CN103025644A - 饮品分配系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种用于分配诸如水或其它饮料等液体的直通饮品分配系统（1、16、17）。该系统包括与该系统流通连接的泵（6），使得所述泵可以在该系统中建立液体流，并且基于所述泵在操作期间使用的电流可以确定一个值，并且用该值分析所述系统的一个或多个状态。

Description

饮品分配系统及其方法

技术领域

本发明涉及饮品分配系统。特别地，本发明涉及直通饮品分配系统。该饮品分配系统可以构建于诸如冰箱等用于家用或商用的家电中或者可以形成为一个独立的单元。

背景技术

当今，饮品分配器是冰箱内的非常普遍的部件，其向用户供应冷却的和/或过滤的水。已知的饮品分配器系统可以具有直接连接到入口的主管道，或者在一些方案中该饮品分配器系统连接到用于供应诸如水等的液体的蓄水池。这些系统中的一些还可以装配有冷却设备，在该冷却设备中液体可以被冷却和存储，并且在稍后的时间点被分配。此外，一些系统还具有二氧化碳单元，用于向水中添加二氧化碳。这种现有技术的用于供应冷却的水和加了二氧化碳的水或其它饮料的系统的一个例子公开在EP1974802中。EP1974802公开了一种冷饮分配器，其具有主管道、计量阀、直通冷却单元、和直通加气单元，其中，主管道连接到供应源以接收饮料；计量阀连接到主管道以接收饮料并且被设计为允许饮料从主管道向临时位于计量阀下的容器受控地流出；直通冷却单元沿着主管道布置以冷却沿着主管道的第一部分流动的饮料；直通加气单元沿着主管道布置以向沿着主管道的第二部分流动的饮料添加气体。直通冷却单元包括多个电扇，多个电扇基于命令在直通冷却单元的隔间内对温度低于结冰温度的冷空气流和/或温度高于结冰温度的热空气流进行循环。电扇能够交替并混合两种空气流，以使管状体内的液体达到并维持在水或其它饮料的结冰温度附近。特别地，通过控制冷却装置提供的冷空气流和/或热空气流，固体状态的或半固体混合状态的水的比例不会超过冷却单元的最大容量的预定最大阈值。

已知的现有技术系统的缺点是例如当在冷却单元中形成结冰液体时，形成的冰常常不是完美地同质的，因此有阻塞冷却单元的风险。与现有技术的系统相关联的另一问题是使其能够提供可变温度的分配的饮料。直通系统的又一问题是使其能够以有效方式向饮料中添加二氧化碳。一些现有技术的系统的进一步问题是检测向系统供应饮料的槽罐中水的液面高度。

因此，需要一种改进的饮品分配系统。

发明内容

本发明的一个目标是提供改进的直通饮品分配系统，该系统被设计为消除前述的一个或多个缺点和问题。

本发明的另一个目标是提供简单的直通饮品分配系统。

本发明的又一个目标是提供最小化制造成本和服务成本的直通饮品分配系统。

独立权利要求中阐述的特征可以实现上述目标和其它目标。从属权利要求中阐述了进一步的优选实施例。

根据本发明的第一方面，通过提供一种饮品分配系统可以实现上述目标和其它目标，该系统包括：入口，用于接收来自液体源的液体；出口，用于分配可控量的液体；泵，与所述入口和所述出口流通连接，以调节液体流；控制单元，与所述泵相关联以控制所述泵，其特征在于：还包括测量单元，用于确定所述泵的工作负载，由此所述控制单元基于所述工作负载对所述泵进行控制。

