CN1166541C - 带有吸嘴的碳酸饮料容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有吸嘴的碳酸饮料罐，用于吸空手持碳化饮料罐或瓶，并保持罐内或瓶内饮料上方的气压，而在饮用罐或瓶中饮料时及运动时无饮料溅洒出。吸嘴安装在封闭壳体上，该壳体固定有一个弹簧，一个中心穿孔的膜片，一个阀杆和一个阀。封闭壳体延伸至容器内部，其延伸部分用作阀杆导向与阀座连接在一起，阀杆一侧与穿孔膜片相连另一侧与阀相连。当抽吸时，膜片推动阀并打开流动路径，因而可使饮料流经阀杆和穿孔膜片到达人嘴。当停止抽吸时，弹簧可克服罐或容器中的气压而关闭阀门。

Description

带有吸嘴的碳酸饮料容器
相互参照的有关文件
参考的美国专利文件：
US 4.769,774 01/1989 Nabinger       220/90
US 4,852,776 08/1989 Patton         222/570
US 4.883,192 11/1989 Krugman        220/85
US 5,071,042 12/1991 Esposito       222/570
US 5.079,013 01/1992 Belanger       425/115
US 5,186,347 02/1993 Freeman et al  220/254
US 5.542,670 08/1996 Morano         220/714
US 5.947,324 09/1999 Palinchak      220/713
审阅的美国专利文件：
US 4,752,016 06/1988 Eads           220/253
US 5,295,597 03/1994 Green          215/11.4
US 6,003,711 12/1999 Bilewitz       220/253
US 4,569,341 06/1968 Bruffey        220/90.2
US 4,756,440 07/1998 Gartner        220/90.4
US 5,370,279 12/1994 Tardif           222/214
US 6,021,992 02/2000 Bilskie et al    222/67
US 6,036,048 03/2000 Fischman         220/706
US 6,041,982 03/2000 Cantereels et al 222/562
参考的欧洲专利文件：
EP 0870 685 A1  10/1998      Igor          B65D 01/00
审阅的欧洲专利文件：
WO 00/17065     03/2000      Droste        B65D 79/00
WO 00/07795     02/2000      Nataf         B29C 45/26
WO 99/44915     09/1999      Rigo          B65D 83/14
WO 99/67150     12/1999      Dixon         B65D 51/20
EP 0 934 887 A1 08/1999      Arruego et al B65D 51/00
WO 00/10434     03/2000      Hakim         A47F 19/22
发明的领域
本发明涉及全封闭式碳酸饮料罐、瓶或封闭的饮水杯，当活动时以及饮料从罐、饮水杯或手持容器中吸出时，用以防止罐、瓶或饮水杯中的饮料溅洒出，美国分类号220/706；220/85；222/214；220/713220/714等(国际专利分类A47G 19/22；BD65d1/00；BD65 D 25/48等)
