Устройство для беспенного розлива напитков

Предлагаемое устройство относится к области пищевой промышленности. Устройство предназначено для ускоренного беспенного разлива одного или двух пенящихся напитков из изобарической емкости под давлением в емкости методом изобарического розлива. Дополнительно в устройстве предусмотрена возможность разлива напитков через кран, подключение которого предусмотрено конструкцией устройства. Розлив в емкость осуществляется под давлением, при этом углекислота из баллона заполняет емкость, в которую наливается напиток, вытесняя из нее воздух и создавая давление, равное давлению в емкости с напитком. Принцип изобарического розлива заключается в том, что перед розливом в емкости создается такое же давление, как и в системе розлива, после чего напиток поступает в емкость и, распределяясь по стенкам, не образует пены. Путь для разливаемого напитка открывается только тогда, когда давление в емкости и газовой среде над напитком выровняется. После этого давление в емкости плавно снижается до атмосферного. Емкость заполняется быстро, без образования пены и с сохранением всех качественных характеристик напитка. Розлив через кран осуществляется без использования принципа изобарического розлива путем непосредственного розлива напитка в открытую емкость любого типа и размера.
Известен целый ряд аналогичных устройств.
Известно устройство для ручного розлива пива (полезная модель РФ №66741, МПК В67С 3/10, опубл. 27.09.2007 г.), содержащее механизм розлива, имеющий корпус, содержащий сливной канал, канал, соединенный с трубопроводом подачи газа из газового баллона, канал, соединенный с трубопроводом подачи пива из изобарической емкости, канал, соединяющий полость корпуса с резьбовой поверхностью для размещения горловины бутылки с дроссельным вентилем, присоединенным к корпусу, содержит продолжение сливного канала-трубку, один конец которой с наружной резьбовой поверхностью, ввернутой в корпус, второй конец изогнут под углом с выходом из торцевой поверхности корпуса, содержит полость с резьбовой поверхностью, соответствующей размеру горловины бутылки, верхняя часть корпуса, торцевая поверхность, содержит полость, в которой закреплен механически трехходовой кран общепромышленного назначения, каналы которого совмещены соответственно с каналами корпуса - сливным, подачи газа, подачи пива.
К недостаткам данного технического решения можно отнести отсутствие возможности одновременного подключения и розлива двух напитков через данное устройство, отсутствие возможности равномерного распределения напитка по внутренним стенкам емкости, что увеличивает процесс пенообразования в емкости при розливе, наличие трехходового крана с невысокой надежностью в работе, необходимость и неудобство частой промывки и стерилизации подвижных деталей кранов и всего устройства, за счет трудоемкости разборки и сборки устройства, быстрая изнашиваемость резьбового соединения узла прижима.
Известно устройство для ручного розлива нескольких сортов пенящихся и/или газированных напитков (полезная модель RU №85465, МПК В67С 3/10, опубл. 10.08.2009 г.), содержащее корпус, выполненный в виде многоходового коллектора, с установленными на входах двухпозиционными («открыто»-«закрыто») кранами. Корпус имеет на наружной цилиндрической поверхности нижней части резьбовое соединение с узлом прижима горловины бутыли, выполненной в узле ручкой-фиксатором, которая определяет рабочее положения узла и соединяется со стенкой узла прижима горловины бутыли при помощи подвижного резьбового соединения, имеет на конце тормозную вставку, контактирующую у торца сливного канала с корпусом.
К недостаткам данного технического решения можно отнести отсутствие возможности установки и крепления данного устройства к торговой стойке или разливной башне в торговой точке, большие габариты, использование двухпозиционных кранов, что приводит к усложнению конструкции, снижению удобства ее использования и надежности работы, а также повышению материалоемкости, быстрая изнашиваемость резьбового соединения узла прижима, необходимость и неудобство частой промывки и стерилизации подвижных деталей кранов и всего устройства, за счет трудоемкости разборки и сборки устройства, а также сложного дренажного решения, отсутствие возможности розлива напитков через обычный кран.
