РАЗДАТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПИТКОВ, СОДЕРЖАЩЕЕ ВСТРОЕННЫЙ КАНАЛ ПОНИЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
DRINK DISPENSER WITH BUILT-IN REDUCED PRESSURE CHANNEL

Область техники
Настоящее изобретение относится к области раздаточных устройств для жидкостей, в частности для напитков. Оно относится к встроенному раздаточному каналу, применяемому для обеспечения снижения давления жидкости, раздаваемой из емкости под давлением наружу. Оно также относится к способу изготовления указанного раздаточного канала.
Предпосылки изобретения
Раздаточные устройства для жидкостей давно присутствуют на рынке. Многие из них основаны на использовании сжатого газа, повышающего давление внутри емкости, содержащей раздаваемую жидкость, в частности напитки, например пиво или другие газированные напитки. Газ или непосредственно подается в емкость, в которой содержится жидкость, например, как указано в US 5,199,609, или подается из внешней, относительно жесткой емкости и внутреннего эластичного сосуда (например, мешок или эластичную бутылку), содержащих раздаваемую жидкость, как указано в US 5,240,144 (ср. фигура 1(а) и (b)). Оба применения имеют свои преимущества и недостатки, хорошо известные специалистам в данной области техники. Настоящее изобретение в равной степени применяется к обоим типам раздаточных систем.
Избыточное давление, применяемое к емкости для вытеснения жидкости из нее, обычно составляет порядка 0,5-1,0 бар (сверх атмосферного). Очевидно, что поток жидкости, поступающий в раздаточный кран, при таком высоком давлении легко может стать неуправляемым, а такой резкий перепад давления может привести к образованию нежелательной пены. Поэтому часто возникает необходимость в средствах для значительного снижения давления раздаваемой жидкости между емкостью, из которой она подается, и краном, где эта жидкость взаимодействует с атмосферными условиями. Было предложено несколько для решения этой проблемы.
Простейший способ обеспечить потери давления между емкостью и раздаточным краном заключается в использовании длинного - около 1-5 м - раздаточного трубопровода. Это решение напрашивается в большинстве пивных, где кеги хранятся к погребе или соседнем помещении и соединены с краном длинным трубопроводом. Однако в случае более компактных систем, как, например, бытовых дозаторов, это решение обладает определенными недостатками, в частности оно требует определенного обращения для установки такого длинного трубопровода в раздаточном устройстве, обычно путем укладки его кольцами. После каждой раздачи в трубопроводе остается значительное количество жидкости. Эта застоявшаяся жидкость первой потечет из крана во время следующей раздачи. Это, разумеется, неудобно, поскольку температура жидкости, содержащейся в раздаточном трубопроводе, не контролирована, что приводит к раздаче, например, пива с температурой, превышающей желаемую температуру для обслуживания. Еще одним неудобством является то, что при замене емкости жидкость, содержащаяся в трубопроводе, может создавать серьезные проблемы с точки зрения гигиены, а при помещении в приспособление других напитков это может привести к нежелательному смешиванию привкусов. Для решения этой последней проблемы предложено заменять раздаточный трубопровод при каждой замене емкости (ср., например, WO 2007/019853, раздаточный трубопровод 32 на фигурах 35, 37 и 38).
Альтернативой увеличению длины раздаточного трубопровода с целью обеспечения потерь давления движущейся жидкости является изменение площади поперечного сечения трубопровода. Например, в WO 2007/019852 предложено создание раздаточных трубопроводов, содержащих по меньшей мере две секции; при этом площадь поперечного сечения первой, расположенной выше по течению, секции меньше, чем у второй, расположенной ниже по течению, секции. Такой трубопровод может быть изготовлен путем соединения двух труб разного диаметра или деформации, предпочтительно холодной прокаткой, полимерной трубы. В US 2009/0108031 раскрыт раздаточный трубопровод, который содержит по меньшей мере три секции, имеющие различную площадь поперечного сечения и образующих трубку Вентури, как показано на фигурах 5 и 9 указанной заявки. Описанный в ней раздаточный трубопровод изготавлен литьевым формованием двух полуоболочек, каждая из которых содержит открытый канал с соответствующей геометрией для образования при их соединении закрытого канала с требуемой геометрией трубки Вентури. В DE 102007001215 линейная трубная секция на впуске канала понижения давления плавно переходит в трубчатую спираль с постепенно увеличивающимся диаметром, завершающуюся выпускным отверстием.
