CN101268010B - 带有压缩co2气体源的容器 - Google Patents

Abstract

该压缩CO₂气体源是一个***部件，密封固定在容器的一个开口内。该***部件具有一个高压CO₂筒(14)，一个用于放出CO₂的压力调节阀，以及一个从外部可以操纵的旋钮(24)。该旋钮(24)与一个轴向的滑动件(40)共同作用，通过滑动件(40)的控制高压CO₂筒(14)将借助于一根开启针(34)被打开。

Description

带有压缩CO2气体源的容器

本发明涉及一种容器，它可以被注满流体密封关闭并从中取出流体。这样的容器例如圆桶、小圆桶(聚会用圆桶)或者罐子，在一定压力下向这些容器中装入含CO₂的流体，特别是饮料。尤其是装啤酒的聚会用圆桶。

容器上有同高压CO₂筒共同工作的放出装置，通过放出装置可以将容器去塞，从而借助于CO₂压力取出流体。这与餐饮业中普遍的利用来自高压CO₂瓶的CO₂的放出技术相符，由此可以实现啤酒非常好的健康性和耐久性。

但是也有不接收带有高压CO₂筒的放出装置的消费群体。只有对于偶尔购买聚会用圆桶啤酒的消费者来说，购置昂贵的放出装置才是不值得的。还有这样的人群，他们不会为高压CO₂筒而不安(nicht geheuer)，却害怕筒的补给需求。

因此人们开发出了这样的聚会用啤酒圆桶，在圆桶的底部具有一个集成的流出龙头，通过该龙头仅借助于内部压力和重力便可以取出啤酒。通常该聚会用圆桶在流体液位之上被向内通风，由此形成压力平衡。这可以通过开罐工具的穿孔来完成。还有这样的聚会用啤酒桶，它在顶板上具有一个集成的放出龙头和一个手动操作的通风阀，该通风阀是一个桶孔塞的一部分(参看WO 99/23008 A1)。

对于这种聚会用圆桶不利的是，空气进入圆桶的顶部空间后会损害啤酒的健康性和耐久性。对于一个已开始使用的这种聚会用圆桶，其内部的啤酒必需被迅速的消费掉，这样啤酒才不会因久放而变味。

有各种不同的附件可以用于改善已开始使用的聚会用圆桶里的啤酒的耐久性。从WO 99/47 451 A1公知一种气溶胶盒，在低压下含有结合于活性碳上的CO₂，它被集成到聚会用圆桶内部并在圆桶的顶部空间建立一个CO₂压力，该压力等于或大于溶解于啤酒中的CO₂的分压力。不利的是，该气溶胶盒体积较大。

从DE 199 52 379 A1公知一种用于聚会用圆桶的单独手动装置形式的CO₂放出器，通过该装置可以将聚会用圆桶在流体液位以上向内打开，从而向圆桶的顶部空间内放出CO₂。该CO₂放出器具有一个高压CO₂筒和一个压力调节阀，它是为多次使用而设计的，可以从一个圆桶换到另一个圆桶上。当希望CO₂消耗量较小时，例如用于一个依靠CO₂工作的放出装置，则这样的CO₂放出器在消费群体里是最后被考虑的。

从实际中还可以公知，在聚会用啤酒桶的顶部空间内装入一个压力袋，在顶部空间内的压力下降时，该压力袋会膨胀，由此压力袋一方面填补形成的空腔，另一方面在圆桶内的液面上施加一个压力，该压力大于溶解于啤酒中的CO₂的分压力。该压力袋由多层的不透氧气的塑料薄膜组成，它具有几个小室，小室内含有产生气体的化学药品，例如小苏打和柠檬酸。这些小室根据聚会用圆桶顶部空间内的压力下降逐渐的起作用并被充以化学药品反应所产生的气体。

对于该公知的压力袋不利的是，作用于啤酒上的压力不稳定。每当下一个压力袋的小室开始作用时，压力将突然升高，此后逐渐下降。这在一个不均匀的放液过程中表现出来。在取出啤酒时，该放液过程在猛烈的液流和单纯的液滴之间波动。

