CN109982961A - 饮料分配系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于组合多种配料的饮料分配系统。所述饮料分配系统可以包括配料袋、配料储存箱、泵、喷嘴、位于所述泵上游的入口分流阀、以及位于所述泵下游的出口分流阀。

Description

饮料分配系统

技术领域

本申请和所得专利总体上涉及饮料分配系统，并且更具体地涉及限制诸如微量配料等在配料袋更换期间、在系统灌注期间以及在其他操作期间可能会损失的饮料配料的量的饮料分配系统。

背景技术

饮料分配器传统上已将诸如水等稀释剂与诸如糖浆等饮料主剂进行组合来产生品牌饮料。饮料主剂通常具有大约三比一(3:1)至大约六比一(6:1)的稀释剂重构比。饮料主剂通常放在可能需要显著储存空间量并且可能需要冷藏的大的盒中袋式容器中。这些要求通常必然需要将盒中袋式容器远离饮料分配器储存并且使用从容器到饮料分配器的长管线。

由乔治亚州亚特兰大市的可口可乐公司(Coca-Cola Company)提供的“COCA-COLA”冷藏饮料分配单元使得可以由常规大小或占据面积的饮料分配器提供的饮料数量和类型显著增加。一般而言，“COCA-COLA”冷藏饮料分配单元通过将多种高浓度微量配料与诸如甜味剂等大量配料和诸如蒸馏水或碳酸水等稀释剂进行组合来产生饮料。微量配料通常储存在定位在饮料分配器本身内的袋或者筒中。由饮料分配器提供的饮料数量和类型因此可以仅受定位在其中的微量配料袋的数量和类型限制。

在当前微量配料分配器中的配料耗尽时，与该配料相关联的品牌饮料立即变得不可获得，直到配料袋被更换为止。然而，在记录售完之后，当前微量配料分配器在可能会在袋中留有显著量的配料残留物。类似地，当前微量配料分配器在插入每个新袋之后可能会浪费一些配料来灌注分配器。

发明内容

因此，本申请和所得专利提供一种饮料分配系统。所述饮料分配系统可以包括配料袋、配料储存箱、泵、喷嘴、位于所述泵上游的入口分流阀、以及位于所述泵下游的出口分流阀。

所述出口分流阀包括：第一出口构型，所述第一出口构型用于所述泵将配料从所述配料袋泵送到所述喷嘴；以及第二出口构型，所述第二出口构型用于所述泵将配料从所述配料袋泵送到所述配料储存箱。所述入口分流阀包括：第一入口构型，所述第一入口构型用于所述泵将配料从所述配料袋泵送到所述喷嘴；以及第二入口构型，所述第二入口构型用于所述泵将配料从所述配料储存箱泵送到所述喷嘴或者使配料在所述配料储存箱中再循环。

本申请和所得专利进一步提供一种将配料从配料袋泵送到喷嘴的方法。所述方法可以包括以下步骤：将所述配料泵送到所述喷嘴；确定所述配料袋中的所述配料的液面低；将剩余配料泵送到配料储存箱；以及更换所述配料袋。

本申请和所得专利进一步提供一种用于组合多种配料的饮料分配系统。所述饮料分配系统可以包括配料袋、配料储存箱、泵、位于所述泵下游的电磁阀、位于所述电磁阀下游的喷嘴、以及位于所述泵下游并且与所述配料储存箱连通的再循环管线。

当结合若干附图和所附权利要求时，本申请和所得的专利的这些和其他特征以及改进对本领域普通技术人员而言在审视以下详细说明时将变得清楚。

附图说明

图1是如在此可以描述的使用配料储存箱的饮料分配器的示意图。

图2是在操作中的图1的饮料分配器的示意图。

图3是在操作中的图1的饮料分配器的示意图。

图4是在操作中的图1的饮料分配器的示意图。

图5是在操作中的图1的饮料分配器的示意图。

图6是在操作中的图1的饮料分配器的示意图。

图7是在操作中的图1的饮料分配器的示意图。

图8是在操作中的图1的饮料分配器的示意图。

图9是在操作中的图1的饮料分配器的示意图。

图10是如在此可以描述的使用配料储存箱的饮料分配器的替代性实施例的示意图。

图11是如在此可以描述的饮料分配器的替代性实施例的示意图。

图12是如在此可以描述的使用配料储存箱的饮料分配器的替代性实施例的示意图。

图13是在操作中的图12的饮料分配器的示意图。

图14是如在此可以描述的使用配料储存箱的饮料分配器的替代性实施例的示意图。

图15是在操作中的图14的饮料分配器的示意图。

图16是在操作中的图14的饮料分配器的示意图。

图17是如在此可以描述的用于配料储存箱的过滤器的示意图。

具体实施方式

现在参照附图，其中类似的数字指代类似的元件，图1示出了如在此可以描述的饮料分配器100的实例。饮料分配器100可以使用任何数量的不同配料。在此实例中，可以使用若干不同类型的配料：稀释剂、一种或多种大量配料、以及多种微量配料。在此可以使用任何数量或组合的配料以产生任何数量的不同饮料。

