CN101132973B - 压力控制装置、包括压力控制装置的容器以及制造饮料容器、压力控制装置的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于含有介质的容器(2)的压力控制装置(8)，其包括压力控制腔(25)，该压力控制腔带有至少一个可移动的壁部(22)，以便操纵用于打开和/或关闭储气罐的气体供给口(27)的机构，同时，在压力控制腔中容纳有清除剂(31)。最好，在使饮料与压力控制装置接触之前，以大气压状态存放压力控制装置。

Description

压力控制装置、包括压力控制装置的容器以及制造饮料容器、压力控制装置的方法
技术领域
本发明涉及一种压力控制装置，该装置用于控制容器的储存隔室中的压力。
背景技术
借助例如压力介质(如压力气体)，在容器中对在加压状态下将会从容器被分配的制品进行加压。因此，在包含被分配的制品的相同隔室中，以较高超压在容器中提供压力介质。这种压力介质(特别是压力气体)例如将会聚集在被分配的制品上方的顶部空间中。在使用这种容器的最初，虽然高分配压力会占据优势，但是，随着从容器中分配出越来越多的制品，该压力会降低。实际情况为：一部分压力介质将会与制品一起离开容器，另外，相反，由这一减少量的压力介质占据的空间将会逐渐增大。
为了克服该缺陷，已建议在容器中或上设置隔室，在该隔室中储存一定量的压力介质，借助压力控制装置，能够以一定剂量从容器中分配压力介质。这类装置例如可从WO99/47451中获知。
在这种已知的装置中设有压力控制装置，该装置包含带有至少一个可移动壁部的压力控制腔。压力控制腔相对于周围被封闭并且在压力控制腔中，例如在填充有控制气体或空气的腔室中，提供一定的控制压力。可移动壁部操纵阀机构，以便如果在具有饮料的空间中，压力相对于压力控制腔中的控制压力发生变化，特别是由被分配的饮料导致压力降低，则可移动壁部将会改变位置并且阀机构暂时打开，结果，加压气体从所述隔室中流入保存饮料的空间内。如果该空间中的压力一旦再次到达大约等于控制压力的理想值，则压迫可移动壁部使其返回初始位置并关闭阀机构。
采用这种已知的机构，会产生以下缺陷，即：气体可以从周围流入压力控制腔内，反之也一样，以致在压力控制腔中的气体成分及其体积均会发生不良的变化。结果，会产生不同的均衡状态。事实是在压力控制腔中气体量的增加和/或其可压缩性的变化均会影响控制压力的变化，以致具有饮料的空间中的压力将会获得不同的平衡。这对于饮料的质量和其分配性而言均是不利的，特别是对于含有气体的饮料(如碳酸饮料)来说是不利的。
在这方面，在将该装置用于例如其它液体、浆糊状物质或气体时并且在压力控制腔中使用液体时，均会发生相同或类似的缺陷。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于含有介质的容器的压力控制装置，通过该压力控制装置能在保持已知装置的优点的同时，消除已知装置中的至少一部分缺陷。
本发明的目的特别在于提供这样一种饮料控制装置，通过该装置能够长时间保持相同的控制压力。
本发明的另一个目的在于提供这样一种压力控制装置，该装置能够在大气压条件下存放一定时间，并且，在随后使用时，该装置每次在压力控制腔中均具有预定使用的预选择控制压力。
通过本发明的压力控制装置能够至少实现这些和其它目的中的一些目的。
本发明提供一种压力控制装置，该装置用于含有液体或气体的介质的容器，该压力控制装置包括压力控制腔和储气罐，该压力控制腔具有至少一个可移动的壁部，用以操纵用于打开和/或关闭该储气罐的气体供给口的机构，允许压力气体从该储气罐流向该压力控制腔，其中，在压力控制腔中包含清除剂。
