ТРЕХХОДОВОЙ КРАН (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РУЧНОГО РОЗЛИВА ПЕНЯЩИХСЯ И/ИЛИ ГАЗИРОВАННЫХ НАПИТКОВ В ОТКРЫТУЮ ТАРУ С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
TRIPLE VALVE (VERSIONS) AND DEVICE FOR HAND DISPENSING OF FOAMY AND/OR CARBONATED BEVERAGES INTO OPEN CONTAINERS AND ITS USAGE

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к торговому оборудованию, и может быть использовано в устройствах для отпуска пива и других пенящихся и/или газированных напитков из изобарической емкости в пластиковые бутылки или стаканы в киосках розничной торговли, в магазинах, ресторанах и барах.
Известны устройства для переключения потоков, используемые в системах розлива пенящихся напитков разных сортов (Свидетельство на полезную модель РФ №13369, МПК B67D 1/00, опубл. 10.04.2000 г.; Патент США №6164083, МПК B67D 5/62, опубл. 26.12.2000 г.), включающие набор кранов, каждый из которых установлен в трубопроводе, соединенном с емкостью с напитком. Каждая емкость содержит напиток определенного сорта. Однако такие устройства для переключения потоков не позволяют разливать напитки в закрытую или открытую тару (пластиковые бутылки или кружки) из изобарических емкостей с противодавлением.
Известен многоходовой кран для переключения потоков (Патент РФ №2175735, МПК F16K 11/074, опубл. 11.10.2001 г.), включающий корпус с входным и несколькими выходным патрубками, крышку, поворотный шпиндель, затвор, выполненный в виде двух контактирующих между собой керамических дисков. Один из дисков неподвижно закреплен в седле корпуса, а второй - установлен с возможностью взаимодействия с поворотным шпинделем. В неподвижном диске выполнены несколько сквозных окон, в подвижном диске - углубление для сообщения патрубков между собой.
Недостатком аналога является возможность смешения потоков при их переключении.
Наиболее близким аналогом (прототипом) трехходового крана является трехходовой переключатель потоков устройства для ручного разлива пенящихся и/или газированных напитков, содержащий цилиндрический корпус с крышкой, в днище которого выполнено два сквозных подводящих отверстия и одно отводящее отверстие, а также установленные в корпусе соосно верхний диск с возможностью поворота и нижний диск, размещенный неподвижно; верхний диск жестко связан через отверстие в крышке с рукояткой, расположенной снаружи корпуса трехходового переключателя, в нижнем диске выполнены сквозные отверстия соосно отверстиям в днище корпуса, в теле верхнего диска, со стороны нижнего диска и напротив его отверстий выполнен глухой паз серповидной формы для сообщения одного из подводящих отверстий корпуса с его отводящим отверстием, причем вокруг ручки под крышкой корпуса размещено кольцевое эластичное уплотнение для поджатия верхнего и нижнего дисков друг к другу и к днищу корпуса, а в отверстиях днища корпуса установлены эластичные уплотнительные кольца (Патент на полезную модель №36371, МПК 8 B67D 1/06, В67С 3/06, 3/26, опубл. 12.11.2003).
Недостатком такого трехходового переключателя потоков является невысокая надежность его работы и сложность технологического обслуживания, связанного с промывкой дисков и уплотнений после окончания розлива пива или другого пенящегося или газированного напитка.
Наиболее близким аналогом (прототипом) устройства для ручного розлива напитков является устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков в кружки или стаканы, включающее корпус с платформой для размещения на ней кружки или стакана и установленную на платформе вертикально наливную трубку для соединения ее через переключатель потоков (кран) с трубопроводом подачи пива под давлением, конец которой расположен над платформой с кружкой или стаканом и загнут книзу в сторону указанной кружки или стакана (патент США №7278454, МПК В65В 1/04, опубл. 09.10.2007). К наливной трубке подсоединена дополнительная трубка-носик, которая опущена в стакан или кружку и имеет элемент для ламинаризации потока напитка, снижающий пенообразование последнего в процессе наполнения в указанную емкость. В процессе наполнения тары напитком трубка-носик погружается в указанный стакан.