通过如上所述的测量工作负载并使用控制单元控制所述泵，有可能针对不同的任务来使用所述泵，由此可以获得更简单、更宽敞、复杂度更小的系统。

液体可以是水或某种其它饮料，因此液体源可以是单独的罐或其可以是用于连续供应液体的总阀门。

优选地，根据本发明的系统进一步包括：用于冷却液体的冷却单元，其中所述冷却单元安装于所述泵的上游。因此，可以确保当连接到液体源时液体供应到所述冷却单元。

本发明还可以包括旁路单元，安装为使得液体流的至少一部分能绕过所述冷却单元。由此，泵可以用于通过对经过旁路的液体进行循环来控制冰增长。通过使用泵并且监测泵上的工作负载，可以在系统中使用更少的额外传感器或甚至不使用额外传感器。此外，冰增长是否是同质的已不重要，这是由于泵将感测到系统中与泵流体连接的任何地方的阻塞。因此，基于泵的工作负载，可以确定冷却单元是否被冰阻塞或阻挡。取决于该工作负载，泵可以进行操作以循环液体，或者冷却可以被关闭，使得冰停止增长并且可以确保冷却单元中的自由通路。旁路单元可以包括止回阀，使得液体只能在一个特定方向中流动。

本发明还可以包括用于将所述液体与气体混合的气体供应单元，其中，所述气体供应单元安装于所述泵的下游。因为所述气体供应单元安装于所述泵的下游，所述泵可以用于建立经过气体供应单元的水压。由此可以更有效地混合液体和气体。

本发明还可以包括能够与所述控制单元连接的用户接口。由此，用户可以通过输入指令与系统交互，或者通过观察所述用户接口以获得有关系统的信息，并且由此能够确定系统的状态。例如，用户可以选择系统要分配的液体的温度，或者所述接口可以指示其蓄水池需要重新装满例如液体。所述用户接口可以是触摸屏或具有额外按钮的屏幕。通过使用以下消息载体中的至少一个载体，所述用户接口可以与用户通信：彩色消息和/或文本消息和/或声音消息和/或图标消息。

所述泵优选地是双向泵，由此所述泵可以操作在某个方向中以执行特定任务。例如，所述泵可以逆向运行以执行液面控制检查或执行冰控制，或者所述泵可以以另一方向运行以增进用于在气体供应单元中向液体加二氧化碳的压力，和/或用于分配液体和/或用于控制要被分配的液体的温度。

根据本发明的第二方面，一种冰箱可以实现上述目标和其它目标，该冰箱包括根据本发明的饮品分配系统。通过这种冰箱，从例如零件的数量和技术复杂度来说，可以实现复杂度更小的冰箱。此外，由于这种冰箱需要更少的生产步骤，容易生产这种冰箱。

根据本发明的第三方面，一种管理分配系统的方法可以实现上述目标和其它目标，该方法包括以下步骤：接收来自液体源的液体；使用泵调节液体流；经由出口分配液体，其特征在于，所述方法包括以下步骤：确定对应于所述泵的工作负载的值，并且基于所述工作负载的值对所述泵进行控制。

通过确定对应于所述泵的工作负载的值并且基于该值对所述泵进行控制，可以使所述泵用于不同的任务，由此可以获得复杂度更小的和更紧凑的系统。

所述方法还可以包括以下步骤：接收来自用户接口的输入信号，并且基于来自所述用户接口的输入信号对所述泵进行控制。如上所述，用户可以经由用户接口输入指令。例如，这些指令可以涉及温度选择、添加二氧化碳等。

所述方法还可以包括以恒定速度使所述泵运行的步骤，以稳定由所述泵产生的液体流。

所述泵可以以恒定速度运行，优选地是在诸如一秒的时间间隔期间以恒定速度运行。例如，如果所述泵在该时间段期间以恒定速度运行，可以获得稳定的液体流并且可以更加准确地测量工作负载的值。该时间间隔可以更长，例如2、3或4秒，也可以更短，诸如0.8、0.5或0.3秒等，这取决于具体情况。

此外，所述方法还包括确定对应于所述泵在时间间隔期间内的某些时刻的工作负载的值的步骤。由此，可以获取多个值并且基于这些值可以计算工作负载的平均值。时间间隔可以具有不同的长度，由此避免与外部干扰源的同步并且获取改进的结果。

