EA024537B1 - Способ определения объема напитка и соответствующая система - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу определения объема газированного напитка, заключенного в сжимаемый контейнер, содержащему этап, на котором подготавливают систему розлива напитка, включающую в себя напорную камеру, в которую заключен указанный сжимаемый контейнер и которая определяет внутренний объем, равный сумме указанного объема напитка и остаточного объема для газа, систему наддува для подачи объема газа, взятого при атмосферном давлении, снаружи напорной камеры в указанный остаточный объем и датчик давления для обнаружения в указанном внутреннем объеме давления низкого уровня и соответственно высокого уровня, причем давление низкого уровня превышает атмосферное давление, а давление высокого уровня превышает указанное давление низкого уровня, при этом способ также содержит этапы, на которых подают в ответ на обнаружение во внутреннем объеме давления низкого уровня указанный объем газа в остаточный объем, используя систему наддува, и увеличивают давление во внутреннем объеме от указанного низкого уровня до указанного высокого уровня, определяют объем газа, поданного системой наддува снаружи напорной камеры в остаточный объем за время между моментом обнаружения во внутреннем объеме давления низкого уровня и моментом обнаружения во внутреннем объеме давления высокого уровня, и вычисляют объем напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, на основе данных указанного объема газа, указанного внутреннего объема, указанного давления низкого уровня и указанного давления высокого уровня. Кроме того, изобретение относится к соответствующей системе розлива напитка, в которой определяется объем напитка указанным

Description

Настоящее изобретение относится к способу и системе для измерения объема напитка в системе розлива напитка.

Предшествующий уровень техники

Традиционные системы розлива напитка, предназначенные для профессионального или индивидуального применения, например, такие как система ОгандШМаЧсг™, выпускаемая компанией-заявителем настоящего изобретения, описаны, например, в международных публикациях АО 2007/019848, АО 2007/019849, АО 2007/019850, АО 2007/019851 и АО 2007/019853. Данные системы розлива напитка используются для хранения и раздачи главным образом газированных напитков, таких как пиво. Использование системы розлива напитка для хранения и раздачи напитка дает много преимуществ по сравнению с использованием банок и бутылок. Большинство промышленных систем розлива напитка содержат систему выпуска для упрощения розлива напитка в стаканы и систему охлаждения для поддержания напитка при постоянной и надлежащей низкой температуре.

По гигиеническим соображениям обращение со всеми деталями и узлами, которые соприкасаются с напитком, должно производиться стерильным способом, чтобы в напиток не попадала грязь и бактерии. Рост бактерий в напитке значительно снижает его вкусовые качества, и представляет серьезную угрозу для здоровья каждого потребителя напитка. Поэтому в большинстве современных систем розлива напитка контейнер с напитком, соединенная с ним раздаточная магистраль и выпускной клапан являются частями разового применения. Таким образом, напиток может быть предохранен от возможных загрязнений в процессе хранения и розлива. Чтобы гарантировать поддержание стерильности узлов, соприкасающихся с напитком, запрещается разборка узлов, соприкасающихся с напитком, т.е. отсоединение раздаточной магистрали от контейнера или выпускного клапана от линии выпуска. Такое отсоединение нарушало бы стерильную среду напитка.

В некоторых системах розлива напитка, таких как вышеупомянутая система ОгандШМаЧсг™ используются легкие, сжимаемые контейнеры разового применения для напитка или кеги для размещения напитка, а также источник давления - система наддува для вытеснения напитка из контейнера в выпускную систему. Сжимаемый контейнер для напитка обычно выполняют из тонкого и эластичного пластика, при этом такой контейнер может иметь вид пластикового мешка. Типичные объемы напитка, размещаемые в контейнере, составляют 5-10 л для систем индивидуального пользования и 10-50 л для систем профессионального применения для баров и ресторанов. Могут использоваться даже более крупные контейнеры в виде баков емкостью 1000 л и больше для профессиональных пользователей с очень большим оборотом напитков, например, для арен, стадионов и т.п. Напорное пространство в самом контейнере либо очень небольшое, либо его вообще может не быть. Наполненный контейнер с напитком размещают во внутреннем объеме напорной камеры системы розлива напитка.

Прежде чем потребитель сможет приступить к розливу напитка, предварительно наполненный сжимаемый контейнер должен быть установлен в напорную камеру системы розлива напитка. Таким образом, напорную камеру открывают и внутрь ее устанавливают контейнер с напитком, после чего напорную камеру герметично закрывают и создают в ней давление. Давление в напорной камере препятствует существенной потере насыщения напитка углекислым газом, и позволяет вытеснять напиток в выпускную систему через выпускную линию путем сжатия контейнера с напитком. Когда контейнер с напитком опустеет, он будет полностью смят и его можно будет извлечь из внутреннего объема, открыв напорную камеру.

Недостаток описанной системы розлива напитка заключается в том, что после установки контейнера с напитком его, как правило, нельзя простым способом осматривать из-за того, что внутренний объем находится под давлением. Осмотр можно произвести только после того, как вначале будет стравлено давление из напорной камеры. Обычно контейнер с напитком может оставаться в напорной камере до нескольких недель, и в течение всего этого времени системой розлива может пользоваться множество людей. Поэтому пользователю, который хочет производить розлив напитка, нелегко определить сколько напитка осталось в системе розлива. Напротив, пользователь очень просто может определить остаток напитка в бутылке или банке, либо оценив вес напитка в контейнере, либо проверив контейнер визуально.

Если потребитель хочет выполнить серию операций розлива, например наполнить несколько стаканов напитком для группы людей, то может оказаться, что напитка в системе розлива недостаточно. Поэтому может случиться, что потребителю придется прервать розлив, когда контейнер с напитком окажется пустым. Такие перерывы могут раздражать, особенно если нескольким людям из группы напиток уже налит. Если бы потребитель мог, по меньшей мере, оценить остаток напитка, то возможно он захотел бы взять другую систему розлива напитка или перед тем как начать розлив, установил бы в систему новый контейнер с охлажденным напитком. Поэтому существует потребность в способах измерения количества напитка, оставшегося в контейнере, не связанных с необходимостью оценивать вес контейнера или контролировать контейнер визуально.

- 1 024537

Один способ определения объема напитка, оставшегося в сжимаемом контейнере, мог бы состоять в измерении и запоминании объема напитка, истекающего из контейнера заранее известного объема. Однако не все контейнеры имеют заранее известный объем, например в случае, когда в систему розлива напитка устанавливают контейнер, из которого часть напитка уже была выпущена. Кроме того, газированный напиток, такой как пиво, при розливе дает, по меньшей мере, некоторое количество пены, и пена может уже находиться в раздаточной магистрали, которая ведет из контейнера с напитком к выпускной системе. Такая пена увеличивает объем напитка и делает измерения расхода менее точными. Это может приводить к тому, что потребитель будет думать, что в контейнере осталось меньше напитка. Кроме того, измерение объема выпускаемого напитка нежелательно, поскольку потребовало бы механических деталей, которые будут соприкасаться с напитком. Обычно по гигиеническим соображениям все детали, соприкасающиеся с напитком, в современных системах розлива являются сменными и рассчитаны на разовое применение. Измерение объема выпускаемого напитка потребовало бы, чтобы измерительная система была сменной и, таким образом, очень дорогостоящей.

В конструкциях, существующих в настоящее время, использовано несколько подходов к измерению количества напитка, оставшегося в контейнере. Некоторые подходы основаны на положении раздаточного клапана или выпускного крана. Один пример устройства, в котором для расчета остатка содержимого контейнера используется положение клапана или крана, описан в патенте США 4225057 А. В указанном устройстве используются средства определения положения, связанные с выпускным клапаном для напитка, с целью определения перехода выпускного клапана от открытого к закрытому положению и обратно. Заранее известная величина расхода через выпускное отверстие позволяет вычислять суммарное количество проходящей жидкости. С другой стороны, как описано в патенте США 5511694, вычисление времени, в течение которого рукоятка оставалась в открытом положении, используется для расчета оставшегося объема, который затем отображается на дисплее.

