SU1271359A3 - Устройство дл приготовлени и распределени карбонизированной воды - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КАРБОНИЗИРОВАННОЙ ВОДЫ, содержащее вод ной насос с пневматическим приводом, карбонизатор , охлаждающее приспособление, смеситель-турбулизатрр , распределитель газированной воды, источник двуокиси углерода, систему трубопроводов дл  подвода и отвода движущего воду газа, воды, диоксида углерода, сиропа и газированной воды, и регулирующие клапаны , отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса карбонизации, вод ной насос установлен перед карбонизатором, его трубопровод дл  отвода движущего воду газа соединен с трубопроводом дл  подвода воды в смеситель-турбулизатор после охлаждающего приспособлени , на трубопроводе подачи воды и газа из смесител -турбулизатора установлено сопло, размещенное в газовом пространстве карбонизатора, при этом последний снабжен датчиком уровн  жидкости, а на трубопроводе дл  подаi чи воды расположен регулирующий клапан между охлаждающим приспособлениО ем и трубопроводом дл  подачи движуС щего газа в смеситель-турбулизатор, причем распределитель газированной воды соединен с трубопроводом дл  подачи охлажденной воды между регулирующим клапаном и охлаждающим приспособлением .

Description

Изобретение относитс  к пищевой промьшшенности, а именно к устройству дл  приготовлени  и распределени  1 ;арбонизированной воды. Цель изобретени  - повьппение эффективности процесса карбонизации. На чертеже схематичйо изображено устройство дл  получени  у. распределени  карбонизированной воды. Устройство включает пневматический вод ной насос 1 с пневматическим приводом, карбонизатор 2, охлаждающее Приспособление 3, смеситель-турбулизатор 4, распределитель 5 гаэированной водЫд источник 6 двуокиси уг лерода,, трубопровод 7 дл  подвода во №1, соедин ющий вод ной насос 1 с карбонизатором 2., трубопровод 8 дл  подачи газа5 соедин ющий насос 1 с карбонизатором 2. и трубопровод 9 дл  отвода отработанного , сое-дин юигий насос 1 с карбонизатором 2, Вод ной насос 1 имеет патрубок 10 j соединенный с источником водаь Источ ником воды может быть либо контейнер 11 с водой; либо водопровод 12, обес печивающий подвод ВОДЬ под напором. Патрубок 13 дл  вывода воды соединен с насосом 1 и трубопроводом 7 дл  подвода водые патрубок 14 дл  подачи газа ко1-ггрольного клапана 15 насоса 1 соедин ет его трубопроводом 8 дл  подачи газа 5 а контрольный клапан 15 соедин ет насос 1 с трубопроводом 9 отработанного газа,. Насос 1 имеет поршни 16 в двух цилиндрах 17. Каждый из цилинд ров 17 разделен на газо вые камеры 18 и вод ные камеры 19, отдел   воду от пропеллентного газа, Вод ной насос через клапан 20 соедин ет поршни 16 с контрольными клапанами 15. Карбонизатор 2 представл ет собой сосуд 21 дл  карбонизированной -воды с установленньм в нем датчиком 22 уровн . Последний следит за повышени ем и понижением уровн  в резервуаре и действует на переключатель 23, которьш служит дл  открьшани  и впуска воды через клапан 24 на трубопроводе 7 дл  подвода воды. В газовом пространстве карбонизатора 2 размещено соп ло 25, установленное на трубопроводе 26 газа и подачи воды. Карбонизатор соединен с соплом 25 трубопроводом . 27, имаощим нормально закрытый регулирующий клапан 28; соединенный с /распредел ющим активатором 29 и нахо 92 ДЯ1ЦИЙСЯ.ПОД его конт)олем, а распредел ющий трубопровод 30 имеет размер, обеспечипаюший заданную вольюметрическую скорость подачи из карбонизатора 2 в сопло 25, Рекомендуемый размер 0,108 (2,75 мм) по внутреннему диаметру и 12 (305 мм) длиной. Охлаждающее приспособление 3 погружено в ванну 31 со льдом5 разнещенную ниже нормально з.гкрытого клапана 24 и выше сопла 25, Смеситель-турбулизатор 4 представл ет С(збой р д перегородок дл  перемешива)ги  воды -и двуокиси углерода в труб(зпроводе 7, Трубопровод 9 дл  отвода отработанного газа соединен с трубопроводом 7 дл  подвода воды ниже клапана 24 и выше смесител -турбулизатора 4 сопла 25„ егулирую1ний клапан 32 установлен на трубопроводе 7 д.п  тюдвода воды смесител -турбулизатора 4 и соединеш-ш трубопровода 9 дл  отвода отработанного газа с трубопроводом 7 дл  подвода воды, Рекоме;ндуетс  его устанавливать выш:е клапг.на 24. Регулирующкк клапан 32 сконструирован дл  установлени  заданной скорости течени  воды от насоса 1 в уарбонизатор 2 котора  кеньгле,, чек заданна  волыометрическа  скорость, течени  через распред,ел ющк;й трубс1Провод 30, регулиругоцдий клапан 33 в трубопроводе 9 дл  отвода отработанного газа предотвращает течение воды из трубопровода 7 через трубопровод 9 дл  отвода отработанного газа в насос 1 или его клапан 15 а также ггредотвращает течение отработанного газа обратно в насос 1 после испол1 зовани  в качестве пропеллента. Трубопровод 3АI,распредел ющий воду , соединен с трубопроводом 7 дл  подвода воды ниже по течению от охла:кдающего приспособлени  3 и вьвле клапанов 24 и 32« Распредел юший воду трубопровод 34 и-4еет клапан 35 установленньп д.л  получени  заданной вольюметрической скорости течени , бо.льшей скорости, установленной клапаном 32s и по меньшей мере равной нормальной аольюметрриеской скорости течени  по трубопроводу 30 и прерывисто работающий нормально закрытьш клапан 36 который соединен с активатором .З. Трубопровод 34 соединен с трубопроводом 30 распределительного трубопровода 38 карбонизированной воды.

