EP2279786A2 - Vorrichtung und Verfahren zur Begasung einer Flüssigkeit - Google Patents

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EP2279786A2
EP2279786A2 EP10171391A EP10171391A EP2279786A2 EP 2279786 A2 EP2279786 A2 EP 2279786A2 EP 10171391 A EP10171391 A EP 10171391A EP 10171391 A EP10171391 A EP 10171391A EP 2279786 A2 EP2279786 A2 EP 2279786A2
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EP
European Patent Office
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container
head
compressed gas
bottle
liquid
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EP10171391A
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Christian C. Pochtler
Franz Gröbl
Wolfgang Moser
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iSi GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a device for gassing, in particular carbonating, a liquid, in particular water, wherein the liquid additives, in particular flavors, dyes or sweeteners, in particular in concentrated form, may be added, wherein the liquid is in a container, in particular a bottle, is located, with a head which is sealingly but with defined ventilation, connectable to the container and is supported solely by the latter, wherein the head has at least one receptacle with opening device for a compressed gas container and the compressed gas contained in the compressed gas container through the head can be transferred into the container.
  • the device according to the invention is in any case applicable to the carbonation of liquids such as water.
  • other gases such as N 2 O, and / or other liquids, such as fruit juices, wines, water with syrup, or liquids with additives, in particular flavors, colors or sweeteners.
  • a known for decades device for the production of soda water are siphon bottles.
  • the bottle is filled with water, a riser pipe with gasket inserted into the bottle and a siphon head screwed onto the bottle.
  • a pressurized gas container usually a CO 2 capsule, inserted into the capsule holder of the siphon head and the capsule holder screwed onto the siphon head until the entire capsule contents has flowed into the bottle.
  • the carbonation is carried out by shaking the siphon, resulting in a better mixing between water and CO 2 .
  • the capsule holder is unscrewed and the empty CO 2 capsule disposed of.
  • a lever that releases an opening for dispensing the soda water is attached to the siphon head.
  • Simplifications have already been proposed for the siphon bottles: in the EP 0867 219 A1
  • the capsule holder for the CO 2 capsule is omitted, this is pressed directly into an opening of the siphon head and thereby opened after the siphon head has been sealed to the bottle.
  • the CO 2 capsule projects out of the siphon head. But even in this case, it takes several steps, namely tightly closing the bottle with the siphon head, opening the CO 2 capsule and shaking the device to produce the carbonated liquid.
  • This relates to a device for carbonating a liquid, which is located in a container, in particular a bottle, with a head, the sealing, but with defined vent, can be connected to the container and is supported by this alone (and not by a housing that surrounds the container), wherein the head has at least one receptacle with opening device for a compressed gas container and the compressed gas contained in the compressed gas container through the head in the container is transferable.
  • receiving and opening device are arranged in the head so that an inserted into the device compressed gas container is opened by connecting the head to the container.
  • the device according to the invention essentially consists of a head which is connected to the container and is supported by it alone, it is in any case more space-saving than a housing into which the container must be placed.
  • receiving and opening device are arranged in the head that the pressurized gas container is opened by connecting the head to the container, it requires only one step to make the connection of the head to the container and to aerate the liquid.
  • the connection of the head with the container and the opening of the gas cylinder take place simultaneously.
  • the container will be a bottle, that is to say a container tapering towards the filling or pouring opening and forming a neck. This also serves to store the carbonated liquid and can be provided after unscrewing the head with a cap. To the container or the bottle no further housing is provided.
  • An embodiment of the invention which sets the relative position between head and container particularly easy, is that the head for connecting to the container a Internal thread which can be screwed onto a corresponding external thread of the container.
  • the head has a slide which can be opened to insert a compressed gas container into the receptacle and to remove from this, it is ensured that the compressed gas container is enclosed by the head and the position of the gas cylinder in the head can be well fixed.
  • the opening device has a piercing pin for opening the pressurized gas container, which is arranged between receiving the compressed gas container and container.
  • the piercing pin is mounted in a component which rests on the same when placing the head on the container, in particular on the top of the bottle neck, and when connecting the head to the container in the direction of receiving the Gas cylinder is moved.
  • the dimensions of the component are dimensioned so that the piercing pin pierces the inserted gas cylinder at the earliest when the head and container are tightly interconnected.
  • the head is essentially rotationally symmetrical and the longitudinal axis of the inserted compressed gas container, the longitudinal axis of the piercing pin of the opening device and the longitudinal axis of the head coincide. From the screwing, which is exerted between the head and container results in an axial force, which is used simultaneously for piercing and sealing of the capsule and for generating a defined tightness between the head and bottle.
  • the vertical component of the closing force acting in the longitudinal axis of the head stands directly available as a uniform piercing force on the piercing pin.
  • a tube which is filled with a heat-conducting and storing material, such as metal granules, in particular aluminum granules, so attached to the head, that the compressed gas passes through the tube into the container.
  • a heat-conducting and storing material such as metal granules, in particular aluminum granules
  • a valve is mounted, which opens and the compressed gas flowing through the pipe in the interior of the Pass container as soon as a predetermined starting pressure is reached.
  • valve in particular the valve chamber
  • liquids from the outside namely from the container
  • seals in particular O-rings
  • Pollution of the valve by additives (flavors, dyes or sweeteners) in the liquid of the container can thus be counteracted.