Недостатком такого устройства является необходимость санитарной обработки трубки-носика после каждого наполнения тары, что снижает удобство пользования устройством и увеличивает время обслуживания клиентов. Кроме того, устройство не обеспечивает розлив напитка с противодавлением в кружки и стаканы из изобарических емкостей, вследствие чего значительно снижается скорость разлива напитка в тару.
Техническим результатом изобретения является упрощение технологического обслуживания как всего устройства для ручного розлива напитка за счет исключения необходимости санитарной обработки части наливной трубки после каждого наполнения тары, так и упрощение обслуживания кранов, что связано с отсутствием необходимости частой промывки узлов и деталей этих механизмов после окончания розлива пива или другого напитка.
Указанный технический результат достигается тем, что в трехходовом кране (первый вариант выполнения), содержащем полый цилиндрический корпус с двумя подводящими каналами и одним отводящим каналом и установленный в корпусе с ручкой управления механизм подключения или отключения одного из подводящих каналов с отводящим каналом, согласно изобретению полый цилиндрический корпус имеет три последовательно расположенных кольцевых полости, к первой и третьей из которых подсоединены соответственно подводящие каналы и ко второй средней полости - отводящий канал, механизм подключения и отключения подводящих каналов содержит клапан с эластичным торцевым уплотнением, имеющий осевой канал с кольцевым эластичным уплотнением, расположенный в третьей полости корпуса и размещенный в седле клапана с возможностью его осевого возвратно-поступательного перемещения, и шток, расположенный в корпусе крана с возможностью его осевого возвратно-поступательного перемещения, один конец которого выведен из корпуса через его торцевую стенку и кинематически связан с ручкой управления, а другой его конец размещен в противоположной третьей полости корпуса, пропущен через осевой канал клапана с кольцевым эластичным уплотнением и кинематически с ним связан первой пружиной, отжимающей клапан от конца штока к седлу этого клапана, образованному выступом в стенке корпуса между второй и третьей его полостями и кольцевым выступом, выполненным на штоке, кроме того, шток имеет осевой канал, закрытый с обоих торцов заглушками, первый ряд радиальных сквозных отверстий, выполненных в штоке для сообщения его осевого канала с первой полостью корпуса и второй ряд радиальных сквозных отверстий, выполненных в штоке за его кольцевым выступом по ходу расположения полостей корпуса для сообщения осевого канала штока со второй полостью корпуса, причем между корпусом и штоком установлены эластичные кольцевые уплотнения, расположенные по обе стороны первой полости корпуса, а вторая и третья полости герметично изолированы друг от друга посредством указанного клапана. Клапан дополнительно может быть прижат в осевом направлении к седлу клапана второй пружиной через шток, расположенной вокруг штока и кинематически связанной с ним и корпусом.
