专利名称：婴儿配方食品设备的制作方法
婴儿配方食品设备相关申请的交叉引用本申请要求于2009年06月17日提交的第61/187，949号美国临时专利申请的优先权。该申请的全部内容在此通过全部引用结合到本文中。
背景技术：
本发明涉及一种用来将粉末分配、兑水以及混合成饮品的设备和相关方法。尽管可获得液体婴儿配方食品，但粉末状的婴儿配方食品(PIF)由于其可携带性、储存容易、储存期长、以及相对便宜而被广泛地使用。然而，用PIF制备配方食品麻烦且不方便，并且在处理和制备的过程中可能会污染PIF。为了解决这些问题，已开发了婴儿配方食品自动制备装置。尽管使用婴儿配方食品自动制备装置来制备婴儿配方食品能够避免 PIF处理带来的污染，但并不能确保由生产商提供的PIF中没有可能导致疾病或变质的微生物。为了确保用PIF制备的婴儿配方食品中没有这样的微生物，应当将兑水的PIF加热至高于160华氏度至少15秒。加热后，必须冷却所得液体至安全饮用的温度。除了提供无微生物的配方食品，婴儿配方食品自动制备装置还必须解决其他问题。例如，因为婴儿配方食品颗粒是无规则的，并且易于彼此或与容器壁架桥(bridging)、 聚团、或粘着，所以难于倾倒和难于计量PIF。因为倾倒PIF的不一致或不可重复性，还因为每种类型PIF的流动和聚团有所不同，所以难于使分配PIF的工序自动化。对于共同体积的兑水配方食品，每种类型的PIF需要分配略微不同体积的粉末。很难将PIF兑水成无泡沫和/或粉块的均勻液体。非常轻的粉末易于由空气带入装置的其他部分，如此会在清洁装置或维持可靠的机械操作中造成困难。此外，婴儿配方食品自动制备装置必须是低成本并且易于清洁和维护的。
发明内容
一方面，提供了一种用来在容器中用粉末制成兑水的饮品的设备。所述设备包括贮罐，所述贮罐设置为盛装粉末；以及计量装置，所述计量装置设置为接收来自所述贮罐的粉末并且将粉末分配至所述容器中。所述设备还包括液体供给装置，所述液体供给装置设置为将液体分配至所述容器中；以及混合装置，所述混合装置设置为在支撑所述容器使所述容器的封闭的底部设置为与水平面呈一角度的同时，混合所述容器的所装之物。另一方面，提供了一种用来在容器中用粉末制备兑水的饮品的设备。所述设备包括贮罐，所述贮罐设置为盛装粉末，所述贮罐包括具有第一尺寸的敞开的第一端、与所述第一端相对并且具有第二尺寸的敞开的第二端、以及连接所述第一与第二端的侧壁，所述侧壁的一部分成角度为从所述第一端到所述第二端收敛，所述部分具有角度，所述角度设置为在所述第二端或在所述第二端之上导致粉末架桥。所述设备进一步包括计量装置，所述计量装置设置为接收来自所述贮罐的第二端的粉末并且将预定的量分配至所述容器中，所述预定的量的粉末对应于所述计量装置的容积与设置在架桥之下的粉末的体积之和，所述架桥由所述粉末架桥形成。所述设备可进一步包括设置为将液体分配至所述容器中的液体供给装置。
在任一方面，所述设备如还未包括，则可包括一或多个以下特征所述设备可进一步包括混合装置，所述混合装置设置为混合所述容器的所装之物。所述混合装置设置为在支撑所述容器使所述容器的封闭的底部设置为与水平面呈一角度的同时，混合所述容器的所装之物。所述混合装置设置为通过围绕垂直于所述底部的轴旋转所述容器来混合所述容器的所装之物。所述混合装置设置为通过使所述容器的旋转在相反的旋转方向之间交替来混合所述容器的所装之物。所述混合装置设置为通过在容器旋转期之间包括一段容器不旋转期来混合所述容器的所装之物。垂直于所述底部的轴与水平面的角度选自在45度至80 度的范围内的角度。所述混合装置包括设置为固定所述容器的支架，以及设置为旋转所述支架的马达。所述设备进一步包括振动器，所述振动器设置为振动所述贮罐以将粉末从所述贮罐分配至所述计量装置中。所述设备进一步包括振动器，所述振动器设置为振动所述计量装置以将粉末从所述分配装置分配至所述容器中。在任一方面，所述设备如还未包括，则可包括一或多个以下额外的特征所述计量装置包括管，所述管具有与所述贮罐的出口连接的第一端以及与所述第一端相对的敞开的第二端，并且所述设备进一步包括设置在所述管的第一和第二端之间的阀，所述阀设置为控制自所述第二端流出的粉末流。所述管是柔性的。所述管是弹性的。所述管的横截面的尺寸基于待分配的粉末的性质来确定。所述阀相对于所述管的纵轴的轴向位置是可调节的，并且基于待分配的粉末的量来确定。所述阀设置为选择性地防止粉末通过所述管的所述第二端。所述阀设置为控制粉末通过所述管的通道，而不直接接触粉末。所述阀是夹管阀。所述阀设置为使所述管的侧壁在第一管侧壁位置与第二管侧壁位置之间移动，在所述第一管侧壁位置时，粉末能够通过所述管，在第二管侧壁位置时，防止粉末通过所述管。在任一方面，所述设备如还未包括，则可包括一个或多个以下额外的特征所述贮罐包括具有第一尺寸的敞开的贮罐第一端、与所述贮罐第一端相对并且具有第二尺寸的敞开的贮罐第二端、以及连接所述贮罐第一端与贮罐第二端的贮罐侧壁。所述贮罐侧壁的一部分成角度为从所述贮罐第一端到所述贮罐第二端收敛，所述部分具有角度，所述角度设置为在所述贮罐第二端或所述贮罐第二端之上导致粉末架桥。所述计量装置包括管，所述管具有与所述贮罐第二端连接的管第一端以及与所述管第一端相对的敞开的管第二端，并且所述设备进一步包括设置在所述管第一和第二端之间的阀，所述阀设置为控制自所述管第二端流出的粉末流。预定量的粉末对应于在所述阀之上的所述计量装置的容积与设置在架桥之下的粉末的体积之和，所述架桥由所述粉末架桥形成。所述贮罐侧壁以与所述贮罐的纵轴呈35至65度的范围内的角度收敛。所述贮罐侧壁以与所述贮罐的纵轴呈大致50 度的角度收敛。所述贮罐是可从所述设备中拆除的。所述贮罐是可重新填充的。所述贮罐是预先填充并且密封的一次性的芯。