SU1747008A1

SU1747008A1 - Saturator

Info

Publication number: SU1747008A1
Application number: SU904836033A
Authority: SU
Inventors: Алексей Федорович Дубинич; Сергей Симонович Ермаков; Борис Нахманович Черняк
Original assignee: Ленинградский технологический институт холодильной промышленности
Priority date: 1990-06-07
Filing date: 1990-06-07
Publication date: 1992-07-15

Abstract

Изобретение относитс к пищевой промышленности , в частности к устройствам дл приготовлени и порционной выдачи газированных напитков. Сатуратор содержит насос-дозатор с дозирующей и перепускной полост ми и поршнем, смесительную камеру с форсункой, силовой привод с рабочим органом, жестко св занным с поршнем насоса-дозатора и образующим две полости, водо- и газоподвод щие трубопроводы и систему распределительных клапанов. Новым в сатураторе вл етс насос, соединение полостей силового привода через соленоидные клапаны с нагнетательным трубопроводом насоса и атмосферой. Силовой привод с рабочим органом выполнен в виде цилиндра с поршнем, а на нагнетательном трубопроводе установлен аккумул тор с датчиками давлени , включенными в цепь управлени работой насоса. 2 з.п.ф-лы. 2 ил.The invention relates to the food industry, in particular to devices for preparing and batch dispensing carbonated beverages. The saturator contains a metering pump with metering and bypass cavities and a piston, a mixing chamber with a nozzle, a power actuator with a working body rigidly connected with the piston of the metering pump and forming two cavities, a water and gas supply pipelines and a system of distribution valves. New in the saturator is the pump, the connection of the power drive cavities through solenoid valves with the discharge pipe of the pump and the atmosphere. The power drive with a working body is made in the form of a cylinder with a piston, and on the discharge pipe there is an accumulator with pressure sensors included in the pump control circuit. 2 hp ff. 2 Il.

Description

елate

СWITH

Изобретение относитс к пищевой промышленности , в частности к устройствам дл приготовлени и порционной выдачи газированных напитков.The invention relates to the food industry, in particular to devices for preparing and batch dispensing carbonated beverages.

Известны устройства дл приготовлени и порционной выдачи газированной воды, содержащие насос-дозатор с дозирующей и перепускной полост ми и поршнем, смесительную камеру с форсункой и систему распределительных клапанов. Указан- ные устройства просты по конструкции, потребл ют незначительное количество электроэнергии, так как функционируют за счет энергии сжатого диоксида углерода и водопроводной воды.Devices are known for preparing and dispensing soda water, comprising a metering pump with a metering and bypass cavity and a piston, a mixing chamber with a nozzle, and a system of control valves. These devices are simple in design, consume a small amount of electricity, since they function at the expense of the energy of compressed carbon dioxide and tap water.

Однако аппараты данного типа отличаютс низким коэффициентом использовани газа (до 50% потребл емого газаHowever, devices of this type are characterized by low gas utilization (up to 50% of gas consumed

сбрасываетс в атмосферу и не входит в состав газированного напитка), а газируема жидкость должна подводитьс к аппарату под избыточным давлением.is discharged into the atmosphere and is not part of the carbonated beverage), and the carbonated liquid must be supplied to the apparatus under pressure.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство дл приготовлени и порционной выдачи газированной воды, содержащее насос-дозатор с дозирующей и перепускной полост ми и поршнем, смесительную камеру с форсункой , силовую газовую камеру, водо- и газоподвод щие трубопроводы и систему распределительных клапанов. В данном устройстве более эффективно используетс диоксид углерода и тем самым существенно увеличиваетс коэффициент использовани газа.The closest in technical essence to the present invention is a device for preparing and batch dispensing carbonated water, comprising a metering pump with a metering and bypass cavities and a piston, a mixing chamber with a nozzle, a power gas chamber, water and gas supply lines and a system of control valves . This device uses carbon dioxide more efficiently and thereby significantly increases the gas utilization rate.

Недостатки прототипа заключаютс в следующем.The disadvantages of the prototype are as follows.

22

ОABOUT

оabout

соwith

Работу по выдаче газированного напитка и перемещению поршн насоса-дозатра и мембраны в крайнее нижнее положение осуществл ет жидкость, поступающа в аппарат под избыточным давлением Рь. При понижении входного давлени воды производительность устройства снижаетс , и при падении давлени до некоторого значени Pbmin устройство тер ет работоспособность , т.е. колебани входного давлени воды снижают надежность работы устройства .The work to dispense a carbonated beverage and move the piston of the metering pump and the membrane to the lowest position is carried out by the liquid entering the apparatus under an excessive pressure Pb. When the inlet pressure of water decreases, the capacity of the device decreases, and when the pressure drops to a certain Pbmin value, the device becomes inoperable, i.e. Water inlet pressure fluctuations reduce device reliability.

