专利名称：一种软饮料充装设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于分装充有碳酸气的饮料的充装设备，而且这种饮料是通过将具有特殊风味的原浆以合适的比例加到如同在饭店、酒吧、旅馆及其它场合可以见到的、包含有普通水和CO2的混合物的充有碳酸气的水中或苏打水中而制得。
这类设备一般包含有一个水源，一个用于给CO2加压使之溶于水以制作充有碳酸气的水的设备的加压室，及可更换的、用于盛装由原浆供给者供给的具有特殊风味的原浆的容器或者容槽。
为了更好地理解本发明的目地，请参阅
图1，该图示意地展示了上述类型设备的一个典型布置方式。
该设备包含一个水源10，一个用于容装二氧化碳气的加压室12及用于混合或者溶解CO2到来自于水源的水中的装置。该设备还包含有用于使充有碳酸气的水与盛放于原浆贮存箱中的软饮料原浆混合的必要装置。如图所示，由标号20标出充装设备的混装机头。当分装臂22由杯24所拨动时，机头被触发，此时，电磁线圈打开截止阀28，同时启动碳酸汽水泵30和原浆泵32，从而分别控制充有碳酸气的水的流量和原浆的流量，使之成一定比例混合。充有碳酸气的水与原浆的比例一般为5∶1。由水阀34和原浆阀36所控制制成的混合液通过一个分装器38而被输送到喷嘴39。上述设备，各种各样但具有很小的差别并被广泛地用于世界各地。
最近，对于出租类似设备的饮料生产公司来说，需要在该设备上加装一用于当原浆的供应中断时，例如原浆贮存箱16被抽干后，完全使设备停止工作的装置。由于这种设备出租的目的是为了生产以出租公司生产的原浆为基础的饮料，故此，这种设备不能去被用作充装自身即可作为单独产品消费的充有碳酸气的水或者被用作充装需再外加原浆的充有碳酸气的水的设备。所以这种设备必须在出租公司将原浆贮存箱重新填满或更换新的以后才能被重新启动。
目前已提出多种解决这个问题的方案，其中一种是设置一液面指示仪40，该指示仪位于原浆贮存箱16中，并由线42所示的那样可控制地与电磁线圈26相连，以控制该线圈，当一旦原浆的液面接近贮存箱的底部时，阀28即可停止工作，即关闭阀。
在另外一种解决方法中，一个压力检测元件44可控制地由原浆供给线路46连接到设备的混装机头，即泵32的下游。当一旦原浆贮存箱变空而导致线路46上压力下降时，该装置44同样可以使截止阀28停止工作。
但是，上述两种方法具有一个共同的缺陷，即设备的改进部分位于远离机头20的外部。在第一种方法中，电线42必须一方面与充装设备的机头20相连，而另一方面又需与原浆贮存箱16相连，而贮存箱离机头很远。在第二种方法中，为了使装置44接入，原浆供给线必须被断开。
因此，本发明的目的就是提供一种控制充有碳酸气的软饮料充装设备运行的装置，而该装置的安装最大限度地减小对整体设备结构的改变。
本发明的另一目的在于使位于充装设备机头的部件可以很容易地被改进过的、能达到预期目的类似部件替换下来。
本发明的再一目的在于改进与原浆控制阀相连的原浆定量调整元件的结构，使之成为能实现本发明的目的的、可更换的部件。
本发明提供这样一种可用于分装将带有特殊风味的原浆与充有碳酸气的水混合而构成的充有酸碳气的带有特殊风味的饮料的改进设备，该设备包含a.水的供应源及加压CO2供应源;
b.原浆供应源;
c.用于控制充有碳酸气的水的流量的控制阀;
d.用于控制原浆流量的控制阀;
e.混装机头;在该混装机头中，充有碳酸气的水和原浆混合并且通过一个充装喷嘴充装;
f.电控截止阀，通常用于关闭充装喷嘴，所述原浆流量控制阀包含-带有原浆入口和原浆出口的外壳;
-一个固定的、与所述原浆出口相通的、并在周面上带有一组开口的筒形件;
-一个位于筒形件中的、可移动的杯形插筒，该插筒用于当从入口进入的原浆对该插筒底部施压时，会部分地关闭所有开口;在所述插筒的底部具有一个小孔，原浆穿过小孔进入插筒，并通过所述筒形件上所带有的周面开口泄出;
-一个处于压缩状态的弹簧，该弹簧在一个具有螺纹配合的调节栓的压力下，下压插筒，所述调节栓具有一个头部，用于施力于此旋转所述调节栓而调节供给到混装机头中的原浆数量;
