CN1013268B - 装有虹吸的容器包装单元 - Google Patents

Abstract

一虹吸头以密封配合装在瓶颈外。通过杠杆可断细丝片和弹簧片装到本体外表面上。使用时向上推杠杆使与细丝断开。弹簧片转动杠杆使其一端穿过本体上的孔和起动杆。起动杆用弹性膜固定到本体内表面上。弹性密封件的突起部分密封虹吸管上的孔直到手柄上的力移动杆而排放赛尔脱兹矿泉水。虹吸头用一次注模工序来制造，可拆卸地装到瓶上，运送时颈外带有盖帽。用户去掉盖帽装上虹吸头，便可排放赛尔脱兹矿泉水。虹吸头可重复装到另外的瓶子上。

Description

本发明涉及气压在90至150磅/平方英寸（10个大气压）的水或带香料饮料的贮存和排放。这种产品通常称为虹吸赛尔脱兹矿泉水以与目前加压到50至60磅/平方英寸（3至4个大气压）的瓶装汽水或加轻度碳酸气的带香料饮料相区别。为便于进一步比较，香槟酒是在6至7个大气压下封装的。本发明还涉及用以排放在压力下储存在容器内液体的筒化的虹吸组件和装有虹吸组件的容器包装单位。本发明也涉及一种特别为一次模制成型设计的改进的盖帽。更具体地说明，本发明涉及一种在消费者起动之前防止别人乱动的盖帽。本发明的另一方面涉及一种改进的赛尔脱兹矿泉水瓶子灌装设备的结构型式和一种对具有可拆卸头部的赛尔脱兹矿泉水瓶子在拆卸下头部的情况下进行灌装的方法。更具体地说，本发明涉及这样一种设备和方法，其中赛尔脱兹矿泉水瓶子的灌装是通过保留在瓶子上的一个阀门机构进行的。

尽管虹吸赛尔脱兹矿泉水工业在上世纪到本世纪的过渡期间已很壮大，而且在本世纪二十年代达到顶峰，但今日在人们的记忆中传统的虹吸赛尔脱兹矿泉水瓶子曾经作为麦氏兄弟（公司）和三个丑角（公司）（Marx  Brothers  and  The  Three  Stooges）用作疯狂的水战中相互喷射的喜剧道具而已。有一个时期，单在纽约就曾有过两千家虹吸赛尔脱兹矿泉水公司，而今天整个美国只有大约十一家，在芝加哥西部只有两家。

虹吸赛尔脱兹矿泉水工业在第二次世界大战以后就已衰落，只由少数精力旺盛的青年人作为一种怀旧的仅可有边际利润的地方性行业而保持经营，他们以手工方式灌装这种老式的虹吸赛尔脱兹矿泉水，并亲自送货给那些只要喝那种经三次过滤的水加二氧化碳的狂热的忠实的纯粹派人士。无盐;无香料;无防腐剂;这对特别注意健康的人们的味口来说就像一阙美妙的音乐三重奏。

但是，到目前为止，虹吸赛尔脱兹矿泉水由于要在玻璃瓶内充以高气压而存在几个问题：（1）产品责任保险费很高，一个充以150磅/平方英寸压力的重型玻璃瓶如发生爆炸就会带来可怕的损害;（2）重型玻璃瓶的制造成本很高;（3）用以制造白

头部和阀门的锡，橡胶与黄铜的成本很高;（4）重型，易碎玻璃瓶运送和回收的费用很高;（5）对回收瓶子，特别是对其头部和阀门的消毒费用很高而且费事;最后（6）广大市场转向装在一次性使用罐头盒内的或薄壁瓶子内的含轻量碳酸气的带香料饮料。虹吸赛尔脱兹矿泉水工业的衰落不是由于产品不好，而是由于以上提出的涉及到储存，分销与排放的各种原因。

因此，对赛尔脱兹矿泉水工业和虹吸赛尔脱兹矿泉水容器作一个简短的背景介绍，对理解本发明给予这个在过去60年基本上已停顿的工业所带来的惊人的变化很有必要。

古代人类已经会享受带轻量天然碳酸气的矿泉水;罗马人知道这种矿泉水，但是用来沐浴多于饮用，有古罗马浴池为证。日耳曼人和法兰西人则认为矿泉水有医疗效果，并且这些矿泉水今天仍在如维希（Vichy）和佩里埃（Perrier）的那种工业中有活力。当然，古代从矿泉取得的矿泉不能运到很远的地方，因为天气热和缺乏压力容器使矿泉水丧失味道和冒泡的特性。在1772年，以发现氧气而闻名的英国科学家约瑟，普利斯特利（Joseph    Priestely）成功地制造出人造含碳酸气的水。他在桶内制造这种水，而人们竞相寻找一种合适的容器。英国海军将含碳酸气水与青柠檬汁混合起来，后来整个皇家海军就采用这种实践来防止水兵由于食物中缺乏维生素而患上坏血病;因此英国水兵被称为“Limeys”也是由此而来的。日内瓦的尼古拉斯·保罗（Nicholas    Paul）被认为是在1789年开始大量制造人造矿泉水的人，他的一个伙伴雅各·施瓦普（JacobShwe ppe）在四年后开始制造苏打水。

美国在十九世纪早期开始制造含碳酸气的水。在1810年授予一项使水中含有饱和的二氧化碳的专利。

查尔斯·普林斯（Charles    Plinth）被认为是第一个将“汽水”保存在一个容器内而能在不同的时间多次放出一部分汽水来的人。他在1813年的摄政型便携式喷水器（Regency    Portable    fountain）的专利在结构上与当时用压缩空气作动力的普通采用的喷水器完全一样，普林斯在他的装置中用碳酸气代替了空气。它由一个容器和一根从容器顶部开口通到几乎到容器底部的管子所组成;管子上部备有一个龙头塞和一根输送管，水就在碳酸气的压力下从这根管子被压出来的。

