ЗУБЧАТЫЙ ЗАЖИМ ГАЗИРУЮЩЕГО АВТОМАТА СО ВСТРОЕННЫМ ПНЕВМАТИЧЕСКИМ СРЕДСТВОМ БЛОКИРОВАНИЯ
GEAR CLAMP OF A GASSING MACHINE WITH A BUILT-IN PNEUMATIC BLOCKING DEVICE

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА
[0001] Приоритет данной заявки заявляется по предварительной патентной заявке США №62/266625, поданной 13 декабря 2015 года, содержание которой полностью включено в данный документ с помощью ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Данное изобретение относится в целом к автоматам для сатурации и в частности к зажимным устройствам для прикрепления бутылок к таким автоматам.
ПРЕДПОСЫЖИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
2
[0003] В данной области техники известны газирующие автоматы для сатурации напитков. Большинство таких устройств, предназначенных для сатурации в домашних условиях, предусматривают ручное манипулирование. Как правило, пользователь прикрепляет бутылку с водой к сатураторной головке, а затем с помощью газоспускного клапана вручную выпускает CO в бутылку с водой из прикрепленного баллона, находящегося под давлением. Данные автоматы обычно также содержат один или более стравливающих клапанов, которые предназначены для выпуска газа в случае избыточного повышения давления в процессе сатурации.
[0004] В патенте США №8920860, принадлежащем автору данного изобретения и, таким образом, полностью включенном в данный документ посредством ссылки, описано зубчатое зажимное устройство в форме цветка, предназначенное для прикрепления бутылки с газируемым напитком к газирующему автомату. Как показано на фиг. 1A, на которую сделана ссылка ниже, пользователь может прикрепить бутылку 50 к газирующему автомату 7 под углом относительно автомата 7. После переведения бутылки 50 в вертикальное положение (фиг. 1В) (положение сатурации) она удерживается на месте, при этом перемещение бутылки пользователем обратно в наклонное положение до завершения сатурации предотвращается механическим фиксатором. После завершения сатурации пользователь может переместить бутылку 50 в наклонное положение с обеспечением ее высвобождения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0005] Согласно варианту выполнения данного изобретения предложено зубчатое зажимное устройство для прикрепления бутылки с газируемым напитком к автомату для сатурации в домашних условиях. Устройство содержит зубчатый зажим для размещения бутылки в невертикальном положении перед выполнением сатурации, причем бутылка имеет горловое кольцо для ее присоединения к указанному автомату при перемещении бутылки пользователем в вертикальное положение, запирающий механизм для прикрепления бутылки к автомату за горловое кольцо в вертикальном положении в процессе сатурации, и блокирующее средство, действующее внутри указанного запирающего механизма и использующее перемещение бутылки вниз под давлением для предотвращения разблокировки запирающего механизма при избыточном давлении внутри бутылки.
[0006] Кроме того, согласно варианту выполнения данного изобретения зубчатый зажим имеет несколько зубцов одинакового размера.
[0007] Дополнительно, согласно варианту выполнения данного изобретения блокирующее средство имеет два запираемых зубца, каждый из которых имеет наклонную верхнюю поверхность и которые присоединены к зубчатому зажиму и отличаются размером и формой от указанных зубцов одинакового размера, при этом указанные два зубца расположены на противоположных сторонах зубчатого зажима.
[0008] Далее, согласно варианту выполнения данного изобретения устройство также содержит запорное кольцо, имеющее запирающий выступ для соединения с указанными двумя запираемыми зубцами при их выдвигании наружу во время толкания бутылки вниз под действием избыточного давления.
[0009] Кроме того, согласно варианту выполнения данного изобретения устройство содержит кулачок для опускания запорного кольца, рычаг для приведения в действие указанного кулачка и пружины для поднятия запорного кольца, которые обладают заданным усилием, обеспечивающим подъем запорного кольца, когда в бутылке нет давления, при этом указанные два запираемых зубца, находящихся в соединенном состоянии, препятствуют подъему запорного кольца пружинами.
[0010] Кроме того, согласно варианту выполнения данного изобретения блокирующее средство содержит два плунжера, расположенных перпендикулярно зубчатому зажиму, два отверстия, размер которых обеспечивает размещение в них указанных плунжеров, и пружины плунжеров, выполненные с возможностью сжатия под давлением для проталкивания плунжеров через указанные два отверстия.
