CN113544084A - 加压饮料容器系统 - Google Patents

Abstract

一种饮料容器(10)包括调节缸(50)，该调节缸在第一端通向大气，在第二端通向饮料容器(10)的封闭内部。活塞(54)位于缸(50)中。泄压口(76)位于调节缸(50)的端部中间并由活塞(54)控制。由调节阀(80)控制的压力筒(12)与饮料容器(10)的封闭内部连通。阀杆(90)通过受限环形通道(84)可操作地从活塞(54)延伸到调节阀(80)。活塞(54)在低于封闭内部和大气之间的预选压力差时与阀杆(90)接合，而在高于封闭内部和大气之间的另一预选压力差时与阀杆(90)脱离。阀壳体(34)可围绕阀杆(90)滑动地延伸，环形充注通道(32)由受限环形通道(84)外部的充注喷嘴(30)控制。

Description

加压饮料容器系统

技术领域

本发明的技术领域是封闭容器饮料分配系统。

背景技术

要在加压条件下从封闭容器或小桶中分配的饮料通常借助于加压介质比如二氧化碳在容器中加压。介质在容器中与饮料在同一隔室中以相对高的过压提供，并积聚在待分配饮料上方的顶部空间中。在使用中，随着饮料从容器中分配出来，初始压力降低。这是因为作为气体的加压介质的一部分将与饮料一起离开容器，并且加压气体占据的顶部空间将变大。

为了补偿顶部空间中气体压力的这种降低，已经采用装置将额外的加压气体插入顶部空间。WO99/47451中示出了这样的装置，其包括室内的活动壁，该活动壁操作阀机构以暂时打开该室，并允许加压气体从该室流入顶部空间。美国专利号4711377和美国专利号5785211公开了使用空气泵用空气对饮料容器进行再加压。美国专利号5199609和美国专利号7131560教导了使用连接的二氧化碳瓶进行再加压。美国专利号8469239公开了用于与饮料容器一起使用的压力控制装置，其包括位于缸内的活塞以打开和关闭气体供应，同时清除剂容纳在压力控制室中，以清除进入该室的二氧化碳气体。

发明内容

本发明涉及一种饮料容器，其具有调节缸，该调节缸在第一端通向大气，在第二端通向饮料容器的封闭内部。活塞位于缸中。阀杆从调节缸的第二端延伸。活塞在低于封闭内部和大气之间的预选压力差时与阀杆接合，在高于封闭内部和大气之间的另一预选压力差时与阀杆脱离。调节阀位于加压流体源和封闭内部之间。调节阀由阀杆控制，以将加压流体引导至封闭内部。

在本发明的第一方面，泄压口位于调节缸的端部中间，并与大气连通。在封闭容器中相对于大气过压的情况下，活塞可以在处于或高于封闭内部和大气之间的过压力差时打开泄压口。活塞弹簧可以偏压活塞，并且可以呈现渐进的弹簧刚度。

在本发明的第二方面，封闭细长筒的塞子包括穿过其中的杆通道，调节阀在一端，而在另一端与封闭内部连通。阀杆延伸通过杆通道至调节阀。阀杆在阀杆通道内限定受限环形通道。随着加压流体源充注有液体二氧化碳，受限环形通道使液体二氧化碳在到达封闭内部之前蒸发。

在本发明的第三单独方面，穿过细长筒的第二端的塞子包括穿过其中的塞子通道。阀壳体包括围绕壳体的壳体座和穿过其中的杆通道。阀壳体可滑动地延伸穿过塞子通道，其间具有环形通道，在第一位置，壳体座与塞子接合以关闭其间的环形通道，在第二位置，壳体座与塞子脱离以打开其间的环形通道。阀壳体可以与充注喷嘴配合，迫使阀壳体远离壳体座，以便通过环形通道快速充注。阀壳体端部的螺纹柱可以可替代地螺纹接合调节缸，以在环形通道关闭的情况下保持阀壳体。