  • the head has a device for discharging the pressure occurring in the container after the introduction of the compressed gas, for example in the form that this device as a vent slot between the head, in particular the component (Pipe connection) for storing the piercing pin, and container is executed.
  • this device as a vent slot between the head, in particular the component (Pipe connection) for storing the piercing pin, and container is executed.
  • the invention also encompasses a correspondingly designed container, in particular a bottle, in such a way that the apparatus and container are tightly connectable to one another, in particular screwable.
  • a corresponding closure cap can be provided with which the container can be tightly closed, in particular screwed, as soon as the head is unscrewed again after the carbonization.
  • the device according to the invention can be used according to the following method, namely that in a first step a pressurized gas container is inserted into the receptacle of the head and fixed therein, for example by means of a slide, in a second step, the head is sealed to the container, but with a defined vent, connected, in particular screwed, in a third step, after the liquid has been gassed and the overpressure in the container has been reduced, the head is detached from the container, in particular unscrewed, in a fourth step, the pressurized gas container is removed from the receptacle of the head, in particular by opening the slide.
  • a device according to the invention is shown in the Fig. 1 and 2 .
  • the head is placed only on the top of the bottle neck of the bottle 15, in Fig. 2 the head is already tightly connected to the bottle 15.
  • the head according to the invention comprises the parts 2 to 7 and 22 to 27.
  • the receptacle which can also be referred to as capsule holder 2
  • the capsule-centered slide 3 can be along the longitudinal axis of the substantially rotationally symmetrical Head are pushed in the direction of bottle 15 until it connects to the cover 5.
  • Fig. 1 the slider 3 is shown in the open position, the CO 2 capsule 1 is being inserted.
  • Fig. 2 is the slider 3 in the closed position and the position of the CO 2 capsule 1 in the head defined by the capsule holder 2.
  • the opening device for the CO 2 capsule 1 is provided below the capsule holder 2, the opening device for the CO 2 capsule 1 is provided.
  • This consists of a piercing pin 23, which can pass through a baffle plate 24.
  • the baffle 24 is used - see Fig. 2 - As a stop for the CO 2 capsule 1 when the slide 3 is closed.
  • the baffle plate 24 is secured by a retaining ring 25 against lateral displacement and rests on the pen holder 22, which holds the piercing pin 23.
  • the piercing pin 23 protrudes on the top of the pin holder 22.
  • the pen holder 22 is located in a recess of the component 26 and is sealed relative to this by means of an O-ring 7.
  • Component 26 in turn serves on the one hand as a pipe connection for the tube 9 on the head and on the other hand with a flange-like extension in the region below its center as a support of the head on the bottle 15.
  • the pipe connection 26 is by means of a flange-like extension of his Top on a firmly connected to the head stop 27.
  • the pipe connection 26 is sealed by means of an O-ring 4 against the inside of the head.
  • the pipe connection 26 protrudes with its lower part into the pipe 9 and is sealed off from the pipe 9 by means of a further O-ring 6.
  • a filter 8 is arranged in the tube 9, which preferably consists of sintered PE (polyethylenes), on the one hand to prevent the granules 21 penetrates into the gas path present in the head (possible blockage) and on the other hand to prevent in that any particles penetrating through the opening of the piercing unit affect the granules 21 in their function and mode of action.
  • Another filter 10 (also preferably made of sintered PE) is disposed below the granules 21 on the valve seat 12 to prevent the escape of the granules 21 through the underlying gas path and thereby avoid a possible malfunction of the valve.
  • the tube 9 is namely closed on its underside by a valve which is arranged in the tube 9.
  • the valve seat 12 is connected to the tube 9 and is sealed by means of an O-ring 20 against the inside of the tube 9.
  • the nozzle 18 is surrounded by a spring 17 and is held by means of nozzle fixation 14, which in turn is connected to valve seat 12, wherein between the valve seat 12 and nozzle fixation 14, an O-ring 31 is attached to the nozzle chamber and the therein Protect spring 17 from possible ingress of the liquid to be fumigated.
  • the nozzle 18 is sealed off from the valve seat 12 by means of an O-ring 13.
  • the valve piston 19 is inserted, which is sealed by means of O-ring 11 relative to the valve seat 12.
  • an O-ring 32 which is a Tightness against liquid / moisture ingress between the nozzle 18 and nozzle fixation 14 guaranteed to prevent contamination of or the ingress of liquid to be fumigated in the nozzle chamber and spring 17.
  • the spring 17 presses the nozzle 18 and the valve piston 19 against the valve seat 12.
  • the spring 17 is dimensioned so that the valve opens only at a predetermined starting pressure of the compressed gas and closes again at a predetermined pressure.
  • the container 15 is formed as a bottle, here made of PET plastic, and protected at the bottom by a so-called base cap 16, which forms a secure footing.
  • the container is filled with a liquid, in particular water, and optionally with additives added to the liquid, in particular flavors, dyes or sweeteners 29, wherein the liquid leaves a space for gas 30.
  • the pressurized gas container 1 is designed as a CO 2 capsule, for example, commercially available 8 grams of CO 2 capsules can be used, but also differently dimensioned and / or filled (eg with N 2 O) capsules.
  • valve In Fig. 3 the valve is off Fig. 1 , namely with closed nozzle 18, shown enlarged, in Fig. 4 the valve is off Fig. 2 , namely with open nozzle 18, shown enlarged.