[0011] Кроме того, согласно варианту выполнения данного изобретения запирающий механизм содержит запорное кольцо, при этом устройство содержит кулачок для опускания запорного кольца, рычаг для приведения в действие указанного кулачка и пружины для подъема запорного кольца, которые обладают заданным усилием, обеспечивающим подъем запорного кольца, когда в бутылке нет давления, при этом указанные два плунжера, расположенные внутри отверстий, препятствуют подъему запорного кольца пружинами.
[0012] Согласно варианту выполнения данного изобретения предложен способ работы автомата для сатурации в домашних условиях, включающий размещение бутылки, имеющей горловое кольцо, прикрепление бутылки к указанному автомату при ее перемещении пользователем в вертикальное положение в процессе сатурации, запирание бутылки в вертикальном положении в процессе сатурации, а также использование перемещения бутылки вниз под давлением после сатурации и предотвращение удаления бутылки из указанного автомата после сатурации, если в бутылке имеется избыточное давление.
[0013] Кроме того, согласно варианту выполнения данного изобретения запирание включает опускание запорного кольца, имеющего запирающий выступ, поверх горлового кольца и захват горлового кольца зубчатым зажимом, который имеет зубцы одинакового размера и два запираемых зубца.
[0014] Далее, согласно варианту выполнения данного изобретения способ также включает удерживание бутылки в воздухе с помощью горлового кольца.
[0015] Далее, согласно варианту выполнения данного изобретения указанное предотвращение удаления бутылки включает закрепление запираемых зубцов между запирающим выступом и горловым кольцом, когда под действием избыточного давления бутылка выталкивается вниз.
[0016] Согласно варианту выполнения данного изобретения предложен зубчатый зажим, предназначенный для прикрепления бутылки с газируемым напитком к автомату для сатурации в домашних условиях и имеющий зубцы одинакового размера и два запираемых зубца, которые отличаются размером и формой от указанных зубцов одинакового размера и каждый из которых имеет наклонную поверхность, при этом указанные два запираемых зубца расположены на противоположных сторонах зубчатого зажима.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0017] Предмет изобретения конкретно изложен и четко заявлен в заключительной части описания. Тем не менее, в том, что что касается порядка и способа работы, а также целей, характерных особенностей и преимуществ, изобретение может стать наиболее понятным при прочтении нижеследующего подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
[0018] фиг. 1А и 1В изображают схематические виды устройства для прикрепления бутылки с газируемым напитком к газирующему автомату,
[0019] фиг. 2 изображает схематический вид зубчатого зажима, выполненного и работающего в соответствии с данным изобретением,
[0020] фиг. 3А и 3В изображают схематические разрезы зубчатого зажимного устройства, выполненного и работающего в соответствии с данным изобретением,
[0021] фиг. 4А, 4В и 4С изображают схематические виды, иллюстрирующие использование кулачка в устройстве, показанном на фиг. 1A и 1В, выполненном и работающем в соответствии с данным изобретением,
[0022] фиг. 5А и 5В изображают схематические виды элементов сатураторной головки, работающей с устройством, показанным на фиг. 3А и 3В, выполненным и работающим в соответствии с данным изобретением,
[0023] фиг. 6А, 6В и 6С изображают схематические виды устройства, показанного на фиг. 3А и 3В и выполненного и работающего в соответствии с данным изобретением, в процессе этапа сатурации и после него,
[0024] фиг. 7А, 7В и 7С изображают схематические виды альтернативного варианта выполнения зубчатого зажимного устройства, выполненного и работающего в соответствии с данным изобретением.
[0025] Следует понимать, что для простоты и ясности иллюстрации элементы, изображенные на чертежах, не обязательно показаны в масштабе. Например, для ясности размеры некоторых элементов могут быть увеличены относительно других элементов. Кроме того, там, где это целесообразно, номера позиций могут повторяться на разных чертежах для обозначения соответствующих или аналогичных элементов.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0026] В нижеприведенном подробном описании изложены различные характерные особенности для обеспечения всестороннего понимания изобретения. Однако специалистам должно быть понятно, что данное изобретение может быть реализовано на практике без учета этих конкретных особенностей. В других случаях хорошо известные способы, операции и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять понимание изобретения.
[0027] Заявители пришли к выводу, что высвобождение бутылки из зубчатого зажимного устройства в форме цветка, такого как описанное выше, привязано с механической точки зрения к концу процесса сатурации и не учитывает тот факт, что после сатурации может пройти некоторое время до того момента, когда давление будет полностью стравлено из бутылки. Несмотря на то что большинство систем для сатурации в домашних условиях, как правило, имеет встроенные предохранительные средства, например выпускные клапаны и/или клапаны, закрывающиеся при срабатывании, для обеспечения полного стравливания давления из системы, пользователь все же может высвободить бутылку из газирующего автомата до полного сброса давления в ней. Это может привести к опасному «эффекту выстрела», при котором после высвобождения бутылка может отлететь с большой скоростью.
