专利名称：用于对容器中的加压液体进行压力均衡分配的方法和设备(Flair 饮料阀)的制作方法
技术领域：
本发明涉及分配技术，更特别地涉及用于分配容器中的加压液体以最小化或消除溶于液体中的任何一种或多种气 体的损失的方法和设备。
背景技术：
在溶解有其他物质(例如气体)液体的定量分配中，当液体被分配时，由于溶解物质的突然释放而经常会出现问题。例如，在充碳酸气液体(例如，啤酒或软饮料)的情况下，其通常由于在液体流出容器时所引起的压力下降而发生二氧化碳离开溶液并且以气态形式释放。为了进行说明，已经注意的是，典型的汽水可具有117kPa(4°C，在罐装时)以及248kPa(21°C，在室温下)的内部压力，而标准大气压为约lOOkPa。在这两种情况下，罐中的传统汽水相对于大气压具有过压，这在室温下是相当重要的。因而，在汽水瓶子中，例如，气态二氧化碳与溶于水的二氧化碳平衡地存在。当汽水瓶子被打开时，溶于汽水中的二氧化碳伴随着撕撕声而快速逸出。这是因为汽水瓶子是在高压下(大气压之上)添加二氧化碳气之后被密封的。因为高压，有很多气体溶于水中。当汽水瓶子被打开时，瓶子内部的气体压力显著降低(大气压力)。由于气体的可溶性与压力成比例，所以可溶性显著降低。因此，气体伴随着撕撕声而快速从溶液中逸出。当二氧化碳气逃逸到周围区域中时，例如充碳酸气饮品的特性(例如其“撕撕声”、“爽口”以及感觉到的甜味)退化。本领域需要的是一种用于分配这样的液体的方法和设备，以便防止或减轻这些问题。
在参照下列附图的下述描述中说明了本发明的各种示例性实施例，附图中图I示出了根据本发明的一个示例性实施例的示例性分配设备，其中，容器定位成与水平成一角度；图2示出了本发明的可替代的示例性实施例，其中图I中的分配设备在容器的基部处设置有附加的泵；图3A和3B是在已经放置好新容器的情况下，图I和2中任一个示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图；图4A和4B是在气体导管是打开的而液体导管是闭合的情况下，图I和2的示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图5A和5B是在气体导管和液体导管都是打开的情况下，图I和2中任一个示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图；图6A和6B是在液体导管是闭合的而气体导管是打开的情况下，图I和2中任一个示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图；图7A和7B是在液体导管和气体导管都是闭合的情况下，图I和2中任一个不例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图；图8A和SB是在空气出口导管是打开的情况下，图I和2中任一个示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图；图9A和9B是在从该设备中分配液体的情况下，图I和2中的任一个示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中每一个的透视详图；图10和11分别图示了根据本发明的分配设备的第三示例性实施例和第四示例性实施例，其中，容器大致倒置定位；图12A和12B是在已经放置好新容器的情况下，图10和11中任一个示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图；图13A和13B是在气体导管是打开的而液体导管是闭合的的情况下，图10和11中任一个示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图；图14A和14B是在气体导管和液体导管都是打开的情况下，图10和11中任一个示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图；图15A和15B是在液体导管是闭合的而气体导管是打开的情况下，图10和11中的任一个示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图；图16A和16B是在空气出口导管是打开的情况下，图10和11中任一个示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图；图17A和17B是在液体被分配到周围区域的情况下，图10和11中任一个示例性分配设备中的液体流动路径和气体流动路径中的每一个的透视详图；以及图18-33示出了根据本发明的第五示例性实施例，其实施为可存储在消费者的冰箱中的自容式充碳酸气饮料分配器。
发明内容