任何前述方面都被考虑一起使用以获得进一步优势。因此，本发明的主要目的是提供改进的饮料容器，其具有细长压力筒和加压介质分配阀系统。从下面对结构和使用的描述中，进一步的目的和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是穿过加压饮料容器系统的中心线的竖直剖视图；

图2是穿过压力筒的中心线的竖直剖视图；

图3是穿过压力筒和充注喷嘴的中心线的竖直剖视图；

图4是穿过压力筒和压力喷嘴的中心线的竖直剖视图；

图5是穿过气体分配阀系统的中心线的竖直剖视图；

图6是穿过调节缸的中心线的竖直剖视图；

图7是穿过气体分配阀系统的中心线的竖直剖视图；

图8是穿过气体分配阀系统的第二实施例的中心线的竖直剖视图；

图9是穿过加压饮料容器系统的第二实施例的中心线的竖直剖视图。

具体实施方式

详细转向附图，给出了用于饮料的加压饮料容器系统的两个优选实施例。每个的特征可以互换。包括饮料上方顶部空间的封闭内部的加压有利于分配大量的饮料。饮料可以是任何类型，例如软饮料、水、啤酒等。该系统还特别有利于碳酸饮料，加压流体是二氧化碳。压力筒安装在带有气体分配阀系统的饮料容器内。该阀系统安全地分配积聚在饮料容器的封闭内部的加压流体。容器中的压力由饮料容器压力和可通过饮料容器中的阀系统的支架进入的大气之间的压力差来调节。还参考了以Radford的名义于2019年12月19日公布的美国专利公开2019/0383312，其公开内容通过引用整体结合于此。

图1示出了具有细长压力筒12和气体分配阀系统14的饮料容器10的第一实施例。细长压力筒12在充注时提供加压流体源。饮料容器10显示为处于饮料分配定向。在该定向，气体分配阀系统最好与饮料容器底盖16结合使用。这将细长压力筒12定向成使得封闭端18竖直位于进入端20上方，提供了利用筒12中的加压气体存在或发展的顶部空间。该定向还在饮料容器10上方便且受保护的位置适应通向大气。

图2和3示出了安装在饮料容器10中之前的筒的充注。细长压力筒12包括内螺纹端口22。塞子24与端口22螺纹接合，并由O形环密封件26密封。塞子24包括与充注喷嘴30配合的端部28。当充注喷嘴30接合时，充注通道32通过充注喷嘴30填充筒12。

在第一实施例中，阀壳体34延伸穿过塞子24。阀壳体34在其一端包括从塞子24延伸的螺纹柱36。在阀壳体34的另一端，其中容纳有稍后讨论的调节阀。阀壳体34可滑动地穿过塞子24布置，使得在阀壳体34和塞子24之间存在沿着阀壳体34的流动通道。围绕阀壳体34的壳体O形环座38位于调节阀处。该壳体座38定位成抵靠塞子24，阀壳体34处于塞子24中的第一最高位置。如图2所示，在该位置，壳体座38关闭塞子24和阀壳体34之间的流动路径。凸缘40保持着保持夹42，以确保阀壳体34通过塞子24的有限行程。

图3示出了处于第二位置的阀壳体34。在该第二位置，壳体座38从塞子24脱离，以打开塞子24和阀壳体34之间的流动路径。图4中的箭头44示出了围绕阀壳体34的流动路径。阀壳体34在塞子24中向下的移动是利用充注喷嘴30完成的。充注喷嘴30被向下带到塞子24上接合。穿过充注喷嘴30的充注通道32包括具有小通道46的部分，该小通道46位于围绕充注通道32的周边，以限定止动件48，当充注喷嘴30被向下压向塞子24时，止动件48抵靠阀壳体34。

随着充注喷嘴30与塞子24接合，阀壳体34被推向筒12，打开围绕阀壳体34的流动路径。在该第二位置，围绕阀壳体34的流动路径允许来自充注喷嘴30的大量流动进入并充注细长压力筒12。

一旦筒12被充注，随着充注喷嘴30响应于筒12中增加的压力而被移除，阀壳体34将关闭到第一位置。筒12现在被充注并准备与包括调节缸50的气体分配阀系统14组装。在该第一实施例中，调节缸包括穿过其底部的螺纹端口，以接合螺纹柱36。这种接合确保阀壳体34保持在关闭的第一位置。

