背景技术：
再碳化饮料系统是众所周知的。
对于特定系统的性能是否良好，该问题可能会受到多个因素的影响，例如：可再碳化程度、可接受操作所需的气罐压力、在正常操作期间通过向大气排放所需的压力释放程度、以及从饮料容器中撤出或撤离该系统所需的压力等。
这类系统通常由许多移动部件组成，这些部件通常制造和维护起来相当复杂。
消费者想要再碳化饮料的频率可能很高，而在这种情况下，特定的再碳化系统移动部件的压力与拉力便是极为重要的。
因此，希望提供一套更完善及快捷简便的再碳化系统，以保持理想的功能，例如：在贮存过程中避免意外漏出气体、避免在正常操作期间排放气体到大气中、避免在使用过程中发生冻烧及再碳化系统覆冰，以及对任何排放到大气中的气体的监控。
技术实现要素：
根据第一个方面，提供权利要求的权利要求1中所定义的阀。因此，提供一种阀，其包括第一室和第二室，其中可移动构件被配置成可选择性地使第一室和第二室相互进行流体连通的入和出，所述可移动构件被配置为当为打开位置时所述第一室和所述第二室流体连通，所述第一室中第一压力下的气体向所述可移动构件的第一表面区域提供闭合力，以克服由所述第二室中第二压力下的气体在所述可移动构件的第二表面区域上提供的开启力，由此所述可移动构件移动到关闭位置，来隔离所述第一室和所述第二室；以及进一步配置为当所述可移动构件移动到所述关闭位置时，所述第二室内暴露的所述可移动构件的所述第二表面区域减小，从而减少所述第二压力下的所述气体提供的所述开启力，并向所述关闭位置提供偏置。
选择性地，第二室进一步包括：与所述可移动构件的轴匹配设置的孔，其中当所述可移动构件移动到所述关闭位置时，所述可移动构件的所述轴被移动与所述孔形成密封关系，以减少所述第二室内暴露的所述可移动构件的所述第二表面区域。
选择性地，所述可移动构件的所述轴的直径小于位于所述第二室内其他的所述可移动构件。
选择性地，其中所述轴的端部被配置成当所述第一室中发生预定压力时与所述孔的底部耦合，提供所述关闭位置。
选择性地，当所述可移动构件的所述第二表面区域上的力大于所述可移动构件的所述第一表面区域上的力时，所述可移动构件移动到打开位置从而流体地连接所述第一室和所述第二室。
选择性地，当所述可移动构件从所述关闭位置移动到所述打开位置时，所述第二室内暴露的所述第二表面区域被增加。
选择性地，所述可移动构件的所述轴被移动与所述孔脱离密封关系，以增加所述第二室内暴露的所述第二表面区域。
选择性地，所述阀进一步包括：选择性地与所述第一室流体连通的出口。
选择性地，所述阀进一步包括：出口阀，被配置为经所述第一室内气体的闭合力偏置到正常关闭位置，使所述第一室与所述出口隔离。
选择性地，所述出口阀包括针阀。
选择性地，所述出口阀被配置为被推动进入打开位置，由此所述第一室与所述出口流体连通。
选择性地，所述阀中，退出所述出口的气体的压力低于所述第二压力。
选择性地，所述阀进一步包括插入件，用于冲穿加压气体盒的密封以向所述第二室提供气体。
选择性地，所述可移动构件进一步包括通道，使所述第一室与第三室耦合。
选择性地，所述通道包括可变形塞子。
选择性地，当所述第一室中发生预定压力时，所述塞子被配置为从所述通道被推动从而使所述第一室和所述第三室流体连通。
选择性地，所述第三室处于环境压力下并被配置成允许超压被排放到大气中。
选择性地，所述阀中，所述第一表面区域大于所述第二表面区域。
选择性地，所述阀中，所述第一压力低于所述第二压力。
选择性地，所述阀中，所述可移动构件包括活塞。
选择性地，所述阀进一步被配置为，所述第一室中的压降为10psi，允许从所述关闭位置移动到所述打开位置。
根据第二个方面，提供权利要求22中所定义的方法。因此，提供一种方法，包括以下步骤：提供包括第一室和第二室的阀，其中可移动的构件选择性地使所述第一室和所述第二室相互进行流体连通的入和出，其中当为打开位置时所述第一室和所述第二室流体连通，所述第一室中第一压力下的气体向所述可移动构件的第一表面区域提供闭合力，以克服由所述第二室中第二压力下的气体在所述可移动构件的第二表面区域上提供的开启力，由此所述可移动构件移动到关闭位置，来隔离所述第一室和所述第二室，以及当所述可移动构件移动到所述关闭位置时，所述第二室内暴露的所述可移动构件的所述第二表面区域减小，从而减少所述第二压力下的所述气体提供的所述开启力，并向所述关闭位置提供偏置。
