АЭРАТОР ДЛЯ ИСКУССТВЕННОЙ АЭРАЦИИ СУСЛА Российский патент 1997 года по МПК A23L2/54 C12C13/00 

Изобретение относится к оборудованию пивоваренной промышленности и используется для насыщения сусла кислородом в составе воздуха с целью улучшения брожения сусла при производстве пива.

Известен аэратор, который служит для подачи тонкораспыленного воздуха в сусло, протекающее по сливному трубопроводу.

Этот аэратор содержит съемный распылитель воздуха, выполненный в форме свечи из белого пористого материала электрита, и устанавливается внутри прямоугольного колена трубопровода подачи сусла. Аэратор снабжен устройством, препятствующим проникновению сусла в воздушный трубопровод при прекращении подачи воздуха, и регулируется простым краном.

По назначению и отличительным признакам этот аэратор близко подходит к предложенному и может служить в качестве прототипа.

Однако этот аэратор имеет ряд недостатков, которые заключаются в следующем:
1) аэратор сконструирован для размещения его в прямоугольном колене трубопровода подачи сусла, что создает большое сопротивление при прохождении сусла по трубопроводу и при этом могут возникать гидравлические удары;
2) отсутствует смотровое стекло для визуального наблюдения за процессом аэрации сусла;
3) подача воздуха в распылитель регулируется простым краном, и нет устройства, которое обеспечивает возможность контролирования подачи воздуха с целью достижения оптимального режима аэрации;
4) в качестве распылителя воздуха используется деталь в форме свечи из пористого материала (электрита), имеющая нестандартную малораспространенную форму и требующая для ее изготовления специальную технологию.

Целью изобретения является обеспечение в аэраторе для искусственной аэрации сусла возможности получения оптимального режима аэрации, контроля при визуальном наблюдении величины подачи воздуха и определения этой величины на показывающем приборе.

Другая цель изобретения направлена на возможность достижения высокой степени насыщения сусла кислородом в составе подаваемого воздуха путем сохранения скорости истечения сусла на участке, где размещен распылитель.

В основу изобретения была поставлена задача разработать аэратор для искусственной аэрации сусла такой конструкции, в распылителе воздуха которого были бы использованы широко распространенные металлокерамические фильтрующие элементы из коррозионно-стойких материалов с возможностью в короткое время осуществлять сборку и разборку аэратора при замене фильтрующих элементов без больших затрат при его обслуживании.

Эта задача решается тем, что в предложенном аэраторе для искусственной аэрации сусла, содержащем распылитель воздуха из пористого материала, размещенного внутри трубопровода подачи сусла, и средство, препятствующее возможности проникновения сусла в воздушный трубопровод при прекращении подачи воздуха, согласно изобретению распылитель воздуха выполнен из металлокерамических фильтрующих материалов в форме втулки, размещен внутри трубопровода подачи сусла вдоль его оси на прямолинейном участке, а втулка с обоих торцов герметично прижата через уплотнительные прокладки к воздухопроводу с помощью деталей, выполненных на конус при вершинах, одна из которых имеет стержень с резьбой, а другая снабжена ответной резьбой и служит для стержня в качестве гайки.

Аэратор снабжен фланцем, герметично прикрепленным к ответному фланцу, предусмотренному на трубопроводе подачи сусла, который снабжен смотровым стеклом, герметично соединенным с ним с помощью другого прижимного фланца и уплотнительных прокладок.

Средство, препятствующее возможности проникновения сусла в воздушный трубопровод, выполнено в виде подпружиненного обратного клапана, шток которого снабжен кольцевыми канавками с уплотнительными кольцами и контактирует со щупом индикатора часового типа, установленного на кронштейне, который прикреплен к корпусу, где размещен упомянутый шток.

Указанная задача решается также тем, что в аэраторе для искусственной аэрации сусла в месте размещения распылителя воздуха трубопровод подачи сусла выполнен большего диаметра, чем основной трубопровод. При этом площадь сечения трубопровода подачи сусла с вычетом площади сечения распылителя воздуха, размещенного на этом месте, равновелики площади сечения основного трубопровода.

На фиг. 1 показан вертикальный разрез с распылителем воздуха в составе трубопровода подачи сусла; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1, где показан механизм, препятствующий попаданию сусла в воздушный трубопровод в положении, когда прекращена подача воздуха в аэратор.

Аэратор состоит из распылителя воздуха (фиг.1) и механизма, препятствующего попаданию сусла в воздушный трубопровод (фиг.2).

Распылитель воздуха (фиг.1) состоит из металлокерамического фильтрующего элемента 1, представляющего собой стандартный фильтрующий элемент (см. Машиностроительные материалы. М. 1980, с. 201-202), выполненный в виде втулки с наружным диаметром 40±0,5 мм, толщиной стенки 3±0,25 мм и высотой 100±2 мм.

Для уменьшения сопротивления и получения ламинарного потока при истечении сусла, где размещен распылитель, с целью достижения высокой степени насыщения сусла кислородом распылитель имеет обтекаемую форму, а трубопровод 2 на участке размещения распылителя выполнен большего диаметра, чем основной трубопровод 3. Площадь сечения трубопровода 2, с вычетом площади сечения распылителя воздуха, равняется площади сечения основного трубопровода 3.

Фильтрующий элемент 1 с помощью стержня 4 с конической головкой и гайки 5 такой же формы через уплотнительные прокладки 6, 7 и 8 герметично присоединен к кронштейну 9, который через уплотнительную прокладку 10 жестко прикреплен к фланцу 11.

