CN113661354A - 用于罐填充系统的适配器及用于填充气体罐的方法 - Google Patents

用于罐填充系统的适配器及用于填充气体罐的方法 Download PDF

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CN113661354A
CN113661354A CN202080023354.1A CN202080023354A CN113661354A CN 113661354 A CN113661354 A CN 113661354A CN 202080023354 A CN202080023354 A CN 202080023354A CN 113661354 A CN113661354 A CN 113661354A
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阿维·科恩
奥伦·沙莱夫
马克·丰特
阿兰·林
阿姆农·什凯迪
德维尔·布兰德
埃亚尔·什穆埃利
阿米特·阿维格多
埃兰·沙舒亚
哈盖·哈达夫
多龙·克罗姆
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Abstract

一种用于罐填充系统的适配器，其包括：主体，该主体具有开口，开口成形为能够将用于保持加压气体或液化气体的气体罐的阀插入到主体的内部空间中，在阀的横向方面的至少一部分和主体的面向内部空间的内表面之间留出密封间隙；以及至少一个通道，该至少一个通道配置成当将阀插入内部空间时，将来自罐填充系统的加压气体或液化气体引导到内部空间中的密封间隙中，以便到达气体罐的阀的一个或多个横向外部端口，以促进通过气体罐的所述一个或多个横向外部端口用加压气体或液化气体将气体罐填充，该一个或多个横向外部端口横向于气体罐的主体的纵向轴线而开口。

Description

用于罐填充系统的适配器及用于填充气体罐的方法
技术领域
本发明涉及例如在碳酸机中使用的气体罐。更具体地，本发明涉及一种用于罐填充系统的适配器和用于填充气体罐的方法。
背景技术
碳酸机通常用于家庭、办公室、食堂和其他场所中。可以操作典型的碳酸机以将二氧化碳注射到可附接至碳酸机的瓶中的水中或其他液体中。其他类型的碳酸机可以配置成将碳酸饮料分配到杯中或其他容器中。
注射到液体中以将液体碳酸化的二氧化碳气体通常提供在压缩气体或液化气体的罐中。碳酸机包括使用者可操作机构，以用于释放来自圆筒的气体并将该气体导向至待碳酸化的液体中。通常，气体释放机构的操作会使得机构将圆筒的阀打开。当气体罐安装在碳酸机中时，包括阀的阀头连接至碳酸机的气体罐连接器。
当圆筒的气体已经变空时，可以用满的圆筒替换空的圆筒。此类替换通常由碳酸机的使用者来执行。例如，圆筒的阀头可以设置有外部凸螺纹，该外部凸螺纹可以通过旋紧到连接器的承窝的内部螺纹而连接至气体罐连接器。
发明内容
因此，根据本发明一实施方式，提供了一种用于罐填充系统的适配器，该适配器可以包括主体，该主体包括：开口，该开口成形为能够将用于保持加压气体或液化气体的气体罐的阀插入到主体的内部空间中，在阀的横向方面的至少一部分和主体的面向内部空间的内表面之间留出密封间隙。主体还可以包括至少一个通道，该至少一个通道配置成当将阀插入内部空间时将来自罐填充系统的加压气体或液化气体引导到内部空间中的密封间隙中，以便到达气体罐的阀的一个或多个横向外部端口，以促进通过气体罐的所述一个或多个横向外部端口用加压气体或液化气体填充气体罐，该一个或多个横向外部端口横向于气体罐的主体的纵向轴线横向而开口。
根据本发明的一些实施方式，至少一个通道包括至少一个横向定位的通道，该至少一个横向定位的通道配置成当适配器附接至填充头时与阀的所述一个或多个横向外部端口流体联通。
根据本发明的一些实施方式，适配器可以配置成连接至填充系统的填充头。
根据本发明的一些实施方式，至少一个通道包括在远端端部处纵向定位的通道，该纵向定位的通道配置成当该远端端部连接至填充头时与填充端口流体联通。
根据本发明的一些实施方式，适配器还可以包括垫圈，该垫圈配置成当将阀插入内部空间时将所述阀的柱塞的外部表面与所述阀的横向方面的至少一部分流体地隔离。
根据本发明的一些实施方式，适配器还可以包括用于在将阀插入内部空间时致动阀的柱塞的致动器销。
根据本发明的一些实施方式，致动器销为静态的。
根据本发明的一些实施方式，静态的致动器销向内延伸到内部空间中。
根据本发明的一些实施方式，其中，致动器销为动态的。
根据本发明的一些实施方式，致动器销定位在主体的钻孔内并能在主体的钻孔内移动。
根据本发明的一些实施方式，钻孔从主体的外表面延伸至面向内部空间的内表面。
根据本发明的一些实施方式，提供了一种使用来自罐填充系统的加压气体或液化气体填充气体罐的方法，气体罐具有阀，该阀具有一个或多个横向外部端口，该一个或多个横向外部端口位于阀的横向方面的至少一部分上。
该方法可以包括将气体罐的阀插入适配器的主体的内部空间中，在阀的横向方面的至少一部分和面向内部空间的主体的内表面之间留出密封间隙。
该方法还可以包括：当将阀插入内部空间时，通过至少一个通道将来自罐填充系统的加压气体或液化气体引导至内部空间中的密封间隙中，以便到达气体罐的阀的一个或多个横向外部端口，该一个或多个横向外部端口横向于气体罐的主体的纵向轴线而开口。
该方法还可以包括：通过气体罐的所述一个或多个横向外部端口用加压气体或液化气体填充气体罐。
附图说明
为了更好的理解本发明并领会根本发明的实际应用，下文中提供并参考了以下附图。应当注意的是，给出附图仅作为实施例，且绝不会限制本发明的范围。相同的部件由相同的附图标记来表示。
图1为气体罐阀的实施例的示意性截面图。
图2为图1所示的气体罐阀的示意性分解图。
图3A为当阀关闭时图1所示的气体罐阀的示意性截面图。
图3B为当阀打开时图1所示的气体罐阀的示意性截面图。
图4A为到具有横向定向的外部端口的气体罐阀的连接器的示意性截面，该连接器包括一对固体垫圈。
图4B示意性地示出了图4A所示的连接器的垫圈。
图4C为到具有横向定向的外部端口的气体罐阀的连接器的示意性截面，该连接器包括一对具有U形截面的垫圈。
图4D示意性地示出了图4C所示的连接器的垫圈。
图5A为到具有横向定向的外部开口的气体罐阀的连接器的示意性截面，该连接器包括向内弯曲的垫圈。
图5B示意性地示出了图5A所示的连接器的垫圈。
图5C为到具有横向定向的内部开口的气体罐阀的连接器的示意性截面，该连接器包括向外弯曲的垫圈。
图5D示意性地示出了图5C所示的连接器的垫圈。
图6示意性地示出了气体罐和具有圆形突起盘状物的气体罐阀。
图7A示出了用于保持图6所示的气体罐的卡接式罐保持器的示意性截面。
图7B示意性地示出了将罐插入图7A所示的卡接式罐保持器中。
图7C示意性示出了将罐从图7A所示的卡接式罐保持器移除。
图8A示意性地示出了气体罐和具有非圆形横向突起的气体罐阀。
图8B示意性地示出了将图8A所示的气体罐插入到碳酸机的罐保持器中。
图8C示意性地示出了锁定在图8B所示的罐保持器中的气体罐。
图9A示意性地示出了具有罐保持器的碳酸机的实施例，该罐保持器具有可闭合的盖，该可闭合的盖配置成在闭合时将罐升高进入位置中。
图9B示意性地示出了图9A所示的罐保持器的提升机构的细节。
图9C为盖闭合时图9B所示的罐保持器的示意性截面图。
图10A示意性地示出了具有可倾斜的罐摇架的碳酸机的罐保持器，该可倾斜的罐摇架配置成在关闭时将罐升高进入位置中。
图10B为罐摇架完全插入时图10A所示的罐保持器的示意性截面图。
图11A示意性地示出了包括底座的罐保持器，该底座配置成当旋转时将气体罐升高进入位置中，罐保持器以能够插入和移除罐的配置而示出。
