CN104039431A - 碳酸化装置 - Google Patents

Abstract

一种家用碳酸化电器具有可更换的二氧化碳汽缸，并且其收容具有可拆除帽盖的复灌式瓶子。所述帽盖与家用碳酸化装置的碳酸化头部配合，但是其不具有用于与所述碳酸化头部接合的卡口或螺纹特征。所述装置能够进行“单触”碳酸化过程。

Description

碳酸化装置

【技术领域】

本发明涉及一种碳酸化装置，尤其涉及一种家用碳酸化装置。

【背景技术】

家用碳酸化装置是众所周知的。这些装置通过将加压的二氧化碳注入盛放在密封瓶中的液体中而运行。本发明旨在对这些已知装置和方法进行改进，这通过对碳酸化过程简化和自动化进行，并且通过使碳酸化过程中使用的装置和瓶子的构造进行完善而进行。

已知的家用碳酸化装置需要开始碳酸化过程之前在需要碳酸化的瓶子与碳酸化头部之间设置带有螺纹或卡口的接头。这些类型的接头结构通常需要两只手操作。在一些现有的无输水功能的单元中，在满瓶时对瓶子进行处理，从而使得由于开口及满瓶重量的缘故，进行接头操作变得更困难。

传统的家用碳酸化装置需要在完成碳酸化过程后将需要碳酸化的瓶子的盖子盖上。在盖上盖子或帽盖之前，当刚刚碳酸化的液体暴露于大气时，二氧化碳排放了出去。实际上，刚刚碳酸化的液体随着碳酸化过程的停止而快速变平。

在那些具有手动调节碳酸化强度功能的家用碳酸化装置中，其构造有时不可靠，并且缺乏可供用户进行配置的性能。这些类型的装置有时依赖于用户对听觉指示器的响应而中断碳酸化。难以获得较低的碳酸化强度，并且通常无法在可观结果及碳酸化强度差异的情况下对结果重复。

消费者标准也要求碳酸化装置的安全操作，尤其是当使用玻璃瓶时。压力作用下的玻璃瓶可能破裂。

一些现有的家用碳酸化装置在更换将气体供应给装置的加压二氧化碳汽缸时存在困难。一些机器需要倒置或提举到二氧化碳汽缸的高度处，以便将二氧化碳汽缸接合到二氧化碳阀件及接头组件上。

【发明目的和概要】

本发明的一个目的是简化家用碳酸化过程，其通过提供安全装置实现，所述安全装置能够启动和完成含有液体的瓶子的碳酸化，其仅仅需要单个用户动作或“单触”动作来启动和完成碳酸化过程。

本发明的另一个目的是提供一种家用碳酸化装置，其改善了对碳酸化过程及其结果的控制和监视。

本发明的另一个目的是提供一种复灌式瓶子的灌充帽盖，其适于与根据本发明的教导而制成的装置的灌充头配合。

本发明的另一个目的是提供一种用于瓶子的灌充帽盖装置，所述灌充帽盖装置在家用碳酸化电器的碳酸化头部中使用，但是该灌充帽盖装置不含用于与碳酸化头部接合的卡口或螺纹特征。所述帽盖具有内置的往复式活塞，所述活塞将通往瓶子内部的通道打开和关闭，所述盖帽附接到所述瓶子上。

本发明的另一个目的是提供一种具有碳酸化灌充头的家用碳酸化装置，所述灌充头具有贯穿自身且将加压的二氧化碳分布到瓶子内部的通道及第二通道，所述第二通道将所述瓶子内的压力传导至压力传感器，所述压力传感器为微处理器或其他控制装置提供压力读数。

本发明的另一个目的是提供一种具有保护外壳的家用碳酸化装置，所述保护外壳具有在碳酸化过程开始之前由装置内的电机关闭的保护门及防止用户在过程进行中将门打开的安全联锁机构。

本发明的另一个目的是提供一种装备，其能够让用户将所需要的碳酸化强度输入装置中，所述装置具有用于测量需要碳酸化的瓶子内二氧化碳压力的压力传感器，所述装置具有微处理器，当已经在瓶子内获得了需要的碳酸化强度时，所述微处理器将停止碳酸化过程。

本发明的另一个目的是提供一种具有电磁通风阀的家用碳酸化装置，所述电磁通风阀做往复运动，以便打开或关闭二氧化碳通风口，当装置分配二氧化碳时，所述通风口由所述阀密封，当需要将装置内不必要的压力清除时，所述通风口由所述阀打开。

本发明的另一个目的是提供一种从汽缸传送过来的加压二氧化碳，其用于驱动分配头的一部分，以便让其与密封的瓶子接合，所述瓶子在自动灌充前后均保持密封。

本发明的另一个目的是提供一种家用碳酸化装置内的开关，所述开关将与保护门的状态有关的信号提供给微处理器，并且允许微处理器检测门是否没有完全关闭。

本发明的另一个目的是提供一种家用汽缸的家用碳酸化灌充头，所述汽缸内含有具有分配孔的往复式主活塞，所述分配孔从位于活塞末端尖部的输送口分配二氧化碳。所述活塞具有导向裙，所述导向裙适于与瓶子的帽盖的尺寸及形状配合，所述瓶子的内含物将被碳酸化。

本发明的一个目的是提供一种用于家用碳酸化装置中的复灌式液体瓶的灌充帽盖，其包括：

具有活塞和汽缸的阀机构，所述阀分配到具有小型排放口的空间内，所述小型排放口允许加压的二氧化碳进入瓶子内部，并且防止液体大量涌入灌充帽盖的阀机构内。

本发明的另一个非排他性目的是在家用碳酸化装置内设置一种压力传感器，该压力传感器读取瓶子内部的压力读数，装置内的微处理器利用该读数确定瓶子内的液体体积并且进而防止瓶子出现过压。

