NO782591L - APPLIANCE FOR CARBONATION OF WATER - Google Patents

Abstract

Apparat til karbonisering av vannApparatus for carbonation of water

Description

Denne oppfinnelse vedrører portable apparater til karbonisering av vann som egner seg til bruk f.eks. i hus, på kontorer, restauranter, barer o.l. This invention relates to portable devices for the carbonation of water which are suitable for use e.g. in houses, offices, restaurants, bars etc.

Apparater av denne type faller i to hovedkategorier.Devices of this type fall into two main categories.

I den første kategori anbringes en flaske som inneholder vann i maskinen og vannet karboniseres i flasken som deretter fjernes fra maskinen. Maskiner av denne type er kjent, f.eks. fra britisk patent 1 453 363. In the first category, a bottle containing water is placed in the machine and the water is carbonized in the bottle, which is then removed from the machine. Machines of this type are known, e.g. from British patent 1,453,363.

I apparater av den andre kategori, som denne oppfinnelse er knyttet til, omfatter apparatet en trykkbeholder og en samle-tank eller fordelingstank, hvor beholderen har et med ventil forsynt bunninnløp for tilførsel av ferskvann fra fordelingstanken til trykktanken, et med ventil forsynt utløp i beholderens øvre parti for utlevering av karbonisert vann, og en innsprøytnings-dyse for tilførsel av CC^ under trykk. Ferskvannet karboniseres i beholderen og utløpet og innløpet åpnes for å slippe inn ferskvann fra tanken til bunninnløpet, slik at ferskvannet fortrenger det karboniserte vann .oppover i beholderen og ut gjennom utløpet. Apparater av denne type er beskrevet f.eks. i britisk patent In devices of the second category, to which this invention relates, the device comprises a pressure vessel and a collection tank or distribution tank, where the vessel has a valved bottom inlet for the supply of fresh water from the distribution tank to the pressure tank, a valved outlet in the container's upper part for dispensing carbonated water, and an injection nozzle for supplying CC^ under pressure. The fresh water is carbonated in the container and the outlet and inlet are opened to let in fresh water from the tank to the bottom inlet, so that the fresh water displaces the carbonated water upwards in the container and out through the outlet. Devices of this type are described e.g. in British patent

392 750 og var meget brukt i sin tid.392,750 and was widely used in its time.

Oppfinnelsen angår særlig ventilanordninger i apparater The invention particularly relates to valve devices in appliances

av den andre kategori. ,of the second category. ,

I det apparat som er beskrevet i britisk patent 392 750 er innløps- og utløpsventillegemene utformet som tallerkenventiler som av fjærer trykkes mot sine respektive ventilseter. Da ventilene må motstå trykket som dannes i beholderen under karbonisering, er det nødvendig at.fjæren som virker på utløpsventilen, er tilstrekkelig kraftig til a motstå trykket som søker å få løftet ventilen fra setet. Dette innebærer igjen at en tilsvarende stor kraft må tilføres for å åpne ventilen når karbonisert vann skal tømmes fra apparatet, med den følge at apparatet kan være vanske- lig å få betjent av en kvinne eller et barn hvis det ikke finnes noen spesiell mekanisme som gjør bevegelsen lettere. En slik mekanisme ville i alle tilfelle være noe mer komplisert fordi det kreves en løs forbindelse mellom de to ventiler som sikrer at ut-løpsventilen alltid åpner før innløpsventilen. In the apparatus described in British patent 392 750, the inlet and outlet valve bodies are designed as poppet valves which are pressed against their respective valve seats by springs. As the valves must withstand the pressure that forms in the container during carbonation, it is necessary that the spring acting on the outlet valve is sufficiently powerful to withstand the pressure that seeks to lift the valve from its seat. This in turn means that a correspondingly large force must be applied to open the valve when carbonated water is to be emptied from the appliance, with the consequence that the appliance can be difficult for a woman or a child to operate if there is no special mechanism that makes movement easier. Such a mechanism would in any case be somewhat more complicated because a loose connection is required between the two valves which ensures that the outlet valve always opens before the inlet valve.

