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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vorrichtung zur Abgabe eines Fluids in eine erste Flüssigkeit in
einem Behälter.
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In einer Reihe von Anwendungen, wie
Mischungen verschiedener Flüssigkeiten,
kann es notwendig sein, eine Flüssigkeit
kurz vor Gebrauch der Flüssigkeitsmischung
in eine andere Flüssigkeit
abzugeben und zu mischen. Es kann nicht möglich oder wünschenswert
sein, die Flüssigkeiten
in vorgemischter Form aufzubewahren, da sie in unerwünschter
Weise miteinander reagieren können, wenn
sie als die Mischung für
einen Zeitraum aufbewahrt werden. Ein Beispiel hierfür können Mischungen
alkoholischer Getränke
und alkoholfreier Getränke
sein. Dies kann sich jedoch auch auf andere Flüssigkeiten oder Mischungen
von Flüssigkeiten
und Gasen beziehen.
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Vorrichtungen zur Abgabe einer Flüssigkeit in
eine andere, die sich in einem Behälter befindet, sind bekannt.
Derartige Vorrichtungen sind in den Patentdokumenten
US 4201316 und
DE 2432290 offenbart. Diese Vorrichtungen
sind für
den Gebrauch mit Behältern,
die Gewindeverschlüsse
aufweisen, und haben den Nachteil, dass sie ein Herunterschrauben der
Verschlüsse
erfordern, um den Inhalt der Vorrichtung abzugeben, dann müssen sie
wieder hochgeschraubt und abgeschraubt werden, um den Behälter zu öffnen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist eine Vorrichtung zur Abgabe eines Fluids in eine Flüssigkeit
gemäß Anspruch
1 bereitgestellt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Behälter einer Flüssigkeit
eine durch einen lösbaren
Verschluss verschlossene Öffnung
und eine Vorrichtung zur Abgabe eines Fluids in die Flüssigkeit
in dem Behälter,
wobei die Vorrichtung in dem Behälter
angrenzend an die Öffnung
montiert ist, und die Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung
ist.
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Ein Vorteil der Erfindung besteht
darin, dass es durch eine Fluidkammer, die Fluid abgibt, wenn sie
perforiert wird, möglich
ist, das Perforieren der Fluidkammer zu verzögern, bis das Fluid in die
Flüssigkeit
in dem Behälter
abgegeben werden soll, kurz bevor die Flüssigkeit benutzt wird.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin,
dass sich das unter Druck setzbare Teil dem Druck des Behälters angleichen
wird, wenn der Druck innerhalb des Behälters grösser als der Umgebungsdruck
oder der atmosphärische
Druck ist, wenn der Behälter
geschlossen ist. Wenn der Behälter
geöffnet
wird, wird eine Druckdifferenz zwischen dem Behälter und dem unter Druck setzbaren
Teil geschaffen, weil kein Druck von dem unter Druck setzbaren Teil
abgegeben wird, und die Druckdifferenz kann benutzt werden, um die
Fluidkammer zur Abgabeposition zu bewegen.
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Das Gehäuse kann eine Rohrleitung umfassen,
in welche das Fluid nach dem Fliessen durch den Fluidauslass hineinfliesst,
und die Rohrleitung erstreckt sich unter der Oberfläche der
Flüssigkeit
in dem Behälter.
Typischerweise erstreckt sich die Rohrleitung bis mindestens angrenzend
an den Mittelabschnitt der ersten Flüssigkeit im ersten Behälter und
erstreckt sich vorzugsweise bis angrenzend an den Boden des ersten
Behälters.
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Alternativ kann das Fluid durch die
Vorrichtung auf die Oberfläche
der Flüssigkeit
in den Behälter
abgegeben werden.
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Typischerweise kann die Fluidkammer
eine Flüssigkeit
und/oder ein Gas enthalten. Vorzugsweise wird das Fluid in der Kammer
vor dem Perforieren der Kammer unter Druck gesetzt. Druckbeaufschlagung
des Fluids würde
den Ausstoß des
Fluids aus der Fluidkammer bei Lösen
des Verschlusses erleichtern.
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Die Fluidkammer umfasst vorzugsweise
ein zerreißbares
Element, das durch die Perforiervorrichtung perforiert ist, um das
Fluid von der Fluidkammer abzugeben. Das zerreißbare Element kann typischerweise
eine Membran sein.
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Die Ventilvorrichtung kann eine halbdurchlässige Membran
sein, die Gas in den unter Druck setzbaren Teil des Gehäuses durchlässt, aber
nicht ausreichend durchlässig
ist, um das Entweichen des Gases von dem unter Druck setzbaren Teil
zu ermöglichen,
wenn der Behälter
geöffnet
wird und bevor sich die Fluidkammer in die Abgabeposition bewegt. Alternativ
kann die Ventilvorrichtung ein Einwegventil sein.
