本申請(qǐng)要求于2014年6月24日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.62/016,108的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)被特此通過參引全部結(jié)合到本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及碳酸化機(jī)(carbonation machine)并且具體涉及釋壓。

背景技術(shù)：

用于使飲料碳酸化的碳酸水機(jī)在本領(lǐng)域中是已知的。絕大多數(shù)的這種用于家用碳酸化裝置被設(shè)計(jì)成用于手動(dòng)操作；通常包括手動(dòng)操作的氣體釋放閥，用以將二氧化碳(CO₂)從附連的加壓筒釋放到水瓶中。這種機(jī)器通常還包括一個(gè)或多個(gè)安全釋壓閥，這種安全釋壓閥被設(shè)計(jì)成用以在碳酸化過程中在過壓累積的情況下進(jìn)行排氣。

附圖說明

被視為本發(fā)明的主題在本專利說明書的結(jié)論部分中被特別地指出并明確地要求予以保護(hù)。然而，就本發(fā)明的操作機(jī)構(gòu)和操作方法連同其目的、特征和優(yōu)點(diǎn)而言，本發(fā)明可以通過在結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)參考下列詳細(xì)說明而得到最佳地理解，附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造和操作的家用碳酸化系統(tǒng)的示意性圖示；

圖2A和圖2B為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造和操作的圖1的家用碳酸化系統(tǒng)的替代視圖；

圖3A和圖3B為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造和操作的圖1的家用碳酸化系統(tǒng)中使用機(jī)械鎖的的示意性圖示；

圖4A和圖4B為與根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造和操作的圖1的家用碳酸化系統(tǒng)一起使用的阻尼器的使用的示意性圖示；

圖5A和圖5B為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造和操作的家用碳酸化系統(tǒng)的替代實(shí)施方式的示意性圖示；以及

圖6為利用圖1、圖5A和圖5B的家用碳酸化系統(tǒng)的組合特征的家用碳酸化系統(tǒng)的示意性圖示。

將會(huì)理解的是，出于簡(jiǎn)要而清楚地圖示的目的，附圖中所示的元件無(wú)需按比例繪制。例如，出于清楚的目的，某些元件的尺寸可被相對(duì)于其它元件放大。另外，在認(rèn)為需要的情況下，附圖標(biāo)記可在多幅附圖中被重復(fù)以表示對(duì)應(yīng)或類似的元件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，提供了一種家用碳酸化系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用以在碳酸化過程中將瓶鎖定在碳酸化系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械鎖；及逐步排氣裝置，該逐步排氣裝置用以在碳酸化之后可控地釋壓并用以在碳酸化已經(jīng)結(jié)束之后，延遲瓶從機(jī)械鎖上的解鎖。

此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，該系統(tǒng)還包括碳酸化臂，其經(jīng)由彈簧連接至該系統(tǒng)的殼體，并且該碳酸化臂可在碳酸化過程中降低，該碳酸化臂具有凸輪表面；具有柱塞的常開閥，該柱塞可以在碳酸化過程中通過凸輪表面進(jìn)行按壓，以密封住該閥，并且該逐步排氣裝置包括阻尼器，用以使彈簧能夠在碳酸化之后以受控的速度逐步地提升碳酸化臂，以逐步地解除對(duì)該柱塞的擠壓并逐步地解除對(duì)于該閥的密封。

另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，阻尼器為粘膠阻尼器。

再者，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，該系統(tǒng)還包括用以在碳酸化過程中保持該瓶的瓶保持器；以及軸，該瓶保持器以一角度圍繞該軸旋轉(zhuǎn)，以接收用于碳酸化的瓶并在碳酸化之后釋放該瓶，并且該機(jī)械鎖包括凹進(jìn)區(qū)域，當(dāng)該瓶處于豎立位置中并且碳酸化臂降低時(shí)，瓶保持器的凸出部位于該凹進(jìn)區(qū)域中，并且該凹進(jìn)區(qū)域防止瓶保持器在碳酸化臂降低時(shí)圍繞該軸旋轉(zhuǎn)。