发明目的
碳酸饮料大都装在铝罐、瓶或其他容器中供人们饮用。当罐或瓶一经打开时，饮料就开始变质且在随后短时间内气就会跑光。如果是瓶装，一般是饮料倒入杯中后应立即饮用，而剩余饮料则用有螺纹的盖拧紧保持瓶内压力，以便下次饮用。然而对于通常需要拉开罐顶连有一小片铝片拉环的铝罐来说就再不能合上了，这就意味着开启后需要立即将饮料喝下，不管多少。还有当从瓶倒入杯中时，倒出的量一时喝不完，有人可能想过一段时间再饮用；在现有技术的方案中，很显然，所谓的不溅洒杯或手持容器设计，都是无法保持压力，且在携带碳化饮料或热饮料活动时也不能防止饮料溅洒。
发明的目的是保持使用中饮料在容器中的碳化，同时饮用容易且当运动时容器在各种位置都不会让饮料溅洒出来。这同样也适用于热饮料，当由于封闭空气膨胀气压上升时也会将饮料保持在杯内或罐内。
发明的背景
为防止饮料溅洒，短时在容器内存放，带有防漏顶盖加之无滴吸嘴和通气孔的饮料杯和手持容器，以各种形状和形式多年来一直在使用。配备带有阀的吸嘴和通气孔的容器，使人们在抽吸吸嘴时可随时吸出容器或杯中的饮料。容器中减少的饮料被从盖上第二个孔中进入的空气所取代。当由于吸嘴的抽吸，压力降至外部气压时，此通气孔就会使控制阀打开。举例说明：具有这种性质的无滴式喂送/训练容器已在Belanger的美国专利说明书5,079,013中；Morano的美国专利5,542,670中；Freeman等的美国专利5,186,347中等都有阐述。所有这些发明主要都是用于婴儿和一、两岁的儿童，目的是当杯子或容器被扔掉和在运动中的饮用时饮料不会溅洒出来。在上述专利阐述中他们参考了其他发明人的专利，所有专利都有着消除饮料溅洒的相同或相似的目的。
上述提到的申请仅适于非碳化饮料和冷饮料。如果是碳化饮料，容器中的压力会积聚从而推开阀门，无法避免泄漏和溅洒。对于热饮料也一样，如果没有保持垂直的位置，当饮料上方的空气受热膨胀后，造成容器内的压力上升，饮料就会被推出。但是在Morano美国专利5,542,670案中使用一个弹性更强的阀门材料，或是在Belanger美国专利5,079,013案中使用一个弹力更大的弹簧是能够防止溅洒的。不过缺点是吸嘴的抽吸力就要明显地增加了甚至超出了人类的能力，无法或至少是非常不方便的打开阀门。
对于现在消费者普遍饮用的装有碳化饮料的饮料罐来说，其顶部固定有适配器，可在打开后关上饮料罐及/或使饮用比直接用罐饮用更容易些。这样的性能在下述专利说明书中都有涉及：Nabinger的美国专利4,796,774；Patton的美国专利4,825,776；Krugman的美国专利4,883,192；Esposito的美国专利5,071,042；Palinchak的美国专利5,947,324；Igor等的欧洲专利0870685 A1等。这些申请都有的缺点是，打开罐后压力立即被释放，在可能的最短时间内二氧化碳就从饮料中释放，变为没有气的饮料，这样的饮料味道就要差很多了。
这意味着先前所有上述申请都不适合碳化饮料或热饮料。
本发明结合现有技术各方案的优点，克服了饮料罐和封闭不溅洒饮料杯的所有这些问题，本申请可以：保持气压从而保持饮料的碳化；容易运输装了部分饮料的容器且饮用和活动中使用时不会有饮料溅洒出来。对于本发明的饮料罐，还有一个额外的好处是，比使用Krugman的美国专利4,883,192和以后的其他发明所设计的饮料罐帽塞和/或饮用适配器更卫生。
发明的概述