Известно устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков (полезная модель RU №98411, МПК В67С 3/10, опубл. 20.10.2010 г.), содержащее корпус со сливным каналом, соединяемым при помощи двух двухходовых кранов с источником газа и с емкостью с напитком под давлением с одной стороны и имеющим на другом конце расположенный вдоль центральной оси корпуса в области размещения горловины бутылки скошенный выступ со сливным отверстием, который обеспечивает растекание сливаемого напитка с незначительным пенообразованием.
К недостаткам данного технического решения можно отнести использование двух двухходовых кранов, что приводит к усложнению конструкции, снижению удобства ее использования и надежности работы, а также повышению материалоемкости, необходимость и неудобство частой промывки и стерилизации подвижных деталей кранов и всего устройства, за счет трудоемкости разборки и сборки устройства, быстрая изнашиваемость резьбового соединения узла прижима, отсутствие возможности одновременного подключения и розлива двух напитков через данное устройство, а также через обычный кран.
Известно устройство для розлива пенящихся и/или газированных напитков, (полезная модель RU №106240, МПК В67С 3/10, опубл. 10.07.2011 г.), содержащее корпус устройства выполняемый из пластмассы, которое имеет выполненный вдоль центральной своей оси сливной канал, который соединяется при помощи кранов-букс с трубопроводами подачи газа и с трубопроводами подачи напитков, имеет ввернутый в корпус дроссельный вентиль, соединенный дренажным каналом с полостью, образуемой горловиной отпускаемой бутылки в нижней части корпуса с уплотнительным кольцом, располагает оригинально выполненным узлом прижима горловины бутылки, работающего на основе подвижного резьбового соединения между узлом прижима и металлической резьбовой гильзой, установленной и зафиксированной на нижней цилиндрической части корпуса, при этом выход из сливного канала выполнен в виде отводного канала, наклоненного под определенным углом к центральной оси корпуса.
К недостаткам данного технического решения можно отнести использование трех кранов-букс, что приводит к усложнению конструкции, снижению удобства ее использования и надежности работы, а также повышению материалоемкости, отводной канал выполнен под углом к центральной оси корпуса, при этом данное решение не предусматривает возможности равномерного распределения напитка по внутренним стенкам емкости, что увеличивает процесс пенообразования в емкости при розливе, необходимость и неудобство частой промывки и стерилизации подвижных деталей кранов и всего устройства, за счет трудоемкости разборки и сборки устройства, а также сложного дренажного решения, отсутствие возможности розлива напитков через обычный кран.
Известен аппарат для розлива пенящихся напитков (полезная модель РФ №110730, МПК В67С 3/10, опубл. 27.11.2011 г.), который содержит корпус, имеющий канал для подачи напитка, канал для подачи и отвода газа, соединенные через двухпозиционные краны соответственно с трубопроводами для подачи напитка из изобарической емкости и газа из газового баллона, дроссельный вентиль, установленный в корпусе аппарата, и соединенный дополнительным каналом с каналом для подачи и отвода газа из емкости, узел для крепления горловины емкости к участку корпуса аппарата с выходными отверстиями канала подачи напитка и канала подачи и отвода газа. Двухпозиционный кран для подачи напитка выполнен в виде мембранного клапана с ручным управлением.
К недостаткам данного технического решения можно отнести использование двухпозиционного крана для подачи напитка, выполненного в виде мембранного клапана с ручным управлением, что приводит к усложнению конструкции, снижению надежности и срока службы работы данного крана, а также повышению материалоемкости, выходное отверстие канала подачи напитка выполнено под прямым углом, при этом данное решение не предусматривает возможности равномерного распределения напитка по внутренним стенкам емкости, что значительно увеличивает процесс пенообразования в емкости при розливе, отсутствие возможности одновременного подключения и розлива двух напитков через данное устройство, а также через обычный кран.
Известно устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков (полезная модель РФ №129918, МПК В67С 3/10, опубл. 10.07.2013 г.), которое содержит корпус с каналом для подачи напитка, выполненным с возможностью соединения его с трубопроводом для подачи напитка, каналом для подачи газа, выполненным с возможностью соединения его с трубопроводом для подачи газа, сливным каналом и дренажным каналом, рукоятку управления, узел крепления горловины емкости на сливном канале. Устройство снабжено расположенным в корпусе штоком с установленными на нем свободно с противоположных его концов подпружиненными клапанами. Один из концов штока расположен в канале для подачи напитка, а противоположный его конец - в канале для подачи газа, сообщенном с каналом для подачи напитка. Шток установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения его концов в соответствующих каналах. В месте соединения каналов для подачи газа и подачи напитка выполнен выступ для ограничения перемещения подпружиненных клапанов, в котором расположен входной конец сливного канала. Шток соединен с рукояткой управления и выполнен с возможностью соединения сливного канала с каналом для подачи напитка или каналом подачи газа при его возвратно-поступательном перемещении.