本发明的另一个目的是提供一种具有灌充头的家用碳酸化装置，所述灌充头具有活塞，所述活塞由电机推进，以便引起灌充头的垂直往复运动，该运动与汽缸接头排放阀的运行同步。

【附图说明】

为更好地理解本发明，现在参考以下附图说明，在图中：

图1为家用碳酸化装置及配合的瓶子的实施例的示意图；

图2为与图1类似的示意图；

图3为侧部剖视图，展露了家用饮料碳酸化装置的内部；

图4示意性展示了用于图3所示的类似装置的门结构；

图5为碳酸化装置的另一个实施例的示意图；

图6为示意图，展示了家用碳酸化装置内的中央处理单元的功能；

图7以剖视图的形式展示了家用碳酸化装置中使用的瓶子的实施例；

图8为用于家用碳酸化装置的基座的示意性平面视图；

图9为家用碳酸化装置的另一个示意性平面视图；

图10为本发明的另一个实施例的示意图，其使用了预先碳酸化的储存池；

图11为本发明一个实施例的示意图，其允许预先碳酸化的瓶子的内含物额外碳酸化；

图12为图11所示的装置的另一个实施例的示意图；

图13为家用碳酸化装置的局部示意及局部剖视的视图；

图14为立体图，展示了门相对于家用碳酸化装置外壳打开的3个阶段；

图15为家用碳酸化装置的剖视图；

图16为家用碳酸化装置的灌充头的剖视图；

图17为剖视图，展示了二氧化碳及流体在瓶子内部与压力传感器之间的流通路径；

图17a为分配头及瓶子内部与压力传感器之间的流体或气体通道的剖视图；

图18为流程图，展示了压力传感器在家用碳酸化装置中的用法；

图19为侧视图，展示了排放接头及二氧化碳汽缸，所述汽缸附接到家用碳酸化装置的外壳，并且相对于所述外壳转动；

图20为示意性剖视图，展示了电机驱动的分配头；及

图21为电机驱动的分配头的第二实施例的剖视图。

【最佳实施方式及其它实施例】

图1展示了装置10，其用于促进瓶子内的液体的碳酸化，并且所述装置没有用于将自身连接到灌充头的螺纹或卡口配件。装置具有适于收容可更换的二氧化碳汽缸13的主分配接头或阀12。阀12包括致动组件14及出口15。出口借助由适当管子形成的网络而将二氧化碳输送给碳酸化器10所需要的组件。来自汽缸13的二氧化碳输送到由（比如）电磁阀17致动的分流阀16。二氧化碳同时被选择性传送到锁固组件18、开门设备19及瓶灌充头组件20。

如图1所示，所展示了的电磁阀17及分流阀16处于“灌充”方向。在该方向上，分流阀内的活塞21允许加压的二氧化碳流经那些加压的二氧化碳需要经过的位置，但是未流到开门机构19。活塞21（或电磁阀17或其他部件）与致动器14之间的机械连杆22用于打开接头12内的阀。当电磁阀17及分流阀16处于图1展示的位置时，将装置内需要灌充的瓶子11隔绝的一个或多个用户可操作的门23、24通过锁固装置18内或与所述锁固装置18关联的活塞25的动作而锁固。因此，活塞25收容来自水箱13的二氧化碳，并且在加压时，防止将门打开，而同时瓶子11被灌充。优选地，门是透明的，但其适于在瓶子11被灌充时，保护及防止用户接近瓶子11。在优选实施例中，门23、24与比如微动开关或其他开关26配合，所述开关26的电路开路或闭路状态受到装置的中央处理单元27的监控。门23、24通过微动开关26而与微处理器27之间的联锁防止了将加压的二氧化碳排放到系统中，除非门23、24完全关闭，并且优选地由锁固装置18锁固。

因此，当门23、24关闭时，所述CPU允许用户致动的开关28致动电磁阀17。电磁阀的致动将导致来自汽缸13的压缩二氧化碳致动锁固装置18。同时，将加压的二氧化碳输送至灌充头组件20。在该例子中，灌充头组件20内的灌充头空间内的加压气体导致类似活塞的往复接头组件30的位置降低。接头组件30借助弹簧等而向上偏置，并且借助灌充头空间29内的二氧化碳压力而仅可朝着瓶子11降低位置。在该例子中，灌充头空间29内的压力同时经由中心孔31而传导至往复排放管32。图1展示了处于最低位置的排放管32，在该位置处，排放管的尖部33低于瓶子11内的液体水位34。当灌充头空间29内的压力减小时，复位弹簧将导致灌充管32缩回到往复接头组件30的内部空间内。接头组件30的下部包括适于容纳瓶子11的接头接口35。在优选实施例中，接头接口35及瓶子11上均没有形成螺纹。因此，接头接口35优选地为密封弹性材料，在对瓶子灌充时，所述材料能够维持瓶子11的内部压力，而不会仅仅在压力作用下导致泄漏。

在图1的例子中，灌充接头组件30具有在瓶子11的内部与连接到可调压力开关37的管之间导通的开口36。可调压力开关37感测或监控瓶子11的内部压力，并且让电磁阀17失动（直接或通过CPA27而间接进行），以便当瓶子11的（比如）顶部内形成了预先设立的压力时，终止碳酸化过程。可调压力开关37同时允许借助配合的安全泄压阀38而对超压进行泄压。

