и клапан 43 перед вводом 39 дл

из камер на первую и вторую секции 20 и 21.воды дозирующего устройства. Также покаКажда перва из секций предназначенаэаны клапан 30 после вывода 22 дл воды,

дл хранени воды, а кажда втора -угле- 25клапан 31 после вывода 24 дл двуокиси

кислого газа, причем кажда из двух камеруглерода, клапан 32 после вывода 25 дл

св зана с первыми част ми соответствую-двуокиси углерода и клапан 33 после вывода

щих емкостей дл газировани и хранени 23 дл воды дозирующего устройства. Певоды трубопроводами 22-29 с запорнымиред емкостью 1 дл выдорживани показан

клапанами 30-37, осуществл ющими под- 30клапан 34 перед вводом 26 дл воды, а также

ачу в каждую из первых частей емкостейпоказан клапан 35 перед вводом 27 дл двуводы и углекислого газа. Кроме того, кажда окиси углерода. Емкость 2 также снабжена

из двух камер 14 и 15 подсоединена посред-клапаном 36 перед вводом 29 дл двуокиси

ством трубопроводов 38,39 и 40,41 с запор-углерода и клапаном 37 перед вводом 28 дл

ными клапанами 42, 43 и 44, 45 к лини м 35воды. Клапаны 50 и 51 после выводов из

подачи в камеры соответственно воды и уг-емкостей 1 и 2 дл газировани и хранени

лекислого газа. Кажда втора часть 3, 5воды соответственно.

емкостей дл газировани и хранени водыСхематическа диаграмма подсистемы

снабжена дополнительными трубопровода-фиг. 1 показана на фиг. 11 (заключена в

ми 46, 47 подачи углекислого, газа дл сме- 40пунктирную линию). На фиг. 11 источник

щени подвижных мембран 9, 10, аводы дл системы сатурировани обозначен

трубопроводы 48, 49. с запорными клапана-цифрой 56. Вода из источника 56 поступает

ми 50, 51 выдачи газированной воды уста-в насос 57, из которого затем подаетс под

новлены в каждой из первых частейдавлением50 psig(3,52 эти) в накопитель58.

емкостей дл газировани и хранени воды. 45Вода из накопител 58 через ввод 38 постуКроме того, в каждой из емкостей предус-пает в камеру 14 и через ввод 39 дл воды

мотрены датчики 52, 53 верхнего и датчикипоступает в камеру 15. На фиг. 11 также

54,55 нижнего уровней. . .показан источник двуокиси углерода 59, из

Вода в первую часть 4 емкости дл гази-которого двуокись углерода поступает в реровани и хранени воды поступает через 50гул тор 60 и регул тор 61. Из регул тора 60

трубопроводы 26, а двуокись углерода по-двуокись углерода поступает в ввод 40 дл

ступает через трубопровод 27. Вода и дву-COz камеры 14 и ввод 41 дл С02 камеры 15

окись углерода содержатс в первой части вдозирующего устройства. Двуокись углеротечение времени и под давлением, доста-да поступает в дозирующее устройство под

точном, дл образовани газированной во- 55давлением 23, 52 psig (1.6.5 ати). Из регул ды , которую дозируют через трубопроводтора 61 двуокись углерода поступает во вто48 . Дополнительна емкость 2 дл газирова-рые секции 3, 5 соответственно емкостей 1

ни и хранени воды также имеет в первойи 2 дл .газировани и хранени под давлечасти 6 трубопровод 28 дл .воды и трубоп-нием 30 psig (2,1 ати). На фиг, 11 показан

ровод 29 дл двуокиси углерода. Как ивтакже дозатор 62, в который поступает газиг

рованна вода из емкостей 1 и 2 дл газировани и хранени .

На фиг. 1 обе емкости 1 и 2 дл газировани и хранени воды заполнены газированной водой. Поскольку газообразна двуокись углерода находитс во вторых секци х 3, 5 под давлением 30 psig (2,1 ати), подвижные мембраны 9, 10 перемещаютс ПВРПХ. Поскольку давление насыщени воды при40°Р (4,5°С), карбонизированной до 2,6 объемов, равно 12 psig (0,84 эти), давление в 30 psig (2,1 ати) значительно превышает давление насыщени . Таким образом, гарантируетс карбонизаци раствора.

На фиг. 2 клапан 50 открыт и газирован- на вода поступает в дозатор 62. Давление двуокиси углерода в 30 psig (2,1 ати) во второй секции 5 емкости 2 создает силу, достаточную дл движени мембраны 10 вверх. В результате воды выталкиваетс из емкости 2 и, как следствие, происходит уменьшение объема первой секции 6 емкости 2.

На фиг. 3 подвижна мембрана 10 емкости 2 достигает датчика 53 положени верх- него уровн . Этот датчик вызывает закрытие клапана 50 и емкость 2 считаетс пустой. Одновременно открываетс клапан 51 с выпуском из емкости 1 содержащейс в нем газированной воды. В результате этого происходит непрерывное поступление газированной воды в дозатор 62. Давление двуокиси углерода во второй секции 3 емкости 1 движет подвижную мембрану 9 вверх с уменьшением в результате объема первой секции 4 емкости 1.