  • the device according to the invention is used as follows: the bottle 15 is filled with water or another liquid up to a predetermined filling mark.
  • the slide 3 with capsule centering is opened and a CO 2 capsule 1 is inserted into the capsule holder 2.
  • the slide 3 is closed and thereby the CO 2 capsule 1 centered.
  • the head is screwed onto the bottle 15, whereby on the one hand the CO 2 capsule 1 is opened by the piercing pin 23 and on the other hand, the frictional connection between the head and Bottle 15 ensures the seal, wherein the vent slot 28 provides a defined venting of the interior of the bottle 15.
  • the energy required for the state of aggregation is supplied through the granules 21, usually aluminum granules, located in the tube 9.
  • the granulate 21 gives off heat to the gas and cools down itself.
  • energy is again supplied to the granules 21 from outside through the water 29, the granulate 21 serves as a heat exchanger. This ensures that a plurality of bottles 15 filled with liquid, in particular water, optionally with the liquid, in particular flavors, dyes or sweeteners, can be produced in succession with almost the same carbonization.
  • the pressure in the bottle 15 increases, which in turn leads to a better carbonization of the liquid.
  • the gas 30 in the gas space is defined by a vent, namely by means of vent slot 28 in the sealing area head bottle, delivered to the atmosphere until the pressure in the bottle 15 is reduced.
  • the pressure in the pipe 9 drops and the nozzle 18 closes by the spring force of the spring 17th
  • the head can now be unscrewed from the bottle 15, the residual gas contained in CO 2 - capsule 1 and pipe 9 is discharged through the housing of the slider 3 to the atmosphere.
  • the empty CO 2 capsule 1 is removed from the capsule holder 2, it is already a new CO 2 - capsule 1 are inserted.
  • a ready-to-drink carbonated liquid in particular soda water
  • a matching cap with seal can be screwed onto the bottle 15.
  • the device according to the invention (head and tube 9) is generally about as high as the bottle 15, the diameter of which is generally lower than that of the bottle 15.

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Abstract

Gezeigt wird eine Vorrichtung zum Begasen, insbesondere Karbonisieren, einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, wobei der Flüssigkeit Zusatzstoffe, insbesondere Aromen, Farbstoffe oder Süßungsmittel, insbesondere in konzentrierter Form, zugesetzt sein können, wobei die Flüssigkeit sich in einem Behälter, insbesondere einer Flasche (15), befindet, mit einem Kopf, der dichtend, aber mit definierter Entlüftung, mit dem Behälter (15) verbindbar ist und allein von diesem getragen wird, wobei der Kopf zumindest eine Aufnahme (2) mit Öffnungsvorrichtung (22-25) für einen Druckgasbehälter (1) aufweist und das im Druckgasbehälter (1) enthaltene Druckgas durch den Kopf in den Behälter (15) überführbar ist. Dabei wird vorgesehen, dass Aufnahme (2) und Öffnungsvorrichtung (22-25) so im Kopf angeordnet sind, dass ein in die Vorrichtung eingelegter Druckgasbehälter (1) durch das dichte Verbinden des Kopfes mit dem Behälter (15) geöffnet wird. Diese Vorrichtung ist platzsparend und stellt mit möglichst wenigen Schritten sowohl die Verbindung zu einem Behälter, insbesondere einer Flasche, als auch das Begasen der Flüssigkeit sicher.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Begasen, insbesondere Karbonisieren, einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, wobei der Flüssigkeit Zusatzstoffe, insbesondere Aromen, Farbstoffe oder Süßungsmittel, insbesondere in konzentrierter Form, zugesetzt sein können, wobei die Flüssigkeit sich in einem Behälter, insbesondere einer Flasche, befindet, mit einem Kopf, der dichtend, aber mit definierter Entlüftung, mit dem Behälter verbindbar ist und allein von diesem getragen wird, wobei der Kopf zumindest eine Aufnahme mit Öffnungsvorrichtung für einen Druckgasbehälter aufweist und das im Druckgasbehälter enthaltene Druckgas durch den Kopf in den Behälter überführbar ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf jeden Fall zur Karbonisierung von Flüssigkeiten wie Wasser anwendbar. Es können aber auch andere Gase verwendet werden, wie etwa N2O, und/oder andere Flüssigkeiten, wie z.B. Fruchtsäfte, Weine, Wasser mit Sirup, oder Flüssigkeiten mit Zusatzstoffen, insbesondere Aromen, Farbstoffe oder Süßungsmittel.
  • Zur Karbonisierung von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, gibt es bereits unterschiedliche Vorrichtungen.
  • Eine seit Jahrzehnten bekannte Vorrichtung zur Herstellung von Sodawasser sind Siphonflaschen. Dabei wird die Flasche mit Wasser gefüllt, ein Steigrohr mit Dichtung in die Flasche gesteckt und ein Siphonkopf auf die Flasche aufgeschraubt. Dann wird ein Druckgasbehälter, in der Regel eine CO2-Kapsel, in den Kapselhalter des Siphonkopfes eingelegt und der Kapselhalter auf den Siphonkopf aufgeschraubt, bis der gesamte Kapselinhalt in die Flasche eingeströmt ist. Das Karbonisieren erfolgt durch anschließendes Schütteln des Siphons, was eine bessere Vermischung zwischen Wasser und CO2 ergibt. Dann wird der Kapselhalter abgeschraubt und die leere CO2-Kapsel entsorgt. Zur Entnahme des Sodawassers ist am Siphonkopf ein Hebel, der eine Öffnung zum Ausgeben des Sodawassers freigibt, angebracht.