图1示出的系统在图2中展示为减压状态。该状态对应于装置10完成碳酸化操作前后所呈现的状态。在该状态下，电磁阀17展示为“关闭”或扩展状态，因此让阀12内的主阀组件14失动。从而防止加压的二氧化碳进入锁固组件18或灌充头20内。因此，在锁固组件18中，复位弹簧39导致活塞25缩回，进而允许门23、24解锁并且打开。在打开门时，用户可以访问装置的内部，包括瓶子11在内。当电磁阀17导致阀16失动时，二氧化碳输送管40内的残余压力借助阀16而疏通至开门机构19处。开门机构19可以为汽缸或其它形式的气动电机，其以可控方式将门23、24打开。随着输送管40内压力的减小，灌充头20内的复位弹簧41导致接头组件30缩回。在图2的例子中，接头组件30包括由一对优选地同心的密封O形环43、44细分的下接头表面42。在该例子中，最内侧的区域（由内O形环43限定）包括与灌充头组件20的内部29导通的开口41。内O形环43与外O形环42之间的环或环面包括第二开口36，所述第二开口36在瓶子11与可调压力开关37之间导通，进而与安全泄压阀38之间也导通。在优选的实施例中，第二开口36也与止回阀46配合，所述止回阀46（优选地）位于螺纹帽盖47上，所述螺纹帽盖47将瓶子11密封。止回阀46允许将瓶子11的内部压力传导至可调压力开关37。主灌充开口45与第二止回阀48配合，所述第二止回阀48允许加压的二氧化碳进入瓶子内而不会离开瓶子。第二止回阀48与下降到内部液体体积内的灌充管导通，并且也与碳酸石49导通，所述碳酸石49为比如多孔且烧结而成的陶瓷石，其增加了加压的二氧化碳与瓶子11的液体内含物之间的接触表面面积。在该例子中，第一、第二止回阀46、48及碳酸石49都承载于可拆除的帽盖47上。往复灌充接头30的O形环42、43比如借助优选地同心且适于容纳O形环42、43的沟槽而与仅仅处于压缩状态时的帽盖47的上表面配合。

如图1、2所揭示并且如图3所示，可以使用桌面装置50对瓶子11的液体内含物进行碳酸化。如图3所示，在该例子中，这种装置包括底座51，所述底座51上安装基座52，所述基座52适于刚性支撑灌充头组件53及其往复灌充接头54。基座52也适于抵抗由瓶子11在灌充接头组件54与底座51之间的压缩夹紧形成的施加于基座52上的外力。如上所述，灌充接头组件53至少局部包含在头部外壳54内，所述头部外壳54位于门23、24的上方。在灌充过程中，门23、24将瓶子11及加压的二氧化碳与装置用户隔开。如上所述，优选地，在将加压的二氧化碳注入瓶子11时，将门23、24关闭并且锁固（或让其无法操作）。

在本发明的一些实施例中，利用温度传感器测量瓶子11内液体的温度。温度提供了瓶子11内液体的二氧化碳容积读数。如图3所示，可以把温度传感器100安装到伸入液体内的灌充管32上。将来自温度传感器100的信息提供给CPU27，借此利用信息计算二氧化碳的传递参数。在备选实施例中，温度传感器101可位于装置10自身上，靠近瓶子11的外表面。类似地，可以将Ph传感器102设置在灌充管32上，或设置在用于分配来自储存池63（参考图5）的液体饮料的输送管路103内。也可以对液体储存池63进行制冷。在图5的例子中，制冷线圈104非常靠近储存池63的外部而设置。

在一些实施例中，确定汽缸13内二氧化碳的含量是有益的。图3展示了实现这一点的两种方式。在一个实施例中，将压力传感器105安装在汽缸13的输出管路上。将来自压力传感器的信息输送给CPU27。另一种确定瓶子内二氧化碳含量的方法是在原位对瓶子称重。图3展示了位于汽缸13下方的称重传感器106，其将重量信息提供给CPU27。

如图4所示，一个或多个门23、24可以设置成从其外侧边缘铰接，因此一对门之间的接缝（或单个铰接的门的自由边缘）水平或垂直。图4同时展示了由气体致动的锁固组件18形成的一对门23、24之间的互锁。门可以相互互锁，或相对于装置的机座或底座锁固。

另一个强化的碳酸化装置60展示于图5，并且其包括气体致动的灌充头组件61，并且类似于图1-3所展示的装置，除了还包括第三开口62之外。第三开口62在瓶子11的内部与液体储存池63之间导通。通常，储存池63将内含用于制作碳酸化饮料的水或其他液体。储存池63内的液体通过泵64并经由碳（或其他）过滤器而给输送至第三开口62。储存池63与第三开口62之间的输送管路还具有管道流量计66。在该例子中，流量计位于碳过滤器65与往复接头组件67之间。流量计将与液体流的速度（或体积）有关的信息提供给装置的中央处理单元68。CPU可利用传送给CPU68的信息确定分配给瓶子11的液体总体积。该信息连同其他信息（比如温度和时间信息）来确定适当的灌充参数，比如切断从输送管路69流向灌充头61的二氧化碳的正确时间。

从图6可以理解CPU27、70及整体装置的基本运行过程。如图6所示，CPU70接收各种输入比如来自液体流量计71、确定瓶子11的内含物温度的温度传感器72的流速或流量及来自可调压力致动的开关37、73的瓶子内部压力。CPU也可以接收与瓶子11的存在或位置有关的读数，比如通过位置传感器进行，所述位置传感器直接检测瓶子11是否存在，或比如间接地通过微处理器26检测，所述微处理器26指示何时装置10的门被关闭。CPU同时驱动一个或多个图形显示器，例如瓶子11、75内的液体温度显示器、碳酸化强度显示器76，或分配到瓶子11内的液体体积显示器74。CPU70也用于启动电磁阀17，所述电磁阀17让主阀16致动。

在优选实施例中，本发明的碳酸化装置10适于与特别配置的容器或瓶子11配合，所述瓶子11优选地未螺锁在灌充接头组件上。适当瓶子11的一些实施例展示于图7中。第一种瓶子80具有位于下表面82上的灌充开口81。灌充开口81包括止回阀83，且可选地通过靠近或邻近止回阀83的碳酸石84进行排放。在一些实施例中，可拆除帽盖85包括灌充指示器86，其在瓶子的内含物被加压时提供可视指示。在该例子中，指示器86包括弹性膜或网状物87，其在瓶子内的压力大于大气压时看起来向上延伸（88）。当减小施加于膜88上的压力时，膜88将收缩（89）。

