Зубцовый зажим аппарата для газирования напитков
Изобретение относится к аппаратам для газирования и к зажимным приспособлениям, предназначенным для присоединения бутылок к указанным аппаратам. Предложено зубцовое зажимное устройство, предназначенное для присоединения бутылки для газируемого напитка к аппарату для газирования напитков, при этом устройство содержит зубцовый узел для приема и позиционирования бутылки в указанном аппарате в наклонном положении перед процессом карбонизации, и запирающий механизм, предназначенный для блокирования бутылки в вертикальном положении в аппарате по меньшей мере в процессе карбонизации. Также заявлен аппарат для газирования напитков, содержащий зубцовое зажимное устройство. Изобретение позволяет обеспечить безопасность процесса карбонизации. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 15 ил.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Приоритет данной заявки заявляется по предварительным заявкам на патент США 61/521794 и 61/624306, поданным, соответственно, 10 августа 2011 года и 15 апреля 2012 года, включенным в данный документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Настоящее изобретение относится в целом к аппаратам для газирования и в частности к зажимным приспособлениям, предназначенным для присоединения бутылок к указанным аппаратам.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] В технике известны аппараты для газирования напитков. Большинство таких аппаратов, предназначенных для газирования напитков в домашних условиях, предполагают ручное обслуживание и обычно содержат управляемый вручную перепускной клапан для перепуска газа СO2 в закрытую бутылку с водой из присоединенного баллона, находящегося под давлением. Кроме того, указанные аппараты обычно содержат один или несколько предохранительных клапанов для сброса давления, которые предназначены для выпуска газа, если в процессе карбонизации образуется чрезмерное давление.
[0004] Например, в патенте США №7975988, полное содержание которого включено в данный документ посредством ссылки, описан блок карбонизации, имеющий два клапана сброса давления. Первый клапан предназначен для выпуска газа со слышимым звуком при уровне давления, соответствующем максимальному технологическому давлению. Второй клапан сброса давления предназначен для выпуска газа при более высоком уровне давления, в качестве меры безопасности в случае нарушения функционирования первого клапана и/или если по какой-либо иной причине С02 продолжает поступать в бутылку неконтролируемым образом, и давление выходит за пределы рекомендованного уровня, соответствующего безопасной работе.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Согласно варианту выполнения данного изобретения предложено зубцовое зажимное устройство, предназначенное для присоединения бутылки для газируемого напитка к аппарату для газирования напитков, при этом устройство содержит зубцы для присоединения бутылки к указанному аппарату и запирающий механизм для блокирования бутылки в аппарате по меньшей мере в процессе карбонизации.
[0006] Кроме того, согласно варианту выполнения данного изобретения устройство содержит упругое уплотнение, предназначенное для создания изолированного пространства для карбонизации, и кольцо для сжатия зубцов под кольцевым расширением бутылки, тем самым поднимая бутылку по направлению к уплотнению для прижатия ее к упругому уплотнению.
[0007] Согласно варианту выполнения данного изобретения запирающий механизм представляет собой механический ограничитель.
[0008] Согласно варианту выполнения данного изобретения механический ограничитель представляет собой углубленную область в кулачковом упоре аппарата для газирования напитков, в которую в процессе карбонизации входит стержень исполнительного механизма, соединенный с зубцовым зажимом.
[0009] Согласно варианту выполнения данного изобретения механический ограничитель представляет собой выполненное на рычаге ребро, которое ограничивает наклон удлиненной части зубцового зажима в процессе карбонизации.
[0010] Согласно варианту выполнения данного изобретения кольцевое расширение выполнено вокруг горлышка бутылки.
[0011] Согласно варианту выполнения данного изобретения кольцевое расширение расположено рядом с резьбой, выполненной вокруг горлышка бутылки.
[0012] Согласно варианту выполнения данного изобретения устройство дополнительно содержит сжимающее кольцо с центрирующими ребрами, предназначенными для направления бутылки к зубцовому зажиму в процессе ее установки и сжимания зубцов в процессе работы.
[0013] Согласно варианту выполнения данного изобретения предложен зубцовый зажим, предназначенный для посадки бутылки в упругое уплотнение, тем самым обеспечивая в бутылке изолированное пространство для карбонизации, и нормально открытый предохранительный клапан, обеспечивающий выпуск газа из бутылки, когда аппарат не работает в режиме карбонизации.
[0014] Согласно варианту выполнения данного изобретения нормально открытый предохранительный клапан содержит пружину, которая в нормальном состоянии нажимает на стержень, выводя его из канала газирования в аппарате.
[0015] Согласно варианту выполнения данного изобретения аппарат для газирования напитков в домашних условиях дополнительно содержит кулачковый упор, отжимающий стержень к пружине для перекрытия канала газирования в процессе карбонизации.
