用于食品分配器的搅拌杆的制作方法

文档序号:18111930发布日期:2019-07-06 12:09阅读:223来源:国知局
用于食品分配器的搅拌杆的制作方法

本申请要求于2017年6月30日提交的美国临时申请第62/527,272号,以及于2018年6月27日提交的美国专利申请第16/020,645号的权益和优先权,其全部内容和公开内容通过引用并入本文用于所有目的。

技术领域

本公开总体上涉及用于分配食品的机器,如冷冻和未冷冻饮料和甜点机器,更具体地涉及用于食品分配器的搅拌杆。



背景技术:

众所周知的是通过分配阀从产品腔室提供诸如饮料或甜点的食品的分配机器。例如,冷冻饮料机器通过在混合或冷冻室中冷冻诸如糖浆,水和二氧化碳等成分的混合物来生产冷冻饮料。冷冻室通常由容纳有制冷剂的盘管围绕,以使混合物内部冻结至所需的稠度水平。将混合物从内表面移出,并通过旋转轴驱动一个或多个附接到轴上的刮削/混合构件而进行混合。冷冻混合物的稠度由多种方法中的任何一种控制,其开启制冷以进行冷冻并且当混合物达到所需的稠度时关闭制冷。然后通过可以自动或手动控制的分配阀分配产品。

这种饮料分配机可具有多个冷冻室,每个冷冻室包含不同类型或口味的饮料。然而,用于安装冷冻饮料分配机器的空间通常非常昂贵,并且需要几个冷冻室来提供各种口味选择,这使用了宝贵的空间。此外,一些用户希望能够将几种口味分配到一个杯子中。提供与此相关的设备和方法的一个这样的公开是美国专利申请公开第20080041876号,其通过引用结合于此。

本文所公开和教导的发明创造和主题涉及克服或至少最小化现有技术的一些缺点。



技术实现要素:

作为本文公开的实用新型中的一种非限制性的简要概述,本公开提供了一种用于食品分配器的搅拌杆,该食品分配器包括在一端具有面板的圆柱形食品室,该搅拌杆包括:具有第一端和第二端的轴向本体,且被配置成在第一端与食品分配器面板中的接收部接合,以及被配置成在第二端与旋转驱动机构接合,从而本体可围绕食品室的中心轴线旋转;多个臂部,其在所述第一端和所述第二端之间从所述轴向本体径向地突起,各臂部被配置成与食品分配器刮板的至少一部分接合,从而当本体旋转时刮板的前边缘与食品室的内表面接合;和至少一个桨叶,其与所述第一端相邻地从所述轴向本体突起,并且被配置成延伸朝向但不接触所述食品室和所述面板的内表面,该至少一个桨叶被配置成当所述本体围绕中心轴线旋转时将所述面板附近的食品与室内其它食品混合。

根据本实用新型的一个方面,所述至少一个桨叶包括叶片部分和杆部分,且该杆部分在从所述第一端偏移的轴向位置处与所述本体接合。

根据本实用新型的另一个方面,所述至少一个桨叶的叶片部分被配置成进一步包括在所述面板与所述叶片部分之间的第一轴向间隙,在所述面板与所述杆部分之间的第二轴向间隙,且其中该第二间隙大于第一间隙。

根据本实用新型的另一个方面,所述至少一个桨叶的叶片部分被配置成进一步包括在所述叶片部分与所述轴向本体之间的第一径向间隙,其中该第一径向间隙大于所述第一轴向间隙。

根据本实用新型的另一个方面,所述至少一个桨叶的与所述面板邻近的边缘被倒圆角以减少对所述面板的刮擦。

根据本实用新型的另一个方面,所述至少一个桨叶的前端延伸超过所述食品室的一端。

根据本实用新型的另一个方面,所述至少一个桨叶的前端被配置成扫过所述面板的环形区域而不接触所述面板。

根据本实用新型的另一个方面,所述叶片部分包括与所述面板邻近的前端,和从所述前端轴向离开朝向所述本体的第二端的后端,且其中所述后端相对于所述前端倾斜。

根据本实用新型的另一个方面,所述至少一个桨叶被配置成将所述面板附近的食品混合以促进从所述室分配的食品的一致性。

根据本实用新型的另一个方面,所述至少一个桨叶被配置成将在邻近所述面板的食品分配路径周围聚积的冰晶去除。

本实用新型的这些简要概述都不旨在限制或以其他方式影响所附权利要求的范围,并且本实用新型的实用新型内容中所述的任何内容都不旨在作为权利要求术语或短语的定义,也不作为对权利要求范围的否认或放弃。

附图说明

以下附图形成本说明书的一部分并且被包括以进一步说明本实用新型的某些方面。通过参考这些附图中的一幅或多幅并结合本文中对具体实施例的详细描述,可以更好地理解本实用新型。

图1是概念性地示出根据本公开的一些教导的食物分配机器的部分的框图。

图2是根据本公开的某些教导的食物分配机器的示例性实施例的透视图。

图3和图4示出了根据本文阐述的某些教导的产品分配机器系统的实施例。

图5和图6是根据本公开的一些教导的冷冻饮料机器的搅拌杆的视图。

图7是概念性地示出根据本公开的某些教导的冷冻饮料机器的部分的冷冻饮料机器的剖视图。

图8和图9是根据本公开的一些教导的冷冻饮料机器的搅拌杆的视图。

图10a和10b是根据本公开的一些教导的冷冻饮料机器的搅拌杆的工程图。

图11是示出根据本公开的一些教导的测量和校准分配配料的相关部分的实施例的流程图。

图12是示出根据本公开的一些教导将调味剂分配到饮料中的方法的图表。

图13是示出根据本公开的一些教导将调味剂分配到饮料中的方法的流程图。

图14是示出根据本公开的一些教导将调味剂分配到饮料中的方法的图表。

图15是示出根据本公开的一些教导的将调味剂分配到饮料中的方法的流程图。

图16是示出根据本公开的一些教导在分配期间对桶施压的方法的图表。

图17是示出根据本公开的一些教导调节桶中的压力的方法的流程图。

图18是示出了根据本公开的一些教导的用于维持桶中的压力的方法的流程图。

尽管这里公开的发明创造易于进行各种修改和替代形式,但是在附图中仅通过示例示出了几个特定实施例并且在下面详细描述。这些具体实施例的附图和详细描述并非意图以任何方式限制本实用新型构思或所附权利要求的宽度或范围。相反,提供附图和详细书面描述是为了向本领域的普通技术人员说明发明性构思并且使得这些人能够实现和使用本发明性构思。

具体实施方式

以上描述的附图和下面的具体结构和功能的书面描述不是为了限制申请人发明的范围或所附权利要求的范围。而是,提供附图和书面描述是为了教导本领域技术人员实现和使用所寻求专利保护的实用新型。本领域技术人员将认识到,为了清楚和理解的目的,并未描述或示出本实用新型的商业实施例的所有特征。本领域技术人员还将认识到,结合本实用新型的各方面的实际商业实施例的开发将需要许多实现特定的决定以实现开发者对商业实施例的最终目标。这些针对具体实施的决定可能包括并可能不限于遵守系统相关,业务相关,政府相关以及其他限制,这些限制可能因具体实施,地点和时间而有所不同。尽管开发者的努力可能在绝对意义上是复杂且耗时的,但是对于受益于本公开的本领域技术人员而言,这样的努力将是日常工作。必须理解的是,本文公开和教导的发明创造易于进行多种和各种修改和替代形式。最后,使用单数术语,诸如但不限于“一”,不旨在限制项目的数量。此外,为了清楚起见,在具体参考附图的书面描述中,使用关系术语,例如但不限于“顶部”,“底部”,“左”,“右”,“上”,“下”,“向下”,“向上”,“侧”,不旨在限制本实用新型或所附权利要求的范围。