本发明的任务在于，提出一种上述种类的容器，该容器带有一个较小结构体积的集成的压缩CO₂气体源，从该气体源放出的CO₂将在容器内的流体上施加一个稳定的压力并改进流体的保质性和健康性。

此任务通过一种带有一个***部件的容器解决，该***部件密封地固定在容器的一个开口内，并具有一个高压CO₂筒，一个用于从其中放出CO₂的压力调节阀，以及一个从外部可以触及的控制元件，通过操纵控制元件，高压CO₂筒被一根开启针打开。该控制元件是一个旋钮，它与一个轴向导引的滑动件共同作用，并通过该滑动件来操纵开启针。

由于该***部件具有较小的结构体积，因此适合用来取代带有按照WO99/23 008 A1的压力平衡阀的桶孔塞，而基本上不必改变要装配的容器，如聚会用啤酒桶的形状和大小。必要时装入设备上的出水口有微小的改变。该***部件可以用塑料材料生产，长时间以来，对于塑料材料在带有压力平衡阀的桶孔塞以及流出龙头得到了最好的证明。该旋钮控制元件的结构与广泛传播的按照WO 99/23 008 A1的压力平衡阀相符。由此对压缩CO₂气体源的操纵变得非常简单，一个熟悉传统的压力平衡阀的操纵的使用者几乎不能觉察到任何差别。使用者不直接与压缩CO₂筒接触，该筒可能会让他不安。筒专用于在单个容器中的一次性使用，并将和容器一同被清除。特别是对于已去塞的聚会用圆桶内的啤酒，其耐久性将通过CO₂取代空气对顶部空间的填充延长若干天。

具有适合于按照本发明的压缩CO₂气体源的大小的商业通用的可开启的CO₂筒含有大约80Bar压力下的大约16克CO₂。放入容器顶部空间的CO₂的压力的下降以及精确调节，要求压缩CO₂气体源具有一个紧凑的***部件的结构形式。典型的压力在0.5到0.7Bar之间，它等于或略大于溶解在流体中的CO₂的分压力。

特别是对于啤酒，CO₂含量对其味道起着共同决定的作用。CO₂含量在啤酒内的不同位置是不同的。如果聚会用圆桶顶部空间内的CO₂压力太低的话，CO₂将从啤酒中逸出；如果压力太高，将发生啤酒的过渗碳，从而啤酒的味道和健康性都将受到损害。接下来详细说明的压缩CO₂气体源可以确保避免上述两种情况。

在一种优选实施形式下，旋钮安置为轴向固定并可以转动。旋钮和滑动件通过在周长方向延伸的斜面靠置。

在一种优选实施形式下，各斜面以与圆周角成比例的相同的斜率上升。各斜面在一个阶梯形的轴向凹槽相互过渡。

在一种优选实施形式下，具有四个成1/4圆周布置的斜面。

在一种优选实施形式下，滑动件在高压CO₂筒开启时与开启针端面对端面齐平靠置。

在一种优选实施形式下，为了打开高压CO₂筒，开启针与压力调节阀的一个阀门元件结合，该元件可在一个密封位置和压力调节阀阀座上的一个流通位置之间被轴向调节。

在一种优选实施形式下，压力调节阀具有一个位于侧面的出气孔，起止回作用的环形弹性密封圈位于出气孔前。该密封圈可以确保流体不进入到***部件中。弹性O形密封圈也可以达到相同目的。

