РАЗЛИВОЧНАЯ ГОЛОВКА С 3/2-ХОДОВЫМ КЛАПАНОМ
FILLING HEAD WITH A 3/2-WAY VALVE

Данное изобретение относится к разливочной головке для присоединения к бочке согласно признакам в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Из уровня техники известно для продажи напитков эти напитки сначала предоставлять в бочке и затем извлекать из этой бочки. Этот процесс называется в разговорном языке также розливом. В частности, такой розлив напитков происходит в случае газированных напитков. В основном это пиво, газированные лимонады или тому подобное.
2
Сам напиток предоставляется для этого в бочке. Бочка поступает на место продажи в закрытом состоянии от пивоваренного завода или заправочной станции. Если бочка расположена на своем предусмотренном месте установки, то на бочку надевается/насаживается разливочная головка, и находящийся в бочке напиток может извлекаться. Разливочная головка имеет для этого линию подачи газа под давлением, так что газ под давлением, будучи предоставлен, например, в газовом баллоне, вводится в бочку, бочка находится вследствие этого под давлением, и напиток выходит через напорную линию из бочки. В качестве газа под давлением используется чаще всего CO.
Наряду с бочками из металлических материалов, в частности алюминиевыми бочками, на рынке в последнее время получают все большее и большее признание так называемые одноразовые бочки. Одноразовые бочки изготавливаются, как правило, из пластика и после однократного употребления не используются повторно, а утилизируются. Однако существуют также пластиковые многоразовые бочки.
Когда содержимое бочки подходит к своему концу, то бочка заменяется на полную. Однако бочка находится еще под давлением подаваемого газа под давлением.
Из DE 43 16 457 C1 известно, что в разливочной головке установлен расширительный клапан, который, однако, приводится в действие только после начала процесса отсоединения разливочной головки. Однако, в частности у одноразовых бочек, уже запорный элемент самой бочки может в этом случае снова быть газонепроницаемо закрыт, так что хотя часть имеющегося газа под давлением улетучивается, тем не менее сама бочка все еще находится под нежелательным остаточным давлением. Это остаточное давление больше, чем давление окружающей среды (атмосферное давление).
Задача данного изобретения предоставить возможность того, что бочка, в частности одноразовая бочка, подвергается полному стравливанию воздуха, причем пользователю без дальнейшей проверки видно, что функция стравливания была выполнена.
Вышеуказанная задача решается у разливочной головки для присоединения к бочке согласно изобретению с помощью признаков в пункте 1 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Разливочная головка подходит для присоединения или для надевания на бочку, в частности для разливочной установки, причем сама разливочная головка имеет тело разливочной головки, и в теле разливочной головки выполнена линия подачи газа под давлением и линия отвода напитка. Как правило, тело разливочной головки изготовлено из металлического материала. В теле разливочной головки может далее опционально находиться трубка толкателя, а также состыкованный с телом разливочной головки поворотный рычаг. При надевании разливочной головки на бочку толкатель может затем смещаться поворотным рычагом в осевом направлении.
Согласно изобретению разливочная головка отличается тем, что непосредственно на или в теле разливочной головки в линии подачи газа под давлением образован 3/2-ходовой (трехходовой и двухпозиционный) клапан, который при надетой и, в частности, заблокированной разливочной головке либо соединяет линию подачи газа под давлением от источника газа с внутренним пространством бочки, либо соединяет газопроводящим образом внутреннее пространство бочки с окружающей средой. Таким образом, 3/2-ходовой клапан имеет согласно изобретению три подключения и два положения переключения.