Hovedhensikten med denne oppfinnelse er å forbedre de tidligere kjente ventilanordninger og dermed unngå de ovenfor nevnte ulemper. The main purpose of this invention is to improve the previously known valve devices and thus avoid the above-mentioned disadvantages.

I samsvar med oppfinnelsen er det tilveiebragt et portabelt apparat for karbonisering av vann omfattende en trykkbeholder og en tilførselstank, hvor beholderen har et med ventil utstyrt bunninnløp for tilførsel av ferskvann fra tilførselstanken til trykkbeholderen og et med ventil utstyrt utløp i beholderens .øvre parti for tømning av karbonisert vann, samt en innsprøytnings-dyse for tilførsel av CO^ under trykk, og hvor innløps- og utløps-ventilene er utformet som stempler som er stivt forbundet med hverandre for dannelse av et enhetsstempel og som har like area-ler som er åpne mot trykkbeholderens indre, slik at enhetsstem-plet i det vesentlige er trykkbalansert. In accordance with the invention, a portable device for the carbonation of water is provided comprising a pressure vessel and a supply tank, where the container has a bottom inlet equipped with a valve for supplying fresh water from the supply tank to the pressure vessel and an outlet equipped with a valve in the upper part of the container for emptying of carbonated water, as well as an injection nozzle for supplying CO^ under pressure, and where the inlet and outlet valves are designed as pistons which are rigidly connected to each other to form a unit piston and which have equal open areas against the interior of the pressure vessel, so that the unit piston is essentially pressure-balanced.

Som følge av denne utforming er konstruksjonen av ventilene forenklet og den kraft som kreves for åpning av ventilene er praktisk talt eliminert, og en meget enkel leddforbindelse kan benyttes for betjening. Ventilstemplet har fortrinnsvis en aksial forlengelse som stikker ut fra beholderen og er forbundet med en betj eningsspak. As a result of this design, the construction of the valves is simplified and the force required to open the valves is practically eliminated, and a very simple joint connection can be used for operation. The valve piston preferably has an axial extension which protrudes from the container and is connected to an operating lever.

En annen ulempe ved de kjente apparater som henger sammen med den førstnevnte, er at åpningen av utløpsventilen medføl-ges . av drypping av væske fra utløpet samt en hørbar spyttelyd eller støy som må ansees som ufordelaktige trekk ved apparatets virkemåte. Disse fenomener opptrer fordi toppen av beholderen inneholder gass under trykk som plutselig slipper ut når utløps-ventilen åpnes først og gassen tar noe vann med seg. Another disadvantage of the known devices which are linked to the former is that the opening of the outlet valve is included. of liquid dripping from the outlet as well as an audible spitting sound or noise which must be considered disadvantageous features of the device's operation. These phenomena occur because the top of the container contains gas under pressure which suddenly escapes when the outlet valve is first opened and the gas takes some water with it.

Dette problem er også løst på en enkel og effektiv måte ved at i samsvar med oppfinnelsen er det for topprommet av.beholderen anordnet en lufteport som normalt er lukket av utløpsventi-len, men som forbindes med atmosfæren under begynnelsestrinnet av åpningsbevegelsen av utløpsventilens stempel. This problem is also solved in a simple and effective way in that, in accordance with the invention, an air port is arranged for the top space of the container which is normally closed by the outlet valve, but which is connected to the atmosphere during the initial stage of the opening movement of the outlet valve's piston.

Med denne anordning går gasstrykket ut uten at væskenWith this device, the gas pressure goes out without the liquid

fra beholderen får anledning til å skyves med av gassen.from the container has the opportunity to be pushed along by the gas.