在任一方面，所述设备如还未包括，则可包括一个或多个以下额外的特征所述液体供给装置包括第一供给管和第二供给管，所述第一和第二供给管设置为使得所述第一供给管与所述第二供给管将液体以不同的方向引导至所述容器中。所述液体供给装置包括第一供给管和第二供给管，所述供给管设置为使得所述第一供给管与所述第二供给管输送温度不同的液体。所述液体供给装置设置为使得所述第一供给管输送温度足以将所述兑水的饮品巴氏杀菌的液体。斜槽设置在所述计量装置与所述容器之间，所述斜槽设置为将粉末从所述计量装置引导至所述容器中，使得粉末流的方向在所述计量装置与所述容器之间改变。还包括感测器，所述感测器设置为感测来自所述计量装置的粉末流。另一方面，提供了一种在容器中用粉末制备兑水的饮品的方法。所述方法包括以下方法步骤将容器放置在混合装置中。使用所述混合装置旋转所述容器。当所述容器旋转时，将预定量的粉末从计量装置分配至所述容器中，并且将所需总稀释量的液体的至少一部分输送至所述容器中。在分配和输送步骤之后，持续旋转所述容器一段预定的时间。所述方法可包括一个或多个以下额外的特征将所需总稀释量的液体的至少一部分输送至所述容器中包括，输送所述液体使所述液体被导向所述容器的侧壁。将足够量的液体添加至所述容器中的步骤接在持续旋转的步骤之后，使得在输送步骤中输送的液体量与在添加足够量的液体的步骤中的液体量之和等于所述所需总稀释量。在执行旋转步骤时，使所述容器的底部定向为与水平面呈一角度。分配步骤与输送步骤的至少一部分同时发生。持续旋转所述容器的步骤包括在所述步骤的持续时间的至少一部分中使旋转方向反转。输送步骤与持续旋转步骤是重复执行的。输送步骤与持续旋转步骤是重复执行的，并且采用不同温度的液体来执行至少一个所重复的步骤。采用温度足以将兑水的饮品巴氏杀菌的液体来执行输送步骤。所述液体供给装置包括第一供给管和第二供给管，所述第一和第二供给管设置为使得所述第一供给管与所述第二供给管将液体以不同的方向引导至所述容器中，输送步骤和持续旋转步骤是重复执行的，采用来自所述第一供给管的液体来执行至少一个所重复的步骤，以及采用来自所述第二供给管的液体来执行至少一个所重复的步骤ο在又另一方面，提供了一种将粉末分配至容器中的方法。所述方法包括以下方法步骤提供一种分配设备，所述分配设备包括设置为盛装粉末的贮罐，所述贮罐包括具有第一尺寸的敞开的第一端、与所述第一端相对具有第二尺寸的敞开的第二端、以及连接所述第一与第二端的侧壁，所述侧壁的一部分成角度为从所述第一端到所述第二端收敛，所述部分具有角度，所述角度设置为在所述第二端或在所述第二端之上导致粉末架桥。所述分配设备还包括计量装置，所述计量装置设置为接收来自所述贮罐的第二端的粉末并且将预定的量分配至所述容器中，所述预定的量的粉末对应于所述计量装置的容积与设置在架桥之下的粉末的体积之和，所述架桥由所述粉末架桥形成。所述方法还包括以下方法步骤将粉末装入所述贮罐中。将预定的量的粉末分配至所述容器中。所述方法可包括一个或多个以下额外的特征所述计量装置包括管，所述管具有与所述贮罐的第二端连接的敞开的管第一端，以及与所述管第一端相对的敞开的第二管端，并且所述分配装置进一步包括设置在所述第一和第二管端之间的阀。所述阀设置为控制自所述第二管端流出的粉末流，并且分配步骤包括打开所述阀以允许预定的量的粉末从所述第二管端移至所述容器中。分配步骤进一步包括在所述贮罐中形成所述架桥。所述计量装置进一步包括管振动器，所述管振动器设置为向所述管施加至少一个脉冲，并且分配步骤进一步包括启动所述管振动器的方法步骤。启动管振动器的步骤在打开所述阀的步骤之后执行。所述分配设备进一步包括贮罐振动器，所述贮罐振动器设置为向所述贮罐施加至少一个脉冲，并且所述方法进一步包括启动所述贮罐振动器的方法步骤。启动所述贮罐振动器的步骤在分配步骤之前执行。所述计量装置进一步包括管振动器，所述管振动器设置为向所述管施加至少一个脉冲，并且分配步骤进一步包括启动所述管振动器的方法步骤。启动所述贮罐振动器的步骤在分配步骤之前，并且启动所述管振动器的步骤在打开所述阀的步骤之后执行。一种在容器中用粉末制备兑水的饮品的方法包括提供制备装置，所述制备装置包括所述分配设备、设置为将液体分配至所述容器中的液体供给装置、以及设置为混合所述容器的所装之物的混合装置；将所述容器放置在所述制备装置中；将预定量的粉末分配至所述容器中；将所需总稀释量的液体的至少一部分输送至所述容器中；以及使用所述混合装置混合。所述贮罐被做成促使粉末架桥的形状，所得的粉末架桥与投配组件结合使用，采用与粉末隔离的单一机械阀，提供了预定量的粉末。因此，尽管在本领域中粉末架桥常常被认为是不利的，此处公开的所述装置利用了这一特性，并且利用它实现精确、可重复的粉末投配并且在所述装置中使用相对少的机构来将其实现。所述混合装置在混合容器的所装之物时支撑瓶子为与垂直线呈一固定角度，这样即使是对于高浓度的PIF也实现了 PIF的充分和均勻混合。所得配方食品基本上无结块和泡沫。还公开了一种由婴儿配方食品粉末制得经过巴氏杀菌的婴儿配方食品的方法。所述方法提供巴氏杀菌以及随后的冷却步骤，以快速且容易地提供所需温度、例如体温的配
方食品。以下通过参照在所附附图中示出的本发明的实施例，解释实现本发明的方式。通过以下呈献的本发明实施例的详细描述及结合附图，本发明的上述目的、其他目的、特性以及优点将变得显而易见。简要
图1是一种婴儿配方食品自动装置的前透视图。图2是图1装置的内部的示意侧视图。图3是图1装置的投配组件的放大图。图4是图1装置的混合组件的放大图。图5是图1装置的稀释组件和控制系统的示意图。图6是可供替换的稀释组件和控制系统的示意图。图7是使用图1装置制备婴儿配方食品的方法的流程图。图8是用在图1装置中的可供替换的粉末贮罐的透视图。图9是用在图1装置中的另一可供替换的粉末贮罐的分解透视图。图10是呈组装形式的图9的贮罐的透视图。图11是婴儿配方食品自动装置的可供替换的实施例。
