CN1781000A - 具有改进的流动限制特征和泡沫控制特征的卫生旋塞 - Google Patents

Abstract

一带有泡沫控制特征的卫生旋塞适于分配加压流体。卫生旋塞包括一阀体、一柱塞组件、一流动限制器以及调节螺钉组件。本发明还揭示一种变化地调节流体流动压力并在卫生旋塞内产生泡沫的方法。

Description

具有改进的流动限制特征和泡沫控制特征的卫生旋塞

相关申请

本申请要求对2002年11月12日提交的美国临时专利申请No.60/425,528的优先权，本文援引其全部内容以供参考。

技术领域

本发明涉及用于啤酒桶开口器和其它充压分配容器用的旋塞，具体来说，涉及一卫生的控制旋塞，其构造成以调节的方式分配带有泡沫控制特征的材料。

背景技术

分配用的旋塞用于各种应用中，其中，材料从加压的容器或其它加压源中予以分配。该类型的旋塞广泛用于饮料分配应用中，其中，啤酒、苏打水或其它的饮料从诸如小桶的加压容器中进行分配。有时它们也用于在压力下从容器内分配诸如佐料或芥末之类调味品。的确，其应用很多且变化广泛。

典型的现有技术的旋塞包括一用可枢转的柄操作的阀。具体来说，一阀元件安装在一柱塞上，柱塞可滑动地沿纵向通过一孔。当手柄朝向使用者向前枢转而打开阀元件时，阀元件向后移动通过孔，由此，允许待分配的材料从阀的入口流到出口。全部的阀在分配过程中暴露在流动流体中，但当阀不分配时，湿的阀元件的主要部分暴露在空气中。阀中停滞的流体和湿的阀元件暴露在空气中会在阀内引起不希望的细菌滋生。某些现有技术的旋塞已经克服不理想的细菌滋生，其将柱塞基本上定位在旋塞的出口处，这样，大部分湿的阀部件任何时候都不暴露在空气中。

发泡是在通过这些旋塞分配某些加压流体的过程中产生的。然而，泡沫有时会变化某些流体(例如，啤酒)的口味和外观。此外，当流体正在分配时泡沫会是不需要的，但当流体需要被倒入诸如杯子的一容器内时泡沫会是理想的。因此，需要改进旋塞的设计，其在流体分配中引入有控制的发泡，同时，不暴露旋塞的湿的部分而引起细菌滋生。

诸如啤酒之类的可分配的流体有时储存在密封的小桶内，即，处于可导致压力变化的条件下。事实上，许多小桶在充以生啤时都置于压力之下，这样的小桶存放在经常有温度变化的室内。温度的变化导致这些小桶内压力变化。为了在分配过程中重新平衡压力和控制流体流动，某些现有技术的分配旋塞具有补偿器单元。然而，这些补偿器单元对于平衡和调节加压分配的流体具有有限的控制能力。这些流体施加的失控的或控制较弱的压力导致旋塞设备的较大的磨损和撕坏。此外，通过使用补偿器调节压力不是很有效，因为这些调节器可以定位在限制的定向上，导致有限的压力调节。因此，需要改进旋塞的设计来提供改进的压力调节。

传统的旋塞还要求一相当细致的方法来清洗阀元件，其中，包括从阀体中取出阀元件，并在另外的地方进行清洗。需要提供这样阀元件，它们不仅保持清洁，而且不拆卸阀就可有效地进行清洗。

发明内容

本发明提供一具有许多优点的卫生的分配旋塞。本发明的一个优点在于，在正常使用时阀内部不包含相当量的空气，由此，限制细菌在旋塞内滋生。

本发明的一实施例的另一优点在于推回的泡沫特征，这样，当需要或按要求时，可发生有控制的泡沫。

本发明的另一优点是一带有一流动调整螺钉的流动限制器，这样，由内含的流体产生的压力可以在多个级别上分级和调整。

本发明的还有一优点在于，阀元件不用麻烦地拆卸阀就可有效地进行清洗。

一般来说，卫生旋塞包括(a)一具有一阀孔的阀体，该阀孔具有轴向对齐的入口和出口端口；(b)一柱塞组件基本上设置在入口和出口端口之间的阀体内；(c)一流动限制器组件；以及(d)一调节螺钉组件。

