Переключатель потоков аппарата для розлива нескольких пенящихся и газированных напитков под давлением
FLOW SWITCH OF THE DEVICE FOR FILLING SEVERAL FOAMING AND CARBONATED DRINKS UNDER PRESSURE

Изобретение относится к торговому оборудованию, в частности к аппаратам для отпуска нескольких сортов пива или других пенящихся и/или газированных напитков из изобарической емкости в пластиковые бутылки в киосках розничной торговли, в магазинах, ресторанах и барах, и может быть использовано в пищевой промышленности и торговле.
Известен переключатель потоков в устройстве для ручного розлива нескольких сортов пенящихся и/или газированных напитков, содержащем узел крепления горловины пластиковой бутыли к открытому торцу сливного канала, корпус, имеющий сливной канал, соединенный с каналами подачи газа и напитков, и узел гашения пены, размещенный в полости нижней части корпуса, которая имеет выход в атмосферу через дроссельный вентиль (патент РФ на полезную модель №85465, МПК В67С 3/10, опубл. 10.08.2009 г.). Корпус выполнен в виде многовходового коллектора с установленными на входах двухпозиционными («открыто»-«закрыто») кранами и имеющим на наружной цилиндрической поверхности нижней части резьбовое соединение с узлом прижима горловины бутыли и выполненную в узле ручку-фиксатор, 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.
Однако, в известном устройстве переключатель потоков представляет собой набор кранов, размещенных в корпусе-коллекторе, что создает большие габариты, неудобен в эксплуатации и последующей санитарной обработке.
Известен переключатель потоков в устройстве для ручного розлива нескольких сортов пенящихся и/или газированных напитков, содержащем многовходовый коллектор, который имеет сливной канал с узлами гашения пены и крепления горловины бутыли, дроссельный вентиль (патент РФ на полезную модель №91712, МПК В67С 3/10, опубл. 27.02.2010 г.). Устройство снабжено модулем управления, вмонтированным в барную декоративную полую стойку, формирующую в нижней части основание. Модуль имеет на передней панели ряд ручек разливочных кранов, которые соединены посредством трубок, направленных от одной из боковых стенок модуля, с выходами вертикально расположенного коллектора. В нижней части модуля установлен кран включения газа, соединенный посредством трубки, проходящей через внутреннюю полость стойки, с верхним входом коллектора, и выполненные скрыто установленные внутри стойки соединительные трубки, подводящие к устройству газ и напитки.
Однако, данное устройство также имеет большие габариты, неудобно в эксплуатации и последующей санитарной обработке.
Известен трехходовой переключатель потоков в аппарате для розлива двух сортов пенящихся и газированных напитков под давлением, включающий канал для подачи напитков или газа в емкость, подключенный одним концом к емкости через механизм герметичного разъемного соединения, а другим концом - к штуцерам подачи газа и напитков через блок управления, а также канал с дроссельным вентилем для отвода газа из емкости в атмосферу, соединенный с последней через механизм герметичного разъемного соединения (патент на полезную модель РФ №115345, МПК В67С 3/00, опубл. 27.04.2012 г.). Блок управления включает первый и второй трехходовые краны, два входных канала второго трехходового крана подсоединены соответственно к двум штуцерам подачи напитков разных сортов, а выходной его канал - с одним из входных каналов первого трехходового крана, другой входной канал первого трехходового крана соединен со штуцером подачи газа, а выходной канал первого трехходового крана соединен с входным отверстием канала для подачи одного из сортов напитка или газа в емкость.
Известен переключатель потоков аппарата для розлива нескольких пенящихся и газированных напитков под давлением (патент на полезную модель №154165, МПК В67С 3/00, опубл. 20.08.2015 г.). Переключатель содержит корпус с цилиндрической внутренней полостью, связанной каналом соединительного узла с входным отверстием канала подачи напитков корпуса аппарата для розлива напитков, входные ниппели для подачи нескольких напитков в полость корпуса переключателя, расположенные в одной плоскости на боковой поверхности корпуса радиально его цилиндрической внутренней полости, узел перекрытия и попеременного открытия одного из выходных отверстий ниппелей для подачи напитков и вал управления. Один конец вала связан с узлом перекрытия и попеременного открытия одного из выходных отверстий ниппелей для подачи напитков, а другой конец пропущен через каналы подачи напитка соединительного узла и корпуса аппарата, закреплен и уплотнен в канале подачи напитка корпуса аппарата, выведен наружу из корпуса аппарата и снабжен поворотной рукояткой. Причем, вал установлен с кольцевым зазором в каналах подачи напитка корпусов переключателя потоков, соединительного узла и аппарата для розлива напитков. Канал подачи напитка и канал с входным ниппелем подачи газа соединены через трехходовой кран со сливным каналом аппарата для розлива напитков.