Усовершенствованное техническое решение раскрыто в заявке США 2008/0071424, в которой описана система измерения расхода жидкости, основанная на применении позиционного устройства обнаружения тока жидкости, связанного с механизмом розлива крана управления, для преобразования информации о положении в информацию о расходе с использованием передаточных функций, аргументами которых выступает давление, диаметр магистрали и т.п. Компактное решение раскрыто в патенте США 7096617 В2, в котором рукоятка крана освещается источником света. Когда рукоятку поворачивают, датчик движения в рукоятке крана запускает таймер, который по истечении определенного времени прерывает электрическое питание источника света, указывая на то, что кег почти опорожнен. Дополнительно к вышеуказанным документам обнаружены литературные источники, в которых вычисление оставшегося объема основано на действиях других элементов раздаточного устройства, как например в патенте США 7337920 В2, в котором использован шаговый двигатель для подачи ароматизирующей жидкости, при этом для расчета остаточного объема в контейнере используется число актов подачи ароматизатора и объем подачи в каждом акте. Другим примером является европейский патент ЕР 1218286 В1, в котором на кеге установлены счетчик объема и память. Количество выпущенного напитка используется для индикации состояния, при котором кег почти опорожнен.

В ряде подходов, которые применяются в существующих конструкциях, для измерения объема содержимого кега используется давление. В патенте США 3311267 А раскрыта смотровая трубка, соединенная с линией выпуска пива и напорным пространством, позволяющая таким образом, считывать уровень пива в контейнере. В других документах описаны подходы, в которых используется разность давления между напитком в контейнере и газом в напорном пространстве. К этим документам относятся патент Великобритании 1223848 А, патент США 3956934 А, патенты Великобритании 1577499 А, 2077432 А, 2099584 А, европейский патент 2065685 А2, и заявка США 2009/0165477 А1. Кроме того, в европейском патенте 0791810 А2 раскрыт способ измерения объема солодового напитка, упакованного в мешок в большом баке, в котором съемная трубка, согнутая в мешке, содержит датчик разности давления. В европейском патенте ЕР 1041525 А1 также описана измерительная трубка, в которой создано давление равное давлению жидкости в контейнере. Вариант использования разностного давления для определения уровня жидкости в контейнере раскрыт в патенте Великобритании 2192989 А, в котором газ принудительно подается в иглу, у которой имеется отверстие в области днища кега. Когда из отверстия начинают подниматься пузырьки, то разность давлений между подаваемым газом и напорным пространством кега указывает на уровень напитка. Аналогичный прием описан в опубликованном патенте Великобритании 2094474. Давление также может быть использовано для измерения расхода, как в европейском патенте ЕР 0414156 А2, в котором измеритель расхода содержит участок трубки, у которого известна длина, размер и материал, и сопротивление течению которого позволяет измерять разность давлений на указанном участке. В международной заявке 2004/050537 А2 описан способ, согласно которому объем остатка напитка в контейнере определяют по скорости нарастания давления в кеге после нормального цикла розлива. Однако данный способ требует постоянной скорости подачи газа, что может быть затруднительным обеспечить, используя стандартное оборудование. Флуктуации давления в системе могут также вносить ошибки в математическое определение скорости роста давления во времени.

- 2 024537

Согласно еще ряду способов, применяемых в настоящее время, определение объема напитка, истекающего из контейнера, производят косвенным образом, измеряя втекающий газ, который замещает вытесняемый напиток. При таком способе удается избежать проблем прямого измерения напитка, вытесняемого из контейнера. Поток газа под давлением, втекающий в контейнер, измеряют согласно способу, представленному в европейском патенте 2053014 А1. Количество напитка, оставшегося в контейнере, тем самым, вычисляют исходя из величины газового потока. Недостаток таких косвенных способов измерения заключается в возможном накоплении систематических ошибок, которые могут существенно влиять на конечный результат, т.е. на определение объема напитка в почти пустом контейнере. Аналогичный способ для бутылки описан в европейском патенте 2091858 А1, согласно которому носик, из которого происходит розлив, содержит устройство измерения воздушного потока для измерения потока воздуха, втекающего в контейнер, на котором установлен указанный носик, и тем самым может быть определен объем выпущенного напитка.

В существующих в настоящее время технических решениях для определения остатка напитка также используют вес контейнера с напитком. Один пример раскрыт в патенте Германии 3511224, в котором устройство для измерения жидкости, выходящей из контейнера с напитком, содержит датчики веса контейнера. Другие публикации такого же способа - это патенты США 5837944 А, 7255003 В2 и Великобритании 2354080 А. Весовые измерения также используют для розлива напитка, вес которого заранее известен, путем контроля уменьшения веса питающего кега, как это описано в патенте США 5007560 А.

Для определения уровня жидкости в контейнере также находят применение термочувствительные жидкие кристаллы. В патенте США 5894089 А раскрыт способ и описан индикатор для определения уровня жидкости, а именно описан сосуд, в котором имеется термочувствительная лента, при этом в процессе использования в сосуд заливают горячую или холодную жидкость, за счет чего сосуд прижимается к стенке контейнера, обеспечивая изменение цвета ленты на том уровне, на котором жидкость стоит в контейнере. Причина изменения цвета заключается в разной теплопроводности в области напорного пространства и в области жидкости в контейнере. Данный способ также описан в патентах США 6260414 В1, 6925872 В2, 7302846 В2. Другой способ описан в европейском патенте 1009978 А1, согласно которому ручное устройство содержит термочувствительные средства для определения уровня жидкости в контейнере, при этом дополнительно имеется микропроцессор для вычисления количества жидкости в контейнере.

Кроме того, для определения уровня жидкости используют электроды, как, например, в патенте Великобритании 2170602 А, согласно которому уровень жидкости в сосуде измеряют по электрической емкости между первым и вторым электрическими проводниками, расположенными на первом и втором уровнях, при этом электрическая емкость изменяется в зависимости от уровня жидкости. Ток, протекающий между двумя детекторами, может также быть использован для определения того, покрыты ли детекторы жидкостью, как это описано в патенте США 4732297 А.

Также для определения уровня жидкости в контейнере используют свет. В патенте Великобритании 2273560 А раскрыто устройство для обнаружения жидкости, содержащее фотоэлектрический датчик для определения факта снижения уровня жидкости ниже установленного уровня. Разница в коэффициенте преломления между жидкостью и газом в напорном пространстве влияет на внутреннее отражение в датчике. Течение жидкости также можно обнаруживать при помощи света, как описано в патенте США 6819250 В2, согласно которому датчик жидкости содержит световод в виде трубчатого тела, через которое протекает жидкость, при этом фотоэлектрический датчик установленный на указанном теле, обнаруживает присутствие или отсутствие жидкости, протекающей через трубчатое тело. В машинах для заливки напитка были использованы видеокамеры, как описано в европейском патенте 0613854 В1, согласно которому определение уровней жидкости производят видеокамерами. В японской заявке 2007-278778 раскрыто устройство для контроля контейнеров, заполненных жидкостью, в котором уровень жидкости определяется путем обнаружения рентгеновского излучения, проходящего через контейнер. Однако вышеописанные способы трудно использовать в сочетании с контейнерами сжимаемого типа в силу непредсказуемой деформации таких контейнеров при розливе напитка.

В европейском патенте 1506523 для определения уровня жидкости предлагается использовать ультразвук согласно способу, при котором внутрь механизма клапана контейнера с напитком помещают устройство беспроводного обмена данными, которое может связываться с дополнительными датчиками для определения уровня жидкости путем измерения резонанса заполненной трубки внутри контейнера с использованием пьезоэлектрического преобразователя. Кроме того, в заявке Японии 2005-274204 А раскрыт измерительный трубопровод, в котором используются два ультразвуковых излучателя для измерения времени задержки распространения ультразвуковых волн в потоке пива для определения величины расхода пива.

В патенте США 5909825 раскрыта система розлива напитка, в которой используются первый и второй контейнеры, в каждом из которых имеется поплавковый датчик для индикации уровня жидкости в соответствующем контейнере. Кроме того, в патенте Великобритании 2263687 А раскрыт расходомер, содержащий элемент, который может приводиться во вращение потоком пива. В патентной заявке США 2005/0194399 А1 описана система розлива пива, измеряющая объемный расход пива. В датчике расхода

- 3 024537 используется турбина и ИК свет для получения сигнала расхода. Все вышеприведенные способы требуют существенной переделки существующих систем розлива напитков.

Все вышеприведенные патентные документы США включены в настоящее изобретение посредством ссылок.