Приготовление газированного напитка из жиДкости, наход щейс в открытой емкости , невозможно. Это снижает ассортимент приготавливаемых напитков.Preparing a carbonated beverage from a liquid in an open container is not possible. This reduces the range of prepared drinks.

В прототипе имеетс газоподвод щий трубопровод высокого давлени , что предъ вл ет к конструкции устройства повышенные требовани в части соединений коммуникаций, прочности элементов.In the prototype there is a high-pressure gas supply pipe, which places increased demands on the design of the device in terms of communications connections, strength of elements.

В полости силовой газовой камеры подводитс газ под низким и высоким давлением , значени давлени газа взаимосв заны, поэтому колебание или изменение одного из значений давлени газа нарушит работоспособность устройств. По этой же причине нельз регулировать степень насыщени напитка диоксидом углерода путем изменени рабочего давлени газа Рг в смесительной камере.In the cavity of the power gas chamber, gas is supplied under low and high pressure, the gas pressure values are interconnected, therefore, the fluctuation or change of one of the gas pressure values will disrupt the operation of the devices. For the same reason, it is not possible to control the degree of saturation of the beverage with carbon dioxide by varying the working pressure of gas Pr in the mixing chamber.

Непременным условием нормальной работы данного устройства вл етс то, что отработанный и поступивший из силовой подмембранной полости диоксид углерода должен полностью растворитьс в газируемой жидкости при приготовлении порции газированной воды. Это зависит от объема газируемой жидкости, температуры жидкости и других ее физических свойств. Поэтому дл конструкции аппарата с определенными геометрическими размерами изменение любого из указанных параметров может привести к нарушению работоспо собности. Это снижает надежность работы устройства и ассортимент приготавливаемых напитков.An indispensable condition for the normal operation of this device is that the spent and supplied carbon dioxide from the power submembrane cavity must completely dissolve in the aerated liquid when preparing a portion of carbonated water. It depends on the volume of the liquid being gassed, the temperature of the liquid and its other physical properties. Therefore, for the construction of an apparatus with specific geometrical dimensions, a change in any of the specified parameters may lead to a malfunction. This reduces the reliability of the device and the range of prepared drinks.

Усилие на штоке мембраны не посто нно , следовательно, не посто нен и напор на смесительном органе (форсунке). Усилие измен етс по мере движени мембраны, так как на определенном участке перемещени начинает оказывать вли ние усилие раст жени мембраны, что приводит к снижению интенсивности процесса сатурации и нестабильности работы смесительного органа.The force on the diaphragm rod is not constant, therefore, the pressure on the mixing body (nozzle) is also constant. The force changes as the membrane moves, as in a certain area of movement the force of expansion of the membrane begins to influence, which leads to a decrease in the intensity of the saturation process and the instability of the mixing organ.

Цель изобретени - повышение надежности в работе и расширение ассортимента приготавливаемых напитков.The purpose of the invention is to increase the reliability in operation and expand the range of brewed beverages.

Указанна цель достигаетс тем, что в сатураторе, содержащем насос-дозатор с дозирующей и перепускной полост ми и поршнем, смесительную камеру с форсункой , силовой привод в виде камеры с рабочим органом, раздел ющим камеру на две полости и жестко св занным с поршнем насоса-дозатора , водо- и газоподвод щие тру- бопроводы и систему управлени сThis goal is achieved by the fact that in a saturator containing a metering pump with a metering and bypass cavity and a piston, a mixing chamber with a nozzle, a power actuator in the form of a chamber with a working body dividing the chamber into two cavities and rigidly connected with the piston pump- metering device, water and gas supply lines and control system with

0 распределительными клапанами, сатуратор дополнительно снабжен насосом, а полости силового привода выполнены сообщающимис посредством соленоидных клапанов с нагнетательным Ypy6onpOBOAOM насоса и0 distribution valves, the saturator is additionally equipped with a pump, and the actuator cavities are connected to each other by means of solenoid valves with the pump Ypy6onpOBOAOM pump and

5 атмосферой. Кроме того, в сатураторе силовой привод с рабочим органом выполнен в виде цилиндра с поршнем, а на нагнетательном трубопроводе насоса установлен аккумул тор с датчиком давлени , включенными5 atmosphere. In addition, in the saturator, the power actuator with a working body is made in the form of a cylinder with a piston, and on the pump discharge pipe there is an accumulator with a pressure sensor connected

0 в систему управлени .0 to the control system.

