Verfahren znm Imprägnieren von Flüssigkeit mit Gas und Vorrichtung zum
Ausfahren des Verfahrens.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein, Verfa. hren zum Imprägnieren von Flüssigkeit mit Gas und auf einen Apparat zur Ausführung dieses Verfa. hrens, speziell für die Herstellung und Abgabe mit Gas s imprägnierter Flüssigkeit, insbesondere von Siphongetränken.
Es sind für diesen Verwendungszweck Apparate in Vorschlag gekommen, die ein mit Gasverteilungsdüse, Fl ssigkeitseinm ndung und einem Ablaufhahn versehenes Ge fäB besitzen, in welchem die Flüssigkeit von dem durch die Düse möglichst fein verteilt einstromenden Gas imprägniert wird.
Doch ist bei den bekannten Apparat und Verfahren die Imprägnation der Flüssigkeit infolge einer unzureichenden Vermischung mit dem unter heftigem Überdruck durch die Verteilungsd se eintretenden und daher die Flüssigkeitssäule mit geringem Absorbtionskoeffizienten durchsetzenden Gasstrom, eine ungenagende. Ein weiterer Nachteil jener Apparate besteht darin, da¯ ein während des Abfüllens von Siphonflaschen sehr spürbar werdender Druckabfall im Eohlensäure- wassergefäss, eine ausreichende Abfüllung der Siphonflaschen infolge des durch die in diesen eingeschlossene Luft entstehenden Gegendruckes, unerreichbar macht,
so da¯ ein das krÏftige und restlose Ausspritzen der Flüssigkeit aus den geladenen Siphonflaschen ge- währleistender Druck in demselben nicht oder nur ungenügend erhalten wird. Aber auch das Zuleiten von Druckgas durch die Verteilungsdüse in das Kohlensäurewasser- gefä.
B wÏhrend des Abfüllens von Siphonflaschen hat sich darum als unzulänglich erwiesen, weil die Masse der dem eingeleiteten Gasstrom entgegenstehenden Flüssigkeit die rasche Wiederherstellung des beim Ablassen der Flüssigkeit sinkenden Anfangsdruckes verzögert, während der die Flüssigkeit in Wirbelung versetzende und häufig genug in den Bereich der naturgemäB am Gefässunter- teil befindlichen Abflussmündung retende Gasstrom, die Abflu¯ver@Ïltnisse derart ver schlechtert, da¯ mit dem Wasser durch die Abflussmündung in die angesetzte Siphonflasche eindringendes Gas,
diese teilweise erfüllt und in der Folge die Füllung mit kohlen säurehaltigem Wasser oft erheblich beein trächtigt.
Gema. B dem der Erfindung zugrunde liegenden Verfahren wird während des Impräg- nierens der Flüssigkeit mit Gas der Druck in dem ber der Flüssigkeitssäule lagernden Gasraum zeitweilig entspannt und dadurch die Verteilung des Gases in der Flüssigkeit gefördert.
Bei einem Apparat zur Ausführung eines den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Verfahrens ist an einem mit Gasverteilungsd se, Flüssigkeitseinmündung und Ablaufhahn versehenen Mischgefä. ss ein von der in die Verteilungsdüse mündenden Druckgasleitung nach dem Gasraum des Misch- gefässes führendes Leitungsrohr und in dieses ein Umstellhahn eingebaut.
Mittelst des Um stellhahns kann das Gas zwecks Impräg- nierens der Flüssigkeit in die Verteilungs- düse eingeleitet oder aber zwecks Herstellung eines die möglichst vollkommene Füllung der Siphonflaschen gewährleistenden Druckes nach dem Gasraum des Misohgefä. sses umgeleitet werden.
Auf den beiliegenden Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen des Apparats zur Ausführung des den Erfindungsgegenstand bildenden Verfahrens veranschaulicht, und zwar zeigt :
Fig. 1 und 2 zwei um 90 gegeneinander verstellte Ansichten des Apparates nach der ersten, Ausführungsform,
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch den Unterteil des Mischgefϯes,
Fig. 4 einen Schnitt einer Einzelheit und Fig..") einen senkrechten Schnitt mit teilweiser Ansicht des Apparats nach der zweifen Arisführungsform.
Ein flaschenförmiges, aus Guss oder Blech bestehendes Mischgefϯ 1 ist mit einem Was serstandsa. nzeiger 9 ausgestattet. An den Sals 3 des Mischgefässes ist eine den Manometer 4 tragende Verschlusskappe 5 geschraubt.
