способ газонасыщения и раздачи жидкости и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ газонасыщения и раздачи жидкости, включающий одновременное газонасыщение и изменение температуры жидкости в емкости путем введения избыточного давления газа под поверхность жидкости, отличающийся тем, что осуществляют механическое перемешивание жидкости за счет использования крыльчатки с соплами, выше которых размещен теплообменник, установленной с возможностью вращения относительно оси, параллельной вертикальной оси емкости, в плоскости, перпендикулярной этой оси, при поступлении через ее сопла газа от источника избыточного давления, а для раздачи жидкости используют избыточное давление газа на поверхность жидкости.

2. Устройство газонасыщения и раздачи жидкости, содержащее источник избыточного давления газа, распределительную аппаратуру, емкость для жидкости, устройство изменения температуры с теплообменником и заборную трубку для раздачи жидкости, отличающееся тем, что внутри емкости на неподвижной полой оси, параллельной вертикальной оси емкости, с возможностью вращения в плоскости, перпендикулярной полой оси, закреплена крыльчатка с соплами, внутренние полости которых сообщаются с полостью оси и источником избыточного давления газа, а нижний конец заборной трубки и теплообменник установлены выше сопел крыльчатки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при приготовлении и раздаче газированных напитков и других жидкостей.

Известен автомат для выдачи воды АВ-3.00.000 ПС, “Автомат типа АВ-3 для выдачи воды”, М., ПО “Торос”, 1991 г., [1], содержащий бачок водоохладителя, холодильный агрегат со змеевиком, источник избыточного давления углекислого газа, смесительную камеру. В известном автомате последовательно охлаждают и газонасыщают жидкость, а раздача готовой жидкости осуществляется избыточным давлением воды от внешнего источника.

Недостатком известного способа и устройства является то, что технологические процессы охлаждения и газирования воды производятся последовательно и независимо и для раздачи жидкости необходим внешний источник давления воды, а устройство содержит несколько емкостей, соединенных между собой большим количеством пускорегулирующей аппаратуры. Кроме этого, неэффективная работа теплообменника снижает производительность приготовления воды.

Известен способ одновременного насыщения углекислотой и охлаждения жидкости и устройство для его осуществления (патент №2051866 от 01.10.1996 г., [2]), заключающийся во введении углекислоты при повышенном давлении под поверхность жидкости, прохождении углекислоты через жидкость и принудительной циркуляции, не растворившейся части углекислоты последовательно по замкнутому контуру через компрессор, холодильник и вновь под поверхность жидкости. Устройство, в котором реализован вышеуказанный способ, содержит замкнутую емкость с отверстиями для подачи и раздачи жидкости, замкнутый трубопровод для подачи углекислоты, соединенный последовательно с верхом емкости, компрессором, холодильником и дном емкости.

Недостатком известного способа является применение для газонасыщения и охлаждения жидкости неподвижного источника углекислоты большого давления, что обуславливает большой расход углекислоты для газонасыщения, а для сокращения расхода углекислоты требует замкнутого цикла использования углекислоты. Устройство для реализации этого способа содержит последовательно соединенные компрессор, который повышает давление диоксида углерода и его температуру и холодильник, который должен снижать эту температуру. Одновременное применение холодильника и компрессора приводит к большому энергопотреблению, снижает кпд устройства, что делает неэффективным применение известного способа и устройства газонасыщения.

Известные способ и устройство могут быть приняты за прототип.

Технической задачей изобретения является повышение кпд за счет повышения эффективности газонасыщения и теплообмена внутри емкости и снижение расхода энергии для раздачи жидкости из емкости.

Указанная техническая задача решается применением способа газонасыщения и раздачи жидкости, включающего одновременное газонасыщение и изменение температуры жидкости в емкости путем введения избыточного давления газа под поверхность жидкости, отличающегося тем, что осуществляют механическое перемешивание жидкости за счет использования крыльчатки с соплами, выше которых размещен теплообменник, установленный с возможностью вращения относительно оси, параллельной вертикальной оси емкости, в плоскости, перпендикулярной этой оси, при поступлении через ее сопла газа от источника избыточного давления, а для раздачи жидкости используют ^у избыточное давление газа на поверхность жидкости.