术语“耦接”、“被耦接”、“正在耦接”、“耦接件”等术语在本文中广泛使用,并且可包括用于固定,结合,粘合,紧固,附接,连接,插入其中,形成在其上或其中,连通,或其它关联方式,例如机械地,磁性地,电气地,化学地,可操作地,直接地或与中间元件间接地,一个或多个构件连接在一起,并且还可以包括但不限于与另一个构件以整体的方式一体地形成一个功能构件。耦接可以发生在任何方向,包括旋转。

本实用新型的特定实施例可以在下面参照方法的框图和/或操作说明来描述。应该理解,可以通过模拟和/或数字硬件和/或计算机程序指令来实现框图和/或操作说明的每个框以及框图和/或操作说明中的框的组合。这样的计算机程序指令可以被提供给通用计算机,专用计算机,ASIC和/或其他可编程数据处理系统的处理器。所执行的指令可以创建用于实现框图和/或操作说明中指定的动作的结构和功能。在一些替代实施方式中,附图中标注的功能/动作/结构可以不按框图和/或操作说明中指出的顺序发生。例如,根据所涉及的功能/动作/结构,示出为连续发生的两个操作实际上可以基本上同时执行,或者可以以相反的顺序执行。

我们发明了改进的系统和方法,其包括用于通过分配阀分配基础食品的食品分配机器,并且当从产品室分配产品时向基础食品添加配料和其他添加剂,例如调味剂等等。公开了用于维持冷冻室中的基础产品的一致混合的设备和方法,以及用于校准所需配料比例的方法。

图1是示意性地示出根据本公开的一些教导的食物分配机器10的部件的简化框图。如图1所示,食品分配机器10是冷冻饮料机器。分配机器10 包括配料供应源12,处理流程块14,控制器16和产品室18。在示例性的冷冻饮料机器10中,配料供应源12可以包括例如水供应,糖浆供应和气体供应。在所示的实施例中,产品室18包括冷冻室,其具有与其相关联的制冷系统20。术语“产品”用于描述从冷冻饮料分配器分配的冷冻饮料混合物。“产品”包含诸如水,糖浆或其他浓缩物质等的成分。冷冻碳酸“产品”还包括气体,如二氧化碳。在全都由J.I.Frank等作出的美国专利号5,706,661, 5,743,097,5,799,726,5,806,550,6,536,224,6,625,993和8,701,939中,以及Igor V.Popov等所提交的美国专利申请公开号20160229675中,以及由 J.I.Frank等所提交的美国专利申请公开号20160245573中提供了对冷冻饮料机器的进一步说明。这些专利和申请的全部公开内容通过引用并入本文。

用于冷冻饮料混合物的配料从配料供应源12提供到处理流程块14,处理流程模块14根据控制器16的指示控制配料流入冷冻室18。与处理流程块 14相关的机构可能包括传感器,致动器,和操作所需的其他组件。控制器 16可以包括适当编程的微处理器,微控制器,合适的存储器设备以及操作所需的其他组件。冷冻混合物稠度可通过多种方法中的任何来控制,所述方法打开制冷系统20来对室中的配料进行冷冻,并且当混合物达到期望的稠度时关闭制冷系统20。例如,在美国专利号5,706,661中描述了使用电路板、易失性和非易失性存储器设备、软件、固件等的控制器16和其他控制仪器的合适操作,其通过引用并入本文作为参考。接着,产品通过分配阀22分配。

图2是分配机器10的示例性实施例的透视图。机器100的各种部件容纳在机柜101中,分配阀(未示出)在面板102后面终止于分配嘴103。在多个可能的实施方式中的一个实施方式中,分配阀22可以是气动的并且通过控制器16控制,而不是由用户手动操作。类似地,调味剂的注入可以通过在控制器16的分配操作期间启动的电磁阀的使用来实现。面板102可以通过多种方法中的任意种而可移除地固定到机柜101,所述方法包括但不限于可螺纹连接的构件,如螺钉或螺栓。面板102到机器100的附接将封闭冷冻桶,形成冷冻室18(图2中未示出)。

某些形式的用户接口可以位于机器100的外部。这可以提供让需要冷冻饮料的客户,机器的所有者,维修技术人员或任何数量的其他人员与机器100 进行交互的方法。在许多可能的方式的一种方式中,与机器100的交互可以通过人机接口装置(human interface device)120和分配按钮122,或者任何数量的其他输入方法和处理,包括但不限于计算机接口,触摸板,键盘,其他类型的人机接口设备或其他手段。

主系统结构100的主要冷冻室包括穿过面板102的前开口。面板102与阀组件配合,使得当阀22被致动时,冷冻室18经由分配嘴103分配产品。待分配的产品(例如冷冻碳酸饮料)可以在3-30磅/平方英寸(20.7-206.8kPa) 的范围内的压力下保持在冷冻室内。当阀22打开时,该压力可用于驱动产品通过分配路径并从分配嘴103分配出。在图3中示出了这种可能的实施方式之一,其中面板302可以与冷冻桶318形成密封。在该实施例中,面板302 的内部可以是具有由阀22控制的开口的平坦表面。在该示例性实施例中,搅拌杆330可以连接到驱动轴(未示出),从而混合配料,将冷冻颗粒从冷冻桶318的侧面刮去,并且将产品推向冷冻室的前部。

图4示出了一个实施例,其中面板402的内表面460可以是凹入的,从而为冷冻室18提供更大的容积。在凹进的实施例中,面板可以完全凹入,其中面板的内部形状为半球形,或者其可具有如图4所示的环形(toroidal) 特性,其中凹入容积的中心朝向面板402的中心向内逐渐变细。在该实施例中,驱动轴(未示出)居中并被支撑在面板402的内表面的最中心的突起470 内。

已知的分配系统通常包括用单个制冷系统20冷却的两个或更多个冷冻室18。根据本文公开的示例性实施方式,示例性系统10包括单个室18,其容纳基础液体,冷冻饮料,或其他基础产品。通常,当分配基础产品时,可以选择性地注入添加剂。因此,可以提供几种不同口味的饮料,而不需要多个产品室的成本和空间要求。这在不能容纳较大的多桶分配器但需要多种口味的区域中是有利的。可以设想其他实施方式,其包括例如多个腔室,其中每个腔室具有不同的基础调味剂,其中注入额外的调味剂。

在冷冻室内是旋转轴,其上附接有一个或多个突起。随着轴旋转,突起与室的侧面接合以从冷冻腔室的侧面刮下冷冻颗粒,并将其与室内的其他配料混合。旋转轴和突起可以以任何数量的不同方式形成。在一些现有技术的实施例中,刮板被牢固地固定到中心轴上。当从室中取出或插入搅拌件时必须小心,以使刮板不会弯曲,并且刮板不会刮擦室的侧面。

图5和图6提供了通常用于冷冻饮料机器中的示例性搅拌杆500、600 的图示。首先,参考图5,中央杆501可具有设计成与驱动机构配合的驱动端502。前端503可被设计为与面板402的接收部配合,如图4所示。

图5示出了沿着中央杆501的长度布置的三个刮板,在该实施例中它们是相同的。尽管该实施例示出了沿着穿过中央杆501的轴向平面的所有刮板,但是本领域的其他技术人员可以设想其它布置而不偏离本文公开的发明创造。本实施例中的刮板通常由两个腿部510a,510b支撑,所述两个腿部510a, 510b可以具有渐缩的端部以配合在中央杆501中的接收孔内。腿部510a, 510b可以通过任何数量的方法牢固地固定至中央杆501,所述方法包括但不限于过盈配合,点焊(tack weld),或钨极惰性气体保护焊(TIG weld),或其他机械手段如螺纹紧固件。可选地,腿部510a,510b可以可移除地固定到中央杆501。

