УСТРОЙСТВО ДЛЯ РУЧНОГО РОЗЛИВА ПЕНЯЩИХСЯ И/ИЛИ ГАЗИРОВАННЫХ НАПИТКОВ
DEVICE FOR HAND DISPENSING OF FOAMY AND/OR CARBONATED BEVERAGES

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к торговому оборудованию, и может быть использовано для отпуска пива и других пенящихся и/или газированных напитков из изобарической емкости в пластиковые бутылки в киосках розничной торговли, в магазинах, ресторанах и барах.
Для заполнения тары, будь то бутылка или бочка, через клапан (или вентиль) продуктам необходима разность между давлением в подводящей линии и давлением внутри тары. Величина разности давления определяет скорость поступления продукта в тару. Обычно во избежание увеличения поверхности жидкости в результате завихрений заполнение продуктом производят с небольшой начальной скоростью, которую затем медленно повышают. С этой целью в таре предварительно нагнетают давление газа, которое значительно превышает давление насыщения растворенного в жидкости газа. Сама же подлежащая розливу жидкость также поддерживается с помощью напорных баллонов или насосов под этим давлением и подается в заливочную машину. После предварительного создания в таре давления, равного давлению подаваемой жидкости, производят соединение тары с подводящей линией для затариваемой жидкости. Путем контролируемого сброса давления газа в таре создают условия для поступления в нее жидкости. Устанавливающаяся при этом разность давлений определяет скорость потока жидкости. Далее известно, что к концу процесса заполнения выход газа дросселируют, что приводит к снижению разности давлений между внутренней полостью тары и подводящей линией. В результате этого количество заливаемой в единицу времени жидкости к концу процесса заполнения уменьшается, что позволяет заканчивать процесс точно в тот момент, когда тара заполнена заданным количеством жидкости. Эта технология розлива напитка известна как "регулирование по обратному газу". Преимущество такого регулирования состоит в том, что давление газа над жидкостью в любой момент времени превышает давление насыщения в продукте. Указанный принцип розлива напитка из больших емкостей в бутылки и другие емкости реализован во множестве автоматизированных линий (патент США №6601618, МПК B67C 3/06, опубл. 05.08.2003 г.; патент США №6192946, МПК B65B 1/04, опубл. 27.02.2001 г.; патент Австралии №491145, МПК B67C 3/10, 3/06, опубл. 1978 г.; Вольфганг Кунце. Технология солода и пива. - С-Петербург, «Профессия», 2001. - с.566-567; Технологическое оборудование консервных заводов. - М., 1986. - с.418-419).
Однако такие системы розлива напитков дороги, сложны в эксплуатации и мало пригодны для розлива напитков из кег в бутылки, кружки в розничной торговле в киосках, барах, кафе и ресторанах.
Известно устройство для розлива пива, содержащее изобарическую емкость с пивом или несколько таких емкостей с различными сортами пива, систему наддува пива, систему охлаждения и распределитель, оснащенный системой трубопроводов с кранами выдачи напитка на розлив в мелкую тару и трубопроводом подачи пива в распределитель, который выполнен в виде замкнутого контура и снабжен насосом для циркуляции по нему напитка и охладителем (Патент США №6164083, МПК B67D 1/08, опубл. 26.12.2000).
Однако известное устройство не способно обеспечить сохранность качества напитка в системе розлива из-за его пенообразования вследствие отсутствия системы пеногашения напитка и обеспечивает поступление излишнего количества пены потребителю. Кроме того, устройство не приспособлено для розлива напитка в пластиковые бутылки из изобарических емкостей, а для охлаждения напитка требуется дополнительное холодильное оборудование.
Известно устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков, включающее последовательно соединенные трубопроводами газовый баллон, кег с напитком, холодильник, стойку с краном для розлива напитка в мелкую тару и узел для гашения пены при розливе напитка, установленный в сливном патрубке крана (Международная заявка WO 00/58201, МПК B67D 1/14, опубл. 05.10.2000 г.).