Указанный технический результат достигается также тем, что в трехходовом кране (второй вариант выполнения), содержащем полый цилиндрический корпус с двумя подводящими или отводящими каналами и одним отводящим или подводящим каналом и установленный в корпусе с ручкой управления механизм подключения или отключения одного из подводящих или отводящих каналов с отводящим или подводящим каналом, согласно изобретению полый цилиндрический корпус крана имеет три последовательно расположенных кольцевых полости, к первой и третьей из которых подсоединены отводящие или подводящие каналы и ко второй средней полости - подводящий или отводящий канал, механизм подключения и отключения отводящих или подводящих каналов содержит два клапана с эластичными торцевыми уплотнениями, имеющих осевые каналы с кольцевыми эластичными уплотнениями, расположенными во второй полости корпуса крана и размещенными в седлах этих клапанов с возможностью их осевого возвратно-поступательного перемещения, и шток, расположенный в корпусе с возможностью его осевого возвратно-поступательного перемещения, один конец которого выведен из корпуса через его торцевую стенку и кинематически связан с ручкой управления, а другой его конец размещен в первой полости корпуса и уплотнен относительно ее стенки кольцевым эластичным уплотнением, пропущен через осевые каналы клапанов с кольцевыми эластичными уплотнениями и кинематически с ними связан пружиной, расположенной вокруг штока между кольцевыми клапанами и прижимающей клапаны к седлам этих клапанов, образованным выступами в стенке корпуса между первой, второй и третьей его полостями и кольцевыми выступами, выполненными на штоке, кроме того, конец штока с противоположной от ручки стороны имеет открытый с торца осевой канал, длина которого соответствует размеру первой полости корпуса и который сообщен с последней радиальными сквозными отверстиями, выполненными в штоке перед закрытым торцом осевого канала штока, причем первая и третья полости герметично изолированы от второй полости посредством указанных выше клапанов, которые прижаты пружиной в осевом направлении к седлам этих клапанов.
В обоих вариантах выполнения трехходового крана ручка управления краном снабжена фиксатором ее положения относительно корпуса крана.
Указанный технический результат достигается также тем, что в устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков в открытую тару, включающее корпус с платформой для размещения на ней открытой тары и установленную на платформе наливную трубку для подачи напитка, один конец которой расположен над местом для размещения открытой тары, согласно изобретению оно снабжено герметично прикрепленным к платформе с возможностью разъема колпаком, под которым расположены наливная трубка и место установки открытой тары, узлом для крепления колпака и подачи или удаления из-под него тары и узлом для подачи под давлением напитка или газа под колпак и удаления из него газа. Узел для подачи под давлением напитка или газа под колпак и удаления из него газа содержит переключатель потоков, через который входной конец наливной трубки соединен с трубопроводом подачи напитка из изобарической емкости и трубопроводом подачи газа из газового баллона, и трубку, один конец которой соединен с внутренним объемом колпака, а другой - через переключатель потоков с атмосферой. Переключатель потоков выполнен в виде двух трехходовых кранов с ручками управления по п.п.1 и 3 формулы изобретения, выходной канал первого (п.1 формулы) из которых соединен с наливной трубкой, два входных канала соединены соответственно с трубопроводом подачи газа из газового баллона и трубопроводом подачи напитка из изобарической емкости, а второй кран (по п.3 формулы) содержит входной канал, соединенный трубопроводом с концом трубки для удаления газа из-под колпака, и два выходных канала для сброса газа, один из которых соединен со вторым краном через дроссель для регулирования расхода удаляемого газа из-под съемного колпака.
Узел для крепления колпака и подачи или удаления из-под него тары содержит размещенное на платформе корпуса кольцевое эластичное уплотнение, размеры которого соответствуют размерам торца съемного колпака, и элементы байонетного соединения, расположенные на платформе и съемном колпаке вокруг торца последнего и вокруг кольцевого эластичного уплотнения.
Изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на:
- фиг.1 - схема трехходового крана в исходном положении (первый вариант выполнения);
- фиг.2 - схема трехходового крана в исходном положении (первый вариант выполнения);
- фиг.3 - схема устройства для ручного розлива пенящихся или газированных напитков в открытую тару (исходное положение), содержащая заявляемые варианты трехходового крана;
- фиг.4 - схема устройства для ручного розлива пенящихся или газированных напитков в открытую тару (положение, когда открыты каналы для подачи газа), содержащая заявляемые варианты трехходового крана;
- фиг.5 - то же в положении, когда открыты каналы для подачи напитка;
- фиг.6 - то же в положении, когда открыты каналы для сброса газа.