具体实施例方式现参照图1和图2，婴儿配方食品自动装置1包括封装在外壳2中的漏斗组件18、 投配组件(dosing) 70、稀释组件200、以及混合组件150。这些组件18、70、200、150用来将粉末自动制成兑水并且经过巴氏杀菌的婴儿配方食品，在下文详述这些组件。装置1容纳例如婴儿奶瓶的饮用容器500，并且设计为将PIF和稀释液体(例如水)分配至容器500 中，然后在容器500中兑水并且混合PIF。外壳2包括侧壁4和闭合的顶6和底9，所述侧壁4、顶6和底9为外壳2中的漏斗、投配、稀释以及混合组件18、70、200、150提供了保护壳。外壳2的顶6包括开口 16，使用铰接的盖子部分8、10选择性地打开和关闭开口 16。能够提起盖子部分8、10以提供进入外壳2内部的途径，例如允许安装PIF储存贮罐20和储存水箱202，此部分在下文详述。 朝向前面的侧壁4支撑控制及显示面板14，控制及显示面板14允许使用者控制包括饮用量和温度的装置功能，以及查看装置状态。朝向前面的侧壁4还包括凹陷12，在使用装置时， 将容器500插进凹陷12中。在图示的实施例中，容器500呈常见的婴儿奶瓶的形状，并且包括具有敞开的顶部502、侧壁508、以及封闭的底部510的圆柱形容器体。侧壁508可包括直径减小的颈部 504，此颈部限定了所述容器的顶部502的开口大小，并且颈部504的外周可包括纹线(未示出)以允许与容器盖(未示出)或奶嘴组件(未示出)连接。容器500包括垂直于底部 510的容器轴512，容器轴512对应于容器500的纵轴。参照图2，漏斗组件18包括用来接收并储存PIF的贮罐20以及贮罐振动器50，贮罐振动器50使贮罐20振动以确保PIF按要求从贮罐20落至投配组件70中。贮罐20是大的、大致金字塔形的容器，具有敞开的第一端或顶端22以及敞开的第二端或底端M，底端M设置在与顶端22相对并且通常在顶端22下方的位置。贮罐20支撑在外壳2的内表面上，邻近外壳2的上端，使得顶端22在盖子8、10的下方。在一些实施例中，可以使用形成在外壳2内表面上的合适形状的托架(未示出)将贮罐20锁定在适当的位置。可以通过开口 16从外壳2中容易地拆除贮罐20以允许清洁。贮罐20的顶端22用盖子36覆盖， 以便例如在打开外壳盖子8、10以重新填充稀释组件200的液体储存容器的时候，防止污染物落至贮罐20中。贮罐20的顶端22的截面是长方形，并且尺寸足够大以利于重新填充PIF。底端 24的截面是圆形，并且其直径相对于顶端22的尺寸较小。贮罐20包括在顶端22与底端 24之间延伸的侧壁26。侧壁沈包括从顶端22到底端M逐渐向内变窄的锥形部分34。侧壁沈还包括分别在锥形部分34与顶端22、底端M之间延伸且平行于贮罐20的纵轴42的直线部分38、40。在图示的实施例中，贮罐20包括四个侧壁^a-d (在图2中由于侧壁^d 与侧壁26b相对(在侧壁26b的后面)所以未示出)，其中三个侧壁以及26d形成为与轴42呈特定锥角θ1()为了在下文进一步讨论的原因，锥角Q1选择为在贮罐20的第二端M或在第二端M略微之上导致PIF的架桥B。所述贮罐形成为使得与垂直线所呈的锥角91在35至65度的范围内。在图示的实施例中，例如锥角Q1是大约50度。在一些实施例中，邻近底端M的直线部分40还可包括向内突出的环形唇44。环形唇44设置为与锥形部分34邻接，并且通过对在唇44附近的PIF提供支撑，促使架桥B在相同位置上的形成。贮罐20具有足够大的尺寸以储存足够多次饮用的PIF。在一些实施例中，贮罐20 能够做成具有在大约10至50盎司范围内的PIF储存容量。例如，在示出的实施例中，贮罐 20具有25盎司的PIF储存容量。如在下文进一步讨论地，贮罐振动器50用来促进PIF通过贮罐20的向下运动。贮罐振动器50设置为邻近贮罐20的上半部，并且包括设置为向贮罐20的侧壁26c提供一次或多次机械脉冲的振动发生器讨。所述机械脉冲实现了对贮罐20的有力、低振幅的振动。现参照图2和图3，投配组件70设置在外壳2中、紧接在漏斗组件18下方。投配组件70包括投配管72、投配管振动器104、夹管阀90以及斜槽120。
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投配管72是空心圆柱形管，具有与贮罐20的底端M连接的敞开的第一端74以及与第一端74相对的敞开的第二端76，并且投配管72设置为与贮罐20的纵轴42轴向对齐。例如，可将投配管72的第一端74压合到贮罐20底端M的外周上。投配管72是柔性且有弹性的，并且具有基于待分配的粉末的性质而确定的截面尺寸。夹管阀90设置在投配管72的第一和第二端74、76之间，并且设置为控制从投配管72的第二端76流出的粉末流。夹管阀90包括设置在投配管72的一侧的管支撑板102， 以及设置在投配管的径向相对侧的夹片100。夹片100支撑在块体98上，块体98能够沿与贮罐20的纵轴42横切的线L在第一位置和第二位置之间往复运动，因此通过阀马达92在第一和第二位置之间移动夹片100。第一位置(图3)对应于开阀位置，在开阀位置，块体98和夹片100设置为非常靠近投配管72的外周，但与投配管72的外周分开，并且与板102分开大约对应于投配管72 的外直径的距离。在开阀位置，阀90不挤压投配管72，因此具有从第一端74延伸至第二端 76的打开的筒形PIF通道80。第二位置(图4)对应于闭阀位置，在闭阀位置，块体98和夹片100移至靠近板102的位置。由于投配管72的柔性，投配管72在夹片100与板102 之间被径向挤压至将投配管72中的通道80关闭的程度，并且防止PIF从投配管72的第二端76流出。一旦通过撤回块体98和夹片100使阀90回至打开的位置，投配管72则弹性恢复至它的初始筒状构形。