К недостаткам данного технического решения можно отнести использование возвратно-поступательного штока с установленными на нем свободно с противоположных его концов подпружиненными клапанами, что усложняет конструкцию, приводит к неудобству и частой промывке и стерилизации подвижных деталей, за счет трудоемкости разборки и сборки устройства, снижению удобства ее использования и надежности работы, выходное отверстие сливного канала выполнено под прямым углом, при этом данное решение не предусматривает возможности равномерного распределения напитка по внутренним стенкам емкости, что значительно увеличивает процесс пенообразования в емкости при розливе, отсутствие возможности одновременного подключения и розлива двух напитков через данное устройство, а также через обычный кран.
Известно устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков «Пегас-М» (патент на изобретение РФ №2337053, МПК В67С 3/10, опубл. 27.09.2008 г.), которое включает корпус, имеющий канал, соединенный с трубопроводом подачи газа, канал, соединенный с трубопроводом подачи напитка из изобарической емкости, сливной канал, соединенный дополнительным каналом с каналами, подсоединенными к трубопроводам подачи газа и напитка. Устройство имеет узел крепления горловины пластиковой бутылки к открытому торцу сливного канала, размещенный на корпусе, дроссельный вентиль, установленный в корпусе и соединенный со сливным каналом, и узел для гашения пены в сливном канале. Каналы, подсоединенные к трубопроводам подачи газа и напитка, снабжены установленными в них клапанами. Штоки клапанов кинематически связаны с профилированным эксцентриком, расположенным в полости корпуса механизма розлива на валу, один конец которого пропущен через уплотненное отверстие в стенке корпуса и жестко связан с ручкой управления. Профиль эксцентрика выполнен с возможностью попеременного открывания клапанов или нахождения их в закрытом состоянии.
К недостаткам данного технического решения можно отнести возможность быстрого износа штоков клапанов, которые постоянно кинематически связаны с профилированным эксцентриком, неудобство выполнения промывки и стерилизации устройства, за счет трудоемкости разборки и сборки устройства, ограниченную возможность и сложность байонетного соединения узла крепления горловины емкости, отсутствия фиксаторов рабочих положений профилированного эксцентрика, а также отсутствие возможности одновременного подключения и розлива двух напитков через данное устройство.
Ближайшим аналогом (прототипом) заявленного технического решения является известное устройство для розлива пенящихся и/или газированных напитков (полезная модель РФ №134165, МПК В67С 3/10, опубл. 10.11.2013 г.), которое включает корпус с каналом для подачи напитка, выполненным с возможностью соединения его с трубопроводом для подачи напитка, каналом для подачи газа, выполненным с возможностью соединения его с трубопроводом для подачи газа, сливным каналом и дренажным каналом, рукоятку управления, узел крепления горловины емкости на сливном канале дроссельный вентиль, установленный в корпусе и соединенный с дренажным каналом, отличающееся тем, что каналы, подсоединенные к трубопроводам подачи газа и напитка, снабжены установленными в них клапанами, имеющими выступы в полость сливного канала, где расположен профилированный эксцентрик, один конец которого выходит на верхнюю часть корпуса и жестко связан с ручкой управления. Эксцентрик выполнен монолитно с возможностью попеременного открывания клапанов или нахождения их в закрытом состоянии, при этом в нерабочем состоянии эксцентрик не имеет постоянной связи с клапанами.
К недостаткам данного технического решения можно отнести смещение эксцентрика относительно вертикальной оси в процессе перемещения ручки управления, в результате чего возможен выход напитка через верхнюю часть корпуса, поскольку уплотнительное кольцо отжимается в одну сторону, выходное отверстие сливного канала выполнено под прямым углом без рассекателя, при этом данное решение не предусматривает возможности равномерного распределения напитка по внутренним стенкам емкости, что значительно увеличивает процесс пенообразования в емкости при розливе, отсутствие возможности одновременного подключения и розлива двух напитков через данное устройство, а также через обычный кран.