在另一个实施例中，瓶子具有上述参考图2描述的那种类型的可拆除帽盖90。然而，该瓶子91具有永磁铁92，所述永磁铁92位于瓶子93的下表面上，或紧紧邻近该下表面。磁铁92可用于确定瓶子相对于装置10内的支撑地板的方向，并且也可用于与装置10内的传感器互动，所述传感器可用于通知位置传感器瓶子是否存在，所述位置传感器将该信息提供给CPU27、70。

作为备选或磁铁92的补充，可以将RFID芯片93与每个瓶子关联起来，比如通过将RFID芯片93嵌入瓶子底座内。RFID芯片93可以由位于碳酸化器10底座内的应答器进行读或写，并且可以识别瓶子类型、瓶子的所有者、内含物、灌充参数或其他信息。

所展示的瓶子91上的帽盖具有第一开口、在瓶子被碳酸化时使用的止回阀94及第二止回阀95，所述第二止回阀95可用于减小瓶子内的多余压力，或用于被选择性地失动，以便在灌充灌充中可以对瓶子气态头部空间内的压力进行监控。将进来的二氧化碳引导至瓶子内含物中的垂直管96上可以设置碳酸石97或不设置碳酸石。

在其他实施例98中，外壳99包括与止回阀95类似的止回阀100。瓶子98也具有位于或靠近瓶子的底边102的碳酸化开口101及紧密邻近灌充开口101设置的碳酸石103。在该例子中，碳酸石103占据了瓶子内部空间最低体积的整个截面。

图7同时展示了具有帽盖的瓶子104，所述帽盖具有排放机构105。排放机构105具有可以由用户通过比如杠杆或按钮107而启动的排放阀106。排放管108从排放阀106延伸到靠近瓶子底部的位置109。

以上揭露的发明实施例依赖于往复灌充接头（比如30）二氧化碳。压力朝着瓶子驱动灌充接头，并且用于将瓶子夹紧或固定在装置的基座或底座与灌充头组件20的静止部件之间。由于往复接头必须不能由注入瓶子的加压二氧化碳推离瓶子11，因此施加在瓶子上的压缩力必须由支撑着灌充头组件20的基座来抵制。因此，必须将基座构造成能稳定适应与所述压缩力关联的拉伸和/或弯曲力，所述压缩力由往复灌充接头施加于灌充的瓶子11。实现此点的一个方法是将装置110的基座成型为刚性沟道111，如图8所示。在该例子中，沟道111具有平坦、平行且由横截部114互连的侧边112、113。横截部114可以与侧边112、113一体成型，或可以借助紧固件或粘结剂而附设在侧边。因此，瓶子11位于灌充头组件20的下方，并且至少局部包含在由基座的侧边112、113的自由末端116、117形成的开孔115内。铰接的门23、24（例如，如图1-4所示）用于包围开孔115。

如图9所示，可以将图8中展示的“C”形沟道更改为“H”形，以便进一步包括被局部包围且位于横截部114后侧的保护空间120。从用户的角度考虑，横截部件114的存在将用户与位于保护空间120内的任意组件隔开。加压的二氧化碳汽缸13、储存池63及其他组件可以位于横截部113的后侧。在备选实施例中，往复接头组件30施加在基座上与压力关联的拉伸力可以由优选地位于灌充头组件20的每个侧边的侧向或每个侧边上的垂直柱或柱状元件121、122所承受。

从上述内容可以理解：所揭露的所有实施例具有这种性能：一旦将适当的瓶子11放置在装置10内，则可以仅仅在单个用户操作的情况下将接头附件连接到瓶子11上，对其进行灌充，并且松开接头附件。可以将单用户操作称为“单触”性能。单触性能得益于将来自汽缸13的二氧化碳作为一种手段使用，通过该手段，操作往复灌充接头、将门锁固、将门打开及对瓶子11内的液体进行碳酸化。虽然本发明的装置可能需要辅助电力来让CPU、电磁阀致动的分流阀及图形显示器运行，但借助二氧化碳压力执行装置的所有运行功能。

如图10所示，在发明的另一个实施例中，瓶子128由含有预先碳酸化的液体比如水的第一加压储存池进行灌充。在该例子中，用户用比如水灌充储存池120，并且借助第一碳酸化管路121对其碳酸化。在优选实施例中，淡水源或储存池122借助过滤器123对储存池120灌充。可以对加压的储存池120制冷124。加压的储存池120的预先碳酸化的内含物由泵125经由流量计126而输送至瓶子128的盖帽内的灌充阀127。流量计126将流量或体积信息提供给装置的CPU129。和其他实施例一样，这种结构允许用户灌充瓶子，并且将瓶子从装置拆掉，而同时基本上一直让瓶子相对大气保持密封。在该例子中，灌充头组件131由第二二氧化碳管路132致动。第一、第二二氧化碳管路121、132的来源均可以为加压的二氧化碳汽缸。因为瓶子被预先碳酸化的液体灌充，因此灌充头组件131的二氧化碳管路132仅用来操作往复接头133。可以使用电磁阀代替往复式二氧化碳致动的接头133。在该例子中，通过帽盖130内的第二阀134而减小了瓶子128内的过压，所述第二阀134经由接头133内的密封开口135而向排出阀136泄压。

图11展示了一个实施例，在此，如上所述，瓶子140通过预先碳酸化的储存池141被灌充。然而，瓶子的可再密封的帽盖143内的第三阀142允许借助通道144而将额外或“推进”二氧化碳引入瓶子140的碳酸化的内含物中，所述通道144穿过了往复接头组件145。因此，二氧化碳从接头145上方的头部空间146通过通道144且经由阀142而传送到已经引入了瓶子140的预先碳酸化的水中。在该实施例中，往复接头145优选地由电磁阀146致动。

