CN1003997B - 饮料混合装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个将浓缩饮料和碳酸水溶液按合适比例混合分配的系统。本发明将在碳酸水溶液供应线上，电磁阀后串接节流阀以便解决由干电磁阀周期性开关而产生的碳酸水溶液及供应线上的压力变化问题。节流阀应用了一个活塞装置，活塞室被活塞分为二部分，这二部分通过一个节流段彼此相联，活塞随输入压力的变化，改变调节孔的开度，输入压力与作用于活塞上的恢复力方向相反，恢复力是经过一个热膨胀补偿元件作用于括塞上的。

Description

饮料混合装置

本发明是关于一种用于饮料混合的装置，主要是用于将一种液态原料（特别是碳酸水溶液）和一种浓缩饮料进行混合。例如，这种设备的应用可见之于自动饮料机。在这种饮料机中，从一种浓缩饮料或从多种浓缩饮料中选择一种和碳酸水溶液在饮用前直接混合成清凉饮料。

用于上述目的的碳酸水溶液要予以冷却，并在压力下保存。按照现有的方法，碳酸水溶液通过一个截止阀，必要时再通过安装在截止阀后的，为混合过程所要求的减压阀流出。混合饮料的质量在很大程度上取决于浓缩饮料和碳酸水溶液的混合比例。基于这一原因，有必要采取适当的措施，使之在正常工作时各种不同的条件下，保证所要求的混合比。例如，应当预先确定经过配料室的浓缩饮料的份额。

由于碳酸水溶液的补给量很大，因而在所提到的现有方法中碳酸水溶液是连续供应的，在这种情况下供应量的确定决定于供应时间以及单位时间的供应量。供应时间的控制完全可以采用现有的方法。然而问题出在机械式的供应装置部分，即现有方法无法使单位时间有足够准确的流量。应该看到设备中的液体是在不同的压力比情况下输送的，这是一个不算小的干扰。

本发明正是针对上述问题，提供一种能准确地确定液体供应量的设备。

满足于上述要求的设备之特点为，一个控制流量恒定不受液体输入压力影响的流量调节阀直接安装在输出截止阀之后。在输出截止阀上安装了一个时间控制装置。

按照本发明的特点所制造的设备遵守这样的设计方案，即根据不同的功能要求安装不同的功能部件，并尽可能将功能相近的部件放在一起。一个功能要求是，通过时间控制来使事先规定的输出阀开启时间尽可能地准确。

基于这一原因安装了一个能出色地满足上述要求的输出截止阀。然而这个部件不能对流量进行调节。为此，安装一个能使流量保持恒定，不受输入液体压力影响的流量调节阀。这个阀能出色地满足所提出的要求。还有一点也是很重要的，即这二个功能部件应该装在一起，因为这样可以避免在输出截止阀接通期间液体最大程度无控制地流出。

按照我们所选用的结构形式，本发明的特点为，不受压力影响的流量调节阀具有一个受恢复力作用的移动活塞和活塞室。活塞室分为二部分，二部分之间设有一个节流段。活塞室的第一部分，即在恢复力作用的方向上，有一个不变的入流孔。第二部分有一个截面受活塞调节的，可变的出口节流器。采用这种设计的结构可以获得特别稳定的流量，因为在这个位置采取这样的措施能非常敏感地反应出压力的波，并据此改变节流特性。

按照本发明的详细结构，将根据压力进行工作的流量调节阀中的入流口作为节流段。由此在这个区域内已经产生了压降。这样，调节特性处于更接近于输出压力的范围内。

按照一种特殊的设计形式，本发明的特点为，在活塞移动范围内的节流室周围有很多孔。在活塞运动方向错开这些孔，可以得到非常优良的流量调节特性。

为了给活塞提供恢复力，安装了一个弹簧。为了在以后能调节流量以得到所要求的确定数值，以及校准设备，必须使恢复力可以调整。为此设置了一个调整弹簧力的螺钉。

本发明所提供的详细结构中，还进一步经过一个温度补偿杆提供控制活塞的恢复力。

在具有按照本发明的详细结构特点设计的流量调节阀中，例如调节阀壳体可以应用塑料，而控制活塞由金属制成。不管是从加工工艺还是从滑动性能看，这样选择材料都是有很多优点的。通过采用温度补偿杆，补偿了功能元件在不同条件下的热膨胀，它不仅补偿了由于元件长度变化而改变了的工作特性，而且也补偿了不同的直径引起工作特性的变化。温度补偿杆的材料应根据经验加以选择。