Трубопровод 8 дл  подвода газа может соедггн тьс  с источником 6 двуокиси углерода и имеет трубопровод 39, соединенный с газовым выходом вод ного насоса 1, регул тор 40 давлени  дл  регулировани  давлени  в насосе 1, трубопровод 41, соединенньй с газовым пространством карбонизатора 2, и регул тор 42 давлени  накоплени  дл  регулировани  давлени  в карбонизаторе 2, Автоматический клапан 43 св зан с газовым пространством карбонизатора 2 и выпускает из него газ, когда давление в карбонизаторе 2 превышает установленное давление накоплени  регул тора 42.

. Устройство имеет распределитель

44концентрата, который включает пневматический насос 45, который накачивает концентрат из контейнера 46, наход щегос  при атмосферном давлении . Этот насос приводитс  в действи двуокисью углерода из источника 6. Газовый трубопровод 47 к насосу 45 концентрата имеет трубопровод 48, соединенный с основным трубопроводом 8 дл  подвода газа через регул тор 49 давлени .

Контрольный клапан 50 нормально закрывает трубопровод 48 и соедин ет насос 45 с атмосферой через отверстие 51 . Клапан 50 и активатор 29 распределени  работают сообща. Когда клапан 50 активируетс , отверстие 51 закрываетс  и трубопроводы 47 и 48 соедин ютс , в результате чего насос 45 соедин етс  с регул тором 40 давлени  пропеллента . Концентраци  подаетс  из насоса

