背景技术:
申请人公司生产并销售名为DraughtMasterTM的专业生啤酒系统,其包括饮料分配系统和冷藏室,冷藏室中接收了容纳含二氧化碳的啤酒的桶或盒。容纳含二氧化碳的啤酒的桶或盒包括柔性的瓶或袋,其暴露于来自外部的高压以便分配啤酒。柔性的瓶或袋通过分配管路连接到截止阀,该截止阀通过饮料分配系统的通道进行输送并且被容纳在放液头壳体的龙头手柄中,并借助于放液头壳体的龙头手柄操作,以便在打开位置和关闭位置之间(即在饮料分配位置和非饮料分配位置之间)操作截止阀。
国际专利申请WO 2001/092142A1公开了一种饮料分配器组件,其包括分配管路和截止阀。截止阀包括第一套筒和第二套筒,该第一套筒设置有入口和出口,该入口通向分配管路的上游部分。第二套筒设置有入口和出口,该入口与第一套筒的出口互通。耦接装置布置在该套筒可以通过耦接装置在流动位置和截止位置之间移动的一个套筒上,在流动位置中,第一套筒的出口与第二套筒的入口流体连通,在截止位置中,第一套筒的出口被第二套筒封闭。
在申请人公司之前提交的2008年10月22日公开的公开号为EP1982951A1的欧洲专利申请07388021.3中,以及类似地在申请人之前提交的要求上述欧洲专利申请的优先权的国际专利申请PCT/DK2008/000140中,在阀元件和分配管路作为单独的元件被引入到放液头壳体中之后将单独的阀元件结合到封闭的分配管路的技术被描述为在第一次使得放液头壳体的龙头手柄从其关闭位置移动到其打开位置时建立结合。
随后的国际专利申请PCT/EP2010/050592(在8月5日公开,公开号为WO2010/086275A1)描述了一种包括分配管路和阀元件的饮料分配组件。阀元件包括上游阀部件、柔性阀部件和下游阀部件,下游阀部件包括用于封闭分配管路的分配端的塞子。
本发明总体上涉及用于碳酸饮料的饮料分配组件的技术领域,其包括分配管路和与分配管路协作以打开和关闭分配管路的阀部件。关于在高压下储存的碳酸饮料,在阀上游的高压和阀下游的大气压力之间的突然压降可以导致饮料的过度起泡。起泡是由阀中的饮料流中的湍流引起的,湍流又是由于在阀的上游部分和阀的下游部分之间的压力差所产生的高流速导致的。湍流的强度还取决于其它因素,例如与流体从阀的表面脱离的位置相关的滞流点的广度。在这样的位置处,可能发生导致起泡的强涡流。
因此,本发明的目的是提供一种改进的饮料分配组件,其将分配期间产生的起泡量减到最少。
技术实现要素:
根据本发明的第一方面,上述目的、上述优点和上述特征连同从本发明的以下详细描述中显而易见的许多其它目的、优点和特征一起通过与放液头结合使用的饮料分配组件而获得,所述放液头包括放液头壳体和龙头手柄,所述饮料分配组件包括:
具有分配端和桶连接端的分配管路,分配管路是柔性的并且在分配端处限定了具有第一直径的内部的基本上圆形的流动区域,
在分配端附近连接到分配管路的上游阀部件,上游部件具有向外取向的卡扣锁定元件,和
下游阀部件,该下游阀部件在其下游端限定了饮料出口,该下游阀部件是柔性的并且具有能够与向外取向的卡扣锁定元件协作的向内取向的卡扣锁定元件,下游阀部件包括塞子并限定了从分配端经过塞子至饮料出口的通道,塞子限定了下游段,下游段限定了大于第一直径的第二直径,塞子限定了连接到下游段并且基本上为圆柱形的上游段,上游段限定了等于或略小于第一直径的第三直径,下游阀部件能够通过龙头手柄在饮料分配位置、中间非饮料分配位置和最终非饮料分配位置之间操作,其中
当处于最终非饮料分配位置时,向外取向的卡扣锁定元件与向内取向的卡扣锁定元件接合,并且相对于上游阀部件捕获下游阀部件,塞子的上游段被插入分配端中并且塞子的下游段将密封力施加到分配端上,