Следовательно, задача настоящего изобретения заключается в создании способов для точного измерения объема остатка напитка в системе розлива напитка. Дополнительная задача настоящего изобретения заключается в создании способов для точного измерения объема остатка напитка, не требующих существенной модификации существующей системы, например, установки излишнего дополнительного оборудования. И еще одна задача настоящего изобретения заключается в создании способов для точного измерения объема остатка напитка, которым не свойственно накопление систематических ошибок или не свойственны аналогичные математические ошибки.

Сущность изобретения

Обеспечение вышеуказанной потребности и решение задачи изобретения, наряду с обеспечением многих других потребностей и решением других задач, которые будут понятны из нижеприведенного подробного описания, в соответствии с настоящим изобретением в его первом аспекте, достигается способом определения объема газированного напитка, такого как пиво или безалкогольный напиток, заключенного в сжимаемый контейнер, содержащим этап, на котором подготавливают систему розлива напитка, включающую в себя напорную камеру, в которую заключен указанный сжимаемый контейнер и которая определяет внутренний объем, равный сумме указанного объема напитка и остаточного объема для газа, систему наддува для подачи объема газа, взятого при атмосферном давлении, снаружи напорной камеры в указанный остаточный объем, и датчик давления для обнаружения в указанном внутреннем объеме давления низкого уровня и соответственно высокого уровня, причем давление низкого уровня равно атмосферному давлению или превышает атмосферное давление, а давление высокого уровня превышает указанное давление низкого уровня, при этом способ также содержит этапы, на которых: в ответ на обнаружение во внутреннем объеме давления низкого уровня подают указанный объем газа в остаточный объем, используя систему наддува, и увеличивают давление во внутреннем объеме от указанного низкого уровня до указанного высокого уровня, определяют объем газа, поданного системой наддува снаружи напорной камеры в остаточный объем за время между моментом обнаружения во внутреннем объеме давления низкого уровня и моментом обнаружения во внутреннем объеме давления высокого уровня, и вычисляют объем напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, на основе данных указанного объема газа, указанного внутреннего объема, указанного давления низкого уровня и указанного давления высокого уровня.

Сжимаемый контейнер должен обладать способностью деформироваться при операциях розлива напитка. Количество напитка в контейнере в любой момент времени определяется, по существу, объемом самого контейнера с напитком, при этом в опорожненном состоянии контейнер будет полностью смят или сплющен. Напорная камера должна быть жесткой, т.е. должна быть способна противостоять давлению, по меньшей мере, в несколько бар выше атмосферного давления без вспучивания или деформации. Указанный остаточный объем, т.е. объем внутренней камеры за вычетом объема напитка, должен быть довольно малым, когда в напорную камеру устанавливают новый полный контейнер с напитком, и должен составлять, например, 5-50%, а предпочтительно 10-20% начального объема напитка. Система наддува может представлять собой насос или компрессор, способный подавать заранее заданный объем газа из атмосферы в напорную камеру, независимо от давления в указанной камере. В предпочтительном случае система наддува содержит поршневой насос. Датчик давления может представлять собой, например, электронный датчик или сигнализатор давления (датчик релейного типа) для определения давлений, близких к атмосферному. Давление снаружи системы розлива напитка можно считать равным 1 атм или 1 бар. Низкий уровень и высокий уровень давления могут быть выбраны произвольно. Однако указанный низкий уровень давления в предпочтительном варианте может быть достаточно высоким для обеспечения надлежащего розлива напитка, в то время как указанный высокий уровень давления в предпочтительном варианте может быть достаточно низким, чтобы избежать излишнего образования пены при розливе напитка.

Когда давление во внутреннем объеме падает ниже давления низкого уровня, независимо от того, произошло это снижение из-за утечки газа из внутреннего объема или в результате операций розлива, система наддува включается, чтобы восстановить высокое давление. Предполагается, что некоторые системы розлива напитка могут допускать наличие более низкого давления перед включением системы наддува, например, система наддува не может быть включена, пока не приостановится розлив напитка. Объем газа, подаваемого во внутренний объем, может определяться системой наддува. Величину остаточного объема можно вычислить, если объем газа, поданного во внутренний объем, разделить на разность давлений высокого уровня и низкого уровня. Объем напитка, который остается в эластичном контейнере в данный момент времени, можно определить, если из внутреннего объема вычесть остаточный объем. Предполагается, что стенки контейнера тонкие и не влияют на результат измерения. Блок управления системы розлива напитка может быть использован для выполнения вычислений. Блок управления, который выполняет вычисления, может содержать микропроцессор. Данный способ предпочтительно ис- 4 024537 пользовать в то время, когда розлив приостановлен, т.е. систему наддува предпочтительно включать, когда розлив не производится. Но способ также можно использовать в процессе розлива напитка, если объем напитка, выпускаемый в секунду, существенно меньше объема сжатого газа, подаваемого системой наддува в секунду в остаточный объем. Данный способ позволяет произвести абсолютное измерение объема остатка напитка в контейнере, не полагаясь на предыдущие измерения.

Согласно другому варианту осуществления изобретения способ дополнительно содержит этапы, на которых выпускают напиток из сжимаемого контейнера, одновременно давая давлению во внутреннем объеме снизиться от высокого промежуточного уровня до низкого промежуточного уровня, и вычисляют объем напитка, выпущенного из сжимаемого контейнера, на основе данных предыдущего расчета объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, а также данных указанного внутреннего объема, указанного низкого промежуточного уровня давления и указанного высокого промежуточного уровня давления. Данный вариант способа предпочтительно использовать во время розлива напитка, в то время как система наддува выключена. Измеряя снижение давления во время розлива, можно определить объем выпущенного напитка. Поэтому оставшийся объем можно определить, вычитая выпущенный объем напитка из того объема напитка, который был определен при последнем измерении. В каких-то вариантах осуществления указанные высокий промежуточный и низкий промежуточный уровни давления могут быть теми же самыми, что и высокий уровень давления и низкий уровень давления. В данном варианте способа используются данные предыдущего измерения остаточного объема напитка, и, таким образом, может иметь место накопление ошибок при вычислении. Как только операции розлива напитка будут завершены, в целях исключения накопленных ошибок остаток напитка в контейнере может быть определен в соответствии с вышеописанным способом абсолютного измерения объема.

Согласно другому варианту осуществления изобретения способ дополнительно содержит этапы, на которых определяют ожидаемый уровень давления во внутреннем объеме после выпуска напитка из контейнера на основе данных предыдущего расчета объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, а также данных внутреннего объема, данных заданного объема напитка, подлежащего выпуску, и данных уровня давления во внутреннем объеме до выпуска напитка из контейнера, и выпускают напиток наружу из сжимаемого контейнера, одновременно давая возможность давлению во внутреннем объеме снизиться от указанного уровня, предшествующего выпуску напитка, до указанного уровня, ожидаемого после выпуска напитка. Ожидаемый уровень давления после выпуска напитка это величина, отражающая расчетное падение давления, вызванное выпуском заранее заданного объема напитка. Давление до выпуска напитка это давление в остаточном объеме перед началом выпуска напитка. Давление до выпуска может соответствовать давлению высокого уровня, а давление после выпуска может соответствовать давлению низкого уровня. Определив вначале, насколько бы снизилось давление в остаточном объеме за счет выпуска заданного объема напитка, когда система наддува выключена, выпуск напитка можно прервать, когда давление достигнет расчетной величины давления после выпуска. Таким образом, можно реализовать полностью автоматический выпуск заранее заданного объема напитка. Такой заранее заданный объем напитка может составлять одну порцию напитка, например 0,5 или 0,33 л.

Согласно другому варианту осуществления изобретения способ дополнительно содержит этапы, на которых выпускают напиток наружу из сжимаемого контейнера, одновременно подавая дополнительный объем газа в указанный остаточный объем посредством системы наддува и давая возможность давлению во внутреннем объеме измениться от первого уровня до второго уровня, определяют указанный дополнительный объем газа, поданный системой наддува снаружи напорной камеры в остаточный объем между моментом обнаружения во внутреннем объеме давления первого уровня и моментом обнаружения во внутреннем объеме давления второго уровня, вычисляют объем напитка, выпущенного из сжимаемого контейнера, на основе данных предыдущего расчета объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, а также данных указанного внутреннего объема, данных указанного дополнительного объема газа, данных первого и второго уровней давления.