腿部510a,510b的长度延伸不应超过冷冻室18内部的直径。腿部510a, 510b的最佳长度可以是它们延伸以便在插入冷冻室18时接近冷冻室18的内侧。在腿部510a,510b的远端处可以安装有刮板520,其具有前边缘521 和后边缘522。可以采用多种方法来将刮板520安装到腿部510a,510b。许多可能的方法中的一种可以是在腿部510a,510b的远端处具有肩部,并且在刮板520中具有配合孔,使得刮板520可以相对于中央杆501周向地枢转或摇动。

在图5的示例性实施例中,刮板520可以通过弹簧511保持到支腿510a, 510b。在该示例性实施例中,弹簧511用于将刮板520保持到支腿510a,510b 的目的,并且另一目的是将刮板520的后边缘522偏置朝向中央杆501。由于刮板520可在腿部510a,510b的顶部枢转或摇动,所以后边缘522朝向中央杆501的偏置将使前边缘521向外升高,远离中央杆501。当插入冷冻室18时,后边缘522上的偏置可促进刮板520的前边缘521与冷冻室18的内侧之间的接触。因此,当搅拌杆500旋转时,刮板520的前边缘521将冰冻颗粒从冷冻室18的内侧刮除。在前边缘521刮擦冷冻室18的内测时在其之间具有一定量的重叠是有利的。

图6示出了与图5相似的搅拌杆600,其中在中央杆601的前端603附近另外安装有搅拌件630。搅拌件630可以以任何方式固定到中央杆601并且可以具有任意形状。示例性的搅拌件630从中央杆601的前端603向前延伸,使得当搅拌杆600旋转时,搅拌件603搅动位于面板内的延伸区域中的冷冻室18中的产品,如图4所示。搅拌件630以避免与诸如冷冻室18和面板内部的任何其他部件接触的方式形成。以这种方式,搅拌件630可以搅拌不会被刮板620移动的混合物。这可能是期望的,因为面板中的环形区域中的产品没有接收到来自流经冷冻桶周围的盘管的制冷剂的冷却,并且可比更加直接地与冷冻室内侧接触的产品变得更暖。申请人已经发现,搅拌件630 提供了在冷冻室的前部的产品与更后部的产品的一定混合。虽然这比现有技术有利,但该效果并不总是在整个冷冻室中提供一致温度的混合物。

申请人设计了一种搅拌杆,该搅拌杆在中央杆的前端包括桨叶。当搅拌杆在桶内旋转时,桨叶可以在冷冻室的前部提供更期望的对冷冻基础产品的混合,否则即使与搅拌件结合,刮板也可能不能混合该冷冻基础产品。其多种可能的实施方式中的一种参考图7-10举例说明。

图7示出了由申请人设计的本发明创造的许多可能实施例中的一个,其示出了示例性冷冻饮料机器700的冷冻室内布置的示例性搅拌杆的剖视图。冷冻室包括以面板712的内表面760密封的冷冻桶718。面板712具有开口 761,开口761与阀722配合,使得当阀722打开时,产品从分配嘴703被分配出。在该示例性实施例中,面板712的内表面760是环形的,如图4所示例。本领域的技术人员应理解,可以使用其他面板几何形状而不偏离本文公开的发明方式。

在示例性的冷冻饮料机器700中,桨叶730被固定到中央杆702。如前所述,当中央杆702旋转时,刮板将冷冻颗粒从冷冻桶718的内侧刮除。腿部710a,710b和刮板720的拓扑结构也可有助于混合从冷冻桶718的内侧刮除的颗粒。混合室的前部中的产品部分由于不与制冷盘管770直接接触,而比产品的其余部分变得更暖。所以桨叶730可以更加彻底地将混合室的前部中的产品与更接近冷冻桶718中的制冷盘管770的产品混合,由此在整个混合室中产生更一致的产品混合物。

在混合冷冻基础产品的这个过程中,桨叶730将冷冻混合物推到可能不会被刮板搅拌的区域中。在该实施例中,桨叶730是延伸到冷冻桶718前方的区域中的平板。在操作中,桨叶730推动混合物,由此向在桨叶730前方旋转的混合物施加压力。这引起在桨叶730后面的旋转区域中相应的压力下降,使得混合物流入该区域。如前所述,这种移动可以通过将更远离冷冻桶 718的流体和颗粒与更接近冷冻桶718的流体和颗粒混合,来帮助维持冷冻室内的混合物的一致温度。

在示例性的冷冻饮料机器700中,用于分配饮料的过程是打开阀722,这允许流体在开口761处从冷冻室通过流动路径,并从分配嘴703流出。当冷冻饮料机700正常运行时,在冷冻室中将有足够的产品,从而可以顺序地填充多个食品容器,例如杯子,玻璃杯或马克杯。在分配产品时,可以加入新的配料,从而保持液体和冰晶与气体混合的流体。当阀722打开时,室内高于大气压的压力将推动液体和冰晶的混合物流出。螺旋推运器或构造成沿一方向推动配料的其它机构可以用于确保即使当配料只剩少量时也能将产品置于朝向开口761。

申请人已经注意到,在一些情况下,当阀722被致动时,大的冰晶可能会滞留在阀杆与密封表面之间,从而阻止其在应该闭合时的闭合。使用将产品推向前方的螺旋推运器或类似机构,可由于持续地推动产品通过可能被卡住而打开的阀722而加剧该情况。申请人已经发现,中央杆701上的桨叶730 清除了可能积聚在腔室内的阀区域周围的冰晶。从靠近阀的区域分散这些冰晶可防止它们形成堵塞,该堵塞可能会使阀无法正常密封。

图8示出了具有桨叶830的示例性中央杆801。在该示例性图示中,桨叶830可以通过使用激光切割机从板上切割来形成,其可以产生具有比传统方法更整齐的边缘的桨叶830。生产桨叶的其他方法包括但不限于切割和成型金属的传统方法,水射流切割机和3D打印机。申请人还发现了优选实施例,其将桨叶830完全沿着边缘831焊接到中央杆801上,以将桨叶830固定到中央杆801,使得其不允许有任何可让颗粒或流体被困在其中的开口或凹进。然而,使用诸如点焊等的其他方法,或者甚至将桨叶可拆卸地固定到中央杆,还可能具有其他优点。已经发现倾斜的后边缘832有力地将环形区域中的流体和颗粒与冷冻室的其它部分处的流体和颗粒混合,从而得到始终非常一致的温度和混合物。已经发现将前边缘833的角部倒圆可以使得前边缘833被设置成更靠近面板的内部而没有实际接触,其可导致刮擦面板的内部。桨叶830的远端边缘834将在最接近开口处从冷冻室到阀扫过。

图9示出了具有桨叶930的示例性搅拌杆的透视图。在该实施例中,近边缘935被设置成更靠近中央杆901。这对于冷冻室内的一些基础产品使用可能是优选的。

图10a和10b示出了具有桨叶1030的示例性搅拌杆的工程图。

本文所公开的本发明创造的其他实施例可以包括由接触时不会划伤面板的材料制成的桨叶,或者覆盖有该材料的桨叶。这可以允许桨叶以该方式设置,其中在桨叶旋转以完全混合可能积聚在面板附近的流体和颗粒与在冷冻室的其与部分的流体和颗粒时与面板接触。在另一个设想的实施例中,后边缘可以远离中央杆的轴向平面横向地成角度。通过朝向旋转方向调整前边缘而产生的角度将趋于像勺子一样将流体和颗粒从冷冻室的前部朝向冷冻桶拉动。类似地,通过调节前边缘远离旋转方向所产生的角度将起到将冷冻室后部的颗粒吸向面板的叶片的作用。在许多可能的设想实施例中的一个中,桨叶可以以这样的方式构造,使得前边缘张开,从而面向旋转方向的一侧朝向该方向倾斜,并且背离旋转方向的一侧远离旋转方向倾斜。在又一个设想的实施例中,前边缘可以被分段或形成波纹,使得段被调整为交替地朝向和远离旋转方向。