图12展示了与结合图11揭示的实施例类似的实施例。然而，在该实施例中，将选择阀150插入通过储存池153对瓶子152进行灌充的液体输送管路151与允许加压的二氧化碳穿过往复接头155的通道154之间。往复接头155可以由电磁阀或加压的二氧化碳致动。通过这种方式，选择阀可以首先允许液体（不含二氧化碳）灌充瓶子152，然后，在关闭六国管路151的流体后，允许加压的二氧化碳经由往复接头155内相同的排放开口156而进入瓶子152内。因此，可以经由相同的入口止回阀157而引入液体及压缩的二氧化碳到瓶子内。选择阀150可以由用户致动，或由来自CPU158的信号致动。储存池153可以为静态液体或预先碳酸化的液体。

参考比如图13揭示了上述技术的改进实施例。如图13所示，用于选择性且可变地将用户复灌式瓶子201的内含物碳酸化的装置200包括用于瓶子201的立式保护外壳202、通过致动电机或电磁阀204运转的阀203及适于与二氧化碳汽缸206配合的分配接头205。立式保护外壳202包括分配头207、压力传感器301及微处理器208。应当理解：用户可以使用与装置200关联的输入装置来指定需要的碳酸化强度。通过使用与特定的碳酸化范围有关的按钮或变量输入装置，微处理器可以确定用户需要的碳酸化强度，并且通过压力传感器301监控瓶子201的内部压力而协调碳酸化过程和碳酸化的程度。应当理解：在整个碳酸化过程中，压力传感器301借助流体与瓶子201的内部导通。因此，用户可以调节碳酸化强度，并且微处理器可以根据传感器301的读数而终止碳酸化过程。

在电机或电磁阀204的影响下，安全阀或通风阀203做往复运动，以便打开或关闭二氧化碳通风或安全开口209。当将来自汽缸206的二氧化碳分配到头部207时，开口209由阀的往复活塞210所密封。当分配接头或汽缸接头205切断来源于瓶子206的输送时，开口209打开，并且聚集在系统内的不必要压力通过可选的限制器211而排放到大气中。阀的活塞或阀元件210的往复运动被传递到比如第一致动杆212。第一致动杆212借助比如铰链213而附接到第二致动杆214。因此，致动杆212的动作打开和关闭汽缸接头205，进而控制加压二氧化碳向主输出管215的传递。主输出管215具有第一支路216，所述第一支路216将汽缸206已经传递的二氧化碳回传给安全阀203，但是仅仅在没有将二氧化碳有效地从汽缸接头205分配时进行。主输出管215可以具有第二支路217，所述第二支路217通向适于减小系统过压的安全阀或安全通风口218。

当汽缸接头205从瓶子206传递加压的二氧化碳并且没有过压时，直接将二氧化碳传递至分配头207。

下文将解释，传送至分配头的二氧化碳具有两个不同但关联的用途。加压的二氧化碳执行的第一个功能是驱动分配头的一部分，以便让其与密封的瓶子201接合。当分配头207与用户的瓶子201之间形成密封接合时（或之后），将二氧化碳传送到瓶子201的内部，在该内部，瓶子的液体内含物被碳酸化。当将足量气体传送到瓶子201时，致动电机或电磁阀204促使系统压力经由开口209而泄压。从而导致分配头207内的活塞缩回，并且脱离瓶子201。瓶子在自动灌充前后均保持密封，而不像现有装置那样，在发生碳酸化过程之后，需要用户将瓶子再次密封。为了更好地确保装置的安全性，保护外壳202的底座220可以包括电机、电磁阀或其他致动器221，其由微处理器208控制，以便在碳酸化的过程中打开和关闭至少一个转动或滑动的保护门222。下文将解释，机械联锁防止碳酸化过程中用户打开门222。可选的微动开关223将与门222的状态有关的信号提供给微处理器208，从而允许微处理器检测门222何时完全关闭（与否）。可以使用两个微动开关，以便将“门开”和“门关”状态的信号或指示提供给微处理器。

如图14所示，保护外壳可以包括支撑着竖立主体223的底座202。竖立主体223连同转动或滑动门222一起限定了二氧化碳汽缸及用户复灌式瓶子可以放置在内的空间225。当门222关闭时，用户无法接近瓶子201。如果用户强行打开门，则微动开关223把信号（或没有信号）告知微处理器208。然后，微处理器208可以终止碳酸化过程，并且将系统压力排放到大气中。保护外壳202进一步包括其内含有灌充头207的上腔室226，在所述上腔室226的下方，瓶子201在与灌充头207接合之前放置在机械位置特征220a处。

如图15所示，汽缸的接头和分配器205收纳加压的二氧化碳汽缸206。汽缸接头205与二氧化碳瓶子206之间的连接可以由螺纹231实现。接头分配器205具有分配致动器230，所述致动器230由节约空间的机械连接装置212、214等致动，所述机械连接装置212、214（大体上位于或低于致动销230的高度）在电磁阀或电机204与致动器230之间延伸。按压或启动致动器230导致将加压的二氧化碳分配到主输送管路215中。

主输出管路215进入了灌充头207的最上端。在该例子中，灌充头207包括主汽缸232，所述主汽缸232的一端由帽盖233终止，所述帽盖233形成了汽缸232上方的凹入圆顶234。汽缸232包含往复主活塞235。弹簧固持帽盖236借助固持螺钉或紧固件237而固定到活塞232的上端部。弹簧固持帽盖236将复位弹簧238限制在帽盖236与汽缸232的另一个端部239之间。分配孔，在该例子中为中央纵向开孔240将二氧化碳从输出端215传导至位于活塞235末端尖部的输出口241。活塞235的传递端242优选地形成螺纹243，以便容纳导向裙244，所述导向裙244适于与瓶子的螺纹帽盖的尺寸和形状配合，所述瓶子的内含物将被碳酸化。所述导向帽盖244的下端245向外展开，从而允许瓶子201与往复活塞235之间具有一定的错位。导向裙对瓶子的螺纹灌充帽盖组件246进行导向，从而让其与活塞235正确接合。活塞235的末端尖部247包含输送口214，输送口241的直径相对于中央开孔240的剩余部分减小。末端尖部247同时包括圆周沟槽和密封件248，所述密封件248与形成于灌充帽盖组件246内的柱形凹槽249配合。在进来的加压二氧化碳的影响下，活塞235的延伸驱动末端尖部248与灌充帽盖组件内的收容口249接合。当尖部247正确设置在开口249内时，通过排放口241输送的二氧化碳相对于大气密封，并且仅可以进入灌充帽盖246的主入口250。所述入口穿过了副灌充活塞251。活塞235的运动同时向下推动灌充口往复阀活塞元件（或副活塞）2514，进而打开了位于进来的气体与瓶子201内部之间的通道。

