НАПОЛНИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА-ДОЗАТОР ДЛЯ ЕМКОСТЕЙ
CHARGING HEAD - TANK DOSING UNIT

Изобретение относится к емкости, в частности емкости большого объема, для хранения сатурированной жидкости, как, например, напитки, предпочтительно к так называемому кегу-бочке или кегу-емкости, содержащему наполнительную головку-дозатор с первым каналом, например каналом для продукта, и вторым каналом, например газовым каналом, и расположенный внутри наполнительной головки-дозатора толкатель, задающий раздельные пути потоков, с одной стороны, среды в виде продукта и, с другой стороны, газовой среды при движении внутрь емкости, а также при необходимости наружу из нее.
Подобные емкости большого объема, в частности кеги-бочки, обычно являются многооборотными емкостями и предусмотрены специально для заполнения промышленным способом и стерильного хранения напитков. Само собой разумеется, что в таких емкостях могут также содержаться вообще жидкости. Понятие «кег» происходит из английского и означает «небольшую бочку». Кеги-бочки или емкости согласно изобретению применимы преимущественно в гастрономии и имеют вместимость обычно 30 или даже 50 литров. Для их заполнения применяется головка-дозатор, через которую в емкость поступают жидкость и рабочий газ в виде газовой среды. В качестве рабочего газа используется, как правило, углекислота, однако может применяться также азот и в принципе другие газы.
Посредством рабочего газа или газовой среды внутри емкости большого объема, соответственно кега, создается избыточное давление, вследствие чего содержащаяся в емкости жидкость или сатурированный напиток может отбираться с помощью разливного органа.
В емкости описанного выше варианта выполнения согласно DE 3105706 А1 предусмотрена соединительная головка для заполнения кега извне, содержащего, как правило, обращенную вниз торцевую клапанную арматуру. Для этого указанная соединительная головка или наполнительная головка-дозатор содержит полый цилиндрический толкатель. С помощью толкателя прокладка клапанной арматуры может приподниматься со своего уплотнительного места.
Поскольку толкатель расположен с торца возле прокладки, то высвобождаются как путь потока среды в виде продукта или жидкости или напитка внутрь кега, так и путь потока в штуцер клапанной арматуры. Эти оба пути потоков могут использоваться не только, например, для заполнения емкости большого объема или кега, но и в том случае, когда последний подлежит чистке с применением жидкого моющего средства. Однако в большинстве случаев заполнение кега производится по так называемому кольцевому каналу со стороны наружного периметра упомянутого толкателя, при этом в процессе заполнения воздух отводится по второму описанному пути потока и по так называемому вставному патрубку. Такой принципиальный порядок действий на практике привел к тому, что были оптимизированы и спроектированы для данного процесса технологическое оборудование, система трубопроводов и наполнительная головка-дозатор.
Однако на практике все большее значение приобретает требование в связи с вытекающей отсюда проблемой, связанной с тем, что собственно предусмотренный для потока газовой среды путь, проходящий через внутреннюю часть толкателя, и путь потока среды в виде продукта или же жидкого моющего средства со стороны внешнего периметра толкателя должны чередоваться. Ранее этого пытались достигнуть за счет того, что соответствующие пути движения продукта или жидкого моющего средства и газовой среды взаимно чередовали в установке. Также пытались произвести замену наполнительных головок-дозаторов. Однако в связи со связанными с этим большими расходами все указанные меры оказались невыгодными.
В основу изобретения положена техническая задача дальнейшего усовершенствования подобной емкости, в частности емкости большого объема, таким образом, чтобы пути потока, с одной стороны, среды в виде продукта и, с другой стороны, газовой среды можно было выполнить чередующимися без проблем и с низкими затратами.
Для решения этой технической задачи применительно к одинаковой по категории емкости предусмотрено, что толкатель выполнен таким образом, чтобы пути потоков, с одной стороны, среды в виде продукта и, с другой стороны, газовой среды могли чередоваться между собой. Для этой цели толкатель оснащен, как правило, элементом для чередования путей потоков. С помощью этого элемента путь потока газовой среды в наполнительной головке-дозаторе меняется на путь потока среды в виде продукта и наоборот.
