專利名稱：用于在多相體系中執(zhí)行物質(zhì)交換過程的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于執(zhí)行物質(zhì)交換過程的設(shè)備，并且本發(fā)明用于利用物質(zhì)交換過程將氣體分配到液體中，具體而言，用于在食品、藥品和其它工業(yè)中執(zhí)行氣體-液體反應(yīng)和吸收。
背景技術(shù)：
液體，特別是飽和含有二氧化碳或氧氣的水和飲料，已知具有以下特征特有的且令人愉快的味道、提神效果并且起泡(劇烈且持久地冒泡)。氧氣對(duì)組織缺氧具有治療和預(yù)防作用。二氧化碳具有防腐特性，從而提高了飲料的貨架期穩(wěn)定性。充碳酸氣方法 (carbonation)通過將二氧化碳機(jī)械導(dǎo)入并溶解在液體(果汁汽水、礦物質(zhì)水、充碳酸氣的或冒泡的酒和水)中或者通過帶有由發(fā)酵析出的二氧化碳的飲料(瓶裝且自然充碳酸氣 (acratophore)的香檳、起泡的葡萄酒、蘋果酒、啤酒和面包格瓦斯)的自然飽和來實(shí)現(xiàn)。在第一種方法中，在液體被預(yù)冷并被除去空氣后，飲料在特定設(shè)備(飽和器、自然充碳酸氣器 (acratophores)、或金屬罐)中的壓力下被充碳酸氣。飲料中二氧化碳或氧氣的飽和度達(dá)到5到10g/L。在某些情況下，澄清啤酒受到強(qiáng)制的充碳酸氣，即飽和含有二氧化碳。在強(qiáng)制充碳酸氣的方法中，食用二氧化碳在壓力下被驅(qū)使通過容置在氣密容器中的啤酒。在前蘇聯(lián)，相同的思想用虹吸管來實(shí)施以用于自制的充碳酸氣的飲料。由于強(qiáng)制充碳酸氣非常適于制作過濾的啤酒且由于其具有更好的適應(yīng)性，在最現(xiàn)代的釀酒廠中使用這種類型的二氧化碳飽和方法。已知各種方法被用于使液體飽和含有氣體。一種方法包括將二氧化碳供給到大量的水中。二氧化碳?xì)馀菰谒猩扇缓笊仙?，并由此使氣體溶解在水中。這種方法被廣泛地用在用于給水充碳酸氣的裝置(自動(dòng)飽和器)中，并且適于制備相對(duì)少量的充碳酸氣的水(一杯)。飽和器包括飽和腔室、用于將水部分地填充飽和腔室至設(shè)定高度的器件、用于將二氧化碳供給到飽和腔室中的器件、安裝在飽和腔室內(nèi)用于攪拌水以使該水飽和含有二氧化碳的器件、用于從飽和腔室釋放過量氣體壓力的器件、以及用于分配充碳酸氣的水的器件。用于釋放過量氣體壓力的器件設(shè)計(jì)為連接到飽和腔室的氣體釋放閥，并且包括連接到該氣體釋放閥用于降低釋放的氣體噪音的器件(參見W02002/081067，IPC =BOlF 3/04，
公開日2002年10月17日)。該裝置的主要缺點(diǎn)包括如下方面對(duì)于更大體積的液體需要被充碳酸氣而言，需要額外的攪拌器件；進(jìn)一步，該裝置未提供將成品以0. 5到3升的量包裝到用于分配給消費(fèi)者和/或存儲(chǔ)(運(yùn)輸)的容器，例如，包裝到塑料的PET瓶中。另一種方法包括將霧化水噴射到二氧化碳的環(huán)境氣氛中。在該方法中，飽和腔室首先填充二氧化碳，然后將水注射到該腔室內(nèi)。二氧化碳溶解在水滴中，然后這些水滴攜帶溶解的二氧化碳進(jìn)入堆積的水池中。該飽和器包括順次安裝的除氣柱管(column)、飽和柱管以及穩(wěn)定柱管，每個(gè)柱管都具有氣體中空部和空氣中空部；用于從除氣柱管移除空氣的管線；用于將水供給到除氣柱管和飽和柱管的管線；用于使水飽和含有二氧化碳的單元；用于使充碳酸氣的水與糖漿相混合的器件；連接管線；用于將二氧化碳供給到飽和單元的管線；飽和柱管和穩(wěn)定柱管；用于移出成品飲料的管線；以及安裝在上述各個(gè)管線中的閥(參見俄羅斯專利No. 2163081，IPC :A23L 2/54，BOlF 3/04，