本发明的一种实施例，包括一个流量控制器，带有用于抽吸压力杯、金属饮料罐、瓶或手持容器中饮料的吸嘴，其饮料可以是一种碳化饮料或热饮料如咖啡或茶。流量控制器由吸嘴上的抽吸动作，膜片型部件将阀提升起，将容器内部与外部隔离。容器内部气压通常要高于外部大气压力，这是由于碳化饮料或是饮料杯中密封的热饮料使空气加热后膨胀所造成的。流量控制器包括：一个吸嘴，气密地连接在壳体上；一个弹簧，一个通过膜片中的开孔连接至阀杆，自然中空的，使得液体从容器流到膜片的开口；一个带有阀座的阀杆导向、其为壳体的一个突出部分和一个软弹性材料的阀。阀被弹簧通过朝阀座方向推至膜片和阀杆而紧紧地固定在关闭位置。由于阀是通过阀杆与膜片连接，膜片的运动方向为轴向，所以导致了阀的相同运动。通过抽吸吸嘴降低膜片一侧的压力，膜片会移动阀，从而打开容器的内部允许饮料流动。饮料在容器内流经容器内类似麦管一样的一个柔性细管，该管从容器的底部到达阀开口，经阀杆、膜片进入吸嘴到人嘴。阀的封闭面积事实上要比膜片的活动表面积小，膜片上较小的抽吸压差会产生相对较大的力来开启由弹簧压力保持关闭的阀，该弹簧能保持阀处于常闭状态。因此，阀、弹簧和膜片三者组合是本发明的主要件，是它们在使流量控制器工作。流量控制器的壳体可以是气密地固定在铝罐盖孔中，或是饮料杯气密盖上的一个合成件。膜片的下边由流量控制器的壳体中的一个开孔产生的气压保持。当饮料液位下降使罐或杯中的压力低于大气压力时，阀导杆中的一个气孔、一个只在这种情况下打开的气孔进气来取代下降的饮料量。
如上所述，流量控制器在不饮用时，可将手持容器的内部从外部隔开，而不论容器的外部环境和位置如何。
附图的简要说明
以下的附图向那些可熟练阅读附图和说明书的人阐明了本发明四个实施例的流量控制器的所有特点。
图1是一个组装好的饮料罐的透视图，为本发明的一个最佳实施例。该实施例的更详细结构见图3、图4和图5。
图2是一个本发明第二个实施例的组装好的不溅洒饮料杯或容器的透视图。详细结构如图6所示。
图3是第一个最佳实施例的部分剖面图和顶视图，显示了本发明的流量控制器所需的所有零件。
图4是图3放大部分的横截面图，更好地展示流量控制器的总成。
图5-a)到5-e)所示为组成本发明流量控制器的各个零件的剖面图。
图6为本发明第二个实施例的不溅洒饮料杯顶视图的部分剖面图，图2是其透视图。
图7所示为本发明第三个实施例的剖面图，图中阀在吸嘴抽吸压力的作用下处于已被推打开，不同于前两个实施例中，阀是从其阀座被吸离的。
图8所示为本发明第四个实施例的剖面图，除了膜片突出部分环绕吸嘴之外，其他与图7的第三种结构相似。
发明的详细说明
参见附图，以通常消费中使用的碳化饮料罐(听)来解释其应用，但是，也会根据本发明对改型的顶盖为安装流量控制器所进行的调整进行说明。
图1所示为一个部分开启的饮料罐的外部透视，其流量控制器位于顶盖的中部，从罐的外部延伸到内部，为第一个最佳实施例。这种结构的详细结构在图3的部分剖面图中给出。为清晰起见，图4为一流量控制器的放大剖面图。饮料罐由圆柱形壁1、底面2、顶盖3围成，流量控制器4保持着依然含有碳化过程时产生的气压(P3)6的碳化饮料。该气压可大大高于外部大气压力(P2)以保持饮料的碳化，饮用起来更惬意。流量控制器4可将液体灌装时保留的压力保持需要长的时间，这是由与饮料罐上盖3紧密配合、在罐的内部和外部之间形成部分障碍的壳体9完成的。吸嘴7气密地连接在此壳体上，以保持中心穿孔的膜片8在位，保持抽吸侧气密地固定在壳体9上，同时在另一侧保持大气压力。在膜片的上方和下方都留有适当的空间以允许膜片在中心区域可上下移动几毫米，而周边是固定的。膜片8是完整地与阀杆10连接，阀杆是自然中空的使液体可流过。膜片也有一个中心孔，在中心孔处阀杆气密连接在膜片上。阀杆10装入柱体14的下部，用作阀杆的导杆，与壳体9形成一个整体，提供这些零件之间都微小间隙，这些间隙为滑动配合，可使阀杆在一边运动但却足够密实，不允许饮料或气体通过。阀杆导向14的下部分也固定在阀座13。在阀杆的下侧，弹性材料的阀11，被固定在将抽吸口12到阀座13与饮料罐内部相隔开的位置。为了能完全喝空罐中饮料，使用了一个柔性管(麦管)15，该管与阀开口12紧密固定并触及罐的底部。阀通过流量控制器抽吸侧上的弹簧16关闭，该弹簧可推动膜片8以及阀11至其静止位。空心阀杆在下部分17时变窄，在此锥度部分有一个或多个孔18，当阀11升离其阀座13时，饮料通过这些孔流出。在壳体9中有一个小的空气通路19，用以保证膜片下边的回压依然为大气压力(P1)。