[0016] Согласно варианту выполнения данного изобретения предложен аппарат для газирования напитков в домашних условиях, содержащий блок карбонизации, предназначенный для насыщения жидкости сжатым газом; зубцовый зажим, предназначенный для присоединения бутылки с жидкостью к аппарату; и центрирующее кольцо с центрирующими ребрами, предназначенными для направления бутылки к зубцовому зажиму в процессе ее установки и сжимания зубцов в процессе работы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0017] Предмет изобретения подробно и четко заявлен в формуле изобретения, приведенной в конце описания. Тем не менее, изобретение, а также его способ работы, цели, признаки и преимущества станут более понятны после изучения приведенного ниже подробного описания, выполненного со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:
[0018] Фиг.1А представляет собой вид в изометрии головки блока карбонизации в сборе с зубцовым зажимом, выполненной и функционирующей в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения данного изобретения;
[0019] Фиг.1В представляет собой вид в разрезе головки блока карбонизации, изображенной на Фиг.1А;
[0020] Фиг.1С и Фиг.1D представляют собой виды в разрезе зубцового зажима, изображенного на Фиг.1А, в двух положениях;
[0021] Фиг.1Е представляет собой увеличенный вид зажима, изображенного на Фиг.1А, зажатого на бутылке;
[0022] Фиг.2А и Фиг.2В представляют собой схематические изображения двух альтернативных вариантов выполнения нормально открытого клапана двойного действия;
[0023] Фиг.3А и Фиг.3В представляют собой виды в разрезе нового полуавтоматического аппарата для газирования напитков в домашних условиях, выполненного и функционирующего в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения данного изобретения;
[0024] Фиг.4А и Фиг.4В представляют собой увеличенные виды узла зубчатой передачи в блоке карбонизации, изображенного на Фиг.3А и Фиг.3В;
[0025] Фиг.5 представляет собой схему полуавтоматического аппарата для газирования напитков в домашних условиях, изображенного на Фиг.3А и Фиг.3В;
[0026] Фиг.6 представляет собой схематическое изображение предохранителя запирающего механизма в полуавтоматическом аппарате для газирования напитков в домашних условиях, изображенном на Фиг.3А и Фиг.3В;
[0027] Фиг.7А и Фиг.7В представляют собой схематические изображения, в двух состояниях, предохранителя запирающего механизма в аппарате для газирования напитков.
[0028] Следует понимать, что для упрощения и наглядности изображения элементы, изображенные на чертежах, не обязательно соответствуют масштабу. Например, для наглядности могут быть увеличены размеры некоторых элементов по сравнению с другими элементами. Более того, когда это целесообразно, номера позиций могут повторяться на разных чертежах, обозначая соответствующие или похожие элементы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0029] Для полного понимания изобретения в приведенном ниже подробном описании изложены многочисленные характерные особенности. Тем не менее, специалисты в данной области техники поймут, что настоящее изобретение может быть реализовано на практике без указанных особенностей. Чтобы не усложнять данное изобретение, в иных случаях не приводится подробное описание известных способов, процедур и компонентов.
[0030] Следует понимать, что обычные бутылки для воды, которые могут использоваться в аппаратах, известных из уровня техники, обычно имеют резьбовые горлышки, обеспечивающие навинчивание колпачка на бутылку. В известном уровне техники бутылки могли быть присоединены к аппарату для газирования напитков в домашних условиях, как правило, путем поворота бутылки на несколько оборотов, «вворачивая» резьбовое горлышко для установки бутылки в аппарате. Заявитель считает, что это неудобный способ установки бутылки, хотя он и кажется надежным.
[0031] Согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения бутылка для воды может быть присоединена к аппарату для газирования напитков путем простого приема «поставить и нажать», не требующего выполнения каких-либо вращательных движений, с использованием цветкообразного зубцового зажима.
[0032] На Фиг.1А изображен узел 130 головки блока карбонизации, выполненный согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения. Узел 130 может содержать основание 135 головки блока карбонизации, выпускной клапан 210, предохранительный клапан 220, инжектор 230 блока карбонизации, рычаг 240 для установки бутылки и зубцовый зажим 250. Зубцовый зажим 250 может содержать упругие зубцы 255, которые выполнены с возможностью присоединения к бутылке. Как правило, выпускной клапан 210 и предохранительный клапан 220 могут функционировать подобно клапанам, известным из уровня техники. Например, выпускной клапан 210 может быть выполнен с возможностью удаления газа при давлении 8 бар (0,8 МПа), для индикации достижения рекомендованной степени газирования жидкости в бутылке; предохранительный клапан 220 может быть выполнен с обеспечением выпуска газа при давлении 11 бар (1,1 МПа).
[0033] Как показано на Фиг.1В, в процессе использования аппарата пользователь может вставить бутылку 170 с водой сначала путем ее позиционирования под таким углом, чтобы инжектор 230 проходил в бутылку 170, при этом указанная бутылка входит в контакт с центром зубцового зажима 250 на нижней стороне основания 135 головки блока карбонизации. Как будет описано ниже, после того как бутылка 170 расположена по месту, она может быть заблокирована путем прижатия ее к установочному рычагу 240, что в свою очередь приводит к зажатию бутылки 170 зубцовым зажимом 250 и уплотнению ее отверстия в целом.
[0034] На Фиг.1С и Фиг.1D изображены альтернативные виды в разрезе узла 130 без бутылки 170 для детализации элементов узла 130, обеспечивающих присоединение. Как показано на Фиг. 1С и Фиг. 1D, узел 130 также может содержать поворотный рычаг 260. Поворотный рычаг 260 может проходить между точками 265 поворота на узле 130. Точка 265А поворота может быть скреплена с корпусом узла 130 и, как правило, может оставаться в одном и том же положении, когда рычаг 240 отжимают внутрь бутылкой 170. Соответственно, понятно, что после того как бутылка 170 вставлена, пространственное положение поворотного рычага 260 может изменяться согласно движению точки 265В поворота в главном направлении рычага 240.
[0035] Кроме того, узел 130 может содержать сжимающее кольцо 268. Сжимающее кольцо 268 может быть, в целом, квадратной формы с полым центром и, как правило, может быть расположено параллельно основанию 135 головки блока карбонизации. Как показано на Фиг. 1В и Фиг. 1С, в «открытом» состоянии, при установке бутылки 170, сжимающее кольцо 268 может быть расположено сразу под основанием 135, таким образом, окружая верхние части зубцов 255. Понятно, что, хотя на Фиг. 1С и Фиг. 1D не представлены виды в разрезе, кольцо 268 в целом может образовывать ободок вокруг зубцов 255 и горлышка бутылки 170.