德洛塞和杜梯雷（Deleuze    and    Dutillet）这两个明显地不喜欢一次饮完一整瓶香槟酒的巴黎珠宝商在1829年被授予“虹吸香槟酒”的专利，这虹吸香槟酒含有一个穿过软木塞进入瓶内的空心瓶塞螺旋，这螺旋的上部端接有一根带有一个几乎是水平的出酒口的垂直管子。一个杠杆操纵的阀门，当打开这阀门，同时也将瓶子倾斜时，给在封装好的气体压力下的香槟酒提供出路。

近代虹吸赛尔脱兹矿泉水瓶的先驱是在1837年由法国巴黎的安东尼波尔皮纳（Antoine    Perpigna）获得专利的。瓶子是由金属、玻璃、瓷器或粗瓷器制成，而虹吸管的头部是空心的并带有一个活塞，通过一个弹簧将活塞向下压使其与通向瓶子底部的虹吸管上端紧密接触。将这些头部机构安装到瓶子或容器上的方法是本申请人所不知道的，但从已发表的文章反映出来的问题来看，确有某种外卡圈机构或也许是伸出瓶子的上方的头部机构是用粘结方法固定在瓶子上。

曾经普遍被采用的而且至今仍在使用的开口卡圈机构约在1855年由芳亭莫洛伯爵（Comte    de    Fontainemoreau）和乔治罗杰（George    Rogers）发明的。他们采用了一种在瓶子的颈部外壁上制出一个凹槽，将一个分成两段的金属环装在该凹槽内，使其形成一个用于紧固螺纹卡圈的台肩。

对于Rogers机构和现今实际用于虹吸赛尔脱兹矿泉水的每一种机构，所存在的问题主要是在包括阀门和龙头在内的头部机构，必须在进行灌装之前组装在瓶子上。瓶子是通过头部机构进行灌装的，而整个头部组件和灌装以水的瓶子必须通过一个分销机构由工厂输送至用户手中去，然后当用户将矿泉水用完之后，瓶子和头部必须通过分销机构送回工厂以便进行再灌装。瓶子在经清洗消毒以后再通过头部机构重新进行灌装。再说一下，人们已知道赛尔脱兹矿泉水工业经历了一百年的发展而衰落，其原因是由于缺乏容器系统而不是由于有取代它的更好的矿泉水产品。

在用以灌装瓶子的常规方法中，将头部和瓶子组合体倒置在一个摇架中，将一个管嘴连接在头部的出口上，压下头部的杠杆以打开设置在头部内的阀门，然后通过头部和虹吸管将赛尔脱兹矿泉水灌入瓶中。在瓶子进行灌装时为了将瓶内的空气排出去替换以矿泉水要通过灌装设备进行灌注和吸气操作的程序。为了对有关的专利申请中所公开的可重复使用或一次性使用的容器包装单位进行灌装，需要对这种现有技术中的设备和方法进行改进。

本发明考虑到并满足了当今一个基本商业现实：一种饮料产品必须满足产品通过现时的超级市场系统的分销和销售方面的各种要求。这些包括（1）安全性;既使在搬运不当的情况下容器也不能爆炸。（2）价钱便宜;瓶子和阀门必须便宜到这样程度，即不需要将它们通过分销机构送回工厂。（3）瓶子和阀门必须重量轻，水已经是重的产品，而容器不能再在此基础上大幅增加重量或者具有过大的体积，以致不能搬运通过付账柜台及和其它食品杂货一起装袋。（4）瓶子必须用可在那些国家中重复使用的那样一种材料制成，那些国家对容器的重复使用方面均已有法律规定。（5）该头部机构必须是简单的而且便于安装在容器上并从容器上拆下来，从而使每个人都能掌握这种方法而不发生任何危险或费力气的情况。

实现上述目标的关键是将头部和阀门的起动功能从阀门和密封功能分割开并选择高强度的，不易碎的容器。更具体地说，阀门和密封机构都几乎完全容纳在容器的颈部，而包括阀门起动器在内的头部机构，是一个独立部件，它可以保存在用户那里并一次又一次地重复使用。该容器可以最高充以150磅/平方英寸的压力。为了强调该容器的高的承压能力，应当指出这种150磅/平方英寸的压力是用以充轻量碳酸气饮料的标准玻璃瓶的爆破压力。

本发明目的在于提供便以贮存和排放加压液体的一种容器系统，它包括一个基本上不易碎容器，容器具有一个带内表面的颈缩开孔。一个阀门插入件固定地安装在颈缩开孔的内表面上。一个可拆卸的盖帽安装在颈缩开孔内阀门插入件的上方处。一个排放头设计成当卸下盖帽之后固定地、可拆卸地接合在颈缩开孔上。排放头包括一个本体，本体带有一个用以排放液体的开孔，并在头部内带有一个阀门起动元件，该阀门起动元件设计成当排放头固定配合在颈缩开孔上时用以阀门的有效接合。该头部具有一个用以将头部以固定接合方式安装在颈缩开孔上的装置，如位于头部本体上的螺纹。

在实践中，将一个阀门机构安装在不易碎容器内。容器内灌装以充有90至150磅/平方英寸压力的含碳酸气水。一种标准的铝制螺旋盖帽或其它简单的封盖装在瓶子上。这盖帽不承受压力只是用以保护阀门不受污染并当发生阀门由颈部破裂时防止发生意外地排放。容器是通过标准的分销渠道如同其它瓶装或罐装饮料一样进行分销而不需要有任何特殊预防措施，并与那些50至60磅/平方英寸压力低得多的标准轻度充碳酸气含香料饮料一起摆放在超级市场内的货柜上。该容器在分销和摆放时是不带头部和龙头机构的。头部和龙头可以单独地出售或者每卖出一个或多个容器时就免费赠送头部和龙头。消费者先将赛尔脱兹矿泉水容器进行冷冻，然后在饮用之前取下盖帽并将头部机构安装在容器上。容器内的高压力足以使其中的饮料全部排空而不会由于使用虹吸管而出现明显地碳酸气损夫。当容器中整个饮料被排放出来后，可以将头部拆下并装在新的经冷冻的赛尔脱兹矿泉水容器上。用过的虹吸赛尔脱兹矿泉水不易碎容器可根据要求将它送回到回收中心进行报废或重复利用。

