具有改進的流動限制特徵和泡沫控制特徵的衛生旋塞的製作方法
2023-04-26 03:24:56 2
專利名稱：具有改進的流動限制特徵和泡沫控制特徵的衛生旋塞的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於啤酒桶開口器和其它充壓分配容器用的旋塞，具體來說，涉及一衛生的控制旋塞，其構造成以調節的方式分配帶有泡沫控制特徵的材料。
背景技術：
分配用的旋塞用於各種應用中，其中，材料從加壓的容器或其它加壓源中予以分配。該類型的旋塞廣泛用於飲料分配應用中，其中，啤酒、蘇打水或其它的飲料從諸如小桶的加壓容器中進行分配。有時它們也用於在壓力下從容器內分配諸如佐料或芥末之類調味品。的確，其應用很多且變化廣泛。
典型的現有技術的旋塞包括一用可樞轉的柄操作的閥。具體來說，一閥元件安裝在一柱塞上，柱塞可滑動地沿縱向通過一孔。當手柄朝向使用者向前樞轉而打開閥元件時，閥元件向後移動通過孔，由此，允許待分配的材料從閥的入口流到出口。全部的閥在分配過程中暴露在流動流體中，但當閥不分配時，溼的閥元件的主要部分暴露在空氣中。閥中停滯的流體和溼的閥元件暴露在空氣中會在閥內引起不希望的細菌滋生。某些現有技術的旋塞已經克服不理想的細菌滋生，其將柱塞基本上定位在旋塞的出口處，這樣，大部分溼的閥部件任何時候都不暴露在空氣中。
發泡是在通過這些旋塞分配某些加壓流體的過程中產生的。然而，泡沫有時會變化某些流體(例如，啤酒)的口味和外觀。此外，當流體正在分配時泡沫會是不需要的，但當流體需要被倒入諸如杯子的一容器內時泡沫會是理想的。因此，需要改進旋塞的設計，其在流體分配中引入有控制的發泡，同時，不暴露旋塞的溼的部分而引起細菌滋生。
諸如啤酒之類的可分配的流體有時儲存在密封的小桶內，即，處於可導致壓力變化的條件下。事實上，許多小桶在充以生啤時都置於壓力之下，這樣的小桶存放在經常有溫度變化的室內。溫度的變化導致這些小桶內壓力變化。為了在分配過程中重新平衡壓力和控制流體流動，某些現有技術的分配旋塞具有補償器單元。然而，這些補償器單元對於平衡和調節加壓分配的流體具有有限的控制能力。這些流體施加的失控的或控制較弱的壓力導致旋塞設備的較大的磨損和撕壞。此外，通過使用補償器調節壓力不是很有效，因為這些調節器可以定位在限制的定向上，導致有限的壓力調節。因此，需要改進旋塞的設計來提供改進的壓力調節。
傳統的旋塞還要求一相當細緻的方法來清洗閥元件，其中，包括從閥體中取出閥元件，並在另外的地方進行清洗。需要提供這樣閥元件，它們不僅保持清潔，而且不拆卸閥就可有效地進行清洗。
發明內容
本發明提供一具有許多優點的衛生的分配旋塞。本發明的一個優點在於，在正常使用時閥內部不包含相當量的空氣，由此，限制細菌在旋塞內滋生。
本發明的一實施例的另一優點在於推回的泡沫特徵，這樣，當需要或按要求時，可發生有控制的泡沫。
本發明的另一優點是一帶有一流動調整螺釘的流動限制器，這樣，由內含的流體產生的壓力可以在多個級別上分級和調整。
本發明的還有一優點在於，閥元件不用麻煩地拆卸閥就可有效地進行清洗。
一般來說，衛生旋塞包括(a)一具有一閥孔的閥體，該閥孔具有軸向對齊的入口和出口埠；(b)一柱塞組件基本上設置在入口和出口埠之間的閥體內；(c)一流動限制器組件；以及(d)一調節螺釘組件。
在一實施例中，流動限制器組件包括一桿，其具有第一和第二桿端。第一桿端可拆卸地附連到閥體的入口埠，而第二桿端可拆卸地附連到分配流體源。流動限制器組件還包括一流動限制器部件，其可移動地設置在杆內。流動限制器具有一與柱塞組件連通的漏鬥頭，以及一凹槽的尾部，其具有至少一個槽或通道，以允許從流體源流入的分配流體的流動。在一優選的實施例中，調整螺釘組件調節杆內的流動限制器組件的運動。