设有一个位于所述混装机头上的压力感测装置，该装置感测并对所述插筒中的原浆入口压力作出反应，并且可控制地与一个可以关闭所述截止阀的装置相接，从而当一旦所述压力感测装置感测到压力的下降时，可以使整个设备停止运行;
而且，所述压力感测装置包含有一个用于控制控制纽的膜片，膜片的一侧通过所述调整栓上的通腔与插筒的内部相通;
而且，一种流量缓冲装置设置在压力传递通路上，并且位于所述膜片的上游;
而且，流量缓冲装置包含一个作用在一个位于固定阀座孔上的球阀件上的弹簧，该阀座孔位于一个带螺纹的插件中，所述插件的螺纹连接在所述通腔的下端;
而且，所述流量缓冲阀还可以包含一个下端敞口，上端具有小孔的储液筒，该储液筒的上端和下端均分别封盖有紧紧地装于其上的膜片，所述筒内装有一种液体;
而且，所述液体为一种可食用油;
另外，一个管可以用来延伸所述通腔，该管有间隙地穿过所述位于插筒底部的孔;
而且，插筒底部上带有一个向上的，倒杯形的构件，该构件的底部具有一个开口以用于使所述管通过，所述开口的直径使管插入后，环绕管构成一个环形限定缝隙，该环形限定缝隙的面积与所述小孔的面积相等;
而且，所述管由非刚性材料制成;
作为制造业中的一个部件，替换元件包含用于原浆控制阀的一个带螺纹的调节栓组件。
以下用实施例结合附图对本发明的目的和优点作进一步说明。其中图1是充装设备的结构示意图;
图2是现有原浆控制阀的剖视示意图;
图3是根据本发明改进的原浆控制阀的剖视示意图;
图4是图3中所示阀的一种改进形式的剖视示意图(局部，其它相同部件略去未画);
图5是图3所示阀的另一种改进方式的剖视示意图。
如图1，2，3所示，该图等仅示出了与描述本发明的特征相关的原浆供给控制阀部分。这里应该注意到，充有碳酸气的水的供给控制阀34实际上与原浆控制阀36具有一个相同的结构，因为该二阀均位于一个具有注塑结构的共同外壳中，均和由电磁线圈控制的截止阀混合装置28相连，并且均以上述结构由生产此类设备的公司供给(例如，美国明尼苏达州阿诺卡的科尼科厄斯公司)因此，这里结合本发明在这种最普遍最广泛使用的设备中的应用，对本发明进行描述。具体地说，原浆控制阀36包含一个外壳52、原浆入口56和出口58，其中外壳52具有一个圆柱形内壁54。外壳作为一个整体来说(包括罩在充有碳酸气的水的控制阀的那部分(未示))是可拆的，并且是可以通过一个柱销60以现有的方式固装在分装头的一块箱板上的。在圆柱形壁54内，具有一个密封固定于其中的一个筒形件62，(该筒形件62由陶瓷材料制成以保证精度要求)。该筒形件62的上端64和下端66是敞开的且以与外壳的底壁70相距“S”的距离固定在一个或多个凸起68上。
因此，从入口56进入的原浆可以进到筒形件62的内部。在该筒形件中，杯形插筒72可移动地设置着。该插筒72具有环形壁74和底壁76，而底壁76上具有一个小孔78。筒形件62上带有一组开口80，这些开口80分布在筒形件的周面上，其位置略高于插筒72的高度。这种设置使插筒在向上移动时，可用于封住这组开口80，这样可以逐步调整直至彻底截断原浆向出口58的输送。
封盖82由可拆夹卡件84卡制住并且被设置成密闭地封闭住外壳52的内部柱形空间。封盖82上具有内螺纹，用于与带有方形头部88的调节栓86相配合。调节栓86上带有一个密封环90，这样调节栓86就被密封地设置在柱形空间内而避免原浆的泄漏，而且同时它又是可以沿封盖82的柱形内壁92移动的。
螺旋压簧94位于调节栓86的内侧端与插筒72的底壁76之间。
因此，很容易理解，对于穿过阀件36的原浆的允许数量的控制或者说是定量控制可以通过旋转调节栓86即可得到，而且这样就因此而对插筒72施加了一个或大或小的弹性力。另一方面，从入口56进入并穿过小孔78进入插筒72内部的原浆所具有的入口压力会向上推举插筒。这样，插筒72会达到一个平衡状态，而插筒72的位置又决定了开口80的开启或关闭程度。这里应该注意到，一旦主截止阀28(图1)开启，出口58中的及插筒72内的压力接近但仍然比大气压略高一些。
如上面所提到的，筒形件62和插件72由于精度要求而由陶瓷材料制成。
参阅图3，该图示出了根据本发明的一种改进的原浆控制阀。
