CN109562333A - 用于将气体混合到液体中的设备 - Google Patents

Abstract

饮料混合组件，用于将气体混合到液体中，从而形成溶液，所述饮料混合组件包括混合器本体，该混合器本体具有被配置成接收气体的第一上游入口、被配置成接收液体的第二上游入口、以及被配置成从混合气本体分配溶液的下游出口。第一上游入口限定被配置成将气体喷射到混合器本体中的第一孔口，第二上游入口限定被配置成将液体喷射到混合器本体中的第二孔口，使得当液体从第二上游入口输送到下游出口时气体碰撞到液体中，从而混合到液体中并且形成溶液。

Description

用于将气体混合到液体中的设备

技术领域

本申请涉及用于将气体混合到液体中的设备，特别是具有一对入口的混合器本体，所述一对入口将气体和液体朝向彼此引导，使得气体碰撞到液体中并且混合成溶液。

背景技术

以下美国专利通过整体引用并入本文：

美国专利No.9,114,368公开一种批量碳酸化设备，其包括限定容器腔的壳体。壳体包括搅拌机构。压力容器包括具有CO₂入口和CO₂出口的盖子。压力容器还包括密封件。压力容器可移动进出所述容器腔。设置锁定机构并且所述锁定机构附接到搅拌机构，以相对于压力容器可移除地锁定盖子和密封件。CO₂源被连接到多个阀，其中每个阀具有不同的压力。选择开关附接到壳体。控制机构联接到多个阀。用户使用选择开关选择期望的碳酸化水平，并且在规定压力下将CO₂引入压力容器，其中搅拌机构搅拌压力容器内的液体，形成具有选定碳酸化水平的碳酸饮料。还公开一种批量形成碳酸饮料的方法。

美国专利No.9,107,449公开一种控制入口阀的CPU，所述入口阀将加压二氧化碳罐连接到容纳待碳酸化的饮料的容器。将加压二氧化碳罐连接到容器的管包含用于降低二氧化碳的流速的孔口，从而增加对引入容器的二氧化碳的量的控制。马达搅拌容器，使二氧化碳被吸收在饮料中。在加压过程中，CPU监测容器内侧的压力，以确定是否应当将更多的CO₂加到容器中。出口阀使超压从容器排出。出口孔口使压力逐渐释放，从而防止饮料起泡。

美国专利No.8,882,084公开一种直列碳酸化设备，其包括具有内径的流体管。至少一个水孔口连接到水源并且附接在流体管的一端处。水孔口使穿过其中的水雾化。二氧化碳源连接到二氧化碳电磁阀。二氧化碳电磁阀连接到二氧化碳调节器，二氧化碳调节器联接到二氧化碳孔口并且以与水孔口间隔开的关系附接到流体管。被雾化的水的压力小于二氧化碳，使得二氧化碳被吸收到水中，形成具有规定碳酸化体积的碳酸水。二氧化碳电磁阀在饮料分配时间的预定部分打开和关闭，提供一定体积的碳酸化和非碳酸化流体，其在混合时达到所期望的碳酸化水平。

美国专利No.8,857,797公开一种直列碳酸化设备，其包括具有内径的流体管。至少一个水孔口连接到水源并且附接到流体管的一端。水孔口包括多个雾化穿过其中的水的孔。二氧化碳孔口与二氧化碳源连接，并且以与水孔口间隔开的关系附接到流体管。被雾化的水的压力小于二氧化碳，使得二氧化碳被吸收到水中，形成具有规定碳酸化体积的碳酸水。

美国专利No.8,840,092公开一种直列碳酸化设备，其包括具有内径的流体管。水流量控制模块连接到水源。至少一个水孔口连接到水流量控制模块并且附接在流体管的一端处。水孔口包括多个雾化穿过其中的水的孔。二氧化碳源连接到二氧化碳阀。二氧化碳电磁阀连接到二氧化碳调节器，二氧化碳调节器联接到二氧化碳孔口并且以与水孔口间隔开的关系附接到流体管。被雾化的水的压力小于二氧化碳，使得二氧化碳被吸收到水中，形成具有特定碳酸化体积的碳酸水。水控制模块调节进入直列碳酸化设备的水流速。

美国专利No.5,792,391公开一种碳酸化器，其包括具有封闭端和开放端的管筒。盘可移除地保持在开口端中，用于提供进入其内部空间的通道。盘设置为用于将水入口和二氧化碳气体入口、碳酸水出口、安全泄压阀和水位传感器安装至其。刚性保持丝弯曲成方形构造，其中其圆角与筒的开放端中的槽配合，以将盘保持在其中。当碳酸化器未加压时，操纵保持丝提供将盘从筒移除。

美国专利No.5,515,687公开一种用于提供水的碳酸化的设备。设备包括碳酸化罐，该碳酸化罐具有二氧化碳入口、水入口和碳酸水出口。碳酸化罐可枢转地安装到刚性结构并且连接到电马达，用于提供碳酸化器绕其枢轴安装件的起伏或摇摆运动。碳酸化罐的运动提供保持在其中的水的碳酸化。

美国专利No.5,419,461公开一种窄轮廓的大致扁平的碳酸化器，其由一对冷拔二等分金属板制成。每个半部限定相应的交替接缝和脊部，并且围绕其周边并且沿着每个相应的接缝焊接在一起。当两个半部焊接在一起时，脊部限定内部多个竖直内部柱，这些柱与顶部和底部内部通道流体地互连。通道包括泄压阀、二氧化碳入口配件、水入口配件和用于保持液位传感器的液位传感器配件。多条碳酸水管线从碳酸化器的底部并沿碳酸化器的一侧并紧密靠近碳酸化器的一侧向上延伸。碳酸水管线终止于碳酸化器上方的点并且提供直接固定到饮料分配阀。碳酸化器优选地是一体类型并且保持在冰库型分配器的水罐内或冷板冷却分配器的冰柜内。

美国专利No.5,038,976公开一种饮料分配头和一种分配方法，其在分配的矿泉饮料中提供增加的碳酸化。分配头在上游体积流量控制器与下游常闭阀之间具有离散的碳酸水减压室。该方法包括以下步骤：通过流量控制推进碳酸水，然后在碳酸水到达常闭阀之前对其进行减压。

美国专利No.4,708,827公开一种用于制作和分配碳酸水的方法和设备。双膜片连续输送气动液体泵具有在到泵的水入口管线上、到碳酸化器的水填充管线上、从泵到碳酸化器的推进剂排出管线上、到碳酸化器的二氧化碳管线上的水压调节器，以及气压调节器，用于控制碳酸化器中的储存压力和泵推进剂出口中的排出背压。排出背压保持高于泵处的水压，防止膜片反转。

美国专利No.3,617,032公开一种碳酸化器或碳酸化器-果汁机，用于生产和储存碳酸水或碳酸水和果汁的混合物。敞口碗状物设置在形成在压力罐内的筒形二氧化碳加压室内。一喷嘴设置在腔室内，用于将加压水的锥形流引导到碗状物中，另一个喷嘴将果汁流逆着水流侧引导。碗状物设置有邻接部，以在其内产生水和果汁的涡流动作，并且在碗状物的底部形成开孔，用于将水和果汁的混合物排放到腔室的下部。

发明内容

提供本发明内容，以介绍本文在具体实施方式中进一步描述的精选的概念。本发明内容不旨在从所要求保护的主题标识关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的主题的范围。

在某些示例中，用于将气体混合到液体中，从而形成溶液的饮料混合组件包括混合器本体，该混合器本体具有被配置成接收气体的第一上游入口，被配置成接收液体的第二上游入口，以及被配置成从混合器本体分配溶液的下游出口。第一上游入口限定被配置成将气体喷射到混合器本体中的第一孔口，第二上游入口限定被配置成将液体喷射到混合器本体中的第二孔口，使得当液体从第二上游入口输送到下游出口时，气体碰撞到液体中，从而混合到液体中并且形成溶液。

附图说明

参考以下附图描述了本公开的示例。在整个附图中使用相同的数字来引用相同的特征和部件。

图1是气体混合机的示例性图。

图2是示例性混合器本体。

图3是具有示例性第一孔口和第二孔口的示例性混合器本体的截面图。

图4是示例性第三孔口。

图5是示例性毛细管。

图6是示例性孔口。

具体实施方式

在本公开中，为了简洁、清楚和理解，已经使用了某些术语。除了现有技术的要求之外，不应从中推断出不必要的限制，因为这些术语仅用于描述目的并且旨在被广义地解释。本文描述的不同设备和方法可以单独使用或与其他设备和方法组合使用。在所附权利要求的范围内可以具有各种等同方式、替代方式和变型。

通过研究和实验，本发明人已经努力开发将气体有效地混合或注入到液体中从而形成饮料的设备、系统和方法。因此，本发明人已经发明了本发明公开的机器，其快速并且有效地将气体(例如氮气、CO₂)混合或注入到诸如咖啡的液体中。可以基于操作者和/或消费者的偏好将溶液中的气体浓度有效地调节到各种水平。

参考图1，示例性气体混合机10包括用于分配溶液(例如其中混合有气体的液体)(参见双点虚线线宽)和/或液体(例如咖啡、果汁)(参见实线线宽)的分配器或传统龙头12。溶液和/或液体通过安装在机器10和/或工作台面14上的龙头12分配给操作者和/或容器15(例如杯子)。

机器10联接到气体源16(例如气体罐)，气体源16被配置成将气体(例如二氧化碳、氮气)(参见虚线线宽)供应到机器10和/或液体源18(例如液体罐、盒中袋液体容器)，液体源18被配置成将液体(参见实线线宽)供应到机器10。气体阀17联接到气体源16并且被配置成选择性地停止和启动气体到机器10的流动(即当气体源16是空的时，操作者可以关闭气体阀17，使得可以连接新的满的气体源16)。来自气体源16的气体用于与饮料混合组件30中的液体混合，以形成溶液(将在本文描述)和/或用于对液体源18加压。气体调节器20定位在气体源16下游并且调节气体到饮料混合组件30和液体源18的流量。在气体调节器20与饮料混合组件30之间流动的气体的压力等于在气体调节器20与液体源18之间流动的气体的压力，使得输送到饮料混合组件30的气体处于等于输送到饮料混合组件30的液体的压力的压力下。气体对液体源18加压，由此液体流动到饮料混合组件30。在某些示例中，输送到饮料混合组件30的气体的压力和输送到饮料混合组件30的液体的压力在40.0与70.0磅/平方英寸(PSI)之间。

饮料混合组件30包括混合器本体31，混合器本体31具有配置成从气体源16接收气体的第一上游入口33、配置成从液体源18接收液体的第二上游入口35，以及配置成从混合器本体31分配包括气体和液体的溶液的下游出口37(也参见图2和图3)。当液体从第二上游入口35输送到下游出口37时，来自第一上游入口33的气体碰撞到来自第二上游入口35的液体中，使得气体混合到液体中，以形成溶液。第一上游入口33和第二上游入口35轴向相反，下游出口37横向于第一上游入口33延伸。在某些示例中，第一上游入口33与第二上游入口35同轴(参见图3的点线线宽)。在某些示例中，第一上游入口33直立地定位在第二上游入口35上方，并且这种定位可以帮助通过重力排出在第一上游入口33中捕获的任何液体。在某些示例中，下游出口37垂直于第一上游入口33和第二上游入口35。在图示示例中，混合器本体31包括“T”管道，该管道的管道内径在5.0毫米与10.0毫米之间。混合器本体31可以是任何合适的形状，诸如直的、弯头的、“L”形的，和/或任何其他合适的形状。混合器本体31的配置和/或形状仅仅是示例性的，并且可以与所示出的不同。

第一上游入口33限定第一孔口34，第一孔口34被配置成朝向液体喷射气体，使得气体与液体碰撞并混合以形成溶液，第二上游入口35限定第二孔口36，第二孔口36被配置成朝向气体喷射液体，使得液体与气体碰撞并混合以形成溶液(也参见图6，其描绘了示例性第一孔口34)。第二孔口36下游的液体的压力等于第一孔口34下游的气体的压力。在某些示例中，第二孔口36下游的液体的压力小于第一孔口34下游的气体的压力。第一孔口34的直径在0.5毫米与1.5毫米之间，第二孔口36的直径在1.5毫米与3.0毫米之间。孔口34、36增强混合器本体中的气体和液体的湍流对流，从而增强气体和液体混合成溶液。在某些示例中，孔口34、36上的压降独立地或组合地在5.0PSI与20.0PSI之间。在某些示例中，第三孔口38包括在下游出口37处或下游出口37下游，使得第三孔口38进一步使气体和液体混合(参见图4)。第三孔口38的直径在2.0毫米与4.0毫米之间。

饮料混合组件30包括压降装置40，压降装置40定位在第一上游入口33上游并且被配置成降低由第一上游入口33接收的气体的压力。压降装置40包括毛细管41(也参见图5)、气体调节器42，或组合的毛细管41和气体调节器42。压降装置40可以包括被配置成降低气体的压力的任何数量的部件(例如，毛细管41、第二气体调节器42)。在某些示例中，气体源16与第一上游入口33之间的气体的压降等于液体源18与第二上游入口之间的液体的压降。

饮料混合组件30包括阀44，阀44选择性地打开和关闭，以将液体从液体源18直接输送到冷却器50(本文讨论)和龙头12(即液体绕过混合器本体31并且不与气体混合)。

饮料混合组件30包括定位在第一上游入口33上游和压降装置40下游的第一止回阀45。第一止回阀45防止由第二孔口36喷射的液体进入压降装置40。饮料混合组件30包括定位在第二上游入口35上游和液体源18下游的第二止回阀46。第二止回阀46防止由第一孔口34喷射的气体进入液体源18。

机器10可以包括冷却器50，其配置成冷却饮料混合组件30下游的溶液。冷却器50包括第一冷却盘管51和第二冷却盘管52，第一冷却盘管51被配置成接收来自饮料混合组件30的溶液，第二冷却盘管52被配置成接收没有气体混入其中的液体(注意，图1以横截面示出了冷却盘管51、52)。冷却器50接收换热介质53，换热介质53被配置成与冷却盘管51、52换热。换热介质53可以由制冷系统(未示出)加热或冷却。在某些示例中，换热介质53包括冰库55。冷却器50可以包括搅拌器54，搅拌器54被配置成搅拌换热介质53，使得换热介质53与冷却盘管51、52有效且高效地换热。冷却器50可以包括截止阀56，截止阀56允许用户或操作者调节溶液和/或液体到龙头12的流速。在某些示例中，冷却器50和/或第一冷却盘管51提供更长的时间段和额外的体积，以使气体混合到溶液中。

在某些示例中，用于将气体混合到液体中从而形成溶液的饮料混合组件包括混合器本体，该混合器本体具有被配置成接收气体的第一上游入口、被配置成接收液体的第二上游入口以及被配置成从混合气本体分配溶液的下游出口。第一上游入口限定被配置成将气体喷射到混合器本体中的第一孔口，第二上游入口限定被配置成将液体喷射到混合器本体中的第二孔口，使得当液体从第二上游入口输送到下游出口时气体碰撞到液体中，从而混合到液体中并且形成溶液。在某些示例中，第一上游入口和第二上游入口相对于彼此轴向相反和/或下游出口横向于第一上游入口延伸。在某些示例中，第二孔口下游的液体的压力等于第一孔口下游的气体的压力。在某些示例中，定位在第一上游入口上游的压降装置被配置成降低由第一上游入口接收的气体的压力。压降装置可以包括毛细管。在某些示例中，止回阀定位在第一上游入口上游以及毛细管下游，使得止回阀防止由第二孔口喷射的液体进入毛细管。

在某些示例中，用于将来自气体供应部的气体混合到来自液体供应部的液体以形成溶液的饮料混合组件包括混合器本体，该混合器本体具有第一上游入口，该第一上游入口被配置成从气体供应部接收气体并且限定被配置成喷射气体的第一孔口；第二上游入口，该第二上游入口被配置成从液体供应部接收液体并且限定被配置成喷射液体的第二孔口；以及下游出口，该下游出口被配置成分配溶液。饮料混合组件被配置成使得气体供应部的压力等于液体供应部的压力。在某些示例中，气体供应部与第一上游入口之间的气体的压降等于液体供应部与第二上游入口之间的液体的压降。

在某些示例中，混合器本体中的和/或通向混合器本体的气体和/或液体的压降确定了气体与液体之间的稳定比例。气体、液体和/或溶液的流动可以符合

和/或

孔口可以分别在气体和液体中形成压降，其可以用于确定气体与液体之间的稳定比例。进一步地，气体和/或液体的上游压降和/或流速可以同时改变。可以控制气体和液体的比例，以防止饮料混合组件中的大的压力变化。

本书面描述使用示例来公开本发明，并且还使本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等同结构元件，则这些其他示例意图在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种饮料混合组件，用于将气体混合到液体中，从而形成溶液，所述饮料混合组件包括：

混合器本体，所述混合器本体包括：

第一上游入口，所述第一上游入口被配置成接收所述气体，所述第一上游入口限定第一孔口，所述第一孔口被配置成将所述气体喷射到所述混合器本体中；

第二上游入口，所述第二上游入口被配置成接收所述液体，所述第二上游入口限定第二孔口，所述第二孔口被配置成将所述液体喷射到所述混合器本体中；以及

下游出口，所述下游出口被配置成从所述混合器本体分配所述溶液；

其中，当所述液体从所述第二上游入口输送到所述下游出口时，所述气体碰撞到所述液体中，从而混合到所述液体中并且形成所述溶液。

2.根据权利要求1所述的饮料混合组件，其中所述第一上游入口和所述第二上游入口轴向相反。

3.根据权利要求2所述的饮料混合组件，其中所述下游出口横向于所述第一上游入口延伸。

4.根据权利要求1所述的饮料混合组件，其中所述第二孔口下游的液体的压力等于所述第一孔口下游的气体的压力。

5.根据权利要求4所述的饮料混合组件，其中所述第一孔口的直径在0.5毫米与1.5毫米之间，并且其中所述第二孔口的直径在1.5毫米与3.0毫米之间。

6.根据权利要求5所述的饮料混合组件，其中所述混合器本体包括“T”-管道，所述管道的管道内径在5.0毫米与10.0毫米之间。

7.根据权利要求1所述的饮料混合组件，进一步包括压降装置，所述压降装置定位在所述第一上游入口上游并且被配置成降低由所述第一上游入口接收的气体的压力。

8.根据权利要求7所述的饮料混合组件，其中所述压降装置包括毛细管。

9.根据权利要求7所述的饮料混合组件，进一步包括止回阀，所述止回阀定位在所述第一上游入口上游和所述毛细管下游，其中所述止回阀防止由所述第二孔口喷射的液体进入所述毛细管。

10.根据权利要求1所述的饮料混合组件，进一步包括冷却器，所述冷却器定位在所述混合器本体下游并且被配置成冷却所述溶液。

11.一种饮料混合组件，用于将来自气体供应部的气体混合到来自液体供应部的液体中，以形成溶液，所述饮料混合组件包括：

混合器本体，所述混合器本体具有第一上游入口，所述第一上游入口被配置成从所述气体供应部接收所述气体，所述第一上游入口限定第一孔口，所述第一孔口构造成喷射所述气体；第二上游入口，所述第二上游入口被配置成从所述液体供应部接收所述液体，所述第二上游入口限定第二孔口，所述第二孔口被配置成喷射所述液体；以及下游出口，所述下游出口被配置成分配所述溶液；并且

其中所述气体供应部的压力等于所述液体供应部的压力，并且其中当所述液体从上游输送到下游时，所述气体与所述混合器本体中的液体混合。

12.根据权利要求10所述的饮料混合组件，其中所述气体供应部与所述第一上游入口之间的气体的压降等于所述液体供应部与所述第二上游入口之间的液体的压降。

13.根据权利要求12所述的饮料混合组件，其中所述第一上游入口与所述第二上游入口轴向相反。

14.根据权利要求13所述的饮料混合组件，其中所述下游出口垂直于所述第一上游入口。

15.根据权利要求12所述的饮料混合组件，其中所述第二孔口下游的液体的压力等于所述第一孔口下游的气体的压力。

16.根据权利要求15所述的饮料混合组件，其中所述第一孔口的直径在0.5毫米与1.5毫米之间，并且其中所述第二孔口的直径在1.5毫米与3.0毫米之间。

17.根据权利要求16所述的饮料混合组件，其中所述混合器本体包括“T”-管道，所述管道的管道内径在5.0毫米与10.0毫米之间。

18.根据权利要求10所述的饮料混合组件，进一步包括压降装置，所述压降装置定位在所述第一上游入口上游和所述气体供应部下游，所述压降装置被配置成降低输送到所述第一上游入口的气体的压力。

19.根据权利要求18所述的饮料混合组件，其中所述压降装置包括毛细管。

20.根据权利要求19所述的饮料混合组件，其中所述压降装置进一步包括流速调节器。