выдачное устройство с автоматическим регулированием содержания двуокиси углерода в бочонке разливного пива

Формула изобретения

1. Выдачное устройство с автоматическим регулированием содержания двуокиси углерода в бочонке (1) разливного пива, содержащее пивной вентиль (3) для размещения в выпускном отверстии (2) пивного бочонка, выпускной кран (5), сообщающийся с указанным пивным вентилем, возможно, через шланг (4); редукционный клапан (9), сообщающийся с пивным вентилем (3), и баллон (7) со сжатой двуокисью углерода, в свою очередь, сообщающийся с редукционным клапаном (9), возможно, через напорный шланг (8), отличающееся тем, что редукционный клапан (9) выполнен в виде игольчатого конусного клапана, при этом игла (15) с конусом (16) управляется сильфонным устройством (20), расположенным в корпусе клапана, при этом сильфонное устройство (20) содержит закрытую управляющую газовую смесь (21), и редукционный клапан непосредственно соединен с газовым каналом (12), выполненным в корпусе (3а) пивного вентиля, и сообщается с внутренним пространством (6) пивного бочонка (1), при этом указанная управляющая газовая смесь (21) содержит по меньшей мере двуокись углерода и выбрана таким образом, чтобы соотношение давления-температуры-двуокиси углерода в пиве (1а) в бочонке в заданном температурном интервале предпочтительно от 5 до 30°С, по существу, совпадало с кривой давления-температуры-двуокиси углерода для пива с постоянным содержанием R двуокиси углерода в указанном температурном интервале, причем R составляет от 0,43 до 0,62 вес.%.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержание R двуокиси углерода в пиве составляет от 0,48 до 0,57 вес.%, в частности от 0,51 до 0,55 вес.%, предпочтительно около 0,53 вес.%.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что управляющая газовая смесь (21) помимо двуокиси углерода содержит фреон 134А.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что двуокись углерода управляющей газовой смеси (21) составляет от 10 до 30 об.%, предпочтительно от 12 до 25 об.% указанной управляющей газовой смеси.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что R составляет около 0,60 вес.%, а двуокись углерода управляющей газовой смеси (21) составляет около 20 об.%, а содержание газообразного углеводорода, такого, как бутан, составляет около 80 об.%.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что R составляет около 0,53 вес.%, а двуокись углерода управляющей газовой смеси (21) составляет около 15 об.%, а содержание фреона 134А составляет около 85 об.%.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что редукционный клапан (9) выполнен такой формы, чтобы он мог работать как при высоком, так и при низком давлении двуокиси углерода, поскольку конус (16) имеет немного выпуклую форму по сравнению с геометрическим конусом.

8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что сильфонное устройство (20) содержит чашку (27) из листового материала, причем сильфон (28) из листового металла закреплен в указанной чашке герметичным образом, предпочтительно сваркой, чтобы обеспечить закрытую камеру (29) для управляющей газовой смеси (21) между чашкой (27) и сильфоном (28).

9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что сильфон (28) из листового металла выполнен в виде тела вращения с центральным выступом (31), способным нажимать на клапанный элемент (15, 16), открывая игольчатый конусный клапан посредством нажимного стержня (32), но при этом указанный клапанный элемент (15, 16) также подвергается воздействию противоположно действующего усилия от пружины (35) сжатия, установленной в гильзе (25) редукционного клапана (9).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к выдачному устройству с автоматическим регулированием содержания двуокиси углерода в бочонке разливного пива и представляет собой выдачное устройство с автоматическим регулированием содержания двуокиси углерода в бочонке, содержащее пивной вентиль для размещения в выпускном отверстии бочонка, выпускной кран, сообщающийся с указанным пивным вентилем, возможно, через шланг; редукционный клапан, сообщающийся с пивным вентилем, и баллон со сжатой двуокисью углерода, в свою очередь сообщающийся с редукционным клапаном, возможно, через напорный шланг.