提出了一种用于对加压液体进行定量分配的方法。在本发明的示例性实施例中，该方法包括将容器中的液体经由分配开口分配到分配空间中，其中，容器与分配空间之间的压差在各阶段中通过使用中间量配室而进行均衡。首先，在容器与量配室之间均衡压力，然后，将一些量的液体从容器分配到量配室，从而通过容器与量配室之间的压力连通而保持它们之间压力相等。接下来，量配室与容器不仅气体隔离而且液体隔离。在第二阶段，在量配室与分配空间之间均衡压力，并且量配室中的一些量液体在量配室与分配空间之间的压力保持相等时分配到分配空间中。该方法还包括在容器的第一内部容器中提供液体，以及将压力均衡介质引入第二内部容器中，其中第一内部容器和第二内部容器至少通过可变形和/或可移置的侧面而彼此邻接。本发明还涉及一种分配设备，该分配设备构造成特别地用于实施所公开的方法。在本发明的示例性实施例中，分配设备可包括自容式充碳酸气饮料分配器，该分配器可存储在消费者的冰箱中，或者可例如自冷却。
具体实施例方式在本发明的示例性实施例中，可实施一种用于对含有溶解物质(例如气体)的液体进行定量分配的方法。该方法可包括从容器中经由分配开口分配液体，其中可通过下述方式在多个阶段均衡容器与液体分配到其中的空间(即“分配空间”)之间的压差(i)首先，一旦容器与量配室之间的压力已经被均衡，则将液体从容器分配到内部室或“量配室”，以及(i)其次，将量配室与容器隔离，并且一旦量配室与分配空间之间的压力已经被均衡，则将液体从容器分配到分配空间。在本发明的示例性实施例中， 该方法还可包括将要分配的液体提供到第一内部容器中，以及将压力均衡介质提供到第二内部容器中，其中第一内部容器和第二内部容器通过位于它们之间的可变形和/或可移置的表面而彼此邻接。第一内部容器可以是例如设置在较硬容器内部的柔性袋或者隔膜，而第二内部容器可以是在袋或隔膜(所述袋或隔膜限定了第一内部容器)的外表面与较硬容器壳的内表面之间的空间，以使得随着空气被引入第二内部容器中，第一内部容器容积收缩。这种“袋中袋”技术通常称为Flair 技术，该技术由荷兰的Dispensing Technologies B. V. of Helmond开发。应注意的是,存在很多种用来实现第一内部容器和第二内部容器的可能方式，它们都被理解成可应用于本发明的各种示例性实施例中。可通过在例如可在第一内部容器中提供要分配的液体同时将均衡介质引入第二内部容器中以阻止均衡介质与要分配的液体之间的接触。因为离开溶液的被溶于液体中的气体(例如，二氧化碳)以气态形式进入第一内部容器，并且保持与存在于第二内部容器中的压力均衡介质分隔开，在均衡介质与这种气体之间可不发生混合。因而，当具有液体和从溶液中逸出的气体的内部容器之后被冷却时，已经从溶液中逸出的所有气体可被再次溶解(受到第二内部容器中压力的作用)，从而保持液体的特性。在本发明的示例性实施例中，均衡介质可例如为空气，该均衡介质可例如保持与液体分隔开，这在充碳酸气饮料的情况下以及在非充碳酸气液体(例如果汁饮品)的情况下，都提供了较长储藏期限和无污染风险的优点。本发明的示例性实施例对其中溶解有物质的液体(例如充碳酸气液体)提供了特别的优点，并且其也等同地应用于含有例如溶解的N20、笑气以及氮气N2的液体。应注意的是，在此将充碳酸气液体作为实例，本发明应理解成可等同地适用于这样的其他液体。此夕卜，本发明并不限于这些气化液体，因为储藏期限延长以及没有污染风险的优点也适用于其中不存在溶解物质的液体。在本发明的示例性实施例中，压力均衡介质可例如导致第二内部容器的容积增力口，从而使得第一内部容器的容积(其中存储有要分配的液体)减少，进而使液体移出以用于将其从第一内部容器中分配出去，而并不允许气隙存在于第一内部容器中，进而防止气体离开第一内部容器中的液体。在本发明的示例性实施例中，可在各阶段中均衡(i)要分配的液体的压力以及
(ii)分配空间中的压力。这可在⑴第一阶段和随后的(ii)第二阶段中来实现在⑴第一阶段中，在容器与量配室之间首先仅仅形成气体连接，以及后来建立液体连接，其中容器中的压力与量配室中的压力借助于气体连接而进行均衡，然后要分配的液体经由液体连接而流入量配室中；在(ii)第二阶段中，在量配室与分配空间之间首先形成气体连接，然后形成液体连接，其中量配室中的压力与分配空间中的压力经由气体连接而进行均衡，以及然后将现在处于量配室中的液体(已经进入到第一阶段的第二部分)经由液体连接而传送到分配空间。因而，在第一阶段中，在容器与量配室之间保持压力相等时，液体从容器转移到量配室，而在第二阶段中，在量配室与分配空间之间保持压力相等时，该定量液体从量配室传送到分配空间。因而，仅仅该定量液体曾经接触分配空间，容器中剩余的液体在第二阶段期间经由量配室的隔离而与分配空间隔离开。在本发明的示例性实施例中，空气可用作均衡介质。因为该空气被引入第二内部容器中，因而保持与存在于第一内部容器中的液体分隔开，所以从分配空间取出的空气将不与液体混合，因而不会对其产生不利影响(例如，对于其特性或其储藏期限)，与所有Flair 技术中的情况一样。