HUP0900683A2 - Low pressure liquid feeder and process for sterile dosing of liquid with low pressure - Google Patents

Description

KOZZETE'ÍILL·! / _A ..........

példány /VI :::-^:::^: =::·

Berendezés és eljárás folyadékok alacsony nyomással történő steril kiadagolására

A találmány tárgya berendezés és eljárás folyadékok alacsony nyomással történő steril kiadagolására.

Az alkoholmentes, illetve az alkoholt tartalmazó szénsavas, vagy szénsavmentes italokat, üdítőitalokat üveg vagy műanyag palackokban hozzák forgalomba. Ezeknek a palackoknak a kiömlő nyílása tipikusan csavarmenetes műanyag kupakkal, vagy rápréselt, fém kupakkal van lezárva. A kupak eltávolításakor a kiömlőnyíláson keresztül azonnal beáramlanak a palackba a kültéri gázok, elsősorban oxigén, nitrogén, stb. és megindul a palackban tárolt folyadék oxidálódása, minőségromlása. Ez különösen jellemző azokra a biotermékekre, amelyek tartósítószerek hozzáadása nélkül, aszeptikus környezetben kerülnek palackozásra.

A minőségromlás csökkentésének egyik lehetséges módja, hogy különféle tartósítószereket kevernek az italokba. A minőség megőrzésének egy másik ismert módja, amelyet elsősorban szénsavval dúsított folyadékok kiadagolására használnak, hogy a palackot megfelelő adagolófejjel látják el, mely biztosítja azt, hogy a palackba nem juthat külső levegő, így pl. oxigén, ezáltal a palackban lévő folyadék hosszú ideig eltartható és oxidálódás nélkül kiadagolható.

Ilyen adagolófejes megoldást ismertet a W02004/092033 A3 nemzetközi bejelentés, valamint a WO 95/31398 lajstromszámú szabadalom. E megoldások egyik fő hátránya, hogy a palackokban levő folyadékokat egy un. búvárcsövön keresztül kell kiadagolni, melyhez min. 6-7 bár túlnyomás szükséges. Ez a túlnyomás viszont olyan sebes áramlást és turbulenciát okoz az adagolófej-rendszerben, ami jelentős szénsavveszteséget és ezzel együtt bizonyos, elsősorban cukrot tartalmazó termékeknél, de más terméknél (például sörnél) nagymértékű habzást okoz, ami drasztikusan csökkenti az ital élvezhetöségét. így a költséges technológiával a folyadékba elnyeletett (szaturált) széndioxid gáz egy része a sebesen kiáramló folyadékokból eltávozik (kiverődik), és a széndioxid gáznak csak egy jelentősen lecsökkent hányada marad a kiadagolt italban. A széndioxid veszteség sok esetben oly mértékű, hogy a kiadagolt ital fogyasztását élvezhetetlenné teszi.

A találmánnyal célunk olyan, olcsón előállítható és könnyen kezelhető folyadékadagoló berendezés megvalósítása, amely lehetővé teszi a palackban tárolt folyadék oxidálódásmentes, vagyis steril), valamint alacsony nyomáson, vagyis közel külső légköri nyomáson történő kiadagolását. Az alacsony nyomással történő kiadagolás elsősorban a széndioxiddal dúsított italok esetén előnyös, mivel a folyadék kis sebességgel történő kiáramlása következtében a kiáramló folyadékban fellépő turbulenciák mértéke jelentősen lecsökken, ami a kiadagolt ital széndioxid vesztésének és ezáltal habzásának jelentős csökkenését eredményezi.

A találmánnyal további célunk, hogy a folyadéktároló tartályt vagy palackot olyan tartályzáró egységgel lássuk el, amely a szokásos technológiával ráhelyezhető egy hagyományos italos palack felső töltőnyílására.

A találmánnyal további célunk olyan moduláris adagoló berendezés megvalósítása, amely lehetővé teszi egymást követően tetszőleges számú folyadéktároló tartály használatát.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a folyadéktároló tartályban, például üdítöitalos palackban, a folyadéktér felett létrehozunk egy olyan gázteret, amelyben olyan gázt tárolunk, melyet az italtároló tartály felbontását követően arra használunk, hogy az italtároló tartály gázterében folyamatosan a külső környezeti légnyomással lényegében azonos gáznyomást tartsunk fenn. Az italtároló tartály gázterében uralkodó nyomás célszerűen egy minimális mértékben folyamatosan meghaladja a külső környezeti légnyomást, ezáltal egy minimális túlnyomást biztosít az italtároló tartályban a folyadék könnyebb kiadagolása érdekében.