当将头部紧固地安装在容器上时，如阀门发生泄漏则该头部将保持住压力。在发生意外的情况时，即阀门由容器的颈部破裂，则该头部能够安全地将破裂的阀门保持在头部内。

不同于标准的虹吸赛尔脱兹矿泉水瓶子，可以简单地将头部机构上的杠杆向下一压瓶子就发生意外的排放，本发明的容器则不会发生意外的排放。该头部只有在准备饮用时才装到容器上。本发明的容器当它还在分销机构中时，只有将保护盖取下来丢掉，然后将一个细长尖利的钎子向下对着位于容器颈部内的阀门小孔刺穿时才能排放。应当指出，盖帽可配有防止乱动的下裙边。

本发明的另一个目的是提供一种用以可排放地保持住加压至最大10个大气压的饮料或其它液体的简化的阀门。

本发明的另一个目的是提供一种用以起动一个阀门以便将存贮在加压至最大为10个大气压的容器内饮料或其它液体排放的简化的虹吸头组件。

本发明还有一个目的提供一种虹吸头组件和这样一种型式的容器包装单元，在其中一个阀门和该阀门的起动机构是在不损失该容器包装单位内的压力情况下分立设置的，该基本包装单元具有少量的零件数而且可以在低成本，高产量的基础上制造和组装起来的。

这些和相关目的的成就是通过采用本发明的新型虹吸组件和装有根据本发明这方面的虹吸组件的基本包装单元来实现的。本发明的虹吸组件是供与带有颈缩开口并在压力下保存饮料或其它液体的容器一起使用。在本发明的一个方面，该虹吸组件具有一个用以从颈缩开孔伸向容器的液体内的管子。一个阀门设置在虹吸管的靠近颈缩开孔的端部。该阀门具有一个截锥形弹性密封元件，密封元件具有一个与虹吸管相接合的敞开的底部和一个顶部，该顶部由弹性密封元件法向地偏置而与阀门的一个通道形成密封配合，用以液体由容器经过颈缩开孔流出。在虹吸头内设有一个起动元件用以施加作用力使弹性密封元件变形从而推动其顶部使之与阀门的通道脱离密封配合的关系。弹性密封元件具有多个绕着其顶部而相互隔开的小孔以便当弹性密封元件发生变形时，使液体经虹吸管而流到阀门的通道。一种由虹吸头延伸的装置用以向起动元件施加作用力以使密封元件发生变形。该虹吸头具有一个本体，本体上带有用以将该虹吸头安装到颈缩开孔上的螺纹或其它装置。

本发明的另一方面，虹吸组件具有一个安装于颈缩开口内用以可排放地封闭着容器内加压液体的阀门。一个虹吸头具有一个用以将该虹吸头安装到颈缩开孔上的本体。一个用以打开阀门的起动元件固定地安装在本体上。该起动元件以整体结构形式设有：一个杆，这杆在本体内向下伸出用以当本体安装在颈缩开孔上时与阀门相接合;一个弹性膜片，在垂直于杆的方向伸展;及一个绕着弹性膜片的环 圈，用以将起动元件安装到本体上。

在本发明的一个最佳实施例中，虹吸组件装有上述新型弹性密封元件和新型起动元件。在此结构中，虹吸头本体和起动元件可以在不释放容器内的压力情况下与阀门分离。在分销该装有加压液体的容器时，该容器是以关闭的阀门固定在其位置上，且在颈缩开孔上装有一个普通盖帽，并与用以排放加压饮料或其它液体而安装在基本包装单位上带有起动元件的虹吸头组件分开销售。

在另一方面，本发明的一个目的是提供一种装有阀门起动机构的整体结构形式的基本包装单元的盖帽。

本发明的另一目的是提供在消费者起动之前防止乱动的这样一种盖帽。

本发明还有另一个目的是提供这样一种盖帽，在其中用以起动的该盖帽的一部分的定位是自导向的。

本发明的另一目的是提供这样一种盖帽，其中起自导向作用的盖帽的那一部分在非使用情况下，也帮助偏置盖帽阀门在一密封位置中。

本发明还有一个目的是提供这样一种盖帽，其成本要相当低廉，以便当基本包装单位中一次灌装的液体完全排放后，可以进行回收或丢弃。

本发明还有另外一个目的是提供这样一种容器盖帽，此盖帽特别适用于作为虹吸头用以排放存贮在充以最大为10个大气压的气体压力下的饮料和其它液体。

这些和相关目的的成就可以通过采用本发明的新型容器盖帽和装有本发明的这方面的容器盖帽的基本包装单元来实现。按照本发明的容器盖帽是以密封配合形式安装在容器的颈缩开孔上的一种头部。在该头部内设有一个阀门起动装置。一个用以与阀门起动装置进行有效接合的杠杆具有一个第一端部和一个第二端部。该杠杆与头部形成整体结构并通过至少一个可断开元件安装在头部的外表面上。该头部具有一个用以插入第一杠杆端部的第一开口，以便与阀门起动装置有效地接合。杠杆的设计要使其杠杆的第二端部通过头部开口伸出，以便当杠杆第一端部与阀门起动装置有效地接合时，用以在给定的方向上由消费者对该第二端部施加一个起动力。

在本发明的一个最佳结构形式中，该杠杆还通过一个弹性偏置元件固定地安装在头部的外表面上，该弹性偏置元件设计成在一个给定方向上施加对抗起动力的偏置力，该弹性偏置元件最好还设计成当可断元件断开之后，能够将杠杆第一端部枢轴转动通过第一开口与阀门起动装置有效地接合。阀门起动元件最好还包括一个向上伸出的杆，此杆带有一个用以容纳杠杆第一端部的横向通孔的第一端部。此杆具有一个第二阀门密封端部。此杆通过一个弹性膜片安装在头部的内表面上，而弹性膜片用以向着此杆施加一个对抗起动力的偏置力。此杆和膜片可以与头部形成整体结构。在此结构形式中，本发明容器盖帽是由一个整体件构成，其中包括安装在头部外表面上的杠杆，和安装在头部内表面上的弹性膜片和杆组件。