在另一示例性实施例中，任何其他的物质(气态、固体或液体或它们的任何组合)可用作压力均衡介质，关键在于保持两个容器或室之间的压力相等，在液体流动时，液体在这些容器或室之间流动。在本发明的示例性实施例中，附加的压力源可例如连接至容器，以加压该第二内部容器。如上所述，在第二内部容器中形成期望的压力可例如阻止二氧化碳离开第一内部容器中的液体，因而阻止在所述第一内部容器中形成气泡，这例如在容器中的液体被加热或移动时，例如由于容器的摇动或振动而引起。应注意的是，这样的附加压力源可以是直接或间接的。间接源可理解为是指来自该设备的中心压力源(例如主泵)的分支软管。在本发明的示例性实施例中，可提供一种用于从容器定量分配加压液体的设备。该设备例如可具有分配开口 ；包含第一内部容器和第二内部容器的容器；以及量配室。容器与分配空间之间的压差可在各阶段中进行均衡。这可在(i)第一阶段和随后的(ii)第二阶段中实现在α)第一阶段中，在容器与量配室之间首先仅仅形成气体连接，以及后来建立液体连接，其中容器中的压力与量配室中的压力借助于气体连接进行均衡，然后要分配的液体经由液体连接而流入量配室中；在(ii)第二阶段中，在量配室与分配空间之间首先形成气体连接，以及然后形成液体连接，其中量配室中的压力与分配空间中的压力经由气体连接而进行均衡，以及现在处于量配室中的液体(已经进入第一阶段的第二部分中)于是经由液体连接而传送到分配空间。因而，在第一阶段中，在容器与量配室之间保持压力相等时，液体从容器转移到量配室，而在第二阶段中，在量配室与分配空间之间保持压力相等时，该定量液体从量配室传送到分配空间。在第一阶段之后且在开始第二阶段之前，容器与量配室之间的气体和液体连接均被关闭。在这两个阶段中，液体和压力均衡介质彼此不接触。液体首次接触空气例如是在其在第二阶段被分配到分配空间时，以及在量配室与容器中的剩余液体已经隔离之后的一些时间内。因而，仅仅该定量液体曾经接触分配空间，在第一阶段的结束时，容器中剩余的液体经由量配室与容器的隔离而与分配空间隔离。根据该设备的示例性实施例，第二内部容器的容积可通过将均衡介质引入第二内部容器中而被扩大，以使得随着所述第二内部容器的容积增加，第一内部容器的容积收缩。这有助于在它们之间的液体连接打开时液体从第一内部容器中移出，这是因为随着第一内部容器中的液体被分配，第一内部容器逐渐缩小。这有助于防止在第一内部容器中产生气隙，因而液体中的任何溶解气体将保持在溶液中，这是因为不存在任何溶解气体可弥散的低压空间。因为第一内部容器的容积是由于第二内部容器的压力而不断收缩的，第一内部容器通常是“充满”液体的--无论其内部液体量有多少。在本发明的示例性实施例中，示例性设备可包括压力均衡装置，该压力均衡装置在各阶段中操作，以使要分配的液体的压力与分配空间中的压力相等。这种压力均衡装置可包括(i)第一可闭合气体导管和第一可闭合液体导管，这两个第一导管布置在容器与量配室之间，每一个第一导管各自通过第一闭合装置可闭合；以及(ii)第二可闭合气体导管和第二可闭合液体导管，并且这两个第二导管布置在量配室与分配空间之间，每一个第二导管各自通过第二闭合装置可闭合，其中(iii)第一闭合装置和第二闭合装置适于以期望的顺序相继地打开和闭合这些液体和气体通道。在本发明的示例性实施例中，对于在第一阶段中打开和闭合液体和气体通道的这种期望的顺序可包括(a)在液体通道闭合时打开气体通道；(b)打开液体通道，以使得液体可流出容器而流到量配室中；(C)在气体通道仍旧打开的同时，闭合液体通道；(d)闭合气体通道；以及(e)如果期望的话，打开气体出口，以允许任何过压逃逸到周围区域。关于步骤(e)，通过在该步骤期间打开气体出口，在量配室的袋与量配室的外壁之间仍旧存在的过压可逃逸到周围区域。在这些操作之后，在第二阶段，现在存在量配室中的一些量液体于是可被分配(也就是说，传送到分配空间，通常流到消费者握着的容器中)，其中量配室的压力首先与环境压力(即分配空间的环境压力)相均衡，并且保持相等，以防止其中负压。在本发明的示例性实施例中，液体向分配空间的传送可经由重力进行，或者例如图27中所示,例如经由应用于量配室的外部压力源而进行。在本发明的示例性实施例中，第一闭合装置和第二闭合装置可包括布置在可动部分中的凹口，并且以上提供的用于打开和闭合液体通道和气体通道的这些步骤的期望顺序可由该可动部分来实现。这种可动部分可例如是整体制造的。因而，用于气体和液体供给的不同通道可相对于彼此定位，以便经由该可动部分的操作而便于执行各步骤的顺序。因为在这些示例性实施例中，可动部分是整体制造的，确保了这些步骤的正确顺序，而且还可坚固且可靠地制造该可动部分。在本发明的示例性实施例中，示例性设备还可包括附加压力源(例如图2中所示的泵12)，该附加压力源可连接至容器，其适于加压第二内部容器。在本发明的示例性实施例中，量配室可移除地附接到示例性设备，以使得量配室可更换成具有不同内部容积的其他量配室(利用该其他量配室分配不同量的液体)。