[0036] Следует понимать, что, как уже обсуждалось выше, поскольку точка 265В поворота может быть соединена с кольцом 268, она может перемещаться, как правило, в том же направлении, что и установочный рычаг 240. Следовательно, когда бутылка 170 прижата пользователем к рычагу 240 в направлении стрелки А (Фиг. 1С), перепад между точками 265А и 265В поворота может привести к опусканию кольца 268 и, тем самым, к сжатию зубцового зажима 250 и удерживанию бутылки 170 по месту под основанием 135.
[0037] Следует понимать, что расположение рычага 240 может обеспечивать плотное охватывание бутылки 170, когда она установлена в зубцовом зажиме 250. Это может уменьшить вероятность выскальзывания бутылки 170 в процессе установки и, таким образом, предотвращает связанную с этим поломку деталей узла 130. Согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения, рычаг 240 может быть расположен таким образом, что между указанным рычагом и бутылкой 170 может образоваться пространство не более 0,5 мм, когда бутылка расположена в зажиме 250 надлежащим образом.
[0038] Процесс зажимания можно понять при сравнении Фиг.1С и Фиг.1D. Изображенный на фиг.1С поворотный рычаг 260 может быть расположен под углом, а кольцо 268 может быть расположено рядом с основанием 135 головки блока карбонизации. На Фиг.1D поворотный рычаг 260 может быть расположен в целом вертикально, а между кольцом 268 и основанием 135 может быть образован промежуток. Поскольку поворотный рычаг 260 имеет возможность перемещения к вертикальному положению в направлении стрелки А, как показано на Фиг.1С, кольцо 268 может отодвигаться от основания 135, таким образом, сжимая зубцы 255. Следует понимать, что упругие зубцы 255 могут иметь сравнительно утолщенные концевые элементы для захвата бутылки 170 под ее верхней винтовой частью, чтобы способствовать процессу зажимания при опускании кольца 268.
[0039] Следует понимать, что отверстие обычной бутылки 170 может быть достаточно большим, поэтому, когда пользователь вставляет бутылку 170, зубцы 255 могут случайно попасть внутрь отверстия бутылки. Согласно предпочтительному варианту выполнения, от нижнего края сжимающего кольца 268 может отходить центрирующее кольцо 269. Центрирующее кольцо 269 может иметь центрирующие ребра 258, расположение которых может обеспечивать направление бутылки 170 к центру зубцового зажима 250. Центрирующие ребра 258 могут быть расположены, как правило, за промежутками между отдельными зубцами 255, препятствуя возможному «натыканию» бутылки 170 на зубцы 255 при ее установке.
[0040] На Фиг.1Е изображен вид в разрезе бутылки 170, удерживаемой зубцовым зажимом 250. Зубец 255А может соответствовать положению одного из зубцов 255, когда зубцовый зажим 250 находится в состоянии зацепления, а зубец 255 В, наоборот, может соответствовать положению того же зубца 255, когда зажим 250 находится в расцепленном состоянии. Бутылка 170 может иметь бутылочное кольцо 171, витки резьбы 172 и край 173 бутылки. Бутылочное кольцо 171 может представлять собой кольцо, проходящее вокруг горлышка обычной пластиковой бутылки. Уплотнение 259 может представлять собой упругий материал, расположенный вокруг отверстия бутылки 170.
[0041] Как показано на Фиг.1Е, когда зубцовый зажим 250 находится в состоянии зацепления, он может оказывать усилие, направленное кверху от нижней поверхности бутылочного кольца 171, в результате чего край 173 бутылки входит в уплотнение 259. Следует понимать, что конфигурация уплотнения 259 может обеспечивать доступ к содержимому бутылки 170 из узла 130, с целью газирования и последующего удаления находящегося под давлением газа СО2. Следовательно, стянутый кольцом 268 зубцовый зажим 250 может обеспечивать захват и уплотнение отверстия бутылки 170 при помощи уплотнения 259, так что удаление газа из бутылки 170 может выполняться только посредством узла 130. Как было отмечено выше, варианты выполнения узла 130, известные из уровня техники, обычно могут содержать два перепускных клапана, каждый из которых выполнен с возможностью открытия клапана при различных условиях. Например, выпускной клапан 210 выполнен с возможностью (Фиг.1А) удаления газа, когда давление, образующееся внутри бутылки 170, указывает на то, что было достигнуто давление карбонизации (обычно составляющее 8 бар). Предохранительный клапан 220 может обеспечивать удаление газа, как меру обеспечения безопасности, когда давление внутри бутылки 170 превышает рекомендованные уровни, равные, например, 11 бар.
[0042] Заявители полагают, что могут потребоваться дополнительные меры обеспечения безопасности для предотвращения повышения избыточного давления при выполнении автоматического процесса. Согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения, аппарат для газирования напитков, выполненный с зубцовым зажимом 250, также может содержать нормально открытый предохранительный клапан 270 двойного действия. На Фиг.2А изображен типовой предохранительный клапан 270 двойного действия в открытом нормальном состоянии. Как подробно описывается ниже, тот факт, что предохранительный клапан 270 двойного действия может быть открыт в его нормальном состоянии (в отличие от клапанов 210 и 220, которые могут быть закрыты в нормальном состоянии), может обеспечить дополнительную степень безопасности работы аппарата для газирования. Аппарат для газирования напитков выполнен с возможностью закрытия предохранительного клапана 270 в ходе процесса карбонизации и повторного открытия данного клапана после завершения процесса.