公開日2001年2月20 日)。該飽和器設(shè)有至少一個(gè)額外的二氧化碳供給管線，以便利用其中安裝的泵進(jìn)行額外的攪拌，該管線連接飽和柱管和/或穩(wěn)定柱管的液體中空部和氣體中空部，其中泵的進(jìn)口連接到相關(guān)柱管的氣體中空部，并且安裝在飲料移出管線中的閥被設(shè)計(jì)為壓力控制器。然而，該裝置具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)并且需要單獨(dú)的車間來制備充碳酸氣的液體；另外， 該裝置未提供將成品直接包裝到容積為0. 5到3升的容器，例如塑料的PET瓶，以便銷售給消費(fèi)者和/或存儲(chǔ)(運(yùn)輸)。已知用于制備和提供雞尾酒(例如氧氣雞尾酒)的裝置，該裝置包括帶有用于發(fā)泡液體的貯液器的殼體、發(fā)泡器件、帶有氣體供給閥的供給器件、分配泵、以及安裝在貯液器內(nèi)的帶有電力驅(qū)動(dòng)器的攪拌器(參見俄羅斯專利No. 2059401，IPC :A47J43/12，
公開日
1996年5月10日)。在這里，貯液器和發(fā)泡器件定位在殼體上，分配泵通過其進(jìn)入孔連接到貯液器并且通過其注射孔連接到發(fā)泡器件；該裝置具有彈簧加載的手柄，該手柄安裝成與氣體供給閥和分配泵的桿部(stem)相互作用。然而，該裝置具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；進(jìn)一步，該裝置未提供將成品直接包裝到容積為 0. 5到3升的容器，例如包裝到塑料的PET瓶，以便銷售給消費(fèi)者和/或存儲(chǔ)(運(yùn)輸)。一種用于制備充碳酸氣的水的裝置(參見俄羅斯專利No. 2008773，IPC A23L2/00，
公開日1994年3月15日)包括封閉的圓筒形罐，該圓筒形罐具有平的底部以及用于供給水和二氧化碳并且用于抽取充碳酸氣的水的接頭(nipple)；安裝在接頭上的關(guān)斷控制閥；安裝在二氧化碳供給接頭上的分配單元；以及，用于供給加壓的水和二氧化碳并輸送連接到相關(guān)的接頭的充碳酸氣的水的器件。為了使水中飽和含有二氧化碳的程度增加，該裝置設(shè)有用于防止氣相形成的器件，該器件安裝在圓筒形罐內(nèi)并且包括腔室，其中側(cè)壁制成為彈性的并且具有可折疊類型的折痕，而其端壁制成為剛性的，并且該裝置設(shè)有將腔室完全壓縮到零容積的單元，該單元設(shè)計(jì)為螺旋彈簧，該彈簧被附接到罐的底部中的一個(gè)并且被連接到腔室的端壁中的一個(gè)，以通過使一個(gè)端壁朝向另一個(gè)端壁移動(dòng)而壓縮其側(cè)壁，其中所述另一個(gè)端壁附接到罐的與壓縮單元相對(duì)的底部上；用于供給水和二氧化碳以及用于輸出充碳酸氣的水的接頭安裝在腔室的該端壁中；以及用于供給加壓水的器件設(shè)計(jì)成用于提供足夠大的壓力以克服螺旋彈簧的力并使腔室膨脹到使其適應(yīng)供給水的體積。 該裝置將充碳酸氣的飲料分配到螺紋蓋類型的容器。然而，由于該裝置用于在無重狀態(tài)下制備充碳酸氣的水，該裝置包括具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單元(設(shè)有彈簧的帶褶皺腔室、在飲料容器中的塑料袋、以及其它一些結(jié)構(gòu)部件)，物質(zhì)交換過程在強(qiáng)度不夠的情況下發(fā)生，并且用于將容器頸部緊固到輸送管道的單元不允許正被填充的容器快速地連接到飽和器，以及從飽和器分開。已知用于使容置在容器中的液體飽和含有氣體的裝置(家用飽和器)，該裝置設(shè)有用于容器的蓋，在蓋中注射管道通過單向背壓閥與設(shè)有用于安裝壓縮氣體集氣筒的器件相結(jié)合來關(guān)斷。該單元包括在供給壓力作用下的氣流控制器。在該單元內(nèi)，安裝有氣流減速器，氣體從集氣筒進(jìn)入該氣流減速器。密封墊被連接到所述蓋或單元，以用于封閉蓋中的注射管道與出口之間的連接部(參見美國專利No. 