Трехходовой кран (первый вариант выполнения) содержит полый цилиндрический корпус 1 с двумя подводящими каналами 2 и 3 и одним отводящим каналом 4 и установленный в корпусе 1 с ручкой управления 5 механизм подключения или отключения одного из подводящих каналов 2 или 3 с отводящим каналом 4. Полый цилиндрический корпус 1 имеет три последовательно расположенных кольцевых полости 6, 7 и 8, к первой 6 и третьей 8 из которых подсоединены соответственно подводящие каналы 2 и 3 и ко второй средней полости 7 - отводящий канал 4. Механизм подключения и отключения подводящих каналов содержит клапан 9 с эластичным торцевым уплотнением 10, имеющий осевой канал с кольцевым эластичным уплотнением 11, расположенный в третьей полости 8 корпуса 1 и размещенный в седле клапана 9 с возможностью его осевого возвратно-поступательного перемещения. В корпусе крана расположен шток 12 с возможностью его осевого возвратно-поступательного перемещения, один конец 13 которого выведен из корпуса 1 через его торцевую стенку и кинематически связан с ручкой управления 5, а другой его конец 14 размещен в противоположной третьей полости 8 корпуса 1, пропущен через осевой канал клапана 9 с кольцевым эластичным уплотнением 10 и кинематически с ним связан первой пружиной 15, отжимающей клапан 9 от конца 14 штока 12 к седлу этого клапана 9. Седло клапана 9 образовано выступом 16 в стенке корпуса 1 между второй 7 и третьей 8 его полостями и кольцевым выступом 17, выполненным на штоке 12. Шток 12 имеет осевой канал 18, закрытый с обоих торцов заглушками 19 и 20, первый ряд радиальных сквозных отверстий 21, выполненных в штоке 12 для сообщения его осевого канала 18 с первой полостью 6 корпуса, и второй ряд радиальных сквозных отверстий 22, выполненных в штоке 12 за его кольцевым выступом 17 по ходу расположения полостей 6-8 корпуса для сообщения осевого канала 18 штока со второй полостью 7 корпуса. Между корпусом 1 и штоком 12 установлены эластичные кольцевые уплотнения 23 и 24, расположенные по обе стороны первой полости 6 корпуса, а вторая 7 и третья 8 полости герметично изолированы друг от друга посредством указанного клапана 9. Клапан 9 дополнительно прижат в осевом направлении к седлу этого клапана второй пружиной 25 через шток 12, расположенной вокруг этого штока и кинематически связанной с ним и корпусом 1.
Трехходовой кран (второй вариант выполнения) содержит полый цилиндрический корпус 26 с двумя подводящими или отводящими каналами 27 и 28 и одним отводящим или подводящим каналом 29 и установленный в корпусе с ручкой управления 30 механизм подключения или отключения одного из подводящих или отводящих каналов 27 или 28 с отводящим или подводящим каналом 29. Полый цилиндрический корпус 26 крана имеет три последовательно расположенных кольцевых полости 31, 32 и 33, к первой 31 и третьей 33 из которых подсоединены отводящие или подводящие каналы 27 и 28 и ко второй средней полости 32 - подводящий или отводящий канал 29. Механизм подключения и отключения отводящих или подводящих каналов 26 и 27 содержит два клапана 34 и 35 с эластичными торцевыми уплотнениями 36 и 37, имеющих осевые каналы с кольцевыми эластичными уплотнениями 38 и 39, расположенными во второй полости 32 корпуса крана и размещенными в седлах этих клапанов 34 и 35 с возможностью их осевого возвратно-поступательного перемещения. В корпусе 26 расположен шток 40 с возможностью его осевого возвратно-поступательного перемещения, один конец 41 которого выведен из корпуса через его торцевую стенку и кинематически связан с ручкой управления 30, а другой его конец 42 размещен в первой полости 31 корпуса и уплотнен относительно ее стенки кольцевым эластичным уплотнением 43, пропущен через осевые каналы клапанов 34 и 35 с кольцевыми эластичными уплотнениями и кинематически с ними связан пружиной 44, расположенной вокруг штока 40 между кольцевыми клапанами 34 и 35 и прижимающей клапаны к седлам этих клапанов 34 и 35. Седла клапанов 34 и 35 образованы выступами 45 и 46 в стенке корпуса 26 между первой, второй и третьей его полостями 31-33 и кольцевыми выступами 47 и 48, выполненными на штоке 40. Конец 42 штока с противоположной от ручки стороны имеет открытый с торца осевой канал 49, длина которого соответствует размеру первой полости 31 корпуса и который сообщен с последней радиальными сквозными отверстиями 50, выполненными в штоке 40 перед закрытым торцом осевого канала 49 штока. Первая 31 и третья 33 полости герметично изолированы от второй полости 32 посредством указанных выше клапанов 34 и 35, которые прижаты пружиной 44 в осевом направлении к седлам этих клапанов.