[0043] Предохранительный клапан 270 двойного действия может содержать контактный стержень 275, тарельчатый клапан 410, отверстие 425, канал 420 и пружины 430 и 440. В открытом нормальном состоянии, которое изображено на Фиг.2А, усилие пружины 430 может препятствовать закрытию отверстия 420 клапаном 410. Однако, как описано ранее, когда в процессе карбонизации контактный стержень 275 может быть отжат, например, посредством кулачкового упора, задающего процесс карбонизации, описанный далее более подробно, данный стержень может быть задвинут к клапану 270, тем самым, оказывая значительное усилие на пружину 430 и обеспечивая сдвигание тарельчатого клапана 410 в положение закрытия отверстия 425. Следует понимать, что канал 420 может представлять собой систему трубок (не показана на чертеже), которые могут обеспечивать сообщение с узлом 130 головки блока карбонизации. Следовательно, поскольку клапан 270 может быть нормально открыт даже тогда, когда он соединен с бутылкой 170, это может обеспечивать дополнительные меры безопасности при работе аппарата 100 благодаря обеспечению постоянного сообщения с атмосферой содержимого прикрепленной бутылки 170, если в данный момент времени процесс карбонизации не активен.
[0044] По завершении процесса карбонизации контактный стержень 275 можно уже больше не отжимать. Следовательно, в данный момент контактный стержень 275 больше не может оказывать достаточного усилия на пружину 430, что не позволяет ей перемещать тарельчатый клапан 410 и открывает отверстие 420, таким образом, возвращая предохранительный клапан 270 в его нормально открытое состояние.
[0045] Согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения, предохранительный клапан 270 выполнен также с возможностью его самостоятельного открытия в процессе карбонизации, если по какой-либо причине давление в бутылке 170 может превышать заранее заданное предельное значение. Например, пружина 440 может быть выполнена таким образом, что если давление внутри бутылки 170 превышает 11 бар, то тарельчатый клапан 410 может быть перемещен обратно, открывая отверстие 425, таким образом, обеспечивая удаление газа из бутылки 170. Следует понимать, что давление 11 бар может быть достаточным для перемещения тарельчатого клапана 410, даже если контактный стержень 275 отжат кулачковым упором. Более того, следует понимать, что описанная выше конфигурация может быть приведена в качестве примера; данное изобретение может включать другие соответствующие конфигурации, которые могут быть предусмотрены конкретными вариантами осуществления изобретения.
[0046] На Фиг.2В изображен альтернативный вариант выполнения предохранительного клапана 270 двойного действия, в данном случае обозначенного как предохранительный клапан 270′ двойного действия. Предохранительный клапан 270′ двойного действия может содержать контактный стержень 275′, тарельчатый клапан 410′, отверстие 425′, канал 420′ и пружину 415. Для описанного выше нормального рабочего режима, в процессе карбонизации стержень 275′ может оказывать давление на пружину 415, которая может толкать тарельчатый клапан 410′ для закрытия отверстия 425′. Следует понимать, что пружина 415 также может быть настроена на заранее заданное значение давления, так что когда отверстие 425′ закрыто, а повышение давления внутри бутылки 170 превышает заранее заданные предельные значения (обычно составляющие 11 бар), пружина 415 может отпускать тарельчатый клапан 410′ и, таким образом, снова открывать отверстие 425′, обеспечивая выпуск избыточного газа.
[0047] Заявитель полагает, что зубцовый зажим согласно данному изобретению может быть использован в автомате для газирования напитков, приводимом в действие вручную или автоматически.
[0048] Следует понимать, что для автоматизации процесса работы аппарат для газирования напитков в домашних условиях должен содержать средство для получения электрического питания, например, путем соединения с электрической сетью или электрическим аккумулятором. Очевидно, что подключение электричества к какому бы то ни было аппарату связано с некоторой опасностью. Следовательно, в отличие от аппарата по газированию напитков в домашних условиях с ручным управлением, автоматический вариант может потребовать применения встроенных средств безопасности, предотвращающих повреждения, связанные с электричеством. Однако также следует понимать, что кроме возможности непосредственного повреждения, вызванного электричеством, включение электрического компонента в процесс карбонизации также может привнести опосредованные опасности, связанные с использованием сжатого СО2. Если по какой-либо причине имеет место отключение электроснабжения при открытой емкости с СO2, существенно возрастает вероятность взрыва в результате продолжения процесса карбонизации после превышения безопасных уровней давления. Например, если в системе, известной из уровня техники и описанной в документе ЕР 1351758, возникает перебой в подаче электроэнергии в то время, когда узел кулачка находится в положении, соответствующем механическому открытию емкости с СO2, избыточное давление в аппарате для газирования напитков может повышаться, что приведет к нежелательным последствиям.
[0049] Таким образом, Заявитель полагает, что для автоматического аппарата для газирования напитков в домашних условиях может потребоваться обеспечение одной или нескольких дополнительных мер безопасности, чтобы гарантировать возможность прекращения подачи находящегося под давлением СO2 в случае отключения электропитания в процессе работы. На Фиг.3А и Фиг.3В изображен в двух положениях обладающий признаками новизны полуавтоматический аппарат 100 для газирования напитков в домашних условиях, выполненный и функционирующий согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения. На Фиг.3А аппарат 100 изображен с присоединенной бутылкой 170; а на Фиг.3В аппарат 100 изображен в момент присоединения бутылки 170. Полуавтоматический аппарат 100 для газирования напитков в домашних условиях может содержать узел 130 головки блока карбонизации, емкость 140 с СO2 и узел 150 зубчатой передачи блока карбонизации. Узел 130 головки блока карбонизации может функционировать в целом подобно узлу, описанному в документе US 7975988. Однако узел 130 может содержать, помимо прочего, описанные далее дополнительные особенности/функциональные возможности.
[0050] При использовании аппарата 100 для газирования напитков в домашних условиях пользователь сначала может вручную присоединить бутылку 170 с водой путем ее наклонной установки в узел 130 головки блока карбонизации, как изображено на Фиг.1В. Затем путем включения одного или нескольких элементов управления (не показаны на чертеже) может быть инициирован процесс карбонизации. Группа элементов управления может содержать элемент управления, обеспечивающий запуск процесса карбонизации, причем один или несколько дополнительных элементов управления могут быть выполнены с возможностью обеспечения выбора желаемой степени газирования напитка (то есть, «слабая/низкая», «нормальная/средняя», «сильная/высокая»). Данное изобретение может содержать любые соответствующие элементы управления, известные из уровня техники, включая, например, переключатели, нажимные кнопки, ручки настройки и т.д.