For å sikre at topprommet er fullstendig utluftet før ventilene, åpnes, styres betjeningsspaken for stemplet fortrinnsvis i en bane som avbryter åpningsbevegelsen av spaken . i en stilling hvor lufteporten er åpen, men de to ventiler fremdeles er stengt. To ensure that the top space is completely vented before the valves are opened, the operating lever for the piston is preferably controlled in a path that interrupts the opening movement of the lever. in a position where the air port is open, but the two valves are still closed.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere nedenfor ved hjelp av et eksempel og under henvisning til tegningene, hvor: fig. 1 er et sideriss av et apparat' ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser en detalj ved apparatet i snitt, fig. 3 viser apparatet sett bakfra med noen deler av apparatet fjernet for klarhe-tens skyld, fig. 4 viser et vertikalsnitt gjennom apparatet, og fig. 5,6 og 7 er delsnitt som illustrerer apparatets virkemåte. The invention will be explained in more detail below by means of an example and with reference to the drawings, where: fig. 1 is a side view of an apparatus according to the invention, fig. 2 shows a detail of the device in section, fig. 3 shows the apparatus seen from behind with some parts of the apparatus removed for the sake of clarity, fig. 4 shows a vertical section through the apparatus, and fig. 5, 6 and 7 are partial sections that illustrate the device's operation.

Det apparat som er vist på tegningene, omfatter et hus 10, som fortrinnsvis er utformet av plast, og som inneholder en trykkbeholder 11, en utskiftbar CO2gassflaske 12 og en uttagbar matetank 13 som inneholder en viss mengde friskt vann. The apparatus shown in the drawings comprises a housing 10, which is preferably made of plastic, and which contains a pressure vessel 11, a replaceable CO2 gas bottle 12 and a removable feed tank 13 which contains a certain amount of fresh water.

Tanken 1.3 er fortrinnsvis av gjennomsiktig plastmateriale og hair. et påhengs let lokk 14 som gjør fyllingen av tanken lettere. Tanken har en bunnvegg 16 og et nedhengende omkretsskjørt 17, som støtter tanken på husets horisontale bæreplattform 18. Tanken har en selvlukkende utløpsventil 19, som best kan sees på detalj-snittet på fig. 2. Ventilen har et ventilhus 21, hvori det finnes et fjærbelastet ventilstempel 22 som med tanken i brukt stilling holdes oppe i åpen stilling ved anlegg med en hul nippel 23 som er festet til plattformen 18. I denne tilstand er tankens indre gjennom sideåpninger 24 i huset 21 forbundet med huset og nippe-lens 2 3 indre og dermed med et vannmatnings rør 26 som igjen er i forbindelse med•trykkbeholderen som skal forklares nedenfor. The tank 1.3 is preferably made of transparent plastic material and hair. an attached lightweight lid 14 that makes filling the tank easier. The tank has a bottom wall 16 and a hanging perimeter skirt 17, which supports the tank on the housing's horizontal support platform 18. The tank has a self-closing outlet valve 19, which can best be seen in the detail section in fig. 2. The valve has a valve housing 21, in which there is a spring-loaded valve piston 22 which, with the tank in the used position, is held up in the open position by fitting with a hollow nipple 23 which is attached to the platform 18. In this condition, the interior of the tank through side openings 24 in the housing 21 is connected to the housing and nipple lens 2 3 inside and thus to a water supply pipe 26 which is in turn connected to the pressure vessel which will be explained below.

Tanken er i sneppertinngrep med plattformen 18 og kan fjernes, fra samme ved at tanken trekkes oppover, hvilket fører til at stemplet 22 av fjæren presses ned for stengning av utløpet. Det er ikke nødvendig for brukeren å fjerne tanken for å få fylt den, men det er mulig for brukeren å holde flere reservetanker fylt med vann under kjøling i et kjøleskap e.l. for å ha avkjølt vann til rådighet når dette er ønskelig.. The tank is in snap engagement with the platform 18 and can be removed from the same by pulling the tank upwards, which causes the piston 22 of the spring to be pressed down to close the outlet. It is not necessary for the user to remove the tank in order to fill it, but it is possible for the user to keep several reserve tanks filled with water during cooling in a refrigerator etc. to have chilled water available when this is desired..

Gassflasken 12 som benyttes i apparatet, er av standard utførelse og har en skruenippel 27 skrudd på en bøssing 28 som er fast med huset. Bøssingen bærer også en spak 29 for betjening av en gassventil som innvirker gjennom et tett stempel 30 på ventilen i gassflasken som har et utløp 31 for CO2gass forbundet med et gassmaterør 32 som fører til en innsprøytningslanse 33 som er fes tet i trykkbebeholderens 11 sidevegg. Gass slippes ut gjennom lansen inn i beholderen ved at betjeningsspaken 29 trykkes ned på vanlig måte. The gas bottle 12 used in the device is of standard design and has a screw nipple 27 screwed onto a bushing 28 which is fixed to the housing. The bushing also carries a lever 29 for operating a gas valve which acts through a sealed piston 30 on the valve in the gas bottle which has an outlet 31 for CO2 gas connected to a gas supply pipe 32 which leads to an injection lance 33 which is attached to the side wall of the pressure vessel 11. Gas is released through the lance into the container by depressing the operating lever 29 in the usual way.