本發明的另一方面包括一從分配的液體中減少泡沫的方法。該方法的做法是首先將一分配流體源附連到閥體的入口埠。然後轉動調節螺釘組件而移動流動限制器，以使進入閥體的流體具有所要求水平的壓力。在要求壓力下的流體然後允許進入柱塞組件。最後，按要求移動手柄組件來打開和關閉閥。當手柄組件向前移動時，柱塞組件則反過來向後移動。通過為流體打開一通道，上述的移動打開了閥，該流體在漏鬥頭上方，圍繞柱塞組件，朝向出口埠流過凹槽尾部的至少一個槽或通道，並流出附連到出口埠的噴口。使用該方法分配的流體具有精密控制的壓力，因此，導致流體基本上沒有泡沫地進行分配。
本發明的方法方面的另一實施例提供一方法，該方法從具有形成泡沫能力的分配液體(例如，啤酒)中產生泡沫。根據該方法，一分配流體源附連到閥體的入口埠。流體允許在要求的壓力下進入到旋塞內。然後，手柄組件向後移動，它導致柱塞組件向前移動，這導致對正在關閉的流體形成較大的通道。手柄組件然後抵抗彈簧力進一步向後移動，這具有這樣的效果將保持螺釘內的一橫向孔暴露超過閥座。正在強制通過一小開口的啤酒就變得發泡。
從下面的詳細描述和附圖中，本技術領域內的技術人員將會明白本發明的上述的和其它的優點和特徵。然而，應該理解到，詳細的描述和諸附圖儘管指出了本發明的優選實施例，但它們的給出只是為了說明而並無限制的含義在內。在不脫離本發明的精神的前提下，在本發明的範圍內可以作出許多變化和修改，而本發明包括所有這樣的修改。
附圖的簡要說明
圖1是根據本發明的一實施例構造的旋塞的分解立體圖，示出一帶有流動調節螺釘和推回泡沫特徵的流動限制器。
圖2是圖1所示的旋塞的閥體的截面圖。
圖3(a)是圖1所示旋塞的平面截面圖，示出在某一位置上的流動調節螺釘組件，以及在一致動位置上的推回泡沫特徵。
圖3(b)是圖1所示旋塞的平面截面圖，示出處於圖3(a)之外的不同位置上的流動調節螺釘組件，以及處於其關閉位置的旋塞。
圖4(a)是圖1所示的旋塞的截面圖，示出圖1所示旋塞處於其產生泡沫的模式。
圖4(b)是圖1所示的旋塞的截面圖，示出旋塞處於關閉位置。
圖4(c)是圖1所示的旋塞的截面圖，示出旋塞處於打開位置。
具體實施例方式
提供一用於任何系統內的分配用的旋塞，其中，有選擇地操作旋塞以從一加壓的流體源分配材料。例如，適宜將旋塞「敲擊」入容器的放流孔內，該旋塞構造成從一小桶或其它的加壓容器內分配啤酒或其它加壓液體。還適用於調味品旋塞，其構造成從一容器內分配調味番茄醬、芥末或佐料。為了描述本發明，諸如啤酒和熱狗佐料之類的非粘稠和粘稠的材料都被看作流體或液體。
旋塞包括一閥體和一柱塞，該柱塞安裝在閥體內的一孔內，以便在其中作往復運動。孔具有一通向適於連接到一加壓容器或其它加壓流體源的通道的入口埠，以及一通向適於從旋塞供應流體的分配管口的出口埠。一具有可樞轉槓桿的手柄部分地設置在閥體內並終止在一為此目的設置在柱塞內的插座內。該槓桿因此接合柱塞而驅動柱塞，從而沿縱向方向往復地通過孔。柱塞上的一塞頭與一閥體內的閥座互相作用，以控制流過閥的流體的流動。
現具體地參照圖1、2、3和4，根據本發明的第一實施例構造的旋塞10包括一閥體12，閥座內具有一孔14，一噴口16安裝在閥體12上，以及一手柄18，其由使用者操作以在孔14內移動柱塞20，從而打開旋塞10和通過噴口16分配流體。
