专利名称：饮料配制阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及混合饮料配制阀，例如用于配制软饮料和果汁，特别是涉及在这类阀中使用射流振荡器作为容积流量计。
传统的混合饮料配制阀包括分立的水(充碳酸气或不含气体的)输送管和果汁(或经浓缩的)输送管以及在各输送管上设置于电力或机械驱动的开启/关闭的控制阀上游的流量调节器。每个流量调节器使用一个弹簧承载的园柱活塞，作为力与阀调节元件之间的连接，活塞可以在园筒中自由往复运动，并响应于园筒两端的压差，例如参见美国专利4，230，147，3，422，842和2，984，261。活塞与园筒配合的作用是使直接设置在园柱活塞面上的测量孔上的压差保持恒定，因此，无论配制阀进口处的流体压力如何变化，都能提供一个恒定的流量。流量调节器部件在弱力条件下工作，而这会产生缺点，即会因活动部件之间进入污垢以及它们自身之间的紧配合导致迟滞。此外，已经发现，无论活塞与园筒的配合和表面光洁度如何，自由活塞有时也会在调节器园筒内粘住。
近来，对这类控制水与果汁比例的阀的改进，已包括流量计和控制元件的使用，例如美国专利4，487，333。已知的流量计相当昂贵并且含有活动部件。
本发明涉及一种混合饮料配制阀，使用射流振荡器作为流量计，并与流量控制装置配合工作。由于使用了无活动部件的射流振荡器，使得该系统的准确度高，成本低、可靠性高。
本发明的任务是克服使用上述流量调节器或已知的流量计的混合饮料配制阀所具有的某些问题。
本发明进一步的任务是提供一种混合饮料配制阀，配制阀装有作为容积流量计的射流振荡器，与流量控制元件配合工作，用于对流经阀的汽水和果汁进行测量和调节。
本发明的另一个任务是提供一种用于混合饮料配制机的流量计，它具有低成本，高可靠性以及高准确度等优点。
由下列的详细说明并参考附图可以更充分地了解本发明，附图中相同的部件使用了同一标号。
图1是本发明的混合饮料配制阀的工作框图;
图2是本发明的闭环反馈控制框图;
图3是根据本发明的混合饮料配制阀的顶端平面图;
图4是图3的阀沿线4-4的部分剖面正视图;
图5是与图4所示阀类似的另一实施例的部分剖面正视图。
现在参考附图，图3和图4展示了根据本发明的混合饮料配制阀10。
阀10包括一个具有果汁输送管14和单独的水输送管16的机体12，这两个输送管分别从果汁和水入口18和20延伸至混合喷口22。每一个输送管在流量控制器的上游有一个射流振荡器。由于两个输送管的特征是相同的，因此只需说明一个即可。
加压后的果汁被送到设置在可拆卸的配制阀固定块24上的果汁入口18，流经果汁输送管14和果汁射流振荡器28，接着进入果汁控制阀26。由安装在传感器平板32上的传感器30来感受流体的振荡。利用螺钉把平板装在阀机体12上。传感器30能够探测射流振荡器28的两个反馈支路34和36中的一个变化。果汁振荡频率与果汁速度亦即容积流动速率线性相关。由于流量计28的反馈支路34和36中的果汁速度和压力在最小值与最大值之间循环，因而可以使用各种不同类型的传感器来测定振荡频率。可以使用压力传感器，热敏传感器，电阻温度传感器或其它适合检测射流振荡的装置，只要传感器的输出是能为直接安装在配制阀机体12之上的主控制器38所接收的电学量即可。传感器30最好选用电阻温度计(RTD)，例如微测量公司生产的温度敏感栅(ETG-50)。
现在参看图1和图2，来自传感器30的代表经过配制阀10的实际果汁流动速率的电信号在主控制器38与流量标准值比较，如图2所示。如果实际流量值不等于标准设定值，控制器38将对误差信号进行处理，所产生的控制信号将作用于果汁控制阀26来修正实际流动速率。如果期望的流动速率标准值保持不变，那么控制器也将提供与设定值相等的恒定果汁流动速率。