  • Für die Siphonflaschen wurden schon Vereinfachungen vorgeschlagen: in der EP 0867 219 A1 etwa entfällt der Kapselhalter für die CO2-Kapsel, diese wird direkt in eine Öffnung des Siphonkopfs gedrückt und dabei geöffnet, nachdem der Siphonkopf mit der Flasche dicht verbunden worden ist. Die CO2-Kapsel ragt dabei aus dem Siphonkopf heraus. Aber auch in diesem Fall braucht es mehrere Schritte, nämlich das dichte Verschließen der Flasche mit dem Siphonkopf, das Öffnen der CO2-Kapsel und das Schütteln des Geräts, um die karbonisierte Flüssigkeit zu erzeugen.
  • Andere Vorrichtungen, wie etwa jene der EP 1 378 484 A1 , bedienen sich eines eigenen Gehäuses, welches sowohl als Halterung für eine Gasflasche (statt einer CO2-Kapsel) als auch für die Flasche für die zu karbonisierende Flüssigkeit dient. Zwar können mit dieser Vorrichtung aufgrund der Gasflasche mehrere Flaschen hintereinander begast werden, allerdings ist diese Vorrichtung nicht platzsparend und auch nicht einfach in der Handhabung im Hinblick auf den gasdichten Anschluss der Flaschen an das Gehäuse.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum schüttelfreien Karbonisieren einer Flüssigkeit zur Verfügung zu stellen, die sowohl platzsparend ist als auch mit möglichst wenigen Schritten sowohl die Verbindung zu einem Behälter, insbesondere einer Flasche, herstellt, als auch das Begasen der Flüssigkeit bewerkstelligt.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Dieser bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Karbonisieren einer Flüssigkeit, welche sich in einem Behälter, insbesondere einer Flasche, befindet, mit einem Kopf, der dichtend, aber mit definierter Entlüftung, mit dem Behälter verbindbar ist und allein von diesem getragen wird (und nicht von einem Gehäuse, das den Behälter umgibt), wobei der Kopf zumindest eine Aufnahme mit Öffnungsvorrichtung für einen Druckgasbehälter aufweist und das im Druckgasbehälter enthaltene Druckgas durch den Kopf in den Behälter überführbar ist.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Aufnahme und Öffnungsvorrichtung so im Kopf angeordnet sind, dass ein in die Vorrichtung eingelegter Druckgasbehälter durch das Verbinden des Kopfes mit dem Behälter geöffnet wird.
  • Da die erfindungsgemäße Vorrichtung im Wesentlichen aus einem Kopf besteht, der mit dem Behälter verbunden wird und allein von diesem getragen wird, ist diese auf jeden Fall platzsparender als ein Gehäuse, in welches der Behälter hineingestellt werden muss.
  • Dadurch, dass Aufnahme und Öffnungsvorrichtung so im Kopf angeordnet sind, dass der Druckgasbehälter durch das Verbinden des Kopfes mit dem Behälter geöffnet wird, benötigt es nur einen Schritt, um die Verbindung des Kopfes zum Behälter herzustellen und um die Flüssigkeit zu begasen. Die Verbindung des Kopfes mit dem Behälter und das Öffnen des Druckgasbehälters erfolgen gleichzeitig.
  • Der Behälter wird in der Regel eine Flasche sein, also ein sich zur Einfüll- bzw. Ausgießöffnung verjüngender, einen Hals bildender Behälter. Dieser dient gleichzeitig zu Aufbewahrung der karbonisierten Flüssigkeit und kann nach Abschrauben des Kopfes mit einer Verschlusskappe versehen werden. Um den Behälter bzw. die Flasche ist kein weiteres Gehäuse vorgesehen.
  • Eine Ausführung der Erfindung, welche die relative Position zwischen Kopf und Behälter besonders einfach festlegt, besteht darin, dass der Kopf zum Verbinden mit dem Behälter ein Innengewinde aufweist, das auf ein korrespondierendes Außengewinde des Behälters aufgeschraubt werden kann.
  • Dadurch, dass der Kopf einen Schieber aufweist, der geöffnet werden kann, um einen Druckgasbehälter in die Aufnahme einzulegen bzw. aus dieser zu entfernen, wird sichergestellt, dass der Druckgasbehälter vom Kopf umschlossen ist und die Position des Druckgasbehälters im Kopf gut fixiert werden kann.
  • Um beim Verbinden des Kopfes mit dem Behälter das Öffnen des Druckgasbehälters möglichst einfach zu bewerkstelligen, kann vorgesehen sein, dass die Öffnungsvorrichtung einen Aufstechstift zum Öffnen des Druckgasbehälters aufweist, welcher zwischen Aufnahme für den Druckgasbehälter und Behälter angeordnet ist.
  • Dies kann so ausgeführt sein, dass der Aufstechstift in einem Bauteil gelagert ist, der beim Aufsetzen des Kopfes auf den Behälter auf demselben, insbesondere auf der Oberseite des Flaschenhalses, aufliegt, und beim Verbinden des Kopfes mit dem Behälter relativ zum Kopf in Richtung Aufnahme des Druckgasbehälters bewegt wird. Die Abmessungen des Bauteils sind dabei so dimensioniert, dass der Aufstechstift den eingelegten Druckgasbehälter frühestens dann aufsticht, wenn Kopf und Behälter dicht miteinander verbunden sind.