49991400，IPC A23L2/00，公告日為1991年3月12日)。另一種用于對(duì)容置在容器中的液體充碳酸氣的裝置(用于通過向液體導(dǎo)入二氧化碳進(jìn)行充碳酸氣的設(shè)備)包括螺紋連接到容器的頸部上的封閉蓋，用于注射氣體的噴嘴，該噴嘴穿過封閉蓋中的孔并通過鎖定器件連接到集氣筒，其中通向封閉的蓋的噴嘴的進(jìn)口被密封(參見美國專利No. 4927569，IPC =B OlF 3/04，公告日為1990年3月22日)。這些裝置的缺點(diǎn)在于其中物質(zhì)交換的強(qiáng)度不夠。這不能使液體中的氣體含量顯著地增加。容器頸部緊固單元不能使容器頸部快速地連接或分開，從而降低了這種飽和器的產(chǎn)量。一種用于對(duì)容置在容器中的液體充碳酸氣并進(jìn)行包裝的裝置，該裝置包括大口杯 (beaker)，封閉蓋安裝在所述大口杯中，氣體注射噴嘴安裝在大口杯內(nèi)并通過鎖定器件連接到集氣筒，其特征在于，大口杯制成為彈性的并置于封閉蓋上，該封閉蓋螺紋連接到容器的頸部上以使得在容器的頸部端部和蓋的底部之間存在用于氣體進(jìn)入容器內(nèi)的間隙(參見俄羅斯專利No. 2065281, IPC :A23L2/00，1996年8月20日)。彈性大口杯設(shè)有環(huán)形密封件(0形環(huán))。用于氣體通過的狹槽橫過螺紋形成在封閉蓋的內(nèi)表面上。上述裝置的缺點(diǎn)在于，當(dāng)大批帶有液體的容器被充碳酸氣時(shí)，該裝置不能提供所期望的充碳酸氣液體產(chǎn)品的產(chǎn)量和所期望的包裝可靠性。由于氣體在大氣壓力下注射到液體中，這種飽和器中發(fā)生的物質(zhì)交換強(qiáng)度不夠。這不能使液體中的氣體含量的顯著增加。最相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)是一種用于對(duì)容置在容器中的液體充碳酸氣并包裝的裝置，該裝置包括其內(nèi)定位有封閉蓋的大口杯、0形環(huán)、氣體供給管道和封閉器件(參見俄羅斯專利 No. 2167560，IPC :A23L 2/00，
公開日2001年5月27日)。大口杯設(shè)有用于固定0形環(huán)的連接螺母(union nut)以及帶有用于捕獲封閉蓋的附接件的可動(dòng)桿。大口杯設(shè)有安裝在大口杯的邊緣和0形環(huán)之間的護(hù)罩。封閉器件設(shè)計(jì)為安裝成能夠與可動(dòng)桿相互作用的閥。氣體供給管道通過接頭連接到大口杯，氣體供給管道上的襯套安裝成能夠繞接頭旋轉(zhuǎn)。該裝置的缺點(diǎn)在于飽和器的設(shè)計(jì)用于將氣體注射到已經(jīng)填充有液體的容器中，由于氣相和液相之間形成的小的接觸面積，由此降低了大量注射氣體的可能性。產(chǎn)生的充碳酸氣的水或其它混合有二氧化碳或氧氣的飲料在很多方面不能令人滿意，它們存儲(chǔ)時(shí)不穩(wěn)定，并且二氧化碳相對(duì)較快地從氣/水混合物中排出，從而在緩慢飲用期間大部分的氣/水混合物都不再包含氣體。當(dāng)飲料例如啤酒(其初始包含二氧化碳)被充碳酸氣時(shí)，由于在將容器預(yù)先填充啤酒時(shí)以及在氣體注射到飲料中時(shí)產(chǎn)生泡沫，該裝置的產(chǎn)量顯著地降低。

發(fā)明內(nèi)容