图11B示意性地示出了当在罐锁定到操作位置中的配置中时的图11A所示的罐保持器。
图12A示意性地示出了具有罐保持器的碳酸机的实施例，该罐保持器具有把手，升高该把手能够放置气体罐。
图12B示意性示出了将罐放置在图12A所示的罐保持器中。
图12C为将罐放置在保持器内部的情况下图12B所示的罐保持器的示意性截面图。
图12D示意性地示出了图12C所示的罐保持器的提升机构。
图12E示意性地示出了图12B所示的碳酸机的底座的实施例，该底座配置成在将罐插入到底座之后，将罐阀倾斜到轭中。
图13A示意性地示出了降低把手以将气体罐插入到碳酸机中的情况下的图12A所示的碳酸机。
图13B示意性地示出了插入到图13A所示的碳酸机中的罐。
图13C为插入到图13B所示的碳酸机中的罐的示意性截面图。
图14A示意性地示出了能够将具有横向定向的外部端口的气体罐阀连接至罐填充系统的填充头的填充头适配器。
图14B示意性地示出了图14A所示的罐阀适配器的视图，示出了适配器的罐阀可插入至其中的一侧。
图14C为图14A所示的罐阀适配器的示意性截面图。
图15A示意性地示出了罐阀适配器，该罐阀适配器用于放置在具有横向定向的外部端口的罐阀上，以使得罐阀能够连接至罐填充系统的填充头。
图15B为图15A所示的罐阀适配器的示意性截面。
图16A示意性地示出了能够将具有横向定向的外部端口的气体罐阀连接至罐填充系统的填充头的另一填充头适配器。
图16B示意性地示出了图16A所示的罐阀适配器的视图，示出了适配器的罐阀可插入至其中的一侧。
图16C为图16A所示的罐阀适配器的顶视图。
图16D为图16A所示的罐阀适配器的示意性截面图。
图16E为将气体罐的顶部插入以填充并保持在适配器内部的情况下图16A所示的罐阀适配器的示意性截面图。
图17为具有静态的销致动器的罐阀适配器的示意性截面图。
图18为具有动态的销致动器的罐阀适配器的示意性截面图。
具体实施方式
在以下详细描述中，陈述许多特定细节以便提供对本发明的彻底理解。然而，本领域的那些普通技术人员将理解的是，本发明可以在不具有这些特定细节的情况下实施。在其他实例中，没有详细描述已经众所周知的方法、程序、部件、模块、单元和/或电路，从而避免使本发明模糊不清。
尽管本发明的实施方式在此方面不受限制，但是利用诸如，例如“处理”、“计算”、“运算”、“判定”、“确定”、“分析”、“检查”等的术语的讨论可以指计算机、计算平台、计算系统或其他电子计算设备的操作和/或处理，该操作和/或处理将表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如电子)量的数据操纵和/或转换成计算机的寄存器和/或存储器、或可以存储指令以执行操作和/或处理的其他信息非暂时性存储媒介(例如存储器)内的类似表示为物理量的其他数据。尽管本发明的实施方式在此方面不受限制，但是本文所使用的术语“多个”和“复数个”可以包括例如“多重”或“两个或更多个”。贯穿说明书术语“多个”、“复数个”可以用于描述两个或更多个部件、设备、元件、单元、参数等。除非明确地陈述，否则本文描述的方法实施方式并不受特定次序或顺序的限制。此外，所描述的方法实施方式或其元素的一些可以同步、在同一时间点或同时发生或执行。除非另有指示，否则本文所使用的连接词“或者”将理解为包含全部在内(任何或全部陈述的选项)。
根据本发明一实施方式，碳酸机的罐保持器或与碳酸机一起使用用于填充气体罐的罐填充系统的罐保持器，配置成能够将气体罐的阀线性地插入到罐保持器的承窝中，以便使得气体(例如二氧化碳)能够在气体罐和包括罐保持器的机器或系统之间流动。类似地，保持器配置为能够将阀从承窝线性移除。如本文所使用的，线性插入是指插入并连接至承窝，其不包括将罐多重旋转而将气体罐上(例如阀上)的螺纹旋拧到保持器或承窝的螺纹中。
例如，碳酸机可以操作为打开气体罐的阀以将气体从罐释放。碳酸机包括一个或多个导管的布置，该一个或多个导管配置成使得释放的气体流向碳酸机的碳酸头。诸如水的液体的瓶或其他容器可以附接至碳酸头使得释放的气体进入液体并可以将该液体碳酸化。
以此方式，可以促进气体罐的插入或替换。罐的插入或移除的促进可以使不熟练的使用者能够快速并简单地替换罐，而不会存在过紧的风险或其他损坏罐保持器和罐之间的密封的风险。
在一实施例中，罐保持器可以配置成能够手工地(或机械辅助地)扣合罐的一端，通常是包括阀的一端，该阀为可操作为从罐释放气体(例如二氧化碳)(或者能够从气体源填充罐)。例如，罐保持器上的可滑动的或可缩进的突起或齿可以配置成接合来自罐的一个或多个相应的突起。在其他实施例中，插入可以包括当罐定向在一个方向(例如利用罐上的非圆形突起与罐保持器上的相应非圆形开口对准)时通过开口插入，并随后将罐旋转至另一定向以将罐保持到罐保持器。
可替代地或另外地，罐保持器或与该罐保持器相关联的碳酸机(罐填充系统)的一部分可以包括罐插入机构，其将罐插入机构耦接至用于将罐的阀连接至罐保持器的连接器的机构。
例如，罐插入机构可以包括把手(例如在一些情况下充当门或盖)，该把手在将罐的突起放置在轭中之后封闭罐。关闭把手可以将轭和突起提起，从而将阀插入到连接器中。在另一实施例中，当将摇架向外倾斜时，可以将罐放置在可倾斜的摇架中。将摇架向内倾斜至竖立定向，可以将罐提起并将阀插入到连接器中。在另一实施例中，可以将罐放置(例如竖立)在底座上。操作机构(例如旋转底座)可以提起罐，以便将阀插入到连接器中。
配置成使用插入动作(例如在不需要多次旋转气体罐以将阀旋紧到碳酸机的罐保持器中)而插入到碳酸机中的气体罐阀可以设计成：避免产生倾向于将罐阀与机器的连接器分离的推力。因此，例如在用于释放气体的端口横向指向阀周边并在阀周边的周围基本上等距地间隔的情况下(例如在基本上相反侧的两个端口)，该阀可以设计成在偏离连接器的方向上产生最小的(例如近似于零)推力。
当阀连接至碳酸机的罐保持器时，可以操作碳酸机的机构以便从罐释放气体。释放的气体可以流动到碳酸机的碳酸头，以便将瓶或其他容器的液体内容物碳酸化，该瓶或其他容器连接至碳酸头，或以其他方式配置成能够气体注射到液体中。
类似地，气体罐阀配置成能够将阀连接至罐填充系统的填充头的罐保持器。当连接至填充头时，可以操作罐填充系统以使用加压气体或液化气体对罐进行填充。
气体罐阀的主体的近端(例如气体罐阀至碳酸机或填充系统的连接)端部配置成连接至罐保持器。认为气体罐阀的纵向轴线是沿着阀的致动机构(通常是以配置成沿着纵向轴线滑动的可滑动阀芯(poppet)的形式)的运动方向穿过气体罐阀的轴线。
气体罐阀的远端端部可以(例如通过螺纹、焊接或其他方式)插入到气体罐中并附接至该气体罐。远端端部包括可插入到罐中并通向罐的内部罐端口。
气体罐阀的主体还包括两个或更多个外部端口，该两个或更多个外部端口向阀横向于纵向轴线(例如，每个以与罐保持器的连接方向至少80°角定向，且通常为至少90°角)而开口，并在罐主体(的纵向轴线)的周围(例如大致在罐主体的相反侧上的两个外部端口)以大致相等的角间距间隔。外部端口配置成在阀的气体释放机构被致动(例如通过使得阀芯在阀内的远端运动)而将阀打开时，气体能够从罐中逸出。当阀被打开并且气体罐阀连接至填充系统的罐保持器时，可以使得能够通过外部端口使用加压气体或液化气体对罐进行填充。
外部端口的横向等距间隔的位置可以在等距间隔的横向方向上引导从罐逸出的任何气体，无论通过气体释放机构的有意操作或以其他方式。因此，由通过外部端口之一释放气体产生的横向推力可以由通过另一外部端口释放气体产生的推力对抗。