选择性地，所述方法中，所述第二室进一步包括：与所述可移动构件的轴匹配设置的孔，其中当所述可移动构件移动到所述关闭位置时，所述可移动构件的所述轴被移动与所述孔形成密封关系，以减少所述第二室内暴露的所述可移动构件的所述第二表面区域。
选择性地，所述方法中，所述可移动构件的所述轴的直径小于位于所述第二室内其他的所述可移动构件。
选择性地，所述方法中，当所述第一室中发生预定压力时所述轴的端部与所述孔的底部耦合，提供所述关闭位置。
选择性地，所述方法中，当所述可移动构件的所述第二表面区域上的力大于所述可移动构件的所述第一表面区域上的力时，所述可移动构件移动到打开位置从而流体地连接所述第一室和所述第二室。
选择性地，所述方法中，当所述可移动构件从所述关闭位置移动到所述打开位置时，所述第二室内暴露的所述第二表面区域被增加。
选择性地，所述方法中，所述可移动构件的所述轴被移动与所述孔脱离密封关系，以增加所述第二室内暴露的所述第二表面区域。
选择性地，所述方法中，所述阀进一步包括：选择性地与所述第一室流体连通的出口。
选择性地，所述方法进一步包括：出口阀经所述第一室内气体的闭合力偏置到正常关闭位置，使所述第一室与所述出口隔离。
选择性地，所述方法中，所述出口阀包括针阀。
选择性地，所述方法中，所述出口阀被配置为被推动进入打开位置，由此所述第一室与所述出口流体连通。
选择性地，所述方法中，退出所述出口的气体的压力低于所述第二压力。
选择性地，所述方法中，所述阀进一步包括插入件，用于冲穿加压气体盒的密封以向所述第二室提供气体。
选择性地，所述方法中，所述可移动构件进一步包括通道，使所述第一室与第三室耦合。
选择性地，所述方法中，所述通道包括可变形塞子。
选择性地，所述方法中，当所述第一室中发生预定压力时，所述塞子从所述通道被推动从而使所述第一室和所述第三室流体连通。
选择性地，所述方法中，所述第三室处于环境压力下并被配置成允许超压被排放到大气中。
选择性地，所述方法中，所述第一表面区域大于所述第二表面区域。
选择性地，所述方法中，所述第一压力低于所述第二压力。
选择性地，所述方法中，所述可移动构件包括活塞。
选择性地，所述方法中，所述第一室中的压降为10psi，允许从所述关闭位置移动到所述打开位置。
根据所有方面，优选的和选择性的特征在从属权利要求中被定义。
附图说明
现参照以下附图仅以示例的方式描述实施例：
图1示出根据实施例的阀；
图2示出根据实施例的处于关闭位置的阀；
图3示出根据实施例的处于打开位置的阀；
图4示出根据实施例的安装在带有气源的外壳中的阀；
图5示出根据实施例的与容器的阀盖耦合的处于关闭位置的阀；
图6示出根据实施例的与容器的阀盖耦合的处理打开位置的阀；
图7示出根据实施例的盖组件；
图8示出再放气配置中的图7的扩展视图；以及
图9示出处于截流配置中的图7的扩展视图。
在图例中，相似的元件以相似的参照符号被表示。
概述
在此公开了一种经改进的再碳化阀，其中气体截流压力与阀的再开启压力有很大的不同(较大)，从而确保在没有饮料容器的情况下气体不意外排放。这是在不使用偏置构件的情况下实现的，例如：弹簧，其可以随着使用次数的的增加而变形和退化。阀的可移动构件利用阀的两个室内定义的表面区域上的气体压力所产生的力，以用来提供阀的所需操作。
因此，提供一种阀，包括正压阀关闭，当其关闭并连接到气源时，出口室只需要处于低压状态就能保持阀关闭。这样便形成了一个安全、可靠的密封系统，并保持阀处于适合储存的安全关闭状态。这种低压状态必须大幅降低，阀才能重新开启并允许再放气。这样的压力降低只有在阀耦合到将被再碳化容器上时才会发生，从而避免危险的意外排放。
由此，提供了一种经改进的阀，以达到简化结构和降低维护成本的目的。