45к распределителю 5 газированной воды через трубопровод 52 с охлаждающим змеевиком 53, размещенным в ванне 31.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Вода из контейнера 11, сжата  двуокись углерода наход тс  в источнике 6 двуокиси углерода, а концентрат напитка.- в контейнере 46, Концентратом дл  напитка  вл етс  сироп, смешанный один к п ти с водой, Как проста  вода в контейнере 11, так и концентрат в контейнере 46 могут находитьс  при атмосферном давлении при температуре окружающей среды,. Регул тор 40 давлени  пропеллента устаналивают на заданное давление 120 фунтов/кв дюйм (828 кПа), регул тор 42 давлени  накоплени  устанавливают на давление накоплени  25 фунтов/KB,дюйм (172 кПа), которое меньше давлени  пропеллента и дает устойчивое насьпцение в карбонизаторе 2 около 4 1/2 объемов сатурации при 0°С, Регул тор 49 давлени  насоса устанавливаетс  на давление 50 фунтов/ /кв.дюйм (344 кПа) . Клапан 32 sanqjiнени  карбонизатора имеет такой размер , чтобы дать вольюметрическую скорость течени  0,8 унций (24 секунду, клапан 35 простой воды имее размер, чтобы дать скорость течени  1,25 унций (40 смjв секунду. Оба клапана (32 и 35) чувствительны к давлению от насоса и поддерживают заданные скорости вытекани  во врем  подъема или падени  давлени  в трубопроводе 7 в результате изменени  возвратно-поступательного движени  насоса 1. При относительно посто н-, ном заданном давлении 25 фунтов/кв, дюйм (172 кПа) в карбониэаторе 2 размеры распределительного трубопровода 30 обеспечивают вольюметрическую скорость протекани  1,25 унций (40 см ) в секунду. Эта скорость по меньшей мере равна скорости в клапане 35 простой воды. Ванна 31 содержит лед дл  охлаждени  воды в змеевике 53. Устройство запускаетс  в результате действи  активатора 29 карбонизированной воды и затем клапана 50 концентрата .

Дл  подачи карбонизированной воды приводитс  в действие активатор 29, который в свою очередь открывает клапан 28. Карбонизированна  вода в сосуде 21 находитс  при относительно посто нном давлении 25 фунтов/кв, дюйм (172 кПа) двуокиси углерода в газовом пространстве карбонизатора 2 и при равновесном давлении дл  требуемой карбонизации воды выталкиваетс  в распределительный трубопро вод 38 и через распределительный трубопровод 30 с заданной скоростью 1,25 уни.ий (40 см) в секунду к распределителю 5 газированной воды.