在本发明的另一个方面中，本发明的一个目的是提供一种特别适用于带有可拆卸头部型式的虹吸基本包装单元，在将头部拆卸情况下进行灌装的设备和方法。

本发明的上述和相关目的的成就、优点和特征，对于那些本专业的普通技术人员来说，通过对以下结构附图对本发明进行更详细地审阅以后就会一目了然，其中：

图1是本发明装有阀的容器并取下盖帽和头部情况下的透视图;

图2是图1所示的容器在将其中间部分去除后的放大剖视图。为了更清晰地显示阀机构的各部分与其余机构的相互关系，在剖视图中未显示该阀机构的各部分。图中显示出最佳阀和塞装置，图中显示出一种形式的虹吸管;

图3是该容器在将盖帽取下并将头部部件装到图2所示形式的阀上的局部放大剖视图;

图4是图1至图3所示头部，阀和虹吸管的一部分的分解透视图;

图5是本发明的容器的局部剖视放大侧视图，为使瓶子垂直站立将瓶子（容器）装在底座上，此图显示出瓶子在罐装之前的形状;

图6是图5所示容器的部分剖视侧视图，所示容器已灌注以含碳酸气的水并充以90至150磅/平方英尺间的压力，在经灌装和密封的窃器上显示出阀和可拆卸的盖帽。

图7是显示装有本发明的组件的另一种虹吸头组件和容器包装单元的透视图;

图8是图7所示虹吸头组件的分解透视图;

图9是图7和图8所示容器包装单元的一部分的剖视图;

图10是与图1相似的剖视图，但用以显示图7至图9的容器包装单元的使用状态。

图11是本发明的另一种虹吸头和容器包装单元的外透视图;

图12是沿图11中的4-4线切取的剖视图;

图13是图11和图12所示虹吸头和容器包装单元在起动状态的剖视图;

图14是图11和图12至图13所示的虹吸头和容器包装单元在起动之后的剖视图;

图15是图11至图14所示的虹吸头和容器包装单元在使用中的剖视图;

图16是本发明的另一个虹吸头和容器包装单元实施例的分解透视和局部剖视图;

图17是装有图16虹吸头的完整的容器包装单元的剖视图。

现在参看附图，特别是图1，本发明的用以储存和排放盛装在容器中具有压力的液体的方法包括选择塑料、金属、复合材料或其它能够安全地承受超过三个大气压力以上的不易碎的容器1而且最好是能在150磅/平方英尺（10个大气压力）下安全地灌装1.8公升的瓶子。该容器上制成一个带有外部连接件3的颈部2。该瓶子最好是18至20密耳厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶子。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是由不同的制造厂家供应，其中包括依斯特曼化学产品有限公司（Eastman    Chemical    Products，Inc）。瓶子的制造厂家之一是加里福尼亚工业城的普拉克西康公司（Plaxicon  Company  in  the  City  of  Industry,  California）其所用设备和模具是由日本的NISI    ASB机器有限公司的加里福尼亚分公司（NISI  ASB  Machine  Company，Ltd，of  Japan，with  offices  in  Iorrance，California）制造的。所得到的非寻常高强度是由于塑料中分子的双轴向取向所致。制造瓶子方面其它资料已在依斯特曼化学产品有限公司的艾德华E;登尼逊所著《莱曼P.E.T化学与工艺指南（“A    Layman′s    Guide    to    PET    Chemistry    and    Proceessing”，Edward    E.Dennison，Eastman    Chemical    Products，Inc.）和依斯特曼柯达公司的《PET瓶子的一步法生产》“One-Stage    Processing    of    PET    Bottles”，Eastman    Kodak    Compang）中阐述。在颈部外壁上的外部连接件可以是由塑料形成的螺纹3。

选定一个阀门装置4，将该阀门装置安装在容器的颈部内以便保持至少三个大气压，最好达到约150磅/平方英寸或十个大气压。将通常称为虹吸管的管子5连接至阀门装置上，该管子具有一个末端6延伸至靠近底部7处。当打开时，液体通过空心虹吸管并通过阀门装置向上流动。容器内灌装以液体8，如加压至约十个大气压的含碳酸气的水。

选择一个用以可拆卸地盖住瓶子颈部开孔的盖帽9，在将虹吸头装在瓶子上并排放液体之前将盖帽取下。盖帽最好是由轻质铝材料制成，带有内螺纹，能防止乱动并可重复使用或一次性使用。盖帽应具有一个薄而柔软的密封件54（图2）用以防止瓶子和阀门的内部在分销系统中受到污染。与所有用于含轻量碳酸气饮料的盖帽不同，此盖帽不受压力。

该方法的最后一个步骤是选择一个头部部件10，该部件10是可拆卸地固定在容器颈部的外部连接件上。最佳连接装置是通过在头部部件的侧壁12内侧上形成的内螺纹11。头部部件具有一个手动接合阀门致动元件，如一个杠杆13。一个间接控制阀门致动元件，如销针14，是通过阀门致动元件进行有选择地操纵并定位在与阀门装置相接合的位置。一个基本不可透过液体而且气密的装置，如一个橡皮膜垫15，将手动接合阀门致动元件13与间接控制阀致动元件14分隔开。该头部部件配有腔室16，该腔室接受液体并将液体引导到排放嘴18的通道17中去。

在图2、图3和图4中，显示出一个安全颈塞19，该安全颈塞包封着阀门装置并与虹吸管子5整体地连接在一起。该安全颈塞最好是用一种粘结剂安装在容器的内壁20上。合适的粘结剂是通用电气（公司）常温固化硅树脂粘结剂（General    Electric    RTV    Silicone    Adhesive）。安全颈塞19的壁49的另一安装方法是采用一种溶剂将聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）软化并将安全颈塞焊接到容器的颈壁上。也可以采用摩擦焊接法。