在如图1至8所示的该第一优选实施例中，为了将筒12与气体分配阀系统14组装，调节缸50围绕塞子24与细长筒12配合。气体分配阀系统14与细长压力筒12组装，调节缸50作为圆柱形插座围绕细长压力筒12的开口端延伸，并通过螺纹、过盈配合或其他方式保持。

调节缸50由缸盖52封闭，并包括可在调节缸50中滑动的活塞54。活塞54包括围绕活塞54的活塞密封件56，以将调节缸50分成两个可变容积室58、60。邻近缸盖52的室58通过缸盖52中的接入口62通向大气。活塞54的另一侧上的室60通过端口64通向饮料容器10中的饮料压力。

活塞弹簧66在缸盖52和室58中的活塞54之间延伸。活塞弹簧66将活塞54朝向细长筒12偏压。活塞弹簧66可以是普通的螺旋弹簧，或者可以构造成在活塞弹簧66的不同压缩范围内提供两种弹簧刚度。这种复杂的构造可以包括两个同心布置的线圈或复合线圈构造，其中线圈的两个部分各自呈现不同的弹簧刚度。对于两个线圈，较硬的线圈较短，使得活塞不接触该线圈，直到其超出活塞的调节范围并接近下述的泄压口，见图9。对于复合线圈，弹簧刚度也是按顺序起作用。这些弹簧构造在本文统称为活塞弹簧66。

在通向饮料压力的室60中，内缸68布置成上端限定凸轮70。凸轮70与位于活塞54上的从动件72相互作用。活塞54可在调节缸50中旋转，使得从动件72可保持在移动远离细长筒12的位置。通过活塞54的旋转，从动件72从凸轮70释放，并且可以在操作期间朝向细长筒12移动。

活塞驱动轴74延伸穿过缸盖52，以由饮料容器外部的元件致动来旋转活塞54，从而使活塞54上的从动件72与凸轮70接合或脱离。活塞驱动轴74的横截面可以是矩形的，并且与活塞54接合。驱动轴74固定至活塞54，并可通过缸盖52滑动，以适应活塞54在调节缸50中的运动。

调节缸50包括位于调节缸50的端部中间的泄压口76。该泄压口76作为通道延伸到调节缸50的邻近缸盖52的端部。如果活塞54在调节缸50中被提升到活塞密封件56越过在调节缸50的中间点处的泄压口76的端部的位置，活塞54任一侧的室58和60将被连通，以通过接入口62释放室60的压力。当室58通过端口64与饮料容器10中的饮料压力连通时，饮料容器10中的饮料压力与大气连通，如图8中箭头77所示。这种情况存在直到饮料压力降低以使活塞密封件56越过泄压口76的端部。泄压口76的尺寸设计成缓慢降低饮料中的压力，以仅排出多余的压力。

图6中的箭头78示出了从压力罐12到室60的流动路径，通向进入饮料容器10的端口64。控制该流动路径的调节阀80位于阀壳体34上，在压力筒12处的塞子24的端部处。调节阀80包括入口82和出口，它们穿过阀壳体34中的中心杆通道84延伸至并穿过螺纹柱36。阀元件86延伸到阀壳体34的杆通道84中。O形环座88被捕获在阀壳体34和阀元件86之间，阀元件86延伸到杆通道84中。

一旦细长筒12的充注完成，并且在与调节缸50组装之前，阀杆90将被插入阀壳体34的杆通道84中。提供小间隙以在阀杆90和杆通道84之间形成环形流动路径。阀杆90延伸至阀元件86。

一旦调节缸50与压力筒12组装，在阀杆90最靠近活塞54的端部，稍微从塞子24移动的力垫92定位成接收活塞54。因此，力垫92上朝向塞子24的力将迫使阀元件86抵抗阀弹簧94以打开调节阀80。力垫92在其下侧构造有径向减压，使得当阀杆90压靠在塞子24的端部时，不会产生密封，并且通过杆通道84围绕阀杆90的流动不会被阻塞。