类似地,桨叶的远侧边缘可以朝向或远离旋转方向倾斜。在进一步设想的实施例中,以任何方式使远侧边缘成角度可以与调整前边缘的角度相结合。

在又一个可预见的实施例中,桨叶不需要是完全不透水或平坦的。桨叶可以包含凹痕,或其他突起,或者一个或多个孔,其可以是直的或成角度的穿过。这些结构可用于进一步促进面板附近区域处的混合。

在另一个可预见的实施例中,其他部件可以牢固地或可移除地附接到桨叶。很多可能例子中的一个是可以附接的部件是由不会刮伤面板内表面的材料制成的柔性部件。在这个设想的实施例中,柔性部件可以被设计成在桨叶和中央杆旋转时与面板的内表面接触,从而使产品移动远离面板的内表面。

在从混合室分配冷冻基础产品的过程中,可以添加一种或多种调味剂。在一个实施例中,这可以通过在从冷冻桶分配基础产品混合物时,让含有调味剂的物质同时从分配器分配到诸如玻璃杯,杯子或马克杯的接收容器中而完成。冷冻的基础产品可具有中性口味,或者其可具有通过添加一种或多种调味剂而增强或加强的基础口味。在后一种情况下,示例性的基础调味剂可以是可乐调味剂或水果调味剂。多口味饮料分配器可具有任何数量腔室,用于容纳可与来自冷冻室的基础产品混合物一起分配的调味剂。通常,调味剂物质是类似于糖浆的液体并且以液体形式输送,但其不需要仅限于实施本文所述发明创造的该种形式。

如前所述,在美国专利申请号20080041876中公开了多种口味饮料分配器的一个实施例,其通过引用并入本文。

在一个实施例中,当消费者请求饮料时,可以分配特定量的所要求的饮料。这个量可能足以将已知尺寸的容器填充到恰好在边缘以下的水平。或者,如果糖制品具有干硬稠度,则可优选分配一定量的产品,其填充容器到刚好位于边缘下方的水平,并且继续分配一定的量,以在上方提供山峰形产品,并且位于容器的边缘中心处,从而提供视觉上吸引人的品质。在这些以及其它实施例中,在分配过程中将测量出特定体积的调味剂和基础产品混合物。作为一个例子并取决于浓度,调味剂物质可以是待分配的体积的10%,而另 90%的体积是基础产品混合物。在相同的浓度下,通过将比例上更多的调味剂物质用于基础产品混合物可以产生更浓的口味特征。相反,通过将比例上更少量的调味剂物质用于比例较多的基础混合物,可以产生较淡的口味特征。

在另一个实施例中,消费者可能喜欢将调味剂混合在分配饮料中。为了确保在整个饮料中适当混合调味剂,需要在分配基础产品混合物时,将所有所需的调味剂分配并混合至基础产品混合物。在一个示例性实施例中,消费者可能需要葡萄和泡泡糖调味剂的口味特征。一种提供方法可以计量出90%的体积的基础产品混合物,5%体积的葡萄调味剂,和5%体积的泡泡糖调味剂。这将提供具有所需口味特征的饮料,其不会超过接收容器的预期容积。

在许多可能的实施方式中的另一个中,可以通过在分配过程中,相继地将一部分调味剂物质与一部分基础产品混合物混合,接着将另一部分另一种调味剂物质与另一部分基础产品混合物混合等等来形成饮料,从而在接收玻璃杯,杯子或马克杯中提供不同口味的层。需要计量调味剂物质与基础产品混合物的比例以提供所需的口味特征。

重复提供具有一致口味特征的饮料通常是冷冻饮料分配器的目标。口味特征不一致可能导致口味特征不令人满意的饮料。而且,不一致的计量部分可能导致一些配料以高于或低于预期的速度被分配,这可能导致饮料分配器比预期更快地耗尽配料。

申请人已经创造了将调味剂注入饮料中的方法和装置。

如图7所示,冷冻饮料分配机器700通常以以下方式运行,在阀722打开时让基础产品混合物从冷冻室经由阀722流过,并且沿分配路径723从分配嘴703流出。在分配操作过程中,通常为液体的调味剂物质被注入分配路径723中,使得基础产品混合物与调味剂在组合的产品从分配嘴703流出时混合。在一些情况下,可优选在整个基础产品混合物流动的时间期间,注入调味剂物质,以便在整个接收容器中的饮料的所有部分具有相同的口味特征,该接收容器通常是杯子,马克杯或玻璃杯。可选地,发明人已经发现可以以许多不同的方式将调味剂配料加入到基础产品中。

美国专利申请公开号20160229675中已经示出了在分配基础产品的同时将调味剂物质注入饮料中的多种可能的方法之一,其内容通过引用并入本文。本文公开和教导的发明创造不受限于或者受约束于该公开中的公开内容。然而,在某些方面,对该公开的引用可以有助于对在此公开和教导的本发明创造的描述和解释。

在本文公开的发明创造的一个实施例中,多口味机器可以具有几种香味注入器,其可以在分配基础产品时将不同调味剂注入分配路径中。调味剂物质也可以单独着色。在分配基础产品期间在不同时间注入不同调味剂物质可得到在接收容器的不同深度处具有不同口味和不同颜色的饮料,该接收容器例如玻璃杯,杯子或马克杯。一个这样的例子可以是用具有红色,白色和蓝色的甜食来填充玻璃杯或其他透明容器,这在美国节假日期间可能是期望的。在一个实施例中,这可以通过使基础产品为白色,然后在适当的时间注入红色和蓝色来完成,使得红色和蓝色层由白色层分隔。然而,在一些情况下,申请人已经发现混合颜色紧邻在一起,例如通过让蓝色层后紧接着红色层,可能产生深色带。这可能来自两种颜色之间的相互作用。在某些情况下,这可能是合意的,但在其他情况下,这可能是不期望的。申请人已经发现,通过提供分配基础产品而没有注入任何有色调味剂的时间,可以使深色带最小化或消除。

图12和13可以用于说明本文公开的使用新型的一个实施例。在该示例性实施例中,可以使用具有四个(4)注入器的分配器来产生期望的冷冻饮料。

在图12中,“信号”轴(竖直)指示何时发生动作。如果对某个特定对象没有发生任何操作,则与该对象关联的粗体线将位于该对象标签的下方。如果正在发生操作,与对象关联的粗体线将位于对象标签上方。例如,图中的对象“用户”可能是想要冷冻饮料的人。用户的动作是选择饮料并按下按钮或启动将分配饮料的机构。因此,与用户相关的粗线在用户启动分配饮料之前是低的。当用户按下按钮,或采取其他行动来分配饮料时,粗线会升高至标签上方。当用户不再希望饮料被分配时,他停止该动作,这反映在图中为线移动回到标签“用户”下方。“阀”和每个“调味剂”类似地指示这些对象启动或未启动;然而,其动作可由响应“用户”的动作的螺线管或其他装置来确定。图中的横轴代表时间向前移动。

在图12中,用户可以通过任何方式选择饮料,例如通过按压按钮,或者通过在输入设备上进行选择,或者任何其他手段。这个动作开始分配基本产品,如阀的动作所示。阀将打开,以便将基础产品从桶中分配,经过分配路径,然后从分配嘴中分配出。在一个实施例中,该动作可以由用户抬起杆来实体地打开阀来执行。在另一个实施例中,用户可以与实际行动不关联,因为在用户选择饮料之后该过程是自动进行的。