在此配置中，夹管阀90以不直接接触PIF的方式，通过投配管72起作用以控制通过投配管72的PIF流。由于阀90的移动部分不暴露于粘的PIF，所以有利地获得了阀机构的十分可靠的操作。更重要地，由于阀片位于投配管之外，提高了投配的精确性，这是因为阀片100不会被PIF覆盖和/或不会干扰经过通道80的PIF流。夹管阀90设置为邻近投配管72的第二端76，并且在投配管72的第二端76之上。 当夹管阀90位于闭阀位置时，夹管阀90相对于投配管72纵轴的特定位置、以及投配管72 的横截面直径决定了投配管72的容积。这一位置由待分配的特定粉末的性质以及待分配的期望总体积来决定。在一些实施例中，可以调节外壳2中的所述夹管阀沿所述管的轴长的位置。在另一些实施例中，夹管阀90被固定在外壳2中，而可以调节外壳2中的贮罐20 和投配管72相对于夹管阀90的位置。在装置1中，夹管阀90是经提供以控制PIF流的唯一机械阀。在漏斗和投配组件 18,70中没有其他机械阀或控制装置。取而代之地，所述装置有利地利用了由贮罐形状引起的粉末架桥以在贮罐20内实现阀的功能。具体地，当阀90移至开阀位置时，允许预定量的PIF流出所述投配组件。所述预定量的粉末对应于夹管阀90之上的计量装置的容积与设置在架桥之下的粉末的体积之和，所述架桥在贮罐20中由所述粉末架桥形成。如下文进一步讨论地，当夹管阀90移至开阀位置后，投配管振动器104用来驱动 PIF通过投配管的向下运动，并促进PIF从投配管中完全排出。投配管振动器104设置为邻近投配管72，并且包括设置为向投配管72提供一次或多次机械脉冲的振动发生器108。所述机械脉冲实现了对投配管72的有力、低振幅的振动。再参照图2，斜槽120是刚性、弯曲的管，位于投配管的第二端76，并且用来改变 PIF的流向，使得当夹管阀90打开时，PIF流至倾斜的容器500中。具体地，斜槽120将PIF 的流向从PIF流过投配管72时大致与贮罐20的纵轴42方向一致改变为大致与容器轴512的方向一致。斜槽120支撑在开口 15中，开口 15形成在外壳2中位于与投配管72的第二端76对应的位置上，使得斜槽120延伸至容纳有容器500的凹陷12中。投配管72的第二端76突进斜槽120的敞开的上端122。参照图2和图4，混合组件150设置为邻近外壳2的底部，并且包括混合马达152 以及容器支架组件156。混合马达152是可反转电动马达并且包括输出轴154。支架组件 156支撑在马达输出轴巧4上，以使支架组件156因混合马达152而旋转。混合马达152由控制器180控制，以使支架组件156相对于外壳2旋转以实现容器500所装之物的混合。例如，混合马达152是速度在250至500rpm之间的可反转齿轮马达，并且能够控制所述混合马达以实现容器在相反的旋转方向之间交替的旋转。此外，或可替换地，能够控制所述混合马达以在容器旋转时间段之间提供容器不旋转时间段。以下详细讨论具体的混合示范的例子。支架组件156包括大致杯形的支架158，支架158具有底座160和沿底座160周边在垂直于底座160的方向上延伸的侧壁162。通过常规方式将底座160紧固到输出轴154 上，使得支架158与输出轴巧4共轴旋转。支架158的尺寸做成使得侧壁162的直径大于容器500的外径。弹性片164设置在侧壁162的内表面上以使弹性片164径向地向内突出， 从而在支架158中形成的口径略小于容器500的外径，通过按压容器500经过片164，直到容器底部510抵靠到底座160，来将容器500插进支架158。由于片164与容器500的侧壁 508之间的过盈配合而使容器500维持在支架158中。混合马达152安置在外壳2中，使得输出轴IM相对于水平面倾斜。因此，支架158 的底座160也相对于水平面倾斜，因此支架158支撑容器500，使得容器500的底部510设置为与水平面呈角度θ2。在一些实施例中，容器轴512与水平面所呈的角度92在45度至80度的范围内。在另一些实施例中，容器轴512与水平面所呈的角度92在阳度至60 度的范围内。此外，在所述外壳内，马达152支撑支架158，使得容器500被支撑成与垂直线呈固定角度，并且使得瓶口 502位于投配组件70和斜槽120下方以接收PIF。参照图2和图5，稀释组件200起液体供给的作用，并且具有可拆除且可重新填充的室温水储存箱202以及相对较小的热水储存箱220，室温水储存箱202用来储存未加热的水，热水储存箱220由室温水储存箱202来填充。室温水储存箱202支撑在外壳2的内表面上，邻近外壳2的上端，邻近贮罐20并且在盖子8、10之下。可以通过开口 16自外壳 2容易地拆除室温水储存箱202以允许清洁。室温水储存箱202的顶端210包括允许填充的开口 212，开口 212由盖子204覆盖，以便例如在打开外壳盖子8、10以重新填充贮罐20 的时候，防止污染物落入室温水储存箱202。在一些实施例中，室温水储存箱202将存储大约32盎司的水，热水储存箱220将存储大约8盎司的水。室温水储存箱202中的水经过止回阀206和供给线234被提供给水泵沈0。止回阀206允许水流从室温水储存箱202向外流出并且防止水逆流返回室温水储存箱202。水泵260将水经过止回阀262提供给热水储存箱220，止回阀沈2防止从热水储存箱220返回的逆流。热水输送线232将热水从热水储存箱220提供给热水出口 Μ2。此外，水泵206 将水经过止回阀264提供给室温水出口 238，止回阀264防止从出口 238和供给线236返回的逆流。通气线230与热水输送线232连接以允许室温水储存箱202和热水储存箱220通气。如下文进一步讨论地，控制器180控制水泵沈0以确定输送水的顺序和输送水量。CN 102481013 A说明书8/14 页热水出口 242和室温水出口 238设置在斜槽120的附近，位于容器口 502上方。 