Большинство устройств для выдачи разливного пива не снабжены никакими средствами автоматического регулирования содержания двуокиси углерода в разливном пиве. Содержание двуокиси углерода в пиве регулировали, например, вручную с помощью клапана и связанного с ним манометра, размещенного на баллоне со сжатым углекислым газом. Содержание двуокиси углерода в пиве тесно взаимосвязано с температурой пива. Если содержание двуокиси углерода слишком высоко, то пиво пенится, а когда слишком низко - пиво выдыхается. Также известно, что замена пивного бочонка требует повторной регулировки содержания двуокиси углерода, чтобы предотвращать вспенивание или выдыхание пива. Эта повторная регулировка обязательна, поскольку температура нового пивного бочонка отличается от температуры только что опорожненного бочонка, так как эти бочонки обычно находятся в разных помещениях.

Предыдущие решения этой проблемы включали применение электрических управляющих систем, содержавших электрические датчики температуры и давления, и также электрически управляемые клапаны. В известном устройстве содержание двуокиси углерода регулируют посредством клапана с вторичной жидкостью; причем этот клапан непосредственно с пивным бочонком не соединен. Когда пиво выпускают из этого выдачного устройства, оно течет через клапан и передает свою температуру вторичной жидкости, которая в свою очередь воздействует на седло клапана, открывающее и закрывающее подачу двуокиси углерода.

Поскольку этот клапан не соединен с пивным бочонком, то указанный клапан и указанное пиво в бочонке необязательно имеют одинаковую температуру, что может вызывать нежелательное поступление двуокиси углерода в бочонок.

Известные системы регулирования довольно велики и сложны. Кроме того, они требуют существенной адаптации при установке на новом бочонке. При этом их себестоимость является относительно высокой.

FR-A-2490311 описывает редукционный клапан для поддержания постоянной концентрации двуокиси углерода пива при разных температурах. Этот редукционный клапан имеет сильфонное устройство, которое не закреплено в корпусе клапана. Сильфонное устройство содержит глицерин, а не управляющую газовую смесь. Кроме того, в этом документе ничего не говорится о редукционном клапане, выполненном в виде игольчатого конусного клапана и непосредственно соединенном с газовым каналом в корпусе пивного вентиля.

DE-A-3429299 описывает насос для пива, содержащий баллон с двуокисью углерода, первичный и вторичный редукционные клапаны, пивной бочонок, пивной вентиль на указанном бочонке и кран вентиля. Первичный и вторичный редукционные клапаны не соединены непосредственно с газовым каналом в корпусе пивного вентиля.

Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении выдачного устройства вышеуказанного типа, имеющего очень простую конструкцию, легко совместимого с существующим оборудованием для разлива пива и также недорогого.

Устройство по изобретению имеет очень простую конструкцию, поскольку редукционный клапан и пиво в пивном бочонке всегда имеют одинаковую температуру; при этом выравнивание температуры бочонка и редукционного клапана происходит в корпусе пивного вентиля. Соответственно, никаких особых термодатчиков, подключенных к редукционному клапану, не требуется. Управляющая газовая смесь сильфонного устройства действует таким образом, что редукционный клапан открывается ровно настолько, чтобы количество проходящей через редукционный клапан двуокиси углерода обеспечивало достижение в пиве в бочонке требуемого содержания двуокиси углерода R (вес.%) в температурном диапазоне, предпочтительно от 5 до 30°С. Это устройство почти не требуется адаптировать к существующему оборудованию для разлива пива, так как используемый редукционный клапан легко соединяется с имеющимся пивным вентилем. Соответственно, монтаж выдачного устройства не является недорогим.

Содержание R двуокиси углерода (вес.%) в пиве согласно изобретению может составлять от 0,48 до 0,57 вес.%, в частности от 0,51 до 0,55 вес.%; предпочтительно около 0,53 вес.%. Это выдачное устройство можно использовать для самых распространенных типов пива; в Скандинавии пиво большей частью имеет R около 0,53 вес.%.

В дополнение двуокиси углерода, управляющая газовая смесь может содержать фреон 134А или газообразный углеводород, например бутан, так что данное устройство можно адаптировать для типов пива с довольно разными уровнями (R) двуокиси углерода.

Содержание двуокиси углерода в управляющей газовой смеси по изобретению может составлять от 10 до 30 об.%, предпочтительно, и особо целесообразно - от 12 до 25 об.% от объема управляющей газовой смеси.

Когда R составляет около 0,53 вес.%, то содержание двуокиси углерода в управляющей газовой смеси по изобретению может составлять около 15 об.%, а содержание фреона 134А может составлять около 85 об.%. Такое устройство особенно пригодно для типичных для Дании и других скандинавских стран сортов пива.