Az italtároló tartályba a palackozáskor betöltött nagynyomású gázt az italtároló tartály felbontása előtt egy külső deformálható (felfújható) gáztartályba vezetjük, amely gáztartály maximális térfogata úgy van méretezve, hogy az italtároló tartályban lévő gáz nyomása lényegében a környezeti légnyomás értékére csökkenjen.

Ennek eredményeként a kiadagolt folyadék helyére az adagoló berendezés részét képező, deformálható gáztartályból áramlik vissza a gáz, miközben a deformálható gáztartály térfogata fokozatosan csökken, ezáltal megakadályozzuk, hogy vákuum keletkezzen a folyadéktároló tartályban, ami a külső levegő beáramlását idézné elő. Ezen kívül a folyadéktároló tartályban uralkodó viszonylag alacsony gáznyomás miatt a folyadék a kitöltésekor viszonylag kis sebességgel hagyja el a tartályt. A folyadéktároló tartályban uralkodó alacsony nyomás miatt a folyadékot célszerűen szabadfolyással töltjük ki. A találmány szerinti berendezéssel nemcsak széndioxid gázzal dúsított folyadékot lehet minőségromlás nélkül, sterilen, kis sebességgel kiadagolni, hanem bármilyen szénsavmentes un. csendes italt is, például teát, tejet, gyümölcsleveket, paradicsomiét, stb.

Bár a találmány szerinti folyadékadagoló készülék különösen előnyösen alkalmazható italok, azon belül is főleg szénsavas italok kiadagolására, a készülék felhasználási területe nem korlátozódik élelmiszerekre, így alkalmazható akár a vegyiparban, akár a gyógyászatban, vagy bármilyen más szakterületen.

A kitűzött célokat egyrészt olyan, folyadékok alacsony nyomáson történő steril kiadagolásához való adagoló berendezés megvalósításával érjük el, amely tartalmaz

- egy lényegében merev falú folyadéktároló tartályt, amelynek felső töltőnyílása, valamint előre meghatározott térfogatú folyadéktere és előre meghatározott térfogatú gáztere van,

- a folyadéktároló tartályon kívül elrendezett, deformálható gáztartályt,

- tartályzáró egységet, amely a folyadéktároló tartály felső töltőnyílásához és a külső gáztartályhoz van tömítetten csatlakoztatva és tartalmaz

- első eszközt a folyadéktároló tartályban lévő folyadék kiadagolására, és

- második eszközt a folyadéktároló tartály gáztere és a külső gáztartály között gázkapcsolat létesítésére, amely második eszköz tartalmaz egy kétállású szelepszerkezetet, amely első állásban a gáztartályból a folyadéktároló tartályba, második állásban pedig a folyadéktároló tartályból a gáztartályba teszi lehetővé a gáz áramlását; és

- működtető egységet, amely leválasztható módon csatlakozik a tartályzáró egységhez, és amely a tartályzáró egység első eszközét és második eszközét kívülről működtető tagokat tartalmaz.

A deformálható gáztartály célszerűen egy kezdetben összelapított, felfújható tasak.

A felfújható tasak lehet rugalmas falú vagy rugalmatlan falú. Ez utóbbi esetben a tasak célszerűen egy, a tasak falára külső nyomást kifejtő nehezékkel van ellátva.

Az adagoló berendezés egyik előnyös kiviteli alakjánál az első eszköz egy folyadékkivezető járatot és egy ahhoz tartozó mozgatható záróelemet tartalmaz. A folyadékkivezető járat például egy rugalmas falú tömlő, a záróelem pedig ez esetben célszerűen egy, a tömlő összeszorítására alkalmasan kiképezett fojtóelem.

különösen előnyös, ha a működtető egység egy olyan többfunkciós működtető kart tartalmaz, amely első állásban zárja a folyadékkivezető járatot és a kétállású szelepszerkezetet első állásban tartja; második állásban nyitja a folyadékkivezető járatot, miközben a kétállású szelepszerkezetet első állásban tartja; és harmadik állásban zárja a folyadékkivezető járatot és a kétállású szelepszerkezetet második állásban tartja.

A működtető egység és a külső gáztartály célszerűen egy merev tartószerkezethez van rögzítve.

A folyadéktároló tartály gázterében előnyösen védőgáz, például nitrogén van. A gáztérben lévő gáz kezdeti nyomása célszerűen legfeljebb kb. 5 bar.