Trykkbeholderen 11 er hensiktsmessig utformet av to form-deler som er skrudd i hverandre omtrent på midten av beholderen og med en trykktetning i sammenskruingen. The pressure container 11 is suitably designed from two mold parts which are screwed into each other approximately in the middle of the container and with a pressure seal in the screwing together.

Beholderen (se fig. 5) har et bunninnløp 34 som er forbundet med vannmaterøret 26. Åpning og lukking av innløpet styres av et innløpsventilstempel 36, hvis nedre del er utformet som et hult skjørt som er forsynt med slisser i sitt øvre parti,slik at i løftet stilling av stemplet, som kan sees på fig. 4, er bunn-innløpet til beholderens indre åpent. Utløpet ved beholderens øvre ende omfatter en aksial ventilboring 37 som fører oppover til en utløpsstuss 38. Utløpsventilen omfatter et med tetning forsynt ventilstempel 39 med en hals 45 og et nedre parti som danner et hult skjørt med en sliss i sin øvre del, slik at i løf-tet stilling, som vist på fig. 4, er beholderens indre i åpen forbindelse med utløpsstussen 38. De to ventilstempler er stivt forbundet med hverandre ved hjelp av en forbindelsesstang 40, slik at de beveger seg sammen og danner et fellesstempel som er for-lenget aksialt oppover og rager ut av beholderen for forbindelse med en betjeningsspak 41, hvis virkemåte skal forklares nedenfor. The container (see fig. 5) has a bottom inlet 34 which is connected to the water supply pipe 26. Opening and closing of the inlet is controlled by an inlet valve piston 36, the lower part of which is designed as a hollow skirt which is provided with slots in its upper part, so that in the raised position of the piston, which can be seen in fig. 4, the bottom inlet to the interior of the container is open. The outlet at the upper end of the container comprises an axial valve bore 37 which leads upwards to an outlet nozzle 38. The outlet valve comprises a sealed valve piston 39 with a neck 45 and a lower part which forms a hollow skirt with a slot in its upper part, so that in raised position, as shown in fig. 4, the inside of the container is in open connection with the outlet nozzle 38. The two valve pistons are rigidly connected to each other by means of a connecting rod 40, so that they move together and form a common piston which is extended axially upwards and protrudes from the container for connection with an operating lever 41, the operation of which will be explained below.

De to stempler har samme tetningsdiametér, slik at det i lukket tilstand ikke finnes noen utbalanserte trykkrefter som kan virke aksialt på dobbeltstemplet. The two pistons have the same sealing diameters, so that in the closed state there are no balanced pressure forces that can act axially on the double piston.

Beholderen 11 har på vanlig måte et topprom 42 hvor over-skuddsgassen under trykk kan samle seg. Topprommet er på kjent måte forbundet med en trykkavlastningsventil 4 3 og har ved sin øvre ende en lufteport 44 som fører til ventilboringen 37 på et nivå under innløpet til utløpsstussen 38 for å tillate oppheving av trykket i topprommet■på den nedenfor forklarte måte. The container 11 usually has a top space 42 where the excess gas under pressure can collect. The headspace is connected in a known manner with a pressure relief valve 43 and has at its upper end an air port 44 which leads to the valve bore 37 at a level below the inlet to the outlet spigot 38 to allow the pressure in the headspace to be relieved in the manner explained below.