外部端口的横向等距间隔布置相较于典型的布置可以为有利的，在典型的布置中，端口沿纵向方向释放气体。利用纵向布置的端口，所释放的气体可以产生倾向于推动罐从其连接离开的推力。因此，利用此类纵向布置的端口，需要包括将阀旋紧到具有螺纹的承窝中的连接。由通过一个或多个横向端口释放气体而产生的推力将不会产生倾向于将气体罐从罐保持器分离的力，因为其垂直于气体罐保持器的气体罐的插入或移除的方向。因此，罐保持器可以包括卡接式或不包括具有螺纹的承窝的其他布置。因此，罐和具有横向端口的气体阀的连接和移除可以比罐和具有纵向布置的端口的阀的连接和移除更加简单。
通常，可以通过沿着阀的纵向轴线滑动阀芯来打开或关闭阀。通常，当阀芯从罐保持器向远端滑动开时，阀打开，使得在阀的主体内通过罐端口在罐的内部和外部端口之间能够流体联通。相反地，当阀芯朝向罐保持器向近端滑动时，阀关闭，使得外部端口和罐的内部之间的流体联通被阻断。例如，阀芯的近端端部可以按压抵靠密封垫圈以防止罐端口和外部端口之间的流体连通。打开阀以使经由外部端口从(例如罐填充系统的)流体源流入到罐，或者经由罐端口和外部端口从罐流出(例如至碳酸机)。
一种或多种类型的密封结构可以包括在气体罐阀中以防止气体在柱塞周围流动。例如，围绕柱塞的垫圈的截面可以为U形。U形的开口可以朝向罐的内部定向。因此，当移动柱塞以从罐释放气体时，加压气体可以填充U形垫圈的开口，从而向外推动垫圈的壁，加强围绕柱塞的密封，并防止释放的气体在柱塞周围逸出。
用于使得阀的阀芯向远端滑动的柱塞配置成可接近例如碳酸机或罐填充系统的致动机构。通常，柱塞包括可以由致动机构接触并操作的外部表面，该致动机构位于例如罐填充系统的碳酸机的罐保持器中。柱塞的近端端部可以包括形成按钮的外部表面。柱塞的近端端部可以位于在气体罐阀的近端表面处的压痕内。压痕可以例如通过比压痕更宽的表面防止柱塞的意外按压。
当将推力施加到柱塞的近端端部时，柱塞例如可以沿着与阀芯的纵向轴线共线的轴线向远端移动。柱塞的远端端部可以配置成当向远端推动柱塞时接触并按压抵靠阀芯的近端端部。因此，推动在柱塞的近端端部处的按钮可以向远端推动阀芯以打开气体罐阀。例如，碳酸机或填充系统的致动机构可以包括可延伸杆或可以按压气体罐阀的近端端部处的按钮的其他部件。当致动机构施加至少与预设力一样大的力时，阀芯可以向远端充分滑动，以便使得罐端口和外部端口之间能够流体连接。
柱塞可以生产为与阀芯分离的部件。可替代地，柱塞可以制造成阀芯的一体部件，例如形成阀芯的近端端部。
通常，气体罐阀还包括恢复结构，以在未将足够大的力施加到外部表面时将阀芯维持在(例如近端)关闭位置中。例如，弹簧可以配置成向近端推动阀芯，除非弹簧的力被例如通过柱塞施加到阀芯的远端推力克服。
气体罐阀可以包括通过例如碳酸机或罐填充系统的罐保持器实现并促进气体罐保持的结构。例如，气体罐阀可以包括可以适配到罐保持器的配合结构(例如一个或多个槽或凹槽)中的一个或多个突起。当气体罐由罐保持器保持时，罐保持器可以配置成将气体罐阀的外部端口连接至例如与罐保持器相关联的一个或多个导管。
例如，盘状物形式的横向突起可以例如在气体罐阀与气体罐的连接处或附近向外横向延伸。盘状物可以配置成插入到罐保持器的相应轭中。盘状物可以插入作为气体罐阀和罐之间的垫片或可以被制造成气体罐阀或罐的一体部件。
例如，轭可以包括U形槽，该U形槽的宽度足够容纳盘状物的厚度。当罐保持器并未保持气体罐而使得轭为空时，气体罐的盘状物可以滑入到轭的槽中。当盘状物完全插入到轭中时，可以操作罐保持器的关闭机构以将气体罐的近端端部插入到与罐保持器相关联(例如与罐保持器成一体的或邻近于罐保持器)的配合连接器中。例如，关闭机构可以包括把手、杠杆、或其他力传送结构，以将气体罐阀的近端端部提升到碳酸机或罐填充系统的密封承窝中。关闭机构的操作可以包括关闭(例如充当盖、门或遮板的)把手，例如该把手当其连接至连接器时可以至少部分地覆盖气体圆筒。
可替代地或另外地，轭可以包括两个或更多个齿或臂，该两个或更多个齿或臂为可延伸的，以在气体罐阀插入到连接器中时抓握盘状物。
可替代地或另外地，盘状物可以为不对称的。该不对称性可以使得不对称的盘状物在与不对称的开口对准时，不对称的盘状物通过相配的不对称开口插入轭中。将不对称的盘状物旋转(例如90°)至不对称的盘状物不再与不对称的开口对准的方向，可以将不对称的盘状物保持在轭中。在此情况下，关闭机构可以配置成除了将气体罐阀的近端端部插入到密封的连接器中以外，还将气体圆筒旋转(例如90°)以将不对称的盘状物保持在罐保持器的轭中。
使得气体能够在气体罐阀到碳酸机、罐填充系统或其他设备之间流动的连接器可以包括承窝，该承窝包括密封结构。密封结构可以配置成使得气体罐阀的外部端口和连接器的气体导管之间能够流体联通，同时防止气体在其他方向上的泄漏。例如，密封结构可以包括两个或更多个垫圈，气体在该两个或更多个垫圈之间可以在连接器的导管和气体罐阀的外部端口之间流动。可替代地或另外地，密封结构的垫圈可以包括一个或多个开口，气体可以流动通过该一个或多个开口。垫圈可以具有U形，在用加压气体填充时该U形可以扩展，以进一步增强密封。
在一些情况下，填充头适配器可以附接至罐填充系统的填充头，从而使得设置有具有横向定向的外部端口的气体罐阀的气体罐得以填充。例如，填充头适配器可以在与气体罐的纵向轴线同轴的罐填充系统的填充端口及气体罐阀的横向定位的外部端口之间提供流体路径。流体路径可以包括一个或多个槽、通道、管或其他结构，以使得加压气体(或液化气体)能够从罐填充系统的填充端口流体流动至气体罐阀的外部端口。例如，填充头适配器可以通过螺栓或以其他方式附接至填充头。
在一些情况下，罐阀适配器可以附接至具有横向定向的外部端口的气体罐阀。将罐阀适配器适配到气体罐阀上可以使得通过将罐阀适配器插入到具有轴向(纵向)填充端口的罐填充系统的填充头中而能够填充气体罐。罐阀适配器配置为在与气体罐的纵向轴线同轴的罐填充系统的填充端口和气体罐阀的横向定位的外部端口之间提供流体路径。通常，由罐阀适配器提供的流体路径包括填充端口和气体罐阀的外部端口之间的封闭的管或通道的系统。
图1为气体罐阀的实施例的示意性截面图。图2为图1所示的气体罐阀的示意性分解图。图3A为当阀关闭时图1示出的气体罐阀的示意性截面图。
气体罐阀10的内部部件封闭在阀主体12内。通常，阀主体12由黄铜或另一金属制成。包括罐端口14的阀主体12的端部配置为插入到气体罐46中。阀主体12之间的接合部可以由垫圈34密封。气体可以经由罐端口14和气体过滤器36从气体罐46的内部腔室48流动到中央通道15中。
为了在超压的情况下能够从气体罐46中受控地释放气体，气体罐46设置有防爆盘40。防爆盘40在防爆盘塞38和阀主体12之间保持在位。在足以使防爆盘40破裂的过压的情况下，中央通道15内的气体在防爆盘40破裂之后可以穿过防爆盘塞38向外流动并经由防爆盘塞38中的气体逸出开口39而逸出至环境空气。
在一些情况下，盘状物44可以保持在阀主体12和气体罐46之间。盘状物44可以配置成适配到罐保持器的相应凹槽或槽中。可替代盘状物44或除盘状物44以外，与阀主体12一体的一个或多个突起可以横向延伸出阀主体12之外以接合罐保持器的配合结构。可替代地或另外地，阀主体12可以包括一个或多个压痕，该一个或多个压痕配置成接合罐保持器的一个或多个配合突起。
当气体罐阀10插入到气体罐46中且气体罐阀10打开时，来自气体罐46的气体可以经由一对相反定向的外部端口16而被释放。以这种方式，经由该一对外部端口16释放气体而产生的净推力可以接近于零。
在一些实施例中，气体罐阀可以包括超过两个相反定向的外部端口16。例如，附加对的外部端口16可以定向成在绕阀主体12的周围均匀分布的外部端口16。
如所示的，当气体罐阀10关闭时，阀芯18由抵靠插入件22(例如以从插入件的表面延伸的圆形脊的形式)的阀座24的弹簧20按压。因此，阻断了气体罐46的内部腔室48和外部端口16之间的全部流体连接。