Задачей, стоящей перед предлагаемым техническим решением, является создание устройства для беспенного розлива напитков, расширяющего арсенал средств, используемых в настоящее время.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство для беспенного розлива напитков снабжено узлом распределения, селектор переключения режимов которого выведен на внешнюю поверхность корпуса, а жестко связанный с ним рабочий цилиндр снабжен язычком-толкателем, размещен в полом корпусе устройства, причем язычок-толкатель связан с рабочим цилиндром быстроразъемным соединением, и выполнен с обеспечением возможности попеременного воздействия на клапаны каналов подачи напитков или газа, и не имеет постоянной связи с клапанами.
Быстроразъемное соединение язычка-толкателя с рабочим цилиндром выполнено в виде шлицевого соединения, преимущественно, эвольвентным. Язычек-толкатель в нижней части снабжен углублением, которое выполнено с обеспечением взаимодействия с выступом дна полости узла распределения, предотвращая возможность вертикального смещения язычка-толкателя в процессе вращения его вокруг своей оси.
Дно полости узла распределения выполнено под углом к выходному каналу для предотвращения возможности нахождения остатков напитка в полости узла распределения после розлива и извлечения емкости из устройства.
Узел распределения снабжен фиксатором, который выполнен с обеспечением возможности закрепления положения язычка толкателя по отношению к клапанам.
Устройство снабжено узлом подачи и крепления, содержащим вставку и опорную трубку, которые сопряжены между собой шлицевым соединением, обеспечивающим вертикальное положение устройства.
Устройство снабжено опорной пробкой-заглушкой, выполненной с обеспечением возможности крепления вместо нее стандартного крана для розлива напитка в открытую емкость.
Рассекатель в выходном канале в виде шнека в своей нижней части выполнен с направляющей плоскостью, обеспечивающей равномерное распределение потока напитка на внутреннюю коническую часть емкости и минимизацию процесса пенообразования.
Техническим результатом предложенной полезной модели является простота и универсальность ее конструкции, снижение стоимости при изготовлении и затрат при эксплуатации, позволяющая разливать с помощью одного устройства либо один, либо два напитка в емкости изобарическим методом, а также возможность розлива напитка через кран в открытые емкости обычным методом. Устройство обеспечивает надежность работы механизма розлива и высокую износостойкость механизма распределения.
Устройство поясняется следующими графическими материалами:
- фиг. 1 - показан общий вид устройства для беспенного розлива напитков;
- фиг. 2 - показано устройство для беспенного розлива напитков, вид сбоку;
- фиг. 3 - показано сечение А-А на фиг. 2;
- фиг. 4 - показан узел распределения;
- фиг. 5 - показано устройство для беспенного розлива напитков, вид спереди;
- фиг. 6 - показано сечение В-В на фиг. 5;
- фиг. 7 - показано сечение С-С на фиг. 5.
Устройство для беспенного розлива напитков содержит корпус 1, в котором расположен узел распределения 2, с выходным каналом 3 напитков и газа непосредственно в емкость, дренажный канал 4, каналы подачи напитка и газа 5 в узел распределения 2, которые снабжены подпружиненными клапанами 6, узел крепления горловины емкости, выполненный в виде полого цилиндра - прижимного воротка 7 с возможностью поворота вокруг нижней части корпуса устройства и имеющего направляющие 8 для захвата горловины емкости, выполненные в его нижнем торце, узел крепления и подачи 9.