另外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，該系統(tǒng)還包括具有排氣銷的排氣閥，并且當(dāng)排氣閥處于壓力之下時(shí)，該排氣銷從排氣閥延伸，并且當(dāng)被延伸時(shí)該排氣銷與第二凸輪表面的凹進(jìn)區(qū)域接合，以防止瓶保持器圍繞該軸旋轉(zhuǎn)。

因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，提供了一種用于家用碳酸化機(jī)的互鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括瓶保持器，其用以在碳酸化過程中保持瓶；軸，瓶保持器以一角度圍繞其旋轉(zhuǎn)，以接收用于碳酸化的瓶，并在碳酸化之后釋放該瓶；具有排氣銷的排氣閥，并且當(dāng)排氣閥處于壓力之下時(shí)，排氣銷從排氣閥延伸；具有凹進(jìn)區(qū)域的凸輪表面，并且當(dāng)排氣銷延伸時(shí)，排氣銷與該凹進(jìn)區(qū)域接合，并且接合后的排氣銷防止瓶保持器圍繞該軸旋轉(zhuǎn)。

具體實(shí)施方式

在下列詳細(xì)說明中，大量特定細(xì)節(jié)被陳述以提供對(duì)于本發(fā)明的詳盡的理解。然而，將被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的是，本發(fā)明可以在不具有這些特定細(xì)節(jié)的情況下予以實(shí)施。在其它情況中，眾所周知的方法、步驟和部件并未被詳細(xì)描述，以至于不會(huì)使本發(fā)明晦澀難懂。

申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，當(dāng)碳酸水瓶被在碳酸化之后從碳酸化系統(tǒng)中過快地釋放時(shí)，該瓶可能會(huì)被從碳酸化系統(tǒng)經(jīng)由彈射作用危險(xiǎn)地推離。過早地釋放可能還導(dǎo)致來自該瓶的過度發(fā)泡，從而導(dǎo)致來自該瓶的碳酸水的損失。申請(qǐng)人同樣已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在碳酸化之后釋放瓶壓力所耗費(fèi)的時(shí)間對(duì)于某些用戶來說可能是相當(dāng)長(zhǎng)的。

申請(qǐng)人已經(jīng)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，這些問題可以通過在碳酸化之后逐步地釋放壓力，并允許用戶僅在它已被減壓至大氣壓力時(shí)才釋放裝有最終獲得的碳酸水的瓶來克服。

現(xiàn)在參考圖1，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的家用碳酸化系統(tǒng)100。家用碳酸化系統(tǒng)100包括逐步排氣裝置10和機(jī)械鎖15。逐步排氣裝置10包括碳酸化(carbonating)臂40和常開閥50。常開閥50可包括柱塞52。碳酸化臂40可以包括凸輪表面70，并且可以在一個(gè)端部(經(jīng)由銷18(未示出))連接至氣筒12，并且在另一端部可以具有附接于它的滑動(dòng)件20(同樣未示出)。如在下文中更加詳細(xì)描述的那樣，通過使用滑動(dòng)件20降低碳酸化臂40，滑動(dòng)件20能夠使用戶5執(zhí)行碳酸化過程。碳酸化臂40可以經(jīng)由扭力彈簧60而被連接至系統(tǒng)100(未示出)的殼體。當(dāng)樞轉(zhuǎn)并由殼體支承時(shí)，彈簧60可以推動(dòng)碳酸化臂40。機(jī)械鎖15包括碳酸化臂40的凹進(jìn)區(qū)域35和瓶保持器80的凸出部25。圖1圖示了處于預(yù)先碳酸化狀態(tài)的系統(tǒng)100，在該狀態(tài)中，常開閥50為開啟的(柱塞52位于外部)，并且碳酸化臂40處于其最為豎立的位置中。