Таким образом, карбонизированна  вода может быть дискретно распределена . Распределение концентрата, проводимое одновременно с карбонизированной водой, создает напиток. Когда активируетс  клапан 50 и газ под давлением 50 фунтов/кв.дюйм (344 кПа) поступает из регул тора 49 к насосу 45, концентрат накачиваетс  в расп5 1 ределитель 5 газированной воды с заданной вольюметрической скоростью, наход щейс  в должном соответствии со скоростью подачи воды, Вода и концентрат смешиваютс  и подаютс  в виде напитка. Двуокись углерода подаетс  в качестве пропеллентного газа при заданном давлении в насос 1 под контро лем клапана 15, Поршень 16 перемещаетс  вперед и назад при помощи пропеллентного газа и, когда поршень 16 достигает конца хода, включает бистальный клапан 15 и производит перемещение в другом направлении. Контрольный клапан 15 насоса 1 схематично показан на чертеже с боби ной в правом положении.. При таком , положении газ при давлении подачи поступает из трубопровода 39 в левую газовую камеру 18, а отработанна  двуокись углерода выпускаетс  из пра вой камеры 18 через клапан 15 в трубопровод 9 дл  отвода отработанного газа. Давление смещает поршни 16 направо н вода подаетс  из левой камеры вод ной камеры 19 и всасываетс  в правую камеру 19, Когда поршни 16 наход тс  около конца своего хода вправоS они будут двигать бобину кла7 пана 5 налево и отсоедин ть левую , газовую камеру 18 и соедин ть npaByits газовую камеру 18 с трубопроводом 8 дл  подвода газа. Одновременна лева  газова  камера I8 соедин етс  с трубопроводом 9,дл  отвода отработанного газа и использованна  двуокись уг лерода выпускаетс . Затем поршень 16 смещаетс  и движетс  налево, и вода накачиваетс  из правой камеры 19 и засасываетс  в левую камеру 19. Это возвратно-поступательное движение и накачивание происходит .автоматически в ответ на течение и падение давлеНИН в трубопроводе 7 дл  подвода во ды. Если в трубопроводе 7 отсутствуе течение, так как клапан 24 закрыт, поршень 16 не движетс , в то врем  как при открытом клапане 24 при тече НИИ воды поршень 16 движетс , чтобы создать ее течение. Движение и акти наци  контрольного клапана 15 полностью автоматические и чувствительны к перемещению поршн  16 в результате контрол  уровн  переключателем 23, вызывающим отк;рывание клапана 24 дл  заполнени  карбонизатора 2. 59 Вода, накачиваема  и подаваема  через насос 1 , находитс  при температуре окружающей среды. Когда вода подаетс , она проходит через охлаждающее приспособление 3 и охлаждаетс  до О С, а затем подаетс  через клапан 24, Когда вода выходит из клапана 24, она приходит в пр мой контакт с использованной и зьшущенной двуокисью углерода, котора  беспреп тственно вьшускаетс  через трубопровод 9 в трубопровод 7 цропеллируемой воды. Поток воды и отработанного газа проходит затем через смесительтурбулизатор 4 и через трубопровод 26 дл  подвода воды и газа в сопло 25, Сопло 25 поддерживает поток и давление воды и газа и повьщтает давление в смесителе-турбулизаторе 4 примерно до 50 фунтов/кв,дюйм (344 кПа) во врем  заполнени  карбонизатора . Вода и отработанна  пропеллирующа  двуокись углерода соедин ютс  при непосредственном контакте и взбалтьдаании и перемешиваютс  при прохождении через смеситель-турбулизатор 4 при поддерживаемом давлении. Поддерживаемое давх.:ение между клапаном 24 и соплом 25 во врем  заполнени  карбонизатора 2 находитс  на уровне, лежащем мелэду давлением пропеллента в вод ном насосе 1 и давлением накоплени  в карбонизаторе 2, и одновременно большем, чем давление накоплени , которое  вл етс  конечным и рассматриваетс  как равновесное дл  распределени . Это поддерживаемое давление, при котором вода и отработанный газ турбулентно смешиваютс , составл ет примерно удвоен-, ное давление хранени  и распределени  воды после перемешивани . Дл  максимальной карбонизации вс  использованна  двуокись углерода вьшускаетс  в охлажденную воду и весь отработанньй -газ и вс  пропеллированна  вода смешиваютс  и совместно поступают в карбонизатор 2 при помощи одновременного распьтени  в мелкую пыль в сопле 25 через газовое пространство, Когда поплавок датчика 22 уровн  поднимаетс  до. заданного уровн , переключатель 23 открываетс , а клапан 24 закрываетс , Пропеллируема  