Узел распределения 2 (см. Фиг. 3 и Фиг. 4) состоит из селектора переключения режимов подачи напитков и газа 10, который выведен на внешнюю поверхность корпуса 1, жестко связанного с ним рабочего цилиндра 11 и язычка-толкателя 12. Язычок-толкатель 12 связан с рабочим цилиндром 11 быстроразъемным соединением и выполнен с обеспечением возможности попеременного воздействия на клапаны 6 каналов подачи напитков или газа и не имеет постоянной связи с клапанами 6. Быстроразъемное соединение язычка-толкателя 12 с рабочим цилиндром выполнено в виде шлицевого соединения, преимущественно, эвольвентным. Это быстроразъемное соединение с рабочим цилиндром 11 в разных положениях в зависимости от необходимости розлива либо одного, либо двух напитков. Конфигурация нижней части язычка-толкателя 12 выполнена таким образом, что своим углублением 13 язычок-толкатель 12 находится на выступе 14, предусмотренном в полости узла распределения 2, тем самым достигается обеспечение фиксации язычка-толкателя от вертикальных смещений в процессе вращения вокруг своей оси. Дно 15 полости узла распределения выполнено под углом к выходному каналу 3, что не позволяет напитку оставаться в полости узла распределения после розлива и извлечения емкости из устройства. Фиксатор положения 16 механизма распределения 2 выполняет функцию закрепления положений язычка-толкателя 12 по отношению к клапанам 6.
Клапаны 6 расположены в каналах подачи напитков и газа 5, подпружинены на опорных гайках, выполнены с возможностью открытия и закрытия каналов подачи напитков и газа 5 в полость узла распределения 2. Клапаны 6 имеют выступы 17 в полость узла распределения 2. Открытие клапанов 6 происходит за счет взаимодействия на их выступы 17 язычка-толкателя 12 при его повороте вокруг своей оси.
Дренажный механизм состоит из дроссельного вентиля 18, который выполняет функцию выпуска газа из емкости через дренажный канал 4. Он выполнен с возможностью подключения канала к дренажному шлангу через штуцер 19.
Каналы подачи напитка и газа 5 в узел распределения 2 выполнены с возможностью подключения каналов к соответствующим трубопроводам через аналогичные штуцеры 19.
Узел крепления и подачи 9 включает в себя вставку 20 и опорную трубку 21 для крепления устройства для беспенного розлива напитков.
Опорная пробка-заглушка 22 выполнена с возможностью крепления на ее место стандартного крана для розлива напитка в открытую емкость.
Устройство используют следующим образом.
С помощью опорной трубки 21 устройство крепится либо к стене, фиксируясь крепежными гайками, либо к разливной башне с помощью резьбового соединения опорной трубки 21. Вставка 20 и опорная трубка 21 сопрягаются между собой с помощью шлицевого соединения, предусматривающего корректировку установки устройства в вертикальное положение, и гайки опорной трубки 22.
Через штуцеры 19 герметично подключаются линии подачи напитков и газа в зависимости от типа розлива либо одного, либо двух напитков.
В исходном положении селектор узла распределения 10 располагается в одном из фиксированных положений рабочего цилиндра 11 и язычка-толкателя 12, при котором все каналы подачи напитков и газа 5 перекрыты клапанами 6 за счет своей конфигурации выступов в полость узла распределения 2.
Дренажный канал 4 перекрыт дроссельным вентилем 18.
Горловину наполняемой емкости устанавливают в вертикальное положение по направляющим 8 в прижимной вороток 7 устройства. Емкость прижимают к корпусу устройства с помощью вращения прижимного воротка 7 по часовой стрелке.
После проверки плотности прилегания емкости к устройству, открывают канал подачи газа 5 в емкость с помощью вращения селектора узла распределения 10 на угол 45° в фиксированное положение, когда язычок-толкатель 12, взаимодействуя с выступом клапана 6, откроет клапан канала подачи газа 5. По каналу подачи газа 5, через полость узла распределения 2, далее через выходной канал 3 корпуса устройства газ поступает и наполняет емкость.
После наполнения емкости газом, проверкой чему служит плотность емкости, селектор узла распределения 10 поворачивают обратно на угол 45° в фиксированное положение, при этом язычок-толкатель 12 прекращает взаимодействие с выступом клапана 6, и клапан, за счет пружины, перекрывает канал подачи газа 5.