將會(huì)理解的是，彈簧60的張力可被預(yù)設(shè)定，使得當(dāng)用戶5向下推動(dòng)滑動(dòng)件20(和碳酸化臂40)并隨后釋放它時(shí)，并且如果不存在額外的阻力，則彈簧60、碳酸化臂40和滑動(dòng)件20可自動(dòng)地返回至它們的原始位置。

還將理解的是，水瓶45可以最初被經(jīng)由尖端分叉的夾具(未示出)以如在當(dāng)前所參考的圖2A和圖2B中所圖示的角度附接至瓶保持器80。當(dāng)碳酸化臂40處于其靜止位置中時(shí)，瓶保持器80可以以傾斜狀的運(yùn)動(dòng)圍繞軸55部分地旋轉(zhuǎn)(圖1)，從而允許瓶45被以一定的角度添加和移除。尖端分叉的夾具85(未示出)和常開閥50可以類似于在美國(guó)專利8，920，860中所描述的閥，該專利被通過參考結(jié)合到本文中并且被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的共同受讓人。將會(huì)進(jìn)一步理解的是，如在圖2B中所示，一旦將瓶45附接至瓶保持器80并保持在豎立位置中，用戶5就可以手動(dòng)地降低滑動(dòng)件20，以便開始該碳酸化過程。

將會(huì)理解的是，由于瓶保持器80在處于非碳酸化位置中時(shí)可以圍繞軸55自由地旋轉(zhuǎn)，因此一旦碳酸化臂40被降低，凸出部25就可與凹進(jìn)區(qū)域35接合，并由此可以防止瓶保持器80圍繞軸55自由地旋轉(zhuǎn)。

將會(huì)理解的是，用戶5可以決定他所需要的碳酸化的程度。將會(huì)理解的是，當(dāng)滑動(dòng)件20被降低時(shí)，碳酸化臂40同樣被降低，并且可抵靠在碳酸化銷8(未示出)上?？吭阡N8上的力可以致使氣筒12經(jīng)由合適的管道(未示出)并經(jīng)由注射器75(如在圖2A和圖2B中所示)且如在美國(guó)公開文獻(xiàn)2013-0037969A1中所描述的那樣，將CO₂釋放到瓶45中。將會(huì)理解的是，滑動(dòng)件20(和碳酸化臂40)被壓低得越多，就可將越多的CO₂添加到水瓶45內(nèi)。

碳酸化臂40降低的動(dòng)作還可以導(dǎo)致凸輪表面70向內(nèi)擠壓柱塞52，由此在該碳酸化過程中密封住閥50并確保系統(tǒng)100內(nèi)的密封環(huán)境。將會(huì)理解的是，該碳酸化過程可以致使壓力在瓶45內(nèi)累積。

將會(huì)進(jìn)一步理解的是，在碳酸化之后，水瓶45的內(nèi)容物可處于相當(dāng)大的壓力下。因此，當(dāng)從瓶保持器80上移除水瓶45時(shí)，水瓶45的立即釋放就有可能產(chǎn)生“火箭效應(yīng)”。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，一旦利用滑動(dòng)件20如在現(xiàn)在所參考的圖3A和圖3B中所描述的那樣使碳酸化臂40降低，凸出部25就會(huì)被凹進(jìn)區(qū)域35保持在恰當(dāng)位置中，從而由此形成機(jī)械鎖。將會(huì)理解的是，機(jī)械鎖15的目的在于防止瓶保持器80傾斜以釋放瓶45，直至所有過量的氣體均已從系統(tǒng)100釋放。由此，如果碳酸化臂40并未上升，則瓶45可能并不能從瓶保持器80上釋放。