要求保護(hù)的技術(shù)方案所取得的技術(shù)效果包括增加了成品中的穩(wěn)定氣體的含量， 并且提高了設(shè)備在發(fā)泡液體充碳酸氣方面的產(chǎn)量。上述技術(shù)效果通過如下的用于在多相體系中執(zhí)行物質(zhì)交換過程的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，其特征在于，所述設(shè)備包括用于將各組分加壓供給到容器的器件，所述器件包括用于將所述容器的頸部可拆卸緊密配合連接至所述設(shè)備的單元、以及用于將各組分分配到所述容器中的單元；用于控制各組分向所述容器供給的單元，所述控制單元連接到所述用于將各組分加壓供給到容器的器件、并且連接到用于通過可控節(jié)流閥將氣體從所述容器釋放到大氣中的管道，所述控制單元設(shè)計(jì)為能夠連接到加壓氣體供給管或連接到加壓液體供給管，以便將加壓氣體或加壓液體供給到用于將各組分加壓供給到容器的器件，同時(shí)能夠?qū)怏w從正被填充的容器釋放或者關(guān)斷所述加壓氣體供給管和所述加壓液體供給管。用于控制組分向容器供給的單元可設(shè)計(jì)為帶有手柄控制的三通盤式旋塞閥芯 (three-way disk cock cartridge)，所述三通盤式旋塞閥芯的進(jìn)口管道連接到氣體供給管和液體供給管，而所述三通盤式旋塞閥芯的出口管道通過輸送管道連接到所述容器。所述用于控制組分向容器供給的單元可設(shè)計(jì)為兩個(gè)帶有手柄控制的閥，所述閥的進(jìn)口管道分別連接到氣體供給管和液體供給管，所述閥的出口管道通過輸送管道連接到所述容器。所述用于將所述容器的頸部可拆卸緊密配合連接至所述設(shè)備的單元可包括彈性環(huán)狀密封墊和匙狀件，所述密封墊圍繞所述輸送管道的出口孔同軸地安裝，所述匙狀件具有手柄和凹槽，所述凹槽的尺寸與瓶頸尺寸相匹配，其中匙狀件的圓筒形部分圍繞所述輸送管道布置以便具有旋轉(zhuǎn)及往復(fù)運(yùn)動(dòng)的能力，并且在輸送管道的壁中具有貫通的螺旋凹槽，在所述螺旋凹槽中輥?zhàn)油ㄟ^銷附接至所述匙狀件的圓筒形部分的壁。所述用于將所述容器的頸部可拆卸緊密配合連接至所述設(shè)備的單元可包括彈性環(huán)狀密封墊和匙狀件，所述密封墊圍繞所述輸送管道的出口孔同軸地安裝，所述匙狀件具有手柄和凹槽，所述凹槽的尺寸與瓶頸的尺寸相匹配，其中所述匙狀件的圓筒形部分圍繞所述輸送管道布置并且通過螺紋連接部運(yùn)動(dòng)地連接到所述輸送管道的壁以便具有往復(fù)運(yùn)動(dòng)的能力。將組分分配到所述容器中的單元設(shè)計(jì)為噴嘴，所述噴嘴具有連接到節(jié)流閥的進(jìn)口管道并用于將氣體從容器釋放到大氣中的軸向貫通管道，所述噴嘴在側(cè)部的圓筒形表面上具有螺旋凹槽，所述噴嘴安裝在輸送管道的出口處。所述將組分分配到所述容器中的單元設(shè)計(jì)為朝容器壁的內(nèi)表面彎曲的管以及用于將氣體從容器釋放到大氣中的管道，所述朝容器壁的內(nèi)表面彎曲的管安裝在所述輸送管道的端部處，所述用于將氣體從容器釋放到大氣中的管道連接到節(jié)流閥的進(jìn)口管道并且沿輸送管道布置。所述將組分分配到所述容器中的單元設(shè)計(jì)為在其端部的外表面?zhèn)壬蠋в协h(huán)形緣的管，所述帶有環(huán)形緣的管安裝在輸送管道的出口處且相對(duì)于輸送管道的壁具有間隙，其中管的軸向貫通管道用于將氣體釋放到大氣中并且連接到節(jié)流閥的進(jìn)口管道。設(shè)備(飽和器)的這種設(shè)計(jì)可以首先將加壓氣體供給到容器，然后通過將氣體釋放到大氣而以使液體以作為沿容器壁流下的膜這一分配形式供給到容器，從而使得液體與氣體之間的接觸面積顯著地增大，并強(qiáng)化了氣體在液體中的溶解。在這里，由于在設(shè)備內(nèi)及在容器中的液體鏡上所形成的氣體壓力而消除了發(fā)泡，該壓力大于溶解在飲料中的氣體的飽和壓力并防止液體出現(xiàn)“沸騰”(boiling)。組分分配單元以在容器壁上的膜的形式供給飲料，從而減少發(fā)泡。用于將容器的頸部可拆卸緊密配合連接到設(shè)備的單元提供了一種快速且可靠的將容器連接或分開的方式，從而提高了飽和器設(shè)備的產(chǎn)量。


該裝置將通過附圖進(jìn)行闡明。