Das Mischgefϯ 1 hat am Oberteil einen WassereinlaBhahn 6, an welchen mittelst einer leicht wegnehmbaren Uberwurfmutter 7 ein nach der (nichet gezeichneten) Wasserleitung führender Schlauch 8 angeschlossen ist. An Stelle des Hahns 6 kann aber auch ein in die Bohrung der Gefässwand geschraub- ter Verschlusszayfen vorgesehen sein, welcher aus der Bohrung herausgenommen und sodann in die letztere ein am Schlauchende befindlicher Gewindestutzen geschraubt wer- den kann. Im fernern ist am GefäBoberteil ein die Entlüftung, sowie die Druckentlastung bewirkendes Ventil 9 angeordnet.
Dasselbe hat einen mit der Schraubenfeder 10 belasteten Dr cker 11 und einen am Ventilbolzen
12 sitzenden kegelförmigen Ventilkolben 1, welcher von der Feder 10 selbsttätig in den Ventilsitz 14 hineingepresst wird. Hierbei bewirkt der den Ventilkolben belastende Gasdruck im Mischgefäss eine gute Dichtung des Ventils. Beim Einwärtsschieben des Drückers-11 in der Pfeilrichtung 15 kann die beim Einfüllen der Flüssigkeit im Misch- gefϯ noch vorhandene Luft zwischen dem Kolben 13 und dem Ventilsitz 14 abziehen uncl durch die Ventilöffnung 16 ins Freie entweichen.
Am Unterteil des Gefässes l ist ein Gaszuleitungsrohr 17 und an diesem ein Umstellhahn 18 angebracht, an den durch ein mittelst des Hebels 19 festklemmbares Verbindungsstück 20 eine nach der Kohlensäure- flasche oder einem andern Druckgas. behälter führende biegsame Rohrleitung 21 rasch und auf die einfachste Weise angeschlossen wer den kann. Das Gefäss l kann also in stÏn diger Verbindung mit dem Wasserleitungs- schlauch 8 und der Gasrohrleitung 21 stehen, sowie von denselben weggenommen und mit imprägnierter Flüssigkeit an einem beliebigen Ort aufgestellt werden.
Das Was- ser konnte auch nach Wegschra. uben der Ver schlusskappe 5 durch den Hals 3 in die Flasche l geschüttet werden, und ebenso gestattet diese Zutrittsoffnung das Einführen von Sirup-oder Limonadenessenzen zu dem im Mischgefäss befindlichen Wasser. Das Leitungsrohr 17 mündet in eine im Grunde des Mischgefϯes 1 angeordnete Gasver teilungsdüse. Diese hat einen Verteilungsfilter 22 und ein Rückschlagventil 23, dessen Ventilkörper durch den Druck des zugeleiteten Druckgases gehoben wird und dieses durch KanÏle 24 in das MischgefäB einströmen lässt, wogegen das Rückschlagventil 23 beim Nachlassen des äussern Gasdruckes die KanÏle 24 versperrt.
Beim Einleiten von Druckgas zwecks Imprägnierung der Flüs- sigkeit steht die Durehgangsoffnung 25 des in der Pfeilrichtung 26 gedrehten Reibers 27 dem Leitunbsrohr 17 gegenüber, wogegen beim Ausschank der unter Druck stehenden Flüssigkeit der Reiber 27 in der in Fig. 3 gezeigten Stellung das Druckgas durch ein Leitungsrohr 28 in den Gasraum des etwa bis zum strichpunktiert angedeuteten Niveau mit Wasser gef llten Mischgefϯes treten lϯt. Man erreicht mit dieser Ma¯nahme die Erhaltung eines konstanten Druckes beim Abfüllen der Flüssigkeit in Siphonflaschen 29, die mittelst ihres Ausspritzrohres 30 an das Ablaufrohr 31 des Mischgefässes angeschlossen werden.
Mit der Umleitung des Druckgases wird aber auch eine Diffusion des gelösten Gases aus der Fl ssigkeit in den Gasraum des MischgefäBes, durch den über der Flüssigkeitssäule lagernden Gasdruck verhindert und darum bis zur Leerun (r des Mischgefässes 1 eine stets gleichmässige Sättigung der Flüssigkeit mit Gas. erhalten.
Ausserdem gewährleistet der konstante Druck beim Abfüllen von Siphonflaschen eine mög- lichst ausgiebige und gleichmϯige F llung derselben, unter Vermeidung eines unver hältnismässig grossen Leerraumes oder. eines zum Ausspritzen der Flüssigkeit ungenü- genden Druckes in der abgefüllten Siphonflasche. Der Ablaufhahn 31 ist mit Bezug auf die Lage seines Betätigungshebels 33 in Fig. 2 in offener und (strichpunktiert an gedeuteter) geschlossener Stellung gezeich- net.