[0028] Кроме того, заявители пришли к выводу, что автомат для газирования в домашних условиях может быть усовершенствован путем добавления встроенного запирающего устройства, которое может обеспечивать открытие зубчатого зажима и высвобождение бутылки только после полного сброса давления в системе, даже если пользователь попытается высвободить бутылку, как описано выше. На фиг. 2 изображен зубчатый зажим 20, выплоненный и работающий в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения данного изобретения. Зубчатый зажим 20 может иметь несколько обычных зубцов 30 и два особых запираемых зубца 35, которые могут отличаться от обычных зубцов 30 как по размеру, так и по форме. Например, зубцы 35 обычно могут быть больше зубцов 30.
[0029] На фиг. 3А и 3В схематически изображены разрезы усовершенствованного зубчатого зажимного устройства 100, выплоненного и работающего в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения данного изобретения. Устройство 100 может содержать средство 5 для опускания сатураторной головки, запорное кольцо 10, имеющее запирающий выступ 12, и зубчатый зажим 20, имеющий по меньшей мере один запираемый зубец 35 увеличенного размера. В процессе работы устройство 100 может обеспечивать запирание по меньшей мере одного зубца 35 между выступом 12 и горловым кольцом 60 бутылки 50, когда бутылка 50 находится под давлением, как более подробно описано ниже.
[0030] На фиг. 3А изображено устройство 100 на этапе пре-сатурации перед прикреплением бутылки 50, при этом средство 5 для опускания сатураторной головки наклонено в наружном направлении. На фиг. 3В устройство 100 изображено в процессе сатурации, при этом бутылка 50 находится в вертикальном положении. Перед сатурацией и в процессе прикрепления бутылка 50 может быть продвинута за зубцы зажима 20 (в том числе за зубцы 35) вплотную к средству 5. В данном положении запирающий выступ 12 кольца 10 может быть расположен выше зубцов 35.
[0031] Для выполнения сатурации запорное кольцо 10 может быть опущено так, что передняя наклонная поверхность 13 запирающего выступа 12 может скользить по задней наклонной поверхности 37 зубцов 35. В процессе сатурации избыточное давление в бутылке 50 может выталкивать ее обратно вниз, тем самым толкая горловое кольцо 60 вплотную к верхней наклонной поверхности 37 зубцов 35, в результате чего запирающие зубцы 35 могут выталкиваться наружу вплотную к наклонной поверхности 13 выступа 12 с обеспечением тем самым запирания зубцов 35 между кольцом 60 и выступом 12. Любая попытка сместить запорное кольцо 10 вверх не сработает, поскольку зубцы 35 могут быть заперты между горловым кольцом 60 и выступом.
[0032] Следует понимать, что данное «внутреннее блокирующее средство» 32, образованное запирающими зубцами 35, находящимися в закрепленном состоянии, не может быть разблокировано до тех пор, пока давление в бутылке 50, которое толкает ее вниз, не будет полностью стравлено.
[0033] Следует понимать, что вышеописанное внутреннее блокирующее средство 32 может удерживать любую бутылку, имеющую горловое кольцо 60, в зубчатом зажиме в процессе сатурации и может гарантировать, что, в какое бы положение пользователь ни перемещал бутылку 50, она не сможет быть выпущена из зубчатого зажима 20 до тех пор, пока давление в ней не будет стравлено, как изложено выше.
[0034] Следует отметить, что устройство 100 может являться частью сатураторной головки 120 установки для сатурации в домашних условиях, аналогичной описанной в патенте США №8920860, или любой другой подходящей установки. Кроме того, следует понимать, что сатураторная головка 120 может быть выполнена с возможностью наклона при помощи рычага 110, что дает пользователю возможность прикреплять бутылку под углом. Рычаг 110 может обеспечивать опускание запорного кольца 10 кулачком 15 поверх зажима 20 для стягивания зубцов зажима вокруг горлышка бутылки 50 с обеспечением, таким образом, механического запирания. Это проиллюстрировано на фиг. 4А, 4 В и 4С, на которые сделана ссылка ниже и на которых показан рычаг 110, приводящий в действие запорное кольцо 10 с помощью кулачка 15.