量配室的可移除性还可提供选项，该选项是可替换设置在量配室中的用于接收液体(如下所述)的袋。在本发明的示例性实施例中，例如图I和2中以及图10和11中所示的，容器可例如位于比分配开口更高的高度，从而可由于重力而进行液体从容器到分配开口的移出。在本发明的示例性实施例中，量配室可位于容器的高度与分配开口高度之间的一高度处，以使得液体可由于重力从容器流到量配室，其后，量配室中的所计量的一定量液体可在重力作用下被进一步移动到分配开口。可替代地，如在图18-33的示例性实施例中示出的，出于设计选择的原因，量配室可处于比容器和分配开口都低的高度处。在这些示例性实施例中，外部压力源可用于将液体从量配室移动到分配开口。在本发明的示例性实施例中，设备可设置用于实现上述分配液体的方法。容器以一角度向上定位的分配设备图I和2示出了根据本发明的示例性分配设备的示例性实施例。参照图I和2，该设备包括壳体2，该壳体包括用于容器4的支承 件，其显示成具有颈部16和流出开口 18的瓶子(参见图3)。分配设备I包括连接件20，容器4的颈部16可固定地卡扣、夹紧或旋拧在该连接件上。分配设备I还包括阀壳体6，该阀壳体包括分配开口 10，流出导管11可例如布置在该分配开口上。分配设备I还包括量配室8,要分配的一些量的液体L可置于该量配室中。如上所述，量配室8可例如用各种其他容积的量配室来替换。在图2中所示的示例性实施例中，该设备还包括泵12，该泵可连接至容器4的阀14。例如，该泵12可用于在容器4的第二内部容器28中施加压力，以便对存在于第一内部容器26的液体L加压。当液体L是充碳酸气液体且容器2被加热到某种程度时，例如，因为其位于冰箱外面，CO2气体可由于这种加热而离开充碳酸气液体L。使用泵12经由第二内部容器28施加反压力可防止二氧化碳离开溶液，因而防止在第一内部容器26中形成CO2气泡。这种反压力无论在第一内部容器处于什么温度下都防止第一内部容器中的压力下降到平衡压力以下。因此，例如，如果第一内部容器中的液体是一种典型的汽水饮料，其可具有117kPa(4°C )和248kPa(21°C，在室温下)的内部压力。如果在44°C下施加IlkPa或更大的压力，或者在21°C下施加248kPa或更大的压力，任何溶解的气体将不会离开液体溶液。图3示出了一种示例性情形，其中，内部具有液体L的新容器4可使其颈部16固定地夹紧、旋拧或卡扣在分配设备I上的连接件20上。在该设备的操作中，液体L可在重力作用下流动通过流出开口 18和导管24，流过连接件20，并且可通过位于阀壳体6中的闭合元件30而停止。在图3的实例中，液体L位于容器2的第一内部容器26中，与此同时处于系统压力Ps下的气体可位于容器2的第二内部容器28中，其中Ps大于分配空间中的环境压力Pe。应注意的是，在图不的不例性设备中，第一内部容器26相对于第二内部容器28位于“内部”，它们两个呈如上所述的“袋中袋”构造。如果可能期望的话，还可以使用第一内部容器和第二内部容器的各种可替换构造。量配室8包括内部空间，该内部空间显示为处于环境压力P6下。在图3中所示的情况下，通过阀壳体6的气体流动是不可能的。图4示出了一种情形，其中气体可从容器2的第二内部容器28经由气体导管40 (图4B)而流到并穿过连接件20，然后经由闭合元件30中的气体导管36流到量配室8中的开放空间。量配室8的压力因而可由系统压力Ps而均衡，S卩，该系统压力在第二内部容器22中广泛存在，应注意的是，该系统压力通常高于周围区域S的环境压力PJ如上所述，原因在于由第二内部容器所施加的用于将气体保持在溶液的液体中所需要的反压力)。一旦量配室8中的压力已经利用第二内部容器28中的系统压力Ps而被均衡，闭合元件30可进一步相对于阀壳体6移动，直到液体导管32 (图4A)通过闭合元件30与容器2的流出开口 18连接，并且液体可在重力作用下经由导管32从容器2的第一内部容器26流动到袋34。因而，应注意的是，几乎和容器一样，量配室8具有(用于液体的)第一内部容器和(用于气体的)第二外部容器。第一内部容器是袋34的内部，而第二内部容器是袋34的外表面与量配室8的壳的内表面之间的空间。因而，在本发明的示例性实施例中，在第一阶段期间，液体从一个内部袋移动到另一个，与此同时在也处于气体连通的其他内部袋之间保持相等的压力。一个“袋中袋”(容器)连通地连接至另一“袋中袋”结构(量配室)。如图5所示，袋34例如可布置在导管32中，以使得当其填充有液体L时，袋将在量配室8的空间内部膨胀。当袋34膨胀时，在量配室8中处于系统压力Ps下的气体压缩，由此，量配室8中的压力将增加到Ps之上，并且，如图5B所示，将发生气体向容器2的第二