По мере удалени газированной воды .из емкости 1 дл газировани и хранени емкость 2 должна быть перезаполнена. Эта операци осуществл етс согласно фиг. 4- 6. Дл перезаполнени емкости 2 дл гази- ровани и хранени открывают клапан 42 с поступлением под давлением 50 psig (3,52 ати) воды в первую секцию 21 камеры 14. Клапан 45 также открыт с поступлением под давлением 23,52 psig (1,65 ати) во вторую секцию 20 камеры 15. Одновременно открываютс клапаны 31 и 36 дл поступлени двуокиси углерода из второй секции 21 камеры 14 в первую секцию 6 емкости 2. Кроме того, открываютс клапаны 33 и 37 дл одновременного поступлени воды из первой секции 20 камеры 15 в первую секцию 6 емкости 2. Обща сила воздействи на до- зирующую поршневую систему 16 заставл ет поршень двигатьс слева направо, что указано стрелками 64 на фиг. 4. В результате такого движени вода и двуокись углерода из дозирующего устройства (или накачивающих приспособлений двойного действи ) поступает в емкость 2 дл газировани и хранени воды. Вода поступает в емкость через ввод 28 в то врем , как двуокись углерода поступает через ввод 29. По мере поступлени в первую секцию 6 емкости 2 дл газировани и хранени воды и двуокиси углерода подвижна мембрана (или поршень) движетс вниз.

По окончании движени дозирующей поршневой системы 16 слева направо, клапаны 42, 45, 32 и 33 закрываютс . Как показано на фиг. 5, открываетс клапан 43 с поступлением под давлением 50 psig (3,52 ати) воды в первую секцию 20 камеры 15. Одновременно также открываетс клапан 44 с поступлением под давлением 23,52 psig (1,65 ати) двуокиси углерода во вторую секцию 21 камеры 14. Одновременно открываютс клапаны 30 и 32 с поступлением воды из первой секции 18 камеры 14 и двуокиси углерода из второй секции 20 камеры 15 в первую секцию емкости 2 дл газировани и хранени воды. В ходе этой операции клапаны 36 и 37 остаютс открытыми, таким образом обеспечиваетс поступление в первую секцию 6 емкости 2 все большего количества воды и двуокиси углерода. В результате этого подвижна мембрана 10 все дальше перемещаетс вниз. По мере протекани операции по заполнению емкости 2 в емкости 1 продолжаетс удаление содержащейс в первой секции 4 газированной воды , поскольку клапан 51 остаетс открытым. Вода и двуокись углерода, поступающие в дозирующее поршневое устройство 11 через вводы 39 и 40, заставл ют двигатьс дозирующую поршневую систему 16 справа налево, что показано стрелкой 64.

После достаточного числа полных дозирующих циклов (например, п ти дозирующих циклов) все клапаны за исключением клапана 51 закрыты, как показано на фиг. 6. Дозирующий цикл состоит из движени дозирующей поршневой системы 16 слева направо с последующим возвратным движением поршневой системы в первоначальное положение. На фиг. 6 показана ем- кость 2 дл газировани и хранени воды с содержащимис в нем после п ти движений водой и двуокисью углерода. Вс двуокись углерода первоначально находитс в виде свободных пузырьков. Давление двуокиси углерода во второй секции 5 30 psig (2,1 ати). Это давление превышает давление насыщени воды двуокисью углерода до 2,6 объемов при 40°F (4,5°C). Под действием давлени подвижна мембрана 10 начинает медленно двигатьс вверх к верхней части емкости. В результате этого в первой секции 6 емкости 2 происходит переход двуокиси углерода в раствор. Дл ускорени этого

процесса предусмотрена также мешалка 8. По мере перехода двуокиси углерода в раствор из емкости 1 продолжает поступать газированна вода.

Из фиг. 7 видно, что все большее и большее количество двуокиси углерода переходит в раствор в первой секции 6 емкости 2. Подвижна мембрана 10 продолжает движение вверх под действием давлени двуокиси углерода во второй секции 5.

Как видно из фиг. 8, после достижени подвижной мембраной положени датчика 55 нижнего уровн вс свободна двуокись углерода оказываетс переведенной в раствор . Вода в емкости 2 в полной мере карбонизирована и готова к поступлению в раздаточное устоойство после того, как емкость 1 дл газировани и хранени -воды станет пустой. Предполагаетс , что вместо датчика уровн может быть использован таймер дл определени момента перехода двуокиси углерода в раствор.

На фиг. 3 емкость 1 дл газировани и хранени воды пуста и клапан 51 закрыт в момент достижени подвижной мембраной 9 положени датчика 52 верхнего уровн . Клапан 50 может быть сразу же открыт дл перекачивани газированной воды из первой секции 6 емкости 2 в распределительное устройство 62 с обеспечением непрерывного потока газированной воды. Давление двуокиси углерода во второй секции 5 емкости 2 заставл ет подвижную мембрану 10 двигатьс вверх с вытеснением содержащейс в ней газированной воды.