вода в трубопроводе 7 выше по течению клапана 24 гидростатически останавливаетс  и поршни 16 гидростатически блокируютс  на месте. Когда уровень воды в карбонизаторе 2 падает во врем  распределени , поплавок датчика следует за уровнем воды вниз, зак рывает переключатель 23 и открывает наполн ющий клапан 24. Вода начнет течь и поррши 16 автоматически начнут возвратно-поступательное движение и будут подавать воду в карбонизатор 2, Вольюметрическа  скорость течени  воды, уход щей во врем  распределени  из карбонизатора 2, значительно превышает скорость, допускаемую контролирующим заполнение . клапаном 32 в карбонизаторе 2 из насоса 1 , и распредел е га  вода забираетс  из сосуда 21, Насос I работает плавно и не совершает заполнени , карбонизатора во врем  распределени  а скорее производит заполнение карбо низатора 2 после окончани  распределени . Это предотвращает прерывистую или сравнительно прерывистую работу насоса 1 во врем  распределени , Вс  пропеллирующа  двуокись углерода выпускаетс  в карбонизатор 2, Избыток двуокиси-углерода автоматически выводитс  из карбонизатора 2 через клапан 43, когда-давление в карбонизаторе превысит заданное давление накоплени  более, чем на 3 фунта/кв,дюйм (21 кПа). Эта избыточна  двуокись углерода выпускаетс  в атмосферу, так что в карбонизаторе 2-поддерживаетс  заданное давление. Если захваченный воздух и другие газы были обнаружены в больших количествах в водопроводной воде и в значи тельно меньших количествах в отсто вшейс  воде, эти газы выдел ютс  из воды и выпускаютс  через клапан 43. Эти газы выпускаютс  одновременно с .избыточным пропеллентом. Выделение и выпуск захваченнохо воздуха и других газов перед или во врем  карбонизации необходимы дл  получени  более высокого уровн  карбонизации, че достижимо, когда воздух присутствует . Когда это  вление пон тно, в карбонизатор подают избыточное количество пропеллирующей двуокиси угле рода дл  очистки карбонизатора от ат мосферного воздуха. Когда насос 1 ра ботает, поступающа  вода сначала интенсивно перемешиваетс  в смесителетурбулизаторе 4, а затем распыл етс  через сопло 25. Перемешивание и распыление происход т в атмосфере двуокиси углерода, котора  не имеет дру J 98 гих cocтaвл юш x атмосферного воздуха и других газов, найденных в простой воде. Пр. отсутствии нормальных парциальных давлений этих газов вода дегазируетс  от других газов, кроме двуокиси углерода, в то врем  как двуокись углерода остаетс  в растворе . Хот  эта дегазаци  может быть неполной , она достаточна дл  получени  более высокой карбонизации и лучшего вкуса. Охлажденна  и не карбонизированна  вода может селективно распредел тьс  быстрее, чем карбонизированна . Когда распределительньш клапан 36 простой воды открыт, на,сос 1 начинает работать (как описано ранее) и вода подаетс  через трубопровод 7 и охлаждающее приспособление 3, Охлажденна  вода отводитс  из трубопровода 7 после охлаждени  и перед контактом с двуокисью углерода. Эта вода проходит через контрольный клапан 35, распределительный клапан 36 и распределительный трубопровод 34 к распределителю 5 газированной воды. Во врем  отведени  и распределени  простой воды насос 1 мен ет скорость и движетс  почти вдвое быстрее, чем во врем  пополнени  карбонизатора 2, Если проста  вода распредел етс  одновременно с пополнением карбониэатора 2, насос 1 почти втрое увеличивает скорость по сравнению с нормальной работой. Когда заполн ющий клапан 24 закрываетс , весь поток воды в трубопроводе 7 отклбн етс  дл  распределени  без карбонизации. Во врем  такого отклонени  простой воды двуокись углерода еще используетс  в качестве пропеллента и после использовани  выпускаетс  через трубопровод 9 в карбонизатор 2, Когда давление в карбонизаторе превысит допустимое , клапан 43 открываетс  и отработанный газ из карбонизатора 2 выпускаетс  во врем  отведени  воды, Этот выпуск использованного пропеллента через карбонизатор во врем  отведени  простой воды продувает карбонизатор 2 от газов, ранее выделившихс  из воды, и дополнительно уменьшает парциальное давление этик вьщелившихс  и нежелательных газов в карбонизаторе . Найдено, что общее количество двуокиси углерода, используемой в качестве пропеллента, равно удвоенному 912 количеству газа, требуемого дл  карбонизации . После того, как вз то в раствор требуемое количество газа дл  карбонизации, примерно равное количество вьшускаетс  через смесительтурбулизатор 4, трубопровод 26, сопло 25 и карбонизатор 2 дл  очистки атмосферы его газового пространства. Давление водопроводной воды может использоватьс  дл  частичного пропеллировани  Простой воды и дл  уменьшени  расхода двуокиси углерода, тогда источникомводопроводной воды под давлением может использоватьс  водопровод 12 соединенньш с патрубком 10, вместо открытого контейнера 11 с водой. Регул тор 40 давлени  пропеллента установлен на давлении 120 фунтов/кв .