圖1示出了用于在多相體系中執(zhí)行物質(zhì)交換過程的設(shè)備的示意圖，其中控制單元實(shí)施為兩個(gè)排放通路(vents)。圖2示出了用于在多相體系中執(zhí)行物質(zhì)交換過程的設(shè)備的示意圖，其中控制單元設(shè)計(jì)為三通盤式旋塞閥芯，而分配單元設(shè)計(jì)為螺旋件。圖3示出了用于在多相體系中執(zhí)行物質(zhì)交換過程的設(shè)備的示意圖，其中控制單元設(shè)計(jì)為三通盤式旋塞閥芯，而分配單元設(shè)計(jì)為帶有用于將液體流朝容器壁偏轉(zhuǎn)的緣的管。圖4示出了用于在多相體系中執(zhí)行物質(zhì)交換過程的設(shè)備的示意圖，其中控制單元設(shè)計(jì)為三通盤式旋塞閥芯，而分配單元設(shè)計(jì)為用于將液體流朝容器壁偏轉(zhuǎn)的彎管單元。圖5示出了圖1中的A-A截面，其為穿過用于使容器的頸部與設(shè)備可拆卸緊密配合連接的單元的截面。圖6示出了圖1中的B-B截面，其為穿過用于使容器的頸部與設(shè)備可拆卸緊密配合連接的單元的另一個(gè)截面。
具體實(shí)施例方式用于在多相體系中執(zhí)行物質(zhì)交換過程的設(shè)備包括殼體1，該殼體具有輸送管道 2、連接到管4以便從集氣筒供給氣體的管道3、以及連接到管6以便從等壓罐供給飲料的管道5 ；用于將各組分加壓供給到容器7的器件，該器件包括用于可拆卸緊密配合連接到設(shè)備的輸送管道2的出口的單元，該單元圍繞容器7的頸部的輸送管道2的側(cè)壁8安裝在殼體 1上；用于將各組分分配到上述容器7中的單元；以及安裝在殼體1內(nèi)且?guī)в羞M(jìn)口孔10的節(jié)流閥9。用于將各組分分配到容器7中的單元安裝在輸送管道2內(nèi)。在用于控制各組分向容器7中供給的單元的第一實(shí)施例中(在圖1中示出)，連接到氣體供給管4和飲料供給管6的管道3和5分別通過單獨(dú)的排放通路11和12連接到輸送管道2，所述排放通路11 和12安裝在設(shè)備的殼體1中的中空部13內(nèi)。在這里，例如，管道3通過排放通路11連接到中空部13，而管道5通過排放通路12連接到中空部13 (圖1)。在用于控制各組分向容器7中供給的單元的第二實(shí)施例中(圖幻，連接到氣體供給管4和飲料供給管6的管道3和5分別通過三通盤式旋塞閥芯14連接到輸送管道2，所述三通盤式旋塞閥芯安裝在設(shè)備的殼體1內(nèi)。三通旋塞14包括手控手柄15，所述手控手柄連接到旋塞(cock)的上部可動(dòng)盤16。在這里，例如，管道3連接到旋塞14的進(jìn)口孔，管道 5連接到該旋塞的進(jìn)口孔18，且輸送管道2連接到旋塞14(圖2)的出口孔(未圖示出)。用于將容器7的頸部與設(shè)備可拆卸緊密配合連接的單元(圖1、幻包括彈性環(huán)狀密封墊19，該密封墊圍繞輸送管道2的出口孔同軸地附接；以及，帶有控制手柄21和凹槽 22的匙狀件20，該凹槽具有與容器7的頸部的尺寸相匹配的尺寸，其中匙狀件的圓筒形部分23圍繞輸送管道2的側(cè)壁8布置以便能夠進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且具有在該壁中制成的不貫通的螺旋凹槽對(duì)，輥?zhàn)?5安裝在該螺旋凹槽中且通過銷沈附接到匙狀件20的圓筒形部分 23的壁。匙狀件的凹槽22布置在輸送管道2的出口孔的前面(圖5和6)。在該單元的第二個(gè)實(shí)施例中(圖幻，匙狀件20的圓筒形部分23繞輸送管道2的側(cè)壁8布置并且通過螺紋部27運(yùn)動(dòng)地連接到上述壁。用于將各組分分配到容器7中的單元(圖1和2)設(shè)計(jì)為噴嘴觀，該噴嘴具有用于將氣體從容器7釋放到大氣中的軸向貫通管道四，該軸向貫通管道連接到節(jié)流閥9的進(jìn)口管道30，噴嘴在其側(cè)部的圓筒形表面上帶有螺旋凹槽31，并且被安裝在輸送管道2的出口處。