В обоих вариантах выполнения трехходового крана ручка 30 управления краном снабжена фиксатором 51 ее положения относительно корпуса крана.
Оба варианта описанных выше кранов используются в устройстве для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков в открытую тару.
Оно включает корпус 52 с платформой 53 для размещения на ней открытой тары 54 и установленную на платформе наливную трубку 55 для подачи напитка. Один конец трубки 55 расположен над местом для размещения открытой тары 54. Устройство снабжено герметично прикрепленным к платформе с возможностью разъема колпаком 56, под которым расположены наливная трубка 55 и место установки открытой тары 54, узлом для крепления колпака и подачи или удаления из-под него тары 54 и узлом для подачи под давлением напитка или газа под колпак 56 и удаления из него газа.
Узел (фиг.3) для крепления колпака и подачи или удаления тары 54 из-под колпака 56 содержит размещенное на платформе 53 корпуса кольцевое эластичное уплотнение 57, размеры которого соответствуют размерам торца съемного колпака 56, и элементы 58 байонетного соединения, расположенные на платформе 53 и съемном колпаке 56 вокруг торца последнего и вокруг кольцевого эластичного уплотнения 57.
Узел для подачи под давлением напитка или газа под колпак 56 и удаления из него газа содержит переключатель потоков 59, через который входной конец наливной трубки 55 соединен с трубопроводом 60 подачи напитка из изобарической емкости и трубопроводом 61 подачи газа из газового баллона, и трубку 62, один конец которой соединен с внутренним объемом колпака, а другой - через переключатель 59 потоков с атмосферой.
Переключатель потоков выполнен в виде двух трехходовых кранов 63 и 64 с ручками управления 5 и 30. Выходной канал 4 крана 63 соединен с наливной трубкой 55, два входных его канала 3 и 2 соединены соответственно с трубопроводом 60 подачи напитка из изобарической емкости и трубопроводом 61 подачи газа из газового баллона. Второй кран 64 содержит входной канал 28, соединенный с концом трубки 62 для удаления газа из-под колпака 56 и два выходных канала 29 и 27 для сброса газа. Канал 29 крана 64 подсоединен к входному каналу 65 дросселя 66 для регулирования расхода удаляемого газа из-под съемного колпака 56, а выходной канал 67 подсоединен к выходному каналу 27 крана 64 посредством трубки 68.
Трехходовые краны в составе устройства для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков в открытую тару и само указанное устройство работают следующим образом.