阀杆90和杆通道84之间的环形流动路径尺寸适当地设计成提供穿过环形通道长度的压降，以确保当二氧化碳为压力介质时，液体在到达室60之前从筒12蒸发。在该第一实施例中，限流喷嘴96也可以与调节阀80的入口82相关。喷嘴96延伸到细长筒12的封闭端附近。喷嘴96包括限制管98，以提供进一步压降，从而确保液体二氧化碳在到达室60之前从筒12蒸发。

转到图9所示的第二实施例，这里仅给出对第一实施例的修改。本公开的其余部分适用于两个实施例。在第二实施例中，细长压力筒12的充注被简化，充注流体通过塞子12直接流过较小的中心杆通道84。没有采用第一实施例的阀壳体34。代替地，调节阀80用于充注压力筒12。调节阀80也关闭以密封充注筒12中的压缩流体，用于与气体分配阀系统14组装。如果塞子24中没有可滑动的细长阀壳体34，也没有螺纹柱36，那么就没有其与气体分配阀系统14的螺纹接合。调节缸也包括围绕细长压力筒12的开口端的圆柱形插座。

第二实施例中的调节阀80与塞子24的端部分开形成和组装。如在第一实施例中，调节阀80包括阀入口82、阀元件84、穿过中心杆通道84的出口和O形环座88。具有力垫92的阀杆90类似地抵靠阀元件84布置在中心杆通道84中。通过再次选择适当尺寸的阀杆90，阀杆90和杆通道84之间的环形通道将在液体二氧化碳到达室60之前蒸发成气体。该第二实施例中的阀入口82与刚性管100接合，该刚性管100从细长压力筒12的塞子端附近延伸到筒12的封闭端附近。

图9示出了第二实施例，其中弹簧66是两个线圈104、106，而不是第一实施例中提到的两种弹簧刚度的复合线圈。当活塞54处于其正常工作范围时，柔性较低的线圈106显示为从活塞54移动。如上所述，弹簧66旨在识别两个装置。

在操作中，细长筒12首先通过上述机构沿图4中箭头44的路径充注加压气体，其最通常是二氧化碳。二氧化碳可以安全地以液态储存，以增加可用于饮料容器10的封闭内部的有效气体体积。

通过首先将阀杆90放置在通道84中，然后将组装好的调节缸50布置在细长筒12的塞子端上，充注筒12与调节缸50组装。活塞54优选地在调节缸50内旋转到凸轮表面70与凸轮从动件72接合的位置。在该定向，阀机构不能被致动。缸盖52可以常规方式与附接盘102接合，例如通过围绕缸盖52的圆柱形延伸部形成附接盘102；并且附接盘102与饮料容器盖16卷曲组装，如图9所示。活塞驱动轴74继续可通过附接盘102接近，并且气体自由地沿着驱动轴74通过接入口62和附接盘102到达大气。因此，邻近缸盖52的调节缸50的室58保持在大气压力下。

一旦细长筒12已经与饮料容器10的饮料容器底盖16相关，活塞驱动轴74可以从饮料容器10的外部被致动，以操纵凸轮从动件72远离凸轮70，从而致动加压系统。该系统可以通过活塞驱动轴74反复开启和关闭。

不管激活状态如何，安全机构都存在以防止饮料容器10中的过压，例如通过细长筒12向饮料容器10的泄漏。独立于所有阀状态，超过饮料容器10的正常操作范围的压力升高将通过端口64被室60接收。这将克服活塞弹簧66的力提升活塞54。在封闭内部和大气之间的预选压力差下，活塞54将上升到调节缸50中的中间位置，以打开泄压口76，释放任何过量的饮料压力大气，如图8中箭头77所示。饮料容器压力的适当上限可以通过为活塞弹簧66选择适当的弹簧刚度来预选择，如果使用复合弹簧66，该弹簧刚度可以是更硬的刚度。