离开射流振荡器28之后，果汁流过输送管14的通道部分40(见图3和图4)并进入控制腔42。图4展示了一个比例螺线管44，它具有弹簧承载的衔铁46作为控制阀元件。比例螺线管是容易买到的商品。主控制器38最好备有一个微处理机，以产生控制信号，周期地在设定的时间间隔内以电压对螺线管激磁。可以根据误差信号，通过改变施加于螺线管线圈的脉冲宽度，来调节与阀座49上的注流孔48相关联的螺线管衔铁46的位置。螺线管线圈未激磁时，螺线管衔铁46被安置在其顶部的弹簧50限定在注流孔48上。
如图4所示，比例螺线管衔铁46在注流孔48的下游承受通道40和通道51之间的变化压降。流动果汁在通道51和混合喷口22内的压力较小并接近大气压力。通道40中的压力完全取决于输入配制阀10的果汁压力和射流振荡器28中的压力损失。因此，为使误差信号尽量减小，控制器38必须对由压降和衔铁弹簧50产生的力的变化进行补偿。
图5展示了另一个实施例的阀58。其中，利用压力补偿装置60把衔铁46与变化的果汁压力隔离开。图5展示了膜片和控制活塞的组合件62，控制弹簧64和排水孔66，所有这些构成了压力补偿装置60，它使得注流孔48处保持小的恒定压降，于是使得螺线管衔铁46免受变化的压力的影响。注流孔48处的压降能够由弹簧64和膜片自身的工作面积来决定。
配制阀10和58的水一侧的工作与上述的果汁一侧相同，因此无需详细说明。
另外，如图1所示，如果希望的话，主控制器可以提供关于每日饮料杯数，每日售出的果汁量和果汁销售总量的数据。
尽管以上详细说明了本发明的最佳实施例，但是应该知道，在不超出本发明的本质和范围的条件下，可以做出变化和改型。
权利要求
1.一种混合饮料配制阀，包括a)一个机体，具有分别输送果汁和水的果汁输送管和水输送管，由各自的入口经过各自的输送管到达混合喷口；b)至少一个所述的输送管装有射流振荡器流量计，用于测量输送管中的流量，并且包括一个传感器来产生与所述流量相应的电信号。c)一个与所述的传感器相连的控制器，用于接受来自传感器的信号和产生控制信号。d)在至少一个所述的输送管的所述流量计的下游，并与所述控制器相连的流量控制装置，用于接受所述控制信号以及控制经过的流量控制装置的流量。
2.一种根据权利要求1的阀，其中分立的所述的流量计和所述的流量控制装置设置在每个输送管。
3.一种根据权利要求1的阀，其中所述的控制器包括一个微处理机。
4.一种根据权利要求1的阀，其中所述的流量控制装置是比例螺线管。
5.一种根据权利要求4的阀，其中所述的螺线管包括用来把螺线管衔铁与变化的果汁注入压力隔离开的压力补偿装置。
6.一种混合饮料配制机的果汁或水中任一个容积流动速率的测量方法，包括a)从入口供给果汁，流经射流振荡器流量计，到达混合喷口;b)产生与经过所述流量计的流量相应的电信号;c)根据经过所述流量计的流量，在所述的射流振荡器下游控制果汁流量。
7.根据权利要求6的方法，其中所述产生信号步骤包括检测射流振荡器中的果汁振荡频率，并且向主控制器提供代表该频率的电信号。
8.根据权利要求7的方法，包括在射流振荡器流量计的下游，向流量控制装置注入果汁，并根据检测到的果汁流量，由主控制器向流量控制装置馈给流量控制信号，以此控制果汁流量。
全文摘要
一种混合饮料配制阀，包括与主控制器配合的射流振荡流量计以及流量控制阀，例如比例螺线管。射流振荡器中的果汁振荡频率与果汁速度即容积流动速率线性相关。可以使用各种传感器检测流体振荡，可以使用压力补偿装置把螺线管衔铁与变化的果汁压力隔离开。
文档编号B67D1/12GK1035476SQ8810821
公开日1989年9月13日 申请日期1988年10月20日 优先权日1987年10月23日
发明者乔治·J·雅罗克 申请人:可口可乐公司