NO841591L - Apparat for karbonering av vaesker - Google Patents

Abstract

Et apparat for aerering av væsker, særlig for tilbereding av karbonerte drikker, har et karboneringskammer med elektrisk styrbare ventiler som regulerer væskestrømmen og gasstrømmen til og fra kammeret, og en programmert elektronisk tidsstyreinnretning som styrer ventilene og gjør det mulig at væske kan karboneres og tappes ut ved bruk av en trykk-kanpp.

Description

Denne oppfinnelse vedrører apparater til aerering av væsker, særlig til karbonering av vann for fremstilling av brusen-de drikker.

De bærbare karboneringsapparater som ofte er til rådighet for bruk i hjemmene, er i sin helhet mekanisk betjente. En person som benytter et av slike apparater, må kunne utføre en rekke manuelle operasjoner i bestemt rekkefølge hvis et tilfreds-stillende resultat skal kunne oppnås. Følgen er at barn og personer som er ukjent med denne type karboneringsapparater kan få vanskeligheter ved bruken av apparatene. Bærbare karbonato-rer av mekanisk type er f.eks. beskrevet i britiske patenter 1 453 363, 1 468 469 og 2 026 882.

Hensikten med oppfinnelsen er å bøte på de nevnte ulemper ved kjente bærbare karboneringsapparater. Et karboneringsapparat ifølge oppfinnelsen omfatter et karboneringskammer, første ventilinnretninger for kontroll av tilførsel av væske til og tømming av karbonert væske fra kammeret, en gasstråledyse montert i kammeret for innstråling av karbondioksydgass i væske som finnes i kammeret, innretninger til å forbinde stråledysen med et forråd med gass under trykk omfattende andre ventilinnretninger for kontroll av tilførselen av gass, trykkavlastningsinnretninger som er i forbindelse med en øvre del av kammeret og omfatter tredje ventilinnretninger, og apparatet utmerker seg i det vesentlige ved at de første, andre og tredje ventilinnretninger er elektrisk betjenbare og styrbare ved elektroniske styreinnretninger, som er programmert slik at som svar på et startsignal tilført styreinnretningene , betjenes den første ventilinnretning for tilføring av væske til kammeret for i det vesentlige å fylle kammeret, etter lukning av den første ventilinnretning betjenes den andre ventilinnretning en eller flere ganger for perioder med innstilt varighet for tilføring av gass til stråledysen og innsprøytning i væsken, etter avslutning av gasstilførselen og en kort forsinkelse åpnes den tredje ventilinnretning for oppheving av trykket i kammeret, og etter en ytterligere kort forsinkelse etter åpning av avløpsventilen kan den første ventilinnretning betjenes for utlevering av karbonert væske fra kammeret. Et karboneringsapparat som omfatter oppfinnelsen kan være av ukomplisert konstruksjon og lett innrettet til utlevering av karbonert væske ved berøring av en betjenings-del, såsom ved trykk på en knapp.

I samsvar med en særlig hensiktsmessig utførelse av oppfinnelsen omfatter styreinnretningen en elektronisk tidsstyreinnretning som påvirker den første ventilinnretning i en forutbestemt tid for å slippe væske inn i kammeret, og tillater den første ventilinnretning å bli betjent for utlevering av væske fra kammeret etter at en forutbestemt forsinkelse er utløpt etter åpning av den tredje ventilinnretning. En tidsstyreinnretning kan fordelaktig forenkle apparatet ved at det unngås behovet for føle- og tilbakematningssignaler for bestemmelse når hvert operasjonstrinn er ferdig utført og neste trinn kan begynne. Innretninger for å tilveiebringe slike signaler kan imidlertid være ønskelige og kan innbefattes i apparatet.

I en foretrukken utførelse av oppfinnelsen omfatter kammeret innløps- og utløpsinnretninger ved sin nedre ende og innretninger er anordnet for å forbinde innløpsinnretningen med et forråd av væske under trykk, som kan være en beholder eller en elektrisk dreven pumpe, hvor pumpemotoren energiseres under styring fra styreinnretningen for pumpen som skal betjenes for den periode i løpet av hvilken innløpsventilinnretningen er åpnet. Hvis beholderen alternativt er montert over karboneringskammeret,

kan væsketrykket være tilstrekkelig til at det kan gis avkall på pumpen og vannet kommer inn i kammeret som følge av tyngde-kraften. Videre kan beholderen bestå av en lukket tank og kan være under trykk av utløpsgassen fra kammeret for å tvinge væsken fra tanken inn i kammeret.