将出口 242、238定向为把室温水引导至容器500中。更具体地，热水出口 242大致上与容器轴512的方向一致，因此设置以将热水导向容器底部510。此外，室温水出口 238具有与热水出口 242不同的定向。例如，室温水出口 238能够设置为将室温水导向容器侧壁508。 在一些实施例中，室温水出口 238设置为水平延伸。热水器280与热水储存箱220连接以加热储存在热水储存箱中的水。控制器180 控制热水器观0以向容器提供温度足以将兑水的配方食品巴氏杀菌的热水。如在此使用的，巴氏杀菌一词意思为将食物暴露于升高的温度下一段时间，其足以破坏某些例如能够产生疾病或导致食物变质或不期望的发酵的微生物而不完全改变味道或质量。例如，控制热水器观0以将热水储存箱220中的水加热至165至190华氏度范围内的温度。在一些实施例中，使用者能够通过显示面板14向控制器180提供输入以将热水器280设定至不同的温度。感测器有策略地放置在婴儿配方食品自动装置1各处中以监测运行条件并且产生具有代表性的输出信号。这些感测器包括热水储存箱温度感测器224 ；室温水箱水位感测器208，当室温水储存箱202中的水位降至低于预先选择的最低水位时，室温水箱水位感测器208产生输出信号；就绪状态指示器186，就绪状态指示器186产生指示容器已经安放至婴儿配方食品自动装置1中的输出信号。分别安装有水温感测器对0、182以测定和监测室温水储存箱202处以及容器500中的水温。在一些实施例中，用来测定容器500中的液体温度的感测器182可以是红外感测器。此外，婴儿配方食品自动装置1包括感测器184 来检测是否已经将PIF从投配组件70分配至混合组件150中。例如，感测器184能够检测穿过PIF流径的光束是否已经被PIF的投放打断。控制器180接收来自每个控制及显示面板14和感测器的输出信号，并且根据预程序化和/或可程序化的参数来控制贮罐振动器50、投配管振动器104、夹管阀90以及稀释组件200的构件。此外，所述控制器向控制及显示面板14提供状态信号，并且响应于控制及显示面板14接收到的使用者输入来运行，以运转所述系统经历混合循环。参照图6，可领会到，能够提供不需要加热的水的装置1的类型。这样的装置能够允许热水器280和温度感测器224的失效或除去。例如，可供替换的稀释组件300包括用来储存未加热的水的可拆除并且可重新填充的室温水储存箱202。室温水储存箱202将水经过止回阀206和供给线234提供给水泵沈0。止回阀206允许水从室温水储存箱202向外流出并且防止水逆流返回室温水储存箱202。水泵206使用供给线236将水经过止回阀 264提供给室温水出口 238，止回阀沈4防止水从出口 238逆流返回。所述装置1至少具有以下重要的特性1.容器500支撑在支架158中，与水平面呈约45至80度的角度θ 2。测试表明采用容器垂直定位(与水平面呈90度)的混合不能提供满意的饮品，因为当在垂直定位下混合，粉末在容器500的底部边缘聚积和凝结成块。因此，混合角度θ 2是本发明的重要元素。所述混合角度θ 2起到使粉末在容器500中分散和分布以使充分混合成为可能的作用。 45至85度的角度θ 2范围是通过测试效果是否良好来确定的，阳至60度的角度θ2范围确定为最佳，因为过大的角度导致配方食品撒漏，而过小的角度不能提供充分的混合并且造成粉末在容器500的侧壁上聚积。
a.容器500支撑在支架中，支架能够以各种转速顺时针和/或逆时针旋转并以各种时间间隔将旋转方向反转。b.旋转速度在100至500rpm之间。c.旋转方向反转的时间间隔可以是几秒(如此达到搅动而不是旋转)至10-15秒 (如此允许在混合的液体中形成涡流)。2.装置1能够允许首先将PIF加至容器500中，然后再加水，或同时加水和PIF。3.装置1能够将满份量的PIF和部分份量的热水(大致为将PIF完全兑水所需水
量的二分之一至三分之一)混合。a.此方法将水与PIF以大约1比1的体积比混合，其目的是先用热水将PIF加热至高于160 °F并且将PIF/水混合物在此温度上保持至少15秒。4.随后通过加入额外的室温水，将此配方食品冷却至最终设定点的温度，并混合至期望的稀释度。a.浓缩配方食品的完全兑水包括，将初始PIF的完全兑水所需水总量的1/3至 2/3的水混合至高温浓缩的配方食品中。由于旋转速度和容器角度决定旋转液体的切向量，上述倾斜的混合配置在容器 500中形成了受控的液流。操作与使用方法参照图7，将PIF分配至容器500中并且用PIF制备兑水的配方食品的方法如下1.将容器500插入所述装置的凹陷12中并且装入支架158中(步骤350)。可以使用感测器186感测支架158中容器500的存在。2.测量预定量的待分配PIF(步骤351)。通过关闭夹管阀90以及开动漏斗振动器50以振动贮罐20来实现所述步骤，振动贮罐20是为了破坏在储存的PIF中的任何空洞、 架桥或其他非均勻物，并且促进PIF在贮罐20中的向下运动。重要地，开动漏斗振动器50 起到用PIF填充投配管72的作用。此处，“振动”贮罐20可以包括单一机械脉冲或系列脉冲(振动)的施加。此步骤在例如用PIF填充贮罐20时和在每次分配PIF之前执行。3.使容器500开始旋转(步骤；352)。容器500以100-500RPM的转速旋转。4.当所述容器旋转时，将期望份量的PIF分配至容器500中(步骤354)。通过打开夹管阀90以及开动投配管振动器104来实现此步骤，开动投配管振动器104促进预定量 (即，份量)的PIF从投配管72中出来，经过斜槽120，并且经过容器500敞开的顶端502进入容器500中。预先确定量的PIF对应于在夹管阀90之上的投配管72的容积与设置在架桥之下的粉末的体积之和，所述架桥在贮罐20中通过粉末架桥形成。由于在贮罐20与投配管72的过渡处包括侧壁角度θ i的贮罐20形状导致了粉末架桥，所以在贮罐20中不需要二级阀或其他机构来实现PIF的计量。此外，架桥的粉末防止了任何不期望的粉末(即， 在所述架桥B之上的PIF)从贮罐20自身流至容器500中。当夹管阀90打开并且管振动器104通电时，仅将粉末架桥B之下的包含于投配管72中的PIF排放至容器500中。随着PIF流出投配管72并且进入倾斜的容器500中，容器500旋转以使PIF均勻地散开。容器500以充分混合所需的角度92被支撑。5.当所述容器旋转时，通过将热水加入容器500，巴氏杀菌容器500中的PIF (步骤 356)。