A kitűzött célokat másrészt olyan, folyadék alacsony nyomáson történő steril kiadagolására szolgáló eljárással érjük el, amely eljárás során

- egy lényegében merev falú folyadéktároló tartályba meghatározott mennyiségű folyadékot és meghatározott mennyiségű nagynyomású gázt töltünk a folyadéktároló tartály felső töltőnyílásán keresztül,

- tömítetten lezárjuk a folyadéktároló tartályt felső töltőnyílását egy tartályzáró egységgel,

- a folyadéktároló tartály tartályzáró egységéhez csatlakoztatunk egy működtető egységet és egy olyan deformálható, külső gáztartályt, amely előre meghatározott maximális térfogattal rendelkezik,

- a működtető egység használatával a folyadéktároló tartály első megnyitása előtt annak gázteréből elvezetjük a nagynyomású gáz egy részét a deformálható, külső gáztartályba úgy, hogy a folyadéktároló tartály gázterében lényegében a külső légnyomással megegyező gáznyomás keletkezzen, és

- a működtető egység használatával folyadékot adagolunk ki a folyadéktároló tartályból, miközben a deformálható, külső gáztartályból gázt eresztünk vissza a folyadéktároló tartályba oly módon, hogy a folyadéktároló tartály gázterében mindig a külső légnyomással lényegében azonos gáznyomás legyen.

A folyadéktároló tartályba előnyösen védőgázt, például nitrogént töltünk.

Célszerű, ha a deformálható, külső gáztartályt kezdetben minimális térfogatú állapotban tartjuk és a folyadéktároló tartályban lévő, kezdetben nagynyomású gáz nyomásának lecsökkentésekor a gáztartályt maximális térfogatúra tágítjuk.

A folyadékot előnyösen szabadfolyással eresztjük ki a folyadéktároló tartályból.

A találmány szerinti folyadékadagoló berendezés előnye, hogy a kiadagolt folyadék helyére nem kültéri, rendszerint szennyezett, élelmiszerek esetén az élelmiszerek romlását előidéző levegő kerül a folyadéktároló tartályba, hanem a tartályba gyárilag betöltött tisztított, élelmiszer tárolására alkalmas oxigénmentes gáz, rendszerint nitrogén vagy széndioxid áramlik vissza a külső gáztartályból úgy, hogy a folyadéktároló tartályban mindig lényegében kültéri nyomás uralkodjon. Ezzel megakadályozhatjuk a tárolt folyadékok szennyeződését, oxidálódását, így biztosítva a folyadéktároló tartályokban tárolt folyadékok minőségének megőrzését legalább azon időpontig, amelyet a folyadéktároló tartály megbontása nélkül a gyártó garantál.

A megoldás további előnye, hogy a tartályban uralkodó alacsony, vagyis lényegében kültéri nyomás következtében a tartályból kis sebességgel tölthető ki a folyadék, ezáltal annak felhabzása - és különösen szénsavas italok esetén a szénsavvesztés

- jelentős mértékben lecsökken, ami italok esetében nagyban fokozza az így kiadagolt folyadék élvezeti értékét.

A találmány szerinti berendezés további előnye, hogy a folyadékkivezetö járat és a töltőgáz nyomásának kiegyenlítésére szolgáló járatok egyaránt a tartályzáró egységben vannak kialakítva, ezáltal a tartályzáró egység elhelyezhető hagyományos italos palackokon, ami széles körű felhasználást tesz lehetővé.

A találmány szerinti berendezés előnyös abból a szempontból is, hogy moduláris kialakítású, így a folyadéktároló tartály kiürülését követően a működtető egységhez és a külső gáztartályhoz egy újabb, bontatlan folyadéktároló tartály csatlakoztatható, ezáltal a működtető szerkezet és a külső gáztartály többször is felhasználható.

A találmány szerinti alacsonynyomású adagolószerkezet előnyös kiviteli alakjait a csatolt rajz segítségével ismertetjük, nem korlátozva azonban a találmány gyakorlati alkalmazhatóságát, sem az igényelt oltalmi kört a példaként bemutatott kiviteli alakokra. A rajzon:

- az 1. ábra a találmány szerinti folyadékadagoló berendezés részét képező folyadéktartály felső végének kinagyított metszeti rajza;

- a 2.a és 2.b ábrán a tartályzáró egység univerzális betétje látható hosszirányú metszeti nézetben, illetve felülnézetben;

- - a 3. ábra palacktartó szerkezet és az ahhoz kapcsolódó működtető egység oldalirányú metszeti rajza;

- a 4.a-4.c ábrák egy rugalmatlan falú gáztartály egy lehetséges kiviteli alakját szemléltetik elölnézetben, oldalnézetben és perspektivikus nézetben;

- az 5. ábra a folyadéktároló tartályt és a palacktartó szerkezetet szemlélteti perspektivikus nézetben a folyadéktartálynak a palacktartó szerkezetbe történő behelyezése előtt;

- a 6. ábra az összeszerelt folyadékadagoló berendezés felső részének kinagyított metszeti képe, ahol a működtető kar a gázleeresztö állásban van;

- a 7. ábra az összeszerelt folyadékadagoló berendezés egészét szemlélteti metszeti nézetben, ahol a működtető kar a gázleeresztö állásban van;

- a 8. ábra az összeszerelt folyadékadagoló berendezés felső részének kinagyított metszeti képe, ahol a működtető kar a folyadékkiadagoló állásban van;

- a 9. ábra a találmány szerinti berendezés egy másik lehetséges kiviteli alakját szemlélteti metszeti nézetben; és

- a 10. ábra a találmány szerinti eljárás főbb lépéseit bemutató folyamatábra.