將進(jìn)一步理解的是，釋放機(jī)械鎖并由此釋放瓶45的唯一方法在于抬高碳酸化臂40，使其返回至其非碳酸化狀態(tài)。將會(huì)理解的是，手動(dòng)抬高碳酸化臂40(或者允許它經(jīng)由彈簧60自動(dòng)地上升)可以使凸輪表面70移動(dòng)遠(yuǎn)離柱塞52，從而由此開啟閥50并從系統(tǒng)100釋放所有過量的氣體。如上所述，系統(tǒng)100減壓所耗費(fèi)的時(shí)間可能比手動(dòng)釋放機(jī)械鎖所耗費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)。因此，如果在已將所有過量的氣體釋放之前，用戶5從系統(tǒng)100移除瓶45，則危險(xiǎn)的“火箭效應(yīng)”就有可能發(fā)生。現(xiàn)在參考圖4A和圖4B，其描繪了系統(tǒng)100的另一視圖。將會(huì)理解的是，系統(tǒng)100還可以包括阻尼器120。并且圖4A描繪了碳酸化臂40返回至其預(yù)先碳酸化位置的系統(tǒng)100，并且圖4B描繪了碳酸化臂40處于其壓下位置的系統(tǒng)100。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，阻尼器120可以被設(shè)定成遍及齒130旋轉(zhuǎn)，使得一旦被壓下并釋放，滑動(dòng)件20和碳酸化臂40就可以以受控的速度上升。

將會(huì)理解的是，阻尼器120可以確保碳酸化臂40至上部位置的統(tǒng)一(unified)運(yùn)動(dòng)。受控的統(tǒng)一運(yùn)動(dòng)可以使凸輪表面70移動(dòng)遠(yuǎn)離柱塞52，從而由此允許閥50開啟，并因此允許來自系統(tǒng)100中的碳酸化過程的壓力以受控的方式釋放，使得在碳酸化臂40和滑動(dòng)件20處于它們的預(yù)先碳酸化位置時(shí)，所有的壓力均已被釋放。僅當(dāng)碳酸化臂40和滑動(dòng)件20在該位置中返回時(shí)，機(jī)械鎖15才可被釋放，并且瓶45才可從系統(tǒng)100安全地釋放。

將會(huì)理解的是，阻尼器120可以是粘膠阻尼器，并且其速度控制是可調(diào)節(jié)的以便以不同的速度工作。

如上所述，阻尼器120可以允許碳酸化臂40的受控升高。申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，如果出于任何原因，瓶45中過壓由于某種形式的故障而未被充分地釋放，則一旦碳酸化臂40已被升高并且機(jī)械鎖已被釋放，用戶5仍然可以移除瓶45，并且危險(xiǎn)的“火箭效應(yīng)”可能如上所述地發(fā)生。

將會(huì)理解的是，典型的家用碳酸化系統(tǒng)包括排氣閥，用以在碳酸化過程中從瓶45釋放過壓，并在碳酸化過程已經(jīng)完成之后釋放瓶45內(nèi)殘存的任何過壓。

現(xiàn)在參考圖5A和5B，其描繪了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的家用碳酸化系統(tǒng)200。圖5A描繪了當(dāng)不存在待釋放的壓力累積并且瓶保持器80可以圍繞軸55自由地旋轉(zhuǎn)，從而允許瓶45被附接/移除(如上所述)時(shí)的處于靜止的系統(tǒng)200(在碳酸化之前和之后)，并且圖5B描繪了當(dāng)在系統(tǒng)200中存在累積壓力且瓶保持器80圍繞軸55的旋轉(zhuǎn)被抑制住，并且因此，如在下文中更加詳細(xì)地描述的那樣，瓶45被保持在鎖定位置中時(shí)的處于碳酸化過程中的系統(tǒng)200。