  • Von Vorteil ist, wenn der Kopf im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist und Längsachse des eingelegten Druckgasbehälters, Längsachse des Aufstechstifts der Öffnungsvorrichtung und Längsachse des Kopfes zusammenfallen. Aus dem Einschraubmoment, das zwischen Kopf und Behälter ausgeübt wird, resultiert eine axiale Kraft, die gleichzeitig zum Aufstechen und Dichten der Kapsel und zur Erzeugung einer definierten Dichtheit zwischen Kopf und Flasche verwendet wird. Die vertikale Komponente der Schließkraft, welche in der Längsachse des Kopfes wirkt, steht direkt auch als gleichmäßige Aufstechkraft am Aufstechstift zur Verfügung.
  • Zur Bereitstellung der Energie, die zur Änderung des Aggregatzustandes des Kohlendioxids notwendig ist, kann vorgesehen werden, dass auf der dem Behälter zugewandten Seite des Kopfes ein Rohr, welches mit einem Wärme leitenden und speichernden Material, etwa Metallgranulat, insbesondere Aluminiumgranulat, befüllt ist, so am Kopf befestigt ist, dass das Druckgas durch das Rohr in den Behälter gelangt.
  • Dabei sollte das Rohr, wenn der Kopf mit dem Behälter dicht verbunden ist, bis zu einer definierten Höhe, welche zur Erlangung einer optimalen Begasung, insbesondere Karbonierung, erforderlich ist, in den Behälter ragen.
  • Damit das einmal in den Behälter gelangte Druckgas nicht wieder durch das Rohr entweicht, kann vorgesehen werden, dass an jenem Ende des Rohres, das dem Kopf abgewandt ist, ein Ventil angebracht ist, welches öffnet und das durch das Rohr strömende Druckgas in das Innere des Behälters durchlässt, sobald ein vorherbestimmter Startdruck erreicht ist.
  • Um das Ventil gegen Verschmutzungen zu schützen, kann vorgesehen werden, dass das Ventil, insbesondere die Ventilkammer, gegen von Außen, nämlich aus dem Behälter, eindringende Flüssigkeiten durch Dichtungen, insbesondere O-Ringe geschützt ist. Einer Verschmutzung des Ventils durch Zusatzstoffe (Aromen, Farbstoffe oder Süßungsmittel) in der Flüssigkeit des Behälters kann damit entgegen gewirkt werden.
  • Natürlich wird es aus Sicherheitsgründen sinnvoll sein, vorzusehen, dass der Kopf eine Einrichtung zum Ablassen des im Behälter nach der Einbringung des Druckgases auftretenden Überdruckes aufweist, etwa in der Form, dass diese Einrichtung als Entlüftungsschlitz zwischen Kopf, insbesondere dem Bauteil (Rohranschluss) zur Lagerung des Aufstechstifts, und Behälter ausgeführt ist.
  • Die Erfindung umfasst auch einen entsprechend ausgeführten Behälter, insbesondere eine Flasche, dergestalt, dass Vorrichtung und Behälter miteinander dicht verbindbar, insbesondere verschraubbar, sind.
  • Dazu kann eine entsprechende Verschlusskappe vorgesehen sein, mit welcher der Behälter dicht verschlossen, insbesondere verschraubt, werden kann, sobald der Kopf nach der Karbonisierung wieder abgeschraubt wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann nach folgendem Verfahren eingesetzt werden, nämlich, dass in einem ersten Schritt ein Druckgasbehälter in die Aufnahme des Kopfes eingelegt und in diesem, etwa mittels eines Schiebers fixiert wird,
    in einem zweiten Schritt der Kopf mit dem Behälter dicht, aber mit definierter Entlüftung, verbunden, insbesondere verschraubt, wird,
    in einem dritten Schritt, nachdem die Flüssigkeit begast wurde und der Überdruck im Behälter abgebaut worden ist, der Kopf vom Behälter gelöst, insbesondere abgeschraubt, wird,
    in einem vierten Schritt der Druckgasbehälter aus der Aufnahme des Kopfes, insbesondere durch Öffnen des Schiebers, entfernt wird.
  • Die Erfindung wird nun anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch die Längsachse einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die auf eine Flasche aufgesetzt ist,
    Fig. 2
    einen Längsschnitt durch die Längsachse einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die auf eine Flasche aufgeschraubt ist,
    Fig. 3
    eine geschlossenes Ventil im Rohr 9 gemäß Fig. 1
    Fig. 4
    eine geöffnetes Ventil im Rohr 9 gemäß Fig. 2
  • In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt. In Fig. 1 ist der Kopf lediglich auf die Oberseite des Flaschenhalses der Flasche 15 aufgelegt, in Fig. 2 ist der Kopf bereits dicht mit der Flasche 15 verbunden.
  • Der erfindungsgemäße Kopf umfasst die Teile 2 bis 7 und 22 bis 27. In der Aufnahme, die auch als Kapselhalter 2 bezeichnet werden kann, ist Platz für eine CO2-Kapsel 1. Der Schieber 3 mit Kapselzentrierung kann entlang der Längsachse des im Wesentlichen rotationssymmetrischen Kopfes in Richtung Flasche 15 geschoben werden, bis er an die Abdeckung 5 anschließt. In Fig. 1 ist der Schieber 3 in geöffneter Stellung gezeigt, die CO2-Kapsel 1 wird gerade eingelegt. In Fig. 2 ist der Schieber 3 in der geschlossenen Stellung und die Lage der CO2-Kapsel 1 im Kopf durch den Kapselhalter 2 festgelegt.