通过本发明的压力控制装置，在压力控制腔中包含清除剂，以便俘获在使用期间流入压力控制腔中的气体。结果，在使用期间，不会因流入压力控制腔中的气体引发气体成分和/或气体体积的变化，以便保持控制压力。
作为清除剂，其最好适于结合在饮料分配装置中用作压力气体的气体。例如，对于碳酸饮料来说，通常，适应适于俘获二氧化碳的清除剂。
通过本发明的压力控制装置，可以采用任意适合类型的清除剂，如化学结合、吸附和/或吸收清除剂。最好，在压力控制腔中包含清除剂，并且使其在特定饮料中独立于被分配的介质。因此，能够除去杂质。可以将清除剂作为未紧固物插入压力控制腔内，或被限制在其外壳中。清除剂可以形成装置的一体部分，例如固定连接在壁部。
用于本发明的压力控制装置中的清除剂最好从CO2吸收和/或吸附剂的集合中选择，例如，炭，特别是活性碳、硅藻土，粘土，硅酸铝，沸石或硅酸盐中选择。原则上，也可以采用液体和溶液，特别是碱性材料。
本发明还提供一种容器，其包括上述的压力控制装置以及液体和/或气体，其中：压力控制装置至少部分容纳在液体和/或气体中。
这种容器特别适用于以控制压力存储和分配如饮料这样的介质。
在一种特别理想的实施例中，将本发明的容器设计为能够分配碳酸饮料，同时，将二氧化碳用作压力气体，特别是具有由FDA标准能够接受的纯度的二氧化碳，在使用期间，将其直接导入饮料内，同时在压力控制装置的压力控制腔中含有CO2清除剂。
本发明还提供一种用于制造饮料容器的方法，其包括以下步骤：制造上述的压力控制装置；制造饮料容器；将饮料和压力控制装置导入饮料容器内；封闭饮料容器；其中：在使饮料与压力控制装置接触之前，在大气压力状态下存放压力控制装置。
这种方法的优点在于：在不会产生压力变化的情况下，能够独立制造、输送和存放饮料容器和压力控制装置，同时，在使用期间，能够始终以理想的范围控制压力。最好，随后对所述压力进行控制，以便在被分配的介质与容器中的顶部空间之间形成均衡。
本发明还提供一种用于制造压力控制装置的方法，其中：制造具有至少一个可移动壁部的压力控制腔，使该腔室与可由所述壁部操纵的阀组件结合，同时，在压力控制腔中设置清除剂。
附图说明
为了说明本发明，下面，将结合附图对本发明的说明性实施例进行说明。
图1以剖面侧视图形式示意性地显示了本发明的装置；
图2以剖面图的形式示意性地显示了用于本发明装置的压力控制件。
图3示意性地显示了本发明的压力控制装置的可选择实施例。
图4示意性地显示了本发明的压力控制装置的第二种可选择实施例。
具体实施方式
在说明书中，相同或相应的部件具有对应的参考标号。在本说明书中，参照用于碳酸饮料(特别是啤酒)的泄放装置说明实施例。但是，应理解：也存在其它用途，例如利用该装置来分配食品、泡沫制品、糊状物体和类似物。
图1显示了本发明的装置1，该装置设有容器2，在该容器中，在第一隔室4中含有一定量的被分配啤酒3。在所示实施例中，容器2为具有较大容积(例如3或5升)的薄壁罐。容器2四周完全封闭并且其顶面设有容纳将在下面进一步说明的分配装置7的中央孔6。压力控制装置8在分配装置7的下方延伸，在下面还将对该压力控制装置作进一步说明。用于经分配装置7、将啤酒3从容器2排放至玻璃杯(未示出)的转移装置9与分配装置7相连。为此，浸入管10从分配装置7延伸至与容器2的底部11相邻的位置处，以便能够通过分配装置7和转移装置9分配全部啤酒3。
分配装置7包括通道12，该通道在容器2内部与浸入管10相连，在容器2的外侧与转移装置9相连。分配装置7还包括密封件(未示出)，该密封件可以克服弹簧压力打开，并且，在第一位置处密封装置7，而在第二位置处使浸入管10与转移装置9保持流体连通，并且，至少一根导管13伸入其中。为了操纵分配装置7，设有按钮14，该按钮一旦沿顶面5的方向运动，则能够通过所述弹簧压力使密封装置运动至第二位置处，而在未被驱动时，则使其沿第一位置的方向运动以便密封所述装置。这种分配装置7本身是已知的，并且，在本发明的框架内，可以由技术人员以已知适合的方式应用或更换。