Таким образом, благодаря 3/2-ходовому клапану возможно принимать две позиции, соответственно, два положения. Либо бочка газопроводящим образом соединена с источником газа. Таким образом, может иметь место режим наливания, соответственно, розлива. Если бочка должна заменяться или сменяться, например, когда она пуста или когда возникла техническая неисправность, или необходима очистка, то 3/2-ходовой клапан может переводиться в положение, согласно которому внутреннее пространство бочки соединено газопроводящим образом с окружающей средой, однако одновременно дальнейшая подача газа под давлением из источника газа заблокирована. Вследствие этого обеспечивается то, что внутреннее давление бочки разряжается (стравливается), соответственно, понижается до давления окружающей среды. Таким образом, бочка могла бы подаваться на утилизацию без риска. Таким образом, не остается остаточное давление в самой бочке. Например, таким образом предотвращаются выходы жидкостей при снятии разливочной головки. В частности, при использовании на одноразовой бочке одноразовая бочка может утилизироваться без остаточного давления.
Вследствие того, что 3/2-ходовой клапан непосредственно пристыкован к телу разливочной головки, соответственно, интегрирован в тело разливочной головки, повышается в частности надежность в работе. Сама разливочная головка должна сниматься с бочки, так что пользователь всегда также имеет прямой доступ к 3/2-ходовому клапану на самой разливочной головке.
Данное изобретение относится таким образом также к системе, которая включает в себя бочку, разливочную головку, газовый баллон, а также разливочный кран и соединяющие соответствующие компоненты линии, и соответственно к применению соответствующей изобретению разливочной головки с 3/2-ходовым клапаном, а также к способу эксплуатации разливочной установки.
3/2-ходовой клапан выполнен, в частности, в виде золотникового клапана, или 3/2-ходовой клапан выполнен в виде поворотного клапана. 3/2-ходовой клапан состыкован наиболее предпочтительно либо с самим телом разливочной головки, наиболее предпочтительно с геометрическим замыканием и, в частности, посредством резьбового соединения. Это предоставляет то преимущество, что 3/2-ходовой клапан может также дооснащаться на уже имеющиеся разливочные головки, соответственно, при износе или неисправности 3/2-ходовой клапан может просто заменяться, без того чтобы должна была бы заменяться вся разливочная головка. В частности, отдельные компоненты 3/2-ходового клапана могут быть изготовлены из металлического материала, например из латуни или нержавеющей стали, однако также, по меньшей мере, частично из пластика.
Однако 3/2-ходовой клапан может быть также выполнен за одно целое и наиболее предпочтительно из одного материала с самим телом разливочной головки. В частности, 3/2-ходовой клапан интегрирован, таким образом, в линию подачи газа под давлением самого тела разливочной головки. Это может осуществляться, например, посредством процесса литься или ковки во время изготовления тела разливочной головки.
Наиболее предпочтительным оказался в рамках изобретения 3/2-ходовой клапан, выполненный в виде скользящего клапана. Для этого 3/2-ходовой клапан имеет вытянутое трубообразное седло клапана, соответственно, тело клапана. На седле клапана расположена передвижная втулка. Передвижная втулка предпочтительно выполнена в виде гильзы. Само седло клапана, наиболее предпочтительно, выполнено выступающим вбок от тела разливочной головки. Это позволяет сдвигать передвижную втулку на седле клапана вперед и назад при наиболее простом обращении, так как передвижная втулка может захватываться и перемещаться несколькими пальцами пользователя. Кроме того, соответствующее положение передвижной втулки позволяет делать непосредственно очевидный вывод о соответствующем состоянии. Либо газ под давлением подается в бочку, либо бочка стравливается, и подача газа под давлением одновременно прервана. Это является преимуществом по сравнению с чистым воздухоспускным клапаном или клапаном избыточного давления. И хотя при этом бочка тоже подвергается стравливанию воздуха, тем не менее подача газа под давлением одновременно не прерывается. Седло клапана не должно быть обязательно выполнено выступающим вбок от тела разливочной головки, а может также выступать относительно верхней стороны тела разливочной головки, соответственно, выступать вбок под косым углом. Это, как сказано, является наиболее предпочтительным, так как передвижная втулка может таким образом захватываться несколькими пальцами обслуживающего монтера.