Для этого в изобретении предусмотрено, в частности, что толкатель выполнен в виде сменного толкателя с элементом для чередования путей потоков. При этом элемент для чередования путей потоков может быть встроен в сменный толкатель. Однако также возможно, чтобы толкатель содержал сменный элемент. Тогда сменный элемент оснащается, как правило, при необходимости встроенным элементом для чередования путей потоков.
Для чередования путей потоков в последнем варианте необходимо только заменить сменный элемент, а не весь толкатель. Разумеется, что в состав изобретения входит также замена всего толкателя при необходимости чередования путей потоков. В этом случае толкатель будет полностью выполнен в виде сменного толкателя. Разумеется также, что эти оба приема могут быть осуществлены не только в виде альтернативы, но также при необходимости и в комбинации.
В том случае, если толкатель оснащен сменным элементом при необходимости с встроенным элементом для чередования путей потоков, то толкатель выполняется, как правило, разъемным. Такая конструкция состоит из нижней части толкателя и соединяемой с ней его верхней части. Предпочтительно сменный элемент выполнен в виде верхней части толкателя, соединяемой с его нижней частью.
Толкатель расположен в наполнительной головке-дозаторе и выполнен в целом с возможностью осевого перемещения в ней. Поэтому при открытой емкости или соответственно при открытой клапанной арматуре наполнительная головка-дозатор - подобно тому, как это описано в DE 3105706 А1 - может прилегать к прокладке клапана и приподнимать ее с уплотнительной поверхности. Таким образом, оба пути потоков высвобождаются, с одной стороны, на так называемом кольцевом канале со стороны наружного периметра толкателя и, с другой стороны, во внутренней части толкателя и во вставном патрубке. Согласно изобретению также возможно направлять не только среду в виде продукта, например пиво, по названному наружному кольцевому каналу внутрь кега, но также одновременно и сатурационный газ по расположенному посередине наполнительной головки-дозатора штуцеру или же выводить его из бочки. Пути потоков среды в виде продукта и газовой среды могут взаимно чередоваться, при этом среда в виде продукта поступает через штуцер, а газовая среда - через наружный кольцевой канал. Как уже отмечалось, это достигается посредством выполненного сменным толкателем согласно изобретению или же обращением к сменному элементу.
Вращательно-симметричное и по существу цилиндрическое выполнение толкателя, как и наполнительной головки-дозатора, зарекомендовало себя в целом положительно. Также и клапанная арматура выполняется, как правило, вращательно-симметричной и по существу цилиндрической. Толкатель содержит уже описанный выше наружный кольцевой канал, расположенный со стороны наружного периметра. В действительности этот кольцевой канал, при детальном рассмотрении, выполнен таким образом, что толкатель имеет на определенном участке наружную цилиндрическую поверхность, которой он заходит в отверстия, через которые наружный кольцевой канал сообщен, как правило, с внутренней частью бочки. Отверстия располагаются преимущественно в уплотнительной закраине, вследствие чего они остаются закрытыми в том случае, когда толкатель находится в нерабочем положении, а емкость или кег закрыты. Также в этом положении седло клапана клапанной арматуры не приподнимается.
Однако, если емкость или кег находятся в «открытом» положении, то клапан приподнимается со своего седла, а также и уплотнительная закраина с посадочного места, в результате чего отверстия открываются, а вместе с ними открываются и оба описанных выше раздельных пути потоков, с одной стороны, среды в виде продукта и, с другой стороны, газовой среды. При этом необходимо подчеркнуть, что под средой в виде продукта и газовой средой в рамках настоящего изобретения имеется в виду практически любая текучая среда, т.е. в примере со средой в виде продукта это необязательно только напитки или жидкое моющее средство. Это же относится и к газовой среде, которая является рабочим или сатурационным газом и которая в принципе может быть жидкостью. Поэтому здесь можно было бы говорить о первой и второй средах. В целях лучшей идентификации и с учетом основного назначения речь идет преимущественно о среде в виде продукта и о газовой среде.
Вариант выполнения элемента для чередования путей потоков, при подробном рассмотрении, включает в себя следующее. Наружный кольцевой канал элемента для чередования путей потоков оснащают блокирующим устройством, которым наружный кольцевой канал разделяется на закрытый подводящий канал и отводной канал с, по меньшей мере, одним отверстием. Кроме того, элемент для чередования путей потоков снабжен внутри предпочтительно составным стояком, состоящим из входного трубопровода и отводного трубопровода. Элемент для чередования путей потоков выполнен таким образом, что закрытый подводящий канал сообщен с отводным трубопроводом, а входной трубопровод - с отводным каналом, и, следовательно, по меньшей мере, с одним отверстием.
