一种碳酸化液体，优选地碳酸化自来水的方法和装置

摘要

在泵壳体(8)内部用CO

说明书

本发明描述了在一个或多个泵壳体内优选地用CO₂碳酸化水。

自来水通过至少一个液体增压泵来提高压力并且用高压压入一种所谓的碳酸化器釜。通过添加CO₂可以进行碳酸化。然而这总是通过增压在碳酸化器釜中进行。也就是说，必须提高液压。这样一种碳酸化技术主要在吧台设备业中用于水分发器和混合后设备。

在这样一种通过一个碳酸化器釜进行碳酸化过程的技术中，主要使用的方式是，譬如通过具有结合自来水一体化冷却装置的柜台上设备和具有自来水和糖浆冷却装置的糖浆冷却柜台下设备，以及循环碳酸化设备。

还有所谓的循环碳酸化器，以使得能够利用至少一个所属技术领域中所谓的蛇形盘管。所谓的蛇形盘管无非是，例如，把糖浆管线，气体管线以及静水管线以及碳酸化管线，成束并且隔离地，从碳酸化器连接到分发点。在这种应用情况下，通过一个碳酸化器釜，通过所述釜内部的一个增压泵碳酸化自来水和CO₂，并且把这种经过碳酸化的水输送到循环中。借助于循环泵保持这种碳酸化的水总是沿分发点方向，在一个循环中流动，并且总是不断重新流经液体冷却装置，以把碳酸化水保持在理想的分发温度，以产生混合后饮料。根据现有的技术，在上述的原理的情况下需要两个泵，即一个用于碳酸化过程的增压泵，和一个用于保持碳酸化水循环的循环泵。这两个泵中的一个还能够驱动静水循环，用于使非富集的自来水保持循环以把该静水循环用于具有上述技术方面的碳酸化液体，所述静水循环主要还用于冷却糖浆，或者用于把碳酸化水与静水混合或者保持循环。

又是与所述循环泵(优选的是挤压泵)连接并且设置至少一个额外的出口的回流管线用于为碳酸化器提供液体，所述碳酸化器优选的是在线碳酸化器。

如果分放过程停止，就不再进行碳酸化。因为在直到分发点，已经出现了压力平衡，这时只流通在静水中和碳酸化水循环中的液体。然后从主水源向着泵方向的新的液体供给过程也静止。回流管线中设置或中间插入至少一个阻回阀，用于把从主水源续出的尾流水强制流向泵的方向，以保证泵汲流向。还应当在主供液管线与泵之间设置至少一个压力控制器，所述压力控制器还尽可能在一个过滤系统之前清洁液体。还可以利用上文所述静水循环例如向两个或者多个优选的在线碳酸化器供给液体，以利用管在线部的压降进行碳酸化。

如本发明所述技术方案在于在一个或多个泵壳体内部在运行所述泵的情况下优选进行碳酸化。在上述现有技术情况下主要采用挤压泵，例如Maprotec公司制造的由黄铜壳体或者VA钢壳体构成的泵。这种类型的泵主要用作增压泵，用以例如在水的输入区域中用水灌充碳酸化器釜。在所述釜处至少安装一个这样的泵，它对泵产生背压。这种背压因所述泵不能够挤压所提供的水量而促使所述泵通过在泵壳体内产生增压维持泵的压力，因为水本身无法被压缩，泵的静止部分与机械运动部分之间的空间于内部产生压力升高，从而泵可以挤压所述提供的水，例如以充满一个或者几个碳酸化器罐。

部分地，在输送水的情况下，添加优选的CO₂的同时还同时添加如此加入的水，然后用这种碳酸化的液体供给至少一个分发点，以取出碳酸化的液体，或者说产生至少一种混合后饮料。处于碳酸化器釜中的碳酸化液体还可以用于，例如为所谓的蛇形盘管供给碳酸化液体。这种应用主要用于例如运行一种混合后操作。这是具有至少一个碳酸化液体入口并且具有至少一个饮料糖浆入口的分发点。这两种液体在分发过程中混合，并且从而产出一种优选地含碳酸的新鲜饮料。利用这种在碳酸化器中由泵再次增压产生的高压，以使用碳酸化器的预定压力输送优选的蛇形盘管，或者运行分发点。还需要这种高压力例如同时打开三个分发点。这用例如3巴压力的家用自来水本来是行不通的。同一原则也适用于碳酸化器循环系统。