流量控制器是这样动作的：通过人嘴在吸嘴7处抽吸，会使膜片8向上运动，因此抵消弹簧压力，将阀从其阀座上提起。起动阀的力的大小可从膜片上的压差乘以膜片的作用表面积来确定，即(P1-P2)×A。作用表面积“A”是1/4·π·d2，其中π为3.14，“d”是作用膜片的直径。当阀从阀座上升起时，罐中的饮料会由于压差P3-P2的原因被压向外部，该压力分别是罐中的气压和吸嘴中的抽吸压力。当抽吸时，饮料流经柔性管15至吸嘴12，经过阀11，孔18进入空心阀杆10到达膜片8的上边，再进入吸嘴7最后到达人嘴。当抽吸动作停止时，压差(P1-P2)也就停止了，只剩下弹簧16的压力，该压力会将阀11推回其阀座13，从而关闭饮料的流动。
在某些情况下，可能是空罐时，内部压力P3会大大降低，甚至比外部大气压P1还低是可能的。在这种情况下，抽吸压力可以打开阀，但是不足以完全喝净罐中的饮料。考虑到了这种情况，提供了一个通气孔20，它由阀杆导向14上部的一个或多个孔组成。这些通气孔在通常情况下是由一个其宽度能够完全覆盖孔眼的橡胶带21所关闭，橡胶带的作用像一个阀，可允许空气从空气通路19流至膜片下边的区域，沿着阀杆导向上部，通过通气孔20进入罐中。应用这一特性应注意罐的内部压力P3决不应低于外部大气压P1太多。因此阀导向14的上部分应稍微大一点，以允许空气旁通。在使用上述饮料罐流量控制阀时，还提供有一个清洁盖21，它紧紧地固定在壳体9的台肩上，以防止在运输期间和不使用时吸嘴受污。
在图5-a)至5-e)中画出了第一种最佳实施例中组成流量控制器的单个部件。但是该实施例并非表示对使用作动阀的穿孔膜片来增力的同样原理的其他结构的发明限制。
在图2和图6第二种最佳实施例中，展示了在不溅洒饮料杯上流量控制器的应用。在这种结构上，顶盖是紧紧地拧在杯子或容器上的。在这种情况时，流量控制器4的壳体9是顶盖的一个合成防漏件，这样的杯子可灌满碳化饮料、热饮料和冷饮料而在封盖后不会溅洒出来。当盛装热饮料时，饮料上方的空气会膨胀，在杯子或手持容器中聚积压力。图2所示为本申请杯子或容器部分打开的透视图，同一实施例的部分剖面图在图6中展示。由于在此情形时流量控制器4的工作原理与第一个实施例所述的原理没有一点不同，所以这部分就不再重复而只对不同处进行了说明。
图6应用于金属或塑料容器22，带有一个拧在容器22上的可拆卸的顶盖23，还有一个弹性材料的气密密封24，在灌装饮料、热饮料或冷饮料时防止容器泄漏。第二个实施例中，流量控制器4是合成浇铸在顶盖23上，与饮料罐的流量控制器有一点点不同。吸嘴25是可拆卸件以便进入流量控制器内部进行清洁。其余部件与图1、3、4和5铝罐所使用的部件大体相同。
图7中展示的是第三个实施例的流量控制器4，它可应用于饮料罐、瓶或饮料杯上。与本发明先前所述实施例的主要不同是，阀是由抽吸压力推开的，而不是从阀座上被拉起的。第三种实施例包括以下各件：中心穿孔的有一气密但又可在筒27内沿轴向移动的突出部分26的膜片8，它构成了吸嘴7的一部分。吸嘴7将膜片8固定在位并在凸缘处与带有一个密封件30的阀夹14形成了一道气密连接。流量控制器总成用一螺帽连接31固定在饮料罐、瓶或饮料杯的顶部。阀夹14固定带有阀11的阀座13在饮料夹1的内侧形成了一道与外部完全密封的屏障，在不使用时不会让饮料通过。阀11用一个连接件17通过阀杆10与膜片8相连接。连接件17与膜片8一起，当吸嘴7无抽吸时，将阀11气密压紧在其阀座13上，但是在抽吸时可允许饮料通过。在吸嘴的一处开有一个通气孔29，从而保证膜片上方的空间始终处在大气压力状态。如果证明膜片的弹簧作用不够，可加一个弹簧32协助将阀保持在紧闭位置。本发明此实施例的工作过程是：当吸嘴7抽吸时，空间28中的压力P2会相对膜片上方外部压力P1降低。这导致膜片8向下移动，从而推动阀11抬离其阀座13，从饮料容器的内部打开一条饮料通道直达人嘴。在容器内的压力低于外部大气压力时，通过抽吸容器中的饮料，阀11就可以克服弹簧负载的膜片压力，在保持抽吸的情况下打开。