可以通过将推力施加到柱塞26的外部表面26a而打开气体罐阀10。外部表面26a暴露于例如碳酸机或罐填充系统的致动器并可机械地接近该致动器(例如可以由该致动器推动)，气体罐阀10连接至该致动器。通常，可以通过致动杆来施加推力，该致动杆位于罐保持器内，或以其他方式与该罐保持器相关联。外部表面26a可以位于阀主体12的外部端部处的压痕27内。外部表面26a在压痕27内的位置可以防止意外或无意地将推力施加到柱塞26。
将推力施加到外部表面26a将柱塞26朝阀芯18推动。当施加到外部表面26a的推力足以克服由弹簧20以及由气体罐46内的气体压力发挥的反作用力时，柱塞26的端部26b可以将阀芯18推动远离阀座24。
当将阀芯18不再按压抵靠阀座24时，气体可以开始在阀芯18和插入件22之间流动。例如，在碳酸化期间，假设气体罐46的内部腔室48填充有加压气体或液化气体。当能够在阀芯18和插入件22之间流动时，气体可以经过插入件22的槽23而在密封壳体30周围向外流动至外部端口16。经过外部端口16释放的气体随后可以由连接器引导至碳酸头，在该碳酸头中气体被注射到液体中以进行碳酸化。另一方面，当外部端口16连接至填充系统时，加压气体或液化气体可以被注射到外部端口16中，以经过插入件22的槽23而向内在密封壳体30的周围流动，并经过中央通道15在插入件22和阀芯18之间流动到气体罐46的内部腔室48。
可以通过密封垫圈28防止气体在柱塞26(例如在典型的现有技术的罐中，外部端口沿着气体罐阀10的纵向轴线)周围从气体罐阀10逸出。在所示的实施例中，密封垫圈28具有近似U形的截面，具有面向朝插入件22和气体罐46的开口。密封垫圈28由密封壳体30和插入件固位器32保持在位。因此，来自气体罐46的方向的气体压力可以倾向于加宽密封垫圈28的开口，从而增强密封以防止气体在柱塞26周围逸出。可替代地或另外地，可以使用具有其他类型截面(例如V形、W形或能够使气压加强密封的另一形状、或者其他形状)的密封垫圈、或通过其他机构保持在位的密封垫圈。
图3B为当阀打开时图1示出的气体罐阀的示意性截面图。
在所示的实施例中，阀芯18已经推入到气体罐阀10中，并且已经与阀座24分离，以在阀芯18和插入件22之间形成间隙50。因此，气体可以流过中央通道15和外部端口16之间的间隙50。通过密封垫圈28来防止气体在柱塞26周围、例如在柱塞26和密封壳体30之间流动。因此，迫使气体在任一方向上经由包括槽23以及密封壳体30和阀壳体12之间的空间的路径而在中央通道15和外部端口16之间流动。
气体罐阀10可以配置成插入到一种或多种类型的连接器中，该一种或多种类型的连接器不包括用于将气体罐阀10和气体罐46保持到罐保持器的螺纹。此外，用于连接至气体罐阀10的连接器可以配置为将气体引导至横向定向的外部端口16，或从其引导气体。因此，连接器可以配置成使得气体能够在外部端口16和气体导管(例如到碳酸机的碳酸头或来自罐填充系统的气源)之间横向流动，同时防止气体在其他方向的逸出。
连接器可以配置成将足够低的摩擦力施用到气体罐阀10上以使得气体罐阀10能够插入到连接器中，并且能够将气体罐阀10从连接器移除。另一方面，连接器配置成当气体罐阀10插入到连接器中时，使得气体能够在(例如碳酸机或罐填充系统的)导管和外部端口16之间流动。
图4A为到具有横向定向的外部端口的气体罐阀的连接器的示意性截面，该连接器包括一对固体垫圈。图4B示意性地示出了图4A中示出的连接器的垫圈。
罐连接器52配置成能够实现气体罐阀10的插入。罐连接器52还配置成能够实现气体罐阀10的外部端口16和罐连接器52的气体导管54之间的流体连接。例如，在碳酸机的罐连接器52中，气体导管54可以将罐连接器52连接至碳酸机的碳酸头。在罐填充系统的罐连接器52中，气体导管54可以将罐连接器52连接至罐填充系统的气源。尽管示出了单个的气体导管54，但罐连接器的其他实施例可以包括两个或更多个气体导管54。
罐连接器52包括承窝51，该承窝51包括呈一对固体垫圈56形式的密封结构，在两个固体垫圈56之间具有间隙58。在所示的实施例中，每个固体垫圈56呈具有界定间隙58的平整的环形面的O形环形式。在其他实施例中，每个垫圈可以为中空的，或包括完整或部分的环形钻孔，或可以具有为矩形或其他与所示实施例的形状不同的外部形状。
在所示的实施例中，气体可以经由固体垫圈56之间的间隙58在气体罐阀10的外部端口16及罐连接器52的气体导管54之间流动。
图4C为到具有横向定向的外部端口的气体罐阀的连接器的示意性截面，该连接器包括一对具有U形截面的垫圈。图4D示意性地示出了图4C所示的连接器的垫圈。
罐连接器53配置成能够插入气体罐阀10并能够实现气体罐阀10的外部端口16和罐连接器53的气体导管54之间的流体连接。
罐连接器53包括承窝51，该承窝51包括呈一对U形垫圈60形式的密封结构。每个U形垫圈60具有围绕开口60a的U形截面。在所示的实施例中，U形垫圈60中的一个相对于另一个为倒转的，使得U形垫圈60的开口60a定向成面向彼此。U形垫圈60由间隙58分离。
在所示的实施例中，气体可以经由U形垫圈60之间的间隙58在气体罐阀10的外部端口16及气体导管54之间流动。气体可以填充开口60a。因此，气体压力可以倾向于扩展U形垫圈60并打开开口60a，从而将U形垫圈按压抵靠周围结构以进一步防止气体的泄漏。
图5A为到具有横向定向的外部开口的气体罐阀的连接器的示意性截面，该连接器包括向内弯曲的垫圈。图5B示意性地示出了图5A中示出的连接器的垫圈。
罐连接器61配置成能够将气体罐阀10插入并能够实现气体罐阀10的外部端口16和罐连接器61的气体导管54之间的流体连接。
罐连接器61包括承窝51，该承窝51包括呈单U形(或C形)垫圈62形式的密封结构。U形垫圈62具有围绕开口62a的U形截面。U形垫圈62的开口62a向内打开，朝向U形垫圈62的对称轴线。U形垫圈60的向外凸面被外部开孔64穿孔。在所示的实施例中，U形垫圈62包括四个等距间隔的外部开孔64。在其他实施例中，U形垫圈62可以包括少于或多于四个的外部开孔64。
在所示的实施例中，气体可以经由U形垫圈62中的外部开孔64而在气体罐阀10的外部端口16及罐连接器61的气体导管54之间流动。气体可以填充开口62a。因此，气体压力可以倾向于扩展U形垫圈62以进一步打开开口62a，以将U形垫圈按压抵靠周围结构以进一步防止气体的泄漏。
图5C为到具有横向定向的内部开口的气体罐阀的连接器的示意性截面，该连接器包括向外弯曲的垫圈。图5D示意性地示出了图5C所示的连接器的垫圈。
罐连接器65配置成能够使得气体罐阀10插入并能够实现气体罐阀10的外部端口16和罐连接器65的气体导管54之间的流体连接。
罐连接器65包括承窝51，该承窝51包括呈单U形(或C形)垫圈66形式的密封结构。U形垫圈66具有围绕开口66a的U形截面。U形垫圈66的开口66a向外打开，远离U形垫圈66的对称轴线。U形垫圈66的向内凸面由内部开孔68穿孔。在所示的实施例中，U形垫圈66包括四个等距间隔的内部开孔68。在其他实施例中，U形垫圈66可以包括少于或多于四个的内部开孔68。
在所示的实施例中，气体可以经由U形垫圈66中的内部开孔68在气体罐阀10的外部端口16及罐连接器65的气体导管54之间流动。气体可以填充开口66a。因此，气体压力可以倾向于扩展U形垫圈66以进一步打开开口66a，以将U形垫圈按压抵靠周围结构以进一步防止气体的泄漏。
罐保持器可以设置有保持插入的气体罐46的结构。具体地，该结构可以配置成接合从气体罐46、气体罐阀10或这两者向外突出的结构。向外突出的结构可以包括圆形或其他形状的盘状物44。在一些情况下，盘状物44可以以垫片的形式构造，当气体罐阀10附接至气体罐46时，通常是旋紧到气体罐46时，该垫片被保持在气体罐阀10和气体罐46之间。
