Устройство для приготовления газированной воды

 

Использование: пищевая промышленность, безалкогольная ее отрасль, приготовление газированной воды. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрическую емкость и расположенное в ней приспособление для предотвращения образования газовой фазы. Последнее включает камеру, боковые стенки которой выполнены эластичными и имеют складки аккордионного типа, а торцевые - жесткими, и элемент полного сжатия камеры до нулевого объема, выполненный в виде спиральной пружины, закрепленной на одном из днищ емкости. В начальный период цикла насыщения камера полностью сжата под действием пружины. Вода и диоксид углерода подаются в камеру через соответствующие патрубки, имеющие запорнорегулирующие клапаны. На патрубке для подачи диоксида углерода смонтирован распределительный элемент. Отбор газированной воды производится через соответствующий патрубок. Патрубки для подачи воды, диоксида углерода и отбора газированной воды смонтированы в торцевых стенках емкости и камеры. Устройство имеет сообщенные с соответствующими патрубками приспособление для подачи воды и диоксида углерода под давлением и отбора газированной воды. 2 ил.

Изобретение относится к устройству для приготовления газированной воды в условиях невесомости.

Известно устройство для приготовления газированной воды, содержащее замкнутую цилиндрическую емкость с плоскими днищами и патрубками для подачи воды, диоксида углерода и отбора газированной воды, установленные на патрубках запорно-регулирующие клапаны, укрепленный на патрубке для подачи диоксида углерода распределительный элемент и приспособление для подачи воды и диоксида углерода под давлением и выдачи газированной воды, сообщенные с соответствующими патрубками.

Конструкция известного устройства однако допускает выделение диоксида углерода из воды, т. е. образование газовой фазы в емкости.

Работа в условиях невесомости представляет ряд необычных трудностей, которые не встречаются на земле. Так, в условиях невесомости отсутствует естественное разделение газообразной и жидкой фаз в емкостях, как то сатураторах или питьевых чашках. Поэтому в этих емкостях нет воздушной прослойки, образованной воздухом или двуокисью углерода, как это имеет место на земле. Кроме того, эти емкости в контролируемой среде космической станции или аналогичной в космическом пространстве часто подвержены воздействию температуры, превышающей 100^оF (37,8^оС) и они должны выдерживать нагрузки при взлете и посадке космического корабля. Более того, в условиях космической станции имеется настоятельная необходимость в регулировании давления сатурированных напитков таким образом, чтобы оно не превышало 0,14-0,21 кг/см² с целью обеспечения комфорта в потреблении напитков космонавтами.

Цель изобретения заключается в том, чтобы создать устройство для газирования напитков, которое было бы работоспособным в условиях невесомости, и обеспечивало бы управляемое насыщение воды углекислым газом, что достигается путем предотвращения образования газовой фазы в емкости сатуратора.

Цель достигается тем, что устройство снабжено приспособлением для предотвращения образования газовой фазы, смонтированным в емкости и включающем камеру, боковые стенки которой выполнены эластичными и имеют складки аккордеонного типа, а торцевые стенки выполнены жесткими, и элемент полного сжатия камеры до нулевого объема, выполненный в виде спиральной пружины, закрепленной на одном из днищ емкости и соединенной с одной из торцевых стенок камеры для сжатия боковых ее стенок путем перемещения одной торцевой стенки к другой, при этом последняя укреплена на противоположном элементу сжатия днище емкости, патрубки для подачи воды, диоксида углерода и выдачи газированной воды смонтированы в этой торцевой стенке камеры, а приспособление для подачи воды под давлением выполнено так, что оно обеспечивает давление, достаточное для преодоления усилия спиральной пружины и расширения камеры до объема подаваемой воды.

На фиг. 1 дан частичный разрез сатуратора устройства; на фиг. 2 - система быстрого подключения питьевой емкости к устройству.

На фиг. 1 представлено схематически устройство по изобретению. Устройство содержит замкнутую цилиндрическую емкость 1, с плоскими днищами 2 и 3 и патрубками 4, 5, 6 для подачи воды, диоксида углерода и отбора газированной воды соответственно, установленные на патрубках 4, 5, 6 запорно-регулирующие клапаны 7, 8, 9 соответственно, укрепленный на патрубке 5 для подачи диоксида углерода распределительный элемент 10 и приспособления для подачи воды 11 и диоксида углерода 12 под давлением и выдачи 13 газированной воды, сообщенные с соответствующими патрубками. Приспособление для предотвращения образования газовой фазы смонтировано в цилиндрической емкости 1 и включает камеру 14, боковые стенки 15 которой выполнены эластичными и имеют складки аккордеонного типа, а торцевые стенки 16, 17 выполнены жесткими, и элемент 18 полного сжатия камеры 14 до нулевого объема, выполненный в виде спиральной пружины, закрепленной на днище 2 емкости 1 и соединенной с торцевой стенкой 16 камеры 14. Другая торцевая стенка 17 камеры 14 укреплена на противоположном элементу сжатия 18 днище 3 емкости 1, и патрубки 4, 5, 6 смонтированы в этой торцевой стенке 17. Приспособление для подачи воды под давлением 11 выполнено так, что оно обеспечивает давление, достаточное для преодоления усилия спиральной пружины 18 и расширения камеры 14 до объема подаваемой воды. Распределительный элемент 10 представляет собой диффузор для лучшего распределения диоксида углерода в воде.