2
2
В соответствии со схемой (фиг.3) устройства его используют для ручного наполнения пенящимся и/или газированным напитком открытой тары (стакан или кружка) с противодавлением из изобарической емкости. Для этого, например, стакан 54 устанавливают на платформу 53 под конец наливной трубки 55 и накрывают съемным колпаком 56, который герметично соединяют с платформой 53 посредством эластичного кольцевого уплотнения 57 и элементов 58 байонетного соединения. При этом дроссель 66 закрыт. Рукоятки 5 и 30 трехходовых кранов 63 и 64 (фиг.3) находятся в нейтральном вертикальном положении, что указывает на нахождение этих кранов в закрытом положении. Затем отклоняют рукоятку 5 (фиг.4) трехходового крана 63 на 20 градусов в сторону от оператора, которая перемещает шток 12, сжимая пружину 15 и разжимая дополнительную пружину 25 (фиг.4). Клапан 9 остается прижатым к седлу, а радиальные отверстия 22 открываются и обеспечивают сообщение камеры 6 с камерой 7. Канал 2, соединенный через трубопровод 61 с газовым баллоном, сообщается через камеру 6, радиальные отверстия 21, осевой канал 18, радиальные отверстия 22, камеру 7, выходящий канал 4, наливную трубку 55 с внутренним объемом съемного колпака 56. При этом газ CO из баллона поступает под колпак 56, давление в котором выравнивается до давления в газовом баллоне. Далее отклоняют рукоятку 5 трехходового крана 63 (фиг.5) на 40 градусов в обратном направлении. При этом шток 12 вместе с клапаном 9 перемещается в сторону открытия последнего, разжимая пружину 15 и сжимая дополнительную пружину 25. С открытием клапана 9 камеры 7 и 8 сообщаются между собой. Канал 3, соединенный трубопроводом 60 с изобарической емкостью с напитком, сообщается через камеры 8 и 7, канал 4 и наливную трубку 55 с внутренним объемом съемного колпака 56. Поскольку давление под колпаком 56 и в изобарической емкости одинаково, то поступления напитка под указанный колпак 56 не происходит. Затем отклоняют рукоятку 30 (фиг.5) трехходового крана 64 на 20 градусов в сторону оператора, которая перемещает шток 40, сжимая пружину 44 (фиг.5). Клапан 34 остается прижатым к седлу, т.е. закрыт, а клапан 35 открывается, сообщая входной канал 28 через камеры 32 и 33 с дросселем 66. Далее при нахождении кранов 63 и 64 в положении, изображенном на фиг.5, открывают дроссель 66 и газ CO через трубку 62, входной канал 28, камеры 32 и 33 и каналы 65 и 67 дросселя 66 вытесняется из-под колпака 56 в атмосферу. Создается перепад давления в изобарической емкости и под колпаком 56, за счет чего напиток начинает поступать в стакан 54. Устранение пенообразования обеспечивается за счет создания давления газа в системе розлива и над поверхностью напитка в стакане 54, которое превышает давление насыщения растворенного в напитке газа. После наполнения стакана 54 напитком для прекращения его дальнейшего поступления из изобарической емкости отклоняют рукоятку 5 крана 63 в нейтральное (на 20 градусов) исходное вертикальное положение (фиг.6) вместе со штоком 12 и клапаном 9, закрывая трехходовой кран 63. Остаток газа под колпаком 56 и частично растворенный газ, выделяющийся из напитка, удаляют путем отклонения рукоятки 30 крана 64 на 40 градусов в другое крайнее положение (фиг.6), смещения штока 40, сжимая пружину 44. Клапан 35 возвращается в исходное закрытое положение, а клапан 34 открывается, сообщая входной канал 28 через камеры 32 и 31, радиальные отверстия 50, осевой канал 49 и трубку 27 с атмосферой. После выравнивания давления под съемным колпаком 56 до атмосферного рукоятки 5 и 30 обоих кранов 63 и 64 устанавливают в вертикальное исходное положение, когда указанные краны находятся в закрытом положении (фиг.3), поворачивают колпак 56, расцепляя элементы 58 байонетного соединения, снимают колпак 56 и передают наполненный напитком стакан 54 потребителю.
Заявляемые трехходовые краны и устройство для ручного розлива напитка в открытую тару имеют более простое технологическое обслуживание как всего устройства в целом за счет исключения необходимости санитарной обработки части наливной трубки после каждого наполнения тары, так и упрощение обслуживания кранов, что связано с отсутствием необходимости частой промывки узлов и деталей этих механизмов после окончания розлива пива или другого напитка.