图6示意性地示出了气体罐和具有圆形突起盘状物的气体罐阀。
在所示的实施例中，盘状物44为圆形并保持在气体罐46和气体罐阀10之间。
图7A示出了用于保持图6所示的气体罐的卡接式罐保持器的示意性截面。
在所示的实施例中，罐保持器70配置成通过向上朝向罐连接器76按压气体罐阀10的外部端部(远离气体罐46的端部)并将其按压到罐连接器中，而使得能够插入气体罐。尽管在图7A中罐连接器76示出为具有与罐连接器61(具有U形垫圈62)类似的形式，但罐连接器76可以具有与以上描述的任何罐连接器相似的形式或另一类型的罐连接器。
罐保持器70包括至少两个可滑动齿71。弹力弹簧或其他元件(未示出)配置成朝向彼此向内推动每个可滑动齿71。每个可滑动齿71具有向外面向罐保持器70的坡面71a。因此，当具有盘状物44的气体罐46被推到罐保持器70中(图7中向上)时，盘状物44可以推抵坡面71a并使得每个可滑动齿71向外滑动。可滑动齿71的向外滑动可以使得气体罐阀10能够插入到罐连接器76中。当盘状物44已经插入经过可滑动齿71时，弹力元件可以向内推动可滑动齿71。可滑动齿71的向内定位可以防止盘状物44的向外移动，从而将气体罐46保持至罐保持器70。可滑动齿71的定位可以选择为当可滑动齿71在盘状物44经过后向内滑动时，气体罐阀10可以完全插入到罐连接器76中。盘状物44的圆形形状可以使得气体罐46能够在不需要将气体罐46保持在(围绕气纵向轴线的)特定定向的情况下插入。
图7B示意性示出了将罐插入图7A所示的卡接式罐保持器中。
在所示的实施例中，可以通过利用向上运动67a而将气体罐阀10朝向罐连接器76移动而将气体罐46的气体罐阀10插入到罐连接器76中。随着气体罐阀10插入到罐连接器76中，可滑动齿71可以由盘状物44向外推动。当气体罐阀10完全插入到罐连接器76中时，可滑动齿71可以向内扣合在盘状物44的下方，以将盘状物44固定在罐连接器70内，从而将气体罐46固定在罐连接器70内。
在所示的实施例中，(例如碳酸机或罐填充系统的)罐保持器底座73包括开口75。因此，可以将气体罐46插入使得气体罐46和气体罐阀10的纵向轴线与向上运动67a对准，气体罐46的下端部向下延伸通过开口75。因此，气体罐46仅需要转化成平行于向上运动67a(例如在不转动气体罐46的情况下)，以便将气体罐阀10插入到罐连接器76中。
图7C示意性示出了将罐从图7A所示的卡接式罐保持器移除。
在所示的实施例中，将盘状物44通过可滑动齿71固定至罐保持器70。为了能够从罐保持器70移除气体罐46，可以操作释放机构69以使得可滑动齿71的向外撤回，以能够向下移动盘状物44经过可滑动齿71。例如，释放机构69可以包括按钮、杠杆、或当操作时使得可滑动齿71向外缩回的其他使用者可操作部件。当可滑动齿71缩回时，可以通过用向下运动67b将气体罐阀10从罐保持器76移开而将气体罐46从罐保持器70移除。
罐保持器70可以包括撤回机构，该撤回机构例如可以通过按压按钮或杠杆而由使用者操作，以撤回可滑动齿71从而使得气体罐46能够从罐保持器70移除。
可替代地或另外地，用于将气体罐46保持在罐保持器中的机构可以配置成与沿着一个轴线伸长的非圆形不对称盘状物协作。
图8A示意性地示出了气体罐和具有非圆形横向突起的气体罐阀。
在所示的实施例中，非圆形横向突起72保持在气体罐46和气体罐阀10之间。在所示的实施例中，非圆形横向突起72具有双重截段圆的形式。在其他实施例中，非圆形横向突起可以具有另一非圆形形状。
图8B示意性地示出了图8A所示的气体罐插入到碳酸机的罐保持器中。
在所示的实施例中，非圆形横向突起72呈双重截段圆的形式。在其他实施例中，非圆形横向突起72可以具有不是圆形对称的任何形式。例如，非圆形横向突起72可以具有多边形、卵形、或其他非圆形形状。
在所示的实施例中，碳酸机63包括碳酸头81和罐保持器74。罐保持器74包括具有伸长的开口77的轭78。当气体罐46上的非圆形横向突起72的长度维度与轭78的伸长的开口77对准时，气体罐46可以以线性运动79a移动，直到气体罐阀10插入到罐连接器76中。
当气体罐阀10已经插入到罐连接器76中时，气体罐46可以以旋转运动79b(或以相反旋转)绕其轴线旋转。气体罐46的旋转可以将非圆形横向突起72旋转充足的角度，使得非圆形横向突起72不再与伸长的开口77对准。当如此旋转时，轭78可以防止非圆形横向突起72的向外运动(例如在于线性运动79a相反的方向上)。因此，气体罐46和气体罐阀10可以锁定在罐保持器74和罐连接器76内。
在其他实施例中，例如在非圆形横向突起具有另一形状的实施例中，轭的开口可以成形为匹配非圆形横向突起的形状。因此，当非圆形横向突起与开口对准时，非圆形横向突起可以插入到开口中。在插入后，可以旋转气体罐46和非圆形横向突起，使得开口和非圆形横向突起不再对准。因此，在这样的旋转后，非圆形横向突起和附接的气体罐46不能够从轭上移除。
图8C示意性地示出了锁定在图8B所示的罐保持器中的气体罐。
如图8C所示，非圆形横向突起72已经以旋转运动79b(或其相反)旋转近似90°，使得非圆形横向突起72的长度维度近似垂直于伸长的开口77的长度维度。借此，气体罐46锁定在罐保持器74内。为了使得气体罐46能够从罐保持器74移除，可以旋转气体罐46直到非圆形横向突起的长度维度与伸长的开口77的长度维度对准。当这样对准时，可以通过在与线性运动79a的方向相反的方向上拉动气体罐46而将气体罐46从罐保持器74移除。
在一些实施例中，罐保持器可以配置成在将气体罐46封闭到罐保持器中时提升气体罐46。封闭机构可以包括例如把手(例如充当门或其他盖)、可倾斜的摇架、或底座，该把手在一些实施例中可以至少部分地覆盖气体罐46插入其中的腔室，气体罐46可插入可倾斜的摇架中，气体罐46可以立在底座上。
图9A示意性地示出了具有罐保持器的碳酸机，该罐保持器具有可闭合的盖，该可闭合的盖配置成在闭合时将罐升高到位置中。图9B示意性地示出了图9A所示的罐保持器的提升机构的细节。
当带有(可以为圆形、或者可以具有矩形或其他多边形形状、卵形、或另一形状的)盘状物44的气体罐46插入到碳酸机63的罐保持器90中时，盘状物44可以适配到轭94的上方并可以由轭94保持。罐盖92通过铰接的杠杆机构96(或通过例如包括一个或多个铰链、杠杆、齿轮、滑轮、或其他机械部件的另一机构，将轭94的运动链接到罐盖92的运动)连接至轭94。因此，当罐盖92向下并向内(例如朝向气体罐46)旋转以覆盖气体罐46时，轭94朝向罐连接器76提升。当罐盖92完全关闭时，气体罐阀10可以完全插入到罐连接器76中。当完全插入时，使用者操作气体释放控制器97(例如实施例中所示的按钮、或另一用户可操作控制器)以使得致动机构操作气体罐阀10来释放来自气体罐46的气体。
图9C为盖闭合时的图9B所示的罐保持器的示意性截面图。
罐盖92完全关闭的情况下，气体罐阀10可以完全插入到罐连接器76中。在所示的实施例中，致动杆98定位成邻近于气体罐阀10的柱塞26。在所示的实施例中，当按压气体释放控制器97时，致动机构推动致动杆98抵靠柱塞26。继续推动致动杆98和柱塞26可以打开气体罐阀10以通过外部端口将来自气体罐46的气体释放到罐连接器76的气体导管中。
图10A示意性地示出了具有可倾斜的罐摇架的碳酸机的罐保持器，该可倾斜的罐摇架配置成在关闭时将罐升高到位置中。