Изображенная схематически на фиг. 2 система быстрого подключения иллюстрирует предпочтительное выполнение питьевой емкости для использования ее совместно с устройством по изобретению. Питьевая емкость 19 включает внешнюю жесткую оболочку (бутыль) 20 и эластичный внутренний мешок 21, который может выбрасываться после пользования и заменяться другим. Емкость 19 и внутренний мешок 21 не заполнены (фиг. 2). Однако при заполнении емкости 19 мешок 21 расширится полностью до пределов, определенных внутренними стенками жесткой оболочки 20.

Горловина бутыли имеет витки 22 для винтового соединения ее с винтовой головкой 23 системы распределительного клапана 24, связанной с выпускным патрубком 6 устройства.

Для питья из емкости 19 служит навинчиваемая на ее горловину "соломинка" 25 с винтовой головкой 26.

Головки 23, 26 и горловина емкости 19 имеют клапаны 27, препятствующие выходу газа и жидкости при отсоединенном состоянии.

Устройство работает следующим образом.

Под действием пружины 18 гофрированная камера 14 полностью сжимается до нулевого внутреннего объема. Вода подается через патрубок 4 и гофрированная камера 14 расширяется до тех пор, пока усилие (Р1) пружины 18 не уравновешивает (Р) давление в патрубке 4. В этот момент подача воды прекращается с помощью клапана 7. Затем через патрубок 5 через диффузор 10 медленно подается двуокись углерода под давлением (Р1+ δР). Поскольку отсутствует место для газовой фазы, то газ СО₂ полностью растворяется. После подачи достаточного количества двуокиси углерода в раствор подача его прекращается с помощью клапана 8. Выпуск газированной воды осуществляется открытием клапана 9. Затем гофрированная камера 14 начинает сжиматься, а пружина 18 растягивается. Когда вся газированная вода выйдет из камеры и она полностью сжата, то ее снова заполняют водой и СО₂, как описано выше. Подавать СО₂ можно и перед подачей воды, если это нужно.

Для выпуска газированной воды в емкость 19 ее горловину вставляют в головку 23 распределительной системы и головку 23 навинчивают на витки горловины емкости. При этом клапаны 27 открываются, включением распределительного клапана 24 газированная вода подается в эластичный мешок 21. После заполнения мешка 21 и соответственно емкости 19 ее вывинчивают из головки 23, и на горловину навинчивают головку 26 соломинки 25. При этом клапан 27 горловины препятствует выходу из нее жидкости и газа при ее отсоединенном состоянии. После подсоединения таким образом к емкости 19 соломинки 25 из емкости можно пить газированную воду в условиях невесомости.

Следует иметь в виду, что устройство по изобретению может быть развито тем, что два или более таких устройства на фиг. 1 могут устанавливаться параллельно и работать последовательно для достижения непрерывной сатурации.

(56) Патент СССР N 815155, кл. А 23 L 2/00, опублик. 1976.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГАЗИРОВАННОЙ ВОДЫ, содержащее замкнутую цилиндрическую емкость с плоскими днищами и патрубками для подачи воды, диоксида углерода и отбора газированной воды, установленные на патрубках запорно-регулирующие клапаны, укрепленный на патрубке для подачи диоксида углерода распределительный элемент и приспособления для подачи воды и диоксида углерода под давлением и выдачи газированной воды, сообщенные с соответствующими патрубками, отличающееся тем, что, с целью повышения степени насыщения воды диоксидом углерода, оно снабжено приспособлением для предотвращения образования газовой фазы, смонтированным в цилиндрической емкости и включающим камеру, боковые стенки которой выполнены эластичными и имеют складки аккордионного типа, а торцевые - жесткими, и элемент полного сжатия камеры до нулевого объема, выполненный в виде спиральной пружины, закрепленной на одном из днищ емкости и соединенной с одной из торцевых стенок камеры для сжатия боковых ее стенок путем перемещения одной торцевой стенки к другой, при этом последняя укреплена на противоположном элементу сжатия днище емкости, патрубки для подачи воды, диоксида углерода и отбора газированной воды смонтированы в этой торцевой стенке камеры, а приспособление для подачи воды под давлением выполнено так, что обеспечивает давление, достаточное для преодоления усилий спиральной пружины и расширения камеры до объема подаваемой воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2