在另一個(gè)實(shí)施例中(圖幻，用于將各組分分配到容器7中的單元設(shè)計(jì)為在其端部的外表面?zhèn)壬蠋в协h(huán)形緣33的管32，該管安裝在輸送管道的出口處，并且相對(duì)于輸送管道的壁具有間隙34，其中管的軸向管道35用于將氣體釋放到大氣中并且連接到節(jié)流閥9的進(jìn)口管道30。在第三個(gè)實(shí)施例中(圖4)，用于將各組分分配到容器7中的單元設(shè)計(jì)為朝容器7 的壁的內(nèi)表面彎曲的管36和用于將氣體從容器7釋放到大氣中的管道37，該管36安裝在輸送管道2的端部處，所述管道37連接到節(jié)流閥9的進(jìn)口管道30且布置在輸送管道2附近。該用于在多相體系中執(zhí)行物質(zhì)交換過程的設(shè)備以如下方式操作。將容器7設(shè)置到用于使容器7的頸部與設(shè)備可拆卸緊密配合連接的單元的匙狀件 20的凹槽22中，并且通過旋轉(zhuǎn)手柄21借助于彈性環(huán)狀密封墊19而緊密配合到輸送管道2 的端部。現(xiàn)在，節(jié)流閥9是關(guān)閉的。用于將各組分加壓供給到容器7的器件的第一實(shí)施例 (圖1)中的排放通路11和12以及用于將各組分加壓供給到容器7的器件的第二實(shí)施例 (圖2)中的三通旋塞14的手柄15均處于關(guān)閉位置。然后，打開排放通路11(圖1)以使氣體供給管線4通過管道3、中空部13、輸送管道2和螺旋凹槽31與容器7的內(nèi)部空間連通； 或者使手柄15和三通旋塞14(圖幻的上部盤16 —起(逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)45度，以使氣體管線4通過管道3、旋塞14的進(jìn)口孔17及出口孔、輸送管道2和螺旋凹槽31與容器7的內(nèi)部空間連通。此時(shí)，氣體(例如二氧化碳或氧氣)進(jìn)入容器7，在容器中的壓力與等壓儲(chǔ)罐 (未圖示出)內(nèi)的壓力相等。然后，將排放通路11關(guān)閉且將排放通路12打開(圖1)，以使液體管線6通過管道5、中空部13、輸送管道2和螺旋凹槽31與容器7的內(nèi)部空間連通；或者將手柄15和三通旋塞14(圖幻的上部盤16 —起沿相反方向(逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)90度，以使飲料管線6通過管道5、旋塞14的進(jìn)口孔18及出口孔、輸送管道2和螺旋凹槽31與容器7的內(nèi)部空間連通。由于容器7內(nèi)的壓力與等壓儲(chǔ)罐中的壓力相等，液體不進(jìn)入上述容器7。當(dāng)節(jié)流閥9打開時(shí)，氣體(二氧化碳或氧氣)通過軸向氣體釋放管道四(圖1和2)、 或軸向氣體釋放管道35(圖幻、或氣體釋放管道37(圖4)和節(jié)流閥9的孔10被迫離開容器7進(jìn)入大氣中。等壓儲(chǔ)罐和容器7之間產(chǎn)生的壓差使得液體進(jìn)入容器7并填充容器。在液體已經(jīng)通過接頭觀的螺旋凹槽31(圖1和幻的情況下，液體通過離心力進(jìn)給以便在容器7的頸部的壁上形成圓錐狀的薄膜、或者液體通過環(huán)形緣33(圖幻偏轉(zhuǎn)、或者液體通過朝向容器7的內(nèi)表面的彎管36 (圖4)偏轉(zhuǎn)，然后飽和含有氣體且不發(fā)泡地沿著容器的壁平穩(wěn)地流下。通過在分配單元中和容器7的液體鏡(liquid mirror)上形成的氣體壓力(大約1. 5到3. 5個(gè)大氣壓，on the order of 1. 5-3. 5at)進(jìn)一步消除發(fā)泡，該壓力大于溶解在飲料中的氣體的飽和壓力。在其中含有溶解的氣體的液體填充到容器7中后，為了停止液體進(jìn)一步供給，關(guān)閉排放通路12(圖1)或使手柄17和三通旋塞14的上部盤16(圖2) 一起(逆時(shí)針)旋轉(zhuǎn)45度以回到其初始位置。