当罐摇架102向外倾斜时，带有(可以为圆形、或者可以具有矩形或其他多边形、卵形、或另一形状的)盘状物44的气体罐46可以插入到碳酸机63的罐保持器100的罐摇架102中、或从该罐摇架移除，如所示出的。插入的气体罐46的盘状物44可以适配在轭94之上。可以注意的是，在所示的实施例中，盘状物44和轭94的功能可以为将气体罐46导向罐摇架102上的正确位置。在其他实施例中，罐摇架102、气体罐46或此二者可以具有用于在罐摇架102中导向气体罐46的放置的其他结构。
罐摇架102通过铰接的杠杆机构104(或通过例如包括一个或多个铰链、杠杆、齿轮、滑轮、或其他机械部件的另一机构)连接至罐保持器100的固定的结构。因此，当气体罐46插入到罐摇架102中且向内旋转罐摇架102(以便向上倾斜气体罐46直到气体罐46立起)时，罐摇架102和气体罐46朝向罐连接器76提升。
图10B为罐摇架完全插入时图10A所示的罐保持器的示意性截面图。
如所示的，罐摇架102和气体罐46已经向内倾斜并立起。气体罐阀10完全插入到罐连接器76中，以使得通过操作气体释放控制器97、致动机构99和致动杆98能够操作气体罐阀10。
图11A示意性地示出了包括底座的罐保持器，该底座配置成当旋转时将气体罐升高到位置中，罐保持器以能够插入和移除罐的配置而示出。
(例如碳酸机或罐灌系统的)罐保持器110的底座118包括罐支撑平台112。当在所示的配置中时，罐支撑平台112足够低使得气体罐46与其气体罐阀10可以在罐支撑平台112和罐连接器76之间适配。在该配置中，气体罐46可以插入到罐保持器110中或从罐保持器110移除。
可以旋转罐支撑平台112从而提升气体罐46，使得气体罐阀10插入到罐连接器76中。在所示的实施例中，可以旋转罐支撑平台112，使得罐支撑平台112上的调整片114攀爬底座118上的斜面116。因此，旋转罐支撑平台112使得调整片114朝向斜面116的最上部旋转，可以提升气体罐46和气体罐阀10使得气体罐阀10插入到罐连接器76中。
图11B示意性地示出了当在罐锁定到操作位置中的配置中时的图11A所示的罐保持器。
如所示的实施例，当气体罐阀10插入到罐连接器76中时，已经缩减了罐支撑平台112和罐保持器110之间的空间，使得气体罐46不能够从罐保持器110移除。旋转气体罐46使得调整片114朝向斜面116的最上部往回旋转可以降低罐支撑平台112，使得罐支撑平台112和罐连接器76之间的空间足够大以使得气体罐46和气体罐阀10能够从罐连接器76移除。在一些情况下，底座118可以包括防止意外或无意降低罐支撑平台112的结构。例如，底座118可以包括闩锁或配置成将调整片114保持在斜面116的最上部处直至操作释放(例如脱闩)机构的其他结构。
罐保持器110可以包括一个或多个其他结构以保护插入的气体罐46。例如，当气体罐46包括盘状物44时，罐保持器110可以包括可滑动齿71或其他将盘状物保持在位的结构。当气体罐46包括非圆形横向突起72时，罐保持器110可以包括具有伸长的开口77的轭78。罐保持器110可以包括其他类型的固定结构。
图12A示意性地示出了具有罐保持器的碳酸机的实施例，该罐保持器具有把手，升高该把手能够插入气体罐。
可以通过绕轴线127旋转而升高或降低碳酸机120的把手122。在碳酸机120中，轭94通过提升机构(图12D中可见)耦接至把手122。当升高把手122时，如实施例中所示，降低轭94远离罐连接器76。轭94和罐连接器76之间的空间足以使得气体罐阀10能够放置在轭94和罐连接器76之间。
图12B示意性示出了将罐放置在图12A所示的罐保持器中。
如所示的，碳酸机120的底座128中的开口124能够将气体罐46的底端(例如气体罐46的与附接气体罐阀10的端相反的一端)放置到开口124中。朝向轭94旋转气体罐阀10(如箭头123所表示的)可以将盘状物44(或来自气体罐46的其他横向突起)放置在轭94之上。
开口124可以配置成将放置到开口124中的气体罐46与罐连接器76对准。例如，对准可以包括将气体罐46的轴线定向成平行于罐连接器76的轴线、并且横向对准轴线使得气体罐46与罐连接器76同轴。
图12C为具有放置在内部的罐的图12B所示的罐保持器的示意性截面图。
在所示的实施例中，开口124的部分升起的底板区域124a设计成呈现粗糙的底板表面129，以便使得气体罐46独立地朝向轭倾斜，并靠在轭的内部半径上，借此与罐连接器76的承窝对准。
升高的底板区域124a覆盖开口124的空间的(例如圆弧区段)一部分。开口124的剩余部分可以包括下部区域124b。在所示的实施例中，开口124在下部区域124b中不具有底板。在其他实施例中，升高的底板区域124a可以升高到下部区域124b的底板的上方。
升高的底板区域124a的面积成形且大小设计成使得气体罐46的重心(通常沿着或靠近罐圆筒轴线131)在下部区域124b之上。因此，当气体罐46放置在开口124中时，重力可以旋转气体罐46以斜靠轭的内部半径并与罐连接器76(例如罐连接器76的承窝)对准。
可以注意的是，尽管示出并描述了具有升高的底板区域124a的开口124与碳酸机120连接，但是升高的底板区域124a可以并入其他的实施例(例如图8、9和11所示的实施例)。
图12D示意性地示出了图12C所示的罐保持器的提升机构。图12E示意性地示出了图12B所示的碳酸机的底座的实施例，该底座配置成在将圆筒插入到底座之后，将圆筒阀倾斜到轭中。
如所示的，气体罐46的盘状物44搁置在轭94上。销125附接至把手122并插入到轭94上的凹槽121中。通过绕轴线127旋转而降低把手122而从碳酸机120向外旋转销125。凹槽121为弯曲的(如实施例所示)或倾斜的或以其他方式非水平的且非竖直的，使得凹槽121的外端部比凹槽121的内端部低。因此，销125的向外旋转是由于降低把手122而向外旋转销125对凹槽121和轭94施用了向上的力。因此，降低把手122可以朝向罐连接器76升高轭94和放置在轭94上的气体罐46。
图13A示意性地示出了降低把手以将气体罐插入到碳酸机中的情况下的图12A所示的碳酸机。
如所示的，已经完全降低了把手122。因此，轭94朝向罐连接器76完全提升。
图13B示意性地示出了插入到图13A所示的碳酸机中的罐。图13C为插入到图13B所示的碳酸机中的罐的示意性截面图。
如所示的，已经将把手122降低到气体罐46之上。在一些情况下，当完全降低把手122时，把手122可以对气体罐阀10和罐连接器76之间的连接进一步提供遮挡或保护。
由于降低了把手122，因此铰接的杠杆机构96将气体罐阀10提升到罐连接器76中。因此，操作气体释放控制器97和致动机构99可以操作气体罐阀10释放来自气体罐46的气体以流动至碳酸机120的碳酸头。
在将气体罐46插入到碳酸机120之后，罐盖126可以插入到底座128中并关闭。
图14A示意性地示出了能够使得具有横向定向的外部端口的气体罐阀连接至罐填充系统的填充头的填充头适配器。图14B示意性地示出了图14A所示的罐阀适配器的视图，示出了适配器的罐阀可插入至其中的一侧。图14C为图14A所示的罐阀适配器的示意性截面图。
填充头适配器150包括主体101，该主体101以预设的形状形成，例如圆筒或其他形式，并且可以安装在罐填充系统的填充头上。例如，填充头在安装填充头适配器150之前，可以设计成能够插入罐阀，在该罐阀中，阀的外部端口沿着或平行于罐的纵向轴线定向。填充头适配器150在填充头上的安装在填充头的纵向定位的填充端口和罐阀的横向定向的外部端口16之间提供了流体路径。
例如，填充头适配器150可以包括安装结构156(例如实施例中所示的孔、螺纹、或者一个或多个支架、突起、或其他结构)，以能够或促进将填充头适配器150安装到填充头上。在所示的实施例中，将填充头适配器150安装到填充头上可以包括将螺栓、螺钉、铆钉、夹具、或其他安装元件插入通过安装结构156并插入到安装头中。可以将密封结构(例如O形环、密封盘或其他密封结构)安装在填充头适配器150和填充头之间的例如密封器槽154内。