如图16所示，活塞235的扩展将复位弹簧232压缩，让活塞的末端尖部247与灌充帽盖阀元件（或副活塞）251接合，并且向下推动阀元件251。从而将一个或多个横截开口260（位于往复阀元件251的下部）打开或暴露于空间261，所述空间261借助流体与瓶子201的内部导通。空间261优选地包含在具有小型排放口263的纵长尖部262内，所述小型排放口263允许加压的二氧化碳进入瓶子201的内部，并且防止液体大量涌入灌充帽盖的机构内。尖部262可以通过螺纹方式与灌充帽盖的入口（或副）汽缸264接合。围绕灌充活塞251的第一圆周沟槽和聚合密封件265防止从横截开口260传送来的空气进入密封件265上方的汽缸空间内。当灌充帽盖处于静止且密封位置时（参考图15），位于第一密封件265上方的活塞251上的第二密封件266将活塞相对于瓶子的螺纹灌充帽盖270密封。另一个第三密封件271位于围绕导向帽盖244的内颈部272的圆周沟槽内。当活塞235扩展时，这些密封件导致入口与瓶子的螺纹外帽盖270接合。灌充活塞251的扩展导致插入灌充活塞下肩部与内肩部274的上表面之间的弹簧273被压缩，所述内肩部274限定了灌充帽盖的汽缸(副汽缸)264的下部。灌充帽盖活塞251的最下端包括尖部275，径向排放口260可以穿过所述尖部275。尖部275也可以具有轴向设置的螺纹开孔276或其他结构，用于固定固持帽盖277，所述固持帽盖277防止尖部密封件278向下脱离。当气体排放到瓶子内且灌充头的活塞235缩回时，尖部密封件278与肩部274的下表面邻接。因此，灌充头汽缸280内加压的气体经由开孔240、排放口260并且经由排放孔263而进入瓶子201内。当系统压力泄压时，灌充头主活塞235缩回，帽盖的副活塞251也是如此。帽盖的副活塞251的缩回导致瓶子201被再次密封，并且防止碳酸化过程结束后压力泄漏。在碳酸化的过程中，用户不需要而且也无法操控瓶子201。

如图16所示，帽盖组件的优选实施例包括具有入口开孔290的外螺纹帽盖部270，所述入口开孔290由下降的颈部或框边291限定，所述框边291内含有螺纹间隔器292，所述螺纹间隔器292通过聚合密封件293而相对于帽盖的内部密封。间隔器292进一步通过“T”形密封件294而相对于瓶子201的螺纹开孔的上框边密封。注意：在该朝向中，与电磁阀或电机204的运动有关的机械延伸部或指状物295穿过了保护外壳202的主体，并且与门222内的凹陷部296接合，因此，当气体排放到瓶子201内时，其机械地与门的打开产生干涉。

如图17所示，当将加压的二氧化碳300传送到瓶子201内时，压力传感器301能够检测、读取和确定瓶子201内部的压力数量。压力传感器301与装置的微处理器208导通，并且将来自瓶子201内部的连续、大体上即时的压力读数提供给微处理器。压力传感器通过密封的通道302而连接到形成于灌充头的往复灌充活塞235上的径向延伸开口303。活塞235内部的通道304与空间305导通，所述空间305位于活塞35上的面向下方的肩部306与导线帽盖244之间。可以通过对围绕活塞235与导线帽盖244之间的螺纹连接部243的上部的区域进行倒角而形成所述空间305，也可以通过螺纹内的垂直缝隙形成。空间或孔洞305经由螺纹连接部243内的空间而与圆柱间隙307导通，所述圆柱间隙307围绕所述活塞235的下部并且在活塞的下部与导线帽盖244的内颈部272之间延伸。该间隙与第二间隙208导通，所述第二间隙208位于颈部272的最下部与帽盖灌充活塞251的上表面之间。所述间隙通过帽盖244、灌充头活塞235、其末端尖部247及收容凹陷部249的内地板之间的关系所限定。间隙无法特别通过灌充头活塞235的扩展而关闭。压力进一步从间隙308经由汽缸264内的开孔309而传导至瓶子201的内部空间。当碳酸化结束后。开孔309借助第二密封件266而相对于大气密封，所述第二密封件266与帽盖的下降框边291的内部接触。

如图18所示，来自瓶子201内部且由压力传感器301形成的压力读数可用于确定瓶子201内包含的液体体积，进而防止瓶子201的过压。如图18所示，装置的微处理器首先确定装置是否已经准备开始碳酸化操作（350）。这可以包括可能方便或需要的检测瓶子201是否存在、门的状态或其他因素。一旦微处理器确定条件合适，则允许用户选择最终通过瓶子201内的最终二氧化碳压力表示的碳酸化强度或起泡程度（351）。此后，微处理器命令电磁阀或电机204启动，以便将单次相对短暂的二氧化碳352传送到瓶子201内。随着灌充头207的伸展及与瓶子201之间的密封接合，压力传感器301测量瓶子内的形成的压力，正如之前参考图17解释的那样。将压力读数发送给微处理器353。然后，微处理器208使用来自压力传感器的测量值并且通过将测量的压力与第一预设的安全压力值254进行比较而做出判断。如果测量的压力小于期望值355，则微处理器使用该数值表示液体水位过低并且中止碳酸化过程356。可以将该结果作为错误消息或听觉或视觉提醒而显示给用户357。可以将错误消息显示在位于或与装置200关联的LCD上。如果传感器测量的压力值大于预设且表示过压的第二参考或安全值358，则微处理器断定瓶子内含有过量液体，并且中止碳酸化过程359。以前述方式将该结果显示给或告知用户357。如果压力传感器通知微处理器所测量的压力值介于与低流体水位355及过量流体358有关的预设数值之间，则在初始脉流之后恢复碳酸化过程，以便开始完整的碳酸化循环360。在碳酸化循环的末期，将适当的显示或听觉信号提供给用户361。这一点可以在门的联锁机构松开后进行，以便在提供显示361时，用户不会试图打开门。