將會(huì)理解的是，系統(tǒng)200可以包含系統(tǒng)100的所有特征，并且還可以包括排氣閥210，該排氣閥210可進(jìn)一步包括排氣銷220。還將理解的是，系統(tǒng)200還可以包括可被附接至其殼體的第二凸輪表面240。當(dāng)系統(tǒng)200靜止時(shí)(如在圖5A中所描繪的那樣)，排氣銷220可以從排氣閥210上略微地凸出，并且瓶保持器80可如上所述圍繞軸55自由地旋轉(zhuǎn)。在碳酸化過程中，排氣閥210內(nèi)的壓力的過度累積(在它被釋放之前)可以向外推動(dòng)排氣銷220。

還將理解的是，排氣閥210可被附接至碳酸化頭上部250，該碳酸化頭上部250可以是系統(tǒng)200的碳酸化頭組件270(未示出)的一部分。將會(huì)進(jìn)一步理解的是，瓶保持器80和凸出部25也可以是碳酸化頭270的一部分。如在本文中所述，碳酸化頭270可以圍繞軸55旋轉(zhuǎn)。碳酸化頭270可以與在美國(guó)專利US 7,975,988和US 8,920,860中所描述的類似，這兩篇專利均被通過參引結(jié)合到本文中并被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明具共同受讓人。

第二凸輪表面240可以包括凹進(jìn)區(qū)域230。當(dāng)在碳酸化過程中，瓶45被保持在瓶保持器80內(nèi)、處于豎立位置中(如圖5B中所描繪的那樣)時(shí)，排氣銷220可被定位在凹進(jìn)區(qū)域230的上方。由此，當(dāng)排氣閥210處于壓力下并且排氣銷220延伸時(shí)，它可以與凹進(jìn)區(qū)域230接合。

將會(huì)理解的是，當(dāng)排氣銷220與凹進(jìn)區(qū)域230接合時(shí)，碳酸化頭270無(wú)法移動(dòng)，并且作為結(jié)果，可以防止瓶保持器80圍繞軸55旋轉(zhuǎn)。由此，瓶45可以保持在鎖定位置中，從而由此防止其從瓶保持器80上移除，直到已從瓶45中釋放足夠的壓力。

一旦已從瓶45和排氣閥210釋放壓力，排氣銷220就可退回至其靜止位置，從而與凹進(jìn)區(qū)域230脫離接合并允許瓶保持器80圍繞軸55旋轉(zhuǎn)(如上所述)。

將會(huì)理解的是，盡管系統(tǒng)100和200可以單獨(dú)地起作用，但是它們還可以在如在現(xiàn)在所參考的圖6中所描繪的同一家用碳酸化系統(tǒng)300中實(shí)現(xiàn)。將會(huì)理解的是，來自瓶45的壓力經(jīng)由常開閥50的逐步釋放(如上所述)還可能致使排氣閥210內(nèi)的壓力的降低，從而最終使得排氣銷220回縮并如上所述與凹進(jìn)區(qū)域230脫離接合。因此，在一種方案中，由于某種形式的系統(tǒng)故障導(dǎo)致當(dāng)在碳酸化之后過壓保留在瓶45內(nèi)并且阻尼器120繼續(xù)緩慢地旋轉(zhuǎn)，從而提升碳酸化臂40時(shí)，排氣銷220可能保持與凸輪表面240接合，由此防止瓶保持器80圍繞軸55旋轉(zhuǎn)并由此防止瓶45從其機(jī)械鎖上釋放。

由此，通過逐步釋放家用碳酸化系統(tǒng)內(nèi)的由釋放到在碳酸化過程中所使用的瓶中的加壓CO₂所產(chǎn)生的壓力累積，裝有新近碳酸化液體的瓶就可被從家用碳酸化系統(tǒng)安全而快速地移除。

雖然本發(fā)明的某些特征已在本文中予以描繪和說明，但是許多改進(jìn)、替代、變化和等效方案現(xiàn)在將被本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到。因此，將會(huì)明白的是，所附權(quán)利要求意在覆蓋落入到本發(fā)明的精神范圍內(nèi)的所有的這種改進(jìn)和變形。