Az 1. ábra a találmány szerinti folyadékadagoló berendezés egy első lehetséges kiviteli alakjának részét képező folyadéktartály felső végének kinagyított metszeti rajzát szemlélteti. A 2 folyadéktároló tartálynak, amely tipikusan egy italos palack, felső töltőnyílása van, amely a tárolandó folyadék és a technológiai gáz betöltésére szolgál. A 2 folyadéktároló tartálynak a folyadékot befogadó 15 folyadéktere és 16 gáztere van. A 2 folyadéktároló tartály felső nyílására 1 tartályzáró egység van tömítetten csatlakoztatva. Az 1 tartályzáró egység és a 2 folyadéktároló tartály felső töltönyílása csatlakoztatható egymáshoz menetes kialakítással, ilyekor az 1 tartályzáró egységet szorosan rá kell csavarni a 2 folyadéktároló tartály tetejére. Amint az 1. ábrán látható, az 1 tartályzáró egység célszerűen pattintással van a 2 folyadéktároló tartály felső nyílásához rögzítve úgy, hogy az 1 tartályzáró egység 3 palástján lévő 4 rögzítő váll a 2 folyadéktároló tartályra való rányomásakor bepattan a 2 folyadéktároló tartályon kiképzett 5 rögzítő gyűrű alá.

A 2 folyadéktároló tartály és az 1 tartályzáró egység között egy rugalmas anyagból készült 6 tömlőt, valamint a 2 folyadéktároló tartály 16 gázterében lévő gázt kieresztő, illetve visszaeresztő, kétállású 7 szelepszerkezetet tartalmazó 8 univerzális betét helyezkedik el.

Az 1 tartályzáró egység alaphelyzetében folyadékkivezetö járatot, ami előnyösen egy 6 tömlőként van kialakítva, egy mozgatható záróelem, például egy mozgatható 9 fojtóelem zárja, illetve nyitja. A 6 tömlő külső 10 végét a 9 fojtóelem például oly módon zárja, hogy nekinyomja azt egy 11 záró borda felső peremének. A 9 fojtóelem elmozdításával a 6 tömlő megnyílik és lehetővé válik a folyadék kitöltése a 2 folyadéktároló tartályból. A 9 fojtóelem 12 felső felületéből 13 fogak álnak ki, amelyek lehetővé teszik egy később bemutatásra kerülő külső működtető kar révén a 9 fojtóelem mozgatását, ezáltal a 2 folyadéktároló tartály folyadékkivezető járatát képező 6 tömlő nyitását, illetve zárását. A 13 fogakat egy letéphető 14 takaróelem teszi kívülről hozzáférhetetlenné. A 14 takaróelem - tipikusan egy letéphető papír, műanyag vagy fém fólia - sértetlensége a 2 folyadéktároló tartály bontatlan állapotát jelzi.

A 2.a és 2.b ábrán hosszirányú metszeti nézetben és felülnézetben látható a rugalmas anyagból készült 8 univerzális betét, amely integráltan tartalmazza a 6 tömlőt és a kétállású 7 szelepszerkezetet. A 8 univerzális betét 37 homlokfelületén két helyen 38 bemélyedés van kialakítva, melyek a megengedettnél nagyobb túlnyomás esetén a 2 folyadéktároló tartályban levő technológiai gáz egy részének a környezetbe történő kieresztésére szolgálnak, vagyis biztonsági szelepként működnek. A 8 univerzális betét 7 szelepszerkezete egyrészt olyan 31 járatokat tartalmaz, amelyeken keresztül a 2 folyadéktároló tartály 16 gázterében lévő gáz egy része a külső gáztartályba távozik (a később bemutatásra kerülő működtető egységen keresztül), másrészt olyan egyirányú 32 lapszelepet tartalmaz, amelyen keresztül lehetővé válik a külső gáztartályban lévő gáz visszaáramlása a 2 folyadéktároló tartályba a folyadék kitöltésekor.