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Vorzugsweise kann der unter Druck
setzbare Teil von dem Teil mit dem Fluidauslass durch die Fluidkammer
abgedichtet werden, welche mit dem Gehäuse zusammenwirkt, um eine
Abdichtung zwischen der Fluidkammer und dem Gehäuse zu erzielen. Eine Abdichtungsvorrichtung
kann auf einer Fluidkammer oder auf beiden und dem Gehäuse angebracht
sein, um die Abdichtung zu erzielen.
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Vorzugsweise können das Fluid und die Flüssigkeit
jede beliebige Kombination sein. Beispiele für Kombinationen sind Limonensaft
als Fluid und Bier als Flüssigkeit
oder Schokoladenaroma und Gas als Fluid und Milch als Flüssigkeit.
Mit der ersten Kombination würde
der Benutzer ein Bier-Limonen-Getränk erhalten, mit der zweiten
Kombination einen Schokoladen-Milchshake mit dem durch Hilfe des
Gases erzeugtem Schaum auf dem Shake.
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Beispiele für eine Vorrichtung zur Abgabe
eines Fluids in eine Flüssigkeit
in einem Behälter
gemäß der Erfindung
werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben,
wobei:
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1 eine
Querschnittsansicht durch einen oberen Teil eines Behälters ist,
welche ein Beispiel einer Vorrichtung zur Abgabe von Fluid in Flüssigkeit
in dem Behälter
mit der Vorrichtung in einer ersten Position zeigt, wobei dieses
Beispiel nicht gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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2 eine
Querschnittsansicht des in 1 dargestellten
Behälters
ist, wobei der Verschluss des Behälters entfernt ist und sich
die Vorrichtung in einer zweiten Position befindet;
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3 eine
Querschnittsansicht des Behälters
aus 1 ist, wobei sich
die Vorrichtung in einer Abgabeposition befindet;
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4 eine
Querschnittsansicht des Behälters
aus 1 ist, die das Entfernen
der Vorrichtung von dem Behälter
zeigt;
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5 eine
Querschnittsansicht durch ein Beispiel einer Vorrichtung gemäß der Erfindung
zur Abgabe von Fluid in Flüssigkeit
in einem Behälter
mit einer Fluidkammer in einer ersten Position ist;
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6 eine
Querschnittsansicht durch die Vorrichtung aus 5 ist, die die Fluidkammer in einer dazwischenliegenden
Abgabeposition zeigt; und
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7 eine
Querschnittsansicht durch die Vorrichtung aus den 5 und 6 ist,
die die Fluidkammer in einer endgültigen Abgabeposition zeigt.
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1 zeigt
ein Beispiel einer nicht erfindungsgemäßen Vorrichtung 54 zur
Abgabe eines Fluids 58 in eine Flüssigkeit in einem Behälter 1.
Die Vorrichtung 54 beinhaltet ein Gehäuse 57 mit Sporen 33, 34,
die einen Kopf 35 einer Fluidkammer 36 halten.
Die Kammer 36 weist eine abdichtende Dichtung 37 auf,
welche eine Öffnung 38 festlegt,
welche durch eine Folienmembran und Kunststoff-Dichtung 39 verschlossen
ist. Das gegenüberliegende
Ende der Kammer 36 weist ein Loch auf, welches von einer Membran 40 abgedeckt
ist. Der untere Teil des Gehäuses 57 weist
einen Bruchteil 41 mit einem Fluidströmungskanal 42 darin
auf. Angehängt
an den Bruchteil 41 ist ein Verbindungsglied 43,
an dem ein Tauchrohr 44 befestigt ist. Somit steht der
Fluidströmungskanal 42 mit
dem Inneren des Tauchrohrs 44 in Verbindung.
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Der obere Abschnitt des Gehäuses 32 weist einen
zusammenschiebbaren Abschnitt 45 auf, in welchem ein Tauchkolben 46 angebracht
ist. Auslasslöcher 47 in
dem Gehäuse 57 und
dem zusammenschiebbaren Abschnitt 45 ermöglichen
das Einströmen
des Gases in den Hohlraum 48 zwischen dem Tauchkolben 46 und
dem oberen Ende der Fluidkammer 36 von dem Luftraum 49 in
dem Behälter 1.
Zusätzlich
kann eine optionale Feder 50 zwischen dem oberen Ende der
Kammer 36 und der Innenseite des Tauchkolbens 46 angebracht
sein (siehe 2).
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Die Feder 50 ist optional
und wird vorzugsweise benutzt, wenn die Flüssigkeit in dem Behälter 1 eine
kohlensäurefreie
Flüssigkeit
ist.