图13列出了与图12所示饮料的示例性分配相关的步骤。利用本文公开的发明创造的方法不受图12和图13中描绘的示例的限制。在其他实施例中,“调味剂开启时间”可能更长。在一个可预见的实施例中,如果选择两种调味剂用于上半部分是一种口味且下半部分是另一种口味的各半饮料,那么可以启动第一调味剂注入器持续大约一半的时间以分配饮料,和启动第二调味剂注入器持续大约剩余时间,从而分配饮料。在本实施例中,“预注入延迟”,“调味剂分离时间”和“注入后延迟”仍然可以使用。

本文公开的一些实施例已经举例说明了具有开启和关闭状态的调味剂注入器。对于某些调味剂注入器,例如那些利用螺线管或其他可能完全或部分打开和关闭注入器的方式的注入器,情况不一定如此。含有两种或更多种调味剂的混合饮料的另一个可选实施例将是同时启动所有调味剂注入器,但其中每一个都以小于其100%容量(capacity)来注入。在含有两种调味剂的混合饮料的示例性情况下,每种调味剂注入器可以以其各自容量的50%运行。

“注入前延迟”和“注入后延迟”对于几种实施方式是优选的。但是,在某些情况下,它们可能会被省略。一种这样的情况是在分配基础产品之前添加一种或多种调味剂成分。另一种是在分配基础产品停止后添加一种或多种调味剂成分。后一种情况可能被看作是一种浇头。

在另一个实施例中,饮料的消费者可能希望在分开的层具有一些配料且其它配料混合。这可以通过以图12所示的注入单调味剂物质的方法来实现,其中单次添加每种调味剂,单次添加之间具有调味剂分离时间。当要添加混合物时,参与混合的每个注入器将以与调味剂物质的数量相当的打开百分比来打开所需的时间段。如果需要另一个后续的口味层,可在此之后具有另一调味剂分离时间。作为示例,消费者可能需要一层樱桃,一层柠檬和青柠的混合物,且接着是一层葡萄。这些层将按照该顺序并因此从底部到顶部被分配到容器中。如果消费者希望他们从顶部到底部,该设备可以颠倒顺序。与图12中的调味剂分配相似,樱桃层作为第一种调味剂将由以100%容量打开的樱桃注入器分配。在完成之后,并且在调味剂分离时间之后,柠檬注入器和青柠注入器二者可以50%容量打开。在完成后,再经过另一段调味剂分离时间之后,葡萄注入器将以100%容量打开。

在可选实施例中,柠檬注入器将脉冲打开然后关闭,并且青柠注入器将脉冲打开然后关闭。在每个脉冲中,每个注入器可能在短时间段内以100%容量打开,或者在较长时间段内以较小容量打开。在一个实施例中,它们的打开时间不会重叠。在另一个实施例中,它们的打开时间可重叠。在另一个实施例中,它们的关闭时间不会重叠。而在另一个实施例中,它们的关闭时间可重叠。

在一些多口味饮料分配器中,调味剂配料的口味特征可以具有不同的强度。也就是说,一种调味剂配料在其未加工状态下可能具有非常独特和浓烈的味道和香味,而另一种调味剂配料可能具有相对较淡的特征。在那些情况下,与具有较淡特征的调味剂配方相比,可优选分配较少量的更浓烈的调味剂配料,以获得每种调味剂配方的期望特性。为了保持具有这种期望特征的口味层,可以在调味剂开启时间期间缩短更浓烈调味剂配料的调味剂注入器的螺线管的占空比。类似地,较淡调味剂注入器的占空比可能相对打开更长。换句话说,对于分配饮料时使用的每种调味剂或调味剂类型,调味剂开启时间可以变化。

申请人还发现,除了调味剂配料之外的物质可以以类似于注入调味剂配料的方式被注入到基础产品中。其他物质的例子包括但不限于甜味剂,使饮料更可口的物质,使饮料味道更冲或酸的物质,使饮料味道更咸的物质,以及使饮料更苦的物质。另外,申请人已经找到了将诸如酒精和含酒精的液体等其他液体注入饮料的方法。这些可以与基础产品混合来制作饮料,或者可以将它们混合在一起,而不使用基础产品来制作饮料。这些其他物质的注入可以通过与所说明的注入调味剂物质相同的方法完成,或者也可以通过申请人发明的其他方法注入。

机器上的任何调味剂可以是标准调味剂或流动配料(streaming ingredient)。机器可以通过用户接口进行配置,或者技术人员可以设置机器,或者机器可以在工厂进行配置。

在本文公开的本发明创造的许多可能实施例中的一种中,可以制备如图 14中的图表所示的调味和加甜的茶。用户可以通过包括按钮,人机接口装置或许多其他方式在内的任何手段来选择配料。在该示例性实施例中,饮料分配器在阀打开时,将通过阀分配不加糖的未调味茶。第一标准调味剂可以是桃子,第二调味剂可以是草莓。第一种流动配料可以是蔗糖溶液,第二种流动配料可以是甜菊糖或人造甜味剂的溶液。用户可以通过按下按钮或启动另一个机构来启动调味和加糖的茶的分配。这将启动阀以从桶中分配不加糖,未调味的茶。在注入前延迟之后,注入器将开始以同步脉冲注入流动配料。调味剂配料会以时间段交替脉冲,其中该二者都会启动和停止。在分配结束时,注入后延迟将继续通过阀分配不加糖,未调味的茶。

以这种方式注入流动配料可以被看作是在整个分配周期期间添加小部分配料以产生更令人喜欢的饮料的方式。在前面所示的示例中,当分配停止时,流体配料将在饮料内充分混合,从而消费者将在饮料中具有一致的口味特征,并且在饮用之前不必搅拌饮料。

“流动开启时间”和“流动关闭时间”可以是恒定值,或者取决于口味类型彼此相关的值,或者可以使用等式来计算。

该实施例显示了蔗糖和甜菊糖的相等部分被分配以提供与仅添加蔗糖的饮料相比具有较少卡路里的加糖饮料。在一个实施例中,通过不将注入器打开至100%来改变注入速度,或者在分配循环期间改变脉冲数量可用于提供具有已知卡路里数的饮料。例如,如果用户想要200卡路里的饮料,则蔗糖注入器将被以已知速度启动多次,来输送蔗糖溶液,这将在分配的饮料中占据200卡路里。另一方面,如果用户想喝50卡路里的饮料,就会注入已知量的甜菊糖,而不是全部量的蔗糖,得到具有相同甜度但只有50卡路里而不是200卡路里的饮料。在该示例中,以类似的方式,用户可以选择茶的口味更倾向于桃子而不是草莓,其中标准调味剂的注入可以被改变以产生期望的结果。

另一个实施例可以是用酒精生产冷冻或未冷冻的饮料。这样的示例性实施例可以是菠萝鸡尾酒(colada)的分配。在这个例子中,基础产品可以是未冷冻菠萝汁,标准调味剂可以是椰奶,流动配料可以是朗姆酒。菠萝汁和椰奶可以恒定的比例混合以产生期望的味道特征。在这种时间和速度下,朗姆酒可以流入分配路径,从而得到具有已知酒精体积比(ABV)的酒精的饮料。同样,冷冻玛格丽塔酒(margarita)可以用冷冻青柠汁的基础产品作为基础产品,采用流动配料为龙舌兰酒和橙皮甜酒而制成。即使使用含有酒精的两种流动配料,通过使用本文公开和教导的定时注入和容量调节技术,通过计量出流动配料的部分,可以实现特定ABV的饮料。在这种情况下,龙舌兰酒和橙皮甜酒的流动配料可以以分配的量注入,以实现两份龙舌兰酒与一份橙皮甜酒的期望的口味特征。