上述结构要求吸嘴7中带有筒27的膜片26的突出部分是一种气密的可移动的连接。此处空气泄漏将造成流量控制器失效。解决办法是在膜片和吸嘴之间放一个涨圈或所谓的O形圈，但这可能是很麻烦的。因此想出了吸嘴7可以全部去掉，用膜片26的突出部分作为吸嘴的结构，从而大大简化了本发明结构。图8所示的第四个实施例除了吸嘴7外，其余的部件与图7所示相同，工作过程也相同，不需要再作说明。

Claims (17)

1.一种带有吸嘴的碳酸饮料容器，它包括：
a)手持饮料容器，是指能够短时存储碳化饮料或气压液体，并具有完全密封顶盖的容器；
b)所述顶盖，固定一个流量控制器，该流量控制器在该顶盖内是完全密封安装的；
c)所述流量控制器，用于吸空手持碳化饮料罐或瓶并保持罐内或瓶内饮料上方的气压，而在饮用罐或瓶中饮料时及运动时无饮料溅洒出，该流量控制器包括一个吸嘴，与所述容器顶盖外部上的一个壳体相连，带有一个进入所述容器内部的突出的管状部分，其壳体固定一个弹簧负载的膜片，该膜片通过一个空心阀杆与阀连接，该阀可以阻断所述容器内饮料的流出，并在不使用时保持容器内的气体压力，其中：
1)所述膜片是中心穿孔式，以便饮料通过并当使用人抽吸吸嘴时打开阀，从而为所述容器内的饮料提供一条流向人嘴的通路；该膜片有一个比阀的流通面积大得多的作用表面积；当作用在膜片上的抽吸力停止时以及不再需要容器中的饮料时关闭阀；
2)所述空心阀杆连接膜片与阀，使膜片与所述壳体的管状突出部分配合紧密，允许阀杆在壳体中上下移动，使饮料流经空心阀杆，但是在饮用罐或容器中的饮料时不允许饮料流至外部；
3)所述阀由空心阀杆固定，阀为弹性材料制成，当关闭时它阻塞饮料的流动；
4)所述壳体的突出部分在其上部有一个通气孔，与所述膜片的下方相连，可在所述壳体一侧向容器的内部提供一个空气通路以保持大气压力；通气孔用一个弹性带覆盖，当容器内的空气压高于外部气压时关闭通气孔，当饮料从容器中流动气压可能低于外部大气压力时，打开通气孔；
5)所述壳体的突出部分在上部有一个加大的内径以使空气流至所述的通气孔。
2.一种带有吸嘴的碳酸饮料容器，它包括：
a)手持饮料容器，是指能够短时存储碳化饮料或气压液体，并具有完全密封顶盖的容器；
b)所述顶盖，固定一个流量控制器，该流量控制器在该顶盖内是借助一个螺帽完全密封安装的；
c)所述流量控制器，用于吸空手持碳化饮料罐、瓶或容器，并保持罐内或瓶内饮料上方的气压而在饮用罐、瓶或容器中饮料时及运动时无饮料溅洒出，该流量控制器包括一个吸嘴，一个带有进入所述容器内部的阀夹的壳体，该壳体固定一个弹簧负载的膜片，该膜片通过一个阀杆与阀连接，该阀可以阻断所述容器内饮料的流出并在不使用时保持容器内的压力，其中：
1)所述膜片是中心穿孔式，以便饮料通过并当使用人抽吸吸嘴时打开阀，从而为所述容器内的饮料提供一条流向人嘴的通路；所述膜片通过一个突出的筒，可以轴向运动但是在吸嘴内是气密配合的；所述膜片有一个比阀的流通面积大得多的作用表面积；当作用在膜片上的抽吸力停止时以及不再需要容器中的饮料时关闭阀；
2)所述阀杆连接膜片与阀，使阀能够随着膜片的运动上下移动，从而当抽吸吸嘴时允许饮料流经所述的阀夹。
3.根据权利要求1或2所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，适用饮料杯、手持碳化饮料容器或热饮料容器，其中：