当处于中间非饮料分配位置时,向外取向的卡扣锁定元件与向内取向的卡扣锁定元件脱离,塞子的上游段插入到分配端中,并且塞子的下游段与分配端间隔开,和
当处于饮料分配位置时,向外取向的卡扣锁定元件与向内取向的卡扣锁定元件脱离,并且塞子的上游段和塞子的下游段都与分配端间隔开,以允许饮料从分配管路流到饮料出口。
分配管路的分配端、上游阀部件和下游阀部件构成饮料分配组件的阀。分配管路的桶连接端固定到由饮料填充的桶或容器。容器通常是可折叠的以与加压饮料分配系统一起使用,并且饮料通常是碳酸饮料。分配管路可以永久地固定到桶或容器,但也可以作为单独的部件提供,在将桶或容器安装在饮料分配系统中的过程中,该单独的部件附接到桶或容器。分配管路的流动区域应是基本上圆形的,即允许相对于完美圆形形状的一些偏离。
放液头壳体通常包围分配管路的分配端、上游阀部件和下游阀部件。龙头手柄构成放液头的一部分,使用者使该部分在水平和垂直方向之间回转,以便打开和关闭阀门,并且由此以众所周知的方式控制饮料分配。分配管路可以是用于引导饮料的适当尺寸和材料的任何管道。
上游阀部件在分配端附近附接到分配管路的向外取向的表面上,以便与下游阀部件相互作用。下游阀部件包括塞子,塞子控制来自分配管路的分配端的饮料流。上游阀部件和下游阀部件具有协作的卡扣锁定元件,它们一起形成卡扣锁定机构。
申请人惊奇地发现,通过在打开饮料流的最初几个时刻期间避免任何涡流形成,可以显著减少饮料的起泡。早期在打开过程中形成的涡流可以具有足够大的动量以在阀已经到达完全打开位置之后保持并干扰流动几秒钟。当注意通过从孔口移除塞子而操作的阀时,在打开序列期间,在分配端和塞子之间可能产生小的不对称间隙,在阀打开塞子和分配端之间的环形开口之前,饮料将从该不对称的间隙流出。在该位置处产生了涡流,涡流将扰乱流动并引起湍流,即使在阀完全打开之后,湍流也将导致起泡。
为了避免这种涡流,建议三个状态的打开过程。在最终非饮料分配位置中,使塞子对分配管路的分配端施加密封力以防止任何加压饮料通过阀泄漏。塞子与下游阀部件成一体,而上游阀部件被固定、焊接或模制到分配管路。密封力由卡扣锁定机构产生,当处于最终非饮料分配位置时,卡扣锁定机构将下游阀部件压向分配端,并因此将塞子压向分配端。因此,下游阀部件应是柔性的,以便能够允许向内取向的卡扣锁定元件正确地卡扣到与上游阀部件的向外取向的卡扣锁定元件的接合位置,同时允许由塞子施加合适的密封力。用于下游阀部件和上游阀部件的合适材料是密度为0.92g/cm3-0.94g/cm3的LDPE。用于放液管路(其应该是光滑的)的合适材料是密度为0.92g/cm3-0.95g/cm3的MDPE。用于阀部件和放液管路的替代材料可以是铂聚合物材料。
塞子的上游段具有对应于分配管路的内圆周的圆周,而塞子的下游段比分配管路的内圆周宽。因此,当处于最终非饮料分配位置时,由于下游阀部件的柔性以及由向内取向的卡扣锁定元件和向外取向的卡扣锁定元件所构成的卡扣锁定机构,塞子的较宽的下游段将通过密封力楔住自身抵靠在分配端上。以这种方式,最终非饮料分配位置是无泄漏的。
当使用者移动手柄时,下游阀部件沿下游方向移动,并且塞子跟随移动,向内取向的卡扣锁定元件和向外取向的卡扣锁定元件将脱离,并允许塞子的下游段与分配管路的分配端分离。由于塞子的上段存在于分配端处的分配管路中,所以没有饮料流动。虽然可能不能以这种方式实现耐压密封,但是由于塞子的上段阻塞了通道,所以可以通过的饮料量不显著。这构成了中间非饮料分配位置,并且在手柄的回转运动期间通常仅起作用不到一秒。