如上所述，本发明的一个目的就是要控制分装充有碳酸气的软饮料的充装设备的工作状态，使其当原浆供应中止时停止动作;另一个目的在于为了实现对充装设备工作状态的控制，使其当压浆供应中止时停止工作而提出一种对整个设备的结构作尽可能小的改进的装置，特别是对于控制阀的结构而言。因此，本发明提出仅将图2中的调节栓86换成图3中的调节栓86′，就能使现有的设备通过这一简单的变换而得以改进。
如图3所示，现有的调整栓86的方形头部改进变成为一个用于盛装头部部件100的底座，而头部部件100内具有一个用于容放带有控制纽104的微动开关102的腔，微动开关102密闭地配合在环形外壳106中，并且最好由一个金属盖子108盖住，尽管其它的封闭装置也是可以的。
如图所示，在微动开关102的控制纽104的下方，膜片110固紧在纽104的外表面上，而在该膜片的下侧形成有一个空气压力腔112，调节栓86′中具有一个通腔114，在该腔114下部具有一个现有类型的脉动缓冲组件。缓冲组件之所以需要是为了避免对微动开关触压时不规则的振动或其它不确实的动作;这对于原浆泵32(图1)为脉动类型，入口压力在高压和低压之间脉动式变化以及对于泵运行过程中的停止和启动的情形尤为重要。
在图3所示的实施例中，缓冲组件包含一个球阀件116、弹簧及一个螺纹插件120，弹簧向下压以控制球阀的开口118。球阀件116和阀座上均有一个小通道(未示)，当该球阀处于“关闭”状态时，原浆仍可以穿过这些小通道向下泄出，因此，缓冲组件起缓冲作用而非作为一个止回阀。
很容易理解，在这种方式下，插筒72的入口压力是可通过阀座的开口118和通腔114而传递到腔112中去的。这样，当压力达到某一预定值时，膜片110将触压微动开关102，而当入口压力低于某预定值时，膜片将放开纽104而使微动开关恢复原状(未触压状态)。
这种改进的原浆控制阀(如图3所示)动作过程简述如下处于正常开状态的微动开关102与电磁线圈26(如图1)串联，只要原浆以所要求的压力进入入口，电磁线圈26就会通过正常的方式启动阀28。一但由于原浆贮存箱中原浆用完而使入口压力下降时，控制纽104则被放开，此时不论正在运行的分装拨杆得到的是什么指令，微动开关102将不在使电磁线圈导通而使阀28被关闭。而且由于截止阀28始终处于关闭状态，充有碳酸气的水也不会再供给。
在图4所示的一个改进例中(仅改进的部分示出了)，管300插在调节栓286″(即图3中的86′)的通腔114中，并与通腔相通而且同样地向下延伸，并且管300延伸到一个靠近插筒272底部的高度。在插筒272的底276上嵌插有一个倒杯形的插件302，该插件302压配在底276中心的开口304中(事实上，该开口304相当于扩大了的图3中的小孔78)。插件302上形成一个带有一定环形面积的开口306，即环绕管300的环形缝隙，该缝隙的面积与小孔78的原始截面面积相等，以保证不破坏整个设备的成比例性或定量性。
管300最好由非刚性的材料制成，以保证改进的调节栓286″对现有的调节栓的替换可以平滑地进行。在如图4所示实施例的情况中，插筒272下部的入口压力，即相当于小孔78的上游处压力通过管300和通腔114作用在微动开关102上(图3)，这样可以更进一步地确保微动开关运行控制的可靠性。
图5示出了图3所示阀的又一个改进情况的实施例(仅仅示出了相关的改进部分)。标号为400的缓冲组件设置成紧挨着位于通腔114顶部的微动开关102的控制纽104(图3中缓冲组件设置在通腔的下端，这里与之相反)。调节栓486′的设计这里有些变化，而具有一个容室412。
一个倒杯形储液筒414的下端是开口的，而且在其封闭的顶端420上具有一个小孔418。该倒杯形储液筒414的上端和下端均紧紧地分别安装有膜片422和424。
储液筒414中装有一种液体426，这种液体最好是可食用油，例如较轻的，天然的橄榄油，这样，即使在未观察到的情况下，如果它被混入饮料而被充装，也不会造成对饮料的污染。
在图5中，缓冲作用是靠液体426实现的。允许范围内的入口压力通过腔114而使膜片422变形成中凸状，并向上对液体426施力，从而通过小孔418使上部膜片424变形成中凸状，因此而压动微动开关102的控制纽104。
如图5所示的缓冲组件400比图3所示的需要更少的零件，并且通过与微动开关102的间接相触使对开关102的控制更加平稳。