В частности, скользящий клапан выполнен далее таким образом, что передвижная втулка имеет два уплотнения, которые, в частности, в виде колец круглого сечения расположены во внутренней боковой поверхности, соответственно, в пазах внутренней боковой поверхности передвижной втулки. Уплотнения могут быть также выполнены в виде кольца крестообразного сечения, уплотнения поршня или штока. Этими двумя уплотнениями передвижная втулка установлена с возможностью скольжения на седле клапана и может плавно перемещаться на седле клапана в или из предпочтительно двух положений. Между двумя уплотнениями, а также между наружной боковой поверхностью седла клапана и внутренней боковой поверхностью передвижной втулки образуется вследствие этого газонепроницаемый канал. Положение канала может соответствующим образом изменяться за счет перемещения передвижной втулки. Также уплотнения могут быть расположены на седле клапана.
Чтобы теперь устанавливалось газопроводящее соединение, в седле клапана предусмотрены, по меньшей мере, два направленных в радиальном направлении радиальных отверстия, которые расположены на расстоянии друг от друга в осевом направлении. Посредством смещения передвижной втулки могут таким образом либо предпочтительно оба радиальных отверстия быть перекрыты, тем самым радиальные отверстия соединяются друг с другом газопроводящим образом газонепроницаемым каналом. Посредством осевого смещения передвижной втулки ею может приниматься такое положение, что одно радиальное отверстие открыто относительно окружающей среды, предпочтительно второе радиальное отверстие при этом перекрывается. Открытое радиально отверстие может таким образом стравливать внутреннее давление бочки в окружающую среду. Перекрытое радиальное отверстие одновременно газопроводящим образом соединяется с указанным каналом, который, однако, ввиду положения передвижной втулки газонепроницаемо закрыт, так что газ не выдается в окружающую среду. Вследствие этого, например, дальнейшая подача газа под давлением через 3/2-ходовой клапан прерывается, соответственно, герметизируется, одновременно подвергается стравливанию внутреннее пространство бочки через открытое радиальное отверстие.
В альтернативном варианте осуществления седло клапана может также иметь одно осевое сквозное отверстие. Это сквозное отверстие может также называться проходным осевым отверстием. Чтобы теперь два подключения газонепроницаемо отделялись друг от друга в осевом направлении, вставлена заглушка в сквозное отверстие. Заглушка, в частности, газонепроницаемо вставлена в сквозное отверстие. Для этого заглушка, в частности, впрессована в сквозное отверстие. Заглушка может быть также вклеена и/или ввинчена в сквозное отверстие. Посредством заглушки сквозное отверстие разделено таким образом на два участка, в частности, продольных участка. С каждым участком газопроводящим образом соединено в этом случае одно радиальное отверстие. Таким образом, при помощи передвижной втулки 3/2-ходовой клапан может образовываться и принимать различные положения.
Наиболее предпочтительно сквозное отверстие имеет два продольных участка, которые имеют отличные друг от друга диаметры. Часть более длинного участка с меньшим диаметром выполнена при этом между радиальными отверстиями. Заглушка может таким образом вводиться через продольный участок с большим диаметром в сквозное отверстие и затем запрессовываться в продольный участок с меньшим диаметром, в частности в его часть, которая находится между двумя радиальными отверстиями.
Дальнейшие преимущества, признаки, свойства и аспекты данного изобретения являются предметом последующего описания. Предпочтительные варианты осуществления изображаются на схематичных фигурах. Они служат для простого понимания изобретения. Показано:
фиг.1 - соответствующая изобретению разливочная головка с 3/2-ходовым клапаном на изображении в перспективе;
фиг.2 - изображение в разрезе разливочной головки в деблокированном состоянии;
фиг.3 - изображение в разрезе разливочной головки в надетом и заблокированном состоянии в газопроводящем положении;
фиг.4 - разливочная головка с фиг.4 в положении стравливания;
фиг.5 - альтернативный к фиг.3 вариант осуществления с выполненным за одно целое и из одного материала 3/2-ходовым клапаном;
фиг.6 и 7 - в каждом случае увеличенное изображение в разрезе 3/2-ходового клапана согласно фиг.3 и 4, соответственно;
фиг.8 и 9 - разливочная головка с выполненным за одной целое 3/2-ходовым клапаном в виде поворотного клапана;
фиг.10 - разливочная головка с выполненным за одной целое 3/2-ходовым клапаном в виде поворотного клапана и сквозным отверстием; и
фиг.11 - вариант осуществления 3/2-ходового клапана в виде золотникового клапана с X-образными уплотнениями.