优选地，确定所述值是基于计算平均值这些步骤，而计算平均值是基于对应于所述泵的工作负载的一个或多个值。在所述间隔期间，当所述泵以恒定速度运行时可以测量大约250个值。基于这250个值可以计算平均值。

基于所述平均值，可以确定所述泵的起始点。通过确定所述泵的起始时刻或所述泵的空闲时间，可以控制冰增长。通过使计算的平均值和表格中的预定测量值相比较，可以实现该控制，取决于计算的平均值在表格中相对应的测量值，选择用于所述泵的某个操作程序。

如果计算的平均值对应于表格中的最高的测量值或如果计算的平均值高于某个阈值，冰增长处理被暂停。通过关闭向冰模块提供制冷的设备，由此而取消冰增长处理，可以实现这种控制。

根据本发明的第四方面，一种配置为执行根据第三方面所述的方法的控制单元可以实现上述目标和其它目标。

参考以下描述的实施例将明白且阐述本发明的这些方面和其它方面。

附图说明

图1示出了根据本发明的直通饮品分配系统。

图2示出了直通饮品分配系统，其中，泵经由旁路线和冷却容器对液体进行循环。

图3示出了直通饮品分配系统，其中，液体绕过冷却单元。

图4示出了直通饮品分配系统，其中，添加了CO₂。

图5示出了直通饮品分配系统的一部分，其中，泵被安置在旁路单元中。

图6-图8示出了用于控制所分配的液体的温度的直通饮品分配器的一部分。

图9示出了连接到蓄水池的饮品分配器。

图10示出了泵的另一种安排。

图11示出了连接到控制单元的泵。

图12示出了控制单元。

图13示出了包括泵、控制单元和用户接口的分配系统。

图14示出了包括控制单元和用户接口的直通饮品分配系统。

图15示出了在直通饮品分配系统中泵和控制单元之间的信号。

图16示出了用于控制直通饮品分配系统的方法。

图17示出了包括根据本发明的分配系统的冰箱。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一实施例的饮品分配系统1。该系统包括用于接收液体的入口2。从入口2开始，安装管道以将系统中的液体传递到出口3。在入口2之后，管道分支成两个管道，其中一个管道包括旁路单元18，另一个管道通往冷却单元4。旁路单元18包括止回阀7以防止液体沿错误方向流动。在冷却单元4之后，安装泵6。该泵优选是双向泵，能够在至少两个方向中泵出液体。在泵6之后，两个管道再次合成一个管道。在两个管道合并之后，气体供应单元5连接到该管道。气体供应管道8可以连接到气体供应单元5的一端以向该气体供应单元5提供气体。出口3连接到气体供应单元5的另一端，出口3用于向诸如玻璃杯等的容器分配液体。

该系统的液体流开始于入口2，在入口2处，液体可以经过旁路单元18，或者可以经过冷却单元4和泵6，或者部分液体流可以经过旁路单元18且另一部分液体流可以经过冷却单元4和泵6。液体如何流动取决于如何控制和操作泵。例如，如果用户以不激活泵6的方式激活系统，那么液体将从入口2经过旁路单元18和气体供应单元5流向出口3。但是，如果用户以使泵6全速工作的方式激活系统，那么液体将从入口2经过冷却单元4、泵6、气体供应单元5流向出口3。因此，如果用户想要冷却的液体，那么用户可以与图1中未示出的用户接口19进行交互，使得控制单元12向泵6发送激活信号。泵6随后启动并且由此控制液体流动，使得液体经过冷却单元4并且在出口3处分配液体。用户还可以以如下方式激活系统：使得泵6工作在某一速度下以使液体经由旁路单元18以及经由冷却单元4在两个道上流动。