于是本发明利用通过至少一个泵，在所述泵内部进行碳酸化过程，其中在泵的入口处供给液体，优选自来水和CO₂，大多数时候这可以由泵开始自行汲取地进行。从而现在CO₂和水处于所述泵壳体内，以便把所述泵利用于使之建立为这种碳酸化技术所述需要的压力，并在液体出口处和泵上的液流管在线采用至少一种管线截面窄缩的方式。根据所采用的原理，液体与优选地CO₂混合，并以高压碳酸化后流出所述泵。如果在泵口管前进行了截面降低，必然在所述泵壳体内部出现高压，这是因为泵必须挤压所供给的优选地与CO₂混合的液体。在所述挤压过程的同时进行所述优选的碳酸化，如同例如在碳酸化釜中的情况那样。在至少一个泵壳体内进行碳酸化的优点是用连续方法进行碳酸化，譬如用一种在线碳酸化器。本发明的优点在于使用本发明时可以完全地省去前文所述的碳酸化器系统，因为对于泵碳酸化器系统来说把所需要的泵用于还同时进行碳酸化，而不只是循环液体和用于增加压力。

在循环碳酸化器的情况下，本发明预计还可以对节省材料和降低能耗有更大的用途，因为循环碳酸化器多数至少需要两个泵驱动循环，并且这大多一个是增压泵用于把液体充入碳酸化器釜并且运行碳酸化过程，并且至少一个循环泵用于保持液流循环。现在可以借助于本发明去掉增压泵和整套碳酸化器系统，也就是说节省了。现在只需要一个大多用VA钢制造的循环泵，因为可以利用泵壳体进行碳酸化过程，并且利用同一个泵来保持优选地碳酸化的液体循环。于其中优选地碳酸化的液体保持循环的管线中优选的的截面窄缩优选地在液体和气体进入所述泵的可能性之前使用，因为在截面窄缩以后只有由水源供给对泵给出的压力。本发明把它利用于，对泵输入液体和气体，例如在分发过程中补足取出的液体，泵的液体入口与泵上的流出可能性后面的截面窄缩之间的低压也可以用于向泵中输入标准家用水压的液体和气体，并且在泵的壳体内增压后再次进入循环，并且从而可以用与以前相同的量分发新鲜碳酸化的液体，或者说分发过程与补充同时进行，并且等量地进行。只有这样才可以保证分发的无干扰运行。这样才能使得泵不干运转且由此而受到损坏。还可以在泵壳体上直接设置截面窄缩。

下面参照图1对本发明进行详细说明，图中：

泵(1)优选是VA钢的泵腔体，应当优选地由至少一个电动机(图中未出)来驱动。在泵连接口(3)至少要为泵(1)安装至少一个主液体源(图中未示出)以及至少一个气体源，优选的是CO₂源(图中未示出)。在通过连接口(3)进入液体(优选的是自来水)和气体(优选的是CO₂)的情况下，所述液体和气体可以抵达泵壳体(8)的内部。然后通过所连接的优选的电动机(图中未示)的驱动，泵(1)的运动部分在泵壳体(8)内部把加有优选的CO₂的液体在压力增加的条件下通过泵出口(4)输送进管线(5)中。所需要的压力增高例如通过截面窄缩(6)达到，以通过所述增压在泵壳体(8)内引入所需要的碳酸化，以至少通过一个分发点取出碳酸化的液体(图中未示出)。

本方法中可以通过泵(1)用连续方法碳酸化水。碳酸化的水一直到分发过程都在管线(5)内，或由泵(1)的驱动保持循环。仅在分发过程进行时才通过泵(1)的连接口(3)补充新的优选的自来水和优选的CO₂，并且在泵壳体(8)内碳酸化。这是通过在分发过程中在管线(5)中和泵(1)中发生压力降保证的，这是因为如此使得通过泵连接口(3)并且在截面窄缩(6)以前补充液体和气体并且由此而受到支持。泵(1)优选的是一个自吸泵。(图示未示出)在泵连接口(3)与截面窄缩(6)之间总是只有主液体源规定的压力。(图中未示出)为了能够不附加地使用在输送到泵(1)以前支持主水压的增压泵，这是必需的。(图中未示出)在液体输送到泵(1)之前给出一种清洁泵(1)和所有管线和分发点的可能性并且用以输送清洁剂。(图中未示出)。泵(1)具有至少一个分流管路和压力调节可能性，以及至少一个在泵(1)或者泵壳体(8)内部或者外部的溢流阀。(图中未示出)。

图2显示了优选的是由VA钢制造的具有至少一个流入可能性(4)的壳体(1)，优选的是使自来水和CO₂能够流入壳体(8)中，或者通过泵(1)的泵汲力抽入壳体(8)中。