Данный вариант способа может быть использован при розливе напитка и одновременном включении системы наддува. Данный вариант предпочтительно применять при розливе, когда объем напитка, выпускаемый в секунду, по существу, равен количеству сжатого газа, вводимого системой наддува в секунду в остаточный объем, или больше указанного количества. Давление первого уровня может соответствовать давлению высокого уровня, а давление второго уровня может соответствовать давлению низкого уровня. С другой стороны, первый и второй уровни давления могут быть одинаковыми. В данном варианте способа используются данные предыдущего измерения остаточного объема напитка, и таким образом может иметь место накопление ошибок при вычислении. Как только операции розлива напитка будут завершены, в целях исключения накопленных ошибок остаток напитка в контейнере может быть определен в соответствии с вышеописанным способом абсолютного измерения объема.

Согласно другому варианту осуществления изобретения способ дополнительно содержит этапы, на которых определяют ожидаемый уровень давления во внутреннем объеме после выпуска напитка из контейнера на основе данных предыдущего расчета объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, а также данных внутреннего объема, данных заданного объема напитка, подлежащего выпуску, данных уровня давления во внутреннем объеме до выпуска напитка из контейнера и данных дополнительно- 5 024537 го объема газа, поданного системой наддува снаружи напорной камеры в остаточный объем между моментом обнаружения во внутреннем объеме давления, предшествующего выпуску напитка, и моментом обнаружения во внутреннем объеме давления, ожидаемого после выпуска напитка, и выпускают напиток наружу из сжимаемого контейнера, одновременно подавая дополнительный объем газа в указанный остаточный объем посредством системы наддува и давая возможность давлению во внутреннем объеме измениться от уровня, предшествующего выпуску напитка, до уровня, ожидаемого после выпуска напитка. Таким образом, можно реализовать выпуск заранее заданного объема напитка, аналогично вышеописанному варианту способа, когда производится включение системы наддува. Выпуск напитка прерывают, когда давление достигает расчетного уровня, соответствующего окончанию выпуска.

Согласно еще одному варианту осуществления способа систему наддува выполняют с возможностью совершения ряда рабочих циклов, каждый из которых содержит этапы захвата заранее заданного объема газа снаружи напорной камеры и введения указанного, заранее заданного объема газа в остаточный объем, причем произведение указанного, заранее заданного объема газа и числа рабочих циклов представляет определенный объем введенного газа. Такие системы наддува содержат насосы и компрессоры поршневого типа или аналогичного типа. Для захвата заранее заданного объема газа могут быть использованы клапаны, роторы или створки. Указанный, заранее заданный объем газа должен быть сжат до уровня давления внутреннего объема до ввода во внутренний объем или в процессе ввода во внутренний объем. Данный газ обычно представляет собой воздух.

Согласно еще одному варианту осуществления способа число рабочих циклов определяют, измеряя время, в течение которого совершаются рабочие циклы, или же систему наддува приводят в действие от электрического двигателя, а число рабочих циклов определяют, измеряя число оборотов указанного двигателя за время, в течение которого совершаются рабочие циклы, или согласно еще одному варианту число рабочих циклов определяют, измеряя число пульсаций давления, возникающих во внутреннем объеме, когда включена система наддува. В случае, если система наддува способна подавать постоянный объем воздуха за единицу времени, независимо от давления во внутреннем объеме и независимо от внешних условий, и при этом механизм привода системы наддува быстро достигает номинальной рабочей скорости, без существенной задержки при пуске, число рабочих циклов можно определять исходя из времени, в течение которого система наддува находится во включенном состоянии. С другой стороны, можно контролировать число оборотов электрического двигателя или связанного с ним маховика при помощи электрического контакта, фотодатчика и т.п. Или же может быть использован электронный датчик или сигнализатор давления, применяемые для измерения давления во внутреннем объеме, поскольку каждый ход поршня системы наддува создает во внутренней камере волну (пульсацию) давления. Измеряя число пульсаций давления, можно оценивать число совершенных рабочих циклов.

Согласно еще одному варианту осуществления способа объем напитка вычисляют путем вычитания из внутреннего объема указанного определенного объема газа, деленного на разность давления высокого уровня и давления низкого уровня. В случае если использовать уравнение состояния идеального газа и пренебречь разностью температур внутри и снаружи внутреннего объема, то для расчета объема напитка, оставшегося в контейнере, можно использовать вышеописанную формулу.

Согласно еще одному варианту осуществления способа система розлива напитка дополнительно содержит датчик давления для определения уровня давления снаружи напорной камеры и/или датчик температуры для определения уровня температуры снаружи напорной камеры, причем указанный уровень наружного давления и/или уровень наружной температуры используют для вычисления объема напитка. Снижение давления, вызванное понижением температуры в напорной камере, можно определить, контролируя температуру снаружи и внутри внутреннего объема.

Согласно еще одному варианту осуществления способа давление низкого уровня составляет порядка 1,6 бар, а давление высокого уровня составляет порядка 1,8 бар абсолютного давления, вышеприведенные значения являются типичными для обеспечения хорошего течения напитка, и исключают чрезмерное пенообразование.

Согласно еще одному варианту осуществления изобретения способ дополнительно содержит этап обеспечения визуальной индикации результата измерения объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, при этом указанную визуальную индикацию выполняют видимой снаружи системы розлива напитка с возможностью информирования о величине измеренного объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере - измеренный объем превышает заданное значение объема или меньше заданного значения объема, при этом предпочтительно информировать по меньшей мере о двух заданных уровнях объема, например о превышении объемом напитка ³/4 внутреннего объема, ¹/4 внутреннего объема или ¹/₄ внутреннего объема, причем оптимально, чтобы визуальная индикация была выполнена с возможностью выдачи непрерывных показаний результата измерения объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, как это осуществляется в измерительном приборе. Предпочтительно обеспечить какую-то визуальную индикацию количества оставшегося напитка. Индикация может быть построена, например, в виде аналогового или цифрового измерительного прибора, в виде одного или нескольких световых индикаторов и т.п.

- 6 024537

Согласно еще одному варианту осуществления изобретения способ дополнительно содержит линейную компенсацию износа устройства, обеспечивающего давление, путем контроля суммарного времени работы системы наддува. Установлено, что такой износ приводит к утечкам в системе наддува, а степень износа, по существу, зависит линейно от времени эксплуатации системы розлива напитка. Вычислительный блок может вводить поправку на такую утечку системы наддува.

Обеспечение вышеуказанной потребности и решение задачи изобретения, наряду с обеспечением многих других потребностей и решением других задач, которые будут понятны из нижеприведенного подробного описания, в соответствии с настоящим изобретением в его втором аспекте достигается системой розлива напитка, в которой определяется объем напитка указанным выше способом, содержащей напорную камеру для размещения сжимаемого контейнера, содержащего объем напитка, предпочтительно являющегося газированным напитком, таким как пиво, содовая вода, кола, тоник и т.п., причем напорная камера определяет внутренний объем, равный сумме указанного объема напитка и остаточного объема для газа;

датчик давления для обнаружения в указанном внутреннем объеме давления низкого уровня и, соответственно, давления высокого уровня, причем давление низкого уровня равно атмосферному давлению или превышает атмосферное давление, а давление высокого уровня больше давления низкого уровня; и систему наддува для подачи газа в указанный остаточный объем в ответ на обнаружение во внутреннем объеме давления низкого уровня и для увеличения давления во внутреннем объеме от указанного низкого уровня до указанного высокого уровня, при этом система розлива напитка выполнена с возможностью определения объема газа, который был принят системой надува снаружи напорной камеры, подвергнут сжатию системой наддува и введен в остаточный объем за время между моментом обнаружения во внутреннем объеме давления низкого уровня и моментом обнаружения во внутреннем объеме давления высокого уровня, и с возможностью вычисления объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, на основе данных указанного объема газа, указанного внутреннего объема, указанного давления низкого уровня и указанного давления высокого уровня.

Предполагается, что систему, соответствующую настоящему изобретению в его втором аспекте, можно использовать совместно со способом, соответствующим настоящему изобретению в его первом аспекте.