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在将粉末导入容器500的同时或之后，将热水从热水储存箱220导向容器500。加入对应于使PIF完全兑水所需水的总量的大致50% (33%-66%的范围)的体积的热水。6.将热水和PIF在容器500中混合(步骤357)。此步骤混合PIF至一定的浓缩度，并且确保温度处于将浓缩的配方食品巴氏杀菌一段足够的时间。如下文进一步讨论地， 将基于期望的饮用量改变旋转的持续时间、类型以及旋转方向。在一些实施例中，根据以下分配和旋转顺序，混合用来制备2盎司的兑水的配方食品的PIF和热水的混合物。在此情况下，PIF的预定量(即，份量)对应于为了获得2盎司的兑水的配方食品所需的PIF的量。
权利要求
1.一种用来在容器中用粉末制备兑水的饮品的设备，所述设备包括贮罐，所述贮罐设置为盛装所述粉末，计量装置，所述计量装置设置为接收来自所述贮罐的粉末并且将粉末分配至所述容器中，液体供给装置，所述液体供给装置设置为将液体分配至所述容器中；以及混合装置，所述混合装置设置为在支撑所述容器使所述容器的封闭的底部设置为与水平面呈一角度的同时，混合所述容器的所装之物。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述混合装置设置为通过围绕垂直于所述底部的轴旋转所述容器来混合所述容器的所装之物。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述混合装置设置为通过使所述容器的旋转在相反的旋转方向之间交替来混合所述容器的所装之物。
4.根据权利要求2所述的设备，其中所述混合装置设置为通过在容器旋转期之间包括一段容器不旋转期来混合所述容器的所装之物。
5.根据权利要求1所述的设备，其中垂直于所述底部的轴与水平面所呈的角度选自在 45度至80度的范围内的角度。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述混合装置包括设置为固定所述容器的支架，以及设置为旋转所述支架的马达。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备进一步包括振动器，所述振动器设置为振动所述贮罐以将粉末从所述贮罐分配至所述计量装置中。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备进一步包括振动器，所述振动器设置为振动所述计量装置以将所述粉末从所述分配装置分配至所述容器中。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述计量装置包括管，所述管具有与所述贮罐的出口连接的第一端以及与所述第一端相对的敞开的第二端，并且所述设备进一步包括设置在所述管的第一和第二端之间的阀，所述阀设置为控制自所述第二端流出的粉末流。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述管是柔性的。
11.根据权利要求9所述的设备，其中所述管是弹性的。
12.根据权利要求9所述的设备，其中所述管的横截面的尺寸基于待分配的粉末的性质来确定。
13.根据权利要求9所述的设备，其中所述阀相对于所述管的纵轴的轴向位置是可调节的，并且基于待分配的粉末的量来确定。
14.根据权利要求9所述的设备，其中所述阀设置为选择性地防止粉末通过所述管的所述第二端。
15.根据权利要求9所述的设备，其中所述阀设置为控制粉末通过所述管的通道，而不直接接触粉末。
16.根据权利要求9所述的设备，其中所述阀是夹管阀。
17.根据权利要求9所述的设备，其中所述阀设置为使所述管的侧壁在第一管侧壁位置与第二管侧壁位置之间移动，在第一管侧壁位置时，粉末能够通过所述管，在第二管侧壁位置时，防止粉末通过所述管。
18.根据权利要求1所述的设备，其中所述贮罐包括具有第一尺寸的敞开的贮罐第一端，与所述贮罐第一端相对并且具有第二尺寸的敞开的贮罐第二端，以及连接所述贮罐第一端和贮罐第二端的贮罐侧壁，所述贮罐侧壁的一部分成角度为从所述贮罐第一端到所述贮罐第二端收敛，所述部分具有角度，所述角度设置为在所述贮罐第二端或在所述贮罐第二端之上导致粉末架桥。
19.根据权利要求1所述的设备，其中所述贮罐包括具有第一尺寸的敞开的贮罐第一端，与所述贮罐第一端相对并且具有第二尺寸的敞开的贮罐第二端，以及连接所述贮罐第一端与贮罐第二端的贮罐侧壁，所述贮罐侧壁的一部分成角度为从所述贮罐第一端到所述贮罐第二端收敛，所述部分具有角度，所述角度设置为在所述贮罐第二端或在所述贮罐第二端之上导致粉末架桥，所述计量装置包括管，所述管具有与所述贮罐第二端连接的管第一端以及与所述管第一端相对的敞开的管第二端，并且所述设备进一步包括设置在所述管第一和第二端的阀，所述阀设置为控制自所述管第二端流出的粉末流，其中预定量的粉末对应于在所述阀之上的所述计量装置的容积与设置在架桥之下的粉末的体积之和，所述架桥由所述粉末架桥形成。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述贮罐侧壁以与所述贮罐的纵轴呈35至65 度的范围内的角度收敛。