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Die Feder 50 kann jedoch
auch benutzt werden, wenn die Flüssigkeit
mit Luft durchsetzt ist oder ein Gas auf natürlichem Wege erzeugt.
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Bei Gebrauch ist die Vorrichtung 54 in
dem Behälter 1 in
dem Hals 3 angebracht und durch eine Gewindeabdeckung 51,
welche den Behälter 1 auch abdichtet,
in Position gehalten. Die Abdeckung 51 ist durch ein Gewinde
an der Öffnung 3 befestigt,
wie in 1 gezeigt. Die
in 1 gezeigte Position
der Vorrichtung ist die Position, in der der Behälter 1 wiederverkauft
oder gelagert wird.
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Möchte
ein Benutzer eine Flüssigkeit
innerhalb eines Behälters 1 benutzen,
wird die Gewindeabdeckung 51 entfernt und entweder der
Druck der Feder 50 und/oder der Druck des Gases in dem
Hohlraum 48, das durch die Auslasslöcher 47 in den Hohlraum 48 gelangt
ist, treibt den zusammenschiebbaren Abschnitt 45 nach oben
in die in 2 gezeigte Position.
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Wenn die Vorrichtung 54 die
in 2 gezeigte Position
erreicht, kann ein Benutzer den Tauchkolben 46 nach unten
in Richtung des Pfeils 52 drücken. Dies bewirkt, dass sich
der zusammenschiebbare Abschnitt 45 nach unten bewegt,
wodurch die Kammer 36 durch die Sporen 53, die
gegen das obere Ende der Kammer 36 in Eingriff stehen,
nach unten gezwungen wird. Während
die Kammer 36 innerhalb des Gehäuses 54_ nach unten
gezwungen wird, zerreißt
der Bruchteil 41 die Folienmembran 39, die Fluid 58 durch
den Fluidauslass 42 in das Tauchrohr 44 abgibt.
Das Fluid 58 steht entweder beim Einfügen des Fluids 58 in
die Kammer 36 unter Druck, oder Gas von dem Hohlraum 49 in
dem Behälter 1 hat
das Fluid 32 durch Eintreten in die Kammer 36 durch
die Auslasslöcher 37,
den Hohlraum 48 und die halbdurchlässige Membran 40 unter
Druck gesetzt. Das unter Druck gesetzte Fluid 58 wird durch
diesen Druck durch das Tauchrohr 44 aus der Kammer 36 in die
Flüssigkeit
in dem Behälter 1 ausgestossen, Nachdem
das Fluid 58 aus der Kammer 36 ausgestossen worden
ist, kann die Vorrichtung 54 von dem Behälter 1 durch
einen Benutzer, der die Nasen 55 auf dem oberen Ende des
zusammenschiebbaren Abschnitts 45 ergreift, entfernt werden
(siehe 4).
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Ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 80 zur
Abgabe eines Fluids 81 in eine Flüssigkeit in einem Behälter (nicht
gezeigt) wird in 5 gezeigt.
Die Vorrichtung 80 beinhaltet ein Gehäuse 82, welches einen
oberen Abschnitt 83 und einen unteren Abschnitt 84 aufweist.
Am oberen Abschnitt 83 ist eine Kappe 85 befestigt,
die eine Anzahl von Riefen 86 auf ihrer Oberfläche aufweist.
Zusätzlich
dazu befindet sich in der Kappe 85 ein Luftloch 87,
und das Loch 87 ist durch eine halbdurchlässige Membran 88 abgedeckt.
Innerhalb des Gehäuses 82 befindet
sich eine Fluidkammer 89, in der die Flüssigkeit 81 enthalten
ist. Die Fluidkammer 89 weist ein offenes Ende 90 auf,
das durch eine ringförmige
Dichtung 91 abgedichtet ist, und eine zentrale Öffnung 92 der
Dichtung 91 ist durch eine Folienmembran 93 abgedichtet. Eine
Schutzabdeckung 94 bedeckt die Dichtung 91 und
die Kappe 94 weist eine zentrale Öffnung darin auf, die sich
mit der Öffnung 92 in
der Dichtung 91 deckt. Die Kappe 94 wird über das
offene Ende 90 der Fluidkammer 89 eingerastet
und die Kappe 94 endet in gefederten Schenkeln 95 an
der Seite der Fluidkammer 89. Der untere Teil 84 des
Gehäuses 82 weist
einen zentralen Bruchteil 96 auf, in welchem Rillen 97 gebildet
sind. Der untere Teil 84 des Gehäuses 82 ist durch
Arme 98 gebildet, die sich von dem oberen Teil 83 nach
unten und dann radial nach innen erstrecken, um den Bruchteil 96 zu
verbinden, und es gibt Lücken
zwischen den Armen 98.