压力控制装置8包括盒体15，该盒体包括第二隔室16。与盒体15的顶端相邻设置将被进一步说明的压力控制件17。通过悬挂装置18，使盒体15悬挂于顶面5或分配装置7，以便使压力控制件17的通道19位于分配装置7之下的一定距离处，最好在液面以上。压力控制装置8与分配装置7最好以它们能够通过中央孔6插入顶面5内的方式相互连接，并且，孔6由分配装置7封闭以便形成气密性和液密性。因此，易于设置压力控制装置8，同时，至少是在为此设置的工作位置处，能够容易地将其除去，以便重复使用或回收。
最好在第二隔室16中设置适于结合大量发生剂的填充物20。在所示的第二实施例中，将填充物20设计为大量活性碳纤维，这些纤维具有较大的特定内外表面面积，以便在其上或其中以第二隔室16内可接受的气压吸收大量CO2。
在优选的实施例中，可以将优选600～1400m2/gr以及高内部孔隙率(特别是大于55％并优选55～80％)的活性碳(特别是具有较大特定表面面积的活性碳纤维)用作填充物。另外，纤维最好具有较大的外侧特定表面，例如大于2dm3，特别是大于25dm3。这种活性碳纤维是可以购买到的。使用这类纤维的优点在于：第二隔室可以采用较小的结构，同时仍能结合足够的CO2。通过说明可知，为了以7℃以及理想的1.7巴内部压力完全排空容量为5升啤酒的容器，容量约为40ml的第二隔室以大约10巴的第二隔室中的气体压力即可满足要求。在所显示的实施例中，已选择了稍大一些的第二隔室以及相同的压力(从而具有更大量的助推剂)来获得安全安系数，以便防止完全排空容器。例如，可以将第一隔室的容量和第二隔室的容量之比选定为＞140∶1，例如66∶1。考虑到装置相对容量的理想外侧尺寸，优选该比例大于5∶1，大于15∶1更为理想，最好大于50∶1。为了完全排空容量为51的上述容器，以1巴的压力测量，适于采用大约18升的CO2气体。应马上理解：为了在其中获得任意容量的第一隔室以及理想的超压，除了与压力和温度相关的第二隔室的理想容量以外，还应预先确定CO2和填充物的理想体积。如果省去所述填充物，则应使用能以更高压力储存压力气体的隔室或更大的隔室。另外，应清楚：尤其是根据所选择的用途，特别是所使用的助推剂，也可以使用其它的填充物。例如，可以使用酸化粘土、活性铝和矾土、氧化铁、氧化镁、硅胶以及如丙酮那样的液体和类似物。在应用于饮料，特别是应用于碳酸饮料和适用于消费的其它制品时，使用CO2能够提供在正常使用时不会对使用者产生任何不利影响的优点。另外，可以比较容易地获得CO2，例如工业生产中的废料，其再次使用有利于环保。
压力控制装置8例如设有压力控制件17，在图2中更详细地显示了这些压力控制件，并且，这些压力控制件本身例如特别由US-5,368,207所披露，应理解涉及这些压力控制件的该公开文献可在本申请中参考使用。也被称为Pressure Generator的这些压力控制件特别由比利时的Stabilpress公司提供。压力控制件17包括圆柱形壳体20，其在第一端由底部21封闭并且在其相对端处设有通道19。在使用期间，通道19朝向第一隔室4并且与其保持流体连通。在壳体20内容纳有略显沙漏状的活塞体22，其在任一端设有抵靠在壳体20内侧上的O-环或类似密封件23。在活塞体22的第一端24与底部21之间形成活塞腔室25，该腔室的尺寸根据壳体20内活塞体22的轴向位移变化。在活塞体22的腰部26的位置处，在壳体20中设有多个孔27，这些孔与第二隔室16保持流体连通。