дюйм (828 кПа), Это требуемое общее давление пропеллента, когда примен етс  водопроводна  вода. Давлени  водопроводной воды и газа объедин ютс , чтобы достичь общее давле ние пропеллировани , Например, когда давление водопроводной воды 20 фунтов/кв ,дюйм, регул тор 40 давлени  пропеллента устанавливаетс  на давление 100 фунтов/KB«дюйм, что дает общее давление 120 фунтов/кв ,;5юйм, а когда давление водопроводной воды 40 фунтов/KB о дюйм, регул тор 40 уста навливаетс  на давление 80 фунтов/кв дюйм дава  общее давление 120 фунтов/кв ,дюйм. Все давление водопровод ной воды прикладываетс  к подаваемой воде и давление пропеллирующей двуокиси углерода регулируетс  на минимально возмоз{Сное значение на клапане 40, которое в комбинации с давлением водопроводной воды равно общему заданному давлению пропеллировани , .Давление водопроводной воды прикладываетс  к пропеллируемой воде в насосе 1 через поршни 16, Как показано 9 н% чертеже5 вода накачиваетс  из вой камеры 19 вод ного насоса, а ва  камера заполн етс . Давление за в левой камере 19 выше, чем давление водопроводной воды, осуществл етс  автоматическое закрывание контрольного клапана впуска воды в левую камеру. Права  камера 19 вод ного насоса заполн етс  водой, поступающей из водопровода, и ее давление прикладываетс  к поршню 16 и к воде в левой камере 18, поднима  давление пропеллируемой воды и дава  в комбинации с давлением газа общее давление пропеллировани . Использованна  пропеллирующа  двуокись углерода выпускаетс  непосредственно в воду между клапаном 24 и смесителем-турбулизатором 4, когда вода подаетс  при помощи давлени  пропеллйрующего газа в комбинации с давлением водопроводной воды, и одновременно через сопло 25. Водопроводна  вода, использующа с  дл  подъема давлени  и пропеллировани , затем подаетс  как проста  вода дл  карбонизатора 2, когда поршень 16 совершает возвратно-поступательное движение, Пропеллируема  вода сначала используетс  дл  подн ти  давлени . Проста  охлажденна  вода может также распредел тьс , как описывалось ранее, когда давление поднимаетс  давлением водопроводной воды. Потоки простой и карбонизированной воды могут совмещатьс  дл  формировани  напи.тка с низкой карбонизацией при помощи одновременного открывани  обоих распределительных клапанов 28 и 36. Предлагаемое устройство позвол ет повысить эффективность процесса карбонизации .

32.

|1 37

i:

сГ

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КАРБОНИЗИРОВАННОЙ ВОДЫ, содержащее водяной насос с пневматическим приводом, карбонизатор, охлаждающее приспособление, смеситель-турбулизатор, распределитель газированной воды, источник двуокиси углерода, систему трубопроводов для подвода и отвода движущего воду газа, воды, диоксида углерода, сиропа и га- зированной воды, и регулирующие клапаны, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности процесса карбонизации, водяной насос установлен перед карбонизатором, его трубопровод для отвода движущего воду газа соединен с трубопроводом для подвода воды в смеситель-турбулизатор после охлаждающего приспособления, на трубопроводе подачи воды и газа из смесителя-турбулизатора установлено сопло, размещенное в газовом пространстве карбонизатора, при этом последний снабжен датчиком уровня жидкости, а на трубопроводе для подачи воды расположен регулирующий кла- g пан между охлаждающим приспособлением и трубопроводом для подачи движущего газа в смеситель-турбулизатор, причем распределитель газированной воды соединен с трубопроводом для подачи охлажденной воды между регулирующим клапаном и охлаждающим приспособлением.

   SU «»1271359 « 127