專利名稱：：化學壓力產生的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及化學產生壓力的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括容器和至少兩種反應物，其中所述至少兩種反應物在反應后產生影響所述容器的壓力。更具體而言，本發(fā)明涉及通過平衡反應在容器例如器皿、桶、罐、氣溶膠罐或瓶中、在壓力室內產生壓力，該反應在此平衡的一側形成氣體，能夠控制所產生的壓力在預定的平衡壓力。更具體而言，本發(fā)明涉及化學產生壓力的系統(tǒng)，其包括壓力室和容器，例如器皿、桶、罐、氣溶膠罐或瓶。此外，本發(fā)明涉及在上述系統(tǒng)中化學產生壓力的方法。
背景技術：
：在壓力室中當然需要加壓。加壓的目的有許多，例如由于在裝有化學物質的壓力室容積增加時壓力下降、由于需要對其中內容物將要排出的容器加壓以及當然在一些情況下由于保護容器內容物免受例如空氣。根據現(xiàn)有技術，壓力室加壓通過使用外壓產生裝置實現(xiàn)。本發(fā)明的目的是提供能夠向容器中壓力室施加穩(wěn)定壓力的系統(tǒng)，其無需外壓產生裝置。
發(fā)明內容本發(fā)明目的通過化學產生壓力的系統(tǒng)實現(xiàn)，所述系統(tǒng)包括容器和至少兩種反應物，其中所述至少兩種反應物在反應后產生影響所述容器的壓力。該系統(tǒng)可以進一步包括壓力室，在此系統(tǒng)中壓力室中的壓力通過平衡反應產生，該反應在此平衡的一側形成氣體，并且維持穩(wěn)定的預定平衡壓力。所述容器例如可以是器皿、桶、罐、氣溶膠罐或瓶、分配裝置、管、活塞、或汽缸。本發(fā)明的反應可以維持穩(wěn)定的預定平衡壓力。當壓力下降時，例如由裝有化學物質的室容積增加引起，反應被驅向平衡，因此重新將壓力升至預定水平。用于膠水、發(fā)泡樹脂、聚氨酯泡沫、肥皂、膠、化妝品、藥物、油漆和其它。任選地，本發(fā)明可用于移動活塞。本發(fā)明例如可以用于例如除臭劑或其它氣溶膠罐或瓶，或者為了將壓力施加到另一容器上。后者的優(yōu)選例子是例如桶中桶(keg-in-keg)和盒中袋(bag-in-box)，任選地，兩個或以上的桶在一個桶中，或兩個或以上的盒中袋，其中至少一個容器位于另一個內部。具體實施例方式本發(fā)明涉及化學產生壓力的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括容器和至少兩種反應物，其中所述至少兩種反應物在反應后產生影響所述容器的壓力。該系統(tǒng)可以進一步包括壓力室，在此系統(tǒng)中壓力室中的壓力通過至少一個容器中的至少兩種反應物之間的平衡反應產生，該反應在此平衡的一側形成氣體，并且該系統(tǒng)維持穩(wěn)定的預定平4軒壓力。該預定的壓力水平可根據需要調節(jié)。其它參數(shù)例如容器內容物的溫度和反應物必須依據產生壓力的反應適當選擇。此外，根據本發(fā)明，重要的是平衡要穩(wěn)定，以避免壓力突然變化。根據本發(fā)明的一個實施方式，系統(tǒng)包括一個以上容器，并且反應在這些容器之一中發(fā)生。在這種情況下，反應在其中發(fā)生的容器中壓力的增加被釋放到一個其它容器。根據此種情況的具體實施方式，系統(tǒng)包括兩個容器，例如桶中桶、盒中袋。如所述，根據本發(fā)明的容器是例如器皿、桶、罐、氣溶膠罐或瓶。優(yōu)選地，系統(tǒng)包括外容器和內容器，其中內容器放在外容器中，即桶中桶或盒中袋系統(tǒng)，并且其中內外容器之間的空間構成壓力室。根據本發(fā)明的一個具體實施方式，系統(tǒng)是分配飲料的系統(tǒng)。容器中的這些飲料或內容物是例如汁、碳酸水、礦泉水、軟飲料和檸檬水。根據本發(fā)明，反應物和平衡反應優(yōu)選為無毒的。然而在具體的實施方式中有毒的也是可能的。根據本發(fā)明的一個實施方式，反應物之一是酸，優(yōu)選檸檬酸。其它酸如醋酸、脂肪酸、肉桂酸、乳酸、蘋果酸、蓖麻油酸和酒石酸也是可能的。通常，具有由緩沖液控制的pK的小有機酸是合適的。合適的緩沖液是如磷酸氫鈉、磷酸氫鉀、硼S吏緩沖液、鄰苯二甲酸緩沖液或其它。根據本發(fā)明，優(yōu)選產生的氣體是C02。根據本發(fā)明，一個優(yōu)選的平衡反應是H20+C02"H2C03"tf+HCCV~>NaHC03Na2HP04NaHP04-pH-調節(jié)。在該反應中，酸(lf)和pH-調節(jié)用于控制和調節(jié)所產生的C02。