[0035] На фиг. 4А кулачок 15 изображен в опущенном положении после перемещения бутылки 50 пользователем в вертикальное положение на этапе пре-сатурации. В данном опущенном положении кулачок 15 может толкать запорное кольцо 10 вниз с обеспечением стягивания зажима 20 (не показан) для первичного захвата бутылки 50 по месту.
[0036] На фиг. 4В запорное кольцо 10 изображено находящимся в опущенном состоянии, даже когда рычаг 110 наклонен наружу, например, в попытке высвободить бутылку 50, когда она все еще находится под давлением. На фиг. 4С запорное кольцо 110 изображено в поднятом состоянии, например, возникшем вследствие падения давления в системе, как описано более подробно ниже. Следует понимать, что кулачок 50 может быть приведен в действие путем проталкивания бутылки 50 к рычагу 110, как описано выше.
[0037] На фиг. 5А и 5В изображены элементы сатураторной головки 120, взаимодействующие со встроенным блокирующим средством 32, показанным на фиг. 3А и 3В, на различных этапах пре-сатурации в устройстве 100, когда бутылка 50 прикреплена к головке 120 вокруг инжектора 40 сатуратора. Инжектор 40 может обеспечивать подачу двуокиси углерода в бутылку 50 из емкости с газом, расположенной в другом месте газирующего автомата. Как можно видеть из чертежей, бутылка 50 может в целом удерживаться внутри головки 120 с расположением по центру вокруг средства 5 для опускания сатураторной головки.
[0038] На фиг. 5А сатураторная головка 120 изображена в состоянии до полного прикрепления бутылки 50 и наклонена в наружном направлении. На данном этапе пре-сатурации запорное кольцо 10 может находиться в поднятом положении, при этом зубчатый зажим 20 открыт, а запираемые зубцы 35 расположены внутри утопленной области 75 между кольцом 10 и горлышком 60 и ниже запирающего выступа 12. Следует понимать, что, пока зубчатый зажим 20 открыт, бутылка 50 может быть легко задвинута и выдвинута.
[0039] Как можно видеть из чертежей, в данном варианте выполнения запорное кольцо 10 может дополнительно иметь выводы 85, которые могут быть присоединены за одно целое к кольцу 10 и могут проходить от него через опускающее средство 5. Вокруг выводов 85 могут быть навиты пружины 80, которые могут удерживаться между верхним диском 87 выводов 85 и верхней поверхностью 88 средства 5. Пружины 80 могут быть сжаты с помощью дисков 87, когда запорное кольцо 10 перемещается от опускающего средства 5 перед выпонением сатурации, как описано ниже.
[0040] На этапе пре-сатурации, до того как под действием рычага 110 кулачок 15 надавит на запорное кольцо 10, удерживая его прижатым, пружины 80 могут находиться в несжатом состоянии. Следует понимать, что натяжение пружин 80 может быть задано с обеспечением создания усилия, достаточного для вытягивания запорного кольца 10 вверх, когда в бутылке 50 отсутствует давление. Однако когда в бутылке 50 имеется давление, которое может толкать ее вниз с запиранием кольца 10 на месте, как описано выше, усилие пружин 80 может быть задано так, что оно не превосходит силу давления, в результате чего гаранитриуется удерживание запорного кольца 10 в максимально опущенном положении.
[0041] На фиг. 5В изображено состояние устройства 100 после того, как кулачок 15 вытолкнул запорное кольцо 10 вниз с обеспечением сжатия пружин 80 и зажатия зубцов 30 (расположенных за зубцами 35) вокруг горлового кольца 60 для удерживания бутылки 50 внутри сатураторной головки 120.
2
[0042] На фиг. 6А, 6В и 6С изображено устройство 100 в процессе этапа сатурации и после него. Следует понимать, что после добавления двуокиси углерода (CO) в содержимое бутылки 50 (с помощью сатураторной трубки 40) давление внутри бутылки может повыситься. Следует понимать, что данное повышение давления внутри бутылки 50 может толкать ее вниз, в положение, показанное на фиг. 6А, как изложено выше. Направленное вниз перемещение бутылки может толкать горлышко 60 вплотную к запираемым зубцам 35, в результате чего они открываются в наружном направлении. Следует также понимать, что вследствие своего размера и формы зубцы 35 могут оказаться зафиксированы в утопленной области 77 между выступом 12 и горловым кольцом 60. Кроме того, следует понимать, что, в то время как зубцы 35 остаются зафиксированными внутри области 77, запорное кольцо 10 может быть заперто по месту и не может быть поднято пружинами 80, как описано выше, даже при наклоне бутылки 50.