В US 5,573,145 предложено снижать давление вытекающей жидкости путем установки в раздаточном трубопроводе выше по течению от крана устройства для снижения пенообразования и скорости потока жидкости. Указанное устройство для регулирования скорости потока состоит из свернутой в форме цилиндра сетки и играет роль неподвижного смесителя. Решение, предложенное в AU 2008/240331 для снижения давления жидкости на выходе из раздаточного устройства, также фактически представляет собой неподвижный смеситель.
В WO 2005/007559 раскрыто раздаточное приспособление, применяемое для приема жидкости из кега. Раздача содержащейся в кеге жидкости обеспечена раздаточным трубопроводом, впуск которого взаимодействует с жидкостью внутри кега, а выпуск взаимодействует с наружной средой. Трубопровод дополнительно оснащен теплообменником 70, расположенным между впуском и выпуском. Теплообменник 70 представляет собой корпус, состоящий из двух стянутых хомутами полуоболочек и содержащий извилистый канал с ребрами теплообмена, который обеспечивает потери давления в движущейся жидкости. Сначала кег устанавливается в охлаждающей части 2 раздаточного приспособления. Затем раздаточная труба с теплообменником устанавливается таким образом, чтобы впуск находился над отверстием кега. Затем крышка 5 приспособления закрывается над раздаточной трубой, и система готова к использованию.
Эффективное, однако относительно дорогостоящее и чувствительное к гигиене решение задачи для снижения давления движущейся жидкости заключается в установке в раздаточном трубопроводе между емкостью и краном клапана управления давления.
Все рассмотренные выше решения задачи для снижения давления движущейся жидкости являются относительно дорогостоящими, поскольку требуют определенной степени сборки. Стоимость раздаточного трубопровода может показаться незначительной по сравнению с объемом розданного с его помощью напитка, если он может быть использован несколько раз или является устанавливаемым на зафиксированное раздаточное устройство. В последнее время быстро развивается рынок автономных бытовых устройств. В частности, некоторые из этих приспособлений не рассчитаны на повторную загрузку после использования с новой емкостью и подлежат утилизации после опорожнения исходной емкости. Очевидно, что конструкция таких комплексных и готовых к эксплуатации одноразовых приспособлений в значительной степени определяется затратами, поскольку стоимость тары и раздаточного механизма не должна необоснованно превышать стоимость раздаваемого напитка, продаваемого относительно небольшими порциями в емкостях вместимостью порядка 1-10 л, возможно до 20 л. Кроме того, в наше время нельзя упускать из виду проблему повторного использования компонентов одноразовых приспособлений. Основную проблему при повторном использовании представляет собой разделение компонентов устройства, изготовленных из разных материалов. Еще одной проблемой является сложность повторной переработки эластомерных материалов, которые могут быть использованы, например, в тех случаях, когда необходимо свернуть кольцами длинный трубопровод.
Таким образом, существует потребность в регулирующих давление и ограничивающих скорость потока трубопроводах в составе работающего за счет давления раздаточного устройства для жидкостей, которое эффективно в управлении давление и скоростью потока жидкости, которое недорогое в изготовлении и которое подходит для экономичного повторного использования.
Краткое описание изобретения
Настоящее изобретение определено в прилагаемых независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. Согласно настоящему изобретению предложено раздаточное устройство для напитков для раздачи напитка, содержащее:
- емкость, содержащую раздаваемый напиток, где отверстие емкости закрыто крышкой, а емкость может содержать утор;
- средства повышения давления, предназначенные для повышения давления во внутренней части емкости;
- раздаточный канал, обеспечивающий гидравлическое соединение содержащегося в емкости жидкого напитка с внешней частью с целью выведения напитка из емкости, где указанный раздаточный канал содержит:
- раздаточную трубу, соединяющуюся с внешней средой через клапан (35);
и
- канал понижения давления с отверстием (6), соединяющий гидравлическим соединением внутреннюю часть емкости с раздаточной трубой,
где канал понижения давления расположен в корпусе, состоящем из двух соединенных между собой полутел, при этом каждое тело содержит по открытому каналу, соответствующих друг другу, которые после соединения образуют закрытый канал понижения давления, и при этом по меньшей мере одно из этих полутел составляет единое целое либо с крышкой емкости, либо с утором, если таковой имеется.