当使用者进一步朝向打开位置移动手柄时,阀将被置于饮料分配位置。塞子的上游段将以基本上对称的方式与分配管路的分配端分离,在塞子和分配端之间出现环形的流动区域。饮料流将经由环形的流动区域通过分配端,经过塞子的上游段并进一步经过塞子的下游段朝向下游阀部件的出口流动,而不会在流动区域中遇到任何主要的不对称或不连续。因此,滞流点或流动分离的产生将是非常有限的,而湍流的发生以及由此造成的起泡将被减少到最小值。
通过颠倒上述顺序,即通过手柄将下游阀部件从饮料分配位置经由中间非饮料分配位置移动到最终非饮料分配位置,来实现阀的关闭。
根据第一方面的另一实施方式,向外取向的卡扣锁定元件包括突起,并且向内取向的卡扣锁定元件包括凹槽。协作的凹槽和突起以及柔性的下游阀部件限定了非常合适的卡扣锁定机构,其能够在凹槽和突起对准时接合。
根据第一方面的另一实施方式,向内取向的卡扣锁定元件包括突起,并且向外取向的卡扣锁定元件包括凹槽。自然地,这种相反配置也是可能的,并且不需要进一步阐述。
根据第一方面的另一实施方式,下游阀部件包括用于与放液头协作的凹部。为了使手柄移动下游阀部件,手柄可以连接到放液头的与下游阀部件的凹部接合的元件,从而允许下游阀部件移动。
根据第一方面的另一实施方式,当处于最终非饮料分配位置时,向内取向的卡扣锁定元件和向外取向的卡扣锁定元件接合,使得塞子的下游段对分配端施加密封力,该密封力对应于0.1-6巴,优选1-5巴,更优选2-3巴,最优选约3巴的饮料压力。上述压力构成用于碳酸饮料的典型分配压力。塞子应当优选地对分配管路的分配端施加相同或更高的压力,以便防止饮料的泄漏。
根据第一方面的另一实施方式,第三直径在第一直径的90%和100%之间,优选在第一直径的95%和100%之间,更优选在第一直径的98%和100%之间,最优选在第一直径的99%和100%之间。塞子的上游段应当优选地填充分配端处的分配管路的全部或大部分流动区域,以便防止通过阀的任何显著的饮料流,这种显著的饮料流可能导致形成增强涡流的湍流。
根据第一方面的另一实施方式,上游阀部件包括第一凸缘,下游阀部件包括第二凸缘,该第二凸缘与第一凸缘协作以在相对于上游阀部件移动时引导下游阀部件并在下游阀部件和上游阀部件之间提供密封力。为了确保下游阀部件和上游阀部件密封在一起和确保在关闭阀时塞子呈现正确的位置,即避免塞子在分配管路的分配端处呈现歪斜和不密封的位置,当下游阀部件相对于上游阀部件移动时,第一和第二凸缘可以相互作用以引导下游阀部件。
根据第一方面的另一实施方式,向外取向的卡扣锁定元件位于第一凸缘处,并且向内取向的卡扣锁定元件位于第二凸缘处。优选地,第一和第二凸缘构成下游阀部件和上游阀部件之间的接触区域,并且因此也构成向内取向和向外取向的卡扣锁定元件的位置。
根据第一方面的另一实施方式,下游阀部件包括第三卡扣锁定元件,并且上游阀部件包括第四卡扣锁定元件,第三卡扣锁定元件和第四卡扣锁定元件在处于饮料分配位置时接合,而第三卡扣锁定元件和第四卡扣锁定元件在处于中间非饮料分配位置时或在处于最终非饮料分配位置时脱离。为了实现良好限定的完全打开位置,可以使用附加的卡扣锁定元件来实现在达到完全打开的饮料分配位置时接合的卡扣锁定机构。
根据第一方面的另一实施方式,下游阀部件和塞子整体地铸造为单一主体。优选地,下游阀部件和塞子可以是相同的材料并且一体铸造,以便实现高精度,在实现阀的定义明确的关闭时将需要这种高精度。
根据第一方面的另一实施方式,下游阀部件限定了从第二直径至第三直径的锥形。为了允许塞子的下游段楔入分配管路的分配端和当阀打开时允许平滑的流动,塞子可以在上游段和下游段之间的互连部中限定锥形形状。
根据第一方面的另一实施方式,第三直径超过第一直径1%-100%,优选2%-75%,更优选5%-50%,最优选10%-20%。为了在分配端提供耐压密闭密封,下游段的直径应该至少超过分配端的内径。