這使得將產生的壓力調節(jié)到期望水平成為可能。因此，根據本發(fā)明的一個實施方式，反應物被連續(xù)地供給或進料到容器中，以能夠連續(xù)產生壓力，這種產生能夠通過例如閥進行調節(jié)。這是本發(fā)明方法的一種實施方式，但絕不是在所有情況下的優(yōu)選。就是說，在本發(fā)明的其它應用中，不需要這樣連續(xù)地產生壓力，壓力產生和增加的需要只是瞬間的。因此，連續(xù)提供反應物不是必須的。在本發(fā)明的另一個實施方式，壓力室包括至少兩種反應物，至少一種在屏障例如膜的一側，其中該膜包括使這至少兩種反應物混合的閥門。反應物混合以后，反應進行直到達到平衡。該反應在平tf的一側形成氣體例如(302。因此，混合反應物可以由例如固體產生氣體，并因此形成壓力的增加。閥門可以通過許多因素開啟，例如閥門一側或另一側承受的壓力、溫度或通過機械裝置，例如來自系統(tǒng)的另一部分機械反饋，如壓力傳感器，或者閥門可以在分配容器內容物的同時被開啟。閥門可以被精細地調節(jié)到任何期望的通過速率，以控制壓力的產生。例如，可使一種反應物以滴落方式通過閥門進入其它反應物中，從而實現(xiàn)很好控制的和特定的壓力產生。在下面的表和圖la、b、c和圖2a、b、c中，對于磷酸鹽/碳酸氫鹽體系(圖1)和弱酸/碳酸鈣體系(圖2)，有關壓力與pH之間關系的計算以術語'a'被描述，a是酸的離解度。在磷酸鹽的情況，這僅指二級離解H2P04-〉HP04,并假定開始點是NaH2P04的加入。當然可以加入NaH2P04和NA2HP04的混合物，以達到中間pH，但這只是相當于在更大a值開始。3.5M摩爾NaC104提供的平衡常數(shù)值被使用——因此計算考慮系統(tǒng)將處于高離子強度，也應當這樣表示。重點注意的是，平衡壓力對pH非常敏感，以至于lpH單位的變化相當于數(shù)十C02壓力以上。例如，1-2巴C02壓力可通過使用過量的緩沖液以僅利用平衡保持壓力在可接受的范圍而獲得。通過加入鹽或提高濃度，可以在給定pH使絕對壓力下降，但對pH的靈敏度仍保留。對于碳酸鈣體系，如圖2所示，靈敏度更高，主要因為它是二價鹽以及其溶解度低得多。如果由于需要大量的過量緩沖液而認為僅利用平衡控制壓力是不切實際的，則優(yōu)選用這樣的化學體系與簡單的壓力控制/降低裝置結合。這將在常壓下傳遞氣體到例如桶中，而無需發(fā)生器的過量容器或壓力?？梢岳没瘜W平衡在開始時傳遞例如10巴和在結束時傳遞1巴，這需要3倍計量過量的緩沖液。C02以固體碳酸氫鹽的形式"貝i存"，因此限制了所需的絕對壓力。8平衡常數(shù)_NaHC03溶膠產品Ksp[HC03]/[C02]Kal/[H2P04]KphospC02/[C02]KhKtot磷酸鹽濃度，摩爾背景Na濃度pK0,1726307276,337,211,551,052630727K0,6724'68E-076,17E-080,0281840,088587pC02網PHNa+0,050,2714769,632326U7153E-065,9312466,2o,i0,1245754,4200975,54936E-076,2557576,40,150,0760592,698693,49404E-076,4566726,60,20,052111,8489292,46638E-076,607946,80,250,0379661,347077l,84979E-076,73287970,30,0287091,018623l,43872E-076,8420237,20,350,0222320,788829l,14511E-076,9411557,40,40,0174840,6203659,24893E-087,0339097，60,450,0138810,4925217，53616E-087,122857,80,50,0110730,3928986，16595E-087,2180,550,0088390,3136215,04487E-087，297158,20,60,0070310,2494594,11063E-087,3860918,40,650,0055470,19683,32013E-087,4788458,60,70,0043140,1530772,64255E-087,5779778，80,750,0032810,1164142,05532E-087,68712190,80,0024070,085413l,54149E-087,812069,20，850，0016630,059008l,08811E-087,9633289,40,90,0010250,0363796，85106E-098,1642439,60,950,0004760,0168813，24524E-098,4887549,89<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>此外，本發(fā)明也可以與包括化學壓力產生閥門的系統(tǒng)結合使用，其中反應用于對容器中的壓力室加壓，其中壓力的產生可以用作促進器，用于通過機械功提供冷卻。