在壳体20内侧上，在孔27与通道19之间设有圆形槽28，以便在相邻第二端29安装的O-环以槽28的水平高度延伸时，经孔27、O-环23和槽28之间的空间以及通道19，在第二隔室16至第一隔室4之间形成略微有限的流体连接。随后，具有较高压力的气体能够从第二隔室16、通过该流体连通流入第一隔室4内，从而第一隔室4中的压力增加。在活塞腔室25中提供大致对应于第一隔室4中的理想压力的基准压力。如果必须，可以在第一腔室中设置弹簧装置或类似装置以实现所述基准压力。如果已达到了活塞隔室中的理想压力，则使活塞体22以底部21的方向沿轴向移动，以便实现活塞腔室25中的基准压力，在这种状态下，由于O-环23随后在孔27与槽28之间抵靠在壳体20的内侧，因此，与第二端29相邻的O-环23密封上述流体通道。如果借助分配装置7，从第一隔室4中排出一部分啤酒，则其中的压力将会下降，结果，在活塞腔室25中压力的影响作用下，将会使活塞体22以通道19的方向沿轴向运动，以便为了恢复其中的理想压力，气体在高压作用下能够从第二隔室16、沿上述流体连接再次流入第一隔室4内。在达到这种情况时，再次将活塞体22推至关闭位置。以此方式，通过压力控制件，能够在第一隔室中始终保持恒定的理想压力。特别是在上述美国专利US5,368,207，WO00/35777以及FR2690142中披露了对这些压力件的改进。
由于本发明的压力控制件17，因此，壳体20和/或活塞体22最好由塑料制成。这样比较轻并且易于操纵。在使用期间，存在压力气体(特别是CO2)例如经壳体20、经活塞主体22和/或沿密封件23流入活塞腔25内的危险。结果，活塞腔室25中的气体量会不理想地增加，以致会产生压力改变，其结果将会设定不同的均衡情况。实际情况为：将会使活塞体22移动离开底部22，以致在辅助压力气体流入活塞腔室25内时，为了使活塞返回相同的状态，应在相对的第2端29处需要更大的压力。另外，还存在以下危险，即：活塞腔室25中的气体混合物的可压缩性会因其结果而变化。为了避免这些缺陷，根据本发明，建议在活塞腔室25中设置用于俘获流入活塞腔室25内的所述压力气体的清除剂31。当然，该清除剂的选择应确保其能确保俘获压力气体，而不是最初导入活塞腔室25内的气体，特别是空气或其组分(特别是氧气)。当俘获压力气体时，该清除剂31不进行任何与活塞腔室25中的压力相关的体积变化。
如果将CO2用作压力气体，则最好从CO2吸附和/或吸收剂(例如碳)，特别是活性炭，硅藻土，粘土，硅酸铝，沸石或硅酸盐中选择。原则上，也可以采用液体和溶液，特别是碱性材料。
对于如氮这样的其它压力气体而言，本领域技术人员马上将会想到适合的清除剂。
最好，在第一和第二隔室中设置过超压释放装置(未示出)，在其端部通常采用了已知的阀或类似部件。
如图1所示，在第二隔室16中设有过滤装置30，以便从气流中过滤填充物20的颗粒(特别是可能会对被分配的产品质量以及可能会对使用者的健康造成不利影响的比较小的活性炭颗粒)。另外，因此还能够纺织堵塞和损坏。可以各种方式(例如，滤网形，泡沫状，织物，半渗透聚合物以及类似方式)设计所述过滤装置30。通过使过滤装置30位于第二隔室16中，能够避免被分配的流体3与过滤装置30之间的接触。另外，能够防止填充物20的颗粒终止于压力控制件17。实际上，也可以将过滤装置30设置在通道孔27中。例如在由压力控制件17封闭之前，可以将过滤装置30设置在第二隔室16中。
可以按以下方式使用图1的装置。