具体实施方式
图1示出根据实施例的阀200。阀200可以包括阀上部主体201和阀下部主体202。阀200包括第一室111和第二室112，并且所述第一和第二室可轴向对齐。可移动构件204被配置在第一和第二室流体连通的打开位置和第一和第二室被隔离的关闭位置之间移动，同时所述可移动构件可包括活塞。可移动构件204包括在其内部的导管216。所述导管将位于所述第一室111中第一表面区域222的所述可移动构件的第一侧连接到位于第二室112中第二表面区域223的所述可移动构件的第二侧。第一表面区域222具有直径222a，第二表面区域223具有直径223a。直径223a可小于直径222a。所述可移动构件204可在轴向导管217内滑动。轴向导管217也可连接第一室111与第二室112。密封210被安装在所述可移动构件的第一部分外部边缘，其大小刚好可通过导管217，从而以便将所述可移动构件密封至导管217，并且防止所述可移动构件的外部边缘与导管壁217之间有流体连通。
入口218可使阀200的外部边缘219与第二室112之间流体连通。可移动构件204的轴220可以从第二表面区域223开始延伸，并且可以具有比直径223a更小的直径223b。轴220包括具有孔221的匹配设置，并且可以通过密封211被密封至孔221。所述可移动构件204的部分224将第三室113与第一室111隔离。密封209可以被安装在可移动构件204的外部边缘224上，以达到隔离作用。部分224可以具有与第一表面区域直径222相等的直径。室113之所以处在正常环境压力下，是因为其可包含连接大气的排气口。
阀203可被安装在第一室111的退出口225处，所述阀203也可以通过密封208被密封，同时，阀203可以包括针阀。退出口225被配置从而可与出口226选择性地流体连通。出口226可与将被再碳化的容器耦合。
上述和在此所述的密封可以是环形密封，例如o形环。
参照图2，示出阀200位于第一室和第二室相隔离的初始关闭位置，加压气罐或者其他气源300可通过插入件205和选择性的细丝207和密封212被耦合至入口218。插入件205可以包含穿孔插入件，用于断开气源300上的密封和与入口218流体连通的通道231。因此，加压气体可以进入入口218，再进入第二室112。加压气体作用于室112内的可移动构件204的外暴露表面区域223c，并使可移动构件在朝向第一室和第二室流体连通的打开位置的方向230上移动。当可移动构件从关闭位置移动到打开位置时，轴220的密封211最终退出孔221，使表面区域223b也外露于室112的加压气体。此外，导管216同时与第一室和第二室进行流体连通。
第二室111中的气体比室112内的气体压力高。在正常操作情况下，两个室都比正常环境气压要高。
气体继续从第二室流向第一室，直到第一室中达到预定压力(环境温度20摄氏度，预定压力约为120psi)。此时，由于第一和第二室内的气体压力和表面区域尺寸，经第一室内的气体施加于第一室111内可移动构件的表面区域222上的力克服了经第二室内的气体施加的力。可移动构件204向图2(方向233)的关闭位置移动，其与移动至打开位置的动作相反。因此，在向关闭位置移动时，当轴220的密封211进入孔221时，表面区域223b将不再暴露于第二室112，这将减小以方向230施加于可移动构件上的力，最终向关闭位置提供偏置。
第一室111中的残余压力低于第二室112中的残余压力，然而，由于不同的外露表面区域，可移动构件仍保持在关闭位置。这可以被认为是阀的稳定状态，并且适用于在这种状态下长时间储存，例如：在消费者的厨房中。