通过例如部件(16)固定管线(5)或者三通管(5)。在部件(5)上设置一个截面窄缩(6)，所述截面窄缩(6)使之能够在循环碳酸化器(50)的情况下确保在通过优选的混合后龙头(34)的分发过程中，不会有过多的碳酸化的液体由循环泵(1)在分发过程中通过龙头(34)上，以对龙头(34)保证尽可能大的容积流。这通过管线(7)(9)确保，并且通过截面窄缩(6)完成。

连接可能性(11)用于连接部件(5)与在线碳酸化器(12)或者装置(12)维持进入泵(1)带有CO₂的自来水。

部件(13)保证优选的自来水和CO₂能够通过可能性(14、15)沿优选地填充有堆积材料的在线碳酸化器(12)或者混合器(12)流动，并且通过装置(11)和管线(5)以及通过入口可能性(4)抵达泵壳体(8)中，以碳酸化优选的自来水和CO₂，其中所述泵强制地建立一种高的压力，这通过出口一侧的截面窄缩(6)加在优选地碳酸化的液体上，并且用于例如制造新鲜的饮料并且使之通过管线(7)(5)(10)流向混合后龙头(34)。

碳酸化的液体的出口可能性(3)也可以用于输送，在此情况下把入口可能性(4)用作碳酸化的液体的出口可能性。

部件(2)(图中未示出)可以用作溢流阀或者减负溢流阀，以利用所述旁路的附加的调节或者优选地用于泵(1)的压力调节。

图3示出一种示意的隔膜电动泵(17)，所述泵也可以用气体驱动。(图中未示出)。所述泵也可以从壳体构成(17)起用塑料制造。(图中未示出)。

泵(17)具有至少一个液体入口和气体入口和出口(21)以及至少一个液体和气体出口和入口(18)和至少一个空腔(20)，所述空腔(20)用于碳酸化，和一个用于优选的自来水和CO₂的压力调节或者旁路调节(19)。

图4用一个示意图示出一个泵(17)，所述泵(17)具有通过至少一个在线预混合器(12)供给的可能性，所述在线预混合器定量地用优选的自来水和CO₂沿泵内壳(20)方向供给流入可能性(21)，以保证然后在泵壳体(20)内部的一种连续的碳酸化。

因为保证了所述连续碳酸化，管线(15)以及管线(14)适于用优选的自来水和CO₂供给部件(13)，从而所述液体和气体可以抵达在线预混合器(12)，并且通过装置(11)和(30)通过开口(21)向泵(19)内流入通过截面窄缩(6)增压，所述截面窄缩使得泵(1)(17)用于提高为良好的碳酸化必须的压力，因为泵(1)(17)通过截面窄缩(6)压缩所述液体和气体。通过这样一种优选的措施使得能够提高压力并且从而碳酸化了的水可以经过在泵(1)(17)上的开口(18)、通过管线(10)的内部抵达管线(5)中。

图5示出一个泵壳体(1)的示意图，所述泵壳体具有一个附加的输送可能性(24)，以附加于在泵(1)上或者泵(1)内的气体和液体的入口可能性(4)(3)而用于气体或者液体或者气体和液体两者一起沿具有旁路可能性(2)的泵内部(8)的方向。

图6示出一个泵壳体(1)的示意图，在厂方已经制造有一个隘口，优选的是截面窄缩(3)，所述窄缩应当起在流出可能性(3)上保证在泵(8)中所需的高压力的作用。这是在泵壳体(8)的内部通过公知的技术例如挤压机制保证的。(图中末示出)。

另外图6中示出，一个具有钻孔(25)的附加的部件(32)起窄缩截面的作用，所述钻孔事后用于每个常规的优选的挤压泵(1)中并且可以用部件(31)在以后装备用于增压。

图7示出一个泵壳体(1)的示意图，具有至少一个沿泵腔(8)的方向装入在泵壳体(1)的入口可能性(3)(4)中的在线预混合器(12)，该在线预混合器(12)或者在线碳酸化器(12)用至少一个能够保证有气体沿在线预混合器(12)通过开口(28)和开口(53)的可能性的装置(32)。该方法和结构上的安排可以起把泵(1)既用作冲击碳酸化器泵(1)也用作碳酸化器泵(1)的作用，所述碳酸化器泵在泵壳体(8)内部使用为此所需要的部件(图中未示出)进行碳酸化，并且在此同时，如果不进行分发则还用作循环泵(1)，因为这时没有新的预浸渍的液体能够抵达泵内部。(图中未示出)