Однако, представленные выше переключатели потоков (патенты на полезные модели №115345 и №154165) содержат трехходовые золотниковые краны или трехходовые дисковые краны-картриджи, подвижные детали которых контактируют с напитком, что повышает их износ в процессе эксплуатации и требуют дополнительной санитарной обработки.
Известен переключатель потоков для одновременного розлива двух разных напитков, например, различных сортов пива или соков, или газированных напитков, состоящий из двух кранов для подачи напитков (патент на полезную модель РФ №192737, МПК В67С 3/00, опубл. 30.09.2019 г.). Два крана (27) соединены каналом (3) для подачи напитка с дополнительным каналом для подачи второго напитка из изобарической емкости со вторым напитком. Каждый двухпозиционный кран (27) для подачи напитка содержит рукоятку (8) с эксцентриком, связанную со штоком (5), с закрепленной на нем подпружиненной пружиной (6) мембраной (7). В закрытом положении крана (27), мембрана (7) герметично перекрывает канал (3) для подачи напитка. Выполнение двухпозиционного крана для подачи напитка в виде подпружиненного мембранного клапана обеспечивает герметичность перекрывания канала подачи напитка. Дополнительной фиксации положения крана служит пружина, являющаяся износостойкой и легкозаменяемой деталью. Такая конструкция отличается надежностью и долговечностью за счет низких потерь на трение. Кроме того, такой кран не требует частого санитарного обслуживания, поскольку его подвижные детали изолированы от контакта с напитком мембраной.
Однако наличие 2-х ручек управления кранами для подачи напитков усложняет управление ими, а их перемещение в вертикальной плоскости требует дополнительного пространства в торговой точке над кранами, что повышает габариты устройства и накладывает дополнительные ограничения по габаритам при установке устройства. Кроме того, пружины мембранных клапанов создают при работе повышенные нагрузки на профилированные эксцентрики, что снижает сроки их эксплуатации.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является переключатель потоков аппарата для розлива нескольких пенящихся и газированных напитков под давлением, выполненный в виде трехходового крана, имеющего входные каналы для соединения со штуцерами подачи разных напитков и выходные каналы для соединения с входным отверстием канала для подачи напитка в потребительскую емкость (патент на полезную модель РФ №109117, МПК В67С 3/00, опубл. 10.10.2011 г.). Трехходовой кран выполнен в виде дискового крана-картриджа с ручкой управления, закрепленной на его оси или в виде золотникового переключателя потоков, кинематически связанного с ручкой управления.
Из описания конструкции устройства и принципа его работы видно, что напитки в процессе их розлива контактируют с подвижными частями и каналами переключателя потоков, которые должны быть выполнены из материалов, разрешенных к использованию в пищевой промышленности. Зачастую эти материалы не обладают достаточной прочностью, упругостью и имеют ресурс меньший чем ресурс эксплуатации самого аппарата для розлива напитка. Кроме того, поверхности подвижных деталей переключателя потоков, контактирующие с напитком, могут обрастать пивным камнем или карамелизоваться, что способствует повышенному износу подвижных деталей крана в процессе эксплуатации и требуют частой санитарной обработки после прекращения розлива напитков, например, между сменами сортов напитков или прекращением розлива напитков более чем на несколько часов.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение долговечности, надежности работы, ремонтопригодности и сокращение количества санитарных обработок переключателя потоков аппарата для ручного розлива напитка за счет устранения контакта деталей переключателя потоков с пенящимися и газированными напитками.