A 3. ábrán a találmány szerinti adagoló berendezés egyik célszerű kiviteli alakjának részét képező 20 tartószerkezet, valamint az ahhoz rögzített 18 működtető egység és külső, deformálható 21 gáztartály látható oldalirányú metszeti nézetben. A 20 tartószerkezetnek olyan 34 rögzítő füle van, amely lehetővé teszi a 20 tartószerkezetnek egy polchoz vagy más lapszerű hordozófelülethez történő stabil rögzítését az adagoló berendezés használata során.

A 20 tartószerkezet belsejében van elhelyezve a gázzáró anyagból készült, előre meghatározott maximális térfogattal rendelkező, deformálható 21 gáztartály. A 21 gáztartálynak előnyösen rugalmas fala van, vagyis a gázzal történő kezdeti megtöltését, felfújását követően képes magától összehúzódni, ahogy a benne lévő gáz a 2 folyadéktároló tartály ürítésekor visszaáramlik a 2 folyadéktároló tartály 16 gázterébe. A 21 gáztartály 22 gázvezetéken keresztül kapcsolódik a folyadéktároló tartályhoz.

A 21 gáztartály egyik lehetséges változata, amelynek különböző nézetei a 4.a-4.c ábrákon láthatók, rugalmatlan fallal rendelkezik. A rugalmatlan falú 21 gáztartály ez esetben például egy olyan polietilén 23 tasakot tartalmaz, amely egyik felébe egy megfelelően méretezett 24 nehezéket helyezünk el annak érdekében, hogy biztosítsuk a 21 gáztartály szükséges mértékű összehúzódását a folyadék ürítésekor, és ezáltal a megfelelő (lényegében a külső környezeti nyomásnak megfelelő) gáznyomást tudjuk fenntartani a 2 folyadéktároló tartály 16 gázterében.

Az 5. ábrán a 2 folyadéktároló tartály és a 25 működtető egységgel egyesített 20 tartószerkezet látható perspektivikus nézetben a 2 folyadéktároló tartálynak a 20 tartószerkezetbe történő behelyezése előtt. A 2 folyadéktároló tartály 1 tartályzáró egységén jól látható a sértetlen 14 takarólap, amelyet a 2 folyadéktároló tartálynak a 20 tartószerkezetbe történő behelyezését közvetlenül megelőzően el kell távolítani az 1 tartályzáró egységről. A 20 tartószerkezethez szilárdan van rögzítve a 25 működtető egység, amelynek ez esetben egy többfunkciós 27 működtető karja van. A 25 működtető egység 26 rögzítő fülek segítségével a legfelső pozícióba van állítva, ezzel helyet biztosít a 2 folyadéktároló tartálynak a rajta levő 1 tartályzáró egységgel együtt.

A 6. ábrán az egyesített folyadékadagoló berendezés felső részének kinagyított metszeti képe látható, amely részletesen szemlélteti a 25 működtető egység elemeit. A 6. ábrán 25 működtető egység 27 működtető karja a gázleeresztö állásban van. A 27 működtető kar működési kapcsolatban áll egy 28 nyomókarral, amely a 2 folyadéktároló tartály 16 gázterében lévő, kezdetben nagynyomású gáz leeresztésekor egy 29 szeleprúdra fejt ki erőt. A 29 szeleprúd alsó vége felfekszik a 7 szelepszerkezet felső felületére. A 6. ábrán a 7 szelepszerkezet a második állásában látható, amikor kis mértékben a 2 folyadéktároló tartály felé van eltolva, ezáltal a 16 gáztérben lévő nagynyomású gáz a 7 szelepszerkezet 31 járatán, majd a 25 működtető egység 30c és 30b csatornáin, végül a 20 tartószerkezet 30a csatornáján keresztül a 21 gáztartályba áramlik. A 32 lapszelep olyan kialakítású, hogy csak egy irányban teszi lehetővé a gáz áramlását, nevezetesen csak akkor, amikor a 21 gáztartályban nagyobb nyomás, mint a 2 folyadéktároló tartály 16 gázterében uralkodó nyomás.

A 7. ábra az egyesített folyadékadagoló berendezés egészét szemlélteti metszeti nézetben, ahol a 27 működtető kar a 6. ábrának megfelelő gázleeresztő állásban van és a 16 gáztérben lévő gáz nagy része a 21 gáztartályba távozott, amely a 7. ábrán már teljesen kitágult, vagyis felfújt állapotában látható.

A 8. ábrán az egyesített folyadékadagoló berendezés felső részének kinagyított metszeti képe látható, ahol a 27 működtető kar a folyadékkiadagoló állásban van. A 27 adagolókar a 2 tartállyal ellentétes irányú elfordításakor a 9 fojtóelem a 13 fogakba kapaszkodó a 27 működtető karral együtt elforduló 36 fogaskerék elfordulásának hatására elmozdul, ezáltal megnyílik az 1 tartályzáró egységben lévő 6 tömlő és lehetővé válik a 2 folyadéktároló tartályban lévő folyadék kitöltése. A folyadék kitöltésekor a 2 folyadéktároló tartályban felszabaduló térrészbe a 21 gáztartályból a 32 lapszelepen keresztül tud beáramlani a technológiai 19 gáz, így nem alakul ki vákuum a 2 folyadéktároló tartályban.