Er hat am Ablaufrohr 31 ein Mund- stück 34 zum Einstecken des Ausspritzrohres 30 der Siphonflasche. Doch kann durch das Abla. ufrohr 31 die Flüssigkeit auch offen, zum Beispiel in Gläser, ausge schenkt werden, zu welchem Zwecke nach vorherigem Versperren der Leitungsrohre 17 und 28 mittelst der nicht durchbohrten Rei- berhälfte (27) das über der Flüssigkeits- säule lagernde Druckgas durch das Ventil 9 ganz oder teilweise abgelassen wird.
Das zeitweilige Ablassen des überla- gernden Druckgases erweist sich aber auch beim Imprägnieren der Flüssigkeit als sehr vorteilhaft, indem nÏmlich das beim Imprägnieren aus der Flüssigkeit austretende, sich im Gasraum des Mischgefässes 1 ansammelnde und daher das Sinströmen des f r die Sättigung noch erforderlichen Gases hin dernde Druckgas, bis zur Erzielung einer hinreichenden Sättigung der Flüssigkeit stets wieder entspannt werden kann.
Der Apparat nach der zweiten Ausfiah- rungsform (Fig. 5) besitzt ein Mischgefäss 35 mit Flüssigkeitsablaufhahn : 36, Wasser- einlasshahn 37 und einer im GefäBunterteil angeordneten (nicht dargestellten) Vertei lungsdüse. Deren Zuleitungsrohr 38 ist durch den Umstellhahn 39 mit einem nach dem Gasraum des Mischgefässes 35 führenclen Leitungsrohr 40 verbunden. Das Entlüftungsund Druckentlastungsventil 41 ist auf den Flaschenhals 42 geschraubt. Der mit einer Schraubenfeder 43 belastete Ventilbolzen 44 ist verlan,, und ragt durch den Flaschenhals 42 hindurch in das Mischgefäss hinein.
Am Ventilbolzen 44 sind wagrechte, durch- l¯cherte Rührscheiben 45 angebracht. Diese werden mit dem Ventilbolzen 44 beim jedesmaligen Niederdr cken des Dr ckers 46 nach unten und sodann beim Freigeben des Drink- kers von der ihn betätigenden Hand durch die Kraft der Schraubenfeder 43 wieder aufwärts bewegt.
Beim jedesmaligen Nieder- drüeken des Ventils tritt der Ventilkolben 47 aus dem Ventilsitz 48 heraus, so dans dite im Gasraum des MischgefäBes 35 einge schlossene Luft oder das bereits von der Imprägnation der Flüssigkeit herrührende, die Flüssigkeitssäule durchsetzende und sich im Gasraum ansammelnde Druckgas zwischen Ventilsitz und Ventilkolben durch die Öffnung 49 ins Freie entweichen kann. Das Umrühren der Flüssigkeit mittelst den R hr scheiben 45 erfolgt also genau im Augenblick der Druckentlastung des Gasraumes.
Das ist von besonderer Bedeutung, indem bereits beim Umrühren durch die Brechung des Gasstromes eine gute Vermischung desselben mit der Flüssigkeit erzielt wird, während die in der Flüssigheit aufsteigenden Gasperlen zufolge der plötzlichen Druckentlastung expandieren, wobei sich ihre OberflÏche und damit selbstverständlich auch die Berührungsfläche mit der sie umgebenden Flüssigkeit vergröBert und auf diese Weise die Vermischung des Gases mit der Flüssigkeit er heblich gefordert wird. Schliesslieh erfolgt aber die Expansion der Gasbläschen meistens mit solcher Heftigkeit, da¯ diese bersten und dadurch von der Flüssigkeit restlos absor biert werden können, diese also nicht unaufgelöst durchsetzen.
Mit dieser Bewir kungsart wird somit eine vorzügliche Sät- tigung der Flüssigkeit und in der Folge ein hochwertiges Siphongetränk erhalten.
Das Mischgefäss 1 bezw. 35 kann in seiner Gestaltung bauliche Abweichungen von den dargestellten Ausführungsformen aufweisen, zweckmässig ist es aber, wenn demselben mit Rüeksicht auf einen bequemen Transport und auf ein handliches Fassen des Gefässes beim Aufstellen desselben die Form eines länglichen zylindrischen Körpers, also diejenige einer Flasche mit oder ohne besonderem Flasehenhals, gegeben wird. An Stelle der Rührscheiben 45 könnten auch aus mehr oder weniger engmaschigem Drahtgeflecht oder aus Blechstreifen bestehende oder an dersartig ausgebildete Schläger zum Umrühren der Flüssigkeit vorgesehen sein.