只在分发过程中通过开口(28)例如沿在线预混合器(12)的方向放出CO₂，并且通过开口(26)沿在线预混合器(12)的方向放出管线(27)的优选的自来水。

由此可以沿泵的方向补充流入在分发时取出的取出量并且可以把通过泵(1)碳酸化的液体用于分发，从而在管线(49)(40)(6)(5)和优选的泵内壳体(8)和(20)中没有碳酸化的液体的间歇，并且由此例如在混合后龙头(34)处不会出现碳酸化液体的液体缺乏。(图中未示出)

所述优选的堆积材料(12)优选地引入一个或者多个空心体(53)中，并且固定为优选过滤材料(33)的保持和固定装置。所述空心体(53)在流入口和流出口处具有至少2个开口(33)，保障未碳酸化的液体或者保障碳酸化的液体。

图8示出一个柜台上混合后吧台设备(38)的示意图，具有做成一体的碳酸化系统(12)(1)(17)和带有静水预冷(42)的工艺冷却，所述静水预冷(42)还可以用作静水的再冷却(42)，用优选地冷却的自来水预碳酸化在线预混合器(12)，并且具有至少一个碳酸化的液体的后冷却管线(40)，过滤的优选的自来水(图中未示出)还可以通过管线(44)进入优选的自动压力控制器(45)中，所述自动压力控制器(45)通过现有的液体压力，优选地通过取决于现有的液体压力的CO₂压力，定量地向在线预碳酸化器(12)转交，以能够与优选的自来水相关联地抵达或者流入泵(1)(17)中，所述自来水在分发过程中从管线网流过自动压力控制器(45)，并且通过自动压力控制器内的一个活塞控制装置(图中未示出)以一个压力把现有的流动压力用于匹配液体的流动压力，使得不会出现CO₂过剩或者相对液体压力过高的CO₂压力。(图中未示出)

这种相互依从的原理还预防性地用于对抗自来水网中的压力波动，以维持相对用于泵(1)(17)的碳酸化和主碳酸化的优选的CO₂压力和流动保持不变的液流和液压的定量。不然的话，在液体压力上升而CO₂压力保持不变时，可出现不能够碳酸化的情况，因为以前上升的液体压力防碍CO₂沿在线预碳酸化器(12)和泵(1)(17)的方向流动。因为此前固定地调节的CO₂压力在此情况下低于流动压力，这就是过去有一个分开的CO₂压力控制器和分开的液体压力控制器的原因。

自动压力控制器(45)的结合防止了该问题，也是有利的是液体的压力下降到CO₂压力以下，这时气体就挤压液流并且也不进行同样良好的碳酸化，还可能损坏泵(1)(17)。(图中未示出)

受控制的液体沿预冷管线(42)流过至少一个止回阀、即回流阻止器(46)，然后优选的自来水可以在在线预碳酸化器(12)中流动，同时预调节的优选的CO₂气体通过管线(47)流入在线预混合器(12)的前腔室(13)的输送部件(15)，这只有在通过龙头(35)分发时才能发生。在此时刻所述液体与气体相结合，通过管线(38)抵达泵(1)(17)和腔室(8)(20)中，并且通过由截面窄缩(6)造成的泵(1)(17)的强制增压，并且由此在泵壳体内进行一种非常良好的碳酸化并且用于连续方法中，因为例如，在隔膜泵的情况下，使用挤压原理，在流出方(3)或者(8)后的空间窄于比液体阻力所要求的，于是通过泵(1)(17)自动地提高压力，这是碳酸化所需要的。在截面窄缩(6)以后，压力又下降，部分地下降到泵入口(4)(21)以前的输入压力，在一定的情况下与现有的CO₂压力相关联(图中未示出)。在碳酸化的液体通过所述截面窄缩以后，碳酸化的液体抵达后冷却管线(40)并且可以通过管线(39)在分发龙头(35)分发。

图9示出一种循环碳酸化器原理的示意图，对于用经过至少一个自来水压力控制器(44)的碳酸化液体的优选的混合后龙头供应(34)可以在液体和气体的自动压力控制器中流入优选的城市供水，同时储存在一个储存容器中(图中未示出)的优选的CO₂可以流入和流出自动压力控制器(45)。两个媒介同时地通过管线(47)和(41)流入在线预混合器(12)的输送部件(13)中。预混合的媒介在泵(8)和两个媒介的预压力的辅助下，由泵(8)汲入，并且在泵壳体(8)中非常高地增压，而且分发过程中可以通过泵(1)的出口可能性(3)流入循环管路中，并且替代此前取出的液体量，从而不会发生分发中断。

在不进行分发运行的情况下，泵(1)用于在循环(49)中循环碳酸化的液体，并且总是通过从供给管线(48)出发的冷却循环(40)冷却，以供给龙头(34)碳酸化的液体。