相对于现有的单元，通过设置可相对垂直位置倾斜的汽缸接头205，简化了将加压二氧化碳输送瓶206插到汽缸接头205上的动作。在本发明的一些实施例中，分配接头205可转动地附接到保护外壳202的内部。通过这种方式，分配接头205可相对垂直轴线转动的角度为X。从而允许二氧化碳瓶子206朝着接头205前进370，然后以通常方式螺锁到接头205上。在将二氧化碳瓶子206螺锁到接头205后，瓶子和接头可以协调转动角度X，进而转动到其上附接所述瓶子和接头的保护盖的内部或外部的垂直朝向。分配接头205可以与有助于调整瓶子206相对于接头205朝向的导向件或导向件护盖连接。在该例子中，护盖371的形状与瓶子206上部的形状配合。从而形成了围绕瓶子上部的保形裙。其可以沿着瓶子的整个长度延伸，或沿着瓶子长度的一部分延伸，如图19所示。

前述例子利用加压的二氧化碳启动分配头内的主活塞。然而，应当理解：活塞可以其他方式并且在没有使用加压气体的情况下启动。图20展示了一个实施例，在此，具有或不具有齿轮箱401的电机400具有旋转且垂直的输出部402，所述输出部402让垂直设置的斜齿轮或螺钉403旋转，所述斜齿轮或螺钉403收容在配合的螺纹母组件404内。组件404作为主活塞使用，其具有用于收容来自汽缸206的加压二氧化碳的外螺纹连接部405。连接部405优选地具有螺纹，并且可位于组件404的任何部位。在该例子中，其径向设置，但最终通过排放孔406而垂直释放。因此，微处理器208影响下的电机运行引起了完成碳酸化循环所必须的组件405的垂直往复运动（与汽缸接头排放阀同步）。类似结果展示于图21中，除了以下不同：电机的输出轴500位于水平面内，且与蜗轮结构501配合，所述蜗轮结构501驱动斜齿轮502，所述斜齿轮502引起了分配头的公灌充组件503的往复运动。

应当理解：可通过各种组合方式及置换方式利用参考装置部件包括灌充头、排放接头、微处理器、压力传感器、灌充帽盖、保护外壳、微动开关、阀和门所揭露的各个优点。不是在一个实施例中揭露的所有特征都需要包含在任意其他实施例中。也应当理解：在举例的场合中，不需要完全一样地使用精确类型的电子或机械部件，并且许多启示可以通过说明书中广泛的例子揭露。类似地，不应当仅仅因为形成了说明书有用例子的原因，而将灌充帽盖和保护门及外壳的形状以及装置运行的方式或顺序视为是对权利要求范围的限制。应当理解：在揭露了公和母部件比如装配件和接头的场合，本领域中的普通技术人员将明白：公和母部件比如接头、螺纹和卡口装配件的朝向一般可以相反，而不会带来不利后果。所揭露的部件位置表示示例性实施例，而不应当将其解释为是本发明的字面要求，除非特别指出。

虽然参考结构的特定细节揭露了本发明，这些应当理解为是通过举例的方式提供的，而不是对本发明范围或精神的限制。

虽然结合特定的例子描述了本发明，本领域中的技术人员应当理解：本发明可以通过许多其他形式实施。

本说明书中所称的“一个实施例”或“实施例”指的是结合实施例描述的某个特定特征、结构或特性包含于本发明的至少一个实施例中。因此，本说明书中多处出现的词语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不必然表示同一个实施例，而是可能是同一个实施例。此外，根据本说明书，本领域中的普通技术人员将理解：一个或多个实施例中的特定特征、结构或特性可以通过任何适当结合起来。

在以下的权利要求和文中描述中，任何一个术语“包括”、“包含”或“其包括”均为开放式术语，这意味着至少包括随后的元件/特征，但不排除其它元件/特征。因此，不应当将权利要求中使用的术语“包括”解释为对此后列出的装置或元件或步骤构成限制。例如，包括A和B的装置的表达范围应当并不限制于仅仅包括A和B的装置。文中使用的任何术语“包括”、“其包括”或“它包括”也是开放式术语，也意味着至少包括该术语之后出现的元件/特征，但并不排出其他元件/特征。因此，“包含”是“包括”的同义词，并且指的是包括。

类似地，应当留意：不应当将权利要求中使用的术语“连接”解释为仅仅限制于直接相连。可以使用“连接”、“相连”及其衍生词语。应当理解：并不意味着这些术语互为同义词。因此，装置A连接到装置B的表达范围不应当限制为装置或系统内的装置A的输出端与装置B的输入端直接相连。其指的是：A的输出端与B的输入端之间存在路径，所述路径可以包括其他装置或设备。“连接”可以指两个或多个元件之间直接物理接触，或两个或多个元件之间没有直接接触，但仍然互相配合或互相作用。

在文中，除非特别指出次序形容词“第一”、“第二”、“第三”等的用法来描述共同主体，其仅表示引用类似主体的不同例子而已，并不意味着这样描述的主体临时地、在空间上、在排序上或以任何方式必须具有给定的顺序。