图15表示描绘分配具有多种调味剂配料和多种流动配料以及基础产品的饮料的方法的一个实施例的流程图。

这里公开的方法的一个实施例可以将“流动配料开启时间”和“流动配料关闭时间”设置为恒定值。一个例子是茶作为基础产品,其中具有流动甜味剂配料。流动配料可以被校准为在100%占空比时开启,使得“流动配料关闭时间”为0。或者,可以要求流动配料以期望的占空比操作,例如35%容量。在这种情况下,相应地设置开启和关闭时间。

另一个实施例是基于以下来计算开启/关闭时间:

T周期=“流动配料开启时间”+“流动配料关闭时间”

“流动配料开启时间”=T周期/(总脉冲流动配料的数量)

“流动配料关闭时间”=T周期-“流动配料开启时间”

在该示例性实施例中,可以将流动配料脉冲的周期,T周期,设置为恒定值,例如500毫秒。流动配料的占空比可以等于1/(总脉冲流动配料的数量)。如果注入一种流动配料,则占空比可以是100%。如果注入两种流动配料,占空比可以是50%。该实施例对于控制注入的流动配料的总量是有用的。这可以用于控制卡路里含量,ABV(酒精体积比)或任何其他因素。如果酒精产品的密度是已知的,那么它可以用来计算酒精质量分数(ABW)。

另一个实施例是可以将流动配料彼此不是以同相位而是以异相脉冲注入。在该实施例中,相移可以等于360°/(总脉冲流动配料的数量)。当脉冲两种流动配料时,它们可以是180°异相。三种配料可彼此异相120°。每当占空比也是脉冲配料的数量的函数时,该实施例是特别有用的。如果占空比等于100%/(总脉冲流动配料的数量),则没有流动配料重叠,并且无论是否注入多种流动配料,随着时间的推移累积的注入流速将等于一种流动配料的流速。该方法可以允许控制卡路里和/或酒精含量,以及在注入期间控制一些流动配料保持异相并且不重叠。然而,在一些实施例中,当希望注入相同量的各流动配料,并使它们在同时注入时,可希望在流动配料注入之间具有0°相移。申请人发现在某些情况下,通过在具有异相标准注入的流动配料注入之间具有0°相移是具有益处的,如图14所示。

从一种到所有调味剂注入的任何位置都可以是流动的以产生具有期望特性的饮料,例如但不限于酒精含量,卡路里数量和/或口味特征。

申请人已经创建了用于校准分配的调味剂物质和基础产品混合物的相对量的方法和装置。

申请人已经发现,可以通过首先将基础产品分配到容器中,然后将调味剂物质分配到第二容器中的过程来实现这些部分的确定和校准。每个容器最初都是空的时候将其称重,然后当它被填充后再次被称重,以找到分配的样品的重量。已知每种物质被允许分配的时间,以及基础产品和每种调味剂物质的密度可以得到基础产品和调味剂物质按重量和体积的比例。这可以在图 11中例示。

图11是通过可以使用的变量和定时器的初始化来开始1110的过程 1100。步骤1112涉及用户,通常是技术人员或监督设备的人,通过选择要校准的调味剂来启动校准过程。这可以以许多方式完成,但是优选实施例是用户在诸如触摸屏或其他人机接口设备之类的用户接口中进行该选择。可以用来启动该过程和输入选择的其他方法可以是通过具有屏幕的键盘,具有相关输入机制的便携式计算机上的软件,具有相关网络连接的远程计算机上的软件或任何数量的其他输入设备和方法实现。

步骤1112涉及选择哪种或哪些调味剂进行校准。这可能是单一调味剂,但也可能是同时校准的多种调味剂。对于后者,在某些情况下可能需要混合多种调味剂以提供优选的口味特征,因此它们应该一起校准而不是单独校准。其中一个例子可以是葡萄和泡泡糖调味剂的混合物具有30%葡萄和70 %泡泡糖的优选混合比例,而橙子和泡泡糖的优选混合物具有50%的橙子和 50%泡泡糖。

一旦已经进行了一种或多种调味剂的选择,如步骤1114中所述,用户将容器放置在分配嘴下方。容器可以是消费者通常使用的饮料容器,专门为该校准而制造的容器,或适于容纳来自装置的一部分分配产品的任何其他容器。在一个优选实施例中,容器的皮重是已知的,但如果不是,则可以在校准过程之前通过单独称量空的容器而确定。

步骤1116涉及在已知的时间量分配基础产品。在步骤1116中,该时间表示为“X”,可以被称为校准时间Tc。申请人已经发现,这可以通过让用户经由用户接口与设备交互来完成。在许多可能的实施例中的一个中,当容器已被适当地放置在分配嘴下方时,用户接口可以提示用户按下按钮。本领域技术人员可以设想其他实施例而不偏离本文公开的发明创造。

分配的基础产品可以处于类似于冷冻泡沫的冷冻和充气状态。在体积相关的一个实施例中,用户可使得通过将容器用力下落在水平表面上来向下压紧基础产品所分配的基础产品的量平坦。在重量相关的优选实施例中,如步骤1118所示,称重容器和分配的冷冻基础产品。

步骤1120包括用户将第二容器放置在分配嘴下方。步骤1122包括用户分配所选择的一种或多种调味剂物质达到与步骤1116中所用的相同的校准时间Tc。步骤1124涉及用户移除第二容器将其称重并测量体积。

在优选实施例中,校准时间Tc可以是三(3)秒。申请人已经发现这个时间量足以准确地校准产品的相对量而不浪费。在其他设想的实施例中,各成分的校准时间可以不同,并且可使用那些时间计算相对比例。作为示例,可能有具有非常浓烈口味特征的调味剂物质。在这种情况下,非常少量的该调味剂物质可以被分配有正常量的基础产品,以产生期望的产品。由此,成分的校准可包括:基础产品被分配三(3)秒,调味剂物质被分配十(10) 秒,以获得克服或最小化测量误差的精确读数。

这时,通过比较第一和第二容器中确定的体积,可确定获得冷冻基础产品与调味剂物质的体积比。在某些情况下,找到这个体积比可能是优选的。类似地,此时可以通过比较第一和第二容器中的产品的重量来获得重量比较。申请人已经发现,如步骤1126所示,液体基础产品与液体调味剂物质的体积比也可以通过融化第一容器中的基础产品来确定。

如果体积比不是由基础产品和调味剂物质的重量来确定的,则在步骤 1118和1124中不需要执行对容器的称重。

处理然后转到步骤1128,在步骤1128中确定已经分配的产品的比例。步骤1128示出关于体积比的决定,但是可以在该步骤中确定诸如重量之类的其他比率。以下等式可以用来确定体积比。

Tc=校准时间,以秒为单位

V调味剂,Tc=当在Tc时间分配时,调味剂物质的体积,以流体盎司为单位

V基础产品,Tc=当在Tc时间分配时,基础产品的体积,以流体盎司为单位体积比=V调味剂,Tc/(V调味剂,Tc+V基础产品,Tc)

在一些情况下,使用立方厘米而不是流体盎司可能是优选的。

重量比可以通过类似的方式使用分配的调味剂物质和基础产品的重量来确定。如下式所示,可以使用每种物质的密度将其转换为体积比。

W调味剂,Tc=在Tc时间分配的调味剂物质的重量,以克为单位

W基础产品,Tc=在Tc时间分配的基础产品的重量,以克为单位

ρ调味剂=调味剂物质的密度,以克每流体盎司为单位

ρ基础产品=基础产品的密度,以克每流体盎司为单位

V基础产品,Tc=W基础产品,Tc/ρ基础产品,以流体盎司为单位

V调味剂,Tc=W调味剂,Tc/ρ调味剂,以流体盎司为单位

体积比=(W调味剂,Tc/ρ调味剂)/((W基础产品,Tc/ρ基础产品)+(W调味剂,Tc/ρ调味剂))