21.根据权利要求19所述的设备，其中所述贮罐侧壁以与所述贮罐的纵轴呈大致50度的角度收敛。
22.根据权利要求19所述的设备，其中所述贮罐是可从所述设备中拆除的。
23.根据权利要求1所述的设备，其中所述贮罐是可重新填充的。
24.根据权利要求1所述的设备，其中所述贮罐是预先填充并且密封的一次性的芯。
25.根据权利要求1所述的设备，其中所述液体供给装置包括第一供给管和第二供给管，所述第一和第二供给管设置为使得所述第一供给管与所述第二供给管将液体以不同的方向引导至所述容器中。
26.根据权利要求1所述的设备，其中所述液体供给装置包括第一供给管和第二供给管，所述供给管设置为使得所述第一供给管与所述第二供给管输送温度不同的液体。
27.根据权利要求1所述的设备，其中所述液体供给装置设置为使得所述第一供给管输送温度足以将所述兑水的饮品巴氏杀菌的液体。
28.根据权利要求1所述的设备，进一步包括设置在所述计量装置与所述容器之间的斜槽，所述斜槽设置为将粉末从所述计量装置引导至所述容器中，使得粉末流的方向在所述计量装置与所述容器之间改变。
29.根据权利要求1所述的设备，进一步包括感测器，所述感测器设置为感测自所述计量装置流出的粉末流。
30.一种用来在容器中用粉末制备兑水的饮品的设备，所述设备包括贮罐，所述贮罐设置为盛装粉末，所述贮罐包括具有第一尺寸的敞开的第一端，与所述第一端相对并且具有第二尺寸的敞开的第二端，以及连接所述第一和第二端的侧壁，所述侧壁的一部分成角度为从所述第一端到所述第二端收敛，所述部分具有角度，所述角度设置为在所述第二端或所述第二端之上导致粉末架桥；以及计量装置，所述计量装置设置为接收来自所述贮罐的第二端的粉末并且将预定的量分配至所述容器中，所述预定的量的粉末对应于所述计量装置的容积与设置在架桥之下的粉末的体积之和，所述架桥由所述粉末架桥形成。
31.根据权利要求30所述的设备，进一步包括设置为将液体分配至所述容器中的液体供给装置。
32.根据权利要求31所述的设备，其中所述液体供给装置包括第一供给管和第二供给管，所述第一和第二供给管设置为使得所述第一供给管与所述第二供给管将液体以不同的方向引导至所述容器中。
33.根据权利要求31所述的设备，其中所述液体供给装置包括第一供给管和第二供给管，所述供给管设置为使得所述第一供给管与所述第二供给管输送温度不同的液体。
34.根据权利要求31所述的设备，其中所述液体供给装置设置为使得所述第一供给管输送温度足以将所述兑水的饮品巴氏杀菌的液体。
35.根据权利要求30所述的设备，进一步包括设置为混合所述容器的所装之物的混合直ο
36.根据权利要求30所述的设备，进一步包括混合装置，所述混合装置设置为在支撑所述容器使所述容器的封闭的底部设置为与水平面呈一角度的同时，混合所述容器的所装之物。
37.根据权利要求36所述的设备，其中所述混合装置设置为通过围绕垂直于所述容器的封闭的底部的轴旋转所述容器来混合所述容器的所装之物。
38.根据权利要求37所述的设备，其中所述混合装置设置为通过使所述容器的旋转在相反的旋转方向之间交替来混合所述容器的所装之物。
39.根据权利要求37所述的设备，其中所述混合装置设置为通过在容器旋转期之间包括一段容器不旋转期来混合所述容器的所装之物。
40.根据权利要求37所述的设备，其中垂直于所述底部的轴与水平面所呈的角度选自在45度至80度的范围内的角度。
41.根据权利要求30所述的设备，进一步包括设置为混合所述容器的所装之物的混合装置，所述混合装置包括设置为固定所述容器的支架，以及设置为旋转所述支架的马达。
42.根据权利要求30所述的设备，进一步包括振动器，所述振动器设置为振动所述贮罐以将粉末从所述贮罐分配至所述计量装置中。
43.根据权利要求30所述的设备，进一步包括振动器，所述振动器设置为振动所述计量装置以将粉末从所述分配装置分配至所述容器中。
44.根据权利要求30所述的设备，其中所述计量装置包括管，所述管具有与所述贮罐的出口连接的第一端以及与所述第一端相对的敞开的第二端，并且所述设备进一步包括设置在所述管的第一和第二端之间的阀，所述阀设置为控制自所述第二端流出的粉末流。
45.根据权利要求44所述的设备，其中所述管是柔性的。
46.根据权利要求44所述的设备，其中所述管是弹性的。
47.根据权利要求44所述的设备，其中所述管的横截面的尺寸基于待分配的粉末的性质来确定。
48.根据权利要求44所述的设备，其中所述阀相对于所述管的纵轴的轴向位置是可调节的，并且基于待分配的粉末的量来确定。
49.根据权利要求44所述的设备，其中所述阀设置为选择性地防止粉末通过所述管的所述第二端。
50.根据权利要求44所述的设备，其中所述阀设置为控制粉末通过所述管的通道，而不直接接触粉末。
51.根据权利要求44所述的设备，其中所述阀是夹管阀。
52.根据权利要求44所述的设备，其中所述阀设置为使所述管的侧壁在第一管侧壁位置与第二管侧壁位置之间移动，在第一管侧壁位置时，粉末能够通过所述管，在第二管侧壁位置时，防止粉末通过所述管。
53.根据权利要求30所述的设备，其中所述贮罐侧壁以与所述贮罐的纵轴呈35至65 度的范围内的角度收敛。
54.根据权利要求30所述的设备，其中所述贮罐侧壁以与所述贮罐的纵轴呈大致50度的角度收敛。
55.根据权利要求30所述的设备，其中所述贮罐是可从所述设备中拆除的。
56.根据权利要求30所述的设备，其中所述贮罐是可重新填充的。
57.根据权利要求30所述的设备，其中所述贮罐是预先填充并且密封的一次性的芯。
58.根据权利要求30所述的设备，其中所述设备进一步包括设置在所述计量装置与所述容器之间的斜槽，所述斜槽设置为将粉末从所述计量装置引导至所述容器中使得粉末流的方向在所述计量装置与所述容器之间改变。