Утор емкости определяется в http://www.merriam-webster.com/dictionary/chime как «кромка или обруч бочонка или металлической бочки». Из этого определения ясно следует, что утор образует единое целое с емкостью и исключает крышку допускающего многократную загрузку раздаточного приспособления, как раскрыто, например, в WO 2005/007559. В случае автономного и готового к работе раздаточного приспособления элементы, необходимые для обеспечения раздачи жидкости, например раздаточная труба, картридж высокого давления, средства понижения давления и т.п., обычно встроены в утор.
Для эффективного снижения давления движущейся жидкости, канал согласно настоящему изобретению предпочтительно содержит один или несколько изгибов, предпочтительно резких изгибов, и/или различное поперечное сечение. Вытяжной шток, если таковой предусмотрен, и раздаточная труба могут быть изготовлены отдельно, а затем соединены с корпусом канала или каждый из них может составлять единое целое с полутелами, образующими корпус.
Настоящее изобретение является особенно преимущественным для бытовых приспособлений, где стоимость дозатора в пересчете на литр раздаваемого напитка имеет особо важное значение. Для снижения стоимости изготовления необходимо сократить число этапов сборки. Согласно настоящему изобретению также предложена технология изготовления, которая особенно подходит для производства раздаточного устройства для напитков согласно настоящему изобретению.
Поэтому настоящее изобретение также относится к способу производства канала понижения давления для понижения давления жидкости, движущейся через раздаточный канал описанного выше работающего за счет давления раздаточного устройства для напитков, где указанный способ включает следующие этапы:
- литьевое формования двух полутел корпуса, при этом каждое полутело содержит на своей внутренней поверхности открытый канал, соответствующий открытому каналу другой половины;
- совмещение двух полутел так, чтобы открытый канал одного полутела был расположен напротив открытого канала другого полутела, образуя, таким образом, закрытый канал (5);
- соединение двух полутел для получения герметичного канала;
где по меньшей мере одно из полутел составляет единое целое либо с крышкой емкости, содержащей раздаваемую жидкость, либо с утором на указанной емкости, если таковой имеется.
Предпочтительно, два полученные литьевым формованием полутела соединены с помощью клея, сварки, литья при повышенном давлении или с помощью каких бы то ни было механических креплений. Для обеспечения надлежащего выравнивания двух полутел и герметичности закрытого канала целесообразно предусмотреть стенки для открытого канала в одном из двух полутел, а для открытого канала другого полутела - соответствующие углубления.
Краткое описание фигур
Фигура 1: схематическое изображение двух вариантов осуществления раздаточного устройства согласно настоящему изобретению.
Фигура 2: схематическое изображение первого варианта осуществления канала понижения давления согласно настоящему изобретению.
Фиг.3: схематическое изображение второго варианта осуществления канала понижения давления согласно настоящему изобретению.
Фиг.4: схематическое изображение двух вариантов осуществления корпуса, содержащего канал понижения давления со встроенным раздаточным каналом.
Подробное описание изобретения
КАНАЛ ПОНИЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
На фигуре 1 изображены два альтернативных варианта осуществления раздаточных устройств для жидкости согласно настоящему изобретению. Конструкция устройств, изображенных на фигуре 1, является типичной для одноразовых бытовых раздаточных устройств, однако изобретение не ограничивается этими типами приспособлений; напротив, оно может быть применено для любого типа раздаточного устройства для напитков. В обоих вариантах осуществления, изображенных на фигуре 1, раздача жидкости, как правило, напитка, как, например, пива или газированного безалкогольного напитка, обеспечивается сжатым газом, содержащимся в газовом картридже (10). После прокалывания крышки картридж (10) со сжатым газом путем приведения в действие прокалывающего приспособления (101) исполнительным механизмом (102) газ, содержащийся в картридже (10), попадает через клапан (103) регулирования давления при пониженном давлении в гидравлическое соединение с емкостью (30). На фигуре 1(а) газ подается через газовый канал (104) непосредственно в емкость (30) и вступает во взаимодействие с содержащейся в ней жидкостью, а в варианте осуществления, изображенном на фигуре 1(b), газ нагнетается в переходник между наружной достаточно жесткой емкостью (30) и эластичной внутренней емкостью или мешком (31), содержащим жидкость. В последнем варианте осуществления газ ни при каких обстоятельствах не взаимодействует с раздаваемой жидкостью.