Таким образом, путем незначительных изменений существующего толкателя обеспечивается необходимое чередование путей, с одной стороны, потока среды в виде продукта и, с другой стороны, потока газовой среды. В результате достигается относительно не дорогостоящее переоснащение. Разумеется можно работать и без изменений обычного толкателя, которым не чередуются пути потоков среды в виде продукта и газовой среды, толкатель согласно изобретению представляет собой скорее опцию, которую используют в том случае, когда необходимо соблюсти упомянутое требование относительно чередования путей потоков. В этом и состоят существенные преимущества.
Ниже изобретение подробнее поясняется с помощью чертежа с показанным на нем единственным примером выполнения. При этом изображено:
фиг.1 - схематически емкость согласно изобретению с наполнительной головкой - дозатором и клапанной арматурой;
фиг.2 - общий вид в перспективе на используемый толкатель;
фиг.3 - верхняя часть толкателя в обычном исполнении;
фиг.4 - верхняя часть толкателя в качестве сменного элемента с чередуемыми путями потоков, с одной стороны, среды в виде продукта и, с другой стороны, газовой среды.
На фиг.1 изображена емкость, в частности емкость большого объема, в виде кега-бочки 1. В основном кег-бочка 1 предназначен для хранения жидкостей, в данном случае напитков, специально пива. Для этого кег-бочку приводят в показанное на фиг.1 перевернутое положение и подсоединяют имеющуюся там клапанную арматуру 2 к наполнительной головке-дозатору 3. В наполнительной головке-дозаторе 3 расположен с возможностью осевых перемещений толкатель 4, общий вид которого показан на фиг.2.
С помощью толкателя 4 клапан 5 может приподниматься внутри наполнительной головки-дозатора 3 со своего штатного седла 6, как это показано в правой части фиг.1. Таким образом, среда в виде продукта, в данном случае жидкость, соответственно напиток или пиво, может по наружному кольцевому каналу 7 поступать внутрь бочки, как это отмечено соответствующими стрелками. Поскольку внутренняя часть бочки располагается выше наполнительной головки-дозатора 3, то стрелки, указывающие путь потока на наружном кольцевом канале 7, на фиг.1 естественно направлены вверх. Это относится и к стрелкам, которыми отмечен путь потока газовой среды. Действительно газовая среда или сатурационный газ поступает по газовому каналу 8, проходящему внутри толкателя 4, выполненного в виде полого цилиндра. Газовый канал 8 продолжен в штуцере или вставном патрубке S, выступающем внутрь кега-бочки 1. В правой части фиг.1 можно видеть, что открыты как наружный кольцевой канал или канал 7 для продукта, так и газовый канал 8. Оба канала 7, 8 образуют первый канал 7 и второй канал 8 для разных сред, которые должны быть текучими для возможности заполнения кега-бочки 1.
В том случае, когда толкатель 4 находится в нерабочем положении или отведенном назад положении, как показано в левой части фиг.1, то клапан 5 не приподнимается со своего седла 6. Вследствие этого как наружный кольцевой канал или канал 7 для продукта, так и газовый канал 8 остаются закрытыми. Следовательно, остается закрытым и кег-бочка 1, и в этом положении не может происходить ни заполнения средой в виде продукта, ни выхода газа и среды в виде продукта из внутренней части.
Согласно изобретению показанный на фиг.2 толкатель 4 выполнен таким образом, что пути потоков, с одной стороны, среды в виде продукта и, с другой стороны, газовой среды могут чередоваться между собой. Для этого в рамках примера выполнения изобретением предусмотрен сменный элемент 4а, который выполнен в виде верхней части толкателя и может соединяться с нижней частью 4b с возможностью замены. При этом сменный элемент или верхняя часть 4а толкателя выполнен, как показано на фиг.3, обычным образом, т.е. содержит внутри себя сквозной газовый канал, причем наружный кольцевой канал 7 выполнен также сквозным и служит для подачи среды в виде продукта.