Operasjonsrekkefølgen skal nå forklares idet man går ut fra hvilestillingen som er vist på fig. 5, hvor trykkbeholderen inneholder væske, vanligvis friskt vann, og er fylt opp til nivå L, dvs. opp til det nedre nivå i topprommet 42. Spaken eller håndtaket 29 presses ned for innsprøytning av C02under trykk inn i vannet. Noe av gassen løses opp, mens fri gass samler seg i topprommet 42 til trykkavlastningsventilen 43 åpner seg hørbart og varsler brukeren at gassutløpsventilen skal slippes. Tømning av vannrsk-jer " ved at. spaken 41 påvirkes for løftning av dobbeltstem plet 36, 39. Etter en kort begynnelsesbevegelse kommer ventiltet-ningen over den nedre kant av utløpsåpningen, slik at porten 44 gjennom stempelhalsen 45 og utløpet 38 kommer i forbindelse med atmosfæren, slik at trykkgass fra topprommet kan slippes ut og trykket i topprommet reduseres til atmosfærisk' trykk. Dette trinn er vist på fig. 6, hvor det også kan sees at innløpsventilen 36 fremdeles er i lukket stilling. Fortsatt bevegelse av spaken 41 løfter ventilstemplene til den på fig. 7 viste stilling, hvor begge ventiler er helt åpne og tillater tilførsel av friskt vann fra matetanken, hvilket da strømmer gjennom bunninnløpeb samtidig som karbonisert vann tømmes gjennom utløpet 38 inn i et glass eller en annen beholder anbragt under utløpsstussen. Når tilstrekkelig mengde vann er fjernet, føres spaken tilbake til sin opprinnelige stilling, som vist på fig. 5, hvormed operasjonssyklusen er av-sluttet. The sequence of operations will now be explained starting from the resting position shown in fig. 5, where the pressure vessel contains liquid, usually fresh water, and is filled up to level L, i.e. up to the lower level in the top space 42. The lever or handle 29 is pressed down to inject C02 under pressure into the water. Some of the gas is dissolved, while free gas collects in the headspace 42 until the pressure relief valve 43 opens audibly and alerts the user that the gas outlet valve should be released. Emptying of the water tank by actuating the lever 41 to lift the double piston 36, 39. After a short initial movement, the valve seal comes over the lower edge of the outlet opening, so that the port 44 through the piston neck 45 and the outlet 38 come into contact with the atmosphere, so that pressurized gas from the headspace can be released and the pressure in the headspace is reduced to atmospheric pressure. This step is shown in Fig. 6, where it can also be seen that the inlet valve 36 is still in the closed position. Continued movement of the lever 41 lifts the valve pistons to the position shown in Fig. 7, where both valves are fully open and allow the supply of fresh water from the feed tank, which then flows through the bottom inlet b at the same time as carbonated water is emptied through the outlet 38 into a glass or other container placed below the outlet spigot. sufficient amount of water has been removed, the lever is returned to its original position, as shown in Fig. 5, with which the operating cycle is completed.

Man vil forstå at utluftingen av topprommet utføres uten noen medfølgende væsketømning, fordi lufteporten 44 er anordnet ved toppen av topprommet, hvor ingen væske er til stede. Denne fordel er oppnådd på en enkel og økonomisk måte.ved at tetningen for lufteanordningen utgjøres av utløpstetningen og den nødvendige drivbevegelse er tilveiebragt uten behov for ekstra ledd eller drivelementer. It will be understood that the venting of the top space is carried out without any accompanying liquid emptying, because the air port 44 is arranged at the top of the top space, where no liquid is present. This advantage is achieved in a simple and economical way, in that the seal for the air device is made up of the outlet seal and the necessary drive movement is provided without the need for additional joints or drive elements.

Ved det viste apparat har man funnet ut at tilstrekkelig tetning oppnås mellom stemplets 39 nedre parti og ventilboringen 37 uten en ytterligere tetningsring i dette område. Forutsatt at rimelig god glidepasning er tilveiebragt i dette område og en li-ten væskehøyde opprettholdes, er porten 44 tilstrekkelig tettet av stemplet under tømningsoperasjonen. Skulle imidlertid en større væskehøyde (trykkhøyde) benyttes, kan en 0-ring tetning anbringes på den nedre del av stemplet. With the device shown, it has been found that sufficient sealing is achieved between the lower part of the piston 39 and the valve bore 37 without an additional sealing ring in this area. Provided that a reasonably good sliding fit is provided in this area and a small liquid height is maintained, the port 44 is sufficiently sealed by the piston during the emptying operation. However, should a greater liquid height (pressure height) be used, an 0-ring seal can be placed on the lower part of the piston.