На фигурах для одинаковых или аналогичных компонентов используются одинаковые ссылочные позиции, даже если повторное описание опущено по причинам упрощения.
Фиг.1 показывает разливочную головку 1 с установленным соответствующим изобретению 3/2-ходовым клапаном 2. Разливочная головка 1 имеет тело 3 разливочной головки. На самом теле 3 разливочной головки расположен поворотный рычаг 4. Поворотный рычаг 4 может перемещать расположенную в теле 3 разливочной головки трубку 5 толкателя в осевом направлении A относительно тела 3 разливочной головки. В самой трубке 5 толкателя выполнена линия 6 отвода напитка. Далее выполнена линия 7 подачи газа под давлением, в которую, как здесь изображено, 3/2-ходовой клапан 2 интегрирован посредством непосредственного расположения на теле 3 разливочной головки. Далее, может быть предусмотрен клапан 8 сброса давления, соответственно, избыточного давления, для того чтобы выполнять дальнейшую функцию стравливания.
Соответствующий изобретению вариант осуществления разъясняется теперь на изображениях в разрезе согласно фиг.2, 3 и 4. Согласно фиг.2 тело 3 разливочной головки изображено в деблокированном состоянии. Если теперь согласно фиг.3 и 4 разливочная головка 1 надевается на бочку 9, то она соединяется с не изображенной более подробно, а лишь схематично головкой 10 бочки, и посредством движения вниз поворотного рычага 4 трубка 5 толкателя перемещается в осевом направлении A во внутреннюю область 11 бочки, соответственно, внутреннее пространство бочки. Вследствие этого через линию 7 подачи газа под давлением газ под давлением подается и поступает во внутреннюю часть 11 бочки. Во внутренней области 11 бочки имеется таким образом внутреннее давление pi. Внутреннее давление pi соответствует установленному давлению газа под давлением. Чтобы газ под давлением мог проходить через 3/2-ходовой клапан 2, на изображенном здесь золотниковом клапане с трубообразным, соответственно, цилиндрическим седлом 12 клапана передвижная втулка 13 была согласно фиг.3 помещена в положение передачи. То есть передвижная втулка 13 сдвинута полностью вправо относительно плоскости чертежа. В самом седле 12 клапана предусмотрены, по меньшей мере, два радиальных отверстия 14.1, 14.2. Между наружной боковой поверхностью 15 седла 12 клапана, внутренней боковой поверхностью 16 передвижной втулки 13, а также между двумя уплотнениями 17 самой передвижной втулки 13 выполнен газопроводящий канал 18 в 3/2-ходовом клапане 2. Это еще раз также изображается на фиг.6. В положении согласно фиг.3 газ под давлением может, таким образом, поступая слева относительно плоскости чертежа, переходить через первое радиальное отверстие 14.1 в канал 18 между седлом 12 клапана и передвижной втулкой 13 и входить в правое относительно плоскости чертежа радиальное отверстие 14.2, так что он поступает вовнутрь тела 3 разливочной головки и оттуда, в свою очередь, во внутреннюю область 11 бочки. Это соответствует режиму розлива напитка.