在一实施例中，流动限制器组件包括一杆，其具有第一和第二杆端。第一杆端可拆卸地附连到阀体的入口端口，而第二杆端可拆卸地附连到分配流体源。流动限制器组件还包括一流动限制器部件，其可移动地设置在杆内。流动限制器具有一与柱塞组件连通的漏斗头，以及一凹槽的尾部，其具有至少一个槽或通道，以允许从流体源流入的分配流体的流动。在一优选的实施例中，调整螺钉组件调节杆内的流动限制器组件的运动。

本发明的另一方面包括一从分配的液体中减少泡沫的方法。该方法的做法是首先将一分配流体源附连到阀体的入口端口。然后转动调节螺钉组件而移动流动限制器，以使进入阀体的流体具有所要求水平的压力。在要求压力下的流体然后允许进入柱塞组件。最后，按要求移动手柄组件来打开和关闭阀。当手柄组件向前移动时，柱塞组件则反过来向后移动。通过为流体打开一通道，上述的移动打开了阀，该流体在漏斗头上方，围绕柱塞组件，朝向出口端口流过凹槽尾部的至少一个槽或通道，并流出附连到出口端口的喷口。使用该方法分配的流体具有精密控制的压力，因此，导致流体基本上没有泡沫地进行分配。

本发明的方法方面的另一实施例提供一方法，该方法从具有形成泡沫能力的分配液体(例如，啤酒)中产生泡沫。根据该方法，一分配流体源附连到阀体的入口端口。流体允许在要求的压力下进入到旋塞内。然后，手柄组件向后移动，它导致柱塞组件向前移动，这导致对正在关闭的流体形成较大的通道。手柄组件然后抵抗弹簧力进一步向后移动，这具有这样的效果：将保持螺钉内的一横向孔暴露超过阀座。正在强制通过一小开口的啤酒就变得发泡。

从下面的详细描述和附图中，本技术领域内的技术人员将会明白本发明的上述的和其它的优点和特征。然而，应该理解到，详细的描述和诸附图尽管指出了本发明的优选实施例，但它们的给出只是为了说明而并无限制的含义在内。在不脱离本发明的精神的前提下，在本发明的范围内可以作出许多变化和修改，而本发明包括所有这样的修改。

附图的简要说明

图1是根据本发明的一实施例构造的旋塞的分解立体图，示出一带有流动调节螺钉和推回泡沫特征的流动限制器。

图2是图1所示的旋塞的阀体的截面图。

图3(a)是图1所示旋塞的平面截面图，示出在某一位置上的流动调节螺钉组件，以及在一致动位置上的推回泡沫特征。

图3(b)是图1所示旋塞的平面截面图，示出处于图3(a)之外的不同位置上的流动调节螺钉组件，以及处于其关闭位置的旋塞。

图4(a)是图1所示的旋塞的截面图，示出图1所示旋塞处于其产生泡沫的模式。

图4(b)是图1所示的旋塞的截面图，示出旋塞处于关闭位置。

图4(c)是图1所示的旋塞的截面图，示出旋塞处于打开位置。

具体实施方式

提供一用于任何系统内的分配用的旋塞，其中，有选择地操作旋塞以从一加压的流体源分配材料。例如，适宜将旋塞“敲击”入容器的放流孔内，该旋塞构造成从一小桶或其它的加压容器内分配啤酒或其它加压液体。还适用于调味品旋塞，其构造成从一容器内分配调味番茄酱、芥末或佐料。为了描述本发明，诸如啤酒和热狗佐料之类的非粘稠和粘稠的材料都被看作流体或液体。

旋塞包括一阀体和一柱塞，该柱塞安装在阀体内的一孔内，以便在其中作往复运动。孔具有一通向适于连接到一加压容器或其它加压流体源的通道的入口端口，以及一通向适于从旋塞供应流体的分配管口的出口端口。一具有可枢转杠杆的手柄部分地设置在阀体内并终止在一为此目的设置在柱塞内的插座内。该杠杆因此接合柱塞而驱动柱塞，从而沿纵向方向往复地通过孔。柱塞上的一塞头与一阀体内的阀座互相作用，以控制流过阀的流体的流动。

现具体地参照图1、2、3和4，根据本发明的第一实施例构造的旋塞10包括一阀体12，阀座内具有一孔14，一喷口16安装在阀体12上，以及一手柄18，其由使用者操作以在孔14内移动柱塞20，从而打开旋塞10和通过喷口16分配流体。

阀体12可由能承受压力的任何材料形成，阀体可滑动地接纳柱塞组件20并可枢转地支承手柄18。其较佳地由不锈钢、优级塑料或其它可模制的材料形成。最好是圆形截面的孔14沿轴向方向通过阀体形成。在本发明的一实施例中，一入口端口22包括孔14的上游轴向端，其用来将旋塞10连接到一加压流体容器(未示出)。一出口端口24包括孔14的相对端，用来将分配的流体供应到喷口16。一阀座26位于孔14的直径减小的部分，该部分邻近或位于出口端口24处。一阀帽孔28从孔14沿径向延伸，通过阀体12的上表面上的凸台30，延伸到阀体12的外表面以便接纳手柄18。

手柄18的下端形成一可枢转的杠杆32，它包括一部分的球34，该球接合柱塞组件20的对应的插座36。杠杆32通过一枢转的装配可枢转地安装在阀帽孔28内，该枢转装配较佳地由一第二球38和一阀帽插座40形成。两个球34和38最好与杠杆32一体地模制而成。柱塞插座36较佳地由柱塞20内的一狭槽形成。阀帽插座40由一阀帽垫圈42、一上轴承杯44、一下轴承杯46以及至少一个O形环48形成。该组件通过一旋入在凸台30上的一压紧阀帽47而被固定就位，这样，将阀帽垫圈42、轴承杯44、46以及O形环48捕获在阀帽下面和阀帽孔28内。该结构更详细地描述在2002年5月9日提交的申请No.10/142,751的说明书内，本文援引该申请的内容以供参考。

柱塞组件20包括一柱塞部件60，其可滑动地安装在孔14内。柱塞部件60一般地形成为一几何实心体的形状，其截面形状不同于孔14的横截面，这样，截面的差异形成开口以便允许流体通过。柱塞部件60包括一外周缘表面54和上游和下游的轴向端56、58。上述狭槽或插座36沿径向延伸在端部56和58之间的柱塞内。全部的柱塞20布置在孔14内，这样，几乎全部的柱塞20始终浸没在被分配的液体内，即使当旋塞10不被使用时也是如此。因为当柱塞被流体包围并容纳在阀体12内时，位于孔14内的柱塞没有一部分暴露在旋塞外面的空气中，所以，这一点是有利的。

该实施例的柱塞组件20可设想用于非粘滞流体中，例如，啤酒或其它的饮料。因此，柱塞组件20构造成便于流体流过和通过柱塞组件，并互连在柱塞部件60和杠杆32之间，这样，在分配过程中柱塞组件可被冲洗掉任何的颗粒物质。柱塞部件60最好形成为大致的正方形截面，在柱塞本身和孔14的截面内的圆形之间形成四个间隙。这些间隙起作流体流动的四个通道。其它的形状也可用于这两个元件，只要由此仍形成足够的流体通道。

本发明的一实施例包括一提供泡沫控制特征的组件，以用于啤酒分配旋塞中，在这样的情形中需要产生泡沫。泡沫控制特征只提供泡沫，在这样的情形中，使用者已分配了几乎全杯的啤酒没有上升太多泡沫，并希望对一杯啤酒提供吸引人的啤酒泡沫。在此实施例中，柱塞20由一带有反弹系统的阀杆60构成，该系统包括一密封62、一通过密封的密封保持螺钉64、一弹簧杯66，以及一盘簧68。密封保持螺钉64旋入到一位于阀杆端部处的轴向凸台70内，该凸台70朝向阀体12内的阀座26。凸台70包括一形成在其中的轴向孔71，孔与形成在保持螺钉64内的轴向孔64a对齐。轴向孔64a在螺纹端进入保持螺钉64内，但就在保持螺钉64的头部前为死端。一横向孔64b就形成在保持螺钉64的头部下面，与轴向孔64a相交并提供一从轴向孔退出的出口。

保持螺钉64和密封62起作阀的封闭。密封62安装在柱塞部件60的下游端部分上，以便在柱塞位于非分配的阀关闭位置时抵靠阀座26密封在阀体12上。在最优选的实施例中，密封62是一可变形的弹性O形环(在70-90硬度计的量级上)，其尺寸做成与阀座26匹配。

保持螺钉64和密封62可由任何食品级的材料制造。在一优选的实施例中，保持螺钉64由不锈钢制成，而密封62由任何食品级聚合物制成。当密封62和保持螺钉64如上所述地通过弹簧杯66和盘簧68插入轴向凸台70内时，即可实施柱塞的反弹系统的作用。弹簧68配合成能在弹簧杯66和下游阀杆端58之间压缩和伸展。如图4(c)所示，在一优选的实施例中，当手柄18借助于可枢转的杠杆32定位在柱塞部件60的插座36内并移动到一分配的或向前的位置时，柱塞组件20移离阀座26，以使一清洁的无泡沫的流体进行分配。另一方面，如图4(b)所示，当手柄18向后移动到一非分配的位置时，柱塞组件20向前移动接合阀座26并基本上关闭阀10，由此，阻止流体流动。在此实施例中，如图4(a)所示，手柄18还可进一步定位在向后的位置。当手柄18放置在进一步向后的位置时，反弹系统被接合，弹簧68在弹簧杯66和下游阀端58之间沿轴向压缩。该动作使得保持螺钉64的横向孔64b暴露超过阀座26(如图3(a)和4(a)所示)。啤酒被强制通过孔71、64a和64b的小开口变得发泡多沫。因此，使用者能提供泡沫到达玻璃杯口，一杯啤酒带有漂亮的啤酒泡沫，没有这样泡沫的话则玻璃杯的啤酒就不会吸引人。各个孔71、64a和64b具有的直径，其尺寸对于特殊的待分配的啤酒可形成光滑的泡沫。根据发明者的经验，在约0.005英寸至0.09英寸量级上的直径提供最佳的效果，但其它直径也可发挥功能。

喷口16可拆卸地安装在阀体12的下游端上，较佳地旋入在螺纹的凸台76上，该凸台76从阀体12的下游端朝向下游延伸。喷口16通过一O形环78密封抵靠在阀体12上，O形环安装在喷口16的上游的轴向端上。由于有了该转动关系，移去喷口16就可进入到暴露在流体中但不是永久地浸没在其中的旋塞10的所有部件(即，阀座26、保持螺钉64的端部，以及凸台76的内部)，这样，使用简单的小拖把或喷淋头(未示出)就可容易地进行清洗。

在本发明的一实施例中，旋塞10还包括一流动控制机构，以便严密地控制分配流体的流动。如图1、3(a)和3(b)所示，流动控制机构包括一流动控制杆82，其具有形成在其中的一杆孔84，其通过一凸台85可连接到一加压的流体容器(未示出)。较佳地，该凸台85通过一螺纹连接方式连接到加压的容器。孔84的内部基本上呈漏斗形状，并设计成大致配装一流动限制器86，限制器具有一窄的实心的漏斗头88和一实心的开槽的尾部90。杆82和流动限制器86较佳地都是由不锈钢制成。流动限制器86的头88还包括至少一个孔92，该孔提供一通过实心漏斗头88的开口并引导进入漏斗头88的中心腔室94内。较佳地是，头88还包括至少四个相等间距的孔92，所有孔都与中心腔室94连通。

借助于一保持器弹簧96、一保持器环102和一套箍100，包含流动限制器86的杆82相对于孔14定位在入口端口22的上游端。套箍100较佳地通过诸如螺纹之类的任何合适的可移去的连接方式连接到入口端口22，由此，将流动限制器86的头限制在阀体12内。

阀入口22还包括一倾斜孔105用来接纳一流动调节螺钉106。孔105的定位和螺钉106的尺寸应做到：使螺钉的头可接触到流动限制器86的头。这样，流动调节螺钉106的转动将流动限制器86的轴向位移量控制到一非常细微的调节程度，提供非常严密的可调节的流动控制。

调节螺钉106可以是传统类型的螺钉，其带有一滚花的头部，或者，可设置有一锥形阻碍流动的调节螺钉端部108和一调节钥匙112，它们沿轴向彼此配合。也可设置一O形环110来减小围绕调节螺钉106周围的泄漏。较佳地，螺钉端部108和调节钥匙由不锈钢制成，而O形环由弹性体材料制成。在阀入口22上的倾斜孔105定位在倾斜的角度上，较佳地与阀入口成45°。当调节钥匙112或滚花头部沿顺时针方向转动时，螺钉端部108进一步进入阀入口22的孔14内。

在操作中，如图1、3(a)和3(b)中示出的优选实施例所示，当包含流动限制器86的杆82偶联到阀入口22上时，则流动限制器86定位成其可部分地在阀的孔14内滑动。当调节钥匙112转动时，调节螺钉106通过倾斜孔105进一步进入阀入口22的孔14内。螺钉106限制孔14内的流动限制器86的运动。当调节螺钉106顺时针方向逐步地转动时(如图3(a)所示)，流动限制器86的运动也逐渐地受到限制。调节螺钉106能够至少360度转动，由此，允许非常细微地控制流动限制器86的运动。

当来自上游流入阀入口22的加压流体具有的压力大于要求的压力时，调节螺钉106顺时针方向转动而限制流动限制器86的运动，这又限制流体的流动。另一方面，如果流体的压力低于要求的压力，则通过简单地逐步地沿逆时针方向转动调节螺钉106，更多的流体可允许流过旋塞10，从而实现流体所要求的压力流动(如图3(b)所示)。

较佳地，如图1和4所示，流体将进入杆82，将沿凹槽尾部90通过，将通过孔92进入头88的中心腔室94内，然后将通过孔14进入围绕柱塞组件20的通道内。如果柱塞组件20处于一分配位置，则阀10将打开，而要求压力和清澈的流体将进行分配(如图4(c)所示)。如果柱塞组件20处于非分配的位置，则流体将填充孔14，包括其如上所述的零件的柱塞组件将浸没在流体中，而不暴露在空气或滋生的细菌中(如图4(b)所示)。此外，如图4(a)所示，进入杆82内的流体可被强制通过处于局部打开的发泡位置的柱塞组件20。处于发泡模式的向后推的手柄18的定位可形成泡沫溢出流体，就如带有泡沫的啤酒那样。

因此，尽管本发明已经显示和描述了被认为是最实用和优选的实施例，但应该理解到，本发明无意限制在以上所阐述的具体的实施例。相反，应该认识到，在不脱离本发明的精神或范围的前提下，本发明的技术领域内的技术人员会作出各种修改，因此，本发明应被看作包括所有与本发明的主题内容相当的合理等价物。

Claims (18)

1.一用于分配流体的卫生旋塞，包括：

(a)一具有一阀孔的阀体，该阀孔具有轴向对齐的入口和出口端口；

(b)一柱塞组件，其基本上设置在阀孔内；

(c)一流动限制器组件，其包括：

(i)一杆，其具有一可拆卸地附连到阀体的入口端口的第一杆端和一可拆卸地附连到分配流体源的第二杆端；

(ii)一流动限制器部件，其设置在杆内，流动限制器具有一与柱塞组件连通的头；以及

(d)一调节螺钉组件，其调节杆内的流动限制器组件的运动。

2.如权利要求1所述的卫生旋塞，其特征在于，阀孔沿轴向定向，并包括一与轴向定向的阀孔连通的径向孔。

3.如权利要求1所述的卫生旋塞，其特征在于，旋塞还包括一手柄组件，其螺纹地连接到阀体的径向孔。

4.如权利要求1所述的卫生旋塞，其特征在于，手柄组件包括一接合柱塞组件的可枢转的杠杆，由此，当手柄组件向后移动时柱塞组件向前移动，而当手柄组件向前移动时柱塞组件向后移动。