Указанная техническая задача достигается также тем, что в устройстве газонасыщения и раздачи жидкости, содержащем источник избыточного давления газа, распределительную аппаратуру, емкость для жидкости, устройство изменения температуры с теплообменником и заборную трубку, отличающемся тем, что внутри емкости на неподвижной полой оси, параллельной вертикальной оси емкости, с возможностью вращения в плоскости, перпендикулярной полой оси, закреплена крыльчатка с соплами, внутренние полости которых сообщаются с полостью оси и источником избыточного давления газа, а нижний конец заборной трубки и теплообменник установлены выше сопел крыльчатки.

Именно заявленные элементы, их конструкция и взаимное расположение обеспечивают согласно способу эффективное газонасыщение жидкости, ее активный теплообмен и раздачу жидкости из емкости после достижения ею заданных потребительских свойств с использованием единого источника избыточного давления газа и тем самым достижение технической задачи изобретений. Это позволяет сделать вывод, что заявленные изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.

Для реализации этого способа предлагается устройство, изображенное на фиг.1; на фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1.

Устройство для газонасыщения и раздачи жидкости состоит из емкости 1 с горловиной 2 и патрубком 3 с клапаном 4. Емкость 1 закрыта крышкой 5 с отверстием, на которой внутри емкости параллельно ее вертикальной оси 6 установлена полая ось 7. На конце полой оси 7 закреплена втулка 8, имеющая отверстие 9. На втулке 8 с возможностью вращения закреплена крыльчатка 10 с соплами 11 (фиг.2). Внутренняя полость оси 7, отверстие 9 втулки 8 и сопла 11 сообщаются между собой. Внутри емкости 1 установлена заборная трубка 12, нижний конец 13 которой находится выше сопел 11 крыльчатки 10, а верхний конец выходит из емкости 1. В емкости 1 выше сопел 11 крыльчатки 10 размещен теплообменник 14. Герметичные ввод и вывод теплообменника 14 имеют соединение с устройством изменения температуры, например с холодильным агрегатом (не изображен).

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройства емкость 1 заполняют жидкостью до уровня патрубка 3, выходное отверстие заборной трубки 12 закрыто распределительной аппаратурой (не изображена). В нашем примере хладагент подают из холодильного агрегата (не изображен) внутрь теплообменника 14, температура жидкости внутри емкости 1 снижается. От источника избыточного давления и распределительную аппаратуру (не изображены) углекислый газ через отверстие в крышке 5, полую ось 7, отверстие 9 втулки 8 поступает в сопла 11 крыльчатки 10, которая начинает вращаться на оси втулки 8, механически перемешивая жидкость. Часть выделившегося из сопел 11 сжатого (в данном случае углекислого газа) проходит через слой жидкости в емкости 1, дополнительно перемешивая жидкость, и растворяется в ней. Не растворившаяся часть углекислого газа выделяется на поверхности жидкости, обеспечивая избыточное давление газа над поверхностью жидкости. Непрерывность вращения крыльчатки 10 обеспечивают сбросом углекислого газа из емкости 1 через клапан 4. Механическое перемешивание жидкости крыльчаткой 10 и дополнительное перемешивание жидкости барботированием газом, выделяющимся из сопел 11 крыльчатки 10, обеспечивают перемещение результирующего потока жидкости к поверхности теплообменника 14, что обеспечивает активный теплообмен жидкости с теплообменником, быстро снижает температуру жидкости и приводит к дополнительному газонасыщению жидкости.

При достижении необходимых потребительских свойств жидкости (обеспечивается контролем временного параметра) подачу углекислого газа с помощью распределительной аппаратуры (не изображена) прекращают, клапан 4 закрывают, обеспечивая избыточное давление газа над поверхностью жидкости. Раздачу жидкости из емкости 1 осуществляют через трубку 13 избыточным давлением газа на жидкость.