内部容器28的回流，从而保持量配室中压力与第二内部容器中压力之间的相等压力。应注意的是，出于对卫生的原因，袋34可例如是可更换的。一旦袋34接收如此多的液体L，以使得其至少基本上填充量配室8的整个空间(因而用作压力均衡介质的基本上全部空气或者其他气体等从量配室移动回到第二内部容器28)，量配室8在所示的示例性实施例中还用作分配设备I的手柄(也就是，使其移动，控制各导管的打开和闭合)，该量配室可被向上移动。因而，如图6A所示，液体导管32通过闭合元件30而旋开，并且不再通过分配设备I上的闭合件20而形成与导管24的液体连接。但是,如所注意到的,如图6B所示,在量配装置8的第一 “向后向上”位置，该气体导管仍旧保持打开，从而可完成量配室8中的气体和容器2的第二内部容器28中的气体之间的压力均衡。当量配室与第二内部容器之间的气体导管保持打开时，我们进行第一阶段的压力均衡。例如，如图7A和7B中所示，容器8然后可进一步向上移动，从而液体通道和气体通道都闭合。当量配室8仍进一步(从图7的中间向上位置)向上移动时，形成气体通道。因而，任何过压可逃逸到周围区域S，以使得如图SB中所示，量配室8中的气体压力可通过环境压力Pe进行均衡。当量配室8移动到其如图9A和9B中所示的最高位置时，存在于袋34中的液体L可在重力作用下经由液体导管32而分配到分配区域S，该液体导管现经由流出导管11 (如图I和2中所示)连接至阀壳体6的分配开口 10。液体可例如在这里注入到消费者的玻璃杯。为了防止由于液体L从袋34流出而在量配室8中(即，在袋34与量配室8的内表面之间的空间中)产生负压，气体可在该位置中经由开口 38和通道36流到量配室8中的空隙中，以使得在液体L在重力作用下流出分配开口 10时，量配室8中的气体压力保持与环境压力匕相等。这是第二阶段的压力均衡。一旦曾处于袋34中的基本上全部液体L已被分配，分配设备I将再一次处于如图3所示的构造中，在此之后，可重复如上所述并且如图4-9所示的步骤顺序，以使量配室8重新填充液体L，用于最终进一步分配到周围区域S中。具有倒置容器的分配设备图10和11分别图释了根据本发明的分配设备的第三和第四示例性实施例，其中，容器基本上倒置地定位。参照图10，分配设备101包括壳体102，该壳体具有用于容器104(例如显示为瓶子)的支承件。容器104设置有支脚105，在不损坏容器104的阀114的情况下，容器104可直立地存放在该支脚上。正如图2中所示的示例性实施例，如果期望的话，可设置附加的泵112，这形成了如图11所示的本发明的第四优选实施例。继续参照图10和11，分配设备101具有壳体102，容器104可基本上倒置地放置在该壳体中。容器104在其颈部116处(参见图12)附接到连接件120。这种附接可例如经由卡扣、螺旋或夹紧紧固件进行。分配设备101还包括量配室108，该量配室可例如经由阀壳体106连接至容器104。阀壳体106还设置有分配开口 110，流出导管或喷口 111可例如布置在该分配开口上。阀壳体106还包括控制手柄107,以用于操作设置在阀壳体106中的阀。量配室108可例如可移除地安装在连接件121上，以使得容纳在其中的袋134(参见图13)易于进行替换，并且例如量配室108自身可由 具有不同容积的另一量配室108替换。在该连接中，人们可易于想到一些时候“小”尺寸是期望的，而其他时候，饮料的“大”或“超大”尺寸将更加合适，例如处于某些高等院校中的联谊会会堂处，液体是啤酒，或者，例如在一个大热天、在室外，以大玻璃杯方式消费软饮料。图12示出了一种情形，其中，一个新容器104已经恰好放置在分配设备101上。容器104具有第一内部容器126,在该第一内部容器中提供液体L。此外，容器104包括第二内部容器128，在该第二内部容器中存在处于系统压力Ps下的气体。系统压力Ps通常高于之后广泛存在于量配室108中的环境压力Ρε。在图10-17的示例性实施例中，控制手柄107不同于量配室108，并不与之前所述的示例性实施例相似。当控制手柄107(参见图11)被向下推动以使闭合元件130在阀壳体106中转动时，如图13Β所示，在第二内部容器128与量配室108内部空间之间形成气体连接。第一阶段压力均衡因而经由连接至并穿过连接件120的气体导管140、闭合元件130中的气体导管136和连接至并穿过连接件121的气体导管142来实现，由此量配室108中的压力将处于系统压力Ps。如图13A中所示(液体导管132并未打开)，流到量配室108的液体流动在该情况下仍是不可能的。当控制手柄107被进一步转动并且闭合元件130同时形成了气体连接(如图14B所示)以及容器104与量配室108之间的液体连接(图14A)时，如图14A中所示，液体L将在重力作用下经由液体导管132流过闭合元件130而流到袋134。如图14中所示，袋134此时膨胀并且在量配室108内部占据逐渐更大的容积。因而，第一阶段的压力均衡在量配室108与第二内部容器128之间持续，其中，如图14B所示，量配室108中的任何过压流回到第二内部容器128。如图15中所示，闭合元件130的进一步运动以与图6的情况相似的方式闭合液体通道，但保留气体通道打开。