A 9. ábra a találmány szerinti adagoló berendezés egy másik lehetséges kiviteli alakját szemlélteti metszeti nézetben, ahol az első kiviteli alaknál alkalmazott működtető kar helyett egy olyan 40 működtető kart alkalmazunk, amely a kitöltött folyadékot fogadó pohárral is mozgatható, így a folyadék kiadagolása egy kézzel is kényelmesen elvégezhető.

A találmány szerinti folyadékadagoló berendezés működését a 10. ábrán látható folyamatábra, valamint a korábban ismertetett 6. és 8. ábra segítségével írjuk le.

Az S100 lépésben a lényegében merev falú 2 folyadéktároló tartályba annak felső töltőnyílásán keresztül előre meghatározott mennyiségű folyadékot és előre meghatározott mennyiségű nagynyomású technológiai gázt töltünk. A gázt, például nitrogént vagy széndioxidot, előnyösen a folyadék betöltését követően (vagy speciális esetben még azt megelőzően) töltjük be a 2 folyadéktároló tartályba a töltősoron kialakított, önmagában ismert gáztöltő berendezéssel.

Ezután az S102 lépésben a lehető legrövidebb időn belül (még mielőtt a cseppfolyós vagy szilárd halmazállapotú 19 gáz át nem alakul gáz halmazállapotúvá) az 1 tartályzáró egységgel tömítetten lezárjuk a 2 folyadéktároló tartályt. A beadagolt cseppfolyós vagy szilárd 19 gáz rövid időn belül (néhány másodperc alatt) gáz halmazállapotúvá változik, ezáltal a 2 folyadéktároló tartály 16 gáztere nagynyomású gázzal lesz megtöltve. A 19 gáz nyomása ekkor célszerűen kb. 4-5 bár.

A 2 folyadéktároló tartályt a használatba vételkor az S104 lépésben csatlakoztatjuk a 25 működtető egységhez és a külső 21 gáztartályhoz, amely előre meghatározott maximális térfogattal rendelkezik. Ezután az S106 lépésben a 2 folyadéktároló tartály 16 gázterében uralkodó nagy nyomást lecsökkentjük lényegében a környezeti légnyomásra úgy, hogy annak 16 gázteréből elvezetjük a nagynyomású 19 gáz egy Qelentös) részét a deformálható, külső 21 gáztartályba. A 21 gáztartály megfelelő mértezésével a 19 gáztérben - és így értelemszerűen a 21 gáztartályban is lényegében a külső légnyomással megegyező (alacsony) gáznyomás keletkezik.

Amint az 5. ábrán is látható, a találmány szerint berendezés egyik előnyös kiviteli alakjánál a 2 folyadéktároló tartály első használatát megelőzően az 1 tartályzáró egységen levő 14 takarólapot eltávolítjuk, és a 2 folyadéktároló tartályt a 20 tartószerkezetben helyezzük el úgy, hogy a 25 működtető egység a 26 rögzítő fülek segítségével a legfelső pozícióba kerüljön, ahogy ezt korábban említettük. Ezt követően, amikor a 2 folyadéktároló tartály már a helyén van, a 26 rögzítő füleket oldjuk és a 25 működtető egységet rányomjuk az 1 tartályzáró egységre. Ezzel lehetőséget biztosítunk a hermetikus kapcsolat létrehozásához a 2 folyadéktároló tartály 16 gáztere és a 21 gáztartály között oly módon, hogy a 27 működtető kart a 2 folyadéktároló tartály irányába elmozdítjuk. A 27 működtető karral együtt elmozdul a 28 nyomókar is, amely maga előtt tolja a 29 szeleprudat, amely megnyitja a 7 szelepszerkezetet, ezzel szabad utat engedve a 16 gáztérben levő nagynyomású 19 gáz számára, hogy a 31 járaton, valamint 30a, 30b és 30c csatornákon keresztül eljusson a 21 gáztartályba. A 21 gáztartály kitágulásának hatására a 2 folyadéktároló tartályban levő nyomás lecsökken. A 2 folyadéktároló tartályban uralkodó nagy gáznyomás lecsökkentését követően a 27 működtető kart visszaállítjuk a kiindulási helyzetébe, ezáltal a 7 szelepszerkezet 30c csatornája és a 31 járata közötti összeköttetés megszűnik, így a 21 gáztartályban levő alacsony nyomású 19 gáz a továbbiakban már csak a 32 lapszelepen keresztül tud egy irányba, a 2 folyadéktároló tartályba áramlani a 30a, 30b csatornákon keresztül.