在一种优选实施形式下，开启前开启针占据直接位于压力调节阀的阀座之后的一个密封位置。由此阀腔的容积非常小，该阀腔在高压CO₂筒开启后被加载最大压力。

在一种优选实施形式下，容器具有一个密封封闭的小室，高压CO₂筒顶端朝向容器开口的在该小室内配合。出于卫生原因优选小室密封封闭。

在一种优选实施形式下，小室通过一个位于底端的盖子封闭，它与小室壁焊接或旋紧在一起。这样的连接是密封的。高压CO₂筒不与容器内所含的流体接触。

在一种优选实施形式下，高压CO₂筒在其直径较小的颈部通过其周边与小室壁密封。由此筒开启时所受到的轴向力应受到限制。

在一种优选实施形式下，该***部件占据容器的一个顶部开口。来自高压CO₂筒的CO₂被放入到容器流体液位以上的顶部空间中。

在一种优选实施形式下，***部件所占据的开口是一个桶孔，容器通过该桶孔装入流体。***部件起到桶孔塞的作用。

来自高压CO₂筒的CO₂可以直接被放入到容器流体液位以上的顶部空间中。但是也可以在***部件上连接一个压力袋。该压力袋通过真空安装被吸附到***部件的外壳上并与外壳密封地焊接在一起。该压力袋与容器内部的***部件的外壳直接靠置。它可以被充以放出的CO₂。跟先前述及的按照现有技术的压力袋相比，该压力袋的优点在于，其充气压力是恒定的，也就是在放液过程中不产生压力波动和不均匀性。充气压力可以调节得比溶解在流体中的CO₂的分压力略高一些，由此该分压力将味道中性地完全无影响。

在带有压力袋的方案中也可以使用来自一个高压气体筒的其他压力气体代替CO₂。

在一种优选实施形式下，容器在其下部具有一个流出龙头。由此流体的取出由内部压力和重力作用实现。来自高压CO₂筒的CO₂可以避免容器的顶部空间内形成负压。这在带有压力袋和不带压力袋的方案中都是可行的。

在带有压力袋的方案中，容器可以通过一个上部的放出龙头来代替流出龙头。一根上吸升导管通向该龙头并向下伸展到容器的底部。流体将通过来自高压CO₂筒的CO₂的压力被运送到放出龙头。容器上部的龙头比下部的龙头更方便。

在一种优选实施形式下，在外部在放出龙头上具有一段带一个软管接头的放液管(Auslaufkueken)。该放液管作为单独的部件添加到容器上。它可以在拔出放出龙头后被夹紧(aufgeklipst)到龙头上面。

下面借助于附图中描述的实施例进一步说明本发明，其中：

图1是压缩CO₂气体源的一个纵剖面图；

图2是一个被剖切的带有压缩CO₂气体源的容器的侧视图，压缩CO₂气体源上连接有一个压力袋作为桶孔塞使用；

图3是一个带有压缩CO₂气体源的容器的相应的视图，该气体源位于容器顶板上的一个单独的开口内；

图4是一个带有压缩CO₂气体源的容器的相应的视图，该气体源位于容器底板上的一个开口内。

图1中描述的压缩CO₂气体源是***部件，其通过容器的桶孔配合到容器内并密封封闭桶孔。压缩CO₂气体源可以取代带有按照WO 99/23 008 A1的压力平衡阀的桶孔塞。

容器将在一定压力下通过通常位于其顶板中心的桶孔被装入含CO₂的流体。然后桶孔将通过该***部件密封封闭。一个集成的流出龙头可以用于流体的取出，流出龙头位于容器的底板高度上的侧壁上。流体借助于内部压力和重力作用流出，直到容器内流体液位以上的顶部空间内达到一个真空度。压缩CO₂气体源可以被激活，以准确地调节和受控地保持。该压缩CO₂气体源向容器的顶部空间中放出一定压力的CO₂，该压力它溶解于流体中的CO₂的分压力相应或者略大于该分压力。由此可以保证容器持续地排空。空气不能进入容器的顶部空间。流体的CO₂含量保持不变。

该***部件具有狭长的形状和大部分关于一根中心轴线放射式对称的结构。它主要由塑料组成。多年来，这些用于生产***部件的塑料材料对于相关容器的桶口塞和流出龙头被证明是可靠的。双组分塑料压铸技术适用于该生产。在附图中硬质的塑料部件被划以阴影线，而软的弹性塑料部件被完全涂黑。

位于嵌入位置并封闭容器桶孔的***部件通过外壳10伸入到容器内。该外壳10在其内部的末端具有一个用于配合容纳高压CO₂筒14的小室12。筒14的顶端朝向桶孔并可以在其端面上开启。筒14在其圆柱形的颈部具有最小的直径。它在这里通过一个环形的密封件16与外壳10的壁面密封。