[0043] Следует также понимать, что для высвобождения бутылки 50 запираемые зубцы 35 должны быть выведены из области 77, вследствие чего сжатые пружины 80 могут разжиматься и толкать запорное кольцо 10 вверх с разблокированием тем самым зубчатого зажима 20. Стравливание давления из бутылки 50 может устранить направленную вниз силу давления, действующую на бутылку 50, и запустить подъем запорного кольца 10 (фиг. 6В) пружинами 80 путем толкания горлового кольца 60 и бутылки 50 вверх. Это может обеспечить разблокирование зубцов 35 и возможность полного поднятия запорного кольца 10 пружинами 80 (фиг. 6С). В данном состоянии зубчатый зажим 10 может быть полностью поднят с высвобождением зубцов 30, так что пользователь может извлечь бутылку 50 из сатураторной головки 120.
[0044] Следует также понимать, что, поскольку на данном этапе бутылка не герметизирована, отсутствует рост давления вследствие образования газированной воды и, таким образом, давление может быть полностью стравлено.
[0045] В альтернативном варианте выполнения устройство для сатурации может содержать два плунжера, которые могут перемещаться в отверстие и из него в соответствии с величиной давления в системе. На фиг. 7А, 7В и 7С изображено альтернативное зубчатое зажимное устройство со встроенным блокирующим средством 200 согласно варианту выполнения данного изобретения.
[0046] Устройство 200 может содержать опускающее средство 205, запорное кольцо 210, зубчатый зажим 200 и пружины 280. Опускающее средство 205 может содержать два плунжера 290, расположенных внутри пружин 295. Кроме того, в наружных стенках опускающего средства 205 могут быть выполнены отверстия 275, являющиеся достаточно большими для прохождения через ниж плунжеров, как описано более подробно ниже.
[0047] Следует понимать, что в данном варианте выполнения функции элементов могут быть аналогичны функциям элементов устройства 100, описанного выше. Зубчатый зажим 220 может иметь зубцы 230 одинакового размера аналогично зубчатому зажимному устройству, описанному в патенте США №8920860.
[0048] На фиг. 7А устройство 200 изображено на этапе пре-сатурации, до прикрепления бутылки 50, при этом запорное кольцо 210 находится в поднятом положении, а зубчатый зажим 220 открыт. Бутылка 50 может быть прикреплена к устройству 200, как описано выше, при этом под действием рычага 110 кулачок 15 (не показан) опускает запорное кольцо 210 с обеспечением сжатия зубчатого зажима 220 так, что бутылка 50 удерживается на месте (как показано на фиг. 7В, изображающей состояние устройства 200, при этом бутылка 50 не показана).
[0049] Когда в процессе сатурации в бутылке 50 повышается давление, сила давления может вызвать сжатие пружин 295 с выталкиванием тем самым плунжеров 200 в наружном направлении из их неактивного состояния, как показано на фиг. 7С.
[0050] Плунжеры 290 могут быть вытолкнуты наружу через отверстия 275 с обеспечением, таким образом, предотвращения подъема запорного кольца 210 и разблокирования зубчатого зажима 220. Следует понимать, что запирание плунжеров 290 в отверстиях 275 может предотвращать возможность поднятия кольца 210 пружинами 280, в результате чего образуется блокирующее средство 232 и, таким образом, зубчатый зажим 220 остается в сжатом состоянии и бутылка 50 не может быть высвобождена.
[0051] Только когда давление в бутылке 50 сброшено, а плунжеры 290 втянуты внутрь пружинами 295, пружины 280 могут поднять запорное кольцо 210, как описано выше, что, в свою очередь, может разблокировать зубчатый зажим 220 с обеспечением возможности высвобождения бутылки 50.
[0052] Таким образом, оба устройства 100 и 200 могут содержать блокирующие системы, которые замещают первоначальный запирающий механизм, образованный рычагом 110 и кольцом 10 (как описано в данном документе выше). Следовательно, после завершения сатурации бутылку невозможно извлечь из системы для сатурации в домашних условиях, даже если наклонить бутылку наружу с разблокированием кулачкового зажима, до стравливания из нее давления, поскольку до тех пор, пока запорное кольцо не поднято, оно не может разжать зубчатый зажим 20.
[0053] Несмотря на то что в данном документе изображены и описаны лишь некоторые характерные особенности изобретения, специалистам в данной области техники могут быть очевидны различные модификации, замены, изменения и эквивалентные элементы. Таким образом, следует понимать, что прилагаемая формула изобретения охватывает все такие модификации и изменения как находящиеся в рамках сущности изобретения.