Согласно еще одному варианту осуществления изобретения система наддува содержит корпус, поршень, выполненный с возможностью совершения возвратно-поступательного движения и действующий внутри указанного корпуса, а также обратный клапан, причем в каждом рабочем цикле, состоящем из прямого и последующего обратного хода поршня, перекачиваемый единичный объем равен объему, захватываемому поршнем при каждом ходе последнего, или согласно иному варианту, когда система наддува содержит корпус и вращающийся элемент, действующий внутри указанного корпуса, в каждом рабочем цикле, соответствующем 360° поворота вращающегося элемента, перекачиваемый единичный объем равен объему, захватываемому вращающимся элементом за время его поворота на 360°. Таким образом, система наддува может содержать насосы или компрессоры, как поршневого (с возвратнопоступательным движением), так и мембранного типа.

Согласно еще одному варианту осуществления изобретения указанный внутренний объем составляет 5-50 л, например 5-10 л, 10-20 л, 20-30 л, 30-40 л или 40-50 л. Типичные объемы для систем индивидуального применения составляют 5-10 л, а для профессиональных систем 10-50 л.

Согласно еще одному варианту осуществления способа давление во внутреннем пространстве в процессе розлива остается равным давлению низкого уровня или меньшим давления низкого уровня и предпочтительно составляет 1,3-1,6 бар, например 1,4-1,5 бар. Предполагается, что допустимо снижение давления до величины меньшей, чем указанное давление низкого уровня.

Перечень чертежей

Фиг. 1А на вертикальной проекции в разрезе изображает систему розлива напитка, соответствующую настоящему изобретению, в открытом состоянии.

Фиг. 1В на вертикальной проекции в разрезе изображает систему розлива напитка, соответствующую настоящему изобретению, в закрытом состоянии.

Фиг. 1С на вертикальной проекции в разрезе изображает систему розлива напитка, соответствующую настоящему изобретению, в состоянии, когда производится розлив напитка.

Фиг. 1Ό на вертикальной проекции в разрезе изображает систему розлива напитка, соответствующую настоящему изобретению, в состоянии, когда происходит восстановление давления, а розлив напитка не производится.

Фиг. 1Е на вертикальной проекции в разрезе изображает систему розлива напитка, соответствующую настоящему изобретению, в состоянии, когда происходит восстановление давления, а розлив напитка не производится.

Фиг. 2 на вертикальной проекции в разрезе изображает другой вариант осуществления системы розлива напитка, соответствующей настоящему изобретению, в состоянии, когда происходит восстанов- 7 024537 ление давления, а розлив напитка не производится.

Фиг. 3 на вертикальной проекции в разрезе изображает еще один вариант осуществления системы розлива напитка, соответствующей настоящему изобретению, в состоянии, когда происходит восстановление давления, а розлив напитка не производится.

Фиг. 4 в перспективной проекции изображает еще один вариант осуществления системы розлива напитка, соответствующей настоящему изобретению.

Фиг. 5 представляет график зависимости числа рабочих циклов от объема (в литрах) воздуха, введенного в систему розлива напитка.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг. 1А на вертикальной проекции в разрезе изображена система 10 розлива напитка. Система 10 розлива напитка содержит корпус 12 и внутренний объем 14, образующий напорную камеру. Внутренний объем 14 обычно охлаждается охлаждающим элементом (не показан). Внутренний объем 14 содержит эластичный контейнер 16, заполненный газированным напитком 18. Контейнер 16 с напитком, например, посредством собственных фланцев 22 и защелок фиксируется на несущей шайбе 20, выполненной из жесткой пластмассы.

Контейнер 16 с напитком содержит выпускное отверстие 24, которое изначально герметично запечатано прокалываемой мембраной, установленной в шайбе 20. Несущая шайба 20 контейнера 16 с напитком крепится в корпусе 12 посредством изолирующего дна 26. Изолирующее дно содержит прокалывающий элемент 28, который имеет жидкостную связь с раздаточной магистралью 30. Когда устанавливают новый контейнер 16 с напитком, изолирующее дно 26 накладывают на несущую шайбу 20 контейнера 16, так чтобы прокалывающий элемент 28 пробил выпускное отверстие 24, и установилась жидкостная связь раздаточной магистрали 30 с напитком 18. Изолирующее дно 26 закреплено в корпусе 12 с возможностью отсоединения, например, посредством защелок или винтов. Когда изолирующее дно 26 соединено с корпусом 12, со стороны дна к несущей шайбе 20 приложена сила, которая фиксирует контейнер 16 с напитком на корпусе 12 устойчиво и надежно. Прокладка 32 герметично уплотняет изолирующее дно 26 относительно корпуса 12. Корпус также содержит основание 34 для герметизации внутреннего объема 14. Основание 34 включает в себя поддон для сбора капель. При установке контейнера 16 с напитком корпус 12 поворачивают относительно основания 34, так чтобы можно было снять изолирующее дно 26 и во внутренний объем 14 корпуса 12 ввести контейнер 16 с напитком. Основание 34 герметизирует корпус 12 посредством дополнительных прокладок 36.

Раздаточная магистраль 30 обеспечивает транспортирование напитка из полости контейнера 16 к выпускному (раздаточному) крану 38, расположенному снаружи внутреннего объема 14. Выпускным краном 38 управляют посредством рукоятки 40. Выпускной кран 38 управляет истечением напитка 18 наружу из корпуса 12. Корпус 12 дополнительно содержит систему 42 создания давления (систему наддува), которая может представлять собой насос или компрессор. Система 42 наддува, которая более подробно будут описана в связи с фиг. 1В, сообщается с каналом 44, который ведет во внутренний объем 14 корпуса 12. Канал 44 дополнительно сообщается с электронным датчиком или сигнализатором 46 давления для измерения давления во внутреннем объеме 14. Система 10 розлива напитка дополнительно содержит блок 48 управления. Блок 48 управления соединен с электронным датчиком или сигнализатором 46 давления, а также с системой 42 наддува. Блок 48 управления принимает информацию о давлении во внутреннем объеме 14 и начинает увеличивать давление во внутреннем объеме 14 в случае, если указанное давление во внутреннем объеме становится ниже установленного минимального давления при розливе, например 1,4 или 1,6 бар абсолютного давления. Блок 48 управления также принимает информацию от том, установлен контейнер 16 с напитком во внутренний объем 14 или не установлен, а также отведен корпус 12 в открытое положение или закрыт и герметично уплотнен относительно основания 34. В случае, если контейнер с напитком не установлен во внутренний объем 14 и если корпус 12 повернут в открытое положение, создание давления во внутреннем объеме 14 невозможно. Предпочтительно, чтобы блок 48 управления также принимал информацию о том, находится рукоятка 40 крана в вертикальном положении (запорном положении) или нет. В случае, если рукоятка выпускного крана переведена в горизонтальное положение (положение розлива), при котором напиток может вытекать наружу, это может оказать влияние на результат измерения объема, поэтому предпочтительно создавать давление во внутреннем объеме, в то время как рукоятка 40 выпускного крана находится в вертикальном положении, т.е. положении, запрещающем истечение напитка из контейнера. В каких-то вариантах осуществления могут быть предусмотрены средства активного недопущения поворота рукоятки 40, когда включена система 42 наддува.

На фиг. 1В на вертикальной проекции в разрезе изображена система 10 розлива напитка, когда во внутреннем объеме 14 создается давление. Таким образом, корпус 12 был повернут назад в закрытое положение и внутренний объем 14 герметизирован изолирующим дном 26 и основанием 34. Поверхность контейнера 16 с напитком слегка деформирована давлением во внутреннем объеме. Обычно максимальное давление во внутреннем объеме 14 составляет около 2 бар, например 1,8 бар абсолютного давления, что является подходящим давлением для получения надлежащего течения напитка без слишком сильного пенообразования.