Apparatet kan lett innrettes for levering av kilde-vann eller karbonert vann til leveringsdysen i samsvar med operatø-rens valg.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av et eksempel og under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et apparat som omfatter oppfinnelsen, og fig. 2 viser skjematisk apparatets elektriske styrekrets.

Det karboneringsapparat som er vist på fig. 1, omfatter et karboneringskammer 1 i en trykkbeholder med en sylindrisk side-vegg 2, hvis nedre ende er skrudd inn i og gjort tett i et støpt endestykke 3 av plast, og hvis øvre ende er forsynt med en på-skrudd hette 4, som også er støpt av plastmateriale. Endestyk-ket 3 omfatter en innløpsport 5 og en utløpsport 6. Innløpet er forbundet med en vanntank 7 gjennom et tilførselsrør 8 som omfatter en elektrisk dreven pumpe 9 og en ventil 10 som styres fra en solenoid 11. Utløpsporten 6 er forbundet med en utleve-ringsdyse 12 ved hjelp av et utløpsrør eller tømmerør 13 som omfatter en ventil 14 som styres fra en solenoid 15. En annen ventil 16 er utstyrt med en styresolenoid 17 og er koblet mel-lom tilførselsrøret 8 på ventilens 10 oppstrømsside og utløps-røret 13 på ventilens 14 nedstrømsside.

Hetten 4 bærer en i kammeret 1 anordnet gasstråledyse 18 som er forbundet med en gassylinder 19 ved hjelp av en gassled-ning 20 som omfatter en ventil 21 styrt fra en solenoid 22. En utløpsport 2 3 er anordnet i hetten 4 og munner ut i atmosfæren gjennom en utløpsrørledning 24 som omfatter en trykkavlastnings-ventil 25 som virker på vanlig måte for begrensning av trykket i kammeret 1. Ventilen 25 er innrettet til å åpnes også ved påvirkning av en solenoid 26. Alternativt kan en separat sole-noidstyrt ventil være parallellforbundet med trykkavlastningsventilen.

Også i hetten 4 er det anordnet en lufteventil 27 og en flottørventil befinner seg i kammeret og omfatter en flottørku-le 28 plassert i et bur 29 som er innrettet til å lukke lufteventilen når vannet har nådd et forutbestemt nivå i kammeret. Ventilen 27 er forbundet med atmosfæren gjennom et lufterør 30. Som vist på fig. 1, er utløps- og lufterørene 24,30 ført tilbake til rommet over vannivået i tanken 7. Denne anordning foretrek-kes fordi eventuell fuktighet som forlater kammeret gjennom disse ledninger, ledes inn i tanken og ikke kan lekke ut.

Som det kan sees på fig. 2, er solenoidene 11,15,17,22

og 26 forbundet med en spenningskilde 32, f.eks. hovedledningen, gjennom respektive triacbrytere 33-37, idet triacbryternes sty-reporter er forbundet med de respektive uttak 38-42 av en programmert tidsstyreinnretning 43. Pumpens 9 motor 44 er også forbundet med spenningskilden gjennom en triac 45, hvis uttak er forbundet med et ytterligere uttak 46 av styreinnretningen 43. Et bryterpanel 47 bærer fire brytere betjent ved knapper 48-50 samt en signallampe 52. Bryterne er i forbindelse med respektive inntak 53-56 av styreinnretningen 43 og lampen 52 er forbundet med et ytterligere uttak 5 7 av styreinnretningen.