Method for impregnating liquid with gas and apparatus for
Extending the procedure.
The present invention relates to a method. listen to the impregnation of liquid with gas and to an apparatus for carrying out this process. especially for the production and delivery of liquid impregnated with gas, especially siphon beverages.
Apparatuses have been proposed for this purpose which have a vessel provided with a gas distribution nozzle, liquid inlet and a drain cock, in which the liquid is impregnated by the gas flowing in as finely as possible through the nozzle.
However, in the known apparatus and method, the impregnation of the liquid is unsatisfactory as a result of insufficient mixing with the gas stream entering through the distribution nozzle under severe excess pressure and therefore penetrating the liquid column with a low absorption coefficient. A further disadvantage of these devices is that a pressure drop in the carbonic acid water container that becomes very noticeable during the filling of siphon bottles makes it impossible to fill the siphon bottles adequately due to the counter-pressure created by the air enclosed in them.
so that a pressure which ensures the strong and complete ejection of the liquid from the loaded siphon bottles is not or only insufficiently obtained in the same. But also the supply of pressurized gas through the distribution nozzle into the carbonic acid water tank.
B during the filling of siphon bottles has proven to be inadequate because the mass of the liquid opposing the gas flow introduced delays the rapid restoration of the initial pressure, which decreases when the liquid is released, while the initial pressure that causes the liquid to swirl and often enough in the range of the natural The drainage mouth located in the lower part of the vessel saves gas flow, the drainage conditions deteriorate so much that gas penetrating with the water through the drainage mouth into the attached siphon bottle,
this is partially fulfilled and as a result the filling with carbonated water is often considerably impaired.
Gema. In the method on which the invention is based, during the impregnation of the liquid with gas, the pressure in the gas space above the liquid column is temporarily released and the distribution of the gas in the liquid is thereby promoted.
In an apparatus for carrying out a method forming the subject matter of the present invention, a mixing vessel provided with a gas distribution nozzle, liquid inlet and drain cock is attached. ss a line pipe leading from the pressure gas line opening into the distribution nozzle to the gas space of the mixing vessel and a changeover valve installed in this.
The gas can be introduced into the distribution nozzle in the middle of the switching valve for the purpose of impregnating the liquid or for the purpose of producing a pressure which ensures the most complete possible filling of the siphon bottles after the gas space of the misoh container. sses be redirected.
The accompanying drawings illustrate two embodiments of the apparatus for carrying out the method forming the subject of the invention, namely:
1 and 2 two views of the apparatus according to the first embodiment, displaced by 90 relative to one another,
Fig. 3 is a vertical section through the lower part of the mixing vessel,
Fig. 4 shows a section of a detail and Fig. ") A vertical section with a partial view of the apparatus according to the two Arisführungform.
A bottle-shaped, made of cast iron or sheet metal mixing vessel 1 is with a water resistance. indicator 9 equipped. A closure cap 5 carrying the manometer 4 is screwed onto the Sals 3 of the mixing vessel.
The mixing vessel 1 has a water inlet tap 6 on the upper part, to which a hose 8 leading to the water line (not shown) is connected by means of an easily removable union nut 7. Instead of the stopcock 6, however, a locking plug screwed into the bore of the vessel wall can also be provided, which can be removed from the bore and then screwed into the latter a threaded connector located at the end of the tube. Furthermore, a venting and pressure relief valve 9 is arranged on the upper part of the vessel.
The same has a pusher 11 loaded with the helical spring 10 and one on the valve pin
12 seated conical valve piston 1, which is automatically pressed into the valve seat 14 by the spring 10. The gas pressure in the mixing vessel that loads the valve piston causes the valve to seal well. When the trigger 11 is pushed in in the direction of the arrow 15, the air still present in the mixing vessel when the liquid is poured can be drawn off between the piston 13 and the valve seat 14 and can escape through the valve opening 16 into the open.
A gas supply pipe 17 is attached to the lower part of the vessel 1 and a reversing valve 18 is attached to it, to which a connection piece 20 which can be clamped by means of the lever 19 is connected to the carbon dioxide bottle or another pressurized gas. container leading flexible pipeline 21 connected quickly and in the simplest way who can. The vessel 1 can therefore be in constant communication with the water pipe 8 and the gas pipe 21, and can be removed from the same and set up with the impregnated liquid at any location.