На фиг.1, 2 приведена принципиальна схема сатуратора.Figures 1, 2 are a schematic diagram of a saturator.

Сатуратор содержит насос-дозатор 1, внутренн полость которого разделена по5 движным поршнем 2 на дозирующую 3 и перепускную 4 полости, смесительную камеру 5 с форсункой 6 в верхней ее части, силовой привод 7 с рабочим органом 8, жестко св занный штоком 9 с поршнем 2. До0 зирующа полость 3 насоса-дозатора 1 через обратные клапаны 10 и 11 сообщаетс с входным каналом форсунки 6 с источником 12 газируемой жидкости, а перепускна полость 4 через соленоидные клапаны 13 иThe saturator contains a metering pump 1, the internal cavity of which is divided by the moving piston 2 into the metering 3 and bypass 4 cavities, the mixing chamber 5 with the nozzle 6 in its upper part, the actuator 7 with the working body 8, rigidly connected by the rod 9 with the piston 2 The dosing cavity 3 of the dosing pump 1 through the check valves 10 and 11 communicates with the inlet channel of the nozzle 6 with the source 12 of the liquid being fermented, and the overflow cavity 4 through the solenoid valves 13 and

5 14 - со смесительной камерой 5 и сливным трубопроводом 15.5 14 - with a mixing chamber 5 and a drain pipe 15.

Сатуратор содержит также насос 16 (вод ной или воздушный) с нагнетательным трубопроводом 17, соединенным через со0 леноидные клапаны 18 и 19 с полост ми 20 и 21 силового привода 7. В свою очередь, полости 20 и 21 привода 7 сообщаютс через соленоидные клапаны 22 и 23 трубопро- аодом 24 с атмосферой. Смесительна The saturator also contains a pump 16 (water or air) with a discharge pipe 17 connected via solenoid valves 18 and 19 to cavities 20 and 21 of the actuator 7. In turn, the cavities 20 and 21 of actuator 7 communicate through solenoid valves 22 and 23 pipeline 24 with the atmosphere. Mixing

5 камера 5 соединена с источником 25 диоксида углерода, а рабочий орган 8 силового привода 7 имеет шток 26, воздействующий на микропереключатели 27 и 28.5, the chamber 5 is connected to the carbon dioxide source 25, and the working body 8 of the power actuator 7 has a rod 26 acting on the microswitches 27 and 28.

Силовои привод 7 с рабочим органом 8Power actuator 7 with a working body 8

0 выполнен в виде цилиндра с поршнем, а на нагнетательном трубопроводе 15 установлен аккумул тор 29.0 is designed as a cylinder with a piston, and a battery 29 is installed on the discharge pipe 15.

Сатуратор работает следующим образом .The saturator works as follows.

5Исходным положением вл етс крайнее верхнее положение поршн 4 и рабочего органа 8, в перепускной полости 4 находитс готова к выдаче порци газированного налитка. По сигналу потребител открываютс соленоидные клапаны 14. 18,5The initial position is the extreme upper position of the piston 4 and the working body 8, in the overflow cavity 4 is ready to issue a portion of aerated liquor. At the user's signal, the solenoid valves 14 are opened. 18