继续参看图2，图3和图4，该阀门装置包括一个在安全颈塞19内形成的内腔21，该内腔具有上、下部分22和23。阀座24是在阀门内腔的上部分内形成的。这可以简化为一个环形伸出部分。阀杯25的位置设置要使其与在阀门关闭位置的阀座相对正并可移动至离开阀座的阀门打开位置。密封装置，如一个橡皮垫圈26放置在阀杯内以便在阀门关闭位置时与 阀座密封对正。一个弹簧承座27安装在阀门内腔21的下部23和虹吸管的扩口部分101内，而弹簧元件28则安装在弹簧承座件内并将阀杯偏置到阀门关闭位置上。

用以有选择地打开阀门以排放容器内的饮料的手动操纵装置可以是任何能够压下阀杯25的元件。用以起动阀门装置的合适的头部部件10如图3和图4所示。一个带螺纹99的导向元件29可以拧入在头部部件形成的开孔30中以便与头部内螺纹31相啮合。销针14是为在导向元件的开孔32内进行垂直往复运动而安装的。杠杆13形成一个伸出部33，该伸出部压在杯34上。注塑模制塑料垫圈35靠紧围绕杯34的环形突出部36。杠杆绕着端部支点100枢轴转动。

图2至图4所示的阀门装置和头部的组装和工作过程如下。虹吸管5的长度选择成使之能达到靠近容器的底部。由于该容器是由塑料制成并将随着温度上升而使压力增加进而使其膨胀或随着压力减低而使其收缩，建议选用一个端部元件37，该端部元件以套筒方式摩擦配合套装在末端6的外面，从而当瓶子的底部对着扩口端38向上推时，端部元件37就仅在末端6外滑动。应当注意，即使端部元件牢固地紧压瓶子的底部，在端部元件37内形成的开孔39允许液体流入虹吸管。虹吸管5带有向外伸出的法兰40。环形凸缘41与安全颈塞19内的配合沟槽42相对准。弹簧承座27以快动配合进入安全颈塞19的底部并插入扩大的孔口43内。弹簧28放置在弹簧承座内，从而使其底端靠在支座45上而其上部环绕着阀杯25上的突出部46。像皮垫圈26放置在阀杯25内，而该阀杯又放置在弹簧28上。应当注意，垫圈26上可以形成一个小孔47用以保持住销针14的端部48。安全颈塞19则粘结在虹吸管的法兰40上由此压缩弹簧28并推动密封垫圈26使其与在安全颈塞内形成的阀座24相接合。然后将整个安全颈塞和虹吸管组装件装入容器内，而侧壁49就通过一种合适的粘结剂或者摩擦焊接粘合在容器的内颈壁上。

向容器内灌装含碳酸气水的过程如下。以一种合适的灌装设备压下阀杯25然后液体就进入安全颈塞19内的开孔50并进入内腔21。含碳酸气水被推压通过开孔51和52进入虹吸管5。含碳酸气水流经端部元件37然后进入瓶中。当灌装入容器的水量达到要求时，阀杯就被松开，弹簧28就推动阀杯和垫圈26与阀座24进行密封接合。容器内的压力也要推动垫圈26进行密封接合。然后将盖帽9拧在容器上以防止安全颈塞的端部表面53和开孔50受到污染。盖帽9可以配置柔软的密封件54以便进一步增强密封防止污染。如上面提到的，盖帽不是处于压力作用下，因为容器压力完全是由安全颈塞内的密封垫圈26承受。

另一个重要的特征是，实际上除了薄法兰55可以靠在瓶子的上部瓶缘56之外，整个阀门装置和安全颈塞是在瓶子的颈部内。当将安全颈塞开始组装并粘结到容器颈部的内壁上时，法兰55机械地防止安全颈塞滑入瓶内。当将盖帽拧到瓶子上时，该法兰也可以起到支座的作用。

通过分销机构运送带盖帽但不带任何头部机构的容器。在超级市场和其它零售商店的货架上摆放容器，由消费者直接在那里购买并带到家中或工作地点。将容器放在冰箱中进行冷冻，当准备饮用时将盖帽由瓶子上取下并将头部部件10拧到容器上。导向元件29就与圆锥形表面53在其凹入配合表面58处相接合，表面53是一个刚性的不可压缩密封表面。将销针14通过安全颈塞内的开孔50插入垫圈26内的开孔47中。最好是将销针14的末端48插入一个制动孔59中。所有上述操作过程都是在不释放瓶子内的压力情况下进行的。应当指出，该容器上没有可压缩部件。为了对阀门装置和安全颈塞进行准确地大批组装;所有构件都具有固定的长度。为了取出容器中的一部分或所有的饮料，只需要简单地压下通过开口102装入头部部件10内的杠杆13即可，这就使突出部33对着杯34产生一个向下运动，杯34又通过密封薄膜件15向下压到销针14的头部60上。将杠杆13向下压就使销针14向下移动，而销针的末端48就将携带着垫圈26的阀杯25向下压。弹簧28就对着弹簧承座27内的支座45进行压缩。容器内的气体压力就迫使含碳酸气水通过虹吸管5向上升起，通过弹簧承座内的开孔52和51进入内腔21。在密封件26与阀座24之间的含碳酸气水被压向上流经销针14内的凹槽61进入头部部件的内腔16。排放孔62允许在压力作用下的含碳酸气水流经导向元件29内的通道98流过排放管嘴18的通道17。一放松杠杆13，弹簧28就压逼阀杯25向上移动并以密封紧靠在阀座24的垫圈26。销针14被推向上方，导致杠杆13返回其抬高的位置。这样，容器保持足够的充气状态以便在随后无论何时需要就能将容器内的饮料完全排放出来。当杠杆处于其抬高的位置时气体不会逸出，因为气体仍保留 在容器的上部分内并继续作用于含碳酸气水的表面63上，而不是作用在垫圈26与阀座24之间的密封表面上。