图2示出了根据第一实施例的系统1，此时系统1执行冰控制检查。箭头指示了液体的流动。当泵6执行冰控制时，泵6使液体逆向流动，使得液体从泵6经由冷却单元4并且经由旁路单元18流回泵6，由此建立环形的流动。通过这样做，可以识别出流动路径中的窄通路或阻塞。如果冰的增长已经造成了阻塞或窄通路，那么泵6就要更努力工作以迫使液体流过该通路。这使得泵6使用的电流增加。通过测量泵6正在使用多少电流，可以检测在冷却单元4中有多少冰。测量单元9用于测量泵6使用的电流。经过泵6的电流被测量为与泵6串联的小电阻上的电压。优选地，该电阻不太小，但也不太大，这是由于该电阻上的压降将使得给予泵6的电能更少。例如，该电阻优选在0.1欧姆和10欧姆之间，这取决于使用的泵的大小和电特性。在图中以黑白箭头示出泵6的操作方向。

图3示出了根据第一实施例的系统1，这时系统对还没有在冷却单元4中冷却过的液体进行分配。在该情况中，泵6可以工作为一个用于关闭经由冷却单元4的流动的阀，使得没有液体经过冷却单元4。相反地，液体流经过旁路单元18并且随后经过气体供应单元5，在气体供应单元5中液体流可以在被分配到诸如玻璃杯等（图中未示出）容器之前与CO₂混合。

图4示出了根据第一实施例的系统1，这时系统分配冷却的含二氧化碳的液体。如白箭头所示，泵6现在迫使液体经过冷却单元4和气体供应单元5朝向出口3流动。在经过泵6之后，压力得以增加，从而使得液体可以更有效地与诸如CO₂的气体混合。止回阀7也阻止沿错误方向的流动。

图5示出了本发明的变形例，其中，系统16包括冷却单元4、旁路单元18、泵6，其中泵6安装于旁路单元18中。该实施例可以包括一个或多个阀以控制液体流动，使得可以实现环形的流动。包括电阻10的测量单元19连接到泵。白箭头示出了系统16中的流动，白箭头指示用于冰控制的环形的流动。经由入口2提供液体且在出口3处安装一阀以关闭或打开出口3，使得可以分配液体。当该阀打开时液体将经由冷却单元4从入口2流向出口3。由于入口受到压力而泵6未进行工作，当出口3打开时该压力将使得液体流过该系统16。

图6示出了图5的系统16，其中系统正在分配室温，例如20℃，的液体。当泵6工作时，液体将替换地经由旁路单元18和泵6流动，使得能够分配室温的液体。由于冷却模块4构成了相对于液体流的阻碍并且因为泵6在工作，因此大多数液体将绕过冷却单元4。

图7示出了图5中的系统16，其中，该系统16正在分配由冷却模块冷却到刚好高于0℃的液体。这可以通过对系统16进行控制来实现，使得整个液体流流经冷却单元4。优选地，关闭泵6且使泵6因此作为一个阀工作，使得整个液体流不得不采用经由冷却单元4的另一条通路。来自附着到入口2的液体源的压力增加了系统中的压力，使得当出口打开时，液体从入口2流动到出口3。

图8示出了类似于图5-图7的系统16，其中，该系统正在分配具有处于室温和0℃之间温度，例如，在20℃和0℃之间，的液体。在图8示出的特定例子中，被分配的液体的温度是8℃。这是通过使泵6工作在某一速度实现的。通过向泵6馈送电流脉冲或改变该泵上的电压，可以控制该速度。由此，在冷却单元4和旁路单元18中都存在流体从而在冷却单元4之前形成两个液体流以及在冷却单元4之后这两个液体流混合——当这两个液体流具有两个不同的温度时。根据这两种液体流的混合，可以对温度进行控制。通过改变用于向泵6提供电能的电脉冲的长度，可以控制泵6的速度。更长的脉冲导致更高的速度，更短的脉冲导致更低的速度。这样，有可能分配在0℃和20℃之间温度的液体。如果泵6全速工作，温度是大约20℃。如果泵6完全关闭以用作关闭阀，被分配液体的温度可以达到0℃，这是因为所有的液体都将经过冷却单元4。当然，最高温度和最低温度取决于环境温度或在入口2处进入系统的液体的温度、以及冷却单元的性能和容量。