Ezután megkezdhető a folyadék kiadagolása, amit az S108 lépésben végzünk el oly módon, hogy a 2 folyadéktároló tartályt stabilan tartó 20 tartószerkezetet vízszintes helyzetbe fektetjük. Adott esetben a 20 tartószerkezet egy hűtőgép belső terében levő polchoz rögzíthető az erre a célra kialakított 34 rögzítő fül segítségével. Ebben a helyzetben a 2 folyadéktároló tartály előrebillent állapotba kerül és a benne tárolt folyadék bejut az 1 tartályzáró egység 6 tömlőjébe, míg a 2 folyadéktároló tartályban levő 19 gáz a 2 folyadéktároló tartály legmagasabban fekvő térészét foglalja el.

A folyadék kiadagolásához a 27 működtető kart a 2 folyadéktároló tartállyal ellentétes irányban forgatjuk, ezáltal a 9 fojtóelem a 13 fogakba kapaszkodó 36 fogaskerék elfordulása következtében elmozdul, és megnyitja a 6 tömlőt, amin keresztül a 2 folyadéktároló tartályban levő folyadék - előnyösen szabadfolyással - kitölthető. A 2 folyadéktároló tartályban uralkodó alacsony nyomás miatt a folyadék kis sebességgel áramlik ki, ezáltal minimálisra csökken a felhabzás mértéke, illetve szénsavas italok esetén a kitöltött ital széndioxidvesztése. A folyadék kitöltése közben a 21 gáztartályból a 2 folyadéktároló tartályba visszaáramló gáz a folyadékon keresztül jut a 16 gáztérbe. A 21 gáztartály és a 16 gáztér nyomáskiegyenlítődése következtében a folyadék kitöltésekor a 21 gáztartály fokozatosan összehúzódik. A találmány szerinti berendezés szempontjából előnyös, ha a 16 gáztérben uralkodó lényegében környezeti nyomás egy minimális mértékben meghaladja a környezeti légnyomást, ugyanis ezáltal biztosítható, hogy külső levegő ne jusson be a 2 folyadéktároló tartályból kiáramló folyadékon keresztül a 16 gáztérbe.

Bár a fentiekben a folyadék kitöltésének célszerű módjaként a folyadék szabad folyással történő kieresztését említettük, a szakember számára nyilvánvaló, hogy a 2 folyadéktároló tartályból más módon is kitölthető kis sebességgel a folyadék, például egy megfelelően kialakított pumpa használatával.

Az egyirányú 32 lapszelepnek és a 16 gáztérben uralkodó lényegében környezeti nyomásnak köszönhetően a folyadék kitöltésekor környezeti levegő kívülről mindaddig nem jut be a 2 folyadéktároló tartályba, amíg az teljesen ki nem ürül. A 2 folyadéktároló tartály teljes kiürülésekor a 21 gáztartály nyomása a 32 lapszelepen keresztül kiegyenlítődik a környezeti légnyomással, és bár ekkor bejuthat külső levegő az üres 2 folyadéktároló tartályba, az egyirányú 32 lapszelep továbbra is megakadályozza, hogy külső levegő jusson a 21 gáztartályba.

A fentiekben a találmány szerinti folyadékadagoló berendezést és eljárást konkrét kiviteli példákon keresztül ismertettük. A szakmában jártas szakember számára azonban nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti berendezés és eljárás tetszőlegesen módosítható az igénypontok által meghatározott oltalmi körön belül.

Claims (14)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Adagoló berendezés folyadékok alacsony nyomáson történő steril kiadagolásához, azzal jellemezve, hogy a berendezés tartalmaz

   - egy lényegében merev falú folyadéktároló tartályt (2), amelynek felső töltőnyílása, valamint előre meghatározott térfogatú folyadéktere (15) és előre meghatározott térfogatú gáztere (16) van,

   - a folyadéktároló tartályon (2) kívül elrendezett, deformálható gáztartályt (21),

   - tartályzáró egységet (1), amely a folyadéktároló tartály (2) felső töltönyílásához és a külső gáztartályhoz (21) van tömítetten csatlakoztatva és tartalmaz

   - első eszközt a folyadéktároló tartályban (2) lévő folyadék kiadagolására, és

   - második eszközt a folyadéktároló tartály (2) gáztere (16) és a külső gáztartály (21) között gázkapcsolat létesítésére, amely második eszköz tartalmaz egy kétállású szelepszerkezetet (7), amely első állásban a gáztartályból (21) a folyadéktároló tartályba (2), második állásban pedig a folyadéktároló tartályból (2) a gáztartályba (21) teszi lehetővé a gáz áramlását; és