这使得在量配室108与第二内部容器128之间进行另一压力均衡。一旦这种压力均衡已经在量配室108与第二内部容器128之间发生，量配室与第二内部容器之间的气体导管是闭合的，从而量配室与第二内部容器隔离。然后，如果期望的话，之后，如图16B中所示，任何可能的过压通过出口 138已经释放到周围区域S。接下来，例如，如图17A所示，闭合元件130可被进一步移动，直到液体导管132提供现在处于袋134中的液体L和分配开口 110之间的液体连接。因为液体L流出袋134，量配室108内部的袋134的容积减小并由此形成负压。然而，因为在周围区域S和量配室108内部的空间之间存在气体连接，如图17B所示，可进行压力均衡，其中量配室108中的负压通过环境压力P6进行均衡，这是由于来自周围区域S的空气经由开口 138、气体导管144和气体导管142而流过连接件121。这再次是第二阶段的压力均衡。—旦袋134中的全部液体L已经被分配，分配设备101再次处于图12所示的情况下。一些量的新鲜液体L现在可通过再次进行如图13-17中所示的上述步骤而经由量配室108分配到周围区域S。具有处于自容式单元中的水平容器的分配设备图18至33示出了根据本发明的示例性实施例的自容式单元，该自容式单元可位于使用者的冰箱中。图示的示例性实施例保持可填充有充碳酸气饮料的容器，该充碳酸气饮料例如是可乐或者例如是任何其他的饮料。为了易于描述，图示的示例性实施例将使用可乐作为液体实例来进行描述。这种示例性实施例可例如用于例如在消费者家的“个人冷饮柜”分配多杯新鲜的充碳酸气饮料。在图18-33所示的示例性实施例中，如上所述，根据本发明的方法可分配可乐，其中压力均衡介质是空气和水的组合，并且，如下所述，可乐从在示例性设备中处于水平位置的容器中进行分配。空气用于加压第二内部容器，而水压力用于均衡量配室中的压力，并且用于从量配室分配可乐。空气和水系统可经由水平布置的活塞而连接，该活塞通过空气压力而向后移动，并且在其向后移动时，其经由水管路将压力传送到量配室下面竖直设置的活塞。在这方面上，应注意的是，压力均衡介质可以是能够传送所产生的压力的任何物质，包括利用空气或其他物质或者任何气体或液体来移动活塞。图18示出了这样的新容器正放置在示例性设备中。在图18-33中，示出了分配设备的外面的各种位置，分配设备的外面例如可布置特定饮料公司的商标名。该容器是“袋中袋”或等效装置，因而具有可乐所处的第一内部容器，以及位于第一内部容器与容器外部壳之间的微小空气间隙；该间隙是上述第二内部容器。图19图示了该新容器借助于将阀附接到该设备而被锁定到适当位置。如图所示，容器设置有阀壳体、阀和用于将量配室全部附接到其颈部的袋。图20图示了分配设备的示例性前部嵌板，其包括分配杆和喷口或流出开口。图21示出了前部嵌板附接到设备，其中容器位于内部。图22图示了稍微类似于图13B中情况的情况，其中在打开液体导管之前，量配室的所施加的压力被均衡到第一内部容器的所施加的压力。此时，可乐处于容器中，尤其是处于容器瓶子的第一内部容器中，并且还没有流动路径存在于量配室。应注意的是，存在两个活塞，一个位于设备的背面，其前向移动，另一个位于量配室的下面，其上下移动。量配室下面的活塞处于其最大竖直高度，量配室是空的。处于量配室下方的前部活塞，将压力施加到袋(图示为在前部活塞的向上指示箭头之上的压缩的白色袋)，如前部活塞上的黑色箭头所示。该压力由空气压缩机提供(并未示出，但是参见图32的“12V发动机和泵”)，该空气压缩机将空气经由空气回路管而提供给第二内部容器和后部活塞。如箭头所示，后部活塞上的空气压力将其向后推动，从而推动后部活塞室中的水。后部活塞室中的水经由水回路而连接至前部活塞室，然后其向上推动前部活塞，从而将压力施加到量配室上，尤其是施加到量配室的袋上。图23和24图示了通过向下拉动杆而激活分配器的情形，从而允许第一内部容器和量配室的袋连接用于液体流动。因而，在由连接至空气回路(该空气回路在容器的背面连接至阀)的泵供给到第二内部容器(第一内部容器和容器的外部壳之间的空气间隙)的空气压力的初始推动下，可乐进入该袋，从而向下按压在向前的活塞上。该压力类似于由袋134所施加的压力，因为其如图5所示填充量配室8。这将水输送出前部活塞室并且通过水回路(如箭头所示)而输送到后部活塞室。然后，如活塞上的箭头所示，该水然后向前推动后部活塞。后部活塞的向前运动于是将空气通过空气回路向上输送并且管经由阀连接器而输送到瓶子的第二内部容器中，如空气回路管中的箭头所示。因而，第二内部容器和量配室经由后部活塞处的空气回路和水回路的界面而压力连通，因而在第一阶段压力均衡中使它们的压力进行均衡。因而，随着可乐离开第一内部容器并且填充量配室袋，量配室袋的重量替代前部活塞室中的水，这推压在后部活塞室中的空气上，以使得其返回到第二内部容器。应注意的是，类似于之前所述的实施例，量配室袋在负压下填充(这里通过前部活塞供给-之前通过量配室中的Ps供给)，以使得其仅仅占据液体所处的容积，因而在液体从第一内部容器移动到量配室袋时没有气体从液体中逃逸出，因为不允许空气间隙在袋中或在第一内部容器中产生。在袋基本上满时，量配室的填充完成，并且这就是图25所示的情形，其中现在已