现参照图3，当期望容器的再碳化时，阀203被压下，从而使第一室与出口226流体连通，阀203也可通过插入件400被压下。如图3所示，从图2的关闭状态开始，当插入件400与阀203啮合来压下阀时，第一室中的压力将随之减小，这是由于气体将从出口226流出并进入系统的下一阶段(参见图5至9)。在预定压力下，第二室中的压力使可移动构件朝打开位置偏置，从而克服使可移动构件朝关闭位置偏置的第一室中的力。在20摄氏度的环境温度下，当第一室中的压力降低到约110psi至115psi时，第二室中较高压力的开启力(其作用于减少的第二表面区域223，这是由于如上所述轴220被定位在孔221内)克服来自于第一室的相反闭合力。因此，可移动构件将移动到图3的打开位置。如图3中的虚线箭头所示，当阀203被压下时，加压气体将从气源流出并最终流到出口226外。由于减压阀的作用，根据环境温度，从气源流出通常为730至930psi的加压气体最终在出口226处的气压将减小至约100至140psi。
可以看出，在典型的操作条件下，当第一室内的压力约降低10psi就足以克服朝向关闭位置的偏置，并允许气体以较低的压力从出口226流出。在第一室中，关闭压力(120psi)和开启压力(110-115psi)中的差异提供了统一并可预测的开合动作，并且避免了互相流体连通及互相不流体连通的第一和第二室之间的重复振荡。例如，如果开启压力和关闭压力之间的差异为关闭时120psi且开启时119psi，则可能出现不一致的重复振荡，这也可能导致阀(包括其中使用的各种密封)过度磨损，从而缩短其使用寿命。
图4示出安装在带有气源300的外壳100上的阀200。外壳100可包括任意数量的部分。图4示出三个部分101、102、103。部分101可以容纳阀200，部分103可以容纳气源300，并且还可以包括气体盒适配器104，同时部分102可以连接部分101和部分103，以便包含阀和气源。密封214将阀200与外壳部分101密封。部分102中的任何部分都可以透明。当为了使用外壳的部分被定位时，例如被拧在一起或推入配合时，插入件205可以刺穿气源300上的密封，从而如上所述，加压气体可以进入到阀200中。
如参照图3所述的，可通过插入件400压制阀203的方法向容器输送气体。
在图4之后，图5示出位于关闭位置的阀被耦合到容器105的阀盖，且图6示出位于打开位置的阀被耦合到容器105的阀盖。为了方便起见，图5突出显示了插入件400。密封213将阀200密封至阀盖中。
当阀被耦合到气源300且环境温度为20摄氏度时，阀各部分的典型压力可如下：
气源300–800psi
第二室112-800psi
孔221-800psi
第一室111-120psi
出口226-120psi
第三室113-环境
因以下环境温度加压气源的压力可能不同：
15摄氏度-734psi
20摄氏度-837psi
25摄氏度-928psi
因此，出口226处的输出压力可因为加压气源的压力而变化，具体如下：
输入(气源300)700psi，输出(出口226)102psi
输入(气源300)800psi，输出(出口226)120psi
输入(气源300)900psi，输出(出口226)138psi
在其他实施例中，出口226处的输出压力可因为加压气源的压力而变化，具体如下：
输入(气源300)700psi，输出(出口226)55psi
输入(气源300)800psi，输出(出口226)60psi
输入(气源300)900psi，输出(出口226)65psi
现参照图7，盖组件500包括密封部分510、进入口520和退出口530。在使用中，密封部分510密封将被碳化的容器(未示出)。进入口端520与容器的外部连通，并且当插入件400如上所述地与气源的密封接合时可以接收来自阀200的出口226的气体。退出口端534与容器的内部连通。阀被配置为打开和关闭退出口端530。阀被偏置以关闭退出口端534。
参考图7，进入口端520包括插座522，用于接收阀200的出口226的排放端。插座522的末端包括位于插座轴线中央的向上延伸的突起524。在使用中，当出口226被插入到插座522中时，突起524邻接出口阀203的末端。该邻接使出口阀移动到打开位置，从而使第一室与出口流体连通。通道552将插座522的末端与第二室532连接。第二室被形成在退出口端。退出口534排放15第二室532气体到容器的内部。退出口534还包括止回阀以防止流体从容器回流到第二室532中。止回阀被示出为带536。阀被配置在第二室内以打开和关闭退出口。