Apparatets virkemåte skal nå beskrives under henvisning til fig. 1 og 2. Under normale, jevne forhold er alle ventiler 10,14,16,21 og 25 lukket og deres solenoider 11,15,17,22 og 26 er desaktivert. En person som benytter apparatet kan velge enten rent vann ved å trykke på knappen 48, karbonert vann med liten grad av karbonering ved å trykke på knappen 4 9 eller karbonert vann med høy karboneringsgrad ved å trykke på knappen 50. Hvis rent vann velges svarer styreinnretningen 4 3 på signalet ved inntaket 5 3 ved at lampen 52 lyser og knappen 51 aktiveres. Hvis knappen 51 deretter presses ned, svarer styreinnretningen på signalet ved inntaket 56 ved å sende ut signalet ved uttakene 42 og 46, hvorved solenoiden 17 aktiveres for åpning av ventilen 16, og motoren 44 energiseres for pumping av rent vann fra tanken 7 til utleveringsdysen 12. Når knappen 51 fri-gjøres, lukkes ventilen 16 og pumpen stanser. Hvis på et hvilket som helst tidspunkt etter at knappen 48 er presset ned, knappen 51 ikke blir nedpresseti en forutbestemt tidsperiode, f.eks. 15 sekunder, vil apparatet vende tilbake til sin normale stabile stilling og lampen 52 slukner og knappen 51 gjøres inaktiv.

Hvis karbonert vann velges, reagerer styreinnretningen på signalet ved inntakene 54 og 55 ved å sende ut signaler ved uttakene 38 og 46 i en forutbestemt tidsperiode. Innløpsventilen 10 åpnes av den aktiverte solenoid 11 og pumpen 9 drives fra den energiserte motor 44 for levering av vann fra tanken 7 gjennom porten 5 til trykkammeret. Den periode, f.eks. 12 sekunder, i løpet av hvilken signalene sendes ved uttakene 38 og 46, er tilstrekkelig til at pumpen 9 i det vesentlige fyller kammeret 1 med væske. Vannivået i kammeret kontrolleres auto-matisk av flottørventilen 28,29 som lukker for å hindre ytterligere utslipp av gass og innestenger dermed et gassvolum i top-pen av kammeret. Etter at innløpsventilen 10 er lukket og en kort forsinkelse, f.eks. omtrent et sekund, sendes et signal ved uttaket 39 av styreinnretningen for aktivering av solenoidet 22 til åpning av ventilen 21 i en forutbestemt totaltid. Signalet fra uttaket 39 er fortrinnsvis pulsert, slik at gassen sprøytes inn i vannet gjennom stråledysen 18 i en rekke korte strålestøt. Hvis man f.eks. velger lav karboniseringsgrad kan ventilen 21 åpnes fem ganger på et \ eller 1 sekund, mens for høy karbonerinsgrad kan ventilen åpnes et større antall ganger, f.eks. 7 ganger, med samme varighet på \ eller 1 sekund.

Under innsprøytningen av gassen vil trykket i kammeret 1 øke fortrinnsvis til et slikt nivå at avlastningsventilen 25 kommer til å virke, men ikke mer enn noen få ganger. Når signalet fra uttaket 39 er slutt, finnes det en kort forsinkelse på noen få, f.eks. 2, sekunder for å tillate innholdet i kammeret 1 å bunnfelles før et signal sendes ut av uttaket 40 for styreinnretningen 4 3 til aktivering av solenoideh 26 og dermed åpning av ventilen 25 i fastsatt tid for oppheving av trykket i kammeret. Etter en bestemt tid, f.eks. 6 sekunder, fra åp-ningen av ventilen 25, sender styreinnretningen et signal fra uttaket 5 7 for tenning av lampen 52 og utleveringsknappen 51 gjøres aktiv. Styreinnretningen svarer til et signal fra inntaket" 56 frembrakt ved lett pressing av knappen 51 ved å sende ut et signal fra uttaket 41 til aktivering av solenoideh 15 og derved åpning av ventilen 14 med den følge at karbonert vann får anledning til å renne til utleveringsdysen 12 som følge av sin egen tyngde. Ventilen 14 forblir åpen så lenge knappen 51 er trykket ned. Ettersom vannivået i kammeret 1 synker åpner flottørventilen 28,29 lufteventilen 27 og tillater luften å komme inn i kammeret 1 for å erstatte den ødelagte væske og hindre dannelse av vakuum i kammeret.

Utløpsventilen 25 åpnes av solenoiden 26, f. eks.- i fem sekunder, hver gang utleveringsknappen er trykket ned, mens lampen 52 tennes som en foranstaltning i tilfelle trykket har bygget seg opp i kammeret 1 etter at ventilen 25 sist var åpnet.