Однако указанное устройство позволяет разливать напитки только в мелкую тару (кружки, стаканы) с низкой скоростью разлива и не обеспечивает их розлив с противодавлением в пластиковые бутылки из изобарических емкостей.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков, включающее систему подготовки напитка для розлива с газовым баллоном и изобарической емкостью для напитка и механизм розлива напитка с узлом для гашения пены (Патент РФ №2266862, МПК B67C 3/02, опубл. 27.12.05). Устройство розлива напитка содержит корпус, имеющий сливной канал, канал, соединенный с трубопроводом подачи газа из газового баллона, канал, соединенный с трубопроводом подачи напитка из изобарической емкости, узел крепления горловины пластиковой бутылки к открытому торцу сливного канала, размещенный на корпусе у сливного канала и дроссельный вентиль, установленный в корпусе и соединенный со сливным каналом, а узел для гашения пены размещен в сливном канале. Каналы, подсоединенные к трубопроводам подачи газа и напитка соединены дополнительным каналом со сливным каналом через трехходовой кран, установленный на корпусе механизма розлива напитка в пластиковые бутылки. Устройство розлива напитка снабжено краном для розлива напитка в кружки или стаканы, подсоединенным к трубопроводу подачи напитка из изобарической емкости. Трехходовой кран содержит 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 крана, 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. Вокруг ручки под крышкой корпуса размещено кольцевое эластичное уплотнение для поджатая верхнего и нижнего дисков друг к другу и к днищу корпуса, а в отверстиях днища корпуса установлены эластичные уплотнительные кольца. Механизм крепления горловины пластиковой бутылки к торцу сливного канала содержит кольцевой эластичный элемент, прикрепленный к торцу сливного канала соосно его выходному отверстию и ложку с ручкой и пазом, соответствующим размеру горловины пластиковой бутылки, причем цилиндрическая часть ложки расположена вокруг торца сливного канала у выходного отверстия и кинематически связана со стенкой сливного канала байонетным соединением, а паз ложки расположен перед выходным отверстием сливного канала. Байонетное соединение представляет собой глухой винтовой паз, выполненный в стенке сливного канала, в котором установлена ось с роликом, прикрепленная к цилиндрической части ложки механизма крепления горловины пластиковой бутылки. Указанный механизм позволяет герметично соединить горловину пластиковой бутылки с торцом сливного канала устройства для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков. Узел для гашения пены устройства розлива напитка содержит насадок со сквозным осевым каналом, имеющий наружную цилиндрическую часть с винтовой канавкой на боковой поверхности, и хвостовик, образующий кольцевую полость между его внешней поверхностью и поверхностью сливного канала. Устранение пенообразования обеспечивается за счет создания давление газа в системе розлива и над поверхностью напитка в пластиковой бутылке, которое превышает давление насыщения растворенного в напитке газа и не позволяет жидкости «вскипать». Узел для гашения пены за счет центробежных сил обеспечивает подачу напитка в виде пленки на стенки пластиковой бутылки, что снижает турбулентность потока жидкости.
Недостатком такого устройства является невысокая надежность работы трехходового крана-картриджа устройства розлива напитка вследствие образования пивных и винных камней между подвижными пластинами картриджа и сложность его технологического обслуживания, связанного с частой промывкой дисков и уплотнений после окончания розлива пива или другого напитка, а также недостаточная надежность работы механизма крепления горловины пластиковой бутылки к торцу сливного канала устройства вследствие того, что в процессе зажима ПЭТ-бутылки при повороте ручки управления вместе с корпусом механизма и ложкой вращается удерживаемая рукой оператора ПЭТ-бутылка, что часто приводит к выскальзыванию ПЭТ-бутылки из руки оператора.
Техническим результатом изобретения является создание такого устройства ручного розлива напитка в ПЭТ-бутылки, которое имело бы более высокую надежность работы за счет уменьшения поверхности соприкосновения подвижных частей деталей трехходового крана, что снижает их износ и возможность устранения поворота ПЭТ-бутылки в момент ее прижима механизмом крепления горловины пластиковой бутылки к торцу сливного канала, а также более простое технологическое обслуживание этого устройства, связанное с уменьшением частоты промывки узлов и деталей этого механизма после окончания розлива пива или другого напитка.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков включает корпус, в теле которого выполнены подводящие каналы с элементами для соединения соответственно с трубопроводами подачи газа от источника давления и напитка из изобарической емкости, и осесимметричная полость, имеющая три последовательно расположенных кольцевых камеры, к первой и третьей из которых подсоединены соответственно подводящие газ и напиток каналы, сливной стакан, прикрепленный вертикально в нижней части корпуса устройства и имеющий со стороны открытого нижнего торца эластичное уплотнение, внутренняя полость которого соединена отводящим каналом со второй кольцевой камерой осесимметричной полости корпуса, трехходовой кран, расположенный в осесимметричной полости корпуса и выполненный в виде полого золотника с радиальными сквозными отверстиями с возможностью продольного возвратно-поступательного перемещения ручкой управления и фиксации в трех положениях, в двух из которых один из подводящих каналов соединен с отводящим каналом, в третьем - с возможностью отключения подводящих каналов, узел для гашения пены, размещенный в полости сливного стакана и выполненный в виде насадка с осевым сквозным каналом, цилиндрической частью с винтовым сливным каналом на наружной поверхности и сужающимся хвостовиком, дроссельный вентиль, установленный в корпусе и соединенный своим входным каналом со сквозным осевым каналом насадка, и механизм крепления горловины пластиковой бутылки к сливному каналу устройства, содержащий внешнюю втулку с ручкой управления, расположенную вокруг сливного стакана с возможностью осевого поворота, внутреннюю втулку, расположенную между сливным стаканом и внешней втулкой с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, кинематически связанную с цилиндрической стенкой сливного стакана посредством шлицевого элемента и имеющую в цилиндрической стенке винтовую прорезь, в которой размещен ролик, прикрепленный штифтом к внешней втулке с ручкой управления и ложку с пазом, соответствующим размеру горловины ПЭТ-бутылки, прикрепленную снизу к торцу внутренней втулки, установленную перед открытым торцом сливного стакана и выходным отверстием винтового сливного канала.