В обоих вариантах осуществления давление в сосуде (30, 31) повышается до уровня порядка 0,5-1,0 или 2,0 бар сверх атмосферного, вынуждая жидкость двигаться через отверстие (6) канала, через вытяжной шток (32В), если таковой имеется, по раздаточной трубе (32А) до крана (35). В случае емкости с вкладышем в форме мешка, как показано на фигуре 1(b), использование вытяжного штока (32В) не обязательно, поскольку мешок (30) сдувается при повышении давления в промежутке между мешком (30) и емкостью (31), что, таким образом, обеспечивает возможность взаимодействия напитка с отверстием (6) канала, не требуя при этом обязательного наличия вытяжного штока (32В).
Для обеспечения регулирования давления и скорости движущейся жидкости, достигающей открытого крана при атмосферном давлении, предлагается поместить канал понижения давления между емкостью (30) и краном (35), который находится в корпусе (1), как показано на фигуре 1. Верхний утор (33), как правило, изготавливаемый из пластмассы, такой как полипропилен, выполняет эстетические и предохранительные функции, скрывая и защищая от неосторожных действий или любых ударов раздаточные системы и емкость со сжатым газом. Нижнее основание (34), как правило, изготавливаемое из того же материала, что и верхний утор (33), обеспечивает устойчивость дозатора, находящегося в вертикальном положении.
На фигурах 2 и 3 изображены два варианта осуществления корпуса (1), содержащего закрытый канал (5), применяемый для снижения до желаемого уровня давление и скорость жидкости, движущейся от впускного отверстия (6) к выпускному отверстию (7). Изображенный на указанных фигурах корпус (1) представлен в качестве крышки для емкости (30). Хотя этот вариант осуществления является особенно предпочтительным, настоящее изобретение им не ограничено. Действительно, канал (5) может быть встроен в корпус, образуя часть или даже представляя собой утор (33), например, в случае, когда утор (33) образован наружными стенками первого и второго полутела (2, 3). Также одно полутело (2) может быть частью крышки, а другое полутело (3) - частью утора. Если корпус образует часть крышки емкости, может быть целесообразным использование сквозного канала (104), обеспечивающего гидравлическое соединение поверхности крышки, обращенной наружу емкости, с поверхностью, обращенной внутрь емкости, с тем чтобы обеспечить возможность нагнетания в емкость (30) газа-вытеснителя.
Впускное отверстие (6) обеспечивает гидравлическое соединение канала (5) понижения давления с внутренней частью емкости через вытяжной шток (32В), если таковой имеется. Поэтому может быть целесообразным разместить указанное впускное отверстие (6) на обращенной внутрь емкости поверхности крышки, как показано на фигуре 2 и 3. С другой стороны, выпускное отверстие (7) точно так же, в зависимости от требуемой конструкции, может быть размещено на поверхности крышки, обращенной наружу емкости (ср. фигура 3), или на ее кромке; при этом выпускная секция (7) перпендикулярна впускной секции (6) канала (5) (ср. фигура 2).
Потери давления в движущемся напитке могут обеспечиваться за счет волнообразного или криволинейного канала. Волнообразная форма канала увеличивает его длину и содержит изгибы; резкие изгибы увеличивают уровень потери давления, но усиливают пенообразование, поэтому для того, чтобы уравновесить эти два противоположных эффекта, необходимо подойти к проектированию контура канала (5) с особой тщательностью. Потери давления можно также обеспечить, изменяя площадь поперечного сечения канала (не показано на фигурах) и обеспечивая на поверхности канала структуру, такую как складчатость или серия канавок, расположенных перпендикулярно направлению потока жидкости (не показано на фигурах).