Указанный технический результат достигается тем, что в переключателе потоков аппарата для розлива нескольких пенящихся и газированных напитков под давлением, установленном в корпусе указанного аппарата и выполненном в виде трехходового крана, имеющего ручку управления, расположенную снаружи корпуса аппарата, и входные каналы для соединения со штуцерами подачи разных напитков и выходные каналы для соединения с входными отверстиями канала для подачи напитка в потребительскую емкость, согласно изобретения, трехходовой кран содержит полый цилиндрический кулачок с головкой для жесткого крепления ручки управления, расположенный в полости корпуса аппарата соосно последней с возможностью вращения и имеющий в цилиндрическом теле два верхних и два нижних сквозных паза, выполненных напротив друг друга в плоскостях перпендикулярных оси кулачка, причем оба нижних паза снабжены винтовыми участками; два клапана, состоящих из штоков с прикрепленными к ним бобышками, расположенных во внутренней полости цилиндрического кулачка, внешняя поверхность которых со стороны бобышек сопряжена с внутренней поверхностью кулачка, а бобышки установлены в нижних сквозных пазах указанного кулачка, двух направляющих полуцилиндров со сквозными пазами, каждый из которых прикреплен к одному из штоков и расположен вдоль последних, прилегает к плоской поверхности другого направляющего полуцилиндра и образует с последним составной направляющий цилиндр, верхняя часть которого расположена во внутренней цилиндрической полости головки кулачка с возможностью его возвратно-поступательного перемещения или отдельных направляющих полуцилиндров и упругоэластичных кольцевых уплотнений, расположенных на нижних концах указанных штоков; штифт, расположенный поперек полости корпуса аппарата, пропущенный через верхние пазы кулачка для ограничения поворота последнего, через вертикальные пазы направляющих полуцилиндров и неподвижно прикрепленный концами к внутренней поверхности корпуса; причем клапаны установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения соосно входным отверстиям выходных каналов для попеременного открытия одновременно выходного отверстия входного канала и входного отверстия выходного канала одного из сортов напитка или одновременного перекрытия выходных отверстий входных каналов и входных отверстий выходных каналов обоих сортов напитков.
Устройство поясняется следующими графическими материалами. На фиг. 1 приведена схема переключателя потоков в виде трехходового крана в положении, когда упругоэластичные кольцевые уплотнения клапанов одновременно перекрывают выходные отверстия входных каналов и входные отверстия выходных каналов обоих сортов напитков (трехходовой кран закрыт). На фиг. 2 представлена схема переключателя потоков в виде трехходового крана в положении, когда шток с упругоэластичным кольцевым уплотнением одного из клапанов поднят вверх (открыт) и входной канал подачи одного из напитков соединен с одним из выходных каналов трехходового крана, а шток с упругоэластичном кольцевым уплотнением другого клапана опущен (закрыт) и перекрывает выходное отверстие входного канала для подачи второго напитка и входное отверстие второго выходного канала. На фиг. 3 приведена конструкция кулачка трехходового крана. На фиг. 4 представлен клапан для подачи напитка трехходового крана. На фиг. 5 изображен трехходовой кран в собранном виде (корпус устройства условно не показан). На фиг. 6 изображен клапанный механизм в собранном виде. На фиг. 7 изображена схема аппарата для ручного розлива двух пенящихся и газированных напитков разных сортов. На фиг. 8 - то же, разрез по А-А. На фиг. 9 - то же разрез по Б-Б. На фиг. 10 представлен внешний вид аппарата с разрезом корпуса на участке расположения переключателя потоков.
Переключатель 1 потоков аппарата 2 для розлива нескольких пенящихся и газированных напитков под давлением установлен в корпусе 3 указанного аппарата 2 и выполнен в виде трехходового крана, имеющего ручку управления 4, расположенную снаружи корпуса 3 аппарата 2, и входные каналы 5 и 6 для соединения соответственно со штуцерами 7 и 8 подачи двух напитков разных сортов и выходные каналы 9 и 10 для соединения соответственно с входными отверстиями винтового канала 11 для подачи напитков в потребительскую емкость 12. Трехходовой кран содержит полый цилиндрический кулачок 13 с головкой 14 для жесткого крепления ручки 4 управления, расположенный в полости корпуса 3 аппарата 1 соосно последней с возможностью вращения. Кулачок 13 имеет в цилиндрическом теле два верхних сквозных плоских паза 15 и 16 и два нижних сквозных плоских паза 17 и 18, выполненных напротив друг друга в плоскостях перпендикулярных оси кулачка 13. Нижние плоские пазы 17 и 18 имеют винтовые участки 19 и 20 соответственно. Два клапана 21 и 22 состоят из штоков 23 и 24 с прикрепленными к ним бобышками 25 и 26. Штоки 23 и 24 вертикально расположены во внутренней полости