- 8 024537

На фиг. 1В на увеличенном фрагменте изображены некоторые подробности системы 42 наддува. Система 42 наддува содержит полость 50 цилиндра, в которой поршень 52 может совершать возвратнопоступательное движение. Поршень 52 плотно подогнан к внутренней поверхности полости 50 цилиндра. Поршень соединен с маховиком 54, который приводится в движение электрическим двигателем (не показан). В предпочтительном варианте электрический двигатель имеет связь с розеткой электрической сети. Предусмотрена возможность управления электрическим двигателем со стороны блока 48 управления. Когда давление во внутреннем объеме 14 снижается ниже минимального давления, допустимого при розливе, электрический двигатель (не показан) включается, чтобы привести во вращение маховик, как показано стрелками. Каждый оборот маховика соответствует рабочему циклу системы 42 наддува, во время которого поршень перемещается от верхнего положения на определенное расстояние Ь вниз, к нижнему положению вблизи дна внутренней полости 50, и снова на такое же расстояние Ь вверх, к верхнему положению. Слова дно, верхнее, вверх и вниз следует понимать в контексте фиг. 1В. Предполагается, что изображенная на фиг. 1В система наддува может работать в произвольном направлении. Внутренняя полость 50 содержит первый обратный клапан 56, который позволяет потоку воздуха под давлением проходить из донной части полости 50 во внутренний объем 14, когда поршень 52 движется вниз, но препятствует движению воздуха в обратном направлении. Внутренняя полость 50 также содержит второй обратный клапан 58, который позволяет потоку сжатого воздуха проходить из пространства, окружающего систему 10 розлива напитка, во внутреннюю полость 50, когда поршень 52 движется вверх, но препятствует движению воздуха в обратном направлении. Таким образом, каждый рабочий цикл системы 42 наддува будет увеличивать давление и вводить определенный (единичный) объем воздуха при атмосферном давлении во внутренний объем 14. Единичный объем У_8рес воздуха при атмосферном давлении, вводимый за каждый рабочий цикл, можно вычислить следующим образом:

V =А *Ь , зрес ^рес зрес ’ где А^ес - площадь поршня;

Ь_8рес - расстояние между верхним и нижним положениями поршня.

Измерение объема осуществляется всякий раз, когда давление в напорной камере увеличивается от 1,6 до 1,8 бар, что будет дополнительно рассмотрено ниже.

Маховик 54 связан с блоком 48 управления. Таким образом, блок 48 управления получает информацию о числе рабочих циклов, которые совершила система 42 наддува. При создании давления во внутреннем объеме 14 число рабочих циклов, необходимых для увеличения давления от нижнего порога равного 1,6 бар до верхнего порога равного 1,8 бар, сохраняется в памяти блока 48 управления. Поскольку напиток является жидкостью и, по существу, несжимаем, а наружное давление по определению равно 1 бар, то суммарный объем У_|:1е,_; напитка, остающийся в контейнере, согласно уравнению для идеального газа можно вычислить по формуле η * V

V —V ^{ор 8рес} ’Ьеу ^νιη

Ρΐιΐ£ΐι Ρίονν где У_1П - величина внутреннего объема;

У_8рес - единичный объем при атмосферном давлении, вводимый за каждый рабочий цикл;

п_ор - число рабочих циклов, совершаемых между уровнями давления в напорной камере ρι_ο„=1,6 бар и Р_Ь1бЬ=1,8 бар.

Измерения являются абсолютными, т.е. нет необходимости знать начальный объем напитка в контейнере 16 перед его установкой во внутренний объем 14. Следует понимать, что объем У_8рес воздуха, взятый при атмосферном давлении, будет сжат при поступлении во внутренний объем 14, давление в котором как правило выше, чем снаружи объема 14.

На фиг. 1С на вертикальной проекции в разрезе изображена система 10 розлива напитка во время розлива. Когда рукоятку 40 отводят от исходного вертикального положения в сторону горизонтального положения, выпускной кран 38 открывается и напиток 18 через кран 38 начинает вытекать наружу из системы 10 розлива напитка. Тогда предпочтительно, чтобы под выпускной кран 38 был подставлен стакан 60 для приема напитка 18. Напиток 18 вытесняется через раздаточную магистраль 30 за счет давления во внутреннем объеме 14. За счет давления во внутреннем объеме 14 и истечения напитка поверхность контейнера 16 с напитком испытывает умеренную деформацию. В процессе розлива контейнер 16 с напитком сохраняет свое вертикальное положение. За счет давления во внутреннем объеме 14 и истечения напитка 18 контейнер 16 с напитком будет деформироваться, при этом, по меньшей мере, верхняя часть контейнера 16 с напитком будет сжиматься, приобретая более или менее случайную форму. Деформация контейнера 16 с напитком приведет к тому, что над контейнером 16 будет создаваться остаточный воздушный объем 62. По мере сжатия контейнера 16 остаточный объем 62 воздуха будет увеличиваться. Давление в объеме 62 воздуха должно быть выше наружного давления - давления снаружи системы 10 розлива напитка, чтобы вытеснять напиток через раздаточную магистраль 30, когда выпускной кран будет переведен в открытое положение. Предпочтительно, чтобы контейнер 16 для напитка был выполнен из полипропилена - эластичного материала, который будет деформироваться при уменьшении

- 9 024537 объема напитка, пока напиток 18 не будет полностью слит.

На фиг. 1Ό показана система 10 розлива напитка, когда после операции розлива система 42 наддува была снова включена. В случае, если давление во внутреннем объеме 14 падает ниже 1,6 бар, система 42 наддува снова включается и производится увеличение давления во внутреннем объеме 14 до уровня 1,8 бар, при этом, как говорилось выше, осуществляется новое измерение объема. Таким образом, новое измерение объема производится, в сущности, после каждой операции розлива, чтобы точно обновить данные количества напитка 18, оставшегося в контейнере, без какого-либо накопления ошибок. Кроме того, система 10 розлива напитка может компенсировать любые утечки путем наддува внутреннего объема 14 всякий раз, когда давление падает ниже 1,6 бар, и в этом момент, как говорилось выше, производится новое измерение объема.

На фиг. 1Е показана система 10 розлива напитка, когда напиток 18 почти весь выпущен, а контейнер 16 почти полностью деформировался. Тогда, прежде чем контейнер с напитком будет полностью опорожнен, потребитель получает визуальное предупреждение - посредством индикатора 64, например мигающей лампы. Затем потребитель может установить новый контейнер с напитком, повернув корпус 12 системы 10 розлива напитка и сняв изолирующее дно 26.

Следует отметить, что если по сравнению с операцией розлива напитка очередной наддув внутреннего объема 14 осуществляется быстро, т.е. если объем сжатого воздуха, вводимый системой наддува в секунду, больше по сравнению с объемом напитка, выпускаемым за секунду, то очередной наддув и измерение объема можно производить независимо от розлива напитка. Однако если скорость очередного наддува сравнима со скоростью розлива напитка или меньше ее, т.е. если объем сжатого воздуха, вводимый системой наддува в секунду, меньше по сравнению с объемом напитка, выпускаемым за секунду, или, по существу, равен последнему, то розлив напитка будет влиять на измерение объема.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения число рабочих циклов определяется числом оборотов маховика 54. Число оборотов маховика можно определять при помощи электрических контактов, фотодатчиков и т.п. Другие способы определения числа рабочих циклов заключаются в определении числа оборотов электрического двигателя, числа ходов поршня 52 и числа пульсаций давления, которые зарегистрированы электронным датчиком или сигнализатором 46 давления.

В настоящем изобретении предполагается, что температура во внутреннем объеме 14 поддерживается на постоянном, низком уровне около 5°С. Представленные формулы не учитывают эффект уменьшения давления при понижении температуры при постоянном объеме. Охлаждение наружного воздуха, предположительно имеющего комнатную температуру, будет вызывать ошибку измерения в несколько процентов. Вычислительное устройство может компенсировать эту ошибку, обеспечивая более точное измерение объема.

Предполагается, что вышеописанный способ можно использовать обратным образом для розлива определенного объема напитка вместо измерения объема остатка напитка.

На фиг. 2 изображен другой вариант осуществления системы 10' розлива напитка. Данный вариант осуществления системы 10' розлива напитка содержит все отличительные признаки ранее описанного варианта фиг. 1А-Е, но дополнительно позволяет осуществлять наддув внутреннего объема 14, используя систему 42 наддува одновременно с розливом напитка путем поворота рукоятки 40, даже в случае, когда скорость наддува сравнима со скоростью розлива или меньше скорости розлива. Система 42 наддува может быть выполнена таким образом, чтобы в случае перевода рукоятки крана 38 из вертикального положения в горизонтальное положение, т.е. разрешения розлива напитка, дать давлению возможность снизиться до 1,6 бар, после чего, если возможно, поддерживать давление постоянным. Объем У_|еу напитка, который остается в контейнере 16, можно вычислить в процессе розлива, производя расчет относительно ранее установленного объема остатка напитка, согласно уравнению для идеального газа:

16;

где первый член У_|:,_е,- _оМ - ранее установленный объем напитка 18, который оставался в контейнере второй член

представляет увеличение объема воздуха в напорной камере во время розлива при неработающей системе 42 наддува;

третий член

Ρίονν представляет объем выпущенного напитка при постоянном давлении со стороны системы 42 наддува.