为塑料瓶子提供塑料底座是工业方面的标准实践经验。图中所示以标号103表示的是一种标准底座。通过在部位94和95涂敷粘结剂将该底座与瓶子粘结在一起。尽管由于温度的变化和瓶子内的饮料灌装量的变化会使瓶内压力发生变化从而造成瓶子的膨胀和收缩，但通过对瓶子的底部和底座上部涂敷粘结剂可使该底座能一直固定到瓶子上。瓶子形状的差异可由图5与图6看出。当它空时其形状如图5所示，当它充满饮料并充有压力时其形状如图6所示。尤其应当指出，在图5内，沿着直线96的凹痕是恰在底座103的上边缘97的上面略高一点的部位。在图6中，当瓶子充满饮料时，凹痕96不见了而变成一个平滑的曲线。在瓶子上发生少许垂直方向增长，但不像直径方向膨胀那样历害。但是，在垂直高度上的差值是相当重要的，以致需要对上述各种虹吸管端部元件这种尺寸变化作出规定，和对端部元件的边缘上的开口的尺寸作出规定。

不打算使盖帽9在任何时候承受压力。但是如果由于阀门装置的泄漏使压力升起时，通过瓶子颈部的外侧壁上设置横穿螺纹3的垂直沟槽来避免盖帽损坏。这样，当将盖帽松开时，如果意外地发生有对着盖帽作用的任何压力时，则该压力就会安全地通过垂直沟槽通向大气中，这时盖帽的密封被破坏了。目前已发现在含轻度碳酸气的水所用的塑料瓶子上具有这种垂直沟槽。

图7显示出本发明的虹吸管组件110和装有虹吸管组件110的赛尔脱兹矿泉水容器包装单元112。容器包装单元112包括一个高强度聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的如上述对比专利申请中所述型式的瓶子114，瓶子厚度约为0.018至0.020英寸。瓶子114具有带外螺纹118的颈缩开孔116。虹吸管组件110包括一个插入组件120（也参看图2），粘结在颈缩开孔116的内壁122上并延伸到瓶子114内。一个头部组件124（也参看图2）利用本体128上的螺纹126安装在颈部开孔上。该本体与颈部开孔116的螺纹118相啮合。当这样组装起来时，在使用赛尔脱兹矿泉水容器包装单元112的过程中，头部组件124与插入组件120相接合。

插入组件120包括一个管子130，该管子由颈缩开孔116延伸至瓶子114中赛尔脱兹矿泉水132内，并延伸到瓶子的底部134。开口136设置在管子130的末端138处以使赛尔脱兹矿泉水132进入管子130中。

管子130在颈缩开孔116内具有一个带有法兰的上端部140。一个具有弹性的，截锥形阀密封件142靠在管子130的上端部140上。插入件144与阀密封件142相配合并粘结在管子上端部140的边缘146上。管子上端部140和插入件144都以密封配合粘结在颈缩开孔116的内表面122上。阀密封件142具有一个抬高部分148，该抬高部分法向地密封延伸通过插入件144的中央通道150。一个具有十字形截面阀门导向器152由抬高部分148向上延伸进入通道150内。开孔154都是绕着抬高部分148的周围并穿过阀密封件142配置的。

图9显示出封装的赛尔脱兹矿泉水132出售时的瓶子114的颈缩开孔116和插入组件。一个普通铝制可拧掉盖帽156利用螺纹118固紧在颈缩开孔116上。来自瓶子114内赛尔脱兹矿泉水132的压力不作用于盖帽156上，因为通道150是由阀密封件142的抬高部分148密封住的。

在使用容器包装单元112时，顾客将盖帽156卸掉，并更换上头部组件124，如图7和图8所示。然后该容器包装单位112就可以排放赛尔脱兹矿泉水132。

头部组件124包括一个单件式起动器160，它是由一个起动杆162，一个膜片164和一个用以将起动器160粘结至头部组件124的本体128上的环圈166组成。在弹性膜片164的弯曲部168提供在膜片内的弹性拉伸。起动杆162在膜片164的上方延伸并具有一个弧形末端170，该末端与杠杆174的弧形表面172相接合。杠杆174延伸通过本体128的开口176并在178处可枢轴转动地连接在本体128上。部位178位于本体128上的开口176的对面一侧。起动杆162具有一个十字形截面部分180，该部分由膜片164向下伸出以便与通道150内的阀密封件142的十字形截面突出部分152相接合。起动器160的环圈166具有一个延伸通过环圈166的开口182，以便将由起动器160与插入器144构成的空腔184和管嘴188内的孔道186相连通。

图10显示出虹吸管组件110在其打开位置，以便通过管嘴188排放赛尔脱兹矿泉水132。如图所示，当将杠杆174压下时，起动杆162被推向下方，在阀塞封件142上施加力使其变形而脱离与通道150的密封接合状态。赛尔脱兹矿泉水就经过孔154，通道150，空 腔184和孔口182到达管嘴188。当将杠杆174松开时，来自膜片164的弹性力推动起动杆162和杠杆174向上移动，返回图7所示的位置，从而使阀密封件142采取其密封住通道150的正常位置。

在实践中，管子130，阀密封件142，插入件144，起动器160，头部本体128和杠杆174最好都是采用合适的塑料利用模塑成型法分别制造出来。为此，最好采用一种注塑模成型的共聚酯塑料。将阀密封件142放置在管子130的带有法兰的上端部140上，然后将插入件144粘结在上端部140的边缘146上，如采用摩擦焊接法粘结起来。然后可将整个插入件通过颈缩开孔116放置在瓶子114内。然后在插入组件120的插入件144处例如通过摩擦焊接或采用一种粘结剂以密封配合联接在颈缩开孔116的内壁122上。同样地，如通过摩擦焊接方法将起动器160的环圈166粘结到头部本体128上。

现在转到图11和图12，图中示出另一种按照本发明的虹吸头部封盖组件210。该虹吸头组件210包括一个（带锥形的法兰214的本体212用以通过摩擦焊接或超声焊接方法）连结在塑料瓶子219颈部217的内表面213和外表面215上。管嘴216设有一个通过本体212的通道218，该管嘴216与本体212内表面220相连通。一个起动杠杆222通过第一和第二可断细丝226和228并通过一个较厚的弹性偏置板条230安装在本体212的外表面224上。顶部232是通过一个柔性铰链234安装在本体212上。顶部232的结构要适于以快速配合组装在本体212的法兰236上。一个向上伸出的起动杆238位于本体212内的中央部位。并通过一个弹性的柔性膜片240固定在本体212的内表面220上。膜片240将头部本体212分隔成上腔室242和下腔室244。起动杆238具有一个伸出杆238内部的空腔246，该空腔的尺寸要能容纳杠杆222的端部248。