цилиндрического кулачка 13, внешняя поверхность которых со стороны бобышек 25 и 26 сопряжена с внутренней поверхностью кулачка 13. Бобышки 25 и 26 установлены в нижних сквозных пазах 17 и 18 указанного кулачка 13. Два направляющих полуцилиндра 27 и 28 имеют сквозные пазы 29 и 30, расположенные вдоль указанных полуцилиндров, каждый из которых прикреплен к одному из штоков 23 и 24 соответственно. Направляющие полуцилиндры 27 и 28 прилегают друг к другу плоскими поверхностями и образуют составной направляющий цилиндр, верхняя часть которого расположена во внутренней цилиндрической полости (В) головки 14 кулачка 13 с возможностью его возвратно-поступательного перемещения или отдельных направляющих полуцилиндров 27 и 28. Упругоэластичные кольцевые уплотнения 31 и 32 расположены на нижних концах штоков 23 и 24 соответственно. Штифт 33 расположен поперек цилиндрической полости корпуса 3 аппарата 2, пропущен через верхние пазы 15 и 16 кулачка 13 для ограничения поворота последнего, а также через вертикальные пазы 29 и 30 направляющих полуцилиндров 27, 28 и неподвижно прикреплен концами к внутренней поверхности полости корпуса 3 аппарата 2. Клапаны 21 и 22 установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения соосно входным отверстиям выходных каналов 9, 10 для попеременного открытия одновременно выходного отверстия входного канала 5 или 6 и входного отверстия выходного канала 9 или 10 одного из сортов напитка или одновременного перекрытия выходных отверстий входных каналов 5, 6 и входных отверстий выходных каналов 9, 10 обоих сортов напитков. Причем вокруг входных отверстий выходных каналов 9, 10 выполнены кольцевые углубления (Г) и (Д) соответственно для обеспечения одновременного торцевого и радиального уплотнения каналов 5, 6 и 9, 10 и значительно снизить габариты переключателя потоков. Снижение габаритов переключателя потоков позволяет располагать указанный механизм в корпусе аппарата для розлива напитков не увеличивая его габариты.
Кроме того, в теле корпуса 3 устройства для ручного розлива пенящихся и газированных напитков выполнен канал 34 для соединения через двухпозиционный нормально закрытый кран 35 со штуцером 36 трубопровода подачи газа из газового баллона. В корпусе 3 установлен регулирующий дроссельный вентиль 37 с входным 38 и выходным 39 каналами. Узел для гашения пены выполнен в виде размещенного в полости корпуса 3 съемного элемента 40, имеющего сквозные осевой канал 41 и винтовой сливной канал 11, выполненный на его внешней боковой поверхности. Входной канал 38 регулирующего дроссельного вентиля 37 соединен со сквозным осевым каналом 41 съемного элемента 40. Двухпозиционный нормально закрытый кран 35 для подачи газа через дополнительный канал 42 в емкость 12 выполнен в виде подпружиненного пружиной клапана 43 с кнопкой 44 управления, расположенной снаружи корпуса 3 устройства.
Механизм герметичного крепления горловины пластиковой потребительской емкости 12 для напитка к нижнему торцу 45 корпуса 3 устройства вокруг выходного отверстия сливного канала 11 содержит кольцевой эластичный элемент 46, прикрепленный к нижнему торцу 45 корпуса 3 вокруг выходного отверстия сливного канала 11 и ложку 47 с ручкой 48 и пазом 49, соответствующим размеру горловины пластиковой потребительской емкости 12. Ложка 47 расположена вокруг нижней части 50 корпуса 3 и кинематически связана со стенкой нижней части 50 корпуса 3 винтовым соединением 51, а паз 49 ложки 47 расположен перед выходным отверстием винтового сливного канала 11.
Переключатель 1 потоков функционирует следующим образом. При нейтральном положении ручки 4 управления переключателя 1 потоков бобышки 25 и 26 штоков 23 и 24 клапанов 21 и 22 находятся в нижних пазах 17 и 18 на их плоских участках и кольцевые уплотнения 31 и 32 клапанов 21, 22 перекрывают выходные отверстия входных каналов 5, 6 и входные отверстия выходных каналов 9, 10 обоих сортов напитков. При повороте ручки 4 управления на 35-40° по часовой или против часовой стрелки вместе с ручкой 4 поворачивается кулачок 13 и пазы 17, 18 указанного кулачка 13 скользят по бобышкам 25 и 26 штоков клапанов 21 и 22. При попадании одной из бобышек 25 или 26 на винтовой участок 19 или 20 указанного паза поднимается соответственно шток 23 или 24 вместе с кольцевым уплотнением 31 или 32 клапана 21 или 22 соосно входному отверстию выходного канала 9 или 10 и открывается одновременно выходное отверстие входного канала 5 или 6 и входное отверстие выходного канала 9 или 10 одного из сортов напитка. При этом направляющий полуцилиндр 27 или 28 скользя по другому полуцилиндру обеспечивает центрирование штока 23 или 24 и его устойчивое соосное положение с входящим отверстием выходного канала 9 или 10. При возврате ручки 4 в исходное нейтральное положение детали переключателя 1 потоков возвращаются в исходное положение, а клапан 21 или 22 опускается и перекрывает входное отверстие выходного канала 9 или 10.