在正常操作中，活塞54处于平衡位置，活塞弹簧66抵抗活塞54上的饮料压力与大气的压力差。当饮料从饮料容器10中抽出时，饮料容器10内的饮料压力降低，活塞弹簧66将活塞移向饮料压力室60。随着足够的压降，活塞54将接合力垫92。最终，在封闭内部和大气之间的预选压力差下，阀弹簧94将被克服且调节阀80将打开。来自细长压力筒12的充注气体然后可以通过阀流到室60，并最终经由图6的箭头78的流动路径流到饮料容器10中的顶部空间。随着饮料容器10中的压力增加，活塞54缩回并脱离阀杆90。以这种方式，在饮料容器10中保持适当的压力充注。合适的饮料容器压力可以通过选择合适的弹簧刚度和活塞弹簧66的初始压缩来预选择。根据适当饮料分配范围的压力和启动安全释放的压力之间的差异，可以采用单个弹簧刚度，或者弹簧可以具有复合特征，在正常操作期间弹簧刚度增加到饮料压力范围之外。

饮料压力系统显示为与饮料容器底盖16一起使用。这使得细长筒12的塞子端20竖直定向在细长筒12的封闭端18下方。在该定向，通过使用加压气体，在筒12中存在或发展顶部空间。为此，刚性管100或喷嘴96从调节阀入口82延伸到封闭端18附近。由于筒12中的顶部空间低于管100或喷嘴96的端部，只有气态充注将进入阀。如果充注是液体二氧化碳，饮料容器的不同定向或细长筒12的过量填充将导致液体通过管100或喷嘴96进入阀中。优选的是，液体二氧化碳不直接进入饮料容器10。如果是这样，就有更多的机会出现压力峰值。为了克服这种可能性，如上所述，阀杆90的尺寸非常近似中心杆通道84的横截面积，随着流动引起压降，以阻止液体二氧化碳通过至调节缸50中活塞54下方的室60且然后通过端口64至饮料容器内部。

因此，公开了具有加压系统的改进的饮料容器。虽然已经示出和描述了本发明的实施例和应用，但对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本文的发明概念的情况下，许多更多的修改是可能的。因此，除了所附权利要求的精神之外，本发明不受限制。

Claims (10)

1.一种限定封闭内部的饮料容器，包括：

调节缸，其在第一端通向大气，在第二端通向封闭内部，并且包括与大气连通的位于调节缸的端部中间的泄压口；

活塞，其可在调节缸中滑动并包括活塞密封件；

活塞弹簧，其将活塞朝向调节缸的第二端偏压，活塞抵抗活塞弹簧的偏压作用，以在处于和高于封闭内部和大气之间的第一预选压力差时打开泄压口；

从调节缸的第二端延伸的阀杆，活塞在低于封闭内部和大气之间的第二预选压力差时在活塞弹簧的偏压下与阀杆接合，并且在高于封闭内部和大气之间的第一预选压力差时克服活塞弹簧的偏压与阀杆脱离；

加压流体源，其包括饮料容器中的细长筒，该细长筒具有第一端和第二端，细长筒的第二端具有穿过其中的端口；

调节阀，其包括与加压流体源流体连通的入口、与封闭内部流体连通的出口、由阀杆接合的阀元件、阀座、将阀元件偏压靠在阀座上的阀弹簧，在封闭内部和大气之间具有第二预选压力差的情况下，阀元件克服阀弹簧偏压而从阀座移开。

2.根据权利要求1所述的饮料容器，还包括：

穿过所述细长筒的第二端的塞子，该塞子包括穿过其中的杆通道，所述阀杆在杆通道中延伸，所述调节阀位于细长罐内的杆通道的一端，杆通道的另一端与封闭内部流体连通，加压流体源充注有液体二氧化碳，阀杆在杆通道内限定受限环形通道，以蒸发流过其中的液体二氧化碳。

3.根据权利要求1所述的饮料容器，还包括：

穿过细长筒的第二端的塞子，该塞子包括穿过其中的塞子通道；

阀壳体，包括围绕壳体的壳体座和穿过其中的杆通道，阀壳体延伸穿过塞子通道，其间具有环形通道，阀壳体具有第一位置和第二位置，在第一位置，壳体座与塞子接合以关闭其间的环形通道，在第二位置，壳体座与塞子脱离以打开其间的环形通道。