[0051] На Фиг.4А изображен узел 150 зубчатой передачи блока карбонизации, расположенный внутри иллюстративного аппарата 100 для газирования напитков в домашних условиях. Узел 150 зубчатой передачи блока карбонизации может содержать двигатель 310, зацепляющиеся шестерни 320, кулачковый упор 325 и рычаг 330. Двигатель 310 выполнен с возможностью приведения в работу зацепляющихся шестерен 320, которые в свою очередь могут обеспечивать нажатие на рычаг 330. Следует понимать, что устройство, состоящее из зацепляющихся шестерен 320, может служить качестве примера, при этом в данное изобретение может быть включено любое соответствующее известное уровня техники устройство, создающее необходимое усилие и обеспечивающее нажатие на рычаг 330. Рычаг 330 блока карбонизации может быть выполнен таким образом, чтобы обеспечивать в нажатом состоянии открытие перепускного клапана емкости 140 (Фиг.3А) для выпуска СО2 в систему трубок (не показана), по которой газ может быть введен в бутылку 170 посредством инжектора 230 (Фиг.1А).
[0052] Теперь обратимся к Фиг.4В, на которой в увеличенном виде изображен иллюстративный кулачковый упор 325 блока карбонизации. Кулачковый упор 325 может представлять собой, например, выступающий участок, выполненный на одной из зацепляющихся шестерен 320. Однако следует понимать, что данное изобретение может содержать любой соответствующий кулачковый упор. Предохранительный клапан 270 двойного действия может содержать контактный стержень 275 и может быть расположен вблизи кулачкового упора 325. Узел 150 может быть выполнен таким образом, что в нерабочем состоянии непосредственный контакт стержня 275 с кулачковым упором 325 может отсутствовать. Однако когда узел 150 должен быть введен в действие в ходе процесса карбонизации, двигатель 310 может обеспечивать вращение зацепляющихся шестерен 320, таким образом, располагая кулачковый упор 325 в непосредственном контакте со стержнем 275, фактически, толкая указанный стержень в направлении стрелки В. На одном или обоих концах кулачкового упора 325 могут быть расположены один или несколько датчиков (не показаны на чертеже), определяющих момент соприкосновения контактного стержня 275 с кулачковым упором 325. Понятно, что в данное изобретение могут быть включены любые соответствующие датчики, известные из уровня техники. Например, изобретение может содержать оптические датчики, датчики положения и/или механические датчики.
[0053] Следует понимать, что двигатель 310 может обеспечивать вращение зацепляющихся шестерен 320 таким образом, что кулачковый упор 325 может находиться в непосредственном контакте со стержнем 275, а рычаг 330 может быть опущен в направлении к емкости 140, обеспечивая выпуск СO2 и поступление его в узел 130. Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения, в процессе карбонизации двигатель 310 может обеспечивать вращение зацепляющихся шестерен 320 туда и обратно один или несколько раз, тем самым опуская и поднимая рычаг 330 для выпуска порций СО2 из емкости 140. Следует понимать, что когда контактный стержень 275 приближается к краю кулачкового упора 325, датчик (датчики), расположенный (расположенные) на кулачковом упоре 325 может (могут) посылать сигнал, под действием которого двигатель 310 может изменять направление движения шестерен на обратное, согласно стрелке С (Фиг.4В), таким образом, фактически сохраняя контакт между стержнем 275 и кулачковым упором 325 в процессе карбонизации. После завершения процесса карбонизации двигатель 310 может обеспечивать вращение зацепляющихся шестерен 320 с поднятием рычага 330 и прерыванием контакта между стержнем 275 и кулачковым упором 325.
[0054] Тем не менее, следует понимать, что аппарат для газирования напитков может быть выполнен с возможностью использования нескольких типов емкостей для СO2. Например, некоторые емкости 140 могут иметь пусковые стержни, обеспечивающие открытие емкости при усилии, составляющем 30 Н, тогда как другие емкости могут быть выполнены с пусковыми стержнями, которые обеспечивают открытие емкости при усилии до 150 Н. Заявители полагают, что для рычага 330 невозможно выполнить пружинный механизм, который соответствовал бы каждому возможному уровню усилия, необходимого для открытия емкости 140. Такая функциональная возможность может мешать нормальной работе аппарата 100, в котором к рычагу 330 блока карбонизации должно быть приложено усилие, достаточное для нажатия на пусковой стержень емкости 140. Следовательно, согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения, пружинный механизм может быть выполнен с возможностью обеспечения открытия под воздействием большего усилия, чем усилие, создаваемое пусковым стержнем и составляющее 30 Н или более.
[0055] Как уже обсуждалось выше, может случиться так, что в процессе карбонизации и при отжатом рычаге 330 блока карбонизации (Фиг.4А) могут иметь место перебои в подаче электропитания. Согласно другому предпочтительному варианту выполнения данного изобретения рычаг 330 может быть выполнен также с пружинным механизмом, который может регулировать давление, требуемое для открытия емкости 140. Следует понимать, что емкости 140 обычно могут быть открыты путем нажатия на пусковой стержень. В качестве меры безопасности, усилие нажима на пусковой стержень для открытия емкости 140 обычно может быть значительным. Пружинный механизм рычага 330 может быть выполнен таким образом, что в случае перебоев в подаче электропитания при отжатом положении рычага 330 для открытия емкости 140 давление, восстанавливающееся естественным путем посредством пускового стержня, может быть достаточно большим, чтобы преодолеть силу инерции рычага 330, уже не приводимого в действие двигателем 310.