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
Корпус, содержащий канал (5) понижения давления согласно настоящему изобретению, предпочтительно изготовлен путем литьевого формования двух полутел (2, 3), при этом каждое полутело содержит на своей внутренней поверхности открытые каналы, соответствующие открытым каналам второй половины. Предпочтительно, два полутела изготовлены из полимера или сополимера любого из следующих веществ: полипропилена, полиэтилена (ориентированного или неориентированного), полиамида, сложных полиэфиров, например PET и т.п., и их смеси. Полипропилен является предпочтительным, поскольку именно этот материал обычно использован для утора (33). После этого два полутела (2, 3) совмещают так, чтобы открытый канал одного полутела был расположен напротив открытого канала другого полутела, образуя, таким образом, закрытый канал (5). Эти два этапа могут быть выполнены при помощи одного и того же оборудования с двумя полостями, соответствующими каждому из полутел и расположенными в двух разных секциях оборудования, с заполнением полостей полимером путем литьевого формования с целью получения полутел, совмещая полутела за счет сдвига или вращения секции оборудования, содержащей полости, относительно другой секции. После совмещения два полутела должны быть соединены для получения герметичного канала (5). Соединение двух полутел может осуществляться любыми средствами, известными специалисту в данной области техники, например сваркой с использованием растворителя, тепла, или вибрации, склеиванием или с помощью механических креплений, например винтов, защелкивающихся соединительных частей и т.п. Предпочтительно, однако, два полутела соединены с помощью литья при повышенном давлении, и того же оборудования, полимера, как правило, того же, из которого изготовлены полутела, на поверхности контакта между двумя полутелами. Это решение обладает серьезными преимуществами, поскольку оно может быть выполнено на одном и том же оборудовании без какого-либо дополнительного этапа сборки, обеспечивая при этом газонепроницаемость закрытого канала (5). Примеры способов, использующих литье при повышенном давлении полимера для соединения двух полутел в одном и том же оборудовании, описаны, например, в US 5,819806, JP 11170296, JP 4331879, JP 7217755, DE 10211663, ЕР 1088640, содержание которых полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
Для облегчения выравнивания двух после их соединения и для обеспечения герметичности полученного таким образом закрытого канала (5), открытый канал в одном из двух полутел (2, 3) может быть снабжен стенками (8), а открытый канал другого полутела (3, 2) - соответствующими углубления (9). Углубления могут точно соответствовать выступающим стенкам или, наоборот, оставлять между стенками и углублениями отверстие, образующее канал, применяемый для вливания в него соединительного полимера для связывания двух полутел между Стенки (8) и углубления (9), изображенные на фигурах 2 и 3 соответствующего типа.
Вытяжной шток (32В), если таковой предусмотрен, и раздаточная труба (32А) могут быть собраны с впуском (6) и, соответственно, выпуском (7) канала (5) с использованием любых известных в данной области техники средств. Однако, предпочтительно, они могут составлять единое целое корпуса (1), как показано на фигурах 4(а) и (b). Если одно из полутел (2, 3) составляет единое целое утора (33), раздаточный канал (32А) также может быть встроен в утор.
ПРЕИМУЩЕСТВА
Использование канала понижения давления согласно настоящему изобретению является особенно преимущественным в случае раздаточных устройств сравнительно небольшого размера, соответствующим, например, бытовым устройствам. Он особенно применим для одноразовых бытовых раздаточных устройств, поскольку в таких устройствах отсутствует необходимость в замене или мойке после использования канала понижения давления. Что касается раздаточных устройств, допускающих замену емкости после использования на новые, корпус (1) является преимущественной частью крышки емкости, благодаря чему каждая новая емкость укомплектована новым стерилизованным каналом. Что касается одноразовых раздаточных устройств, корпус (1) может с не меньшим преимуществом быть частью крышки емкости или утора, поскольку после использования предусмотрена утилизация всего устройства. В любом случае гигиена раздаточного канала (32А и В, 5) обеспечена на этапе промышленной стерилизации в фабричных условиях, что устраняет риск загрязнения, связанный с заменой емкости без замены раздаточного канала.
Канал понижения давления согласно настоящему изобретению может быть произведен с использованием предложенного способа в больших объемах и с низкими затратами, поскольку он может быть полностью изготовлен и встроен или в крышку, или в утор на одном и том же оборудовании без отдельного этапа сборки.
Повторное использование дозатора после его использования также упрощено, поскольку все содержащиеся в уторе (33) полимерные компоненты, например система (101) прокалывания, исполнительный механизм (102), клапан (103) регулирования давления, корпус (1) канала и газовые и раздаточные каналы (104, 32А, 32В), могут быть изготовлены из того же материала, что и утор, например из полипропилена (РР). После использования весь полипропиленовый утор (33) и основание (34) могут быть оторваны от емкости, обычно изготавливаемой из PET, и измельчены для повторного использования. Содержащиеся в уторе (33) металлические части, например картридж (10) и прокалывающий элемент системы прокалывания, могут быть легко отделены от полимерных частей способами, хорошо известными в данной области техники, например с помощью магнита или путем гравиметрического разделения. Отсутствие эластомерных компонентов, необходимых при использовании гибкого шланга, также является преимуществом с точки зрения повторного использования.