a)所述容器带有可拆卸顶盖的；
b)所述顶盖是气密拧紧在容器上，该顶盖固定一个流量控制器；
c)所述壳体是所述顶盖的一个整体模制部分；
d)所述吸嘴，与所述壳体和顶盖用螺纹连接可分离的连接在一起，为了可拆分所述流量控制器在使用之后进行清理。
4.根据权利要求1或2所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中的膜片为波形件，用强弹力材料制成，从而省去了所述流量控制器的弹簧。
5.根据权利要求1所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中的阀有一个由比阀杆和阀座所使用材料的弹性较软的材料制成的球状物。
6.根据权利要求1所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中所述的膜片足够大，在人嘴抽吸压力下足以打开靠膜片弹力或膜片上方另行安装的弹簧密闭的阀门。
7.根据权利要求1所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中的弹簧压力或膜片的弹力足够强，可顶住阀上的内部气压，同时提供有足够的流通面积用于流通通道以使饮料从容器内部流至吸嘴。
8.根据权利要求2所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中弹簧压力或膜片的弹力足够强，可关闭阀门。
9.根据权利要求1或2所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中的饮料罐为金属或塑料材料制造，该材料能够在气压或升温条件下盛装饮料。
10.根据权利要求1所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中的通气孔在所述壳体突出部分的上边用一个弹性带密闭，如果内部气压始终高于外部大气压力时可以省去。
11.根据权利要求3所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中的吸嘴可从顶盖上拆下，以暴露流量控制件的内部进行清洗，清洗后吸嘴可以装回原位。
12.根据权利要求1或2所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中的膜片包括一个弹簧负载的替代活塞，在流量控制器的筒形壳体中是气密配合的。
13.根据权利要求1或2所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，适用于各年龄段，包括婴儿、1至2岁半的儿童、十几岁的青年和老年人所用的饮料罐、瓶、封闭式饮料杯和手持容器等。
14.根据权利要求1或2所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中的流量控制器是偏心安装在饮料杯或手持容器上的。
15.根据权利要求1或2所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，所述原理用于其他使用场合，即通过流量控制器上的抽吸将有压液体从容器中吸出。
16.根据权利要求1或2所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中所述膜片的突出部分与吸嘴或阀夹之间的滑动连接处提供有一个涨圈或O形圈。
17.根据权利要求2所述的带有吸嘴的碳酸饮料容器，其中所述膜片的突出部分同时可用作吸嘴。
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