小室12内部的末端通过一个盖子18封闭起来。盖子18与外壳10的壁焊接或旋紧在一起。

外壳10在外部借助于一个环绕的法兰20安装在桶孔的翻边边缘上。法兰20处有一个密封件22，***部件借助于该密封件22密封桶孔。

一个装入外壳10的旋钮24向外突出并超过法兰20，通过操纵旋钮24可以开启CO₂筒。旋钮24通过一个环形的径向向外伸展的凸缘26被外壳10的一个环槽轴向截住，并可以转动。

在旋钮24的外端面处，一个操作接片30与一个薄膜铰链28铰接。该操作接片28可以被折起。该操作接片30通过一个给定断裂位置连接于旋钮24上，它在第一次折起时会明显的断开。该给定断裂位置用于防伪。

与一个压力调节阀的阀门元件结构相结合的开启针34用于打开CO₂筒14。该阀门元件通过一个弹性膜片36悬挂于外壳10的轴中心上。开启针34的尖端与CO₂筒14的端面间隔很小。

在开启针34向CO₂筒14轴向运动时，阀门元件抬离压力调节阀的阀座38。阀座38由弹性密封材料成形于外壳10上。

开启针34被一个滑动件40加载，该滑动件40位于旋钮24和开启针34之间。滑动件40在外壳10内可纵向移动地导引。从滑动件40的外壳径向向外突出的凸块42用于此，凸块42嵌接到外壳10的轴向滑槽44中。

旋钮24和滑动件40通过在圆周方向上延伸的斜面46靠置。具有四个成1/4圆周布置的斜面46，各斜面以与圆周角成比例的相同的斜率上升且在一个阶梯形的轴向凹槽处相互过渡。滑动件40通过旋钮24的转动被轴向调节。

在滑动件40和开启针34之间压入有一个螺旋压缩弹簧48。该螺旋压缩弹簧环绕一根位于中心的柱形突起50和一根位于中心的轴向推杆52，柱形突起50位于开启针34背向膜片36的外端，而推杆52位于滑动件40的内侧。突起50和推杆52具有平坦的端面，端面以很小的间距彼此相对。在开启之前滑动件40通过螺旋压缩弹簧48放置在开启针34上。

膜片36形成一个在压力调节阀的阀座38下游的工作腔54的边界。该工作腔54具有一个位于侧面的出气孔56，起止回阀作用的环形弹性密封圈58位于出气孔56前。该密封圈58可以避免流体进入到***部件中。

为了开启CO₂筒14，操作接片30将被折起，并且旋钮24转动大约90度。滑动件40将克服螺旋压缩弹簧48的弹簧力被轴向向内调节。推杆52与开启针34的突起50端面对端面齐平地靠置。开启针34通过膜片36的弹性变形被轴向向内调节。开启前开启针34直接位于压力调节阀阀座38之后在密封件60上占据一个密封位置。阀门元件从阀座38上抬起。在开启后，位于CO₂筒14顶端之前的很小的阀腔62被充以高压的CO₂。

在旋钮24完全转动90度或者大于90度后，滑动件40在螺旋压缩弹簧48的作用力下被轴向向外弹回。开启针34通过膜片36的弹性回位变形被轴向复位，压力调节阀关闭并且少量的高压CO₂进入到工作腔54中。压力调节阀的再次的开启和关闭将由膜片36上的力平衡来决定，膜片36的弹性特性，螺旋压缩弹簧48的弹簧刚度系数以及工作腔54中的CO₂压力将影响力平衡。放出的CO₂的压力由螺旋压缩弹簧48的弹簧刚度系数决定。

通常，当容器内的内部压力下降到一定程度，即由流出龙头流出的流体的液流太弱时，使用者将压缩CO₂气体源激活。但是当容器内的内部压力还比较高时，该压缩CO₂气体源可以事先作用。只要当较高的内部压力作用在出气孔56前的密封圈58上时，就不会进行向容器的顶部空间的CO₂配量。

图2到图4中取消了密封圈58。取而代之的是压缩CO₂气体源与一个围绕外壳10的压力袋66相连，该压力袋66被充以放出的CO₂。

该容器具有一个集成的放出龙头(Zapfhahn)68，取代了原有的流出龙头。该放出龙头68位于容器的顶板高度上的侧壁上。一根上吸升导管70通向该放出龙头并伸展到容器的底部。该上吸升导管70按照排水导管的形式具有壳体孔72。在外部在放出龙头68上具有一个操纵件74和一段带一个软管接头的放液管76。

