專利名稱:液體分布器的制作方法
本發(fā)明有關(guān)制備飲料的裝置系統(tǒng)，更具體地說，是有關(guān)將碳酸氣均勻充入飲料的裝置系統(tǒng)。
為了使飲料液充碳酸氣完全和致冷系統(tǒng)操作有效，讓按比例混合的配合液均勻分布在熱傳導(dǎo)表面上，需要采用流速可調(diào)的液體比例混合器，其范例就成為下面介紹的美國專利申請書的主題內(nèi)容。在裝有流速可調(diào)的液體比例混合器裝置系統(tǒng)中，可以使操作更為有效，從而在熱傳導(dǎo)平板上實(shí)現(xiàn)恒定流速的目標(biāo)，并確保每塊平板會被一薄層液膜所覆蓋。達(dá)到這個目標(biāo)就可使充碳酸氣罐在恒壓下操作，并讓致冷系統(tǒng)保持恒溫。
按照本發(fā)明的作法，將配合液裝入密封的容器內(nèi)，其中充有選定壓力下的二氧化碳?xì)怏w。容器上部安裝一個有多孔底板的容器。該容器內(nèi)盛有配合液，該液體經(jīng)底板的小孔以很薄的液膜的形式沿著許多垂直伸展的橫向彼此隔開的平板向前流動，平板附有通道。致冷劑經(jīng)這些通道流過。當(dāng)液體沿平板表面流動時，液體吸收二氧化碳，并收集在容器的底部，然后再從容器中用泵打入或排入裝罐設(shè)備。
按照本發(fā)明的基本特點(diǎn)，提供了一種將配合液分配于接受器的技術(shù)。這樣，載有液膜的致冷平板的數(shù)量，同配合液流入分布器的流速成正比。
圖1是裝有本發(fā)明的這種新型槽形分布器的混合工藝系統(tǒng)的示意圖。
圖2是沿圖1中的充碳酸氣槽或罐上標(biāo)線2-2位置所畫的局部剖面放大圖。在此罐中，裝有本發(fā)明的液體分配器。
圖3是說明液體分布器某些構(gòu)造細(xì)節(jié)的局部透視圖。
圖4是經(jīng)改進(jìn)的液體分布器的垂直剖面圖。
圖5是說明圖4中經(jīng)改進(jìn)的液體分布器的局部結(jié)構(gòu)圖。
圖1所示乃采用了本發(fā)明主題內(nèi)容的混合工藝系統(tǒng)，通常用數(shù)字10來標(biāo)記。除非下文另有說明，該系統(tǒng)基本上同D.Kemp，Jr.等于1984年3月12日提出的未決申請案(序列號為588，427)所述的相似。這一未決申請案轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人。下面將對圖1的工藝系統(tǒng)加以充分詳細(xì)的說明，以揭示流入裝有本發(fā)明的新型分布器的碳酸化-冷卻裝置的液體的處理方法。
由合適水源來的水經(jīng)過管線12和14，流入預(yù)冷卻器和(或)脫氣罐16。該罐裝有常用的控制器18和20，它們彼此同控制管線22相交連，使罐16中的液面保持在預(yù)先確定好的范圍內(nèi)。泵24將水經(jīng)過管線26和28從罐16輸送到器室30，它是液體配合器32的部件。該配合器還包括另一個類似的器室34，器室30和34裝有液面控制器。該控制器由隔膜閥36和38以及液面檢測器40和42所組成。
飲料濃縮液或果汁經(jīng)管線44傳送到器室34。器室30和34均通過管線46與諸如二氧化碳那樣的惰性氣體帶壓氣源相連。這樣，在器室30的水面上和器室34的果汁液面上形成加壓流體的上端空間，這可用來將水和果汁經(jīng)過浸入的導(dǎo)管48和50排入到混合室52，將這兩種液體按預(yù)先確定的比例相混合。這是通過分別在導(dǎo)管48和50中的銳孔53和54來實(shí)現(xiàn)的。按比例配好的流體或液體經(jīng)過管線56和58送入碳酸化-冷卻裝置60，在該裝置中，裝有本發(fā)明主題內(nèi)容的液體分布器62。裝置60裝有一個液面檢測器64，操作過程中它通過導(dǎo)壓管線66同隔膜閥68相接，以控制經(jīng)管線56進(jìn)入裝置60的按比例配好的液體的流量。管線46的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)管線70也分配入裝置60。經(jīng)冷卻并充以碳酸氣的液體收集在裝置60的底部，再經(jīng)管線72傳送到裝罐機(jī)(圖上未標(biāo)出)。