4.根据权利要求3所述的饮料容器，还包括：

充注喷嘴，其可与所述塞子接合，并包括穿过其中的充注通道和充注通道中的止动件，止动件可与所述阀壳体的一端部接合，并将阀壳体保持在所述第二位置，其中充注喷嘴与塞子接合。

5.根据权利要求3所述的饮料容器，所述阀壳体包括位于阀壳体的所述端部的螺纹柱，其从所述塞子延伸并且可在所述调节缸的第二端与调节缸螺纹接合，当与螺纹柱接合时，调节缸将阀壳体保持在所述第一位置。

6.根据权利要求1所述的饮料容器，所述活塞弹簧具有两个连续的弹簧刚度，所述活塞弹簧是复合螺旋弹簧和双螺旋弹簧中的至少一种。

7.一种限定封闭内部的饮料容器，包括：

调节缸，其在第一端通向大气，在第二端通向顶部空间；

活塞，其可在调节缸中滑动并包括活塞密封件；

从调节缸的第二端延伸的阀杆，活塞在低于顶部空间和大气之间的预选压力差时与阀杆接合，并且在高于顶部空间和大气之间的预选压力差时与阀杆脱离；

加压二氧化碳源，其包括饮料容器中的细长筒，该细长筒具有第一端和第二端，细长筒的第二端具有穿过其中的端口；

调节阀，其包括与加压气体源流体连通的入口、与封闭内部流体连通的出口、由阀杆接合的阀元件、阀座、将阀元件偏压靠在阀座上的阀弹簧，在活塞接合阀杆的情况下，阀元件克服阀弹簧偏压而从阀座移开；

穿过细长筒的第二端的塞子，该塞子包括穿过其中的杆通道，阀杆在杆通道中延伸，调节阀位于细长罐内的杆通道的一端，杆通道的另一端与封闭内部流体连通，加压二氧化碳源充注有液体二氧化碳，阀杆在杆通道内限定受限的环形通道，以蒸发流过其中的液体二氧化碳。

8.一种限定封闭内部的饮料容器，包括：

调节缸，其在第一端通向大气，在第二端通向顶部空间；

活塞，其可在调节缸中滑动并包括活塞密封件；

从调节缸的第二端延伸的阀杆，活塞在低于顶部空间和大气之间的预选压力差时与阀杆接合，并且在高于顶部空间和大气之间的预选压力差时与阀杆脱离；

加压二氧化碳源，其包括饮料容器中的细长筒，该细长筒具有第一端和第二端，细长筒的第二端具有穿过其中的端口；

调节阀，其包括与加压气体源流体连通的入口、与封闭内部流体连通的出口、由阀杆接合的阀元件、阀座、将阀元件偏压靠在阀座上的阀弹簧，在活塞接合阀杆的情况下，阀元件克服阀弹簧偏压而从阀座移开；

穿过细长筒的第二端的塞子，包括穿过其中的塞子通道；

阀壳体，包括围绕壳体的壳体座和穿过其中的杆通道，阀壳体延伸穿过塞子通道，其间具有环形通道，阀壳体具有第一位置和第二位置，在第一位置，壳体座与塞子接合以关闭其间的环形通道，在第二位置，壳体座与塞子脱离以打开其间的环形通道。

9.根据权利要求8所述的饮料容器，还包括：

充注喷嘴，其可与所述塞子接合，并包括穿过其中的充注通道和充注通道中的止动件，止动件可与所述阀壳体的一端部接合，并将阀壳体保持在所述第二位置，其中充注喷嘴与塞子接合。

10.根据权利要求8所述的饮料容器，所述阀壳体包括位于阀壳体的所述端部的螺纹柱，其从所述塞子延伸并且可在所述调节缸的第二端与调节缸螺纹接合，当与螺纹柱接合时，调节缸将阀壳体保持在所述第一位置。

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