- 10 024537

Расчетом по вышеприведенной формуле можно пользоваться, например, в случае, когда рукоятку 40 выпускного крана переводят во время очередного наддува, или в случае, когда давление в напорной камере падает ниже 1,6 бар, например 1,4 бар. У вышеописанного способа имеется недостаток, состоящий в том, что результат зависит от ранее установленного объема контейнера с напитком, т.е. могут иметь место накопленные ошибки. Поэтому по окончании операции розлива следует выполнить абсолютное измерение, как было описано в отношении фиг. 1А-Е.

Следует понимать, что относительное измерение объема остатка напитка в том виде, как оно было описано выше, можно также выполнять в качестве дополнения к абсолютному измерению объема, когда выпускной кран 38 находится в закрытом положении. Однако следует помнить, что описанное здесь относительное измерение не учитывает эффект утечки воздуха из напорной камеры.

На фиг. 3 изображен еще один вариант осуществления системы 10 розлива напитка, в которой число рабочих циклов определяется по времени работы системы 42 наддува. В случае если система наддува способна подавать воздух с постоянным расходом независимо от давления во внутренней камере 14 и если можно пренебречь переходными процессами при пуске/останове электрического двигателя (не показан), то объем воздуха, взятого при атмосферном давлении, который подвергается сжатию и вводится во внутренний объем 14, прямо пропорционален времени, в течение которого остается включенным электрический двигатель системы 42 наддува. Таким образом, часы 66, связанные с блоком 48 управления и с электрическим двигателем (не показан), могут быть использованы для определения объема воздуха, поданного во внутренний объем 14. Показания часов 66 сбрасывают и часы запускают, когда производится пуск системы 42 наддува, и останавливают, когда производится выключение системы 42 наддува, при этом объем воздуха, взятого при атмосферном давлении, который подвергся сжатию и был введен во внутренний объем 14, вычисляют на основе времени, измеренного часами 66.

На фиг. 4 представлен еще один вариант осуществления системы 10' розлива напитка, соответствующей настоящему изобретению. Данный вариант осуществления представляет собой профессиональную модульную систему, в которой корпус 12' для размещения контейнера (не показан) с напитком находится на удалении от стойки 68 раздачи, в состав которой входит выпускной кран (не показан). Стойка 68 раздачи установлена на барном прилавке 70, расположенном в пабе, баре, ресторане, комнате для гостей и т.п. Выпускным краном (не показан) внутри стойки 68 управляют посредством рукоятки 40. Раздаточная магистраль 30' соединяет выпускной кран (не показан) стойки 68 раздачи с корпусом 12'. Корпус 12' может быть установлен в таком месте, которое не доступно для публики, например, в подвале, кухне, задней комнате и т.п. Корпус 12' содержит внутреннюю камеру (не показана) для размещения контейнера (не показан) с напитком. Внутренняя камера (не показана) корпуса 12' соединена с системой 42' наддува посредством канала 44'. Система 42' наддува, которая может представлять собой увеличенный вариант вышеописанной системы 42, выполнена с возможностью подачи во внутреннее пространство (не показано) корпуса 12' определенного (единичного) объема воздуха за один рабочий цикл. Давление во внутреннем пространстве (не показано) корпуса 12' измеряют электронным датчиком или сигнализатором давления или аналогичным устройством. Затем производят измерение объема так, как было описано выше. Количество напитка, остающееся в контейнере (не показан) корпуса 12' может быть показано на визуальном индикаторе 64' на стойке 68' раздачи. Вышеописанная система розлива как таковая известна из предшествующих патентных заявок, например, международной публикации АО 2009/024147.

На фиг. 5 представлен график зависимости числа рабочих циклов (оборотов маховика) системы наддува от объема воздуха (в литрах), поданного во внутренний объем. В ходе обширных экспериментов установлено, что имеет место линейная зависимость между числом рабочих циклов системы наддува и объемом воздуха (в литрах), поданным во внутренний объем системы розлива напитка. Результаты экспериментов представлены в табл. 1 и 2, а также на графике фиг. 5.

Система наддува оснащена счетчиком для определения числа рабочих циклов или оборотов маховика. В таблицах представлено число рабочих циклов (г - число оборотов), измеренный объем воздуха, введенный во внутренний объем (1йте т - литры измеренные), вычисленный объем воздуха, введенный во внутренний объем (1йге с - литры вычисленные) и разность (άίίί) измеренного значения и вычисленного значения. График представляет число рабочих циклов системы наддува в функции объема воздуха (в литрах). Точками показаны экспериментальные данные, а линия графика представляет линейную аппроксимацию экспериментальных данных. Из графика видно, что зависимость между числом рабочих циклов системы наддува и объемом воздуха, вводимым во внутренний объем системы розлива напитка является, по существу, линейной. Тем самым установлено, что при каждом обороте маховика системы наддува во внутреннее пространство вводится 0,275 мл воздуха, взятого при атмосферном давлении. Эксперимент проводили с 20-литровым контейнером с напитком с выпуском приблизительно 2 л напитка.

- 11 024537

Таблица 1

Число оборотов, г	Литры измеренные, Н1ге т	Литры вычисленные, П1ге с	Разность, ά ίίί
1171	0,35	0,32	0,03
882	0,3	0,24	0,06
1012	0,3	0,28	0,02
1036	0,3	0,28	0,02
1189	0,35	0,33	0,02
1272	0,4	0,35	0,05
1405	0,4	0,39	0,01
1567	0,45	0,43	0,02
1749	0,5	0,48	0,02
1848	0,55	0,51	0,04
1948	0,6	0,54	0,06
2066	0,6	0,57	0,03
2364	0,65	0,65	0
2456	0,75	0,68	0,07
2660	0,75	0,73	0,02
2600	0,8	0,72	0,09
3151	0,8	0,87	-0,07
3666	0,95	1,01	-0,06
4549	1,1	1,25	-0,15
4900	1,35	1,35	0
5551	1,4	1,53	-0,13
6001	1,6	1,65	-0,05
6501	1,7	1,79	-0,09
6888	1,85	1,89	-0,04
68432	18,8	18,82	-0,02

- 12 024537

Таблица 2

Число оборотов, г	Литры измеренные, Н1ге т	Литры вычисленные, Н1ге с	Разность, όιΐΐ
1042	0,3	0,29	0,01
907	0,3	0,25	0,05
972	0,3	0,27	0,03
1071	0,3	0,29	0,01
1166	0,35	0,32	0,03
1276	0,35	0,35	0
1371	0,4	0,38	0,02
1396	0,45	0,38	0,07
1410	0,45	0,39	0,06
1610	0,5	0,44	0,06
1931	0,55	0,53	0,02
1767	0,6	0,49	0,11
2201	0,6	0,61	-0,01
2000	0,7	0,55	0,15
2249	0,7	0,62	0,08
2450	0,75	0,67	0,08
2827	0,8	0,78	0,02
2581	0,85	0,71	0,14
2827	0,85	0,78	0,07
3522	0,95	0,97	-0,02
2849	1,1	0,78	0,32
3731	0,95	1,03	-0,08
4543	1,1	1,25	-0,15
4802	1,35	1,32	0,03
6275	1,45	1,73	-0,28
6458	1,75	1,78	-0,03
65234	18,75	17,94	0,81

Хотя настоящее изобретение было описано на примерах конкретных предпочтительных вариантов осуществления способа определения объема напитка и конкретных вариантов осуществления системы розлива напитка, естественно предположить, что специалисты в области розлива напитков могли бы внести в рассмотренные способ и системы многочисленные изменения. Например, корпус и эластичный контейнер можно было бы заменить конструкцией типа мешок в кеге или мешок в контейнере, содержащей жесткий внешний контейнер и эластичный внутренний мешок. Тем самым внутреннее пространство было бы образовано между внешним контейнером и внутренним мешком. Аналогичные кеги выпускаются и поставляются многими компаниями, которые работают на рынке розлива напитков. Существуют и другие варианты вышеописанной технологии, например конструкция в виде металлической банки или контейнера с внутренним пластиковым мешком или даже с внутренним эластичным металлическим сосудом. Кроме того, контейнер может содержать восходящую трубку, а может и не содержать такой трубки, причем при розливе контейнер может использоваться в горизонтальном, вертикальном, наклонном или перевернутом положениях.