按照本發(fā)明的做法，液體分布器至少由兩個室腔構(gòu)成。它們將保持一層液體，并以受控方式分配在懸垂的平板表面上。這種平板帶有蛇形通道，致冷劑從中流過。尤其特別的是，在用致冷劑冷卻的平板上，受控制的液流成薄膜的形式。這樣，不僅提高了冷卻的效果，而且可促使配合液吸收更多的二氧化碳。
參考圖2，可以看到，分布器62是由底板74和直立的側(cè)壁76所構(gòu)成，側(cè)壁整體圍繞底板74伸展。這樣，由管線58送入裝置60的配合液積聚并構(gòu)成一個液體池78。不言而喻，本發(fā)明的分布器宜取成矩形(在平面圖上)的形式。矩形面積的約三分之一的中間區(qū)域是沒有隔板的，而兩端的二個三分之一區(qū)域裝有多個隔板或溢流堰80，這樣就構(gòu)成了液體積聚池的分隔室腔，它們根據(jù)管線58送入的配合液的流速，相繼形成液體池。分布器62的底板74有很多小孔84，這些小孔沿著同溢流堰80相平行的線排列。許多這樣的小孔線同通用的平板型致冷平板86相接。每塊平板備有蛇形溝槽或通道88，致冷劑90從中流過。
如圖2所示，平板86的上部邊緣與底板74緊貼相接。該平板位于小孔84各列之間，這樣，靠重力流經(jīng)小孔的液體到達(dá)平板86的表面并且當(dāng)液體往下流入容器60時，形成一薄層液膜92，這就為儲槽94提供了經(jīng)冷卻并碳酸氣化的配合液。
液體噴嘴裝置96同管線58相連接，并安置于分布器62的中心部位上方。當(dāng)液體流入并充滿分布器的底部時，它可以減少液體的湍流和噴濺。如果經(jīng)管線58輸入液體的流速與液體流過小孔88到達(dá)分布器中心部位下方的平板86的流速相同或基本相同，在這種情況下，溢流堰80隔成的室腔或積聚液體小艙下方的平板86上沒有被液體膜覆蓋，因為這時侯主室腔中的液體78沒有溢流過溢流堰80。當(dāng)經(jīng)管線58輸入液體的流速與主室腔78里的液體從小孔84流出的流速基本相同時，只有主室腔下面那些致冷塔板86在起作用，把流過那里的液體膜中的熱量帶走，而由溢流堰80隔成的鄰接邊側(cè)室下方的平板86則沒有被液體覆蓋，因此，致冷劑90不會被加熱。
當(dāng)經(jīng)過管線58流入的液體體積超過從主室腔78的通道84排出的液體體積時，配合液便將溢流過一個或幾個相鄰的溢流堰80，并將充滿由這些溢流堰80隔成的液體積聚室腔。這樣，相應(yīng)于管線58輸入液流的體積流速，能起致冷作用的覆蓋有液膜的平板86的數(shù)目取決于溢流堰80隔成的充滿液體的室腔數(shù)。室腔中的液體經(jīng)小孔84流經(jīng)平板86。
圖4和圖5所示的改進(jìn)型主要涉及底板74的表面形狀以及溢流堰平板的形式。溢流堰平板的上部邊緣是鋸齒波形狀。參見圖4，可以看到，分布器62的底板74呈具有齒頂98和齒谷100的波紋形結(jié)構(gòu)。正如圖5局部圖所示，小孔84位于底板從齒頂98到齒谷100的斜面上。平板86的上部邊緣則位于齒頂98的凹陷處，而分布器62內(nèi)的溢流堰平板80則固定在沿齒谷100的凹陷部位。這樣，有助于經(jīng)過小孔84排出的液體噴向平板86。
正如以上所述，溢流堰80的上部邊緣是做成鋸齒波形狀102的，這使得液體可以從中心的主室腔78更均勻地流入鄰接的側(cè)邊室腔，因為，采用這種鋸齒波形狀，可以使液體從一個室腔流入下一個室腔的流動更平緩連續(xù)。
因此，根據(jù)本發(fā)明，在分布器槽中使用溢流堰，這樣允許液體溢過溢流堰的流速超過最小值。因此，為了用來適應(yīng)流速和儲液槽或分布器面積的變化，可以為冷卻組件設(shè)計額外的平板使得處理液體量達(dá)到給定的最大值。
這里雖然圖示并說明了打算實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式，但很清楚，只要不偏離本發(fā)明主題的有關(guān)內(nèi)容，就可以對所述方式作出改進(jìn)和修正。
權(quán)利要求
1.在冷卻和碳酸氣化裝置中，裝有液體分布器，它可以暫時儲存輸送入該裝置的液體，同分布器相接并從分布器向下延伸有很多冷卻平板，二氧化碳以選定的壓力輸送入該裝置；這種液體分布器的改進(jìn)部分包括備有至少兩個液體儲存室腔的部件，其中一個室腔直接接收由輸入裝置的管路來的液體，而另一個則接受由上述室腔來的過量液體；使每個室腔中的液體靠重力流過冷卻平板并在此過程中液體吸收二氧化碳的部件；在該裝置中收集經(jīng)冷卻和碳酸氣化了的液體的部件。