通过孔6，将适当量的啤酒3导入第一隔室4中。随后，可对装有啤酒的容器2进行处理，例如对其进行巴氏消毒，为此可以在孔6中设置临时密封件。之后，通过孔6，将压力控制装置8与浸入管10和分配装置7一起插入容器2内，并固定分配装置7以便例如通过密封件封闭孔6。在压力控制装置8的插入期间，可以使活塞体22离开第二端29密封抵靠在通道19上的封闭位置，以便对第一隔室4进行加压。优选以超压实现填充，以便第一隔室4中的压力至少等于并优选大于所述第一隔室4的顶部空间中的理想操作压力。在之前描述的一个最佳实施例中，其意味着例如以最小的1.65巴的压力(最好稍高一些)进行填充。这样能够确保在填充期间，将控制装置保持在关闭位置，从而能够避免CO2过早从第二隔室漏出。这样，在第一隔室1被填充之前，就已经对第二隔室进行了填充和装配。另外，在每一种情况下，均能够自动获得和保持理想的压力。如果消费者想要从第一隔室中取出啤酒，则可以使转移装置9位于分配装置7上，之后，仅仅按压按钮14就能开启通道12，并且，通过浸入管10和导管13以理想的量分配啤酒3。一旦释放按钮14，便如前所述那样，再次关闭通道12。当已完全排空第一隔室4时，可选择地再次取出压力控制装置8，以便重复使用或单独回收。设置压力控制装置也可以由使用者完成。
在可选择的方案中，将具有转移装置9的分配装置7，浸入管10和压力控制装置8设计成可独立安装的单元组件。例如，可以将该单元组件作为非紧固部件提供并且可以采用可再次填装的设计制造该单元组件。
图3示意性地显示了压力控制装置8的可选择实施例的一部分以及压力控制件17的可选择实施例。在该实施例中，实质上将压力控制装置8，至少第二隔室16设计作为本身已知的液化气体容器。其包括金属壁15，该金属壁在顶侧具有输出孔40，在该孔中借助卡环41设置有阀32。该阀32本身已知作为液化气体阀并包括外壳33，在该外壳中，借助弹簧34，将阀体36压靠在阀座38上以便密封分配通道27，该通道在所示的实施例中由在阀体36中延伸的部分27a、在活塞体22中延伸的部分27b以及在第二隔室16内的浸入管中延伸的第三部分27c形成。当从阀座38压迫阀体36时，克服弹簧34的压力，在第二隔室16与位于活塞体22的第二端29与卡环41的壳体20内的空间43之间形成相通连接。为了使压力达到均衡，在该空间43与第一隔室4之间设置至少一个通道19。
在该实施例中，借助座44，将活塞体22压在阀体36上，同时，在通道部分27a和27b之间形成相通连接。在活塞体22远离空间43侧，其中带有清除剂31的活塞腔室25形成于活塞体22的底部21和第一端24之间。借助卡扣边缘45，将壳体20固定在卡环41的凸缘46上，以便获得固定连接。
在国际专利申请WO/0035774中进一步披露了图3的压力控制装置8的一个实施例。在该公开文献中还描述了多个可选择的实施例，特别是压力控制件17，这些实施例可在本申请中参考使用，并且，根据本发明，可以设置清除剂31。
在图4中，显示了图3的压力控制装置8以及其中的清除剂31a，31b的两个可选择实施例。在图3中，在活塞腔室25内以如较实心状部件(如由粉末或颗粒形成的压缩块)的形式含有清除剂31，其是在设置活塞体22之前，安装在活塞腔室25中的。虽然已将清除剂31作为未固定体设置在活塞腔室25中，但是也可以通过例如胶结、密封、焊接或任何其它适当的方式，将其固定在壁上。在图4中，显示了可以彼此单独使用的两种可能方案。在图4中，在左侧，以盒子47的形式显示了清除剂31a，该清除剂31a保持有例如呈粉末或颗粒48形式的实际清除剂31a。盒子47可以由任意适合的材料制成，只要压力气体可以透过即可。在图4中，显示了第二实施例，其中，清除剂31b呈直接与底部21相连的形式。在图4中，如图所示，底部21为独立插入件，其通过例如夹持、粘结、焊接或本领域技术人员已知的不同的直接固定方法被固定在壳体20中。可以通过加压、注模、切削或类似方式，由含有清除剂的材料(如塑料与一种上述可行的清除剂材料的混合物)形成清除剂31。作为可选择的方案，例如通过底壁的双层设计，可以将清除剂31b设计作为底壁21的一部分，同时，通过所述清除剂31b形成朝向活塞腔室25的底部21的侧面。