填充好的袋已经将前部活塞室中的全部水推动到后部活塞室中，从而将后部活塞推动到其最大向前延伸量(在本说明书中，术语“向前”是指朝着设备的前部)。如图26-27中所示，现在袋满了，该设备准备分配其内容物。图26图示了可乐的实际分配，以及图27图示了如何在该设备内进行该实际分配。使用者移动手柄使得容器与量配室之间的流体连接被闭合，并且使得量配室与喷口之间的流体连接被打开。现在，可接触外面(即，分配空间)的唯一液体是位于量配室内的一些量的可乐。如上所示，因为量配室位于喷口的高度之下，在该示例性实施例中，重力不能用于从量配室中移出可乐。因而，由量配室之下的活塞所施加的压力移出可乐。空气通过空气压缩机(未示出，但参见图32，12V发动机和泵)而被传送到后部活塞，如图27所示，其推压在后部活塞上，该后部活塞移动水以使水行进通过水回路，处于前部活塞之下，进而向上推动抵靠量配室中的袋，从而分配可乐。图28图示了通过往回推动手柄而停止该分配。一旦这已经进行，示例性分配设备闭合喷口与量配室之间的流体连接，并且重新打开容器的第一内部容器与量配室的袋之间的流体连接，并且所述袋可再次开始填充，如图29所示。应注意的是，在图29中，由于前部活塞与第二内部容器中的空气(经由空气回路和水回路的前部活塞界面)压力连通，在该第二内部容器与量配室袋之间均衡压力。因而，如图29中所示，该系统再次准备用于分配，并且在图24-27中示出的过程可重复。因此，图29与图24相同，并且图30与图25相同。现在，喷口与量配室之间的流体连接已经被闭合，如图31所示，该喷口可在进行液体的下次分配之前或者在任何其他合理的时间间隔(例如至少在容器被变更时)被移除以用于清洗。图32图示了本示例性实施例的主要的分配器元件。最后，图33图示了示例性实施例的侧视图和前视图，并且其具有示例性说明性尺寸。如图32中所示，在可替代的示例性实施例中，该设备可具有两个后部活塞，每个后部活塞被设定尺寸，以保持前部活塞的一半水容积。这平衡了压力负荷，并且还允许空间的更优化使用。在这些示例性实施例中，两个活塞都经由水回路连接至前部活塞，并且经由阀连接器和空气回路而连接至第二内部容器。因此，在本发明的示例性实施例中，液体从处于压力的容器中分配到也处于压力的小的量配室，实际上在相同压力下。通过这种方法，液体中的任何气体保持在溶液中，因为当液体每侧上的压力相等时，无法实现平衡压力。随着液体填充量配室，量配室的容积增力口，但仅仅足以容纳液体一由于所施加的压力，量配室袋没有增加到足够大以形成内部空气间隙或气泡。通过这种方式，可在没有损失溶于液体中的任一种或多种气体的情况下分配该液体。这在任何温度下进行，只要向容器和向量配室所施加的压力均衡以及所施加的压力足够大以将溶液中溶解的任一种或多种气体 保持在液体中即可。上述说明书和附图仅仅是用来举例说明，而并不用于以除了如下面的权利要求之外的任何方式来限制本发明。尤其应注意的是，本领域技术人员可容易地组合所述的各个示例性实施例的各个技术方面。
权利要求
1.一种用于将液体从容器定量分配到分配空间中的方法，其中，在各阶段中通过将均衡介质从容器引入到中间量配室而均衡容器与分配空间之间的压力差，以及其中 在第一内部容器中提供液体，而在第二内部容器中提供均衡介质，第一内部容器和第二内部容器通过它们之间的可变形和/或可移置的侧面而彼此邻接。
2.如权利要求I所述的方法，其中，液体包括溶于其中的物质。
3.如权利要求I或2所述的方法，其中，该液体是充碳酸气液体。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，液体包括所溶解的N20、笑气和氮气中的至少一种。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，压力均衡介质使得第二内部容器的容积增加，从而使得第一内部容器的容积减少，以便将液体从第一内部容器中移出。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在下述阶段中通过分配空间中的压力来均衡液体的压力 在第一阶段中 在容器与量配室之间形成(i)气体连接，以及然后形成(ii)液体连接， 借助于气体连接通过量配室中的压力来均衡容器中的压力，以及 然后，液体经由液体连接流入量配室中；和 在第二阶段中 在量配室与分配空间之间形成(i)气体连接，以及然后形成(ii) 液体连接； 借助于气体连接通过分配空间中的压力来均衡量配室中的压力， 以及 将量配室中的液体经由液体连接分配到分配空间中。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中空气用作均衡介质。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将附加动力源连接至容器，以给第二内部容器加压。