Такие модификации, которые легко могут быть построены специалистами в данной области, следует считать частью настоящего изобретения, которое определено прилагаемой формулой изобретения.

Claims (15)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ определения объема газированного напитка, заключенного в сжимаемый контейнер, содержащий этап, на котором подготавливают систему розлива напитка, включающую в себя напорную камеру, в которую заключен указанный сжимаемый контейнер и которая определяет внутренний объем, равный сумме указанного объема напитка и остаточного объема для газа;

   систему наддува для подачи объема газа, взятого при атмосферном давлении, снаружи напорной камеры в указанный остаточный объем;

   датчик давления для обнаружения в указанном внутреннем объеме давления низкого уровня и соответственно высокого уровня, причем давление низкого уровня превышает атмосферное давление, а давление высокого уровня превышает указанное давление низкого уровня, при этом способ также содержит этапы, на которых подают в ответ на обнаружение во внутреннем объеме давления низкого уровня указанный объем газа в остаточный объем, используя систему наддува, и увеличивают давление во внутреннем объеме от указанного низкого уровня до указанного высокого уровня;

   определяют объем газа, поданного системой наддува снаружи напорной камеры в остаточный объем за время между моментом обнаружения во внутреннем объеме давления низкого уровня и моментом обнаружения во внутреннем объеме давления высокого уровня;

   вычисляют объем напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, на основе данных указанного объема газа, указанного внутреннего объема, указанного давления низкого уровня и указанного давления высокого уровня.
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых выпускают напиток из сжимаемого контейнера, одновременно давая давлению во внутреннем объеме снизиться от высокого промежуточного уровня до низкого промежуточного уровня;

   вычисляют объем напитка, выпущенного из сжимаемого контейнера, на основе данных предыдущего расчета объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, а также данных указанного внутреннего объема, указанного низкого промежуточного уровня давления и указанного высокого промежуточного уровня давления.
3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых определяют ожидаемый уровень давления во внутреннем объеме после выпуска напитка из контейнера на основе данных предыдущего расчета объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, а также данных внутреннего объема, данных заданного объема напитка, подлежащего выпуску, и данных уровня давления во внутреннем объеме до выпуска напитка из контейнера;

   выпускают напиток наружу из сжимаемого контейнера, одновременно давая возможность давлению во внутреннем объеме снизиться от указанного уровня, предшествующего выпуску напитка, до указанного уровня, ожидаемого после выпуска напитка.
4. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых выпускают напиток наружу из сжимаемого контейнера, одновременно подавая дополнительный объем газа в указанный остаточный объем посредством системы наддува и давая возможность давлению во внутреннем объеме измениться от первого уровня до второго уровня;

   определяют указанный дополнительный объем газа, поданный системой наддува снаружи напорной камеры в остаточный объем между моментом обнаружения во внутреннем объеме давления первого уровня и моментом обнаружения во внутреннем объеме давления второго уровня;

   вычисляют объем напитка, выпущенного из сжимаемого контейнера, на основе данных предыдущего расчета объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, а также данных указанного внутреннего объема, данных указанного дополнительного объема газа, данных первого и второго уровней давления.
5. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых определяют ожидаемый уровень давления во внутреннем объеме после выпуска напитка из контейнера на основе данных предыдущего расчета объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, а также данных внутреннего объема, данных заданного объема напитка, подлежащего выпуску, данных уровня давления во внутреннем объеме до выпуска напитка из контейнера и данных дополнительного объема газа, поданного системой наддува снаружи напорной камеры в остаточный объем между моментом обнаружения во внутреннем объеме давления, предшествующего выпуску напитка, и моментом обнаружения во внутреннем объеме давления, ожидаемого после выпуска напитка;

   выпускают напиток наружу из сжимаемого контейнера, одновременно подавая дополнительный объем газа в указанный остаточный объем посредством системы наддува и давая возможность давлению во внутреннем объеме измениться от уровня, предшествующего выпуску напитка, до уровня, ожидаемого после выпуска напитка.
6. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что систему наддува выполняют с возможностью совершения ряда рабочих циклов, каждый из которых содержит следующие

   - 14 024537 этапы:

   захват заранее заданного объема газа снаружи напорной камеры;

   введение указанного, заранее заданного объема газа в остаточный объем, причем произведение указанного, заранее заданного объема газа и числа рабочих циклов представляет определенный объем введенного газа.
7. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что число рабочих циклов определяют, измеряя время, в течение которого совершаются рабочие циклы, или же систему наддува приводят в действие от электрического двигателя, а число рабочих циклов определяют, измеряя число оборотов указанного двигателя за время, в течение которого совершаются рабочие циклы, или число рабочих циклов определяют, измеряя число пульсаций давления, возникающих во внутреннем объеме, когда включена система наддува.
8. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанный объем напитка вычисляют путем вычитания из внутреннего объема указанного определенного объема газа, деленного на разность давления высокого уровня и давления низкого уровня.
9. 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что система розлива напитка содержит датчик давления для определения уровня давления снаружи напорной камеры и/или датчик температуры для определения уровня температуры снаружи напорной камеры, причем указанный уровень наружного давления и/или уровень наружной температуры используют для вычисления объема напитка.
10. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что давление низкого уровня составляет порядка 1,6 бар, а давление высокого уровня составляет порядка 1,8 бар абсолютного давления.
11. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что содержит этап обеспечения визуальной индикации результата измерения объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, при этом указанную визуальную индикацию выполняют видимой снаружи системы розлива напитка с возможностью информирования о величине измеренного объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, измеренный объем превышает заданное значение объема или меньше заданного значения объема, при этом предпочтительно информируют по меньшей мере о двух заданных уровнях объема, например о превышении объемом напитка ³/4 внутреннего объема, ¹/4 внутреннего объема или ¹/₄ внутреннего объема, причем оптимально, чтобы визуальная индикация была выполнена с возможностью выдачи непрерывных показаний результата измерения объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, как это осуществляется в измерительном приборе.
12. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что содержит линейную компенсацию износа устройства, обеспечивающего давление, путем контроля суммарного времени работы системы наддува.
13. 13. Система розлива напитка, в которой определяется объем напитка способом по п.1, содержащая напорную камеру, в которой размещен сжимаемый контейнер, содержащий объем напитка, причем напорная камера определяет внутренний объем, равный сумме указанного объема напитка и остаточного объема для газа;

    датчик давления для обнаружения в указанном внутреннем объеме давления низкого уровня и соответственно давления высокого уровня, причем давление низкого уровня превышает атмосферное давление, а давление высокого уровня больше давления низкого уровня;

    систему наддува для подачи газа в указанный остаточный объем в ответ на обнаружение во внутреннем объеме давления низкого уровня и для увеличения давления во внутреннем объеме от указанного низкого уровня до указанного высокого уровня, при этом система розлива напитка выполнена с возможностью определения объема газа, который был принят системой надува снаружи напорной камеры, подвергнут сжатию системой наддува и введен в остаточный объем за время между моментом обнаружения во внутреннем объеме давления низкого уровня и моментом обнаружения во внутреннем объеме давления высокого уровня, и с возможностью вычисления объема напитка, заключенного в сжимаемом контейнере, на основе данных указанного объема газа, указанного внутреннего объема, указанного давления низкого уровня и указанного давления высокого уровня.
14. 14. Система по п.13, отличающаяся тем, что система наддува содержит корпус, поршень, выполненный с возможностью совершения возвратно-поступательного движения и действующий внутри указанного корпуса, а также обратный клапан, причем в каждом рабочем цикле, состоящем из прямого и последующего обратного хода поршня, перекачиваемый единичный объем равен объему, захватываемому поршнем при каждом ходе последнего, или, когда система наддува содержит корпус и вращающийся элемент, действующий внутри указанного корпуса, в каждом рабочем цикле, соответствующем 360° поворота вращающегося элемента, перекачиваемый единичный объем равен объему, захватываемому вращающимся элементом за время его поворота на 360°.
15. 15. Система по п.13 или 14, отличающаяся тем, что указанный внутренний объем составляет 5-50 л, например 5-10 л, 10-20 л, 20-30 л, 30-40 л или 40-50 л.