Если R составляет около 0,60 вес.%, то содержание двуокиси углерода в газовой смеси по изобретению может составлять около 20 об.%, а содержание газообразного углеводорода может составлять около 80 об.%; такое устройство особенно пригодно для разлива баварского пива.

Согласно изобретению, игольчатый конусный клапан может иметь форму, пригодную для работы как с низким, так и с высоким давлением двуокиси углерода, поскольку конус может иметь несколько выпуклую форму по сравнению с геометрически идеальным конусом. Поэтому игольчатый конусный клапан может, как указано выше, работать как под высоким давлением, напр., 60-80 бар, принимая двуокись углерода непосредственного из баллона со сжатой двуокисью углерода, так и под низким давлением, напр., от 4 до 5 бар, при условии, что на указанном баллоне со сжатой двуокисью углерода установлен традиционный редукционный клапан.

Согласно изобретению, сильфонное устройство может содержать чашку из листового материала, причем сильфон из листового металла закреплен в указанной чашке герметичным образом, предпочтительно сваркой, чтобы обеспечить замкнутую камеру для управляющей газовой смеси между указанной чашкой и указанным сильфоном. Поэтому сильфонное устройство может всегда воздействовать на корпус игольчатого конусного клапана, так что ручное регулирование клапана не требуется.

Наконец, согласно изобретению, сильфон из листового металла может иметь форму тела вращения с такой центральной проекцией, чтобы прижимать клапанный элемент в игольчатом конусном клапане в его открытое положение посредством стойки; причем указанный клапанный элемент также подвергается воздействию противоположного усилия от пружины сжатия, установленной в корпусе клапана. Такое выполнение оказалось особенно предпочтительным.

Следует отметить, что и редукционный клапан, и выдачное устройство не содержит никаких электрических узлов, и при этом они не требуют ручной регулировки. Поскольку пиво не проходит через редукционный клапан, то редукционный клапан не повергается какому-либо риску возникновения санитарных проблем.

Далее изобретение подробно поясняется со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг.1 - схематичный вид выдачного устройства по изобретению;

Фиг.2 - схема потоков в устройстве по Фиг.1;

Фиг.3 - продольное сечение редукционного клапана по изобретению;

Фиг.4 - диаграмма, показывающая кривые давления двуокиси углерода относительно температуры пива; и

Фиг.5 - вид сбоку клапанного элемента игольчатого конусного клапана по изобретению.

Предпочтительный вариант выполнения изобретения

Выдачное устройство согласно Фиг.1 предназначено для автоматического регулирования уровня двуокиси углерода в пиве, находящемся в бочонке 1 для разлива пива. Это устройство содержит пивной вентиль 3 для размещения в выпускном отверстии 2 пивного бочонка 1. Указанное устройство также содержит выпускной кран 5, сообщающийся с пивным вентилем по шлангу 4, из которого может осуществляться выдача пива и; и также баллон 7 со сжатой двуокисью углерода. Баллон 7 со сжатой двуокисью углерода сообщается посредством напорного шланга 8 с подающей стороной редукционного клапана 9, который в свою очередь непосредственно сообщается с корпусом 3а пивного вентиля 3. На фиг.2 схематично показано взаимное соединение отдельных частей выдачного устройства.

Редукционный клапан 9 непосредственно соединен с газовым каналом 12, выполненным в корпусе 3а пивного вентиля, причем указанный газовый канал сообщается с внутренним пространством бочонка 1.

Редукционный клапан 9 выполнен в виде игольчатого конусного клапана, напр., в виде клапана, в котором клапанный элемент образован “иглой” 15, а конус 16 расположен на нижнем конце указанной “иглы” 15. Конус клапанного элемента может упираться в седло 17 клапана. Игольчатый конусный клапан имеет сильфонное устройство 20, содержащее герметизированную управляющую газовую смесь 21, обозначенную на фиг.2 мелкими кружками и которая содержит, по меньшей мере, двуокись углерода и фреон 134А. Посредством “иглы” 15 сильфонное устройство может воздействовать на конус 16 клапанного элемента так, что клапан 9 открывается и закрывается, когда управляющая газовая смесь расширяется или сокращается. Компоненты управляющей газовой смеси и определенные количества указанных компонентов подбирают таким образом, что в пиве отношение давления-температуры двуокиси углерода в бочонке 1 в заданном температурном интервале, предпочтительно от 5 до 30°С, по существу совпадает с кривой давления-температуры двуокиси углерода в пиве с постоянным уровнем R (вес.%) двуокиси углерода в этом температурном интервале. R составляет от 0,43 до 0,62 вес.%.