根据第一方面的另一实施方式,上游阀部件被模制、焊接或胶合到分配管路上。以这种方式,可以以高精度实现上游阀部件的定位,这转而对于塞子的正确移动而言是关键的。
根据第一方面的另一实施方式,分配管路、下游阀部件和上游阀部件由诸如PE的柔性聚合材料制成。上述材料由于其柔性而是合适的。
根据本发明的第二方面,上述目的、上述优点和上述特征连同从本发明的以下详细描述中显而易见的许多其它目的、优点和特征一起通过提供与放液头结合的饮料分配组件来分配饮料的方法而获得,所述放液头包括放液头壳体和龙头手柄,所述饮料分配组件包括:
具有分配端和桶连接端的分配管路,分配管路是柔性的并且在分配端处限定了具有第一直径的内部的基本上圆形的流动区域,
在所述分配端附近连接到所述分配管路的上游阀部件,上游部件具有向外取向的卡扣锁定元件,和
下游阀部件,该下游阀部件在其下游端限定了饮料出口,该下游阀部件是柔性的并且具有能够与向外取向的卡扣锁定元件协作的向内取向的卡扣锁定元件,下游阀部件包括塞子并限定了从分配端经过塞子至饮料出口的通道,塞子限定了下游段,下游段连接到下游阀部件并限定了大于第一直径的第二直径,塞子限定了连接到下游段并且基本上为圆柱形的上游段,上游段限定了等于或略小于第一直径的第三直径,下游阀部件能够通过龙头手柄在饮料分配位置、中间非饮料分配位置和最终非饮料分配位置之间操作,
该方法包括以下步骤:
经由龙头手柄将下游段操作到最终非饮料分配位置,由此使向外取向的卡扣锁定元件与向内取向的卡扣锁定元件接合,并且使下游阀部件捕获到上游阀部件,使塞子的上游段插入到分配端中并使塞子的下游段对分配端施加密封力,
经由龙头手柄将下游段操作到中间非饮料分配位置,由此使向外取向的卡扣锁定元件与向内取向的卡扣锁定元件脱离,使塞子的上游段插入分配端中并使塞子的下游段与分配端间隔开,和
经由龙头手柄将下游段操作到饮料分配位置,由此使向外取向的卡扣锁定元件与向内取向的卡扣锁定元件脱离,并使塞子的上游段和塞子的下游段都与分配端间隔开,以允许饮料从分配管路流到饮料出口。
根据第二方面的方法优选地与根据第一方面的组件一起使用。
附图说明
图1是饮料分配系统的视图。
图2A是处于非饮料分配位置的放液头壳体的视图。
图2B是处于饮料分配位置的放液头壳体的视图。
图3A是饮料分配组件的透视图。
图3B是处于最终非饮料分配位置的饮料分配组件的垂直截面图。
图3C是处于中间饮料分配位置的饮料分配组件的垂直截面图。
图3D是处于饮料分配位置(半打开)的饮料分配组件的垂直截面图。
图3E是处于饮料分配位置(完全打开)的饮料分配组件的垂直截面图。
图4是处于饮料分配位置的饮料分配组件的垂直截面图。
具体实施方式
图1示出了饮料分配系统10的透视图。饮料分配系统包括吧台,吧台包括多个放液头12。每个放液头12包括放液头壳体14和放液手柄16。饮料杯18可以放在放液头壳体下面。为了分配饮料,要操作手柄16。每个放液头12通过分离的分配管路20连接到压力室22,充满碳酸饮料的柔性容器(未示出)位于压力室22中。
图2A示出了当处于关闭位置(非饮料分配位置)时的放液头壳体14的透视图。放液头壳体14包括阀24,阀24当前是关闭的以防止任何饮料流动。饮料分配组件包括阀24和分配管路20。阀24包括上游阀部件26和下游阀部件28。下游阀部件28固定到放液头壳体14,而上游阀部件26连接到元件30,元件30又与手柄16操作性地连接。
图2B示出了当处于打开位置(饮料分配位置)时的放液头壳体14的透视图。手柄16已经根据箭头从水平位置回转到垂直位置,从而根据箭头向上移动元件30,使上游阀部件26相对于下游阀部件28移动,如将在下面说明的,这将导致阀24打开,以允许饮料流动。