Повышение надежности конструкции устройства для розлива напитка состоит в уменьшении поверхности соприкосновения подвижных частей механизма трехходового крана, что снижает их износ, а также обеспечивается более свободный доступ ко всем деталям механизма крана, соприкасающимся с разливаемыми напитками, что упрощает его технологическое обслуживание, связанное с промывкой узлов и деталей механизма крана после окончания розлива пива или другого напитка.
Механизм крепления горловины ПЭТ-бутылки к сливному каналу позволяет быстро и герметично соединить горловину пластиковой бутылки с торцом сливного стакана устройства для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков без вращения бутылки, которая вместе с ложкой совершает только возвратно-поступательное перемещение, что повышает надежность работы устройства и удобство пользования механизмом.
Устройство поясняется следующими графическими материалами. На фиг.1 приведена схема устройства для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков с механизмом крепления пластиковой бутылки, а на фиг.2 - то же, разрез по А-А. На фиг.3 приведен вид А фигуры 1, где представлен местный разрез механизма крепления горловины пластиковой бутылки. На фиг.4 приведен разрез по Б-Б фигуры 1. На фиг.5 представлена внутренняя втулка с ложкой в разрезе. На фиг.6а, б, в приведена схема трехходового крана соответственно в трех положениях: нейтральное, при подаче газа и при подаче напитка в ПЭТ-бутылку.
Устройство для ручного розлива напитка с противодавлением в пластиковые ПЭТ-бутылки содержит (фиг.1 и 2) корпус 1, установленный, например, на стойке (на чертежах не показано). В теле корпуса 1 выполнены подводящие каналы 2 и 3 с элементами 4 и 5 для соединения соответственно с трубопроводами подачи газа от источника давления и напитка из изобарической емкости и осесимметричная полость 6, имеющая три последовательно расположенных кольцевых камеры 7, 8 и 9. К первой камере 7 и третьей камере 9 подсоединены соответственно подводящие газ и напиток каналы 2 и 3. Сливной стакан 10 прикреплен вертикально в нижней части корпуса 1 устройства и имеет со стороны открытого нижнего торца эластичное уплотнение 11, внутренняя полость 12 которого соединена отводящим каналом 13 со второй кольцевой камерой 8 осесимметричной полости 6 корпуса 1. Трехходовой кран расположен в осесимметричной полости 6 корпуса 1 и выполнен в виде полого золотника 14 с радиальными сквозными отверстиями 15 и 16 с возможностью продольного возвратно-поступательного перемещения ручкой управления 17 и фиксации его в трех положениях. В одном из положений золотника 14 (фиг.6,б) подводящий газ канал 2 соединен с отводящим каналом 13, во втором положении золотника 14 (фиг.6,в) подводящий напиток канал 3 соединен с отводящим каналом 13, а в третьем (нейтральном) положении (фиг.6,а) отключены оба подающих канала 2 и 3. Узел для гашения пены размещен в полости 12 сливного стакана 10 и выполнен в виде насадка 18 с осевым сквозным каналом 19, цилиндрической частью с винтовым сливным каналом 20 на наружной поверхности и сужающимся хвостовиком 21. Дроссельный вентиль 22 (фиг.2) установлен в корпусе 1 и соединен своим входным каналом 23 со сквозным осевым каналом 19 насадка 18. Механизм крепления горловины пластиковой бутылки к сливному каналу устройства (фиг.2-5) содержит внешнюю втулку 24 с ручкой управления 25, расположенный вокруг сливного стакана 10 с возможностью осевого поворота. Внутренняя втулка 26 этого механизма расположена между сливным стаканом 10 и внешней втулкой 24 с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, кинематически связана с цилиндрической стенкой сливного стакана 10 посредством шлицевого элемента 27 и имеет в цилиндрической стенке винтовую прорезь 28, в которой размещен ролик 29, прикрепленный штифтом 30 к внешней втулке 24 с ручкой управления 25. Ложка 31 с пазом 32 соответствует размеру горловины ПЭТ-бутылки, прикреплена снизу к торцу внутренней полой втулки 26 и установлена перед открытым торцом сливного стакана 10 и выходным отверстием винтового сливного канала 20.