图2中压缩CO₂气体源起到一个桶孔的桶孔塞的作用，该桶孔位于容器顶板的中心并用于容器的装填。图3中压缩CO₂气体源位于容器顶板的一个侧置的单独开口内。而图4中压缩CO₂气体源位于容器底板的一个开口内。

附图标记表

10外壳                54工作腔

12小室                56流出孔

14高压CO₂筒           58密封圈

16筒密封件            60开启针密封件

18盖子                62阀腔

20法兰                66压力袋

22法兰密封件          68放出龙头

24旋钮                70吸升导管

26凸缘                72壳体孔

28薄膜铰链            74操纵件

30操作接片            76放液管

34开启针

36膜片

38阀座

40滑动件

42凸块

44轴向滑槽

46斜面

48螺旋压缩弹簧

50突起

52推杆

Claims (16)

1.容器，该容器能够被注入流体并能够压力密封地封闭并从该容器中取出流体，带有***部件，该***部件密封地固定在容器的开口内并具有高压CO₂筒(14)、用于从高压CO₂筒中放出CO₂的压力调节阀以及从外部能够触及的控制元件，通过操纵控制元件，高压CO₂筒能被开启针(34)打开，该控制元件是旋钮(24)，该旋钮与轴向导引的滑动件(40)共同作用，并能够通过该滑动件来操纵开启针(34)，其特征在于，旋钮(24)轴向被截住并能够转动地得到支承，旋钮(24)和滑动件(40)通过在周向延伸的斜面(46)靠置。

2.如权利要求1的容器，其特征在于，所述斜面(46)与圆周角成比例地以相同的斜率上升并在阶梯形的轴向凹槽处相互过渡。

3.如权利要求1的容器，其特征在于，具有四个成1/4圆周布置的所述斜面(46)。

4.如前述权利要求1的容器，其特征在于，滑动件(40)在开启高压CO₂筒(14)时与开启针(34)端面对端面齐平靠置。

5.如前述权利要求1的容器，其特征在于，开启针(34)与压力调节阀的阀门元件在结构上结合，该阀门元件能够在压力调节阀阀座(38)上的密封位置和通流位置之间被轴向调节。

6.如前述权利要求1至5中任一项的容器，其特征在于，压力调节阀具有位于侧面的出气孔(56)，起止回作用的环形弹性密封圈(58)或O形圈位于出气孔(56)前。

7.如前述权利要求5的容器，其特征在于，开启之前开启针(34)占据直接位于压力调节阀的阀座(38)之后的密封位置。

8.如前述权利要求1的容器，其特征在于，容器具有密封地封闭的小室(12)，高压CO₂筒(14)顶端朝向开口地配合在该小室(12)内。

9.如权利要求8的容器，其特征在于，小室(12)通过位于底端的盖子(18)封闭，所述盖子与小室(12)壁焊接或旋紧在一起。

10.如权利要求8的容器，其特征在于，高压CO₂筒(14)在高压CO₂筒的直径较小的颈部通过高压CO₂筒的周边与小室(12)壁密封。

11.如前述权利要求5或7至10中任一项的容器，其特征在于，该***部件占据容器的顶部开口，来自高压CO₂筒(14)的CO₂被放入到容器液位以上的顶部空间中。

12.如前述权利要求1的容器，其特征在于，该开口是桶孔，容器通过该桶孔被装入流体，***部件起到桶孔塞的作用。

13.如前述权利要求1的容器，其特征在于，***部件上连接有压力袋(66)，该压力袋(66)能够用放出的CO₂填充。

14.如前述权利要求1的容器，其特征在于，容器在其下部具有流出龙头。

15.如前述权利要求1的容器，其特征在于，容器在其上部具有放出龙头(68)，上吸升导管(70)通向该放出龙头(68)并伸展到容器的底部。

16.如前述权利要求15的容器，其特征在于，在放出龙头(68)外部在放出龙头(68)上具有带软管接头的放液管(76)。

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