在容器7頸部中的殘留氣體通過噴嘴觀的軸向貫通管道四、節(jié)流閥9的進(jìn)口管道30和出口孔10 (圖1和幻；或者通過軸向氣體釋放管道35、節(jié)流閥9的進(jìn)口管道30和出口孔10 (圖幻；或者通過氣體釋放管道37、節(jié)流閥9 的進(jìn)口管道30和出口孔10，而被排出到大氣中。在容器7內(nèi)的壓力與大氣壓力相等后，手柄21沿相反的方向旋轉(zhuǎn)以使輸送管道2的端部與容器7的頸部分開；容器從設(shè)備(飽和器)移開，塞好并被交付給消費(fèi)者或送去儲(chǔ)存。液體的氣體飽和度為6-9克/升。氧氣雞尾酒、充碳酸氣的飲料、充碳酸氣的礦物質(zhì)水和充碳酸氣飲用水、以及充碳酸氣啤酒均可以這種方式生產(chǎn)。 因此，本發(fā)明取得了意想不到的技術(shù)效果，即由于與現(xiàn)有設(shè)備相比在更高壓力 (1. 5到3. 5個(gè)大氣壓)下在容器7內(nèi)形成的飽和條件，提高了成品中的穩(wěn)定氣體的含量，并且借助于組分分配單元使帶有氣體的液體以沿著容器7的內(nèi)表面流下的薄膜的方式供給到容器7，這顯著地增加了液體與氣相之間的接觸面積并顯著地強(qiáng)化氣體在液體中的溶解。 由于在設(shè)備內(nèi)和容器中的液體鏡上形成大于溶解在飲料中的氣體的飽和壓力的氣體壓力， 進(jìn)一步地消除發(fā)泡并防止液體“沸騰”，使得設(shè)備在發(fā)泡液體的充碳酸氣方面的產(chǎn)量得到提高。用于將容器的頸部與設(shè)備可拆卸緊密配合連接的單元使容器快速的連接或分開，這從而進(jìn)一步提高了飽和器設(shè)備的產(chǎn)量。
權(quán)利要求
1.一種用于在多相體系中執(zhí)行物質(zhì)交換過程的設(shè)備，所述設(shè)備包括用于將各組分加壓供給到容器(7)的器件，所述器件包括用于將容器(7)的頸部可拆卸緊密配合連接至所述設(shè)備的單元、以及用于將各組分分配到容器(7)中的單元；用于控制各組分向容器(7)供給的單元，所述用于控制各組分向容器(7)供給的單元連接到所述用于將各組分加壓供給到容器(7)的器件、并且連接到用于通過可控節(jié)流閥(9)將氣體從所述容器(7)釋放到大氣中的管道( ，35，37)，所述用于控制各組分向容器(7)供給的單元設(shè)計(jì)為能夠連接到加壓氣體供給管(4)或連接到加壓液體供給管(6)，以便將加壓氣體或加壓液體供給到用于將各組分供給到所述容器(7)的器件，同時(shí)能夠?qū)怏w從正被填充的容器(7)釋放或者分別關(guān)斷所述加壓氣體供給管(4)或所述加壓液體供給管(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于控制各組分向容器(7)供給的單元設(shè)計(jì)為帶有控制手柄(巧)的三通盤式旋塞閥芯(14)，所述三通盤式旋塞閥芯分別由其進(jìn)口管道(3和幻連接到氣體供給管(4)和液體供給管(6)，并且由其出口管道通過輸送管道 (2)連接到所述容器(7)。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于控制各組分向容器(7)供給的單元設(shè)計(jì)為帶有控制手柄的兩個(gè)排放通路(11和12)，所述兩個(gè)排放通路分別由進(jìn)口管道(3和 5)連接到氣體供給管線(4)和液體供給管線(6)，并且由出口管道通過殼體(1)的中空部 (13)和輸送管道(2)連接到所述容器(7)。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于將容器(7)的頸部可拆卸緊密配合連接至所述設(shè)備的單元包括彈性環(huán)狀密封墊(19)和匙狀件(20)，所述密封墊圍繞所述輸送管道⑵的出口孔同軸地附接到所述輸送管道的壁(8)，所述匙狀件具有控制手柄和凹槽(22)，所述凹槽的尺寸與容器(7)的頸部尺寸相匹配，其中所述匙狀件OO)的圓筒形部分圍繞所述輸送管道( 布置并能夠旋轉(zhuǎn)及往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并且在輸送管道的壁(8) 中具有不貫通的螺旋凹槽(M)，輥?zhàn)?5)安裝在所述螺旋凹槽中且通過銷06)附接至所述匙狀件OO)的圓筒形部分03)的壁。