[0056] Следует понимать, что описанные выше признаки и функциональные особенности могут потребовать применения блока процессора/контроллера с электрическим входом. На Фиг.5 изображена иллюстративная схема объединения такого блока с аппаратом 100 для газирования напитков в домашних условиях. Схема 500 может содержать механические детали, такие как узел 130 головки блока карбонизации, узел 150 зубчатой передачи блока карбонизации и зубцовый зажим 250, которые предназначены для введения в бутылку 170 газа С02 из емкости 140 для получения газированной воды. Кроме того, схема 500 может содержать блок 510 контроллера, предназначенный для автоматизации и управления процессом карбонизации. Блок 510 контроллера может представлять собой любое соответствующее известное из уровня техники устройство, которое в целом может обеспечить надлежащую функциональность, описанную в данном документе.
[0057] Блок 510 контроллера может принимать входной сигнал от одного или нескольких датчиков, например, датчика 515 обнаружения бутылки, датчика 520 заполнения/опорожнения бутылки, датчика 525 углового пространственного положения, датчика 530 размера бутылки и/или датчика 560 наличия СO2. Датчик 515 может указывать, соответствующим ли образом вставлена и зажата посредством зубцового зажима 250 бутылка 170. Датчик 520 может указывать, заполнена или нет бутылка 170. Датчик 525 может указывать, расположен ли вертикально аппарат 100 для газирования напитков в домашних условиях. Датчик 530 может указывать размер бутылки 170, например, пол-литровую или литровую емкость используемой бутылки. Датчик 560 может указывать, имеется или нет газ СО2 в емкости 140. Следует понимать, что датчики 515, 520, 525, 530 и 560 могут быть представлены любыми соответствующими датчиками, известными из уровня техники.
[0058] Следует понимать, что на основании входного сигнала, получаемого от датчиков, блок 510 может прерывать или регулировать процесс карбонизации. Например, если датчик 515 не может обнаружить бутылку 170, блок 510 контроллера может прервать указанный процесс. Кроме того, блок 510 контроллера может прервать процесс, если датчик 525 указывает, что бутылка 170 расположена не вертикальным образом. В таких положениях на карбонизацию может отрицательно влиять сила тяжести. Более того, извлечение только что газированной бутылки, находящейся в невертикальном положении, может представлять потенциальную опасность и в любом случае непременно приведет к нежелательным проливам жидкости.
[0059] Согласно другому предпочтительному варианту выполнения данного изобретения аппарат 100 для газирования напитков в домашних условиях может быть выполнен с конденсатором 550, предназначенным для накопления электрического заряда в процессе работы аппарата 100. Если в процессе карбонизации случаются перебои в подаче электропитания, блок 510 может подать команду двигателю 310 на вращение шестерен 320 таким образом, чтобы открыть предохранительный клапан 270 двойного действия и поднять рычаг 330 из положения соединения с емкостью 140. Накопленный заряд может обеспечить двигатель 310 мощностью, достаточной для выполнения команд.
[0060]
[0061] Блок 510 контроллера также может использовать входной сигнал, поступающий от датчика 530, для регулирования процесса в соответствии с размером бутылки 170. Следует понимать, что данное изобретение может содержать и другие датчики. Например, как описано выше, могут быть применены один или несколько датчиков, обеспечивающих в процессе карбонизации возможность контакта толкателя 275 с кулачковым упором 325. Точно так же следует понимать, что данное изобретение может быть выполнено без использования некоторых или всех указанных выше датчиков.
[0062] Как уже обсуждалось выше, аппарат 100 для газирования напитков в домашних условиях может быть выполнен с возможностью обеспечения разнообразных вариантов газирования, в зависимости от предпочтений пользователя. Данные предпочтения могут быть указаны посредством переключателей 540 уровней газирования и/или интерфейса 590 пользователя с жидкокристаллическим дисплеем. Следует понимать, что в данное изобретение также могут быть включены любые другие соответствующие элементы управления, предназначенные для указания выбора пользователя и/или инициации процесса карбонизации. Контроллер 510 может быть выполнен с возможностью обеспечения продолжения процесса карбонизации до тех пор, пока вода в бутылке 170 не достигнет соответствующей степени газирования, выбранной пользователем.
[0063] Соответственно, блок 510 контроллера может посылать ряд команд к двигателю 310 на основании выбора пользователя. Например, аппарат 100 для газирования напитков в домашних условиях может быть выполнен с возможностью осуществления «слабого» газирования воды с использованием трех разделенных по времени впусков порций СO2; «среднее» газирование с использованием четырех разделенных по времени впусков порций СO2; и «сильное» газирование с использованием пяти разделенных по времени впусков порций СO2. Следовательно, если пользователь выбирает «среднее» газирование, блок 510 может послать к двигателю 310 команду на вращение зацепляющихся шестерен 320 таким образом, чтобы рычаг 330 мог быть отжат четыре раза. Следует понимать, что количество перечисленных выше впусков порций для каждой степени газирования может служить в качестве примера, при этом изобретение может обеспечивать требуемую степень газирования согласно любой соответствующей комбинации количества/продолжительности/интервала впусков порций газа.
[0064] Согласно другому предпочтительному варианту выполнения данного изобретения, аппарат 100 для газирования напитков в домашних условиях может быть выполнен с таймерным механизмом 580, расположенным между силовым входом 599 и блоком 570 питания. Таймерный механизм 580 может быть выполнен с возможностью отслеживания времени выполнения процесса карбонизации. В том случае, если продолжительность процесса карбонизации превышает пороговое значение, таймерный механизм 580 может отключать подачу электроэнергии от силового входа 599. Например, аппарат 100 для газирования напитков в домашних условиях может быть выполнен с возможностью обеспечения карбонизации в течение максимум 30 секунд при допущении, что дальнейшая карбонизация может привести к опасным условиям. В том случае, если непрерывный процесс продолжается дольше, чем определяемое конструкцией устройства пороговое значение, например, 30 секунд, можно предположить возможность возникновения "неуправляемой" ситуации. В связи с этим, сторожевой механизм 580 может остановить процесс в жесткой форме путем отключения подачи электропитания.