实际上，头部封盖组件210的所有各部分最好是采用一种合适的塑料在一次模塑成型步骤中制造出来。为此，最好是采用共聚多酯塑料的注塑模制成型。本体212，杠杆222，盖帽232和管嘴216是通过一个单件式模腔制成，该模腔带由上面进入的上腔室242、由下面进入下腔完244和由侧面进入以形成杆238，柔性膜片240和通道218的分立的模芯。在用于形成管嘴216的模芯中有一个滑块用来形成通道218。

在将本体212安装在容器上之前，通过摩擦焊接或超声焊接法将法兰258连结在其位置上以将虹吸管256固定在本体212的内表面220上。当虹吸管256固定在其位置时，起动杆238的尖部257以密封配合的状态与虹吸管的开孔259相啮合。当虹吸管256固定在本体212上之后，顶部232就扣在法兰236上面，如图12所示。图12显示出头部封盖组件210以焊接方法永久性地固定在塑料瓶子219的颈部217的应有位置上。围绕着瓶子的颈部217伸出的法兰274为本体212承受横向剪切力，如当瓶子219发生跌落时可能出现的横向剪切力提供支承。瓶子219通过管嘴216灌装高碳酸气含量的水276，如同普通的赛尔脱兹矿泉水灌装情况一样，通过将一个合适的元件插入本体212的开口278内以便与起动杆238相接合来施加推动杆的端部257离开开孔259的作用力，以便打开阀门组件并使高碳酸气含量的水276流入瓶子219内。下面将结合图18至图22对这一步骤进行更全面地描述。当这样灌装以后，瓶子219就以图12所示的形式进行贮存，运输和出售。因为杠杆222必须通过开口278插入以便与起动杆238相接合来排放瓶子219中的高碳酸气含量的水276，在封装组件上存在完好的可断细丝226和228，对消费者保证了容器包装单元211在出售之前未曾受到破坏。如有需要，在容器包装单元211的存储和装运期间也可以在开口278处贴上可撕开的标签或其它封条。

图13显示出虹吸头部封盖组件210在起动虹吸头部封盖组件的过程中通过将杠杆222插入开口278中以便将瓶子219中的赛尔脱兹矿泉水276排放出来的情况。消费者将杠杆把手280向上拉，首先将细丝226拉断。随着继续将把手280向上拉，弹性偏置板条230就引导着杠杆222转动，从而使杠杆222的端部248进入开口278内。在此转动过程中第二个可断细丝228被拉断。弹性偏置板条230的构形要使其能够引导端部248进入起动杆238内的空腔246内以形成图14所示的结构形状。在杠杆222两侧的乳头状突起281与上腔室242的内表面220相接合以便当杠杆222一插入开口278以后就可保持在其应有位置上。当对把手280施加向下的作用力时开口278的边缘283起到一个提起起动杆238的支点作用。

图15显示出由消费者已起动过的虹吸头部封盖组件210。作用在杠杆222的把手280上向下的力已由支点边缘283的作用转换成作用于起动杆238的向上的力，则推动尖部257脱离与虹吸管256的开孔259的密封接合。这样赛尔脱兹矿泉水276就在瓶子219内 的二氧化碳的压力作用下经过开孔259进入下腔室244并通过管嘴216的通道218流出。当消费者将作用于杠杆222的把手280上的力松开时，则起动杆上的膜片240的向下偏置力使虹吸头部封盖组件210返回到图14所示的位置，用尖部257密封住开孔259。如果需要，可以将一个压缩弹簧装入起动杆238的端部285与顶部232之间，而顶部232粘结在其位置上，以便形成一个作用于起动杆238上的附加向下偏置力。当瓶子219内的饮料用尽时，可将瓶子和虹吸头部封盖组件21000重复使用或丢掉。

图16和图17显示出本发明的第三个实施例容器包装单元300。此容器包装单元300包括一个插入瓶子352的颈部350内的插入组件302，和一个通过螺纹306拧到瓶子颈部配合螺纹上的头部封盖组件304。在此实施例中，装有赛尔脱兹矿泉水356的瓶子352在出售时已将插入组件302装在瓶子颈部内的应有位置，并将一个普通的铝制四旋盖帽或塑料卡扣盖帽紧扣在瓶子的颈部上。消费者将盖帽取下换上头部封盖组件304。

插入组件302包括一个管子310，该管子由瓶子的颈部350伸入到赛尔脱兹矿泉水356内并到达瓶子352的底部。在管子310的端部314设有若干开口312以便使赛尔脱兹矿泉水进入管子310内。在瓶子颈部内管子310具有一个带法兰的上端部316。一个带弹性的基本为截锥形的阀密封件318靠在管子310的端部316上。插入件320安装在阀密封件318的上面并粘结到管子端部316的边缘322上。管子端部316和插入件320都以密封接合粘结在瓶子颈部的内表面358上。阀密封件318具有一个抬高部分324，该抬高部分法向密封延伸穿过插入件320的中央通道326。一个十字形截面的阀导承328由抬高部分324向上延伸至通道326内。环绕着抬高部分324提供以若干贯通阀密封件318的开孔330。

如同在图11至图15所示实施例中，头部组件304具有一个杠杆340安装在头部本体362的外表面360上。为了起动头部304，将杠杆340通过开口342伸进头部内以便接合垂直设置的起动杆344。起动杆344的十字形截面端部346的构形要能与阀导承328相接合。

头部304是与带有插入组件302和一个普通铝制四旋盖帽或塑料卡扣盖帽的赛尔脱兹矿泉水容器包装单元300分别提供的。用头部304替换下盖帽以后，消费者以与图11至图12所示实施例的同样方式将杠杆340与头部304的本体362分离开，以便通过开口342将杠杆340插入，横向地延伸穿过起动杆344的孔348而进入承窝364中。当赛尔脱兹矿泉水容器包装单元已排放空以后消费者可以将头部取下用于另一个赛尔脱兹矿泉水容器包装单元。除上面图中所示和所描述的不同外，图16至图17所示实施例的结构和操作过程与图11至图15所示实施例是一样的。