閥體12可由能承受壓力的任何材料形成，閥體可滑動地接納柱塞組件20並可樞轉地支承手柄18。其較佳地由不鏽鋼、優級塑料或其它可模製的材料形成。最好是圓形截面的孔14沿軸向方向通過閥體形成。在本發明的一實施例中，一入口埠22包括孔14的上遊軸向端，其用來將旋塞10連接到一加壓流體容器(未示出)。一出口埠24包括孔14的相對端，用來將分配的流體供應到噴口16。一閥座26位於孔14的直徑減小的部分，該部分鄰近或位於出口埠24處。一閥帽孔28從孔14沿徑向延伸，通過閥體12的上表面上的凸臺30，延伸到閥體12的外表面以便接納手柄18。
手柄18的下端形成一可樞轉的槓桿32，它包括一部分的球34，該球接合柱塞組件20的對應的插座36。槓桿32通過一樞轉的裝配可樞轉地安裝在閥帽孔28內，該樞轉裝配較佳地由一第二球38和一閥帽插座40形成。兩個球34和38最好與槓桿32一體地模製而成。柱塞插座36較佳地由柱塞20內的一狹槽形成。閥帽插座40由一閥帽墊圈42、一上軸承杯44、一下軸承杯46以及至少一個O形環48形成。該組件通過一旋入在凸臺30上的一壓緊閥帽47而被固定就位，這樣，將閥帽墊圈42、軸承杯44、46以及O形環48捕獲在閥帽下面和閥帽孔28內。該結構更詳細地描述在2002年5月9日提交的申請No.10/142,751的說明書內，本文援引該申請的內容以供參考。
柱塞組件20包括一柱塞部件60，其可滑動地安裝在孔14內。柱塞部件60一般地形成為一幾何實心體的形狀，其截面形狀不同於孔14的橫截面，這樣，截面的差異形成開口以便允許流體通過。柱塞部件60包括一外周緣表面54和上遊和下遊的軸向端56、58。上述狹槽或插座36沿徑向延伸在端部56和58之間的柱塞內。全部的柱塞20布置在孔14內，這樣，幾乎全部的柱塞20始終浸沒在被分配的液體內，即使當旋塞10不被使用時也是如此。因為當柱塞被流體包圍並容納在閥體12內時，位於孔14內的柱塞沒有一部分暴露在旋塞外面的空氣中，所以，這一點是有利的。
該實施例的柱塞組件20可設想用於非粘滯流體中，例如，啤酒或其它的飲料。因此，柱塞組件20構造成便於流體流過和通過柱塞組件，並互連在柱塞部件60和槓桿32之間，這樣，在分配過程中柱塞組件可被衝洗掉任何的顆粒物質。柱塞部件60最好形成為大致的正方形截面，在柱塞本身和孔14的截面內的圓形之間形成四個間隙。這些間隙起作流體流動的四個通道。其它的形狀也可用於這兩個元件，只要由此仍形成足夠的流體通道。
本發明的一實施例包括一提供泡沫控制特徵的組件，以用於啤酒分配旋塞中，在這樣的情形中需要產生泡沫。泡沫控制特徵只提供泡沫，在這樣的情形中，使用者已分配了幾乎全杯的啤酒沒有上升太多泡沫，並希望對一杯啤酒提供吸引人的啤酒泡沫。在此實施例中，柱塞20由一帶有反彈系統的閥杆60構成，該系統包括一密封62、一通過密封的密封保持螺釘64、一彈簧杯66，以及一盤簧68。密封保持螺釘64旋入到一位於閥杆端部處的軸向凸臺70內，該凸臺70朝向閥體12內的閥座26。凸臺70包括一形成在其中的軸向孔71，孔與形成在保持螺釘64內的軸向孔64a對齊。軸向孔64a在螺紋端進入保持螺釘64內，但就在保持螺釘64的頭部前為死端。一橫向孔64b就形成在保持螺釘64的頭部下面，與軸向孔64a相交並提供一從軸向孔退出的出口。
保持螺釘64和密封62起作閥的封閉。密封62安裝在柱塞部件60的下遊端部分上，以便在柱塞位於非分配的閥關閉位置時抵靠閥座26密封在閥體12上。在最優選的實施例中，密封62是一可變形的彈性O形環(在70-90硬度計的量級上)，其尺寸做成與閥座26匹配。