59.根据权利要求30所述的设备，其中所述设备进一步包括感测器，所述感测器设置为感测自所述计量装置流出的粉末流。
60.一种在容器中用粉末制备兑水的饮品的方法，所述方法包括将容器放置在混合装置中；使用所述混合装置旋转所述容器；当所述容器旋转时，将预定量的粉末从计量装置分配至所述容器中，并且将所需总稀释量的液体的至少一部分输送至所述容器中，在分配和输送步骤之后，持续旋转所述容器一段预定的时间。
61.根据权利要求60所述的方法，其中将所需总稀释量的液体的至少一部分输送至所述容器中包括，输送所述液体使所述液体被导向所述容器的侧壁。
62.根据权利要求60所述的方法，进一步包括在持续旋转的步骤之后的将足够量的液体添加至所述容器中的步骤，使得在输送步骤中输送的液体量与在添加足够量的液体的步骤中的液体量之和等于所述所需总稀释量。
63.根据权利要求60所述的方法，其中在执行所述旋转步骤时，使所述容器的底部定向为与水平面呈一角度。
64.根据权利要求60所述的方法，其中所述分配步骤与输送步骤的至少一部分同时发生。
65.根据权利要求60所述的方法，其中持续旋转所述容器的步骤包括在所述步骤的持续时间的至少一部分中使旋转方向反转。
66.根据权利要求60所述的方法，其中所述输送步骤与持续旋转步骤是重复执行的。
67.根据权利要求60所述的方法，其中所述输送步骤与持续旋转步骤是重复执行的， 并且采用不同温度的液体来执行至少一个所重复的步骤。
68.根据权利要求60所述的方法，其中采用温度足以将兑水的饮品巴氏杀菌的液体来执行所述输送步骤。
69.根据权利要求60所述的方法，其中所述液体供给装置包括第一供给管和第二供给管，所述第一和第二供给管设置为使得所述第一供给管与所述第二供给管将液体以不同的方向引导至所述容器中，所述输送步骤和持续旋转步骤是重复执行的，采用来自所述第一供给管的液体来执行至少一个所重复的步骤，以及采用来自所述第二供给管的液体来执行至少一个所重复的步骤。
70.一种将粉末分配至容器中的方法，所述方法包括提供分配设备，所述分配设备包括设置为盛装粉末的贮罐，所述贮罐包括具有第一尺寸的敞开的第一端，与所述第一端相对并且具有第二尺寸的敞开的第二端，以及连接所述第一与第二端的侧壁，所述侧壁的一部分成角度为从所述第一端到所述第二端收敛，所述部分具有角度，所述角度设置为在所述第二端或在所述第二端之上导致粉末架桥；以及计量装置，所述计量装置设置为接收来自所述贮罐的第二端的粉末并且将预定的量分配至所述容器中，所述预定的量的粉末对应于所述计量装置的容积与设置在架桥之下的粉末的体积之和，所述架桥由所述粉末架桥形成，以及将粉末装入所述贮罐中；以及将预定的量的粉末分配至所述容器中。
71.根据权利要求70所述的方法，其中所述计量装置包括管，所述管具有与所述贮罐的第二端连接的敞开的管第一端以及与所述管第一端相对的敞开的第二管端，并且所述分配设备进一步包括设置在所述第一和第二管端之间的阀，所述阀设置为控制自所述第二管端流出的粉末流，以及所述分配步骤包括打开所述阀以允许预定的量的粉末从所述第二管端移至所述容器中。
72.根据权利要求71所述的方法，其中所述分配步骤进一步包括在所述贮罐中形成所述架桥。
73.根据权利要求71所述的方法，其中所述计量装置进一步包括管振动器，所述管振动器设置为向所述管施加至少一个脉冲，并且所述分配步骤进一步包括启动所述管振动器的方法步骤。
74.根据权利要求73所述的方法，其中启动所述管振动器的步骤在打开所述阀的步骤之后执行。
75.根据权利要求71所述的方法，其中所述分配设备进一步包括贮罐振动器，所述贮罐振动器设置为向所述贮罐施加至少一个脉冲，并且所述方法进一步包括启动所述贮罐振动器的方法步骤。
76.根据权利要求75所述的方法，其中启动所述贮罐振动器的步骤在所述分配步骤之前执行。
77.根据权利要求75所述的方法，其中所述计量装置进一步包括管振动器，所述管振动器设置为向所述管施加至少一个脉冲，并且所述 分配步骤进一步包括启动所述管振动器的方法步骤。
78.根据权利要求77所述的方法，其中启动所述贮罐振动器的步骤在所述分配步骤之前，并且启动所述管振动器的步骤在打开所述阀的步骤之后执行。
79.一种在容器中用粉末制备兑水的饮品的方法，所述方法包括提供制备装置，所述制备装置包括权利要求70所述的分配设备；液体供给装置，设置为将液体分配至所述容器中；以及混合装置，设置为混合所述容器的所装之物，将所述容器放置在所述制备装置中；将预定量的粉末分配至所述容器中；将所需总稀释量的液体的至少一部分输送至所述容器中；以及使用所述混合装置混合。
全文摘要
提供了一种设备，所述设备用来将粉末，例如粉末状婴儿配方食品精确分配至容器中，并且在所述容器中充分混合所述配方食品的同时，将所述粉末状配方食品巴氏杀菌和兑水。所述设备包括用来储存粉末的漏斗组件，用来计量并且将粉末从贮罐分配至所述容器中的投配组件，用来从所分配的粉末获得精确且充分混合的配方食品的稀释组件以及混合组件。所述漏斗被做成促使粉末架桥(bridging)的形状，并且所得的粉末架桥与所述投配组件结合使用，利用与粉末隔离的单一机械阀，以提供预定量的粉末。所述混合组件在支撑瓶子为与垂直线呈固定角度的同时，混合此容器的所装之物。还公开了一种用婴儿配方粉提供经过巴氏杀菌的婴儿配方食品的方法。
文档编号A47J31/40GK102481013SQ201080036335
公开日2012年5月30日 申请日期2010年6月17日 优先权日2009年6月17日
发明者凯尔·麦肯尼, 卡伦·贝内德克, 尼古拉斯·拉扎里斯, 斯科特·哈迪, 查尔斯·马布尔, 沃伦·埃利斯, 纳森·艾尔, 菲利普·C·卡蓬 申请人:林基亚快递有限责任公司