很显然对于那些本专业的普通技术人员可以对所显示和描述的本发明的容器的形状和结构细节做出各种改变。本申请人认为这些改变是包括在此处所附权利要求的精神和范围之内的。

Claims (9)

1、一种用以贮存和排放含碳酸气饮料的容器包装单元包括：能够安全地承受三个大气压以上压力的容器，所述容器具有一个纵向轴并与具有内部环形壁的颈部以整体的形式一起制成，该内部环形壁具有一主要表面区域通常平行于所述纵向轴并且具有一开孔；一个法向闭合的阀门装置具有一外部环形壁，其尺寸足以在将所述阀门装置基本上安装在所述容器颈部内时能密封气体和与所述颈部的内部环形壁形成结构连接用以保持至少三个大气压的气体压力，并具有一条在其内形成的适用以接纳一个阀门起动元件的通道；安装在所述容器内的虹吸管具有靠近所述容器的底部的一个末端和有效地连接所述阀门装置的一个端；一个有螺纹的盖帽能够安全地承受三个大气压以上的压力并罩盖所述容器的颈部上的所述开孔；在所述颈部以整体形式制成的螺纹；及可拆卸的头部件，该头部件包括用以临时性地打开所述法向闭合的阀门装置的手动起动装置，其特征在于，所述容器为一种基本上不易碎塑料容器，所述阀门装置的所述外部环形壁牢固地附装在所述颈部的内部壁上，在所述颈部上的以整体形式制成的所述螺纹适用以直接地将所述盖帽附装在所述容器的所述开孔上及为了从所述容器排放含碳酸气饮料而可拆卸地并直接地将所述头部件固定于所述颈部的所述开孔上，而所述头部件具有以整体形式与所述头部件一起制成的匹配螺纹以便直接地将所述可拆卸的头部件附装在所述容器的所述开孔的所述颈部上以整体形成制成的螺纹上，用以从所述容器中排放该含碳酸气饮料。

2、如权利要求1所述的容器包装单元，其特征在于，所述排放用的头部具有一个间接控制阀起动元件，所述间接控制阀起动元件可选择性地由所述手动接合装置操纵用以临时性地启开所述法向闭合的阀门装置，所述排放用的头部还具有基本上不可透过液体和气体的弹性装置形成一个在所述头部的本体内的密封顶部并分隔所述手动接合装置用以临时性地启开所述法向闭合的阀门装置和所述间接控制阀起动元件，所述密封顶部弹性分隔装置能自由活动以使用以临时性地启开所述法向闭合的阀门装置的所述手动接合装置的向下运动被传递到所述间接控制启动元件上，所述间接控制阀起动元件延伸在所述密封顶部弹性分隔装置下方以便响应着用以启开所述法向闭合的阀门装置的所述手动接合装置的向下运动而启开所述法向闭合的阀门装置。

3、如权利要求2所述的容器包装单元，其特征在于，所述起动元件包含以整体形式制成的延伸进入所述导向器件开孔的一个起动杆及一个构成该弹性密封装置的并且基本上法向延伸于所述杆体的弹性膜片，所述弹性膜片在围绕其周缘处通过一个包围所述弹性膜片的壁附装到所述头部。

4、如权利要求3所述的容器包装单元，其特征在于，所述手动操作装置包括一个延伸通过在所述头部件外壳的开孔并可绕枢轴转动地安装并抵靠在由该开孔分隔开的内部表面的杠杆，所述起动元件杆的一个上端部和所述杠杆通过匹配表面连接在枢轴转动支座和该开孔之间。

5、如权利要求3所述的容器包装单元，其特征在于，所述头部的所述壁具有一个从所述弹性膜片底下延伸通过所述壁的通道，所述头部具有一个与该通道有匹配关系的管嘴。

6、如权利要求1所述的容器包装单元，其特征在于，所述容器包装系统包括一个具有一个靠近所述容器底部并终止于一个带法兰的第一端部的塑料虹吸管，其第二端部延伸进入所述开孔的颈部，所述阀门以密封接合延伸在沿所述开孔的内部壁上以接合所述第二端部的法兰的周缘，所述阀门具有一个位于所述第二端部和所述颈缩开孔的引出端上的中央通道;一个可变形、弹性塑料密封元件支撑在该法兰上，该弹性塑料密封元件具有一个与所述阀门的中央通道密封接合的顶部，所述弹性密封元件的顶部响应施加在通过中央通道的向下力可活动地脱离与中央通道的密封接合，所述弹性密封元件构造成当所述密封元件变形以将其顶部脱离与通道的密封接合时，容许加压液体从所述第二管端流动通过该通道，所述阀门起动元件延伸进入中央通道以接合所述弹性密封元件的所述顶部，所述阀门起动元件包括一个以整体形式制成的杆延伸进入中央通道及一个弹性膜片基本上法向延伸于所述杆，所述弹性膜片围绕其周界牢固地附装于所述本体而所述杆延伸于所述膜片之下以接触所述密封元件。

7、如权利要求1所述的容器包装单元，其特征在于，所述阀门起动元件以整体形式在头部本体上制成，所述排放用的头部具有用以有效接合所述阀门起动元件的致动装置，该装置接合所述阀门起动元件的力使所述阀门起动元件向下移动，所述法向闭合的阀门装置具有一个与弹性可变形元件密封接合的阀门开孔，所述阀门起动元件具有一底端部用以与所述阀门开孔密封接合。

8、如权利要求7所述的容器包装单元，其特征在于，所述阀门起动元件包含一个向上延伸的杆，该杆具有一个第一端部以接纳该杠杆及一个第二阀门起动端部，所述杆在第一端部和第二端部之间通过所述弹性膜片连接在所述壁上，该弹性膜片抵制起动力而向所述杆施加偏置力。

9、如权利要求8所述的容器包装单位，其特征在于，所述杆和膜片以整体形式与所述头部壁一起制成。

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