[0065] Следует иметь в виду, что после карбонизации содержимое бутылки 170 может находиться под значительным давлением. В связи с этим следует понимать, что при извлечении бутылки 170 из аппарата 100 немедленное вскрытие герметичного соединения, образованного зубцовым зажимом 250 и бутылкой 170 с водой, может вызвать «взрывной эффект». Однако, как описано выше, всякий раз в отсутствие процесса карбонизации предохранительный клапан 270 двойного действия может быть возвращен в открытое нормальное положение. Таким образом, перед извлечением бутылки 170 избыточное давление в указанной бутылке может быть по меньшей мере частично сброшено для ослабления эффекта «взрыва».
[0066] На Фиг.6 изображена дополнительная конструктивная особенность для обеспечения меры безопасности и предотвращения возникновения указанного «взрывного эффекта». Согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения предохранительный клапан 220 может использоваться для создания запирающего механизма, препятствующего высвобождению бутылки 170 во время проведения процесса карбонизации. На Фиг.6 изображен обладающий признаками новизны кулачковый упор 600, имеющий углубленную контактную область 605. Контактная область 605 может быть закрыта плоской пружиной 610 и вместе с ней может обеспечивать механический ограничитель для перемещения бутылки 170. Как показано на Фиг.6, когда в процессе карбонизации пусковой стержень 280 приведен в контакт с кулачковым упором 600, плоская пружина 610 может быть отжата в положение, показанное в виде положения плоской пружины 610А. Плоская пружина 610В может соответствовать нормальному состоянию плоской пружины 610, когда процесс карбонизации завершен и бутылка 170 уже не находится под давлением. Следует понимать, что по сравнению с Фиг.1В, кулачковый упор 600 в целом может быть неподвижен, когда бутылка 170 освобождена, тогда как клапан 220 в целом может отклоняться наружу вдоль бутылки 170. Соответственно, если пусковой стержень 280 расположен в углубленной контактной области 605, он может препятствовать данному движению, по существу, блокируя бутылку 170 в ее положении во время проведения карбонизации, когда бутылка 170 находится под давлением.
[0067] Следует понимать, что данное изобретение может содержать прочие подобные запирающие механизмы, используемые в других аппаратах для газирования напитков в домашних условиях, которые могут быть выполнены с предохранительным клапаном 220 (Фиг.2), либо без указанного клапана. Например, механические, неавтоматические аппараты для газирования напитков в домашних условиях могут отличаться отсутствием кулачкового упора 600, обладающего признаками новизны, и пружины 610, но тем не менее могут быть выполнены с зубцовым зажимом 250. Для указанных аппаратов может быть применим любой соответствующий известный из уровня техники запирающий механизм, не допускающий выдачу бутылки 170 пользователю во время проведения процесса карбонизации. Согласно предпочтительному варианту выполнения данного изобретения механические аппараты для газирования напитков в домашних условиях могут быть выполнены с предохранительным фиксатором, который может быть введен в состояние зацепления, как только бутылка 170 охвачена зубцовым зажимом 250. Для освобождения бутылки 170 пользователь сначала должен специально разблокировать предохранительный фиксатор, таким образом, обеспечивая по меньшей мере частичный выпуск избыточного СО2 перед освобождением бутылки и по существу предотвращая взрывной эффект.
[0068] На Фиг.7А и Фиг.7В изображен иллюстративный запирающий механизм для неавтоматического аппарата. В данном варианте выполнения механический ограничитель может представлять собой ребро 600, образованное на рычаге 610 аппарата. Ребро 600 может иметь форму колена с относительно вертикальным участком 602, относительно горизонтальным участком 604 и местом 606 изгиба. Кроме того, данный вариант выполнения может содержать зубцовый зажим, представленный на чертеже сжимающим кольцом 668, поворотный рычаг 614 и узел с удлиненной частью 612, которая может перемещаться относительно ребра 600.
[0069] В запертом состоянии, изображенном на Фиг.7А, рычаг 610 может быть опущен относительно корпуса 620. В данном положении бутылка 170 может быть обхвачена зубцовым зажимом и, таким образом, расположена в вертикальном положении. Таким образом, сжимающее кольцо 668 может находиться в горизонтальном положении, и поэтому удлиненная часть 612, которая может быть расположена перпендикулярно указанному кольцу, может быть в вертикальном положении. Рычаг 610 может быть расположен таким образом, что удлиненная часть 612 может выходить за пределы участка 602 ребра. Поскольку участок 602 ребра может выступать из рычага 610, указанный участок может препятствовать извлечению бутылки 170 пользователем из зубцового зажима, который обхвачен сжимающим кольцом 668.
[0070] Когда рычаг 610 может быть поднят, как изображено на Фиг.7В, ребро 600 может быть поднято относительно удлиненной части 612. Вертикальный участок 602 ребра может быть поднят таким образом, что конец удлиненной части 612 может проходить мимо места 606 изгиба. В результате, конец удлиненной части 612 уже не может быть ограничен вертикальным участком 602 ребра. В таком состоянии бутылка, удерживаемая зубцовым зажимом, может быть повернута, и поэтому сжимающее кольцо 668 изображено как в вертикальном, так и в повернутом состоянии.