图9示出了根据第二实施例的分配系统17，该系统17连接到蓄水池11，该蓄水池11用于经由入口2向系统供应液体。该系统还包括泵6、控制单元12、和用于分配液体的出口3。该泵安装于入口2和蓄水池11与出口3之间，使得泵6的操作影响系统17中的液体流动。在该布置中，泵可以逆向工作，使得液体经由入口2逆向流动到蓄水池11。在该操作期间，可以测量该泵6的电流，并且基于测量值可以获得蓄水池11中液体的量。这样，可以始终知道蓄水池11何时是满的、半满的、或蓄水池11何时快要空了或已经空了。蓄水池11中剩余的液体的多少决定了作用于泵6的阻抗。水柱的高度引起作用于泵6的阻抗。所述的水柱的高度是泵6的入口和蓄水池11中的液体表面之间的水平线的距离。

图10示出了根据图1-图4示出的系统的本发明的变形例。根据该变形例，泵6具有不同的位置。在该实施例中，泵6被安装在节点之后但是在冷却单元4之前，其中在所述节点处管道在入口2之后分成用于旁路单元18的一个管道和用于冷却单元4的另一个管道。还可以通过使泵6位于这样的位置实现环形的液体流动，以控制冷却单元4中的冰。

图11示出了泵6和控制单元12的布置。泵6可以包括测量单元9，测量单元9用于当泵6工作时测量泵6的电流。泵6可以经由有线连接15或诸如蓝牙或红外技术等无线通信技术连接到控制单元12，使得测量单元9的信号可以被传递到控制单元12并且被控制单元12分析。测量单元9的另一种布置是测量单元9安装于控制单元12中，如点划线示出的测量单元9。测量单元9包括微处理器，微处理器用于分析从泵6和/或测量单元9接收的输入。如之前所述的，通过提供到泵的脉冲馈送电压或改变电压，可以控制泵6的速度。

当系统要测量泵6的工作负载时，优选地可以执行三个操作阶段，在这三个操作阶段中泵的操作可以不同。如以下将详述的，实际测量发生在这三个阶段中的最后一个阶段。

阶段1

为了减小来自泵的声音，可以使用斜上升的序列，其中首先一系列短脉冲馈送到泵，随后长脉冲序列馈送到泵。最后，连续向泵进行馈送，以驱动所述泵全速运行。该阶段持续大约0.5秒。

阶段2

所述泵全速运行大约1秒，以稳定环形流动。

阶段3

在该阶段中，对提供给泵6的电流测量大约250个值并且计算平均值。这么做是为了过滤信号上的干扰。同样地，改变每个采样之间的时距以避免与任何外部干扰源的同步。所计算的值优选地用于控制两件事：每次检测之间的距离以及最终是否应该中止冰增长处理。

读取	值	动作	空闲时间(s)
				＜	180	运行	300
＜	190	运行	200
				＜	194	运行	120
＜	196	运行	80
				＜	198	运行	60
＜	200	运行	40
				＜	202	运行	20
＞＝	204	停止	1800

并非总需要遍历所有三个阶段，可以采用这些阶段的任何组合或其中的任何一个阶段。

图12示出了包括微处理器13和测量单元9的控制单元12。此外，线15可以被分成两条线，一条线用于接收来自泵的输入或“反馈”，另一条线用于向泵6输出信号以控制泵6的操作。控制单元12经由线14连接到用于供电的电源。

图13示出了根据包括蓄水池11的第二实施例的分配系统，其中，该分配系统包括用于与用户交互的用户接口19。对于该特定实施例，控制单元12可以使泵6逆向运行并且测量其电流，基于该电流的值计算蓄水池11中剩余多少液体。如果该蓄水池是空的或接近空的，则该控制单元能够向用户接口发送信号以点亮诸如LED等警报灯或激活警报信号，以向用户指示该蓄水池11需要被重新装满。