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Bei Benutzung kann die Vorrichtung 80 beispielsweise
mit einer Flüssigkeit
gefüllt
sein, die mit Stickstoff übersättigt ist.
Die Vorrichtung 80 kann dann an der Unterseite der Kappe
einer Getränkedose
befestigt werden, in der sich die Aufreißlasche der Getränkedose
befindet. Die Vorrichtung 80 kann an der Unterseite der
Kappe der Getränkedose
mit Klebstoff befestigt werden, welcher die Rippen 86 an
der Unterseite der Getränkedose
befestigt. Die Riefen 86 sind nicht kontinuierlich, wodurch
Gas innerhalb der Getränkedose
von der Getränkedose,
nachdem sie abgedichtet ist, durch die Membran 88 und das
Luftloch 87 in den Luftspalt 99 zwischen der Oberseite der
Kammer 89 und der Unterseite der Kappe 85 strömen kann.
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Die Getränkedose kann typischerweise
eine Dose für
Bier oder ein anderes Getränk
sein, in der der Inhalt der Dose unter Druck steht.
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Wenn ein Benutzer die Dose durch
Ziehen der Aufreißlasche öffnet, fällt der
Druck innerhalb der Dose auf atmosphärischen Druck ab. Die Membran 88 verhindert
jedoch unmittelbaren Druckausgleich zwischen dem Luftspalt 99 und
dem Rest der Dose und verhindert dadurch, dass der Druck in dem Luftspalt 99 auf
atmosphärischen
Druck abfällt.
Diese Druckdifferenz wirkt gegen das obere Ende der Kammer 89,
wobei die Kammer 89 nach unten und gegen den Bruchteil 96 gezwungen
wird, welcher den Folienmembran-Verschluss 93 zerreißt. Die
Kammer 89 befindet sich dann in der in 6 gezeigten Position, in welcher der
Bruchteil 96 die Membran 93 durchbohrt hat. Das
Fluid 81 in der Kammer 89, welches unter Druck
gesetzt ist, wird dann durch die Rillen 97 in dem Bruchteil 96 und
aus dem Gehäuse 82 heraus über die
Zwischenräume
in den Armen 98 in den unteren Abschnitt 84 des
Gehäuses 82,
und in Kontakt mit der Flüssigkeit
in der Dose, ausgestossen. Während
der überschüssige Druck
in dem Luftspalt 99 durch das Luftloch 87 und
die Membran 88 strömt,
wird der Druck auf das obere Ende der Kammer 89 auf atmosphärischen
Druck reduziert und die Kammer 89 kehrt in die in 7 dargestellte Position
zurück.
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Wenn das Bruchelement 96 die
Folienmembran 93 zerreißt, befinden sich mit Federn
versehene Arme 95 unter den Nasen 100 bereits
in Eingriff, wodurch verhindert wird, dass der Druck innerhalb der Kammer 89 die
Kammer 89 wieder zurück
in die in 5 gezeigte
Position nach oben bewegt.
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Ein Vorteil der in den 5 bis 7 gezeigten Vorrichtung 80 besteht
darin, dass das Fluid 81 innerhalb der Kammer 89 in
den Inhalt der Flüssigkeit
in dem Behälter
abgegeben werden kann, beispielsweise eine Getränkedose oder eine Flasche,
ohne dass ein Benutzer die Vorrichtung 80 aktivieren muss.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung
ist, dass die Fluidkammer nur perforiert oder zerrissen wird, wenn
das Fluid in die Flüssigkeit
in dem Behälter
abgegeben werden soll.
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Die Benutzung eines Tauchrohrs, wie
das Tauchrohr 44 auf der Vorrichtung 54, ermöglicht das Einführen des
Fluids in den Körper
der Flüssigkeit statt
auf die Oberfläche.
Dies hat den Vorteil, dass Gas in dem Fluid beispielsweise benutzt
werden kann, um die Flüssigkeit
aufzuschäumen
oder eine Schaumkrone auf der Flüssigkeitsmischung
zu erzeugen. Ein Beispiel für
solch eine Flüssigkeitsmischung
kann ein Milchshake mit Geschmack sein, wobei das Fluid eine Mischung
eines Geschmackskonzentrats und eines Gases sein kann.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung
ist, dass die Vorrichtungen mit Behältern benutzt werden können, die
unter Druck gesetzt oder nicht unter Druck gesetzt sind, und mit
Fluid, das eine Flüssigkeit,
ein Gas oder eine Mischung aus Flüssigkeit und Gas sein kann.
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Änderungen
und Verbesserungen können angebracht
werden, ohne den Bereich der Erfindung, wie beansprucht, zu verlassen.