  • Unterhalb des Kapselhalters 2 ist die Öffnungsvorrichtung für die CO2-Kapsel 1 vorgesehen. Diese besteht aus einem Aufstechstift 23, der durch eine Prallplatte 24 treten kann. Die Prallplatte 24 dient - siehe Fig. 2 - als Anschlag für die CO2-Kapsel 1, wenn der Schieber 3 geschlossen ist. Die Prallplatte 24 wird von einem Haltering 25 gegen seitliche Verschiebung gesichert und liegt auf dem Stifthalter 22 auf, der den Aufstechstift 23 hält. Der Aufstechstift 23 ragt auf der Oberseite des Stifthalters 22 heraus.
  • Der Stifthalter 22 liegt in einer Ausnehmung des Bauteils 26 und ist gegenüber diesem mittels eines O-Rings 7 abgedichtet. Bauteil 26 wiederum dient einerseits auch als Rohranschluss für das Rohr 9 am Kopf als auch andererseits mit einer flanschartigen Erweiterung im Bereich unterhalb seiner Mitte als Auflage des Kopfes auf der Flasche 15. Der Rohranschluss 26 liegt mittels einer flanschartigen Erweiterung an seiner Oberseite auf einem fest mit dem Kopf verbundenen Anschlag 27 auf.
  • Der Rohranschluss 26 ist mittels eines O-Rings 4 gegenüber der Innenseite des Kopfs abgedichtet. Der Rohranschluss 26 ragt mit seinem unteren Teil in das Rohr 9 und ist mittels eines weiteren O-Rings 6 gegenüber dem Rohr 9 abgedichtet. Zwischen Rohranschluss 26 und Granulat 21 ist im Rohr 9 ein Filter 8 angeordnet, welcher vorzugsweise aus gesinterten PE (Polyethylenen) besteht, einerseits um zu verhindern, dass das Granulat 21 in den im Kopf vorhandenen Gasweg eindringt (mögliche Verstopfung) und um andererseits zu verhindern, dass eventuelle durch die Öffnung der Aufstecheinheit eindringende Partikel das Granulat 21 in seiner Funktion und Wirkweise beeinträchtigen.
  • Ein weiterer Filter 10 (ebenfalls vorzugsweise aus gesinterten PE) ist unterhalb des Granulats 21 auf dem Ventilsitz 12 angeordnet, um den Austritt des Granulates 21 durch den darunter befindlichen Gasweg zu verhindern und dadurch eine mögliche Fehlfunktion des Ventils zu vermeiden. Das Rohr 9 wird nämlich an seiner Unterseite von einem Ventil verschlossen, das im Rohr 9 angeordnet ist. Der Ventilsitz 12 ist mit dem Rohr 9 verbunden und ist mittels eines O-Rings 20 gegenüber der Innenseite des Rohrs 9 abgedichtet. Im Ventilsitz 12 ist die Düse 18 von einer Feder 17 umgeben und wird mittels Düsenfixierung 14, die wiederum mit Ventilsitz 12 verbunden ist, gehalten, wobei zwischen Ventilsitz 12 und Düsenfixierung 14 ein O-Ring 31 angebracht ist, um die Düsenkammer und die darin befindliche Feder 17 von einem möglichen Eindringen der zu begasenden Flüssigkeit zu schützen. Die Düse 18 ist mittels eines O-Rings 13 gegenüber dem Ventilsitz 12 abgedichtet. An der Oberseite der Düse 18 ist der Ventilkolben 19 eingesetzt, der mittels O-Ring 11 gegenüber dem Ventilsitz 12 abgedichtet ist. An der Unterseite der Düse 18 befindet sich ein O-Ring 32, welcher eine Dichtheit gegen Flüssigkeits-/Feuchtigkeitseintritt zwischen Düse 18 und Düsenfixierung 14 garantiert, um eine Verschmutzung von oder das Eindringen von zu begasender Flüssigkeit in Düsenkammer und Feder 17 zu verhindern. Die Feder 17 drückt die Düse 18 und den Ventilkolben 19 gegen den Ventilsitz 12. Die Feder 17 ist so dimensioniert, dass das Ventil erst bei einem vorbestimmten Startdruck des Druckgases öffnet und bei einem vorbestimmten Druck wieder schließt.
  • Der Behälter 15 ist als Flasche ausgebildet, hier aus PET-Kunststoff, und am Boden durch eine sogenannte Basecap 16 geschützt, welche eine sichere Standfläche bildet. Der Behälter ist mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, und gegebenenfalls mit der Flüssigkeit zugesetzten Zusatzstoffen, insbesondere Aromen, Farbstoffen oder Süßungsmitteln 29, gefüllt, wobei die Flüssigkeit einen Raum für Gas 30 freilässt.
  • Der Druckgasbehälter 1 ist als CO2-Kapsel ausgebildet, es können beispielsweise handelsübliche 8 Gramm CO2-Kapseln zur Anwendung kommen, aber auch anders dimensionierte und/oder befüllte (z.B. mit N2O) Kapseln.