Для обеспечения возможности визуального наблюдения за процессом насыщения протекающего сусла по трубопроводу 2 кислородом в составе воздуха в нем предусмотрено смотровое стекло 12, которое через эластичные уплотнительные прокладки 13 герметично прижато фланцем 14 к фланцу 11 винтами. Фланец 14 выполнен в форме обрамления.

В фланцу 11 герметично приварен штуцер 15, а к трубопроводу 2 герметично приварен фланец 16, к которому в свою очередь через уплотнительную прокладку 17 герметично прикреплен фланец 11.

Механизм, препятствующий попаданию сусла в воздушный трубопровод (фиг. 2), состоит из накидной гайки 18, седла 19, которое ввинчено во фланец 20. Последний через уплотнительную прокладку 21 герметично прикреплен к корпусу 22. С противоположной стороны к корпусу 22 через уплотнительную прокладку 23 герметично прикреплена втулка 24 с фланцем, в которую установлен подпружиненный пружиной 25 шток с клапаном 26 обратного действия. Для обеспечения герметичности шток клапана 26 снабжен уплотнительными кольцами 27, размещенными в кольцевых канавках штока.

Усилие поджатия клапана к седлу 19, обеспечиваемое пружиной 25, регулируется гайкой 28 и фиксируется контргайкой 29.

Конец штока с клапаном 26 контактирует со щупом индикатора часового типа 30, который крепится на кронштейне 31, жестко прикрепленном к корпусу 22. Индикатор часового типа 30 служит для возможности определения в относительном измерении величины расхода воздуха, подаваемого в трубопровод 2 в процессе аэрации сусла.

Для обеспечения удаления конденсата, который может образоваться при подачи воздуха внутри корпуса 22, служит резьбовая пробка 32, устанавливаемая в резьбовое отверстие корпуса 22 через уплотнительную прокладку 33.

Механизм, препятствующий попаданию сусла в воздушный трубопровод, крепится к распылителю воздуха с помощью накидной гайки 18, навинчиваемой через уплотнительную прокладку 34 на штуцер 15.

Аэратор вместе с трубопроводом 2 (фиг. 1) приваривается к основному трубопроводу 3 таким образом, чтобы ось штуцера 15 находилась в горизонтальном положении. При этом корпус 22 (фиг. 2) крепится к штуцеру 15 (фиг. 1) накидной гайкой 18 в таком положении, чтобы резьбовая пробка 32 (фиг. 2) была направлена вниз.

Работа аэратора для искусственной аэрации сусла происходит следующим образом.

Сжатый воздух, пропущенный предварительно через фильтр (на чертеже не показан) и подаваемый через штуцер 35, выполненный на корпусе 22, своим давлением отводит шток с клапаном 26 от седла 19. Значение величины перемещения штока с клапаном 26 показывает индикатор часового типа 30. За счет разницы давления воздуха в воздушном трубопроводе и сусла в трубопроводе подачи сусла 2 воздух поступает в сусло через фильтрующий элемент 1 в мелкодисперсионном состоянии.

Ввиду большой площади поверхности металлокерамического фильтрующего элемента 1 и обтекаемой формы распылителя воздуха, расположенного вдоль оси трубопровода 2, истечение сусла в трубопроводе происходит в медленном ламинарном потоке, и этим достигается высокая степень насыщения сусла кислородом, что важно для получения высококачественного пива.

Использование: в оборудовании пивоваренной промышленности. Сущность изобретения: аэратор для искусственной аэрации сусла содержит размещенный внутри трубопровода подачи сусла на его прямолинейном участке и сообщенный с воздухопроводом распылитель воздуха из металлокерамических фильтрующих элементов в форме втулки и средство, препятствующее возможности проникновения сусла в воздухопровод при прекращении подачи воздуха (СПВПС). Втулка с обеих торцов посредством стержня с резьбой, гайки и уплотнительных прокладок соединена с воздухопроводом. Трубопровод и распылитель в месте его установки на трубопроводе снабжены герметизирующими фланцами. На фланце распылителя герметично посредством прижимного фланца и уплотнительных прокладок установлено смотровое стекло. СПВПС состоит из индикатора часового типа со щупом и размещенного в корпусе подпружиненного обратного клапана со штоком для взаимодействия со щупом индикатора. На штоке выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные кольца. Индикатор установлен на кронштейне, закрепленном на корпусе обратного клапана со штоком. Головки стержня и гайки выполнены коническими. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Аэратор для искусственной аэрации сусла, содержащий размещенный внутри трубопровода подачи сусла и сообщенный с воздухопроводом распылитель воздуха из пористого материала и средство, препятствующее возможности проникновения сусла в воздухопровод при прекращении подачи воздуха, отличающийся тем, что распылитель воздуха выполнен из металлокерамических фильтрующих элементов в форме втулки и размещен в трубопроводе подачи сусла на его прямолинейном участке, втулка с обоих торцов посредством стержня с резьбой, гайки и уплотнительных прокладок соединена с воздухопроводом, трубопровод и распылитель в месте его установки на трубопроводе снабжены герметизирующими фланцами, на фланце распылителя герметично посредством прижимного фланца и уплотнительных прокладок установлено смотровое стекло, средство, препятствующее возможности проникновения сусла в воздухопровод, состоит из индикатора часового типа со щупом и размещенного в корпусе подпружиненного обратного клапана со штоком для взаимодействия со щупом индикатора, при этом на штоке обратного клапана выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные кольца, индикатор установлен на кронштейне, закрепленном на корпусе обратного клапана со штоком, а головки стержня и гайки выполнены коническими. 2. Аэратор по п.1, отличающийся тем, что разность площадей сечения трубопровода подачи сусла и распылителя воздуха в месте его установки равновелика площади сечения основного трубопровода.