9.一种用于将接收于容器中的液体经由分配开口进行定量分配的分配设备， 其中，容器与分配空间之间的压差在各阶段中通过将均衡介质从容器引入中间量配室中而进行均衡， 其中所述容器包括 第一内部容器，用于分配的至少一种液体能被接收在该第一内部容器中；以及第二内部容器，均衡介质能被引入该第二内部容器中，第一内部容器和第二内部容器至少通过可变形的和/或可移置的表面彼此相邻接。
10.如权利要求9所述的分配设备，其中，液体包括溶于其中的物质。
11.如权利要求9或10所述的分配设备，其中液体是充碳酸气液体。
12.如权利要求9-11中任一项所述的分配设备，其中，液体包括由N20、笑气、NO2和N2中的至少一种构成的溶液。
13.如权利要求9-12中任一项所述的分配设备，其中，第二内部容器的容积可通过将均衡介质引入其中而被扩大，并且，随着第二内部容器的容积被扩大，第一内部容器的容积被减小，以使得将液体从第一内部容器中移出，而在所述第一内部容器中不形成空气间隙。
14.如权利要求9-13中任一项所述的分配设备，所述分配设备还包括 压力均衡装置，所述压力均衡装置用于在各阶段中通过分配空间中的压力来均衡液体的压力，所述压力均衡装置包括 第一可闭合气体导管和第一可闭合液体导管，所述第一可闭合气体导管和第一可闭合液体导管布置在容器与量配室之间，分别通过第一闭合装置而可闭合；以及 第二可闭合气体导管和第二可闭合液体导管，所述第二可闭合气体导管和第二可闭合液体导管布置在量配室与分配空间之间，分别通过第二闭合装置而可闭合， 其中，第一闭合装置和第二闭合装置适于以期望顺序打开和闭合液体通道和气体通道。
15.如权利要求14所述的分配设备，其中，第一闭合装置和第二闭合装置包括布置在可动部分中的凹口，所述以期望顺序打开和闭合液体通道和气体通道是借助于移动所述可动部分而进行的。
16.如权利要求15所述的分配设备，其中，可动部分是一体制造的。
17.如权利要求9-16中任一项所述的分配设备，还包括附加压力源，所述附加压力源连接至容器，并且适于为第二内部容器加压。
18.如权利要求14-17中任一项所述的分配设备，其中，量配室可移除地附设。
19.如权利要求9-18中任一项所述的分配设备，其中，容器位于比分配开口高的位置处。
20.如权利要求14-19中任一项所述的分配设备，其中，量配室处于容器与分配开口之间的一高度处。
21.如权利要求9-20中任一项所述的分配设备，其中，应用于权利要求1-8中的任一项所述的方法。
22.如权利要求9所述的设备，其中 液体是充碳酸气饮料； 均衡介质是彼此压力连通的空气和水的组合； 第一内部容器是内部袋，第二内部容器是第一内部容器与外部容器壳之间的空间；以及 容器水平地设置在设备中。
23.如权利要求22所述的设备，其中，整个设备能够装配在家用冰箱的搁板上。
24.如权利要求22所述的设备，其中，整个设备具有不超过191mm的高度和不长于385mm的长度。
25.如权利要求22所述的设备，所述设备还包括 前部活塞，所述前部活塞沿着竖直轴线移动，并且具有水端口 ； 两个后部活塞，所述两个后部活塞沿着水平轴线移动，每个后部活塞具有空气端口和水端口 ； 阀连接器，所述阀连接器连接至第二内部容器； 空气回路，所述空气回路将两个活塞中的每一个的空气端口连接至阀连接器和压力源；以及 水回路，所述水回路将前部活塞的水端口连接至两个后部活塞的水端口。
全文摘要
提出了一种用于对加压液体进行定量分配的方法。在本发明的示例性实施例中，该方法包括将容器中的液体经由分配开口分配到分配空间中，其中，容器与分配空间之间的压力差通过使用中间量配室而在各阶段中进行均衡。首先在容器与量配室之间均衡压力，然后将一定量液体从容器分配到量配室，通过容器与量配室之间的压力连通而保持它们之间压力相等。接下来，量配室与容器不仅气体隔离而且液体隔离。在第二阶段，在量配室与分配空间之间均衡压力，以及在保持量配室与分配空间之间的压力相等时，将量配室中的一定量液体分配到分配空间中。该方法还包括在容器的第一内部容器中提供液体，以及将压力均衡介质引入第二内部容器中，其中第一内部容器和第二内部容器至少通过可变形和/或可移置的侧面而彼此邻接。本发明还涉及一种分配设备，该分配设备构造成特别地用于执行所公开的方法。在本发明的示例性实施例中，分配设备可包括自容式充碳酸气饮料分配器，该分配器可存放在消费者的冰箱中，或者可例如自冷却。
文档编号B67D1/04GK102803122SQ201080026747
公开日2012年11月28日 申请日期2010年5月7日 优先权日2009年5月7日
发明者W·J·J·马斯, P·L·W·胡尔克曼斯 申请人:分配技术有限公司