Устройство для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков работает следующим образом.
2
2
Берут пластиковую бутылку, вставляют в паз 32 ложки 31 и поворачивают рукоятку 25 вместе с внешней втулкой 24. При этом ролик 29 перемещаясь по винтовой прорези 28 смещает внутреннюю втулку 26 с ложкой 31 вверх. Ложка 31 прижимает торец горловины ПЭТ-бутылки к торцу стенки сливного стакана 10 и герметично их состыковывает за счет эластичного кольцевого уплотнения 11 (без поворота ПЭТ-бутылки). При этом дроссель 22 закрыт. Рукоятка 17 трехходового крана находятся в (нейтральном) вертикальном положении (фиг.6,а). Затем отклоняют рукоятку 17 трехходового крана на 20 градусов (в сторону оператора), смещая золотник 14, как показано на фиг.6,б. При этом канал 2 с газом сообщается через первую кольцевую камеру 7, радиальные отверстия 15, внутреннюю полость золотника 14, радиальные отверстия 16, отводящий канал 13, осесимметричную полость 12, винтовой сливной канал 20 с внутренним объемом ПЭТ-бутылки. При этом газ CO из баллона поступает в бутылку, давление в которой выравнивается до давления в изобарической емкости. Далее наклоняют рукоятку 17 трехходового крана на 40 градусов, смещая золотник 14 в обратном направлении. При этом, как показано на фиг.6,в, канал 3 с напитком сообщается через третью камеру 9, вторую камеру 8, отводящий канал 13, осесимметричную полость 12, винтовой сливной канал 20 с внутренним объемом ПЭТ-бутылки. Поскольку давление в ПЭТ-бутылке и изобарической емкости одинаково, то поступления напитка в указанную емкость нет. При открытии дросселя 22 газ CO через осевой канал 19, входной и выходной каналы 23 дросселя 22 вытесняется из ПЭТ-бутылки в атмосферу. Создается перепад давления в изобарической емкости и ПЭТ-бутылке, за счет чего напиток заполняет бутылку. Проходя через винтовой сливной канал 20 напиток под действием центробежных сил подается в виде пленки конической формы на стенки горловины ПЭТ-бутылки и далее плавно стекает по ее стенкам, предотвращая пенообразование. Устранение пенообразования обеспечивается также за счет создания давления газа в системе розлива и над поверхностью напитка в пластиковой бутылке, которое превышает давление насыщения растворенного в напитке газа. После заполнения бутылки напитком для прекращения его дальнейшего поступления из изобарической емкости поворачивают рукоятку 17 трехходового крана в нейтральное (на 20 градусов), смещая золотнтк 14 в исходное положение, как показано на фиг.6,а. Остаток газа в горловине ПЭТ-бутылки и частично растворенный газ, выделяющийся из напитка, удаляют через осевой канал 19 насадка 18 и каналы 23 дросселя 22 в атмосферу. После выравнивания давления в ПЭТ-бутылке до атмосферного вращают рукоятку 125 в обратном направлении, отсоединяя торец стенки сливного стакана 10 от горловины ПЭТ-бутылки, которую вынимают из устройства розлива, закрывают пробкой и отпускают потребителю.
Устройство, в том числе трехходовой кран, имеет минимальное количество деталей с трущимися поверхностями, легко разбирается и промывается в воде или антисептической жидкости. Таким образом, заявляемое техническое решение повышает надежность работы устройства розлива напитка с противодавлением в пластиковые бутылки и упрощает его технологическое обслуживание, связанное с уменьшением частоты промывки узлов и деталей этого механизма после окончания розлива пива или другого напитка. Механизм крепления позволяет вручную быстро и герметично соединить горловину пластиковой бутылки с торцом стенки сливного канала устройства для ручного розлива пенящихся и/или газированных напитков без поворота бутылки, что существенно повышает надежность крепления ПЭТ-бутылки и удобство пользования устройством.