如果温度补偿杆装在调整螺钉的机构中，则结构将大大地简化。

一个按本发明特点设计的结构实例，借助下面的附图作进一步说明。

其中，

图1、自动饮料机混合装置的示意图。

图2、流量为恒定的碳酸水溶液输出装置。

能有选择地将不同的浓缩饮料和冷却了的CO₂水溶液作成混合饮料的自动饮料机主要部件是，混合槽1（混合过程在这个槽中进行），浓缩饮料容器2（浓缩饮料从该容器经配料装置3按份进入混合槽1），以及冷却了的CO₂水溶液储存器4（该水溶液根据需要经输出阀5流入混合槽1）。混合饮料经输出漏斗6离开混合槽1。储存器中的CO₂水溶液由冷却物质加以冷却。冷却物质流经缠绕在储存器4上的导管7。为补充容器4内流经输出阀5输出的CO₂水溶液，在阀门系统9控制下经导管8供入纯净水，并在阀门系统12的控制下，从充满CO₂气的容器11，经由导管10输入CO₂气。所得到的混合饮料质量在很大程度上取决于浓缩饮料和碳酸水溶液的混合比例。浓缩饮料用量的确定可以由现有的，具有足够精度的配料装置3来实现，这些浓缩饮料应当与相应数量的碳酸水溶液相混合。控制从储存器4放出碳酸水溶液的数量由输出阀5来实现。该输出阀的剖视图示于图2。时间控制由未作详细表示的控制开关13来进行。

如图2所示，输出阀5基本上由二部分功能单元组成，即由电磁控制的流量截止阀14和不受液体输入压力影响的调节流量的流量控制阀15组成。流量截止阀14具有一个电磁线圈16。在通电励磁时，铁芯17克服弹簧18的力被提了起来。于是，一个与活动铁芯17联在一起的膜19。从阀座上抬起。因此经过导管21由储存器4来的碳酸水溶液基本上可以无阻挡地流过截止阀。碳酸水溶液流过通道22和在壳体上的孔23进入流量控制阀15的范围内，而且是流到流量控制阀活塞室的进口处24。在活塞室中的活塞25受到弹簧26力的作用，即被压向碳酸水溶液入流区24的方向。活塞的端面有一个限流孔27，所以已经进入的碳酸水溶液可以通过这个孔从活塞室的第一部分24到达它的第二部分28。流动时，在这个限流孔上将产生压降。

在活塞室第二部分28周围的缸套30上有许多孔29，这些孔经壳体壁上的环形通道35导向输出通道31。孔29位于活塞裙的行程范围之内。当第一部分24处于高压状态时，活塞受到一个与弹簧26所产生的力方向相反，而且数值更大的压力。于是，出口孔29被活塞裙覆盖得更多了。因此，这个位置使节流作用加强了。如果节流室第一部分24中的压力较小，则相应地，活塞受弹簧26所产生力的支配，出口孔29的开度增加，这时对流过液体的限流作用减弱了。通过相应的计算，可以使在输出孔29部分的节流作用随活塞室第一部分内的流体压力成正比。这样不断地控制碳酸水溶液的流量，使其不受经导管21输入的液体压力的影响。

通过相应的时间控制，可以非常准确地确定碳酸水溶液的供应量。

为了能够对流量进行预先和以后校正，弹簧26可以通过调整螺钉32来改变它的预紧力。在这个螺钉32中还装了一个热膨胀补偿杆33。杆上装了一个套管34，恢复弹簧26压在它的上面，也就是说间接地压在阀门壳体上。采取了这一措施后，流量调节阀15的壳体，缸套30，活塞25和调节螺钉32就可以使用具有不同热膨胀系数的不同的材料制成。借助于热膨胀补偿杆33，可使不同的工作温度对系统中的流量调节阀不产生影响。

Claims (9)

1、供饮料混合的装置，尤其是由一种碳酸水溶液和一种浓缩饮料组成的混合饮料所用的装置，包括一个保持碳酸水溶液一定流量的流量控制阀，通过它可单独提供碳酸水溶液，连接上述流量控制阀以及位于其上游的切断出口阀，其特征是：一个活塞室，带有一个将活塞室分为第一部分和第二部分的移动活塞，活塞通过恢复力朝着上述活塞室的第一部分偏斜，形成在上述活塞室的第一部分和第二部分之间的节流段，上述活塞室的第一部分具有一个接收上述碳酸水溶液的一个不变的入流口，并且将上述碳酸水溶液导向面对上述恢复力的上述活塞，上述活塞室的第二部分具有节流段，其横截面将上述活塞运动相对应于活塞的位置，活塞的位置是由上述碳酸水溶液的压力和上述恢复力的相对值所确定。

2、按照权利要求1所述的装置，其特征为，入流孔（23）是一个节流孔。

3、按照权利要求1或2所述的装置，其特征为，出口节流是通过活塞室四周上数量众多的孔（29）。

4、按照权利要求1所述的装置，其特征为，恢复力由弹簧（26）产生。

5、按照权利要求1所述的装置，其特征为，作用于活塞（26）上的恢复力是可以调节的。

6、按照权利要求5所述的装置，其特征为，流量调节阀具有一个调整螺钉（32），并作用于弹簧（26）上，用以改变恢复力。

7、按照权利要求1所述的装置，其特征为，作用于控制活塞（25），克服液体输入压力的恢复力，是通过温度补偿杆（33）传递给它的。

8、按照权利要求7所述的装置，其特征为，流量调节阀的温度补偿杆（33）装在调整螺钉（32）中。

9、按照权利要求1所述的装置，其特征为，流量调节阀的壳体由塑料制成，而控制活塞（25）由金属制成。

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