Hvis utleveringsknappen 51 ikke er presset ned i en kon-tinuerlig tidsperiode, f.eks. 15 sekunder, mens lampen 52 lyser, vil styreinnretningen slukke lampen og gjøre knappen 51 uvirk-som og hele apparatet gjenvinner sin normale tilstand.

Både apparatet og tidsrekkefølgen og operasjonene som styres av samme kan modifiseres uten at man avviker fra oppfinnel-sens ramme.

F.eks. kan knappen 48 for valg av rent vann sløyfes og apparatet kan utføres slik at i den normale utgangsstilling vil apparatet utlevere ublandet vann når man presser ned utleveringsknappen 51. I dette tilfelle kan to lamper være anordnet på kontrollpanelet hvor den ene lyser når apparatet er ferdig til utlevering av rent vann og den andre lyser når det skal leveres karbonert vann etter at enten knappen 49 eller 50 er presset ned.

De forskjellige tidsperioder som er nevnt ovenfor er ikke kritiske og vil innstilles slik at de passer til apparatet.

Den fullt innstilte rekkefølge av ventilåpning og tilluk-ningsoperasjoner oppnådd ved hjelp av styreinnretningen som for-klart ovenfor er fordelaktig ved at det sikres et særlig enkelt styresystem for karboneringsapparatet. Hvis det imidlertid er ønskelig, kan en eller flere solenoidbetjente ventiler anord-nes for å tilveiebringe på i og for seg kjent måte et tilbakemeldingssignal for styreinnretningen for kontroll at et bestemt trinn i karboneringsprosessen er fullført før neste trinn påbe-gynnes. Hvis f.eks. trykkavlastningsventilen 25 skulle svikte slik at kammeret forblir under trykk, kunne denne feilaktige tilstand avdekkes og utløpsventilen 14 hindres fra å åpne, hvilket ville resultere i at væsken sendes ut under høyt trykk gjennom utløpsdysen. Andre beskyttelsesforholdsregler er mulige og vil være åpenbare for faglærte lesere.

Videre er det mulig at apparatet omfatter innretninger for avføling av væskenivået og/eller trykket i kammeret og tilveiebringelse av tilsvarende signaler til styreinnretningen enten som et beskyttelsessystem, f.eks. for å hindre gasstilførsel til kammeret når dette ikke er fylt til riktig nivå med vann, eller for å hindre tømming av væske hvis kammeret er under trykk, eller for å kontrollere apparatet under normal karboneringsope-rasjon, f.eks. for å lukke innløpsventilen og stanse pumpen når et bestemt vannnivå i kammeret er nådd. Av ovennevnte vil fremgå at forskjellige alternative anordninger er mulig for å bringe styreinnretningen til å avbryte en karboneringssyklus hvis et eller annet trinn ikke er utført korrekt eller ikke avsluttet.

Claims (15)

1. Apparat for karbonering av væsker, omfattende et karboneringskammer (1), første ventilinnretninger (10,14) ..for styring av tilførsel av væske til og tømming av karbonert væske fra kammeret, en gasstråledyse (18) montert i kammeret for innsprøyt-ning av karbondioksydgass i væske som finnes i kammeret, innretninger til å forbinde stråledysen med et forråd av gass under trykk omfattende andre ventilinnretninger (21) for styring av tilførselen av gass, trykkavlastningsinnretninger som er i forbindelse med en øvre del av kammeret og omfatter tredje ventilinnretninger (25), karakterisert ved at de nevnte første, andre og tredje ventilinnretninger er elektrisk betjenbare og styrt ved elektroniske styreinnretninger (4 3) programmert slik at som svar på et startsignal tilført til styreinnretningene aktiveres de første ventilinnretninter for å slippe væske til kammeret for i det vesentlige å fylle kammeret, etter luk-king av de første ventilinnretninger påvirking av de andre ventilinnretninger en eller flere ganger i perioder med fastsatt varighet for å tilføre gass til stråledysen og sprøyte den inn i væsken, etter avslutning av gasstilførselen og en kort forsinkelse åpnes de tredje ventilinnretninger for å oppheve trykket i kammeret og deretter følger en kort forsinkelse etter åpning av de tredje ventilinnretninger, hvor den første ventilinnretning kan betjenes for at karbonert væske tømmes fra kammeret.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at kammeret omfatter væskeinnløps- og utløpsinnretninger (5,6) ved sin nedre ende, og innretninger for å forbinde innlø psinn-retningene med et forråd av væske under trykk.