  • In Fig. 3 ist das Ventil aus Fig. 1, nämlich mit geschlossener Düse 18, vergrößert dargestellt, in Fig. 4 ist das Ventil aus Fig. 2, nämlich mit geöffneter Düse 18, vergrößert dargestellt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kommt wie folgt zum Einsatz: die Flasche 15 wird bis zu einer vorgegebenen Füllmarkierung mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit befüllt. Der Schieber 3 mit Kapselzentrierung wird geöffnet und eine CO2-Kapsel 1 in den Kapselhalter 2 eingelegt. Der Schieber 3 wird geschlossen und dadurch die CO2-Kapsel 1 zentriert.
  • Der Kopf wird auf die Flasche 15 aufgeschraubt, wodurch einerseits die CO2-Kapsel 1 durch den Aufstechstift 23 geöffnet wird und andererseits der Kraftschluss zwischen Kopf und Flasche 15 die Abdichtung gewährleistet, wobei der Entlüftungsschlitz 28 eine definierte Entlüftung des Innenraums der Flasche 15 gewährt.
  • Beim Aufschrauben wird Bauteil (Rohranschluss) 26 mit Stifthalter 22 in Richtung CO2-Kapsel 1 gedrückt und damit auch der Aufstechstift 23 in die CO2-Kapsel 1. Verflüssigtes Gas (CO2) strömt über Aufstechstift 23, Stifthalter 22, Bauteil (Rohranschluss) 26 und Filter 8 in das Rohr 9. Dabei findet eine Abkühlung des Gases durch die Expansion und eine Aggregatzustandsänderung von flüssig auf gasförmig statt.
  • Die für die Aggregatzustandsänderung benötigte Energie wird durch das im Rohr 9 befindliche Granulat 21, meist Aluminiumgranulat, zugeführt. Das Granulat 21 gibt Wärme an das Gas ab und kühlt dabei selbst ab. Gleichzeitig wird dem Granulat 21 von außen durch das Wasser 29 wieder Energie zugeführt, das Granulat 21 dient als Wärmetauscher. Dadurch wird gewährleistet, dass mehrere mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, gegebenenfalls mit der Flüssigkeit zugesetzten Zusatzstoffen, insbesondere Aromen, Farbstoffen oder Süßungsmitteln, gefüllte Flaschen 15 hintereinander mit nahezu gleicher Karbonisierung hergestellt werden können.
  • Durch das in das Rohr einströmende Gas findet eine Druckerhöhung im Rohr 9 statt. Wenn der Startdruck erreicht ist, öffnet sich der Ventilkolben 19 der Düse 18 gegen die Feder 17. Durch den Druckunterschied zwischen Rohr 9 und Innenraum der Flasche 15 wird das Gas beschleunigt und fließt durch Düse 18, die einen definierten Querschnitt darstellt, in das Wasser 29, dabei findet eine Karbonisierung statt.
  • Jenes Gas 30, das sich nicht in der Flüssigkeit löst, entweicht aus dem Wasser 29 in den Gasraum der Flasche 15. Dabei erhöht sich der Druck in der Flasche 15, der wiederum zu einer besseren Karbonisierung der Flüssigkeit führt. Das Gas 30 im Gasraum wird durch eine definierte Entlüftung, nämlich mittels Entlüftungsschlitz 28 im Dichtbereich Kopf-Flasche, an die Atmosphäre abgegeben, bis der Überdruck in der Flasche 15 abgebaut ist. Gleichzeitig fällt der Druck im Rohr 9 und die Düse 18 schließt durch die Federkraft der Feder 17.
  • Der Kopf kann nun von der Flasche 15 abgeschraubt werden, das in CO2- Kapsel 1 und Rohr 9 enthaltene Restgas wird durch das Gehäuse des Schiebers 3 an die Atmosphäre abgegeben. Die leere CO2-Kapsel 1 wird aus dem Kapselhalter 2 entnommen, es kann bereits eine neue CO2- Kapsel 1 eingelegt werden.