Однако в рамках варианта на фиг.4 применяется модифицированная согласно изобретению верхняя часть 4а толкателя или сменный элемент 4а. Он оснащен встроенным элементом 9 для чередования путей потоков. Для этого наружный кольцевой канал 7 элемента 9 для чередования путей потоков снабжен блокирующим устройством 10. Это устройство 10 разделяет наружный кольцевой канал 7 на закрытый подводящий канал 7а и отводной канал 7b. На стороне выхода отводной канал 7b заходит в несколько отверстий 11, расположенных кольцеобразно и по периметру сменного элемента 4, а именно в уплотнительной закраине 12. Если толкатель 4 находится в показанном на фиг.1 отведенном назад положении или в своем нерабочем положении, то отверстия 11 в упомянутой уплотняющей закраине 12 остаются закрытыми. Если же толкатель 4 займет положение, соответствующее открытому положению кега-бочки, как показано в правой части фиг.1, то отверстия 11 в уплотнительной закраине 12 не будут перекрываться седлом 13 клапана.
Кроме того, элемент 9 для чередования путей потоков содержит разделенный стояк 14 с входным трубопроводом 14а и отводным трубопроводом 14b. Входной трубопровод 14а и отводной трубопровод 14b сообщены между собой столь же незначительно, что и подводящий канал 7а и отводной канал 7b со своими отверстиями 11. Таким образом может легко обеспечиваться чередование путей потоков, с одной стороны, среды в виде продукта и, с другой стороны, газовой среды, так как элемент 9 для чередования этих путей потоков сообщает закрытый подводящий канал 7а с отводным трубопроводом 14b. Таким образом среда в виде продукта, подаваемая, например, по наружному кольцевому каналу 7, поступает далее с помощью элемента 9 для чередования путей потоков внутри сменного элемента 4 согласно изобретению не со стороны периметра сменного элемента 4 (как это происходит в известном из уровня техники сменном элементе 4 на фиг.3), а по отводному трубопроводу или отводному каналу 14b и выходит на путь, зарезервированный ранее для газового канала 8. В обратном случае входной трубопровод 14а сообщается с отводным каналом 7b и, следовательно, с отверстиями 11. Таким образом газовая среда, подаваемая, как правило, по отводному каналу 7b, выходит в конечном итоге через отверстия 11 наружу и перемещается далее по пути, по которому перемещалась ранее среда в виде продукта.
Само собой разумеется, что сменный элемент на фиг.4 может быть заменен сменным элементом 4а на фиг.3, в результате чего (снова) будут восстановлены первоначальные пути потоков. Действительно показанный на фиг.3 сменный элемент 4а отличается тем, что газовая среда подается по всему газовому каналу 8 внутри выполненного в виде полого цилиндра толкателя 4, в то время как среда в виде продукта перемещается по всей длине толкателя 4 со стороны наружного периметра и поступает по кольцевому каналу 7 внутрь кега-бочки 1 (или также наружу из него). Соединение сменного элемента или же верхней части 4а толкателя с его нижней частью 4b может осуществляться с помощью болтового, штеккерного, байонетного или аналогичных видов соединения.
Во всяком случае такое соединение допускает замену соответствующего сменного элемента 4а в соответствии либо с вариантом выполнения на фиг.3, либо с вариантом выполнения на фиг.4. В принципе может быть также заменен и весь толкатель 4, а именно на такой, в который встроен элемент 9 для чередования путей потоков, как показано, например, на фиг.4. Во всяком случае, в рамках настоящего изобретения традиционная наполнительная головка-дозатор 3 может быть переоснащена путем замены толкателя 4 или его верхней части 4а для заполнения или, в общем случае, для обработки кега-бочки 1.
В данном случае под обработкой подразумевается опорожнение кега-бочки 1 от остатков, его очистка, опрессовка и пр. Таким образом можно снова использовать традиционные наполнительные головки-дозаторы, исключив необходимость в приобретении новых. Путем описанного чередования путей потоков, с одной стороны, среды в виде продукта и, с другой стороны, газовой среды становится возможной обработка на традиционном оборудовании не только многооборотных емкостей или кегов-бочек 1 при многооборотном использовании, но и, в частности, однооборотных бочек на обычном, предназначенном для кегов оборудовании, при этом без существенного переоборудования.