5.如权利要求1所述的卫生旋塞，其特征在于，柱塞组件还包括：

(i)柱塞部件，在其顶表面上具有一插座，用来接纳手柄组件；

(ii)一在柱塞部件的前端处的带有一轴向孔的轴向凸台；

(iii)一偏置部件；以及

(iv)一密封保持器，其通过偏置部件附连到阀杆的轴向孔。

6.如权利要求1所述的卫生旋塞，其特征在于，旋塞还包括一喷口，其可拆卸地附连到阀体的出口端口。

7.如权利要求1所述的卫生旋塞，其特征在于，调节螺钉组件还包括：

(i)一成角度定位的调节螺钉孔，其与阀孔连通；以及

(ii)一能进行至少一个360°转动的调节钥匙。

8.如权利要求7所述的卫生旋塞，其特征在于，螺钉孔和阀孔之间的角度约为45°。

9.如权利要求5所述的卫生旋塞，其特征在于，密封保持器还包括位于邻近密封保持器的头部的至少一个孔。

10.如权利要求9所述的卫生旋塞，其特征在于，孔的直径约为0.005至0.09英寸。

11.如权利要求1所述的卫生旋塞，其特征在于，阀体、柱塞组件、流动限制器组件和调节螺钉组件，或它们的零件由不锈钢制成。

12.如权利要求1所述的卫生旋塞，其特征在于，阀体、柱塞组件、流动限制器组件和调节螺钉组件，或它们的零件由食品级塑料制成。

13.如权利要求1所述的卫生旋塞，其特征在于，当分配流体源具有增加的压力时，调节螺钉组件顺时针方向转动以限制流动限制器的运动。

14.如权利要求1所述的卫生旋塞，其特征在于，当分配流体源具有减小的压力时，调节螺钉组件逆时针方向转动以增加流动限制器的运动。

15.一分配能产生泡沫的流体的方法，该方法包括：

(I)提供一旋塞，其具有：

1.一具有一阀孔的阀体；

2.一基本上设置在阀体内的柱塞组件；

3.一流动限制器组件，其包括：

a)一杆，其具有一可拆卸地附连到阀体的入口端口的第一杆端和一可拆卸地附连到分配流体源的第二杆端；

b)一流动限制器部件，其设置在具有一与柱塞组件连通的头部的杆内；以及

4.一调节螺钉组件，其调节流动限制器在杆内的运动；

(II)将一分配流体源附连到与阀体连通的流体；

(III)转动调节螺钉组件，其中，调节流动限制器的运动，以使进入阀体的流体具有一足够低的要求压力，以避免在液体中造成泡沫；

(IV)允许要求压力的流体进入阀体，由此，用流体浸没柱塞组件；

(V)向前移动手柄组件，导致柱塞组件向后移动，由此，打开流体通道，以在头部上方围绕柱塞组件流出阀体，流体的分配基本上没有泡沫。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，当分配流体源具有增加的压力时，调节螺钉组件顺时针方向转动以限制流动限制器的运动。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，当分配流体源具有减小的压力时，调节螺钉组件逆时针方向转动以增加流动限制器的运动。

18.一用于分配流体的卫生旋塞的产生泡沫的方法，其包括：

(I)使用一旋塞，其包括：

1.一具有一阀孔和一入口端口的阀体；

2.一柱塞组件，其基本上设置在阀体内，并具有：

a)柱塞部件，在其上表面上具有一插座，用来接纳一手柄部件；

b)一带有一轴向孔的轴向凸台，其位于柱塞部件的前端；

c)一偏置部件；以及

d)一密封保持器，其通过偏置部件连接到阀杆的轴向孔，并具有一与轴向孔连通的横向孔

(II)将分配流体源附连到阀体的入口端口；

(III)用要求压力的流体浸没柱塞组件；

(IV)向后移动手柄组件，从而柱塞组件向前移动，由此，大大地关闭流体通道，导致流体被强制地流过密封保持器的轴向孔和横向孔，朝向出口端口，流出附连在出口端口的喷口，其中，流体的分配带有泡沫。

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