因此，仅通过一个最简单的操作，即用改进的部件替换整个设备的其中一个相应的现有部件(定量调节栓)使所有现有的设备都可以因为能对软饮料原浆分装进行控制而获得改进，这对于原浆生产、出租公司及消费者相说都是一件好事。
对于那些熟知本领域的人来说，在不脱离下述权利要求所定义的保护范围内的前提下，如上面所示那样对本发明进行其它多种变化、改进和改变是显而易见的。
权利要求
1.一种用于分装充有碳酸气的软饮料的设备，该设备包含有a.水及CO2的供应源；b.原浆供应源；c.用于控制充有碳酸气的水的流量的控制阀；d.用于控制原浆流量的控制阀；e.混装机头；在该混装机头中，充有碳酸气的水和原浆混合并且通过一个充装喷嘴充装；f.电控截止阀，通常用于关闭充装喷嘴，所述原浆流量控制阀包含--带有原浆入口和原浆出口的外壳；--一个固定的、与所述原浆出口相通的、并在周面上带有一组开口的筒形件；--一个位于筒形件中的、可移动的杯形插筒，该插筒用于当从入口进入的原浆对该插筒底部施压时，会部分地关闭所有开口；在所述插筒的底部具有一个小孔，原浆穿过小孔进入插筒，并通过所述筒形件上所带有的周面开口泄出；--一个处于压缩状态的弹簧，该弹簧在一个具有螺纹配合的调节栓的压力下，下压插筒，所述调节栓具有一个头部，用于施力于此旋转所述调节栓而调节供给到混装机头中的原浆数量；其特征在于设有一个位于所述混装机头上的压力感测装置，该装置感测并对所述插筒中的原浆入口压力作出反应，并且可控制地与一个可以关闭所述截止阀的装置相接，从而当一旦所述压力感测装置感测到压力的下降时，可以使整个设备停止运行。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述压力感测装置包含有一个用于控制控制纽的膜片，膜片的一侧通过所述调整栓上的通腔与插筒的内部相通。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，一种流量缓冲装置设置在压力传递通路上，并且位于所述膜片的上游。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，流量缓冲装置包含一个作用在一个位于固定阀座孔上的球阀件上的弹簧，该阀座孔位于一个带螺纹的插件中，所述插件的螺纹连接在所述通腔的下端。
5.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述流量缓冲阀包含一个下端敞口，上端具有小孔的储液筒，该储液筒的上端和下端均分别封盖有紧紧地装于其上的膜片，所述筒内装有一种液体。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述液体为一种可食用油。
7.如权利要求2所述的设备，其特征在于，一个管用来延伸所述通腔，该管有间隙地穿过所述位于插筒底部的孔。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，插筒底部上带有一个向上的，倒杯形的构件，该构件的底部具有一个开口以用于使所述管通过，所述开口的直径使管插入后，环绕管构成一个环形限定缝隙，该环形限定缝隙的面积与所述小孔的面积相等。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述管由非刚性材料制成。
10.如上述权利要求1-9中任一项所述的设备，其特征在于，作为制造业中的一个部件，替换元件包含用于原浆控制阀的一个带螺纹的调节栓组件。
全文摘要
一种软饮料充装设备，其中，原浆的供给是由一个带螺纹的调节栓调节的。在该调节栓中带有一个压力感测装置，用于感测并对原浆的入口压力变化作出反应，使当原浆供给的压力下降时，可以确保截止阀的关闭，以使整个设备不再继续运行。在一个实施例中，压力感测装置包含一个安装在调节栓的头部、用于控制控制钮的膜片。该定量阀中还设有一个流量缓冲装置用于使对控制钮的操作更加平稳。
文档编号B67D1/12GK1067217SQ92103799
公开日1992年12月23日 申请日期1992年5月26日 优先权日1991年5月26日
发明者约瑟夫·费尔德曼 申请人:约瑟夫·费尔德曼