[0071] Таким образом, в данном варианте выполнения бутылку можно извлечь из зубцового зажима только после того, как поднят рычаг 610, что может иметь место после карбонизации. Ребро 600 может обеспечивать механический ограничитель при повороте бутылки. При этом извлечение бутылки после карбонизации может быть выполнено через несколько секунд после ее окончания, что обеспечивает выпуск достаточного количества избыточных газов, предотвращая взрывной эффект.
[0072] Как следует из приведенных выше рассуждений и если конкретно не заявлено иное, следует понимать, что применяющиеся на протяжении всего описания такие выражения как «обработка данных», «вычисление», «расчет», «определение» или им подобные относятся к действию и/или процессам, выполняемым в компьютере, вычислительной системе или подобном электронном вычислительном устройстве, которое обрабатывает и/или преобразует данные, представленные как физические, например, электронные, количественные значения регистров вычислительной системы и/или запоминающих устройств в другие данные, представленные аналогичным образом как физические количественные значения запоминающих устройств вычислительной системы, регистров или других подобных устройств хранения, передачи информации или устройств отображения данных.
[0073] Варианты выполнения данного изобретения могут включать устройство для выполнения операций. Данное устройство может быть специально создано для выполнения целевых задач или может содержать компьютер общего назначения, приводимый в действие избирательной программой или изменяющий конфигурацию путем выполнения программы, заложенной в памяти компьютера. Данная компьютерная программа может быть записана на машиночитаемом носителе информации, таком как, но не исключительно, диск любого типа, включая дискеты, оптические диски, магнитно-оптические диски, диски с памятью только для чтения (ROMs), компакт диски с памятью только для чтения (CD-ROMs), оперативные запоминающие устройства (RAMs), электрически программируемые постоянные запоминающие устройства (EPROMs), электрически стираемые и программируемые постоянные запоминающие устройства (EEPROMs), магнитные или оптические карты, флеш-память, или другой тип носителя с возможностью хранения электронных команд и способный связываться с шиной компьютерной системы.
[0074] Хотя в данном документе были описаны и проиллюстрированы некоторые особенности изобретения, специалисты в данной области техники могут выполнить модификации, замены, изменения и эквиваленты. Таким образом, следует понимать, что прилагаемая формула изобретения охватывает все такие модификации и изменения, которые не выходят за рамки реальной сущности изобретения.
1. Зубцовое зажимное устройство, являющееся частью узла головки блока карбонизации и предназначенное для присоединения бутылки для газируемого напитка к аппарату для газирования напитков в домашних условиях, содержащее
зубцы, предназначенные для приема и позиционирования бутылки в указанном узле головки блока карбонизации в наклонном положении перед процессом карбонизации и для прикрепления бутылки к указанному узлу, когда пользователь перемещает бутылку в вертикальное положение,
сжимающее кольцо,
центрирующие ребра, присоединенные к сжимающему кольцу и предназначенные для направления бутылки в зубцы в процессе ее установки и для сжимания зубцов, и
поворотный рычаг, присоединенный к сжимающему кольцу и к указанному узлу головки блока карбонизации и предназначенный для обеспечения сжимания зубцов, когда пользователь перемещает бутылку в вертикальное положение, и запирающий механизм, предназначенный для блокирования бутылки в вертикальном положении в указанном узле по меньшей мере в процессе карбонизации.
2. Устройство по п. 1, которое содержит упругое уплотнение для создания изолированного пространства для карбонизации, причем сжимающее кольцо сжимает зубцы под кольцевым расширением бутылки с обеспечением тем самым поднятия бутылки к уплотнению для прижатия ее к упругому уплотнению.
3. Устройство по п. 1, в котором запирающий механизм представляет собой механический ограничитель.
4. Устройство по п. 3, в котором механический ограничитель представляет собой углубленную область в кулачковом упоре указанного узла головки блока карбонизации, причем в процессе карбонизации в указанную углубленную область входит стержень исполнительного механизма, соединенный с указанным зубцовым зажимным устройством.
5. Устройство по п. 3, в котором механический ограничитель представляет собой выполненное на рычаге ребро, которое ограничивает наклон удлиненной части зубцов в процессе карбонизации.
6. Устройство по п. 2, в котором кольцевое расширение выполнено вокруг горлышка бутылки.
7. Устройство по п. 6, в котором кольцевое расширение расположено рядом с резьбой, выполненной вокруг горлышка бутылки.
8. Аппарат для газирования напитков в домашних условиях, содержащий зубцы, являющиеся частью узла головки блока карбонизации и предназначенные для приема и позиционирования бутылки в наклонном положении с упором в упругое уплотнение с обеспечением создания в ней изолированного пространства для карбонизации, и
нормально открытый предохранительный клапан, предназначенный для выпуска газа из бутылки, когда аппарат не работает в режиме карбонизации.
9. Аппарат по п. 8, в котором нормально открытый предохранительный клапан содержит пружину, которая в нормальном состоянии нажимает на стержень, выводя его из канала газирования в аппарате.
10. Аппарат по п. 9, дополнительно содержащий кулачковый упор, предназначенный для прижатия указанного стержня к пружине для перекрытия канала газирования в процессе карбонизации.
11. Аппарат для газирования напитков в домашних условиях, содержащий блок карбонизации, предназначенный для насыщения жидкости сжатым газом,
электрический контроллер, предназначенный для обеспечения работы блока карбонизации, и
по меньшей мере одно средство обеспечения безопасности, предназначенное для прекращения подачи сжатого газа в случае перебоя в подаче электропитания.
12. Аппарат по п. 11, в котором блок карбонизации содержит зубцовое зажимное устройство, предназначенное для прикрепления бутылки для газируемого напитка к указанному аппарату.
13. Аппарат по п. 12, в котором указанное по меньшей мере одно средство обеспечения безопасности содержит по меньшей мере один нормально открытый предохранительный клапан, предназначенный для выпуска газа из бутылки, когда аппарат не работает в режиме газирования.