在這種結合中，冷卻過程在壓力不產生時停止，因此冷卻至瞬間需要(或多或少)。根據本發(fā)明的另一實施方式，至少一個容器具有化學壓力產生閥門，并且反應是產生氣體、從而提高恒定容積容器中壓力的反應。就是說，本發(fā)明使用的容器或容器系統(tǒng)可以具有化學壓力產生閥門，使得控制、甚至調節(jié)產生氣體的反應產生的可能的壓力增加成為可能。因此來自所產生的壓力增加的機械功可能得到控制和調節(jié)，因此冷卻能量的傳遞也可能控制、調節(jié)和使其連續(xù)，只要仍有反應物相互反應。下面更詳細解釋本發(fā)明一個具體的實施方式，其中通過使用化學壓力產生閥門實現(xiàn)冷卻。根據該實施方式，使用了化學產生壓力的系統(tǒng)，其包括至少一個容器，例如器亞、桶、罐、氣溶膠罐或瓶，其具有壓力室、閥門、內容物以及另外的至少兩種反應物，在該系統(tǒng)中，壓力室中的壓力通過至少一個容器中的至少兩種反應物之間的平衡反應產生，該反應在此平4軒的一側形成氣體，并且該系統(tǒng)通過閥門、可控制地釋放氣體到壓力室維持穩(wěn)定的預定平衡壓力，并且其能夠控制所產生的壓力在預定平衡壓力。該預定的壓力水平可根據需要調節(jié)，優(yōu)選地通過控制平衡反應的pH。其它參數(shù)例如容器內容物的溫度和反應物必須依據產生壓力的反應適當選擇。此外，根據本發(fā)明，重要的是平衡要穩(wěn)定，以避免壓力突然變化。根據該實施方式，所用的反應維持穩(wěn)定的預定平4釺壓力。當壓力下降時，例如由裝有化學物質的室容積增加引起，反應被驅向平衡，因此重新將壓力升至預定水平。該實施方式可用于其中需要將來自反應發(fā)生的一個容器的壓力施加到另一容器的所有系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)的例子是桶中桶和盒中袋。通常地，當然，這種系統(tǒng)也用于其中需要穩(wěn)定壓力以驅出容器內容物的容器，例如用于噴霧的除臭劑或不同類型的氣溶膠罐或瓶等。在一個優(yōu)選實施方式中，其中產生氣體并因此產生壓力增加的反應iiH20+C02H2C03Wf+HC(V~>NaHC03Na2HP04NaHP(VpH-調節(jié)。在該反應中，酸(f)和pH-調節(jié)是能夠通過本發(fā)明的閥門控制和調節(jié)所產生的C02所必需的。這使得將產生的壓力調節(jié)到期望水平成為可能，并因此可能調節(jié)機械功的水平和可能轉移冷卻能量。在這個意義上，重要的是使用具有穩(wěn)定平衡的反應，以避免壓力突然變化。本發(fā)明也涉及冷卻系統(tǒng)內容物的方法，該系統(tǒng)包括至少一個容器，其中除了內容物外，至少兩種反應物在所述至少一個容器中通過提供冷卻所述內容物的能量的放熱反應相互反應。根據本發(fā)明的另一實施方式，所述方法的反應是產生氣體、從而提高恒定容積的至少一個容器中壓力的反應，該壓力增加因而產生用于冷卻的機械功。優(yōu)選地，在此情況，其中發(fā)生氣體產生反應的容器被提供有化學壓力產生閥門，其用于控制冷卻。雖然就本發(fā)明的優(yōu)選實施方式描述了上述發(fā)明，但對本領域技術人員明顯的是多種修改是可想到的，而不偏離下面權利要求所限定的發(fā)明。權利要求1.化學產生壓力的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括容器和至少一個壓力室，在該系統(tǒng)中，所述壓力室中的壓力通過至少兩種反應物之間的平衡反應產生，該反應在該平衡的一側形成氣體，并且該系統(tǒng)維持所述容器中穩(wěn)定的預定平衡壓力。2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述穩(wěn)定的預定平衡壓力通過保持所述壓力室中穩(wěn)定的pH來控制所述化學反應的平衡得以維持。3.根據權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個容器是器皿、桶、罐、氣溶膠罐或瓶。