2.按照權(quán)項1所述的冷卻和碳酸氣化裝置，其中，所說的讓液體靠重力從室腔中流出的部件包括以線性形式排列的小孔并且所說的備有室腔的部件包括隔板，由此液體可從一個室腔流向另一個室腔，所說的各排小孔平行于隔板。
3.按照權(quán)項1所述的冷卻和碳酸氣化裝置，其中，所說的液體分布器包括一塊矩形底板，上面有很多線性排列的小孔，直立周壁圍于所說的底板上，底板上面有很多直立的隔板，這些隔板與所說的周壁的相對二側(cè)相接，所說的隔板將分布器分割開，其底面中間約三分之一區(qū)域沒有隔板，余下兩端區(qū)域均裝有很多隔板，上述兩端區(qū)域上的小孔與隔板有一定的距離，并基本與隔板平行。
4.按照權(quán)項3所述的冷卻和碳酸氣化裝置，其中，隔板的上端比四周器壁的上端要低。
5.按照權(quán)項1所述的冷卻和碳酸氣化裝置，其中，分布器至少裝有一塊冷卻平板，以接受來自分布器的液體。
6.碳酸氣化裝置，其中，包括液體處理容器，輸入該容器的液體的流速可以改變，而其中的二氧化碳則維持在選定的壓力條件下;該容器包括收集送入該容器的液體的部件;所說的收集部件是這樣形成以構(gòu)成至少兩個互相連通的室腔;每個室腔可以讓里面的液體靠重力流入冷卻裝置的部件;所說的液體通過冷卻裝置，在上面形成液膜層，然后繼續(xù)靠重力流入所說的容器中的儲罐;和將所說的收集部件分成室腔的部件，其中一個室腔內(nèi)的液體是從別的室腔中溢流入的。
7.冷卻和碳酸氣化的裝置，其中，包括密封容器，密封容器內(nèi)以可變的流速供入液體并以選定壓力供入二氧化碳;收集由液體源輸送來的液體的部件;所說的收集部件是這樣成形以構(gòu)成多個液體儲存室腔;該收集部件的底板鉆有小孔，使液體可以靠重力流經(jīng)小孔;緊接所說的收集部件底板的是許多平板，平板內(nèi)備有同致冷劑源相連結(jié)的通道;從所說的收集部件流出的液體經(jīng)過所說的平板，并在其表面覆蓋一薄層液體，這些液體在匯集入容器底部之前被冷卻并進(jìn)行碳酸氣化充氣操作;所說的其中一個室腔直接從液體源接受液體，其它室腔則接受該室腔多余的液體;所說的收集部件的運(yùn)轉(zhuǎn)情況是依據(jù)輸入主室腔液體再次排出到很多其它的室腔的流速而定的，從而使流出的液體相應(yīng)地流過同其它的室腔相連的平板。
8.在裝有分布器的碳酸氣化裝置中，分布器內(nèi)載有的液體經(jīng)其底板小孔排出，輸送到懸排著的熱傳導(dǎo)平板上，分布器和平板放置在同一個密封容器里，容器同二氧化碳?xì)庠春鸵后w源相連接，對上述分布器所作的改進(jìn)，包括將它分成至少兩個室腔的部件，其中一個室腔用來收集輸送到容器的液體;另一個室腔用來接受前一個室腔的過多的液體，使得這些液體通過小孔流經(jīng)與該室腔相懸接的傳熱平板表面。
9.硫酸氣化裝置，其中，包括液體處理容器，該容器內(nèi)以可變流速供入液體，并將其中的二氧化碳維持在選定的壓力下，所說的容器包括收集傳送來的液體的部件;所說的收集液體的部件備有至少構(gòu)成兩個相連通的室腔的部件;以及使每個室腔里的液體靠重力流入冷卻裝置的部件;所說的液體流過所說的冷卻裝置，在它上面形成一層液體，隨后靠重力繼續(xù)流入所說的容器內(nèi)的儲罐;所說的構(gòu)成至少兩個室腔的部件，則使其中一個室腔內(nèi)過多的液體流入另一個室腔。
10.按照權(quán)項2所說的冷卻和碳酸氣化裝置，其中，所用的隔板，其上部邊緣做成鋸齒波形狀。
11.按照權(quán)項2所述的冷卻和碳酸氣化裝置，其中，所用的隔板的上部彎頭在由主腔室向外傾斜的方向上。
12.按照權(quán)項7所述的冷卻和碳酸氣化裝置，其中，所說的收集部件的底板加工成波紋板狀。
專利摘要
本發(fā)明關(guān)于在致冷的熱傳導(dǎo)平板上產(chǎn)生一薄層液膜，并相應(yīng)于液體的流速的變化，調(diào)節(jié)液體流過的平板數(shù)，從而強(qiáng)化了飲料液體的碳酸氣化過程，減少了致冷負(fù)荷。
文檔編號A23L2/38GK85106353SQ85106353
公開日1987年2月18日 申請日期1985年8月23日
發(fā)明者戴維德·M·肯普, 哈特爾·R·瓊斯 申請人:Fmc公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan