CN107249408A - 用于对计量数量的液体产品进行定量给料的定量泵 - Google Patents

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Abstract

一种用于对计量数量的液体产品进行定量给料的定量泵包括适于流动地连接到存储容器的入口、适于连接到用于接收计量数量的液体产品的饮料分配机的输出部以及被布置成用于将液体从入口向输出部输送的定量给料室。定量给料室至少部分地填充有不同于液体产品的液体。不同的液体可以为清洗液或者可以是食品级的。定量泵可以被包括在填充有液体产品以用于连接到饮料分配机的可更换的供应包中，并且输出部可以适于与饮料分配机流体连接。当与饮料分配机相关联时，可以操作定量泵以在液体产品的第一定量给料循环之前允许不同的流体被泵送通过饮料分配机。

Description

用于对计量数量的液体产品进行定量给料的定量泵
本发明涉及一种用于将计量数量的液体产品定量给料到饮料机的定量泵(dosingpump)。更具体地，本发明涉及一种既不需要自吸，也不要求空气或气体的任何吹扫来实现启动的定量泵。
通常，已知的泵是自吸式的，或者在泵送操作之前被吹扫(purge)。当泵用于计量准确的数量时，特别是在适于人类消费的饮料的制备中，泵启动变得非常关键。成分的定量给料(dosing)的准确性和再现性可以容易变得受到存在于泵壳体中的气穴(air pocket)的损害，或者受到流体从泵递送延迟的损害。每一循环将定量给料的量越小，将在因该循环而产生的饮料中出现与正确计量的偏差越严重。
因此，本发明的目的是提出改进的定量泵装置。因此，在更一般的意义上，本发明的目的是克服或减少现有技术的缺点中的至少一个。本发明的另一目的是提供在组装和操作中不太麻烦而且可以相对便宜地制成的可替换的解决方案。可替换地，本发明的目的是至少提供有用的替换方案。
为此，本发明提供用于对计量数量的液体产品进行定量给料的定量泵，定量泵包括适于流动地连接到存储容器的入口、适于连接到用于接收计量数量的液体产品的输出部，以及被布置成用于将液体从入口向输出部输送的定量给料室，其中定量给料室至少部分地填充有不同于液体产品的液体。因此用不同于待计量的液体产品的液体预填充定量给料室或泵消除泵启动中的任何另外的努力并且确保从第一饮料制备循环起的正确的计量。
可选地，定量泵中的不同的液体可以为清洗液或水。当不同的液体为清洗液时，其可以为碱性的和/或其可以包括碱性成分(alcaic component)的混合物。清洗液还可以可选地包含防垢剂。有利地，清洗液是可溶于水的，使得其可以被清洗或者可以与经过定量泵的其它液体相容。另外，有利地，清洗液没有残留物，使得在清洗后确保食物相容性。为了确保有效的清洗，清洗液可选地具有2至12范围内的pH值，并且更优选具有7至12的pH值。可选地，并且优选根据饮料机的流体道中的材料，清洗液可被选择为无腐蚀性的。清洗液可选地优选为仅包括有机酸。
可替换地，不同的液体可以被选择为食品级的(food compliant)。在此类不同的液体的情况下，变得有可能利用在不同的液体已退出定量泵和/或饮料机的液体道之后将计量的液体产品清洗或冲洗任何残余物或残留物。
可选地，当定量泵包括泵室时，泵室可以完全填满不同的流体，或者定量给料室全部可以完全填满不同的液体。具体地，当不同的流体为清洗液时，具有可用于清洗循环的可能大量的流体可以是有利的。
本发明还涉及填充有液体产品(诸如，饮料浓缩物)以用于连接到饮料分配机的可更换的供应包，其包括上面提及的定量泵，并且具有适于与饮料分配机流体连接的输出部。液体产品在为饮料浓缩物时可为以下中的一种：咖啡浓缩物、可可浓缩物、茶浓缩物或牛奶浓缩物。在不同的液体为清洗液的情况下，然后变得有可能每更换供应包具有自动清洗循环。可选地，适于被开口的密封件然后可以用于关闭定量泵的入口，从而防止液体产品进入定量给料室并与不同的液体混合。液体产品与不同液体的混合可以出现在输送和处理期间，并且就食品安全合规(food safety compliance)而言会引起反对。定量泵的输出部可选地由阀关闭，该阀被布置成当定量泵由饮料分配机驱动时通过由定量泵生成的流体压力打开。可替换地，定量泵的输出部中的可选的阀还可以被布置成当供应包连接到饮料分配机时通过饮料分配机以不同的方式打开和关闭。此类布置消除对手动可去除盖或密封件的需要。
根据本发明的另外的方面，当在使用中定量泵与饮料分配机相关联时操作定量泵的方法包括如下步骤：在液体产品的第一定量给料循环之前允许不同的流体被泵送通过饮料分配机；以及在泵送不同的流体之后，但在液体产品的第一定量给料循环之前冲洗不同的流体。当不同的液体不是食品级的时，并且当存在残余物可污染液体产品的风险时，此类方法可为有利的。可选地，当在使用中定量泵还与供应包相关联时，在液体产品的第一定量给料循环之前可以对初始地关闭定量泵的入口的密封件进行开口。在这种情况下，当冲洗步骤在对密封件开口的步骤之前时，并且另外当冲洗还包括冲洗定量给料室时这将为有利的。另外，有利地，利用加热的饮用水来进行冲洗。用于热饮(诸如，咖啡、巧克力饮料、汤，或者茶)的饮料分配机通常具有水加热器。使用相同的水加热器来清洗和冲洗将大大提高沉积物的去除，并且根据温度还可以提供消毒。
从所附描述中并且参考附图，本发明的另外的有利方面将变得清楚，在附图中：
图1示意性地示出作为本发明的一部分的饮料分配系统；
图2A和图2B示出本发明的可更换的供应包；且
图3是本发明的定量给料器的分解图。
参考图1，示意性示出的饮料分配系统1包括饮料分配机10。饮料分配机10具有壳体17，壳体17具有支撑托盘170。在支撑托盘170上可以支撑饮料接受器171(诸如，杯子或马克杯)以从机器10上的饮料出口172接收所分配的饮料。饮料机器10的壳体17还设置有前操作板18，一个或多个可更换的供应包(supply pack)20可被容纳在该前操作板后。在图1中以虚线指示三个此类可更换的供应包20。供应包20中的每个均可以包含在饮料制备中有用的液体产品或成分。饮料分配机10还可设置有供水装置、加热器和/或混合室(未示出)。
图2A和图2B示出适于插入图1的饮料分配机10中并且适于被容纳在该饮料分配机中的供应包20。如图2A所示，供应包20包括容器21和可去除的保护盖22。如在图2B的放大的部分截面详图中示出，可去除的保护盖22隐藏定量给料器30，该定量给料器永久地附接到容器21，与容器出口喷嘴23流体连接。出口喷嘴23通过容器出口凸缘24附接到容器21。当容器21为盒中袋类型时，容器出口凸缘24另外流体密封地连接到容器21中的柔性袋。此类布置是常规的并且对技术人员来说是众所周知的。具体地，柔性的可刺穿的箔座(未示出)可附接在出口凸缘24上以初始地关闭容器出口喷嘴23，以便使任何液体产品保持在容器21中。
定量给料器30具有壳体，壳体由下壳体部31和上盖32组成。盖32设置有定量给料器入口321，并且下壳体部31设置有定量给料器输出部311。泵33位于定量给料器壳体31、32中。泵33具有泵壳体331和底部密封板332。用于对容器21的可刺穿的箔座(未示出，但是以上论述)开口(broaching)的开口刺穿器34位于定量给料器入口321中。
定量给料器输出部311在去除保护盖22之后被布置成流动地连接到图1的饮料分配机10。为此，如在图3的分解布置中进一步示出，定量给料器输出部311包括用于通过将混合室接合在分配机10中来密封的柔性的且弹性的输出喷嘴3113。另外，定量给料器输出部311的一部分是阀3115，该阀在由分配机10直接或间接操作时关闭或打开定量给料器输出部311。在本实例中，当泵33由饮料分配机10驱动时，阀3115通过由该泵生成的流体压力间接地打开。
如在图3中进一步示出，泵壳体331包括泵室333，泵室具有泵入口通道334和泵出口通道335。驱动泵齿轮336和驱动泵齿轮337被容纳在泵室333中。驱动轴338实际上延伸通过驱动齿轮336。驱动轴338的下端延伸通过下壳体部31的底部以在使用中通过分配机10驱动。驱动轴338的上端向上延伸通过泵壳体331以用于驱动开口刺穿器34。
定量给料器或定量泵30因此被布置成用于从与之相关联的供应包的存储容器21中对计量数量的液体产品进行定量给料。因此，计量的数量的液体产品由饮料分配或饮料制备机10接收。定量给料室因此利用由下壳体部31和上盖32形成的内部来限定。泵室333被容纳在定量给料室31、32中，该泵室具有比定量给料室更小的容积。根据本发明，定量给料室31、32的容积的一部分填充有不同于待从供应包中计量的液体产品的液体。当供应包20仍然是新的时，其出口喷嘴23仍然由箔密封件封闭，这使容器21中的液体产品与定量给料室31、32中的不同的液体保持完全分离。在不同液体的此类填充的情况下，泵33不必为自吸式的。此外，当不同的液体为清洗液时，每当安装新的供应包20，存在饮料机10的初始清洗循环。在泵室333中的泵齿轮336和337初始旋转后，清洗液通过饮料机10分配。当清洗液是食品级的时，刺穿容器21和定量泵或定量给料器30之间的密封件的开口循环(broachingcycle)可以与清洗液从定量给料室和泵33中排出同时开始。
然而，还可以想到，在使开口刺穿器34能够刺穿容器21的箔密封件之前存在另外的清洗循环。当在清洗循环中冲洗清洗液的任何残余物时，清洗液的选择不限于食品级的那些。
用于清洗液的合适的成分包括碱性成分、活性氯、防垢剂和有机酸。当此类清洗液可溶于水，没有残留物，具有在2至12(优选7至12)范围内的pH值，或者无腐蚀性时也是有利的。
在清洗循环中，还可以想到，定量给料室也利用来自饮料机10的饮用水进行冲洗。有利地，来自饮料机10的冲洗水通过存在于饮料机中的水加热器来加热。
因此，定量泵30被公开用于对计量数量的液体产品进行定量给料。该定量泵30包括适于流动地连接到存储容器20的入口321、适于连接到用于接收计量数量的液体产品的饮料分配机10的输出部311，以及被布置成用于将液体从入口321向输出部311输送的定量给料室31、32。定量给料室31、32至少部分地填充有不同于液体产品的液体。不同的液体可以为水、清洗液，和/或可以是食品级的。定量泵30可以被包括在填充有液体产品以用于连接到饮料分配机10的可更换的供应包20中，并且输出部311可以适于与饮料分配机10流体连接。当与饮料分配机10相关联时，可以操作定量泵30以在液体产品的第一定量给料循环之前允许不同的流体被泵送通过饮料分配机10。
因此可以认为，从前面的描述和附加到该描述的视图中，本发明的操作和结构将显而易见。为了清晰和简洁描述的目的，特征在本文中被描述作为相同的或者单独的实施例的一部分，然而，应当清楚，本发明的范围可包括具有所述特征的全部或一些的组合的实施例。对技术人员而言清楚的是，本发明不限于本文所述的任何实施例，并且修改是可能的，这些修改可被认为在所附权利要求的范围内。另外，运动倒置被认为是固有公开的并且可以在本发明的范围内。在权利要求中，任何参考标号不应被认为限制权利要求。当在该说明书中或所附权利要求中使用时，术语“包括(comprising)”和“包括(including)”不应以排他或穷举的意义而应以包含的意义来解释。因此表达为如本文所用的“包括(including)”或“包括(comprising)”并不排除存在除所列的那些之外的其它元件、另外的结构或另外的动作或步骤。此外，词“一个(a)”和“一种(an)”不应被解释为局限于“只有一个”，而是用于意指“至少一个”，并且不排除多个。没有具体地或明确地描述或要求保护的特征可另外被包括在本发明的结构中而不偏离本发明的范围。诸如“用于...的装置”的表达应被解读为“被配置成用于...的部件”或者“被构造用于...的构件”，并且应被解释为包括用于所公开的结构的等效物。如“关键的”、“优选的”、“特别优选的”等表达的使用并非旨在限制本发明。在结构、材料或动作被认为是必要的程度上，它们被这样无意义地指示。在技术人员的权限内通常可作出添加、删除和修改而不偏离本发明的范围，如权利要求所确定的那样。

Claims (31)

1.一种用于对计量数量的液体产品进行定量给料的定量泵，所述定量泵包括：入口，适于流动地连接到存储容器；输出部，适于连接到用于接收所述计量数量的液体产品的饮料分配机；以及定量给料室，布置成用于将液体从所述入口向所述输出部输送，其中，所述定量给料室至少部分地填充有与所述液体产品不同的液体。
2.根据权利要求1所述的定量泵，其中，所述不同的液体是能溶于水的。
3.根据权利要求1或2所述的定量泵，其中，所述不同的液体为清洗液。
4.根据权利要求3所述的定量泵，其中，所述清洗液包含活性氯。