当将填充头适配器150安装到填充头上时，可以在填充头的填充端口和插入到填充头适配器150的内部空间160中的罐阀的外部端口之间形成流体路径，其经由位于适配器的设计成接收罐的一侧(例如在底部)的开口103是可以进入的。当罐阀插入到内部空间160时，阀密封件166(例如所示的O形环、或密封盘状物或其他密封结构)可以防止气体泄漏到与罐阀的柱塞26流体接触的内部空间160内的空间。罐限制结构161可以促进气体罐46和罐阀在内部空间160中的适当定位。在一些情况下，罐密封件168(例如O形环或其他类型的密封件)可以防止或抑制气体泄漏到气体罐46和填充头适配器150之间的内部空间160的外侧。
当罐阀插入到填充头适配器150的内部空间160时，加压气体(例如以气态或液化形式)可以从罐填充系统经由纵向定位的填充端口而释放。填充头适配器150的横向通道152可以定位成与填充端口流体连接。在横向通道152和填充头之间(例如密封器槽154内)的密封件可以防止或阻碍气体泄漏、或除了沿着横向通道152以外的其他流动。释放的加压气体可以从填充端口沿横向通道152横向流动到例如一个或多个横向通道152的端部处的一个或多个纵向通道162。加压气体可以经由每个纵向通道162流入填充头适配器150，并流动至径向通道164，每个径向通道164径向定向。
压痕158可以促进例如在安装至填充头时保持填充头适配器150。压痕158中的钻孔159也可以促进打孔、机器加工、或以其他方式形成径向通道164。
在一些实施例中，管可以在填充头的填充端口到填充头适配器150的钻孔159之间形成流体连接。
罐填充机180可以为罐填充系统的部件。罐填充机180配置成对气体罐46进行填充，气体罐46的气体罐阀10插入到具有来自气源(未示出)的加压(例如液化的)气体的填充头适配器150中。例如，罐填充机180可以为由自动的(例如计算机化的)控制系统或手动地可控的。气体可以以受控的方式经由填充头184流向填充头适配器150。例如，填充头184可以包括各种调节和控制单元，诸如电子可控阀(例如电磁阀)、压力传感器、或其他控制单元。罐填充机180可以包括例如包括截止阀和质量流量计的监控和控制部件186。
罐填充机180可以包括罐装载组件182。在所示的实施例中，罐装载组件182包括线性输送机188，该线性输送机188配置成将直立的(例如基本上与向上定向的气体罐阀10竖直)气体罐46沿线性轨道输送至填充头适配器150和填充头下方的位置。当气体罐46定位在填充头适配器150下方时，线性柱塞190可以提升气体罐46，使得气体罐阀10插入到填充头适配器150中。在其他实施例中，可以倒转罐填充机和罐装载组件的至少一些部件的定向。在此情况下，装载组件可以配置成降低倒转的气体罐46以将气体罐阀10插入到气体罐46下方的填充头适配器150中。在其他实施例中，可以水平或在另一方向上将气体罐阀推到填充头适配器150中。
图15A示意性地示出了罐阀适配器，该罐阀适配器用于放置在具有横向定向的外部端口的罐阀上，以使得罐阀能够连接至罐填充系统的填充头。图15B为图15A所示的罐阀适配器的示意性截面。
罐阀适配器170配置成放置在罐阀之上并附接至罐阀，该罐阀包括横向定向的外部端口16。罐阀适配器170随后可以使得能够填充气体罐46，通过填充头可以将罐阀附接到气体罐46，填充头的填充端口纵向定向。
在所示的实施例中，罐阀适配器170包括主体171，且由两个部件组装，即罐阀适配件151和填充头适配件172。在所示的实施例中，罐阀适配件151和填充头适配件172通过螺纹附接至彼此。填充头适配件172的纵向通道174和罐阀适配件151的横向通道152之间的密封可以由放置在密封器槽154内的密封件(例如，O形环、垫圈或其他密封结构)提供。在其他实施例中，填充头适配件172可以通过熔接或焊接、或者通过使用一个或多个螺栓、螺钉、销、夹具、胶粘剂、或其他附接结构而附接至罐阀适配件151。压痕178可以促进使用期间的组装或处理。
填充头适配件172成形为使得罐阀适配器170能够适配到罐填充系统的填充头中。例如，填充头适配件172的至少远端(连接到气体罐46)端部可以成形为类似于在该填充头适配件的远端端部处的具有纵向外部端口的罐阀的远端端部。当罐阀适配器170放置在罐阀上时，罐阀的远端端部可以在经由开口173插入后，适配在罐阀适配件151内的内部空间160内。阀密封件166(例如所示的O形环、密封盘状物、或其他密封结构)可以防止加压气体泄漏到内部空间160内的与罐阀的柱塞26流体接触的空间。罐密封件168可以防止加压气体在两者之间的接合部处泄漏。
罐阀适配件151构造成类似于如上所述的填充头适配器150。当罐阀适配器170插入到罐填充系统的填充头中时，填充头适配件172中的纵向通道174可以与填充头的填充端口流体连接。因此，加压气体可以从填充端口经过纵向通道174流动到罐阀适配件151的横向通道152。加压气体可以在罐阀适配件151内经由每个纵向通道162流向径向通道164，每个径向通道164在罐阀适配件151中径向或以其他方式横向定向。加压气体可以在每个径向通道164内向内横向流向罐阀的横向定向的外部端口16。阀密封件166和罐密封件168可以促进加压气体从径向通道164流入外部端口16中。
图16A示意性地示出了能够使得具有横向定向的外部端口的气体罐阀连接至罐填充系统的填充头的另一填充头适配器。
图16B示意性地示出了图16A所示的罐阀适配器的视图，示出了适配器的罐阀可插入至其中的一侧。
图16C为图16A所示的罐阀适配器的顶视图。
图16D为图16A所示的罐阀适配器的示意性截面图。
图16E为将气体罐的顶部插入以填充并保持在适配器内部的情况下图16A所示的罐阀适配器的示意性截面图。
填充头适配器200可以包括主体201，该主体201具有圆筒形式或其他形式，并且安装在罐填充系统的填充头上。例如，填充头在安装填充头适配器200之前，可以设计成能够经由主体201中的开口203插入罐阀，该主体201中的开口203可以例如位于主体201的底部处。当将罐阀插入到适配器200中时，阀的外部端口可以沿着或平行于罐的纵向轴线定向。填充头适配器200在填充头上的安装在填充头的纵向定位的填充端口和罐阀的横向定向的外部端口16之间提供了流体路径。
例如，填充头适配器200可以包括安装结构256(例如实施例中所示的孔、螺纹、或者一个或多个支架、突起、或其他结构)，以能够或促进将填充头适配器200安装到填充头上。在所示的实施例中，将填充头适配器200安装到填充头上可以包括将螺栓、螺钉、铆钉、夹具、或其他安装元件通过安装结构256插入并插入到安装头中。可以将密封结构(例如O形环、密封盘或其他密封结构)安装在填充头适配器200和填充头之间的例如密封器槽254内。
当将填充头适配器200安装到填充头上时，可以在填充头的填充端口和罐阀的外部端口16之间形成流体通道，该罐阀的外部端口16插入到填充头适配器200的孔隙260中并陷入内部空间262中。当罐阀插入到内部空间262(在该图中为了简洁仅示出了罐的阀主体12)时，阀密封件266(例如所示的O形环、或密封盘状物或其他的密封结构)在开口处密封了内部空间，以防止气体从那个空间泄漏到环境空气，罐阀的顶部通过该开口插入。罐限制结构261可以促进气体罐46和罐阀在内部空间262和孔隙260中的适当定位。