Для подачи напитка селектор узла распределения 10 поворачивают еще на угол 45° в фиксированное положение, при котором язычок-толкатель 12, взаимодействуя с выступом клапана 6, откроет клапан канала подачи напитка 5. Напиток по каналу 5, через открывшийся клапан 6, поступает в полость узла распределения 2 и через выходной канал 3 поступает непосредственно в емкость для напитка. В выходном канале 3 предусмотрен рассекатель 24, который обеспечивает равномерное распределение потока напитка на внутреннюю коническую часть емкости, за счет своей конфигурации, выполненной в виде шнека с направляющей плоскостью 25 в своей нижней части, за счет чего минимизируется процесс пенообразования. С помощью регулировки открытия дренажного канала 4 дроссельным вентилем 18 происходит выход избыточного газа из емкости, который замещается напитком. Путем контролируемого сброса давления газа из емкости создаются условия для поступления в нее напитка. Устанавливающаяся при этом разность давлений определяет скорость потока напитка. Скорость выхода газа из емкости и заполнение ее напитком регулируется степенью открытия дренажного канала 4 дроссельным вентилем 18. Дренажный канал 4, выполненный с углублением в форме обратного конуса, сопрягается со штоком дроссельного вентиля 18, один конец которого выполнен в форме конуса, в связи с этим, открывая дренажный канал 4, увеличивается площадь поперечного сечения канала, увеличивая скорость выхода газа и наполнения емкости напитком. После наполнения емкости до требуемого уровня селектор узла распределения 10 поворачивают в обратном направлении на угол 45°, при этом язычок-толкатель 12 прекращает взаимодействие с выступом клапана 6, и клапан, за счет пружины, перекрывает канал подачи напитка 5. После этого с помощью дроссельного вентиля 18 регулируется выход избыточных остатков газа из емкости до выравнивания давления внутри емкости с атмосферным.
Извлечение емкости из устройства осуществляется путем поворота прижимного воротка 7 против часовой стрелки. После извлечения емкость плотно закрывают пробкой.
Устройство имеет техническую возможность розлива напитков в открытую емкость через подключаемый кран. В этом случае необходимо выкрутить опорную гайку-заглушку 23 и закрутить кран в полость корпуса 1.
Селектор узла распределения 10 располагается в одном из фиксированных положений рабочего цилиндра, при котором все каналы подачи напитков и газа 5 перекрыты клапанами 6 за счет своей конфигурации выступов в полость узла распределения 2.
Дренажный канал 4 перекрыт дроссельным вентилем 18.
Подключив трубопровод подачи, напиток по каналу подачи напитка 5 через корпус устройства 1 направится непосредственно в кран, при этом все клапаны 6 будут находиться в закрытом положении, что обеспечит невозможность выхода напитка через полость узла распределения 2 в выходной канал 3.
В случае необходимости розлива напитка в емкость под давлением газа при подключенном кране достаточно проделать все вышеописанные операции. Подключенный закрытый кран при этом будет выполнять роль заглушки.
Таким образом, данная полезная модель отличается универсальностью конструкции с возможностью использования розлива либо одного, либо двух напитков, а также розлива напитка через кран в открытую емкость любого размера, а также надежностью конструкции узлов розлива напитка за счет уменьшения поверхности соприкосновения подвижных частей узла распределения и клапанных узлов, что снижает их износ, а также обеспечивает более свободный доступ ко всем деталям внутри корпуса устройства, соприкасающимся с разливаемыми напитками, что упрощает его технологическое обслуживание, связанное с промывкой узлов и деталей устройства после окончания розлива напитка.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается конструкцией узла распределения, за счет применения быстроразъемного соединения язычка-толкателя с рабочим цилиндром, предусматривающего изменение положения язычка-толкателя относительно оси рабочего цилиндра для использования устройства при розливе одного либо двух сортов напитков, что повышает функциональные возможности устройства.
Использование пластмассового материала вместо металла значительно удешевляет изготовление всех узлов устройства за счет сравнительно дешевого материала, а также за счет более дешевого способа его обработки. Кроме того, в конструкции, по причине ее простоты, сведены к минимуму труднодоступные места, что облегчает условия промывки и стерилизации устройства.
Заявляемое техническое решение простое по конструкции, устройство на основе данного решения универсально для розлива одного или двух напитков изобарическим методом либо обычным методом через кран, может быть изготовлено из пластмассы, удобно, просто и быстро собирается и разбирается с целью профилактического осмотра и чистки, а также в случае необходимости замены любой из деталей.