保持螺釘64和密封62可由任何食品級的材料製造。在一優選的實施例中，保持螺釘64由不鏽鋼製成，而密封62由任何食品級聚合物製成。當密封62和保持螺釘64如上所述地通過彈簧杯66和盤簧68插入軸向凸臺70內時，即可實施柱塞的反彈系統的作用。彈簧68配合成能在彈簧杯66和下遊閥杆端58之間壓縮和伸展。如圖4(c)所示，在一優選的實施例中，當手柄18藉助於可樞轉的槓桿32定位在柱塞部件60的插座36內並移動到一分配的或向前的位置時，柱塞組件20移離閥座26，以使一清潔的無泡沫的流體進行分配。另一方面，如圖4(b)所示，當手柄18向後移動到一非分配的位置時，柱塞組件20向前移動接合閥座26並基本上關閉閥10，由此，阻止流體流動。在此實施例中，如圖4(a)所示，手柄18還可進一步定位在向後的位置。當手柄18放置在進一步向後的位置時，反彈系統被接合，彈簧68在彈簧杯66和下遊閥端58之間沿軸向壓縮。該動作使得保持螺釘64的橫向孔64b暴露超過閥座26(如圖3(a)和4(a)所示)。啤酒被強制通過孔71、64a和64b的小開口變得發泡多沫。因此，使用者能提供泡沫到達玻璃杯口，一杯啤酒帶有漂亮的啤酒泡沫，沒有這樣泡沫的話則玻璃杯的啤酒就不會吸引人。各個孔71、64a和64b具有的直徑，其尺寸對於特殊的待分配的啤酒可形成光滑的泡沫。根據發明者的經驗，在約0.005英寸至0.09英寸量級上的直徑提供最佳的效果，但其它直徑也可發揮功能。
噴口16可拆卸地安裝在閥體12的下遊端上，較佳地旋入在螺紋的凸臺76上，該凸臺76從閥體12的下遊端朝向下遊延伸。噴口16通過一O形環78密封抵靠在閥體12上，O形環安裝在噴口16的上遊的軸向端上。由於有了該轉動關係，移去噴口16就可進入到暴露在流體中但不是永久地浸沒在其中的旋塞10的所有部件(即，閥座26、保持螺釘64的端部，以及凸臺76的內部)，這樣，使用簡單的小拖把或噴淋頭(未示出)就可容易地進行清洗。
在本發明的一實施例中，旋塞10還包括一流動控制機構，以便嚴密地控制分配流體的流動。如圖1、3(a)和3(b)所示，流動控制機構包括一流動控制杆82，其具有形成在其中的一桿孔84，其通過一凸臺85可連接到一加壓的流體容器(未示出)。較佳地，該凸臺85通過一螺紋連接方式連接到加壓的容器。孔84的內部基本上呈漏鬥形狀，並設計成大致配裝一流動限制器86，限制器具有一窄的實心的漏鬥頭88和一實心的開槽的尾部90。杆82和流動限制器86較佳地都是由不鏽鋼製成。流動限制器86的頭88還包括至少一個孔92，該孔提供一通過實心漏鬥頭88的開口並引導進入漏鬥頭88的中心腔室94內。較佳地是，頭88還包括至少四個相等間距的孔92，所有孔都與中心腔室94連通。
藉助於一保持器彈簧96、一保持器環102和一套箍100，包含流動限制器86的杆82相對於孔14定位在入口埠22的上遊端。套箍100較佳地通過諸如螺紋之類的任何合適的可移去的連接方式連接到入口埠22，由此，將流動限制器86的頭限制在閥體12內。
閥入口22還包括一傾斜孔105用來接納一流動調節螺釘106。孔105的定位和螺釘106的尺寸應做到使螺釘的頭可接觸到流動限制器86的頭。這樣，流動調節螺釘106的轉動將流動限制器86的軸向位移量控制到一非常細微的調節程度，提供非常嚴密的可調節的流動控制。
調節螺釘106可以是傳統類型的螺釘，其帶有一滾花的頭部，或者，可設置有一錐形阻礙流動的調節螺釘端部108和一調節鑰匙112，它們沿軸向彼此配合。也可設置一O形環110來減小圍繞調節螺釘106周圍的洩漏。較佳地，螺釘端部108和調節鑰匙由不鏽鋼製成，而O形環由彈性體材料製成。在閥入口22上的傾斜孔105定位在傾斜的角度上，較佳地與閥入口成45°。當調節鑰匙112或滾花頭部沿順時針方向轉動時，螺釘端部108進一步進入閥入口22的孔14內。