На фиг.4 представлен график зависимости давления двуокиси углерода в пиве от температуры пива. Идеальная кривая I показывает корреляцию между давлением и температурой, когда количество двуокиси углерода в пиве в температурном интервале от 5 до 30°С должно быть постоянным (R=0,53 вес.%). Кривая II показывает, как обеспечивается отношение давления двуокиси углерода - температуры пива, которое в большей части температурного интервала от 5 до 30°С точно совпадает с идеальной кривой I, или расположено очень близко к ней, в связи с управляющей газовой смесью, содержащей двуокись углерода и фреон 134А.

При использовании выдачного устройства по изобретению для обеспечения повышенного содержания двуокиси углерода в пиве, например R=0,60 об.%, идеальная кривая слегка смещается вверх относительно кривой I. В этом случае используют другую управляющую газовую смесь, такую как смесь, содержащую двуокиси углерода и газообразный углеводород, такой как бутан. В последнем случае кривая, соответствующая кривой II, располагается несколько выше кривой II, но довольно близко к идеальной кривой.

Уровень R двуокиси углерода (вес.%) пива 1а может находиться в пределах от 0,48 до 0,57 вес.%; в частности - от 0,51 до 0,55 вес.%; предпочтительно - 0,53 вес.%.

Содержание двуокиси углерода в управляющей газовой смеси 21 может составлять от 10 до 30 об.%, предпочтительно - от 12 до 25 об.% управляющей газовой смеси.

Если содержание двуокиси углерода в пиве составляет около 0,53 вес.% (R=около 0,53 вес.%), то содержание двуокиси углерода в управляющей газовой смеси 21 может составлять около 15 об.%, а содержание фреона 134А может составлять около 85 об.%.

Если содержание двуокиси углерода в пиве составляет около 0,60 вес.% (R=около 0,60 вес.%), то содержание двуокиси углерода в управляющей газовой смеси 21 может составлять около 20 об.%, а содержание газообразного углеводорода, такого как бутан, может составлять около 80 об.%.

Согласно Фиг.5, клапанный элемент игольчатого конусного клапана содержит указанную иглу 15 и по существу коническое тело 16. Конус имеет немного выпуклую форму по сравнению с геометрическим конусом. Поэтому игольчатый конусный клапан работает как при высоком, так и при низком давлении двуокиси углерода.

На фиг.3 более подробно показана конструкция редукционного клапана 9. Редукционный клапан содержит гильзу 25, клапанный элемент в виде иглы 15 и конуса 16. Седло клапана образовано уплотнительным кольцом 18. Упомянутое сильфонное устройство установлено на гильзе 25. Сильфонное устройство может содержать чашку 27 из листового материала. Сильфон 28 из листового металла прикрепляют предпочтительно сваркой 30 внутри указанной чашки 27, чтобы обеспечить замкнутую камеру 29 для управляющей газовой смеси между чашкой и сильфоном. Сильфон 28 из листового металла согласно Фиг.3 может иметь форму тела вращения с центральным выступом 31, способным нажимать на клапанный элемент 15, 16 для открывания клапана, посредством стойки; при этом указанный корпус 15, 16 клапана также подвергается воздействию противоположно действующего усилия от пружины 35 сжатия, установленной в чашке клапана.

Нужно отметить, что напорный шланг от баллона со сжатой двуокисью углерода соединен с редукционным клапаном в отверстии 38 указанного редукционного клапана. Таким образом, двуокись углерода поступает в клапан через отверстие 38.

Затем двуокись углерода проходит мимо конуса 16 и уплотнительного кольца 18, т.е. через седло клапана, и далее - вверх в камеру 40 ниже выступа 31 сильфонного устройства. Из камеры 40 двуокись углерода проходит по каналу 41 в гильзе 25, и далее наружу через нижнее отверстие 39 клапана; при этом указанное нижнее отверстие сообщается с внутренним пространством 6 бочонка 1 через указанный газовый канал 12 пивного вентиля.

В данном изобретении возможны различные модификации без выхода из объема формулы изобретения.