阀适合包括截流活塞542。因此，室532基本上是圆柱形的。在此，退出口534被形成在室532的圆柱形面内。截流活塞542由作用于室532的另一端面535和截流活塞542的末端之间的碳化压力调节器560，相对于室532的一端面533被驱动。通过通道554可以将容纳碳化压力调节器的室末端排放到大气中。
碳化压力调节器作为弹性构件560被适当地示出，诸如压缩弹簧。当截流活塞542在弹性构件560的偏置力下相对于面533被推动时，位于活塞上的环形密封环543，544被安置在退出口534的任意一侧。每个环形密封环543，544将活塞密封到室532，因此，退出口534被关闭。通道552进入室542，且室位于退出口534和面533之间的环形密封环544上方。因此，气体从通道552进入并对室532加压，该压力作用在密封环544上，推动截流活塞542以抵抗弹性构件560的偏置力。随着压力增加，弹性构件被充分压缩，从而使环形密封544穿过退出口。因此，气体被排放到容器中，以碳化容器中的空间(如图8所示)。当空间填充有气体时，压力增加，这也就增加了室532内的压力。弹性部件被压缩，从而当室532内的压力超过预定压缩力时(例如30-45psi或90-110psi)，退出口534经密封546被关闭。密封546被示出是位于截流活塞的活塞头下方的环形密封环546。活塞头被安置在直径增大的区域中，使气体可以围绕该头部并在室的头部和壁之间流动。如图9所示，来自作用于活塞头的气体压力推动密封环546相对于室532中的凸缘，从而关闭退出口534。
应理解，当退出口534被截流时，在阀200的室111中的压力将升高，使得可移动构件204如上所述被偏置朝向关闭位置，来自气源的气流由此停止。当盖从阀200中被解除时，阀203将返回到关闭位置且阀200进入其稳定状态位置。
为了提高可制造性，插座和截流活塞542都是同轴的。在此，通道552可形成在插入件400中，该插入件被快速地固定到孔以及孔的下部，使插入件的一侧上的孔形成插座并且插入件的另一侧上的孔形成室532。通道552可以通过插入件400的外径上的条纹被形成。
再参照示出处于关闭位置的阀200的图1和图2，可移动构件204的轴220依靠在密封211上在轴220和孔221之间形成密封，使得当轴移动进入孔221时外露表面223被减小。如果密封211失效，则轴220被配置成继续朝轴220位于孔221底部的最终关闭位置移动。轴和孔的配合面在安全阀配置中形成密封，其关闭140psi至160psi压力下的阀200。阀200能够以上述相同的方式继续操作(可移动构件204在关闭位置和打开位置之间移动)，然而，关闭位置和打开位置之间的压力差将不再起作用。一旦室112中的压力增加，阀将被打开。
阀200可包括延伸穿过可移动构件204的部分224的导管229，其将第一室111与第三室113隔离。导管可包括可变形塞子206，所述塞子可包括腈塞。塞可以包括nbr支柱30a材料。塞子的尺寸可以包括约1.3mm直径的轴和3mm的埋头钉。在正常操作情况下，塞子可以通过位于可移动构件204的表面区域222中相应埋头孔中的埋头钉228被保持在位置中。塞子还可以包括反向埋头孔227，其中平坦表面位于可移动构件204的部分224的第三室一侧。塞子保持在正常操作位置，直到发生过度加压活动。该活动发生在第一室111中发生150psi至180psi的压力时。例如，由于阀200或盖组件500的故障而发生过压活动时，应理解，塞子被推动从导管229朝着第三室移动。因此，第一室和第三室流体连通，并且过量的压力可以通过排气口232被释放到大气中。应理解塞子从导管229被推动的压力由埋头钉的尺寸和塞子材料硬度所决定。
安全阀和压力释放系统的集成确保阀不会发生灾难性故障，并确保操作员的安全。此外，阀200的安置确保了安全且可靠的适合于存储的稳定状态位置。