在操作中，如圖1、3(a)和3(b)中示出的優選實施例所示，當包含流動限制器86的杆82偶聯到閥入口22上時，則流動限制器86定位成其可部分地在閥的孔14內滑動。當調節鑰匙112轉動時，調節螺釘106通過傾斜孔105進一步進入閥入口22的孔14內。螺釘106限制孔14內的流動限制器86的運動。當調節螺釘106順時針方向逐步地轉動時(如圖3(a)所示)，流動限制器86的運動也逐漸地受到限制。調節螺釘106能夠至少360度轉動，由此，允許非常細微地控制流動限制器86的運動。
當來自上遊流入閥入口22的加壓流體具有的壓力大於要求的壓力時，調節螺釘106順時針方向轉動而限制流動限制器86的運動，這又限制流體的流動。另一方面，如果流體的壓力低於要求的壓力，則通過簡單地逐步地沿逆時針方向轉動調節螺釘106，更多的流體可允許流過旋塞10，從而實現流體所要求的壓力流動(如圖3(b)所示)。
較佳地，如圖1和4所示，流體將進入杆82，將沿凹槽尾部90通過，將通過孔92進入頭88的中心腔室94內，然後將通過孔14進入圍繞柱塞組件20的通道內。如果柱塞組件20處於一分配位置，則閥10將打開，而要求壓力和清澈的流體將進行分配(如圖4(c)所示)。如果柱塞組件20處於非分配的位置，則流體將填充孔14，包括其如上所述的零件的柱塞組件將浸沒在流體中，而不暴露在空氣或滋生的細菌中(如圖4(b)所示)。此外，如圖4(a)所示，進入杆82內的流體可被強制通過處於局部打開的發泡位置的柱塞組件20。處於發泡模式的向後推的手柄18的定位可形成泡沫溢出流體，就如帶有泡沫的啤酒那樣。
因此，儘管本發明已經顯示和描述了被認為是最實用和優選的實施例，但應該理解到，本發明無意限制在以上所闡述的具體的實施例。相反，應該認識到，在不脫離本發明的精神或範圍的前提下，本發明的技術領域內的技術人員會作出各種修改，因此，本發明應被看作包括所有與本發明的主題內容相當的合理等價物。
權利要求
1.一用於分配流體的衛生旋塞，包括(a)一具有一閥孔的閥體，該閥孔具有軸向對齊的入口和出口埠；(b)一柱塞組件，其基本上設置在閥孔內；(c)一流動限制器組件，其包括(i)一桿，其具有一可拆卸地附連到閥體的入口埠的第一桿端和一可拆卸地附連到分配流體源的第二桿端；(ii)一流動限制器部件，其設置在杆內，流動限制器具有一與柱塞組件連通的頭；以及(d)一調節螺釘組件，其調節杆內的流動限制器組件的運動。
2.如權利要求1所述的衛生旋塞，其特徵在於，閥孔沿軸向定向，並包括一與軸向定向的閥孔連通的徑向孔。
3.如權利要求1所述的衛生旋塞，其特徵在於，旋塞還包括一手柄組件，其螺紋地連接到閥體的徑向孔。
4.如權利要求1所述的衛生旋塞，其特徵在於，手柄組件包括一接合柱塞組件的可樞轉的槓桿，由此，當手柄組件向後移動時柱塞組件向前移動，而當手柄組件向前移動時柱塞組件向後移動。
5.如權利要求1所述的衛生旋塞，其特徵在於，柱塞組件還包括(i)柱塞部件，在其頂表面上具有一插座，用來接納手柄組件；(ii)一在柱塞部件的前端處的帶有一軸向孔的軸向凸臺；(iii)一偏置部件；以及(iv)一密封保持器，其通過偏置部件附連到閥杆的軸向孔。
6.如權利要求1所述的衛生旋塞，其特徵在於，旋塞還包括一噴口，其可拆卸地附連到閥體的出口埠。
7.如權利要求1所述的衛生旋塞，其特徵在於，調節螺釘組件還包括(i)一成角度定位的調節螺釘孔，其與閥孔連通；以及(ii)一能進行至少一個360°轉動的調節鑰匙。