在文中，除非特别指出术语“水平”、“垂直”、“左”、“右”、“上”和“下”及其形容词或副词形式的衍生术语（比如“水平地”、“朝右”、“朝上”等）的用法，其仅仅指的是当具体附图面对读者时所展示结构的朝向，或指的是适当情况下在常规使用时，结构的朝向。类似地，术语“向内”和“向外”一般是指在适当情况下表面相对于其纵轴线或旋转轴线的朝向。

类似地，应当理解：在本发明的上述示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时在单个实施例、附图或其描述中组合起来，以便简化说明书，并且有助于理解一个或多个发明特性。然而，这种描述方式不应当解释为表明要求保护的发明还需要除了每个权利要求中明确引用的特征之外的其他特征。而是，正如后附的权利要求所表明的那样，本发明的特性并不在于前文描述的单个实施例中的所有特征。因此，说明书之后的权利要求明确融合于说明书中，其中每个权利要求本身表示本发明单独的实施例。

此外，虽然文中描述的一些实施例包括了一些特征，而没有包括其它实施例中的特征，应当认为：不同实施例的特征组合也在发明范围内，并且形成了不同的实施例，正如本领域中的技术人员将理解的那样。比如，在接下来的权利要求中，任何要求保护的实施例均可以任何方式组合起来。

此外，一些实施例在文中描述为方法或方法步骤的组合，其可被计算机系统的处理器或被其他执行该功能的装置执行。因此，具有用于执行该方法或方法步骤的指令的处理器形成了执行该方法或方法步骤的装置。此外，文中描述的设备实施例的元件为用于执行功能的装置的例子，所述功能由用于实施本发明的元件所实现。

在所提供的说明书中，描述了许多特定的细节。然而，应当理解：可以在没有这些特定细节的情况下实施本发明的实施例。在其它场合中，并没有详细展示周知的方法、结构和技术，以使说明书容易理解。

因此，虽然已经描述了发明的优选实施例，本领域中的技术人员将理解：在没有脱离发明本意的情况下，可以对发明做出其它和进一步的变更，并且这些修改和变更也受到保护并且落入发明范围内。比如，上文给出的方法仅仅为流程可以使用的典型形式。可以从方框图中增加或删除功能，并且步骤可以在功能方框之间互换。在发明范围内描述的方法可以增加或删除步骤。

应当理解：发明的实施例可以基本上由文中描述的特征组成。或者，发明的实施例可以由文中描述的特征组成。文中示例性揭露的发明可以在不具有文中没有特别揭露的任何元件的情况下实施。

Claims (12)

1.一种用于瓶子的帽盖装置，所述瓶子用于家用碳酸化电器中，包括：

用于瓶子的可拆除帽盖，所述帽盖适于与家用碳酸化装置的碳酸化头部配合，但是其不具有用于与所述碳酸化头部接合的卡口或螺纹特征，所述帽盖具有内置的往复活塞，所述往复活塞打开和关闭通往瓶子内部的通道，所述帽盖可以附接到所述瓶子上。

2.一种家用碳酸化装置，其包括：

碳酸化头部，其具有穿过自身且将加压的二氧化碳分布到瓶子内部的通道及第二通道，所述第二通道将所述瓶子内的压力传导至压力传感器，所述压力传感器为微处理器提供压力读数。

3.一种家用碳酸化装置，其包括：

具有保护门的保护外壳；

在碳酸化过程开始之前，由所述装置内的电机关闭所述保护门，且所述保护门具有防止用户在过程进行中将所述门打开的安全联锁机构。

4.一种家用碳酸化装置，其包括：

一种装备，其能够让用户将所需要的碳酸化强度输入装置中，所述装置具有用于测量需要碳酸化的瓶子内二氧化碳压力的压力传感器，所述装置具有微处理器，当已经在瓶子内获得了需要的碳酸化强度时，所述微处理器将停止碳酸化过程。

5.一种家用碳酸化装置，其包括：

电磁通风阀，所述电磁通风阀做往复运动，以便打开或关闭二氧化碳通风口，当所述装置分配二氧化碳时，所述通风口由所述阀密封；

所述通风口由所述阀打开，以便将所述装置内不必要的压力清除到大气中。

6.根据权利要求5所述的家用碳酸化装置，其特征在于：

传递阀元件210的往复运动，以便打开和关闭汽缸接头，所述汽缸接头控制来自二氧化碳汽缸的加压二氧化碳的传送。

7.一种家用碳酸化装置，其包括：

从汽缸传送过来的加压二氧化碳用于驱动分配头的一部分，以便让其与密封的瓶子接合，所述瓶子在自动灌充前后均保持密封。

8.一种家用碳酸化装置，其包括：

开关，所述开关将与保护门的状态有关的信号提供给微处理器，并且允许微处理器检测门是否没有完全关闭。

9.一种家用碳酸化装置，其包括：

灌充头，其具有汽缸，所述汽缸内含有具有分配孔的往复式主活塞，所述分配孔从位于所述活塞末端尖部的输送口分配二氧化碳；

所述活塞具有导向裙，所述导向裙适于与瓶子的帽盖的尺寸及形状配合，所述瓶子的内含物将被碳酸化。

10.一种用于家用碳酸化装置的复灌式液体瓶的灌充帽盖，其包括：

具有活塞和汽缸的阀机构；

所述阀分配到具有小型排放口的空间内，所述小型排放口允许加压的二氧化碳进入所述瓶子内部，并且防止液体大量涌入所述灌充帽盖的所述阀机构内。

11.一种家用碳酸化装置，其包括：

压力传感器，所述压力传感器读取瓶子内部的压力读数，所述装置内的微处理器利用该读数确定瓶子内的液体体积并且进而防止所述瓶子出现过压。

12.一种家用碳酸化装置，其包括：

灌充头，所述灌充头具有活塞，所述活塞由电机推进，以便引起所述灌充头的垂直往复运动，该运动与汽缸接头排放阀的运行同步。