应理解：可以采用其它方式设置清除剂31，31a，31b和/或将其设置活塞腔室25中的其它位置处，例如活塞体22的一部分上或作为活塞体22的一部分。
本发明不受说明书和附图所说明的说明性实施例的任意方式的限制。对其的多种变形均应落入本发明的框架内。
例如，例如如用于获得泡沫的已知液化气体那样，可以以不同方式，设计分配装置和/或转移装置。也可以将它们设计为仅用于单一时间操作，从而能一次性排空整个第一隔室。可以以不同的方式以及不同的材料(如钢、铝或塑料)制造容器2。在所示的说明性实施例中，虽然容器采用了较高的设计，但应清楚可采用不同尺寸(例如较平状)，以便以比较简单的方式将该容器存放在冰箱或类似物中。另外，根据用途，可以提供各种辅助用剂(例如冷却剂)。在所示的说明性实施例中，在正常使用时，在第一隔室中在液面上方引入助推剂，其能够在很大程度上防止气流通过流体被分配。特别是，由此能够防止过早发泡。但应理解：如果需要，则可以选择压力控制装置的不同位置，以便将助推剂直接导入被分配的流体内。因此，例如对于所谓新产品、软饮料(如牛奶与冰激凌等的混合物)以及类似物来说，可以获得完全理想的发泡。
应理解：这些和许多类似的变形应落入本发明的框架内。

Claims (14)

1.一种压力控制装置，该装置用于含有液体或气体的介质的容器，该压力控制装置包括压力控制腔和储气罐，该压力控制腔具有至少一个可移动的壁部，用以操纵用于打开和/或关闭该储气罐的气体供给口的机构，允许压力气体从该储气罐流向该压力控制腔，其中，在压力控制腔中包含清除剂。
2.根据权利要求1所述的压力控制装置，其中：将清除剂设计为用于至少俘获压力控制腔中的CO2气体。
3.根据权利要求2所述的压力控制装置，其中：清除剂为CO2清除剂。
4.根据权利要求1所述的压力控制装置，其中：清除剂由CO2吸收剂的集合中选择。
5.根据权利要求1所述的压力控制装置，其中：清除剂由CO2吸附剂的集合中选择。
6.根据权利要求1所述的压力控制装置，其中：清除剂由CO2吸收剂和吸附剂的集合中选择。
7.根据权利要求1所述的压力控制装置，其中：压力控制腔形成于活塞-缸组件中，活塞形成所述可移动的壁部，将清除剂固定连接在压力控制腔的固定壁中的一个壁上。
8.根据权利要求1所述的压力控制装置，其中：其至少局部由塑料制成。
9.一种容器，其包括权利要求1所述的压力控制装置以及液体和/或气体，其中：压力控制装置至少部分容纳在液体和/或气体中。
10.根据权利要求9所述的容器，其中：所述容器中的液体或气体至少包含CO2。
11.根据权利要求9或10所述的容器，其中：压力控制装置包括储气罐，在该储气罐中以第一压力包含压力气体，同时在压力控制腔中，存在低于第一压力的第二压力，将所述用于开和/或闭储气罐的气体供给口的机构设计成能够以控制方式将压力气体从储气罐向容器排放至容器中的压力约等于或高于第二压力的程度。
12.根据权利要求11所述的容器，其中：压力气体为或至少包括CO2，而液体为碳酸饮料。
13.一种用于制造饮料容器的方法，其包括以下步骤：
-制造权利要求1～8中任意一项所述的压力控制装置；
-制造饮料容器；
-将饮料和压力控制装置导入饮料容器内；
-封闭饮料容器；
其中：在使饮料与压力控制装置接触之前，在大气压力状态下存放压力控制装置。
14.一种用于制造压力控制装置的方法，其中：制造具有至少一个可移动壁部的压力控制腔，使该腔室与可由所述壁部操纵的阀组件结合，同时，在压力控制腔中设置清除剂。
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