2
2
Переключателем потоков (фиг. 1-6), входящим в состав аппарата для розлива двух напитков разных сортов (фиг. 7-10), пользуются следующим образом. Пластиковую емкость 12 вставляют горловиной в паз 49 ложки 47 механизма ее крепления и поворотом рукоятки 48 герметично состыковывают с нижним торцом 45 корпуса 3 аппарата за счет эластичного кольцевого элемента 46. При этом дроссельный вентиль 37 закрыт.Переключатель 1 потоков напитков и двухпозиционный кран 35 подачи газа находятся в закрытом положении. Затем нажатием кнопки 44 открывают кран 35 (фиг. 9) для сообщения штуцера 36 трубопровода подачи газа через каналы 34, 42 и 11 с внутренним объемом емкости 12. При этом газ СО поступает в ПЭТ-емкость 12, давление в которой выравнивается до давления в изобарической емкости с напитком. Далее закрывают кран 35 и открывают трехходовой кран переключателя потоков 1 (фиг. 2, 7, 8). Поворотом рукоятки 4 от нейтрального положения, например, по часовой стрелке или против часовой стрелке на 35-40° штуцера 7 или 8 трубопроводов с напитками 2-х сортов сообщаются через каналы 5, 9 или 6, 10 и винтовой сливной канал 11 с внутренним объемом ПЭТ-емкости 12. Поскольку давление в ПЭТ-емкости 12 и изобарической емкости одинаково, то поступления напитка в емкость 12 не происходит. При открытии дроссельного вентиля 37 газ СО через осевой канал 41 элемента 40, и каналы 38 и 39 дроссельного вентиля 37 вытесняется из ПЭТ-емкости 12 в атмосферу. Создается перепад давления в изобарической емкости и ПЭТ-емкости 12 за счет чего напиток заполняет емкость 12. Проходя через винтовой сливной канал 11 элемента 40, напиток под действием центробежных сил подается в виде пленки конической формы на стенки горловины ПЭТ-емкости 12 и далее плавно стекает по ее стенкам, предотвращая пенообразование. После наполнения емкости 12 ее горловина отжимается от торца корпуса 1 и через сквозной паз 32 в боковой стенке держателя 5 изымается из устройства. Емкость 12 с напитком закрывается крышкой.
Удобство эксплуатации устройства для ручного розлива пенящихся и газированных напитков достигается за счет того, что кран 35 для подачи газа начинает работать сразу после нажатия кнопки 44 или мгновенно отключается при снятии нагрузки с указанной кнопки, а переключатель 1 потоков напитков 2 сортов срабатывает при небольшом угле поворота рукоятки 4, за счет оптимального угла наклона винтовых линий 19, 20 пазов 17, 18 клапанов 21, 22, что обеспечивает удобство эксплуатации устройства. Кроме того, соединение канала 42 для подачи газа с винтовым сливным каналом 11 обеспечивает его очистку от остатков напитка газом после наполнения емкости 12, что снижает трудозатраты персонала по обеспечению гигиенических требований предъявляемых к точкам розничной продажи напитков, что также повышает удобство эксплуатации устройства.
Технический результат заявляемого технического решения достигается за счет того, что клапаны размещены по отношению к входным и выходным каналам таким образом, что при попеременном открытии клапанов входные 5, 6 и выходные 9, 10 каналы сообщаются между собой, но уплотнительные элементы 31 и 32 клапанов при этом перекрывают доступ напиткам в полость цилиндрического кулачка 13 и все подвижные элементы трехходового крана защищены от контакта с напитками, что повышает долговечность, надежность работы, ремонтопригодность и сокращение количества санитарных обработок переключателя потоков аппарата.