当罐阀插入到填充头适配器200的内部空间262(在该图和以下图片中为了简洁仅示出了罐的阀主体12)时，加压气体(例如气态或液化形式)可以从罐填充系统经由纵向定位的填充端口而释放。填充头适配器200的钻孔274可以定位成与填充端口流体连接。例如在密封器槽254内的密封件可以围绕钻孔274和填充头，以防止或阻碍气体泄漏或除了沿着钻孔274流入密封的孔隙260中以外的任何其他流动。释放的加压气体可以流入密封的内部空间262中，并对其进行填充，例如在罐阀和内部空间262之间限定的空间内围绕罐阀，填充槽263，在横向定向的外部端口16的入口位置处围绕罐阀，并通过该横向定向的外部端口16填充罐。
图17为具有静态的销致动器的罐阀适配器的示意性截面图。适配器300可以包括主体301(例如圆柱形主体、也可以使用借由其他形式的适配器主体)。适配器300基本上与图14A至图14C所示的适配器非常相似，但是适配器300还设置有向内延伸到内部空间160中的静态致动器销280，当罐(通过开口303)插入到适配器中时，该静态致动器销280从面向内部空间160并与罐阀的柱塞26的预期位置相对定位的内表面突出，使得当适当放置在适配器内部时被保持在位时，静态致动器销280将柱塞26按压到阀主体中，按下阀芯18并从而促进气体流动到罐中。
图18为具有动态的销致动器的罐阀适配器的示意性截面图。适配器400可以包括主体401，该主体401设置成圆筒形式或其他形式。适配器400与图17示出的适配器基本上非常相似，但是在该图所示的实施方式中，致动器销290为动态的致动器销。动态的致动器销290定位在钻孔294内，钻孔294从适于面向并与填充机的填充头配合的外表面、以及面向内部空间160的内表面延伸。动态的致动器销290可以在钻孔内移动，并且可以比钻孔的长度更长，使得动态的致动器相对端部的相对端部从孔294的相对端部突出。密封件292(例如所示的O形环、或密封盘状物或其他密封结构)可以用于确保内部空间160被适当密封。当适配器400附接到填充头时，填充头(例如外表面或突起)配置成按下动态的致动器销290，使得当罐阀(经由开口403)插入并适当地放置在适配器内部时，动态的致动器销290驱动柱塞26从而帮助气体流动到罐中。
致动器销(例如，如图17和图18所示)的使用消除了克服赋予阀芯18能量的弹簧20的反作用力所需的填充压力，以允许更低的填充压力，并允许更低的移动阀芯18所需要的填充压力。
根据本发明的一些实施方式，提供了一种用于填充在碳酸机中使用的气体罐、例如CO2气体罐的方法。
根据本发明的一些实施方式，填充头适配器可以可移除地耦接至罐填充系统的填充头，和/或可以为罐填充系统的一体部件。
本文公开了不同的实施方式。某些实施方式的特征可以与其他实施方式的特征结合，因此，某些实施方式可以为多个实施方式的特征的结合。已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的实施方式的前述描述。其并不旨在详尽或将本发明限制于所公开的精确形式。本领域的技术人员应当领会的是，鉴于以上教导，许多修饰、变化、替代、改变以及等同物是可行的。因此，将理解的是，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精髓内的全部这样的修饰和改变。
尽管本文已经说明并描述了本发明的某些特征，但是本领域的那些普通技术人员将想到许多修饰、替代、改变和等同物。因此，将理解的是，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精髓内的全部这样的修饰和改变。

Claims (19)

1.一种用于罐填充系统的适配器，包括：
主体，包括：
开口，成形为能够将用于保持加压气体或液化气体的气体罐的阀插入到所述主体的内部空间中，在所述阀的横向方面的至少一部分和所述主体的面向所述内部空间的内表面之间留出密封间隙；以及
至少一个通道，配置成当将所述阀插入所述内部空间时将来自罐填充系统的加压气体或液化气体引导到所述内部空间中的所述密封间隙中，以便到达所述气体罐的所述阀的一个或多个横向外部端口，以促进通过所述气体罐的所述一个或多个横向外部端口用所述加压气体或所述液化气体填充所述气体罐，所述一个或多个横向外部端口横向于所述气体罐的主体的纵向轴线而开口。
2.根据权利要求1所述的适配器，其中，所述至少一个通道包括：至少一个横向定位的通道，配置成当所述适配器附接至填充头时与所述阀的所述一个或多个横向外部端口流体联通。
3.根据权利要求1所述的适配器，所述适配器配置成连接至所述填充系统的填充头。
4.根据权利要求3所述的适配器，其中，所述至少一个通道包括在远端端部处纵向定位的通道，该纵向定位的通道配置成当所述远端端部连接至所述填充头时与填充端口流体联通。
5.根据权利要求1所述的适配器，还包括垫圈，所述垫圈配置成当所述阀插入所述内部空间时将所述阀的柱塞的外部表面与所述阀的横向方面的至少一部分流体地隔离。
6.根据权利要求1所述的适配器，还包括：致动器销，用于在将所述阀插入所述内部空间时致动所述阀的柱塞。
7.根据权利要求6所述的适配器，其中，所述致动器销为静态的。
8.根据权利要求7所述的适配器，其中，静态的所述致动器销向内延伸到所述内部空间中。
9.根据权利要求6所述的适配器，其中，所述致动器销为动态的。
10.根据权利要求9所述的适配器，其中，所述致动器销定位在所述主体中的钻孔内并能在所述主体中的所述钻孔内移动。
11.根据权利要求10所述的适配器，其中，所述钻孔从所述主体的外表面延伸至面向所述内部空间的内表面。
12.一种使用来自罐填充系统的加压气体或液化气体填充气体罐的方法，所述气体罐具有阀，所述阀具有一个或多个横向外部端口，所述一个或多个横向外部端口位于所述阀的横向方面的至少一部分上，所述方法包括：
将所述气体罐的阀插入适配器的主体的内部空间中，在所述阀的横向方面的至少一部分和所述主体的面向所述内部空间的内表面之间留出密封间隙；
当将所述阀插入所述内部空间时，通过至少一个通道将来自所述罐填充系统的加压气体或液化气体引导至所述内部空间中的所述密封间隙中，以便到达所述气体罐的所述阀的一个或多个横向外部端口，所述一个或多个横向外部端口横向于所述气体罐的主体的纵向轴线而开口；以及
通过所述气体罐的所述一个或多个横向外部端口用所述加压气体或所述液化气体填充所述气体罐。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述至少一个通道包括至少一个横向定位的通道，所述方法还包括：当所述适配器附接至填充头时，将所述至少一个横向定位的通道放置成与所述阀的所述一个或多个横向外部端口流体联通。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括：将所述适配器连接至所述填充系统的填充头。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：将所述至少一个通道中的纵向定位的通道放置成当将远端端部连接至所述填充头时与填充端口流体联通。
16.根据权利要求12所述的方法，还包括：当将所述阀插入所述内部空间时，使用垫圈将所述阀的柱塞的外部表面与所述阀的横向方面的至少一部分流体地隔离。
17.根据权利要求12所述的方法，还包括：在将所述阀插入所述内部空间时，使用致动器销致动所述阀的柱塞。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述致动器销为静态的。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述致动器销为动态的。
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