图3A是阀24的透视图。阀24包括上游阀部件26和下游阀部件28,上游阀部件26固定到分配管路20。上游阀部件26包括用于与手柄(未示出)的元件(未示出)接合的凹部32,而下游阀部件26包括用于与放液头壳体(未示出)接合的凹部32'。下游阀部件28限定了饮料出口34。
图3B是当处于最终非饮料分配位置(即完全关闭)时的阀24的垂直截面图。下游阀部件28包括塞子36,塞子36又包括上游段38和下游段40。由柔性材料制成的下游阀部件28包括凸缘,凸缘与第一卡扣锁定元件42适配。上游阀部件26包括与第二卡扣锁定元件44适配的相应的凸缘,第二卡扣锁定元件44与第一卡扣锁定元件42相容并且一起形成卡扣锁定机构。在当前的最终非饮料分配位置中,第一卡扣锁定元件42与第二卡扣锁定元件44接合。
分配管路20延伸到上游阀部件26中并且限定了分配端46,分配端26构成分配管路的端部开口。塞子36的上游段38是圆柱形的并且其圆周对应于分配端46的圆周,并且在当前的最终非饮料分配位置中,上游段38已经插入分配端46中。下游段40限定了从上游段38至一圆周的锥形,该圆周超过分配端46的圆周。在当前的最终非饮料分配位置中,塞子36的下游段40对分配端46施加密封压力,该密封压力是卡扣锁定机构与下游段40的柔性共同引起的。
图3C是当处于中间非饮料分配位置(即在完全关闭和打开之间的途中)时的阀24的垂直截面图。使用者现在已经操作手柄(未示出)并相对于上游阀部件28移动下游阀部件26。第一卡扣锁定元件42已经脱离第二卡扣锁定元件44,并且塞子36的下游段40已经移动远离分配端46。由于分配端46中的上游段438的存在,将没有饮料从分配端46流出。
图3C是当处于中间非饮料分配位置(即在完全关闭和打开之间的途中)时的阀24的垂直截面图。使用者现在已经操作手柄(未示出)并相对于上游阀部件28移动下游阀部件26。第一卡扣锁定元件42已经脱离第二卡扣锁定元件44且塞子36的下游段40已经移动远离分配端46。由于分配端46中的上游段38的存在,将没有饮料从分配端46流出;然而,由于缺乏密封压力,在当前位置停留超过几秒钟的情况下可能发生泄漏。通常,当前位置停留不到一秒钟。
图3D是当处于饮料分配位置(即打开位置)时阀24的垂直截面图,然而,本视图没有示出允许最大饮料流的完全打开位置,而是示出了仅产生较小流量的半打开位置。塞子36的上游段38现在已经移动远离分配端46,在上游段38和分配端46之间形成环形间隙。饮料将如箭头所示地流动。可以获得示出了对称环形间隙48的特写视图。在当前位置中,没有实现显著的滞流点或流动分离点,并且因此保持了低湍流量。
图3E是当处于饮料分配位置(即完全打开位置)时阀24的垂直截面图,此时手柄处于完全水平方向上并且塞子36与分配端46间隔开,允许最大流量。通常,完全关闭和完全打开之间的过渡将花费不到一秒的时间,并且由于较小的流动区域会使饮料更易于起泡,所以在较长时间内在小于完全打开的位置进行分配不太有利。饮料流动如箭头所示。
图4是当处于饮料分配位置时阀24的垂直截面图。饮料流动如箭头所示。本图示出了塞子36如何保持在下游阀部件26中以及饮料如何通过通道50,通道50占据了围绕塞子36的环形间隔的较大部分。
显然,尽管在此参考饮料分配组件的特定实施方式阐述了本发明,但各种变型对于本领域技术人员来说是显而易见的。
附图标记
10.饮料分配系统
12.放液头
14.放液头外壳
16.手柄
18.饮料杯
20.分配管路
22.压力室
24.阀
26.上游阀部件
28.下游阀部件
30.元件
32.凹部
34.饮料出口
36.塞子
38.上游段
40.下游段
42.第一卡扣锁定元件
44.第二卡扣锁定元件
46.分配端
48.环形间隙
50.通过通道