The water could also go to Wegschra. The closure cap 5 can be poured through the neck 3 into the bottle 1, and this access opening also allows syrup or lemonade essences to be introduced into the water in the mixing vessel. The pipe 17 opens into a gas distribution nozzle arranged at the bottom of the mixing vessel 1. This has a distribution filter 22 and a check valve 23, the valve body of which is lifted by the pressure of the supplied compressed gas and allows it to flow into the mixing vessel through canals 24, whereas the check valve 23 blocks the canals 24 when the external gas pressure drops.
When pressurized gas is introduced for the purpose of impregnating the liquid, the passage opening 25 of the friction 27 rotated in the direction of the arrow 26 faces the conduit 17, whereas when the pressurized liquid is dispensed, the pressure gas flows in through the dispenser 27 in the position shown in FIG Line pipe 28 can enter the gas space of the mixing vessel, which is filled with water approximately up to the level indicated by dash-dotted lines. With this measure, a constant pressure is maintained when the liquid is filled into siphon bottles 29, which are connected to the discharge pipe 31 of the mixing vessel by means of their injection pipe 30.
With the diversion of the pressurized gas, however, diffusion of the dissolved gas from the liquid into the gas space of the mixing vessel is prevented by the gas pressure overlying the liquid column and therefore an even saturation of the liquid with gas until the mixing vessel 1 is emptied. receive.
In addition, the constant pressure when filling siphon bottles ensures that they are filled as extensively and evenly as possible, while avoiding a disproportionately large empty space or. Insufficient pressure in the filled siphon bottle to eject the liquid. The drain cock 31 is shown with reference to the position of its actuating lever 33 in FIG. 2 in the open and closed position (indicated by dash-dotted lines).
On the outlet pipe 31 it has a mouthpiece 34 for inserting the spray pipe 30 of the siphon bottle. But through the Abla. On pipe 31 the liquid can also be poured out openly, for example in glasses, for which purpose the pressurized gas stored above the column of liquid through the valve 9 after previous blocking of the pipes 17 and 28 by means of the non-pierced friction half (27) or partially drained.
The temporary release of the superimposed compressed gas also proves to be very advantageous when impregnating the liquid, namely that that which emerges from the liquid during impregnation and collects in the gas space of the mixing vessel 1 and therefore hinders the flow of the gas still required for saturation Pressurized gas can always be released again until the liquid is sufficiently saturated.
The apparatus according to the second embodiment (FIG. 5) has a mixing vessel 35 with a liquid drainage tap: 36, a water inlet tap 37 and a distribution nozzle (not shown) arranged in the lower part of the vessel. Its supply pipe 38 is connected by the change-over valve 39 to a pipe 40 leading to the gas space of the mixing vessel 35. The vent and pressure relief valve 41 is screwed onto the bottle neck 42. The valve pin 44 loaded with a helical spring 43 is elongated and protrudes through the bottle neck 42 into the mixing vessel.
Horizontal, perforated stirring disks 45 are attached to the valve pin 44. These are moved with the valve pin 44 each time the pusher 46 is pressed down and then up again by the force of the helical spring 43 when the drinker is released by the hand operating it.
Each time the valve is pressed down, the valve piston 47 emerges from the valve seat 48, so that the air trapped in the gas space of the mixing vessel 35 or the pressurized gas that already stems from the impregnation of the liquid, penetrates the liquid column and collects in the gas space between the valve seat and Valve piston can escape into the open through the opening 49. The stirring of the liquid by means of the stirrer disks 45 takes place precisely at the moment when the pressure in the gas space is released.
This is of particular importance, as a good mixing of the gas flow with the liquid is achieved by the breaking of the gas flow, while the gas bubbles rising in the liquid expand due to the sudden pressure relief, whereby their surface and thus of course also the contact area with the the liquid surrounding it is enlarged and in this way the mixing of the gas with the liquid is significantly increased. Ultimately, however, the expansion of the gas bubbles usually takes place with such force that they burst and can thus be completely absorbed by the liquid, i.e. they do not penetrate undissolved.
With this type of action, excellent saturation of the liquid and consequently a high-quality siphon drink is obtained.
The mixing vessel 1 respectively. 35 may have structural deviations from the illustrated embodiments in its design, but it is useful if the same with a view to easy transport and easy grip of the vessel when setting up the same the shape of an elongated cylindrical body, i.e. that of a bottle with or without special bottle neck, is given. Instead of the agitator disks 45, beaters made of more or less close-meshed wire mesh or sheet-metal strips or designed in such a way could be provided for stirring the liquid.