По мере удалени газированной воды из емкости 2 происходит перезаполнение ёмкости 1, что показано на фиг. 10. Клапаны 42, 45, 31. 33. 34 и 35 открыты. При поступлении воды в первую секцию 21 камеры 14 через ввод 38 дл воды и поступлении двуокиси углерода во втррую секцию 20 камеры 15 через ввод 41 дл двуокиси углерода дозирующее поршнева система 16 движетс в направлении, указанном стрелкой 64. В результате такого движени происходит поступление воды из первой секции 20 камеры 15 через ввод 26 емкости 1. Кроме того, происходит поступление двуокиси углерода из второй секции 21 камеры 14 через ввод 27 емкости 1. По мере поступлени воды и двуокиси углерода в первую секцию 4 емкости 1 подвижный поршень 9 движетс вниз. Этапы заполнени емкости 1 по существу аналогичны этапам, указанным дл заполнени емкости 2 на фиг. 4-5. После введени целевого количества двуокиси углерода и воды в первую секцию 4 вода и двуокись углерода выдерживаютс в первой секции 4 емкости 1 в течение времени и под давлением при перемешивании, достаточных дл сатурировани воды. Этот признак аналогичен схеме, показанной на фиг. 6-8 дл емкости 2. Таким образом, газированна вода

образуетс в одной из емкостей 1 или 2 в то врем , как из другой емкости происходит удаление уже образовавшейс газированной воды. Така схема позвол ет непрерывно получать газированную воду.

0 В качестве образца показателей, иллюстрирующих работу сатуратора, приведены следующие данные: Целевой уровень сатурации 2,6 об. % Температура воды (во всей

5 системе) 40°F(4,5°C) Давление насыщени 12 pslg (0,84 эти) Объем воды, подаваемой в емкость дл выдерживани из дозирующего устройства

0 в ходе одного движени (примечание: два движени образуют цикл) 10 дюйм3(164 см3) Обьем С02, подаваемой в емкость дл выдерживани из

5 дозирующего устройства в . ходе одного движени 10 дюйм3 (164 см3) при . 23,52 pslg (1,65 эти), что равно 26 дюйм3(426 см3)

0 Объем емкости дл выдерживани между датчиками положени 100 дюйм3(1640см3) Число циклов, необходимых дл заполнени емкости дл

5 выдерживани 5

Сатуратор может быть использован в услови х пониженной силы т жести космического пространства, а также и на земле. Также предполагаетс , что в сатураторе мо0 жет быть использована только одна емкость или более двух емкостей дл выдерживани . В данном сатураторе может быть обработан любой другой раствор

Claims

Формула изобретени

5 1. Сатуратор дл получени газированной воды, содержащий цилиндрическую емкость , разделенную на две части, дл газировани и хранени воды, систему трубопроводов с запорными клапанами подачи

0 воды, углекислого газа и выдачи газированной воды, и мешалку, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности в работе, он оснащен дозирующим устройством двойного действи и дополнительной

5 емкостью дл газировани и хранени воды, при этом обе емкости разделены на две части посредством подвижной мембраны, а дозирующее устройство двойного действи представл ет собой цилиндрический сосуд, снабженный фиксированной перегородкой,

выполненной с возможностью делени цилиндрического сосуда на две камеры, и дозирующей поршневой системой, с проход щим через фиксированную перегородку штоком и ортогонально укрепленными на концах последнего -дисками, обеспечивающими деление каждой из камер на первую и вторую секции, кажда перва из секций предназначена дл хранени воды, а кажда втора - углекислого газа, причем кажда из двух камер св зана с первыми част ми соответствующих емкостей дл газировани и хранени воды трубопроводами с запорными клапанами дл подачи в каждую из первых частей воды и углекислого газа и подсоединена посредством трубопроводов с запорными клапанами к лини м подачи в камеры воды и углекислого газа, при этом кажда втора часть емкостей дл газировани и хранени воды

снабжена дополнительными трубопроводами подачи углекислого газа дл смещени подвижных мембран, а трубопроводы с запорными клапанами выдачи газированной воды установлены в каждой из первых частей емкостей дл газировани и хранени воды.
2. Сатуратор по п. 1, отличающий- с тем, что мешалка установлена в первой части каждой из емкостей дл газировани и хранени воды.

сог 1зо

Фиг.1CM

о

r

i-

со

1Л

V

23.52

г-

С(2 Gog

X

3

3

С70Ј

HZO

50

i

/

2.6

50 /-с4-

/О

Ј

&/г.

so «г

W , С0г

IS

n

51

42гт

Ы

4J

)J

20

. U $6

нго+сог

ъ

сог

ФигЛ

1151

,-х- Сиг СО г

51

1

I fioi

Фи г. 5

Н20

«У 33

57

Ј:

Г

оо

А

со

Ч

I-СхЈч

If; .1

J

cvi. ,

М МТ

5 L.

ъ или

3

V

чл

0№Ф

01

г

I

9

0Ј

&

01 r

U

0Ј 01H

M

.

W

огн

Of,

a

92A,

/

L

lЈ

X

..

a

0Ј 103

OS ОгН

8Ј

«

ОЦ

001 OS

vouw