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于將容器的頸部可拆卸緊密配合連接至所述設(shè)備的單元包括彈性環(huán)狀密封墊(19)和匙狀件(20)，所述密封墊圍繞輸送管道 (2)的出口孔同軸地附接，所述匙狀件OO)具有控制手柄和凹槽(22)，所述凹槽02) 的尺寸與所述容器(7)的頸部尺寸相匹配，其中所述匙狀件OO)的圓筒形部分圍繞所述輸送管道( 布置并且通過螺紋連接部(XT)運(yùn)動(dòng)地連接到所述輸送管道的壁(8)以便能夠旋轉(zhuǎn)及往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于將各組分分配到容器(7)中的單元設(shè)計(jì)為噴嘴(觀)，所述噴嘴具有連接到節(jié)流閥(9)的進(jìn)口管道(30)并用于將氣體從所述容器(7)釋放到大氣中的軸向貫通管道( )，所述噴嘴在側(cè)部的圓筒形表面上帶有螺旋凹槽 (31)，并且所述噴嘴安裝在輸送管道O)的出口處。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于將各組分分配到容器(7)中的單元設(shè)計(jì)為朝容器壁的內(nèi)表面彎曲的管(36)以及用于將氣體從容器(7)釋放到大氣中的管道(37)，所述朝容器壁的內(nèi)表面彎曲的管(36)安裝在輸送管道O)的端部處，所述用于將氣體從容器(7)釋放到大氣中的管道(37)連接到節(jié)流閥(9)的進(jìn)口管道(30)并且沿所述輸送管道( 設(shè)置。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述用于將各組分分配到容器(7)中的單元設(shè)計(jì)為在外表面?zhèn)壬显谄涠瞬刻帋в协h(huán)形緣(3 的管(32)，所述帶有環(huán)形緣的管(32)安裝在輸送管道O)的出口處并且相對(duì)于輸送管道的壁具有間隙(34)，其中所述帶有環(huán)形緣的管的軸向管道(35)用于將氣體釋放到大氣中并且連接到節(jié)流閥(9)的進(jìn)口管道(30)。
全文摘要
本發(fā)明主要涉及執(zhí)行物質(zhì)交換過程的設(shè)備并用于利用物質(zhì)交換過程分配氣體到液體中，具體在食品、藥品和其它工業(yè)進(jìn)行氣體和液體間的反應(yīng)和吸收。對(duì)于發(fā)泡液體充碳酸氣，本發(fā)明技術(shù)效果為增加成品中穩(wěn)態(tài)氣體含量并提高設(shè)備產(chǎn)量。設(shè)備包括將組分加壓供給到容器(7)的器件，該器件包括將容器(7)頸部可拆卸緊密配合于其上的單元以及將組分分配到容器(7)的單元；控制組分向所述容器(7)供給的單元，連接到將組分加壓供給到容器(7)的器件以及通過可控節(jié)流閥(9)將氣體由容器(7)釋放到大氣的管道(29或35或37)，控制單元設(shè)計(jì)為連接到加壓氣體供給管(4)或加壓液體供給管(6)并將加壓氣體或加壓液體供給到將組分加壓供給到容器(7)的器件，同時(shí)將氣體由正填充的容器(7)釋放或分別關(guān)斷加壓氣體供給管(4)或加壓液體供給管(6)。
文檔編號(hào)B01F15/02GK102371128SQ20111018538
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者謝爾蓋·亞歷山德羅維奇·布奇克 申請(qǐng)人:謝爾蓋·亞歷山德羅維奇·布奇克