8.如權利要求7所述的衛生旋塞，其特徵在於，螺釘孔和閥孔之間的角度約為45°。
9.如權利要求5所述的衛生旋塞，其特徵在於，密封保持器還包括位於鄰近密封保持器的頭部的至少一個孔。
10.如權利要求9所述的衛生旋塞，其特徵在於，孔的直徑約為0.005至0.09英寸。
11.如權利要求1所述的衛生旋塞，其特徵在於，閥體、柱塞組件、流動限制器組件和調節螺釘組件，或它們的零件由不鏽鋼製成。
12.如權利要求1所述的衛生旋塞，其特徵在於，閥體、柱塞組件、流動限制器組件和調節螺釘組件，或它們的零件由食品級塑料製成。
13.如權利要求1所述的衛生旋塞，其特徵在於，當分配流體源具有增加的壓力時，調節螺釘組件順時針方向轉動以限制流動限制器的運動。
14.如權利要求1所述的衛生旋塞，其特徵在於，當分配流體源具有減小的壓力時，調節螺釘組件逆時針方向轉動以增加流動限制器的運動。
15.一分配能產生泡沫的流體的方法，該方法包括(I)提供一旋塞，其具有1.一具有一閥孔的閥體；2.一基本上設置在閥體內的柱塞組件；3.一流動限制器組件，其包括a)一桿，其具有一可拆卸地附連到閥體的入口埠的第一桿端和一可拆卸地附連到分配流體源的第二桿端；b)一流動限制器部件，其設置在具有一與柱塞組件連通的頭部的杆內；以及4.一調節螺釘組件，其調節流動限制器在杆內的運動；(II)將一分配流體源附連到與閥體連通的流體；(III)轉動調節螺釘組件，其中，調節流動限制器的運動，以使進入閥體的流體具有一足夠低的要求壓力，以避免在液體中造成泡沫；(IV)允許要求壓力的流體進入閥體，由此，用流體浸沒柱塞組件；(V)向前移動手柄組件，導致柱塞組件向後移動，由此，打開流體通道，以在頭部上方圍繞柱塞組件流出閥體，流體的分配基本上沒有泡沫。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，當分配流體源具有增加的壓力時，調節螺釘組件順時針方向轉動以限制流動限制器的運動。
17.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，當分配流體源具有減小的壓力時，調節螺釘組件逆時針方向轉動以增加流動限制器的運動。
18.一用於分配流體的衛生旋塞的產生泡沫的方法，其包括(I)使用一旋塞，其包括1.一具有一閥孔和一入口埠的閥體；2.一柱塞組件，其基本上設置在閥體內，並具有a)柱塞部件，在其上表面上具有一插座，用來接納一手柄部件；b)一帶有一軸向孔的軸向凸臺，其位於柱塞部件的前端；c)一偏置部件；以及d)一密封保持器，其通過偏置部件連接到閥杆的軸向孔，並具有一與軸向孔連通的橫向孔(II)將分配流體源附連到閥體的入口埠；(III)用要求壓力的流體浸沒柱塞組件；(IV)向後移動手柄組件，從而柱塞組件向前移動，由此，大大地關閉流體通道，導致流體被強制地流過密封保持器的軸向孔和橫向孔，朝向出口埠，流出附連在出口埠的噴口，其中，流體的分配帶有泡沫。
全文摘要
一帶有泡沫控制特徵的衛生旋塞適於分配加壓流體。衛生旋塞包括一閥體、一柱塞組件、一流動限制器以及調節螺釘組件。本發明還揭示一種變化地調節流體流動壓力並在衛生旋塞內產生泡沫的方法。
文檔編號B65D3/00GK1781000SQ200380102925
公開日2006年5月31日 申請日期2003年11月12日 優先權日2002年11月12日
發明者R·普瑞佛, K·克魯姆比格爾, J·斯託貝爾 申請人:派利克股份有限公司