图14示出了根据第一实施例的分配系统，进一步包括用户接口19。用户可以经由该用户接口19与所述分配系统交互，以选择例如他/她想要冷的且加二氧化碳的水、或仅想要冷水、或室温的加二氧化碳的水等等。

图15示出了根据第一实施例的分配系统的变形例，其中，控制单元12与泵6进行通信并且对泵6进行操作而不需要用户输入，例如针对系统中的冰控制进行上述操作。通过泵6的运行，液体经由旁路单元18和冷却单元4在管道中进行循环。当开始结冰时，泵6的负载增加。通过测量流过泵6的电流，可以测量负载的这种变化。

图16示出了根据本发明的用于管理分配系统的方法。在步骤20，系统接收来自液体源的液体；在步骤21，该方法使用泵调节液体流；接着在步骤22，确定对应于泵6的工作负载的值，并且基于该工作负载的值来控制泵6。

图17示出了包括根据本发明的直通饮品分配系统的冰箱。在该图中，该系统安装于门23，但是该系统的不同部件可以安装于柜24的不同部分并且这些部件经由管道连接。由此可以将泵6、冷却单元4、气体供应单元5和旁路单元安装于不同位置。优选地安装用户接口使得能从门23的外侧操作该系统。

在以上描述中，术语“包括”不排除其它元件或步骤，“一”或“一个”不排除多个。

Claims (17)

1.一种饮品分配系统（1、16、17），包括：

入口（2），用于接收来自液体源的液体；

出口（3），用于分配可控量的液体；

泵（6），与所述入口（2）和所述出口（3）流通连接，以调节液体流；

控制单元（12），与所述泵（6）相关联以控制所述泵（6），

其特征在于：还包括测量单元（9），所述测量单元（9）用于确定所述泵的工作负载，由此所述控制单元基于所述工作负载对所述泵进行控制。

2.根据权利要求1所述的饮品分配系统（1、16、17），进一步包括：用于冷却液体的冷却单元（4），其中所述冷却单元（4）安装于所述泵（6）的上游。

3.根据前述权利要求中任一项所述的饮品分配系统（1、16、17），进一步包括：旁路单元（18），安装为使得液体流的至少一部分能绕过所述冷却单元（4）。

4.根据权利要求3所述的饮品分配系统（1、16、17），其中，所述旁路单元（18）包括止回阀（7）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的饮品分配系统（1、16、17），进一步包括：用于将所述液体与气体混合的气体供应单元（5），其中，所述气体供应单元（5）安装于所述泵（6）的下游。

6.根据前述权利要求中任一项所述的饮品分配系统（1、16、17），进一步包括：能够与所述控制单元（12）连接的用户接口（19）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的饮品分配系统（1、16、17），其中，所述泵（6）是双向泵。

8.一种冰箱，包括根据前述权利要求中任一项所述的饮品分配系统（1、16、17）。

9.一种管理分配系统的方法，包括以下步骤：

接收来自液体源的液体；

使用泵（6）调节液体流；

经由出口（3）分配液体，

其特征在于，所述方法包括以下步骤：

确定对应于所述泵（6）的工作负载的值，并且基于所述工作负载的值对所述泵（6）进行控制。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括以下步骤：接收来自用户接口（19）的输入信号，并且基于来自所述用户接口（19）的输入信号对所述泵（6）进行控制。

11.根据权利要求9-10中任一项所述的方法，进一步包括：以恒定速度使所述泵（6）运行的步骤。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，进一步包括：确定对应于所述泵（6）在时间间隔期间内的某些时刻的工作负载的值的步骤。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述时间间隔具有不同的长度。

14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，进一步包括：基于对应于所述泵（6）的工作负载的一个或多个值计算平均值的步骤。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：基于所述平均值确定启动所述泵（6）的时刻的步骤。

16.一种根据权利要求14-15中任一项的计算机实现的方法，进一步包括：基于所述平均值停止冰增长处理的步骤。

17.一种配置为执行根据权利要求9-16中任一项所述的方法的控制单元（12）。

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