23 и включаетс в работу насос 16. Газированный напиток из подпоршневой полости 4 по сливному трубопроводу 15 выдаетс потребителю, а насос 16 по трубопроводу 17 через соленоидный клапан 18 нагнетает в полость 20 силового привода 7 рабочую среду (воздух или жидкость). Рабочий орган 8 и, соответственно, поршень 2 насоса-дозатора 1 перемещаютс вниз, при этом доза напитка вытесн етс потребителю из пере- пускной полости 4, а из полости 21 силового привода 7 рабоча среда через открытый соленоидный клапан 23 и трубопровод сбрасываетс в атмосферу (или емкость дл рабочей жидкости). Одновременно с этим в дозирующую полость 3 насоса-дозатора 1 через обратный клапан 11 из емкости 12 подсасываетс жидкость дл приготовлени газированного напитка. По достижении рабочим органом 8 и поршнем 2 крайнего нижнего положени шток 26 воздействует на нижний микропереключатель 27, который подает сигнал на закрытие соленоидных клапанов 14,18,23 и открытие клапанов 13, 19, 22. При этом перепускна полость 4 сообщаетс со смесительной камерой 5 и давление в ней устанавливаетс равным рабочему давлению газа в смесительной камере. Насосом 16 рабоча среда через открытый клапан 19 нагнетаетс в полость 23 and the pump 16 is put into operation. A carbonated drink from the piston cavity 4 through the discharge pipe 15 is delivered to the consumer, and the pump 16 through the pipe 17 through the solenoid valve 18 pumps the working medium (air or liquid) into the cavity 20 of the actuator 7. The working body 8 and, accordingly, the piston 2 of the dosing pump 1 are moved downward, the dose of the beverage is displaced to the consumer from the overflow cavity 4, and from the cavity 21 of the actuator 7 the working medium through the open solenoid valve 23 and the pipeline is discharged to the atmosphere ( or reservoir for working fluid). At the same time, liquid is drawn into the dosing cavity 3 of the dosing pump 1 through the check valve 11 from the tank 12 to prepare a carbonated beverage. When the working body 8 and the piston 2 reach the lowest position, the rod 26 acts on the lower microswitch 27, which sends a signal for closing the solenoid valves 14,18,23 and opening the valves 13, 19, 22. At the same time, the bypass cavity 4 communicates with the mixing chamber 5 and its pressure is set to the working pressure of the gas in the mixing chamber. By pump 16, the working medium through the open valve 19 is injected into the cavity

21силового привода 7, перемеща рабочий орган 8 и поршень 2 в верхнее положение. Рабоча среда из полости 20 через клапан21 force actuator 7, moving the working body 8 and the piston 2 in the upper position. The working medium from the cavity 20 through the valve

22и трубопровод 24 сбрасываетс в атмосферу (или емкость), а из дозирующей поло- сти 3 газируема жидкость через обратный клапан 10 и форсунку 6 нагнетаетс в смесительную камеру 5, где и происходит приготовление газированного напитка (насыщение жидкости диоксидом углерода). Напиток из смесительной камеры 5 через открытый соленоидный клапан 13 перетекает в перепускную полость 4,где и накапливаетс . По достижении рабочим органом 8 и поршнем 2 крайнего верхнего положени шток 26 воздействует на верхний микропереключатель 28, который подает сигнал на22 and the pipe 24 is discharged into the atmosphere (or tank), and the dispensing cavity 3 is filled with liquid through a check valve 10 and the nozzle 6 is injected into the mixing chamber 5, where the preparation of a carbonated beverage takes place (saturation of the liquid with carbon dioxide). The beverage from the mixing chamber 5 flows through the open solenoid valve 13 into the overflow cavity 4, where it accumulates. Upon reaching the working body 8 and the piston 2, the extreme upper position, the rod 26 acts on the upper microswitch 28, which gives a signal to

закрытие соленоидных клапанов 13,19,22 и отключение насоса 16. Сатуратор пришел в исходное состо ние.closing the solenoid valves 13,19,22 and turning off the pump 16. The saturator has returned to its original state.

Если на нагнетательном трубопроводе 17 установлен аккумул тор 29, управление работой насоса осуществл етс автономно с помощью датчиков давлени . Это уменьшает частоту включени насоса 16, так как насос будет включатьс только дл подпитки рабочей среды в аккумул тор.If a battery 29 is installed on the discharge pipe 17, the pump operation is controlled independently by means of pressure sensors. This reduces the frequency at which the pump 16 is turned on, since the pump will only be turned on to feed the working medium into the battery.

Сатуратор имеет высокую надежность в работе, так как его работоспособность не зависит от величины входного давлени воды и от физических свойств газируемой жидкости , кроме того, снижаетс частота включени насоса.The saturator has high operational reliability, since its efficiency does not depend on the magnitude of the inlet pressure of water and on the physical properties of the gassed liquid, and the frequency of switching on the pump also decreases.

Сатуратор может приготавливать газированные напитки широкого ассортимента .Saturator can produce a wide range of carbonated drinks.

Claims

1. A saturator containing a metering pump with a metering and bypass cavity and a piston, a mixing chamber with a nozzle, a power actuator in the form of a chamber with a working body dividing the chamber into two cavities and rigidly connected to the piston of the metering pump gas supply pipelines and a control system with distribution valves, characterized in that, in order to increase operational reliability and expand the product range, the saturator is additionally equipped with a pump, and the actuator cavities are communicating by means of m solenoid valves with discharge pipe of the pump and with the atmosphere.

2. Saturator pop. 1, characterized in that the power drive with a working body is made in the form of a cylinder with a piston.

3. Saturator pop.1, characterized in that a battery with pressure sensors included in the control system is installed on the pump discharge pipe.

(rig 4

Fig 2