Если теперь бочка 9 должна заменяться, то разливочная головка 1 продолжает вначале все еще находиться на бочке 9 и тем самым в заблокированном положении. Однако, 3/2-ходовой клапан 2 был согласно фиг.4, соответственно, фиг.7 переставлен таким образом, что передвижная втулка 13 направлена относительно плоскости чертежа влево в положение стравливания. Первое радиальное отверстие 14.1 по-прежнему проводит газ под давлением, однако благодаря герметичному (газоплотному) исполнению газообразного канала 18 оно уплотнено относительно окружающей среды U. И хотя газ под давлением прилегает таким образом к 3/2-ходовому клапану 2, тем не менее он не поступает ни во внутреннюю область 11 бочки, ни в окружающую среду U. Однако, одновременно прилегающее во внутренней области 11 бочки избыточное давление отводится через второе радиальное отверстие 14.2, которое теперь открыто, в окружающую среду U. Таким образом, имеет место функция стравливания. Стравливание осуществлено предпочтительно в течение короткого промежутка времени, в частности в несколько секунд. Таким образом, непосредственно после перемещения 3/2-ходового клапана 2 в положение стравливания разливочная головка 1 может деблокироваться и сниматься с бочки 9. Внутреннее давление pi соответствует в этом случае давлению pU окружающей среды.
Предпочтительно выполнены два осевых отверстия 19 в седле 12 клапана, которые в средней области 20 механически, соответственно, физически отделены друг от друга. Газ под давлением должен, таким образом, через радиальные отверстия 14.1, 14.2 и газопроводящий канал 18 проводиться из одного осевого отверстия 19 в следующее осевое отверстие 19. Далее, два радиальных отверстия 14.1, 14.2 выполнены на левой и правой стороне. Канал 18 выполнен радиально огибающим.
Согласно варианту осуществления с фиг.2, 3 и 4 упомянутый 3/2-ходовой клапан 2 изготовлен в виде отдельного компонента, однако непосредственно за счет геометрического замыкания, в частности благодаря резьбовому соединению 21, соединен с телом 3 разливочной головки. Это предоставляет согласно изобретению два существенных преимущества. С одной стороны, 3/2-ходовой клапан 2 закреплен непосредственно на самой разливочной головке 1, так что пользователь всегда также готов использовать 3/2-ходовой клапан 2 для стравливания. Вторым преимуществом является возможность отдельного изготовления 3/2-ходового клапана 2 и тем самым также возможность дооснащения на имеющиеся разливочные головки 1, а также при необходимости возможность замены в случае технического обслуживания 3/2-ходового клапана 2 самой разливочной головки 1.
Фиг.5 показывает альтернативный вариант осуществления. При этом седло 12 3/2-ходового клапана 2 выполнено за одно целое и из одного материала с самим телом 3 разливочной головки. Однако принцип действия в остальном идентичен.
Фиг.8 и 9 показывают изображение в разрезе разливочной головки 1, аналогичное фиг.3 и 4. Однако, в противоположность этому здесь также согласно фиг.5 3/2-ходовой клапан 2 выполнен за одно целое и из одного материала с самим телом 3 разливочной головки. Кроме того, 3/2-ходовой клапан 2 выполнен в виде поворотного клапана. Сам поворотный клапан может быть при этом выполнен, например, в виде шарикового клапана переключения или же в виде роликового клапана. Шарик 22 или ролик, соответственно, валик имеет для этого сквозное отверстие 23, а также распространяющееся поперек к нему отверстие 24. Сквозное отверстие 23 может согласно фиг.8 в надетом на бочку 9 положении соединять внутреннюю область 11 бочки с линией 7 подачи газа под давлением.
В изображенном на фиг.9 положении сквозное отверстие 23 блокирует дальнейшую подачу газа под давлением через линию 7 подачи газа под давлением. Далее, оно соединяет внутреннюю область 11 бочки с окружающей средой благодаря отверстию 24. Вследствие этого может происходить стравливание через отверстие 25.