5.根据权利要求4所述的定量泵，其中，所述活性氯包含次氯酸钠。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的定量泵，其中，所述清洗液包含防垢剂。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的定量泵，其中，所述清洗液没有残留物。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的定量泵，其中，所述清洗液是无腐蚀性的。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的定量泵，其中，所述清洗液具有在2至12范围内的pH值。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的定量泵，其中，所述清洗液是酸性的。
11.根据权利要求10所述的定量泵，其中，所述清洗液仅包含有机酸。
12.根据权利要求2至9中任一项所述的定量泵，其中，所述清洗液具有7至12的pH值。
13.根据权利要求12所述的定量泵，其中，所述清洗液包含碱性物。
14.根据权利要求12或13所述的定量泵，其中，所述清洗液包含碱性成分的混合物。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的定量泵，其中，所述不同的液体是食品级的。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的定量泵，其中，所述定量给料室包括泵室，并且其中，所述泵室完全填满所述不同的液体。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的定量泵，其中，所述定量给料室完全填满所述不同的流体。
18.根据权利要求17所述的定量泵，其中，所述定量泵的所述输出部通过阀关闭。
19.根据权利要求18所述的定量泵，其中，所述阀布置成当供应包连接到饮料分配机时通过所述饮料分配机打开和关闭。
20.根据权利要求19所述的定量泵，其中，所述阀布置成当所述定量泵由所述饮料分配机驱动时通过所述不同的液体的压力打开。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的定量泵，其中，所述不同的液体为水。
22.一种填充有液体产品以用于连接到饮料分配机的能更换的供应包，所述供应包包括根据权利要求1至20中任一项所述的定量泵，并且其中，所述定量泵的所述输出部适于与所述饮料分配机流体连接。
23.根据权利要求22所述的能更换的供应包，其中，适于被开口的密封件封闭所述泵的所述入口以防止所述液体产品进入所述定量给料室。
24.根据权利要求22或23所述的能更换的供应包，其中，所述定量泵的所述输出部由阀关闭，所述阀布置成当所述供应包连接到所述饮料分配机时由所述饮料分配机打开和关闭。
25.根据权利要求24所述的能更换的供应包，其中，所述阀布置成当所述定量泵由所述饮料分配机驱动时通过所述不同的液体的压力打开。
26.一种当在使用中与饮料分配机相关联时操作根据权利要求1至25中任一项所述的定量泵的方法，所述方法包括如下步骤：
-在所述液体产品的第一定量给料循环之前允许所述不同的流体被泵送通过所述饮料分配机。
27.根据权利要求26所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在泵送所述不同的流体之后但在所述液体产品的所述第一定量给料循环之前，冲洗所述不同的流体。
28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述冲洗包括冲洗所述定量给料室。
29.根据权利要求27或28所述的方法，其中，利用加热的饮用水来进行所述冲洗。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的方法，其中，当在使用中所述定量泵还与供应包相关联时，在所述液体产品的所述第一定量给料循环之前，对封闭所述定量泵的所述入口的密封件进行开口。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述冲洗的步骤在对所述密封件进行开口的步骤之前。
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