如果体积比在步骤1128中期望的范围内,则处理在步骤1190处结束。这可以是期望体积比为0.10并且测量体积比在0.09和0.11之间的情况。在不偏离本文公开的发明创造的情况下,可以使用其他相对误差因数。

优选实施例是使用从精确测量获得的精确体积比来调整由饮料分配器分配的体积。但是,体积的测量方案可能会导致不准确;例如如果技术人员正在测量边缘而不是容器中液体的弯月面,或其他视差误差。为了解决这个问题,可以在确定是否需要进行调整时采取一些容差措施。作为示例,读取容器中体积的技术人员可仅仅以+/-3%的精度进行读取。由此,如果所进行的测量表明需要对调味剂物质的输出进行2%的调整,则可能会作出不进行调整的决定。

在一些情况下,表达作为体积比乘以100的体积比百分比可能是更容易理解的,从而0.10的体积比是10%的体积比百分比。

在其他情况下,表达份量比率可更易于理解。这可以是与调味剂物质的体积份数有关的基础产品的体积份数。一个例子可以是有五(5)份基础产品与一(1)份调味剂物质。这可以被称为具有5比1的份量比率,并且有时可以被写为“5:1”。

如果在步骤1128中不满足期望的体积比,则处理将前进到步骤1150。这可能是因为发现体积比为0.12,但期望的范围在0.09和0.11之间。

步骤1150允许用户对分配的配料进行调节。在一个实施例中,用户可手动调节分配阀,以在操作时允许分配更多或更少的冷冻基础产品。或者,用户可以调节调味剂物质流量控制,以在分配的饮料中实现所需的基础产品与调味剂物质的比例。在另一个实施例中,用户将通过用户接口将得到的体积或重量直接输入到设备中,并且设备将对所分配的量进行任何必要的调整。一旦进行了适当的调整,处理就返回到处理1100中的步骤1112。可以迭代处理1100直到获得期望的体积或重量比。

申请人还发明了使用该设备内的机构执行该过程的可选实施例。在该实施例中,可以布置阀,其中在校准过程期间调味剂物质和基础产品被转移到分开的室中。每个单独的室可以具有用于测量所容纳的体积,所容纳的重量或所容纳的质量的机构,或者一次全部包括所有测量的组合。在执行校准比例(或多个比例)之后,设备可以进行其自己的调整,或者可以通过用户接口向用户指示需要做出什么调整。

在另一个设想的实施例中,可以通过使用内置或添加到设备上的传感器来确定分配的调味剂物质和基础产品的量。作为一个例子,可能需要在分配路径中使用流量计测量所分配的流体的量。或者,可以通过使用诸如激光的距离测量装置来确定添加到分配嘴下方的容器中的液体的量。在该实施例中,安装在分配嘴附近的激光器或其他发光装置将能够向下发送脉冲,该脉冲将从容器中的液体表面反射到传感器中。通过知道脉冲的速度,可以确定从发射装置到表面然后到传感器的距离。通过校准,可以基于这些测量获得容器中液体的体积。在这个设想的实施例中可以使用通过传感器来确定容器中的体积的其他方法,而不偏离本文公开的发明创造。

在另一个设想的实施例中,重量测量装置可以结合到冷冻饮料分配装置中。在这个设想的实施例中,用户将容器放置在重量测量装置上,例如分配嘴下面的滤网或其他合适的平台,并且如前所述依次分配调味剂物质和基础产品达指定的时间,以获得重量比。另一种方法是依次分配每种配料,直到分配特定的重量。在该情况下,可以比较记录的用于分配每种配料的时间以确定重量比。

在又一个设想的实施例中,用于将调味剂物质保持在冷冻饮料分配装置内的容器本身可以是重量测量装置。然后,冷冻饮料分配装置内的调味剂物质容器将能够详细描述在每次分配操作之后分配的调味剂物质的重量。这不仅在本文所述的校准过程中有用,而且还会使装置的持有者受益,因为当特定调味剂物质只剩少量时,其可以发送警报。

在一些情况下,可使用冷冻饮料分配器来分配冷冻非碳酸饮料。实现此目的的一种方法可以通过如下方式完成:在桶中仅容纳液体配料,并且通过使用系统对桶加压,如在美国专利申请公开号20160245573中所描述的那样,从而将桶中的压力保持在高于环境大气压力5至6psi之间,在此引用该美国专利申请作为参考。在此,冷冻饮料机器可以具有向主动充气系统(active charge system)提供气体的机械调节器。主动充气系统对连接到桶的膨胀箱施加压力,从而调节桶内的压力。在其他情况下,可使用冷冻饮料分配器来分配冷冻低碳酸饮料,其中一些量的二氧化碳可与液体配料一起在桶中。这可能会或可能不会使用主动充气系统和膨胀箱。

在一些含有气体的饮料中,可以使用二氧化碳,因为这可以方便冷冻饮料分配器的操作,但是本文公开的发明创造不依赖于或限于二氧化碳。可以使用其他气体,包括但不限于其他惰性气体,一些非惰性气体,甚至空气。在某些情况下,可能更希望使用惰性气体来防止桶中容纳物的氧化。

通常,再补充(refilling)系统被定时以监测桶中的压力在200至800 毫秒之间。桶中的压力将在低压设定点和高压设定点之间波动,当压力达到或低于低压设定点时加入配料直至达到高压设定点。低压设定点可以被称为再补充压力,并且高压设定点可以被称为全压力。配料是用于非碳酸产品的液体,且碳酸产品可能含有二氧化碳作为附加配料。

申请人已经注意到,冷冻的非碳酸饮料的倾倒可以具有初始全流(full stream),其在重新获得全流之前暂时逐渐减小。最初的短暂停顿或甚至停止流动可能是由于分配开始时桶内的压力下降,使得流体不被排出,直到控制器再次监测桶中的压力并启动添加更多配料的处理,或者通过主动充气系统增加压力。这可能是因为压力再补充系统在分配过程中对增加桶内的压力的反应不够快。然后,随着压力的调节,重新恢复稳定的和期望的流量。这在分配冷冻碳酸饮料时可能会或可能不会被观察到,因为这些系统的桶中的压力可能足以在分配期间不发生明显地停顿。然而,为了确保一致的倾倒,本文公开的发明创造可以应用于冷冻碳酸饮料分配器。

申请人已经发明了方法和装置以保持从冷冻饮料分配器一致地倾倒饮料,同时利用它来分配冷冻的非碳酸饮料。

图16和17示出克服饮料断续分配的方法。在图16中,图表的上部显示了沿着时间轴在桶内的压力限制设定点。下方的线表示补充压力。如果桶内的压力低于此设定点,控制器将添加更多配料。上方的线代表全压力设定点。当压力达到此设定点时,控制器将停止添加配料。图表的下部分显示了分配期间信号的指示。当没有分配时,该线保持低水平并且不发送信号。当进行分配时,线升高并发送分配器正在分配的信号。

图17表示可用于在分配期间产生一致流束的步骤序列的多种可能实施例中的一种。在图17的步骤1中,用户可以启动饮料分配器中已经开始分配动作的信号。这被显示为图16下方的线,从未发送信号的状态(低)移动到发送信号的状态(高)。在图17的步骤2,控制器接收信号,并将升高设定点。这在图16中示出,在图的上部中的上方和下方线被升高。在一个实施例中,对于升高的再补充压力新的设定点压力是18psi,且对于升高的全压力是20psi。在一个实施例中,当控制器设置这些新的设定点时,控制器可以中断监测桶内压力的正常循环,并立即检查桶内的压力。由于压力保持在低得多的设定点之间,所以配料将被注入桶中并且将有助于没有停顿地将产品推出流动路径。其他压力也可适用于升高的设定点压力。