  • Aus der Flasche 15 kann eine trinkfertige karbonisierte Flüssigkeit, insbesondere Sodawasser, entnommen werden, zur Aufbewahrung der karbonisierten Flüssigkeit kann eine passende Verschlusskappe mit Dichtung auf die Flasche 15 geschraubt werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung (Kopf und Rohr 9) ist in der Regel etwa so hoch wie die Flasche 15, deren Durchmesser ist in der Regel geringer als jener der Flasche 15.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    CO2-Kapsel
    2
    Kapselhalter (Aufnahme)
    3
    Schieber mit Kapselzentrierung
    4
    O-Ring zwischen Rohranschluss 26 und Innenseite des Kopfs
    5
    Abdeckung
    6
    O-Ring zwischen Rohranschluss 26 und Rohr 9
    7
    O-Ring zwischen Stifthalter 22 und Rohranschluss 26
    8
    Filter zwischen Rohranschluss 26 und Granulat 21
    9
    Rohr
    10
    Filter zwischen Granulat 21 und Ventilsitz 12
    11
    O-Ring zwischen Ventilkolben 19 und Ventilsitz 12
    12
    Ventilsitz
    13
    O-Ring zwischen Düse 18 und Ventilsitz 12
    14
    Düsenfixierung
    15
    Flasche
    16
    Basecap
    17
    Feder
    18
    Düse
    19
    Ventilkolben
    20
    O-Ring zwischen Ventilsitz 12 und Rohr 9
    21
    Granulat
    22
    Stifthalter
    23
    Aufstechstift
    24
    Prallplatte
    25
    Haltering
    26
    Bauteil (Rohranschluss)
    27
    Anschlag
    28
    Entlüftungsschlitz
    29
    Wasser
    30
    Gas
    31
    O-Ring zwischen Düsenfixierung 14 und Ventilsitz 12
    32
    O-Ring zwischen Düsenfixierung 14 und Düse 18

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Begasen, insbesondere Karbonisieren, einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, wobei der Flüssigkeit Zusatzstoffe, insbesondere Aromen, Farbstoffe oder Süßungsmittel, insbesondere in konzentrierter Form, zugesetzt sein können, wobei die Flüssigkeit sich in einem Behälter, insbesondere einer Flasche (15), befindet, mit einem Kopf, der dichtend, aber mit definierter Entlüftung, mit dem Behälter (15) verbindbar ist und allein von diesem getragen wird, wobei der Kopf zumindest eine Aufnahme (2) mit Öffnungsvorrichtung (22-25) für einen Druckgasbehälter (1) aufweist und das im Druckgasbehälter (1) enthaltene Druckgas durch den Kopf in den Behälter (15) überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass Aufnahme (2) und Öffnungsvorrichtung (22-25) so im Kopf angeordnet sind, dass ein in die Vorrichtung eingelegter Druckgasbehälter (1) durch das dichte Verbinden des Kopfes mit dem Behälter (15) geöffnet wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf zum Verbinden mit dem Behälter (15) ein Innengewinde aufweist, das auf ein korrespondierendes Außengewinde des Behälters (15) aufgeschraubt werden kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf einen Schieber (3) aufweist, der geöffnet werden kann, um einen Druckgasbehälter (1) in die Aufnahme (2) einzulegen bzw. aus dieser zu entfernen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsvorrichtung (22-25) einen Aufstechstift (23) zum Öffnen des Druckgasbehälters (1) aufweist, welcher zwischen Aufnahme (2) für den Druckgasbehälter (1) und Behälter (15) angeordnet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufstechstift (23) in einem Bauteil (26) gelagert ist, der beim Aufsetzen des Kopfes auf den Behälter (15) auf demselben, insbesondere auf der Oberseite des Flaschenhalses, aufliegt, und beim Verbinden des Kopfes mit dem Behälter (15) relativ zum Kopf in Richtung Aufnahme (2) des Druckgasbehälters (1) bewegt wird.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist und Längsachse des eingelegten Druckgasbehälters (1), Längsachse des Aufstechstifts (23) der Öffnungsvorrichtung (22-25) und Längsachse des Kopfes zusammenfallen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Behälter (15) zugewandten Seite des Kopfes ein Rohr (9), welches mit einem Wärme leitenden und speichernden Material, etwa Metallgranulat (21), insbesondere Aluminiumgranulat, befüllt ist, so am Kopf befestigt ist, dass das Druckgas durch das Rohr (9) in den Behälter (15) gelangt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (9), wenn der Kopf mit dem Behälter (15) dicht verbunden ist, bis zu einer definierten Höhe, welche zur Erlangung einer optimalen Begasung, insbesondere Karbonierung, erforderlich ist, in den Behälter ragt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass an jenem Ende des Rohres (9), das dem Kopf abgewandt ist, ein Ventil (12-14, 17-19) angebracht ist, welches öffnet und das durch das Rohr (9) strömende Druckgas in das Innere des Behälters (15) durchlässt, sobald ein vorherbestimmter Startdruck erreicht ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (12-14, 17-19) insbesondere die Ventilkammer, gegen von Außen, nämlich aus dem Behälter (15), eindringende Flüssigkeiten durch Dichtungen, insbesondere O-Ringe (31 und 32), geschützt ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf eine Einrichtung (28) zum Ablassen des im Behälter (15) nach der Einbringung des Druckgases auftretenden Überdruckes aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass diese Einrichtung als Entlüftungsschlitz (28) zwischen Kopf, insbesondere Bauteil (26) zur Lagerung des Aufstechstifts (23), und Behälter (15) ausgeführt ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und Behälter, insbesondere Flasche (15), dadurch gekennzeichnet, dass Vorrichtung und Behälter (15) miteinander dicht verbindbar, insbesondere verschraubbar, sind.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verschlusskappe vorgesehen ist, mit welcher der Behälter (15) dicht verschlossen, insbesondere verschraubt, werden kann.
  15. Verfahren zum Karbonisieren einer Flüssigkeit, welche sich in einem Behälter, insbesondere einer Flasche (15), befindet, mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt ein Druckgasbehälter (1) in die Aufnahme (2) des Kopfes eingelegt und in diesem, etwa mittels eines Schiebers (3) fixiert wird, in einem zweiten Schritt der Kopf mit dem Behälter (15) dicht, aber mit definierter Entlüftung, verbunden, insbesondere verschraubt, wird, in einem dritten Schritt, nachdem die Flüssigkeit begast wurde und der Überdruck im Behälter (15) abgebaut worden ist, der Kopf vom Behälter gelöst, insbesondere abgeschraubt, wird, in einem vierten Schritt der Druckgasbehälter (1) aus der Aufnahme (2) des Kopfes, insbesondere durch Öffnen des Schiebers (3), entfernt wird.
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