   - működtető egységet (25), amely leválasztható módon csatlakozik a tartályzáró egységhez (1), és amely a tartályzáró egység (1) első eszközét és második eszközét kívülről működtető tagokat tartalmaz.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti adagoló berendezés, azzal jellemezve, hogy a deformálható gáztartály (21) egy kezdetben összelapított, felfújható tasak.
3. 3. A 2. igénypont szerinti adagoló berendezés, azzal jellemezve, hogy a felfújható tasak rugalmas falú.
4. 4. A 2. igénypont szerinti adagoló berendezés, azzal jellemezve, hogy a felfújható tasak (23) rugalmatlan falú és egy, a tasak (23) falára külső nyomást kifejtő nehezékkel (24) van ellátva.
5. 5. A 4. igénypont szerinti adagoló berendezés, azzal jellemezve, hogy az első eszköz egy folyadékkivezetö járatot és egy ahhoz tartozó mozgatható záróelemet tartalmaz.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti adagoló berendezés, azzal jellemezve, hogy a folyadékkivezetö járat egy rugalmas falú tömlő (6), és a záróelem egy, a tömlő (6) összeszorítására alkalmasan kiképezett fojtóelem (9).
7. 7. Az 1.-6. igénypontok bármelyike szerinti adagoló berendezés, azzal jellemezve, hogy a működtető egység (25) egy olyan többfunkciós működtető kart (27) tartalmaz, amely

   - első állásban zárja a folyadékkivezető járatot és a kétállású szelepszerkezetet (7) első állásban tartja;

   - második állásban nyitja a folyadékkivezető járatot, miközben a kétállású szelepszerkezetet (7) első állásban tartja; és

   - harmadik állásban zárja a folyadékkivezető járatot és a kétállású szelepszerkezetet (7) második állásban tartja.
8. 8. Az 1.-7. igénypontok bármelyike szerinti adagoló berendezés, azzal jellemezve, hogy a működtető egység (25) és a külső gáztartály (21) egy merev tartószerkezethez (20) van rögzítve.
9. 9. Az 1.-8. igénypontok bármelyike szerinti adagoló berendezés, azzal jellemezve, hogy a folyadéktároló tartály (2) gázterében (16) védögáz, előnyösen nitrogén van.
10. 10. Az 1.-9. igénypontok bármelyike szerinti adagoló berendezés, azzal jellemezve, hogy a gáztérben (19) lévő gáz kezdeti nyomása legfeljebb kb. 5 bár.
11. 11. Eljárás folyadék alacsony nyomáson történő steril kiadagolására, azzal jellemezve, hogy az eljárás során

    - egy lényegében merev falú folyadéktároló tartályba (2) meghatározott mennyiségű folyadékot (15) és meghatározott mennyiségű nagynyomású gázt (19) töltünk (S100) a folyadéktároló tartály (2) felső töltönyílásán keresztül,

    - tömítetten lezárjuk (S102) a folyadéktároló tartályt (2) felső töltönyílását egy tartályzáró egységgel (1),

    - a folyadéktároló tartály (2) tartályzáró egységéhez (1) csatlakoztatunk (S104) egy működtető egységet (25) és egy olyan deformálható, külső gáztartályt (21), amely előre meghatározott maximális térfogattal rendelkezik,

    - a működtető egység (25) használatával a folyadéktároló tartály (2) első megnyitása előtt annak gázteréböl (16) elvezetjük (S106) a nagynyomású gáz (19) egy részét a deformálható, külső gáztartályba (21) úgy, hogy a folyadéktároló tartály (2) gázterében (16) lényegében a külső légnyomással megegyező gáznyomás keletkezzen, és

    - a működtető egység (25) használatával folyadékot adagolunk ki (S108) a folyadéktároló tartályból (2), miközben a deformálható, külső gáztartályból (2) gázt (19) eresztünk vissza a folyadéktároló tartályba (2) oly módon, hogy a folyadéktároló tartály (2) gázterében (16) mindig a külső légnyomással lényegében azonos gáznyomás legyen.
12. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a folyadéktároló tartályba (2) védögázt, előnyösen nitrogént töltünk.
13. 13. A 11. vagy 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a deformálható, külső gáztartályt (21) kezdetben minimális térfogatú állapotban tartjuk és a folyadéktároló tartályban (2) lévő, kezdetben nagynyomású gáz (19) nyomásának lecsökkentésekor a gáztartályt (21) maximális térfogatúra tágítjuk.
14. 14. A 11.-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a folyadékot szabadfolyással eresztjük ki a folyadéktároló tartályból (2).