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at væskeforrådet omfatter en beholder (7) og en elektrisk dreven pumpe (9) hvor pumpens drift styres av styreinnretningen for pumpen som skal betjenes mens den første ventilinnretning er på-virket for å slippe væske inn i kammeret.

4. Apparat ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at innløps- og utløpsinnretningen omfatter henholdsvis inn-løps- og utløpsporter (5 og 6), og hvor den første ventilinnretning omfatter atskilte elektrisk betjenbare væskeinnløps- og utløpsventiler (10 og 14) for styring av tilførsel av væske til innløpsporten og utløp av væske gjennom utløpsporten.

5. Apparat ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at styreinnretningen omfatter en tidsstyreinnretning og aktiverer den første ventilinnretning i en forutbestemt tid for å slippe væske til kammeret.

6. Apparat ifølge krav 5, karakterisert ved at en lufteventil (2 7) forbinder en øvre del av kammeret med atmosfæren, en flottørventil (28,29) er anordnet i kammeret og innrettet til å lukke lufteventilen for å begrense væskenivået i kammeret og innestenge et gassvolum i kammeret, og hvor den forutbestemte tid for aktivering av den første ventilinnretning for å slippe væske inn i kammeret varer tilstrekkelig lenge for at væsken i det vesentlige fyller kammeret og lukker flottørven-tilen.

7. Apparat ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at kammeret er utstyrt med utløpsinnretninger (2 3,24) som fører fra en øvre del av kammeret og er i forbindelse med atmosfæren gjennom en utløpsventil (25) , hvilken utløpsventil er trykkpåvirkbar for å begrense trykket i kammeret hvor utløps-ventilen utgjør den nevnte tredje ventilinnretning og er elektrisk påvirkbar for å oppheve trykket i kammeret.

8. Apparat ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at de første, andre og tredje elektrisk betjenbare ventilinnretninger omfatter aktiveringssolenoider (11,15,22,26).

9. Apparat ifølge krav 8, karakterisert ved at solenoidene er tilkoblet et elektrisk spenningstilførselsinntak (32) gjennom respektive elektroniske bryterinnretninger (33-37), og hvor styreinnretningen er koblet til og styrer operasjonen av bryterinnretningene.

10. Apparat ifølge et av kravene 1-9, karakterisert ved innretningen (49,50) som er anordnet til å velge karbone-ringsgraden ved å bestemme antall ganger den andre ventilinnretning skal betjenes.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert ved at apparatet omfatter en styreenhet (4 7) med i det minste to manuelt betjenbare deler (49,50), hvor hver del er innrettet til å utsende et startsignal til styreinnretningen som svar på operasjonen av samme, og hvor styreinnretningen reagerer på startsig-nalene fra de respektive innretninger for betjening av den andre ventilinnretning (21) for forskjellige bestemte antall ganger under rekkefølgen av operasjoner som styres av samme.

12. Apparat ifølge et av kravene 1-11, karakterisert ved at betjeningen av den første ventilinnretning til utlevering av karbonert væske fra kammeret styres fra en manuelt betjenbar del (51), hvilken del deaktiveres under rekkefølgen av operasjoner som styres av styreinnretningen.

13. Apparat ifølge krav 12, karakterisert ved at den tredje ventilinnretning (25) påvirkes i en forutbestemt periode når utløpsstyredelen betjenes.

14. Apparat ifølge et av kravene 1-13, karakterisert ved en fjerde elektrisk betjenbar ventilinnretning (16) som er selektivt påvirkbar for utlevering av rent, ikke-karbonert væske fra apparatet.

15. Apparat ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at en eller flere ventilinnretninger er anordnet for tilveiebringelse av tilbakemeldingssignal til styreinnretningen for å tillate styreinnretningen å kontrollere at et trinn i karboneringsrekkefølgen er fullført før neste trinn er påbegynt.