Utluftningen a'v topprommet skjer meget raskt og vil vanligvis være fullført uten vanskeligheter, så lenge dobbeltstemplet løftes med rimelig hastighet. For å hindre forstyrrelser i apparatet og sikre fullstendig luftning foretrekkes imidlertid at spaken 41 føres i en styring 46 (fig. 1) som omfatter et avbrudd på •et sted som svarer til stemplets 39 luftestilling og som tvinger brukeren til å bevege spaken sideveis før bevegelsen av spaken til tømmestillingen kan fortsette. The venting of the headspace is very rapid and will usually be completed without difficulty, as long as the double piston is lifted at a reasonable speed. In order to prevent disturbances in the device and ensure complete aeration, however, it is preferred that the lever 41 is guided in a control 46 (fig. 1) which comprises an interruption at a place corresponding to the air position of the piston 39 and which forces the user to move the lever sideways before the movement of the lever until the emptying position can continue.

Apparatets væsketank er hensiktsmessig dimensjonert slik at trykktanken kan fylles seks eller syv ganger for karbonisering og tømning. The device's liquid tank is appropriately sized so that the pressure tank can be filled six or seven times for carbonation and emptying.

Claims (4)

1. Portabelt apparat for karbonisering av vann , omfattende en trykkbeholder og en matetank, hvor beholderen har et med ventil utstyrt bunninnløp for. tilførsel av friskt vann fra matetanken til beholderen, et med ventil utstyrt utløp i beholderens øvre del for tømning av karbonisert vann, og en innsprøytningsdyse for inn-sprøytning av C02 under trykk, karakterisert ved at innløps- og utløpsventilene er utformet som stempler (36,39) som er stivt forbundet med hverandre for dannelse av et dobbeltstem-pel (36,40,39) og har like store flatearealer åpne mot trykkbeholderens (11) indre, slik at stemplet er i det vesentlige trykkutba-lansert.1. Portable apparatus for the carbonation of water, comprising a pressure vessel and a feed tank, the vessel having a bottom inlet fitted with a valve. supply of fresh water from the feed tank to the container, an outlet equipped with a valve in the upper part of the container for emptying carbonated water, and an injection nozzle for injecting C02 under pressure, characterized in that the inlet and outlet valves are designed as pistons (36, 39) which are rigidly connected to each other to form a double piston (36,40,39) and have equal surface areas open to the interior of the pressure vessel (11), so that the piston is essentially pressure balanced. 2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at topprommet (42) av beholderen har. en lufteport (44) som normalt er lukket med et utløpsventilstempel (39), men som er i forbindelse med atmosfæren (ved 38) under begynnelsestrinnet av åpningsbevegelsen av utløpsventilstemplet (39).2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the top space (42) of the container has. an air port (44) which is normally closed by a discharge valve piston (39) but which is in communication with the atmosphere (at 38) during the initial stage of the opening movement of the discharge valve piston (39). 3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at en betjeningsspak (41) som er forbundet med stemplet, er ført. i en styring (46) som avbryter spakens (41) bevegelse fra en endestilling, hvor begge ventiler (36,39) er stengt til en motsatt endestilling hvor begge ventiler er åpne på et tidspunkt når lufteporten (44) er forbundet med atmosfæren, mens .ventilene fremdeles er stengt.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that an operating lever (41) which is connected to the piston is guided. in a control (46) which interrupts the movement of the lever (41) from an end position, where both valves (36,39) are closed to an opposite end position where both valves are open at a time when the air port (44) is connected to the atmosphere, while .the valves are still closed. 4. Apparat ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at tanken (13) er avtagbar som en enhet og utstyrt med en ut-løpsventil (19) som er åpen når tanken (13) er anbragt på apparatet, men som'stenger automatisk når tanken fjernes fra samme.4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the tank (13) is removable as a unit and equipped with an outlet valve (19) which is open when the tank (13) is placed on the apparatus, but which closes automatically when the tank is removed from the same.