CN204811874U - 碳酸饱充单元和饮料分配器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及碳酸饱充单元和包含有碳酸饱充单元的饮料分配器。本文提供了一种用于在饮料分配器中使用的碳酸饱充单元。本文还提供了一种新的碳酸饱充方法并且还提供了包括本文的碳酸饱充单元的饮料分配器。

Description

碳酸饱充单元和饮料分配器

技术领域

本文涉及用于对一定量的饮料进行碳酸饱充的碳酸饱充单元。

背景技术

下面列出认为作为背景技术的与当前所公开的主题相关的参考文献：

-具有公开号为WO2014/041539的PCT申请

-具有公开号为WO2012/110885的PCT申请

这里对以上参考文献的承认不应被推断为意味着这些参考文献以任何方式与当前公开的主题的可专利性相关。

使用饮料分配器(包括意图用于分配冷饮的那些饮料分配器)是众所周知的。包括碳酸饱充单元并且有时除了适于分配非碳酸饮料之外还适于分配碳酸饮料的饮料分配器也是已知的。

具有公开号为WO2014/041539的PCT申请公开了用于根据需求来准备碳酸饮料的饮料分配器，以及用于根据使用者的需求准备并分配碳酸饮料的方法。

具有公开号为WO2012/110885的PCT申请公开了用于供应水和碳酸水的装置。

实用新型内容

本文提供了一种用于在饮料分配器中使用的新的碳酸饱充单元。本文还提供了一种新的碳酸饱充方法并且又提供了一种包括本文的碳酸饱充单元的饮料分配器。

术语“饮料”指的是能够被碳酸饱充以生成碳酸饮料的任何含水饮用液体。例如，“饮料”包括但不限于水、加味水、牛奶、含酒精饮品等。

本文的碳酸饱充单元的一个特征是包括连接到碳酸饱充室的膨胀室。该连接通常通过碳酸饱充室的上端的开口，其中，在使用时，在碳酸饱充室内的饮料的表面上方具有小的顶部空间。通过引入加压二氧化碳对碳酸饱充室内的饮料进行碳酸饱充。如能被理解的，一旦将加压二氧化碳引入到碳酸饱充室内，腔室内部的压力大致升高到引入的加压二氧化碳的压力。为了确保有效地碳酸饱充，此碳酸饱充压力相对较高。如果将随后分配碳酸饮料，残存在碳酸饱充室内的高压将会以相对暴力的方式使饮料冲出，并且结果将会在强流的作用下分配饮料，这可能导致不期望的飞溅和噪声。提供膨胀室并且包含膨胀阶段至少能够部分避免该问题。

在碳酸饱充期间，关闭碳酸饱充室和膨胀室之间的连接。在碳酸饱充之后，可以打开连接，以允许加压气体膨胀，该膨胀使得压力降低到较低的压力(本文被称为“分配压力”)。如能被理解的，分配压力是(i)碳酸饱充压力，(ii)顶部空间的体积和(iii)膨胀室的体积的产物。如也能被理解的，工作参数(例如，在碳酸饱充室内填充非碳酸饮料之后残存的二氧化碳压力或顶部空间的体积)中的变化能够导致碳酸饱充单元的一个操作周期至另一个操作周期之间的分配压力的一些变化。分配压力随后将碳酸饮料驱使出碳酸饱充室、并且随后驱使至被连接到碳酸饱充室的饮料出口(通常位于碳酸饱充室的底端)的饮料分配出口并驱使出饮料分配出口。分配压力的较低的驱使力允许饮料较平稳地通过分配出口流出。

包含有膨胀室还允许更有效地利用碳酸饱充室。在现有的碳酸饱充单元中，通常需要通过设计或者通过限定的操作参数，在碳酸饱充室内并在饮料的上方提供显著的顶部空间，以允许通过附属的压力释放机构使压力最终降低。在本文的碳酸饱充单元中，可以使顶部空间保持为最小，并且因此，碳酸饱充室的整体尺寸会减小；或者，用另一种方式来看，准备的并且能够分配的碳酸饮料的量非常接近碳酸饱充室的体积。

依据本发明的一些实施例，碳酸饱充单元通常具有两个同心室(一个包围另一个)，两个同心室中的一个为冷却室并且另一个为碳酸饱充室，如将在下文所述。

由本发明的第一个方面提供的碳酸饱充单元包括碳酸饱充室和膨胀室。碳酸饱充室具有饮料入口，其用于将饮料引入到碳酸饱充室内；加压气体入口，其用于将二氧化碳引入到碳酸饱充室内，该加压气体入口端部通常具有使用时浸入在碳酸饱充室内的饮料的喷嘴；膨胀出口，其通常位于碳酸饱充室的上端；以及碳酸饮料出口，其通常位于腔室的底端。膨胀室通过可密封导管连接到膨胀出口。例如，通过设置在导管内的阀，在碳酸饱充期间密封此导管，并且在碳酸饱充之后打开此导管。

可以在工作周期中操作单元，工作周期包括(i)碳酸饱充阶段，在碳酸饱充阶段，加压二氧化碳被引入到碳酸饱充室内，以生成碳酸饮料；以及(ii)碳酸饱充阶段结束后的膨胀阶段，在膨胀阶段，打开膨胀连接。然后，在分配阶段，碳酸饮料能够朝着饮料分配出口并且通过饮料分配出口分配到碳酸饮料出口之外，分配压力引起在此分配阶段驱使碳酸饮料的力。

工作周期通常受电子控制模块的控制，电子控制模块可以是碳酸饱充单元的一部分或与碳酸饱充单元联接。

在使用期间，一些加压气体从碳酸饱充室流入到膨胀室，气体可以包括液滴或湿度/水分，这将使得液体在膨胀室内积累和/或凝聚。因此，根据本文的实施例，膨胀室包括用于排出这样的液体的排出口。根据此实施例，工作周期通常包括在分配阶段结束时或在分配阶段之后打开排出口。

依据本文的实施例，碳酸饱充单元包括集成冷却配置。依据本文的一些实施例，当碳酸饱充室内能够包括冷却元件时(在这种情况下，在碳酸饱充之前或在分配之前，有必要提供一些时间用于冷却碳酸饱充室内的饮料)，冷却布置通常具体表现为包括冷却元件或与冷却元件联接的冷却室。将被碳酸饱充的饮料经过冷却室，并且从而在进入碳酸饱充室之前冷却。

依据本文的实施例，冷却室和碳酸饱充室形成为彼此液体连通的两个同心室，两个同心室的第二腔室包围第一腔室。通常，包围腔室为冷却室，并且包括与冷却室内的饮料直接接触的冷却元件(例如，螺旋冷却元件)。通常，第一腔室和第二腔室被导热壁(通常为薄金属壁)隔开。通过该布置，碳酸饱充室内的饮料也被不断冷却。

依据本文的一些实施例，膨胀室与一起构成一个整体的两个同心室一体形成。

碳酸饱充单元还可以包括初始通风口(initializationvent)，初始通风口允许从单元内释放空气，以防止由于填充饮料的背压。通风口通常形成在连接冷却室和碳酸饱充室的导管上。

本文的第二个方面提供了一种用于生成碳酸饮料的方法，该方法包括以下步骤：将非碳酸饮料引入到碳酸饱充室内；将加压二氧化碳引入到碳酸饱充室内并且保持一段时间的压力，以足以对饮料进行碳酸饱充；将碳酸饱充室的上端连接到膨胀室，从而使得压力降低到分配压力；以及将饮料从碳酸饱充室中驱使出来，驱使饮料的力由分配压力引起。

在上述顺序中的步骤可以相继重复若干次。此顺序还可以包括在驱使步骤之后的将液体排到膨胀室之外的步骤。在重复的周期发生时，所述排出步骤可以每隔若干个周期仅执行一次；即，不必在每个驱使步骤后执行。

本发明的第三个方面提供了包括本文所公开的单元的类型的饮料分配器。

附图说明

为了更好地理解本文所公开的主题，并且为了举例说明其在实际中如何应用，现在将参照附图通过非限制性示例的方式描述各实施例，其中：

图1A-1C是根据本文的实施例的碳酸饱充单元的外部视图，其中，图1A是从上向下看的立体图；图1B是从下向上看的立体图；并且图1C是俯视图。

图2A和2B是沿图1C中所示的相对应的线A-A和B-B的纵截面图。

图3示出说明图1A-2B的单元的操作周期的示意框图。

具体实施方式

图1A-2B包括对根据本文的实施例的碳酸饱充单元的若干视图的示意性表示。本领域的技术人员清楚的是，所描述的单元只是示例并且本文并不限于该实施例。

虽然本文的碳酸饱充单元原则上可用于对任何类型的饮料进行碳酸饱充，但是通常的饮料是水。因此，在以下说明中，将参照作为被碳酸饱充的饮料的水来描述该单元，应理解为，这是说明性的而不是用于限制。如所理解的，除了水，饮料还可以是其它的，例如加味水、酒精饮料、天然果汁等。

图1A-2B所示的单元100包括在上部基板104和底部基板106之间延伸的主体102。主体和基板可以由塑料材料、金属、其它聚合材料、陶瓷等制成。该单元具有两个同心室，该同心室包括被冷却室110包围的碳酸饱充室108。碳酸饱充室具有通过导管114连接到冷却室110的水入口112，该导管114从端口118处在冷却室110的内部延伸并且配合有阀元件116。使用时，一旦阀门116打开，在冷却室110和碳酸饱充室108之间就会建立连接，以允许冷却水从冷却室流出并流入到碳酸饱充室中。导管114配有通风孔120，当需要时(例如在第一次填充后或者在使用期间)，该通风孔允许释放包埋在冷却室内的气体(例如，空气或蒸气)，并且如果不能释放，将影响单元的正常运行。

图1A-2B示出孤立的单元。使用时，单元连接到其它的功能部件，包括水源、加压二氧化碳源等。在图2A或图2B中，这些附加的元件示意性示出为方框。

冷却室具有连接到水源124(通常为输水管线(waterline)或蓄水池)的进水口122。驱使水流入到单元中(即，水流入到冷却室中，并且然后水从冷却室中流到碳酸饱充室)的力可以是通过安装到路径126上的泵(未示出)将水供给到端口122内的力；或者在源头124为输水管线情况下，力可以是输水管线内的压力。在驱使力是泵的情况下，其激活可以与阀116的打开同时发生。

碳酸饱充室还具有在使用时被连接到加压二氧化碳源130的加压气体入口128。加压气体入口128端部具有使用时浸入到碳酸饱充室内的水中的喷嘴132。在该具体的实施例中，碳酸饱充室108填充有大概达到线134处的水，液位受液体传感器136的控制。另一个液体传感器140在单元的底端出现，并且安装在形成于塞子构件142中的孔141内，该塞子构件插入到底部基板106的中心孔中。塞子构件142安装有确保液体紧密密封的两个O型环144。一旦液体传感器136浸入到水中，传感器136和传感器140之间的电路通过水闭合，从而向控制单元(未示出)传递最终使得阀116关闭的信号。因此，使用时，在腔室内填充将被碳酸饱充的水之后，碳酸饱充室存在无水顶部空间138(water-freehead-space)。

单元100还包括通过膨胀连接154被连接到碳酸饱充室的膨胀出口152的膨胀室150，膨胀连接154可以通过安装在其上的阀元件156密封。碳酸饱充室还包括碳酸水出口160，该碳酸水出口通过安装有阀元件163的导管162连接到碳酸水分配口(由框164示意性示出)。在碳酸饱充期间，阀163是闭合的，但是在膨胀阶段之后是打开的，以允许通过残存在碳酸饱充室内的分配压力的力，将碳酸水分配到出口164之外(见下文)。

膨胀室150形成在底部基板106中并且具有围绕塞子142限定的环形形状。膨胀室150具有排出口166，使用时，该排水口被连接到阀(未示出)，在操作周期期间(见下文)，阀可以在合适的时间打开，以将由于胶质液滴的凝聚或累积而已经累积在腔室中的液体排出。

碳酸饱充室还安装有连接到压力计量器(如图2B中的框170示意性示出)的导管168。压力计量器170监测压力并且设计成当碳酸饱充室内的压力升高到超过限定的最大压力时为了操作安全而释放压力。

可以通过连接到系统的不同阀或泵的控制模块(未示出)控制单元的操作周期。操作周期可以包括多个阶段。

又如图2A和图2B所示，螺旋形冷却元件172嵌入到冷却室110中，在冷却室中，冷却流体在冷却流体入口174和冷却流体出口176之间循环。冷却流体可以是气体或液体。冷却流体由制冷单元冷却，制冷单元例如可以为在US7,645,381中公开的制冷单元或者为PCT公开序列号WO2011/030339的主题。冷却室110和碳酸饱充室108被导热壁180(通常为薄金属壁)隔开。因此，通过导热壁180的媒介作用，在碳酸饱充室内的水也将被不断冷却。

图3中的框图表示图1A-2B中所公开的单元的操作周期。为了便于说明，在下面的说明中操作周期的不同阶段被定义为第一阶段、第二阶段等。然而，因为所有阶段相继发生，并且原则上，每一个阶段都可以当作第一个，所以阶段名称不具有功能意义。

在第一阶段200，将在冷却室110中冷却的水引入到碳酸饱充室108中。为此，打开阀116，并且当包括单元的整个分配装置或系统包括推进泵(安装在路径126上)时，也激活泵。继续填充直至达到传感器136的感应末端137浸入到液体中的点，然后，发出引起水流中断的信号，即，关闭阀116，并且如果存在所述泵并且所述泵工作，也关闭所述泵。

在第二阶段210，打开控制二氧化碳从二氧化碳源130处释放的阀(未示出)，以允许加压二氧化碳通过喷嘴132进入碳酸饱充室。将压力维持一段时间(通常为几秒钟)，以确保有效的碳酸饱充。

在第三阶段，操作阀156，从而在顶部空间138和膨胀室150之间建立连接，该连接将单元中的压力降低到分配压力。

在第四阶段，打开线路162，以允许碳酸水通过分配压力的力分配到分配出口164之外。一旦排空整个碳酸饱充室，终止该分配阶段，此时，传感器140传递恰当的信号(或中断传递这样的信号)，以引起控制线路162的流出的阀关闭。

在第五可选阶段，排出口166排出累积的液体。

水排放器通常包括激活按钮，并且一旦激活，操作周期自动进行。第五排出阶段可以在每个周期内重复，或者可替换地，在若干个周期内重复一次。

Claims (15)

1.一种碳酸饱充单元，包括：

碳酸饱充室，其具有：

饮料入口，其用于将饮料引入到所述碳酸饱充室内，

加压气体入口，其用于将加压二氧化碳引入到所述碳酸饱充室内，

膨胀出口，其在所述碳酸饱充室的上端，以及

碳酸饮料出口；以及

膨胀室，其通过可密封膨胀连接被连接到所述膨胀出口。

2.如权利要求1所述的碳酸饱充单元，其中，所述膨胀室包括用于将液体从所述膨胀室排出的排出口。

3.如权利要求1所述的碳酸饱充单元，包括用于控制所述工作周期的控制模块或者与所述控制模块相联接。

4.如权利要求1所述的碳酸饱充单元，其中，所述加压气体入口具有在使用时浸入到所述碳酸饱充室内的所述饮料中的喷嘴。

5.如权利要求1所述的碳酸饱充单元，其中，所述饮料出口定位在所述碳酸饱充室的底端。

6.如权利要求1所述的碳酸饱充单元，包括集成饮料冷却单元。

7.如权利要求6所述的碳酸饱充单元，包括彼此液体连通的两个同心室，所述两个同心室的第二腔室包围第一腔室，所述腔室中的一个为冷却室，并且另一个为所述碳酸饱充室。

8.如权利要求1所述的碳酸饱充单元，包括集成饮料冷却单元和彼此液体连通的两个同心室，两个同心室的第二腔室包围第一腔室，所述腔室中的一个为冷却室并且另一个为所述碳酸饱充室。

9.如权利要求8所述的碳酸饱充单元，其中，所述第一腔室为所述碳酸饱充室并且所述第二腔室为所述冷却室。

10.如权利要求8所述的碳酸饱充单元，其中，所述两个腔室由导热壁隔开。

11.如权利要求8所述的碳酸饱充单元，包括所述冷却室内的冷却元件。

12.如权利要求8所述的碳酸饱充单元，其中，所述膨胀室与所述两个同心室集成。

13.如权利要求8所述的碳酸饱充单元，其中，包括用于允许剩余气体从所述单元内释放的初始通风口。

14.如权利要求13所述的碳酸饱充单元，其中，所述通风口连接到将所述第一腔室连接到所述第二腔室的导管。

15.一种饮料分配器，包括权利要求1所述的碳酸饱充单元。