4.根據權利要求1-3所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括外容器和內容器，其中所述內容器放在所述外容器中，即桶中桶或盒中袋系統(tǒng)，并且其中內外容器之間的空間構成所述壓力室。5.根據前述權利要求任一項所述的系統(tǒng)，其為分配飲料的系統(tǒng)。6.根據前述權利要求任一項所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個容器的內容物或者權利要求5所述的飲料選自由啤酒、汁、碳酸水、礦泉水、軟飲料和檸檬水組成的組。7.根據權利要求l-6所述的系統(tǒng)，其中所述至少兩種反應物中之一是酸。8.根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述酸是檸檬酸。9.根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述酸選自由醋酸、脂肪酸、肉桂酸、乳酸、蘋果酸、蓖麻油酸和酒石酸組成的組。10.根據前述權利要求任一項所述的系統(tǒng)，其中所述至少兩種反應物和所述平衡反應所產生的產物是無毒的。11.根據前述權利要求任一項所述的系統(tǒng)，其中產生的氣體是C02。12.根據權利要求l-8所述的系統(tǒng)，其中所述平衡反應是H20+C02H2C03HH"+HC03—~>NaHC03Na2HP04NaHP(VpH-調節(jié)。13.根據前述權利要求任一項所述的系統(tǒng)，其中所述容器的至少一個被提供有化學壓力產生閥門，并且反應是產生氣體并因此提高恒定容積的容器中壓力的反應。14.在系統(tǒng)中化學產生壓力的方法，其中所述系統(tǒng)包括容器和至少一個壓力室，在該系統(tǒng)中，所述壓力室中的壓力通過至少兩種反應物之間的平衡反應產生，該反應在該平衡的一側形成氣體，并且該系統(tǒng)維持所述容器中穩(wěn)定的預定平纟衧壓力。15.根據權利要求14所述的方法，其中所述穩(wěn)定的預定平衡壓力通過保持所述壓力室中穩(wěn)定的pH來控制所述化學反應的平衡得以維持。16.根據權利要求14或15所述的方法，其中所述至少一個容器是器皿、桶、罐、氣溶膠罐或瓶。17.根據權利要求14-16所述的方法，其中所述系統(tǒng)包括外容器和內容器，其中所述內容器放在所述外容器中(桶中桶、盒中袋)，并且其中內外容器之間的空間構成所述壓力室。18.根據權利要求14-17所述的方法，其被應用在用于分配飲料的系統(tǒng)上。19.根據權利要求14-18所述的方法，其中所述至少一個容器的內容物或者權利要求17所述的飲料選自由啤酒、汁、碳酸水、礦泉水、軟飲料和檸檬水組成的組。20.根據權利要求14-19所述的方法，其中所述至少兩種反應物中之一是酸。21.根據權利要求20所述的方法，其中所述酸是檸檬酸。22.根據權利要求20所述的方法，其中所述酸選自由醋酸、脂肪酸、肉桂酸、乳酸、蘋果酸、蓖麻油酸和酒石酸組成的組。23.根據權利要求14-20所述的方法，其中所述至少兩種反應物和所述平衡反應所產生的產物是無毒的。24.根據權利要求14-20所述的方法，其中產生的氣體是C02。25.根據權利要求14-20所述的方法，其中所述平衡反應是H20+C02"H2C03"tf+HC03-~>NaHC03Na2HP04NaHP(VpH-調節(jié)。26.根據權利要求14-25所述的方法，其中所述至少兩種反應物被連續(xù)地供給或進料到權利要求1-12所述的系統(tǒng)。27.根據權利要求14-26所述的方法，其中所述反應產生提高所述至少一個容器的恒定容積中壓力的氣體，該壓力的增加因此產生用于冷卻的機械功。28.根據權利要求14-27所述的方法，其中所述容器的至少一個被提供有化學壓力產生閥門，所述閥門被用于控制冷卻。全文摘要本發(fā)明涉及化學產生壓力的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括容器和至少兩種反應物，其中所述至少兩種反應物在反應后產生影響所述容器的壓力。本發(fā)明也涉及在系統(tǒng)中化學產生壓力的方法。文檔編號B65D83/62GK101479169SQ200780024436公開日2009年7月8日申請日期2007年7月2日優(yōu)先權日2006年6月30日發(fā)明者J·N·拉斯穆森,斯提恩·維斯博格申請人:嘉士伯釀酒有限公司