在另一个实施例中,当分配信号被控制器接收时提高设定点可能不会立即触发配料的注入。然而,在这个实施例中,升高压力时间对于检查桶中的压力以启动的正常循环来说可能足够长。

发明人已经发现分配给升高压力时间的时间可能受到相关电子设备的采样速度,压力传感器的响应时间,补充系统的机械响应时间,以及分配阀的响应时间的影响。其他因素也可与确定升高压力时间值有关。

在图17的步骤3中,设定并监视升高压力时间。在此期间,设定点压力保持在升高状态。发明人已经发现,用于正常分配饮料的1至4秒之间的升高压力时间足以将气体注入桶中以克服分配的初始停顿。

在一个实施例中,在升高压力时间期间,筒中的压力将升高至升高的全压力点。当发生这种情况时,可能会停止配料的流动,直到压力下降到升高补充压力以下。在另一个实施例中,在升高压力时间期间,桶中的压力可能不会上升到升高的全压力,但是配料将在整个期间内被注入,直到在升高压力时间结束时设定点降低的时刻。

图17中的步骤4是将压力设定点返回到它们的正常点。在一个实施例中,如图16所示,这可以在分配时间结束之前完成。也就是说,在分配完成之前,设定点恢复正常。在另一个实施例中,升高压力时间可以基本上等于分配时间。在桶容纳有一些气体(例如用于冷冻碳酸饮料)的情况下,如果升高压力时间延长超过分配时间,则可能使气体以不期望的方式与桶中的流体相互作用。例如,如果气体是二氧化碳,则在分配完成后具有一定时间的高压可能使碳酸饮料过度碳酸化。然而,在另一个实施例中,由于这个或其他原因,这种交互可能是合乎需要的。

在一些情况下,可能需要协调升高压力时间与饮料分配器中的其他操作。例如,如果担心桶内二氧化碳的高压可能不期望地将其中容纳的饮料碳酸化,则可能需要在此期间停止搅拌杆。没有搅拌杆的作用,饮料在此期间可能吸收较少的二氧化碳。其他可以保持饮料的质量和其他所需特征的操作也可以与压力升高时间协调。

在另一个实施例中,分配时间可能短于预计的分配时间。在前面提到的例子中,1至4秒之间的升高压力时间可足以以优选的方式分配饮料。但是,如果在预计分配时间结束之前分配结束,则这可能是不期望的。在一个实施例中,如果分配在期望的升高压力时间到期之前结束,则设定点可以立即返回到它们的正常设定点。在这种情况下,控制器可以确定桶中的压力可能太高而不能保持桶中饮料的期望质量,并且可能选择从主动充气系统中排出一些气体以快速地将压力降低到全压力设定点。在另一个设想的实施例中,可以允许压力保持在该点。

在设想的实施例中,用户可通过快速打开和关闭分配启动器而恶意地或无意地尝试改变桶内饮料的特性。如果没有进行控制,桶内的压力可能会在升高状态保持比预期更长的时间。可以在控制器内提供指令,以通过限制在任何时间间隔期间设定点可能上升的次数来禁止该行为。在另一个实施例中,升高压力时间可以被设置为很长的时间段,例如15至30秒,并且更具体地,约20秒。如果在分配事件期间检测到的桶压力不准确或者可疑,则可能需要更长的升高压力时间。类似的实施例涉及将升高再补充压力和/或升高的全压力设定为较大的值。例如但不限于,升高的再补充压力和升高的全压力可分别设定为45psi和50psi。如果在分配事件期间检测到的桶压力不准确,则可能需要更高的升高的压力。在桶压力未知的情况下,控制逻辑可以基于分配信号来控制再补充,并且可以忽略压力。

在一些冷冻饮料机器中,压力传感器可能不准确,或可能不准确地表示与大气压力的差异。申请人已经注意到,一些机械压力调节器可能偏移为比期望的设定点高大约10psi。在其他冷冻饮料分配器中,这种行为可能不是由于机构中的不准确性,而是由于分配器的其他特性。一些冷冻饮料机器可能有一个机械调节器向主动充气系统提供气体。主动充气系统相应地对连接到桶的膨胀箱提供压力。主动充气系统的机械调节器的精确度将直接反映桶内的压力。桶的内部压力可能会增加达到主动充气系统的压力。例如,如果再补充压力和全压力设定点分别为5和6psi,则由于主动充气压力,桶压力可介于15和16psi之间。如果升高的再补充压力和升高全压力被设置为低于这些压力的点,则可能不会发生在接收到分配阀信号时注入液体的正确动作。

申请人已经发明了克服这种行为的方法和过程,其中预期这种差异并且将在升高压力时间期间将设定点设置在明显超出不准确的范围的点上。继续上述示例,如果再补充压力和全压力设定点在5和6psi,则升高的再补充压力和升高的全压力设定点可分别设定在18和20psi。这些点远远超过了漂移压力最大值点15和16psi,然后可以正确地起作用。

虽然克服测量桶内压力的不准确性提供了期望的结果,但是发明人提供了限制,使得控制器不会产生可能不安全或可能损坏饮料分配器的情况。示例性饮料分配器可以具有用于安全的机械压力释放阀,如果桶内的压力达到接近设备可处理的最大压力的点,则该压力释放阀将排气。例如,如果桶的最大压力设定为65psi,那么可以设置一个安全释放阀以在55psi时释放压力。即使有这种机械安全功能,申请人还发明了控制分配机器的动作的方法。一个实施例可以在图18的流程图中看到。

该过程被设计成在启动后在循环中运行。第一步是初始化变量和定时器。一旦完成,控制器测量桶的压力,然后执行一系列测试以确保压力调节在已知和最佳条件下工作。第一个测试是确定压力是否超过设定的最大值。在装置的最大额定压力为65psi的示例性实施例中,该设定点可以设定为55 psi。如果压力超过这个最大压力,那么桶将被关闭,这可能需要打开排气阀,关闭到主动充气系统的注气阀,关闭配料注入阀,停止搅拌器电机,停止桶的制冷和其他操作。

可以执行的另一个测试是测试在将桶补充(filling)的一定量的时间之后压力仍然处于或接近大气压力。在一个实施例中,可以知道,即使筒中的饮料很少,将桶补充10秒也应该产生显著高于大气压的压力。如果没有发生这种情况,则泄漏或其他问题可能会导致故障。如上所述,最终的行动可能是关闭桶。

可以执行的另一个测试是在设定的时间量内测试压力是否已经达到其可能是全压力的目标压力。在一个实施例中,可以知道,即使桶中的饮料非常少,将桶补充30秒,也应该产生接近(如果不超过)全压力设定点的压力。如果没有发生这种情况,则泄漏或其他问题可能会导致故障。如上所述,最终的行动可能是关闭桶。

在不脱离申请人的实用新型的精神的情况下,可以设计出利用上述本实用新型的一个或多个方面的其他和进一步的实施方式。此外,可以将系统的制造和组装方法的各种方法和实施例以及位置规范相互结合以产生所公开的方法和实施例的变型。单数元素的讨论可以包括多个元素,反之亦然。

除非另有明确限制,否则步骤的顺序可以以各种顺序发生。本文描述的各种步骤可以与其他步骤组合,与所述步骤交织,和/或分成多个步骤。类似地,元件已经在功能上进行了描述,并且可以体现为单独的部件或者可以组合为具有多个功能的部件。

已经在优选实施例和其他实施例的背景下描述了本发明,并且并未描述本发明的每个实施例。所描述的实施例的明显修改和改变对于本领域的普通技术人员是可用的。所公开的和未公开的实施例并非旨在限制或约束由申请人构思的本发明的范围或适用性,而是根据专利法,申请人打算全面保护范围内出现的所有修改和改进或所附权利要求的等同范围。

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