Фиг.10 показывает вариант осуществления с седлом 12 клапана, которое имеет сплошное осевое отверстие 26, соответственно, сквозное отверстие. Седло 12 клапана выполнено за одно целое и из одного материала с телом 3 разливочной головки. Однако, седло клапана может быть также изготовлено в виде отдельного компонента и затем состыковываться с телом 3 разливочной головки. Сквозное отверстие 26 имеет два продольных участка 27, 28 с отличными друг от друга диаметрами D1, D2. При этом больший диаметр D2 выполнен слева относительно плоскости чертежа. На правой стороне относительно плоскости чертежа выполнен меньший диаметр D1. Там, где начинается меньший диаметр, запрессована заглушка 29. Заглушка 29 запрессована, в частности, в часть 31 продольного участка 28 с меньшим диаметром D1, которая расположена между радиальными отверстиями 14.1 и 14.2. Таким образом, может изготавливаться сквозное осевое отверстие 26 с двумя различными диаметрами. Согласно этому заглушка 29 может вставляться с левой стороны в осевое отверстие 26. Между заглушкой 29 и осевым отверстием 26 выполнена в этой части 31 в этом случае посадка с натягом. Далее, в седло клапана ввинчен присоединительный элемент 30 для привинчивания газовой линии.
Фиг.11 показывает альтернативный к фиг.6 и 7 вариант осуществления. При этом уплотнение выполнено не в виде кольца круглого сечения, а в виде X-образного в поперечном сечении уплотнения. Речь идет о кольцеобразном уплотнении, которое выполнено X-образным в поперечном сечении.
2
Вследствие этого достигается нижеописанное преимущество. X-образное уплотнение 17 имеет в поперечном сечении ширину B17, которая шире, чем диаметр D14.2 радиального отверстия 14.2. Если, таким образом, передвижной втулкой 13 принято промежуточное положение. То есть 3/2-ходовой клапан не закрыт, как изображено на фиг.6, соответственно, не открыт, как изображено на фиг.7. Если он перемещается из открытого на фиг.7 положения в закрытое положение, однако не до упора на фиг.6, а в промежуточную позицию/промежуточное положение согласно фиг.11, то обслуживающим пользователем могло бы на основе положения передвижной втулки 13 предполагаться, что скользящий клапан находится в закрытом положении, так как он больше не видит отверстие 14.2, так как оно закрыто передвижной втулкой 13. Однако, вследствие этого газ CO мог бы выходить через отверстие 14.2 в окружающую среду U, в частности, если оно лишь частично перекрыто и/или ввиду поперечного сечения кольца круглого сечения не закрыто. Однако, вследствие того, что теперь ширина B17 X-образного уплотнения 17 больше, чем диаметр D14.2 радиального отверстия 14.2, обеспечивается то, что эта область перекрыта и тем самым уплотнена относительно окружающей среды U. Левое относительно плоскости чертежа уплотнение может быть также выполнено в поперечном сечении X-образным или быть кольцом круглого сечения. В случае кольца круглого сечения уменьшено сопротивление скольжения при перемещении передвижной втулки 13.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 разливочная головка
2 3/2-ходовой клапан
3 тело разливочной головки
4 поворотный рычаг
5 трубка толкателя
6 линия отвода напитка
7 линия подачи газа под давлением
8 клапан избыточного давления
9 бочка
10 головка бочки
11 внутренняя область бочки
12 седло клапана
13 передвижная втулка
14.1 радиальное отверстие
14.2 радиальное отверстие
15 наружная боковая поверхность седла 12 клапана
16 внутренняя боковая поверхность передвижной втулки 13
17 уплотнение
18 газопроводящий канал
19 осевое отверстие
20 средняя область
21 резьбовое соединение
22 шарик/ролик
23 сквозное отверстие
24 отверстие
25 отверстие
26 осевое отверстие
27 продольный участок
28 продольный участок
29 заглушка
30 присоединительный элемент
31 часть продольного участка 28
pU давление окружающей среды
pi внутреннее давление
U окружающая среда
A осевое направление
D1 диаметр
D2 диаметр
B17 ширина уплотнения 17
D14.2 диаметр радиального отверстия 14.2.