稀释剂可以包括蒸馏水和/或碳酸水。稀释剂可以是或可以不是冷藏的。在此可以使用其他类型的稀释剂。可以使用常规碳酸化器或类似类型的装置来根据需要产生碳酸水。碳酸化的量可以变化。

一般而言，大量配料可以具有在约三比一(3:1)至约六比一(6:1)范围内的稀释剂重构比。大量配料的粘度典型地在约100厘泊或更高的范围内。例如，大量配料可以包括糖浆、HFCS(高果糖玉米糖浆)、浓缩果汁、以及类似类型的流体。类似地，大量配料基础产品可以包括甜味剂、酸、以及其他成分。糖浆、甜味剂、以及基础产品通常可以储存在常规盒中袋容器中。盒中袋式容器和大量配料可以远离饮料分配器100定位和/或整体或部分地定位在其附近。大量配料可能需要或可能不需要冷藏。在此可以使用其他类型的大量配料。

微量配料可以具有在约十比一(10:1)、二十比一(20:1)、三十比一(30:1)或更高的范围内的稀释剂重构比。具体地，许多微量配料可以具有在五十比一(50:1)至三百比一(300:1)或更高的范围内的稀释重构比。微量配料60的粘度典型地是在约1厘泊至约7厘泊左右的范围内。微量配料的实例包括天然调味剂和人造调味剂；调味剂添加剂，例如，磷酸；天然色素和人造色素；人造甜味剂(高效能、非营养性或者其他)；用于控制酸度的添加剂，例如柠檬酸、柠檬酸钾；功能性添加剂，诸如维生素、矿物质、草本提取物；营养物质；以及非处方(或其他)药物。未增甜浓缩物的酸和非酸成分也可以被分开并独立地储存。微量配料可以处于液体、粉末(固体)、或者气态形式和/或其组合。微量配料可能需要或可能不需要冷藏。还可以使用非饮料物质，诸如颜料、染料、油、化妆品等。各种类型的醇可以用作微量配料或大量配料。在此可以使用其他类型的微量配料。

图1示出了可以与饮料分配器100一起使用的微量配料通道110的实例。饮料分配器100可以具有任何数量的微量配料通道110。微量配料通道110中的每一个可以具有配料袋120或者其中具有一定体积的配料130的其他类型容器。配料130可以是微量配料、大量配料或者其他。每个配料袋120可以包括凹形IPN装配件140，所述凹形IPN装配件继而与微量配料通道110的凸形IPN装配件150接口连接(或者反之亦然)。凸形IPN装配件150可以连接到入口三通分流阀160或者其他类型的连接或流量控制装置。入口三通分流阀160可以经由第一储存管180选择性地连接到泵170的入口。泵170可以是任何类型的精确计量泵，诸如电磁泵、陶瓷计量泵等。泵170的出口可以连接到出口三通分流阀190或者其他类型的连接或流量控制阀。出口三通分流阀190可以选择性地连接到喷嘴200。第二储存管210可以将出口三通分流阀190连接到配料储存箱220，而第一储存管180可以将配料储存箱220连接到入口三通分流阀160。配料储存箱220可以整体或部分地被膜230等覆盖。膜230可以是微过滤器，其可以允许空气穿过但是可以基本上将污染物阻挡在外。具体地，膜230可以是不可渗透液体和污染物但是允许气体穿过的硅酮膜。配料储存箱220可以包含高液面探针240和低液面探针250。液面探针240、250可以具有常规设计。饮料分配器100的所有方面可以由计算机控制器(未示出)调节。在此可以使用其他部件和其他构型。

在正常分配期间，配料130可以从配料袋120分配以在喷嘴200处与稀释剂混合，从而产生任何数量的饮料。三通分流阀160、190可以具有第一构型，以允许配料130经由泵170从袋120一直流动到喷嘴200。最初，配料储存箱220中的配料130的液面可以大致等于低液面探针250的尖端。

参考图2，当饮料分配器100记录售完配料时，在配料袋120中可能会留下某一残留量的配料130。可以通过常规手段来确定售完状态，即，配料袋120中的配料130的液面低。当记录这种售完时，配料130到喷嘴200的流动停止并且可以不分配额外的饮品，直到配料袋120可以被更换为止。

参考图3，在记录售完并且配料130到喷嘴200的流动已停止之后，出口三通分流阀190可以被重新配置成第二构型以将泵170的出口经由第二储存管210连接到配料储存箱220。泵170可以继续运行持续某一第一时间段以减少配料袋120中的残留物量。在后售完泵送阶段结束时，泵170可以关闭并且配料袋120可以基本上为空。在记录售完之后从配料袋120排出的残留物因此可以储存在配料储存箱220中。储存箱220中的配料130的液面260可以上升到高液面探针240与低液面探针250之间的第一点。参考图4，如果在后售完泵送阶段期间，配料130的液面260达到高液面探针250的尖端，那么可以假设发生假的售完并且可以生成错误信息。

参考图5，在更换配料袋120之后，气泡可能会被引入到微量配料通道110中。这种气泡可能会留在凸形IPN装配件150中或者其他地方。可能需要灌注循环以去除气泡。因此，泵170可以运行持续某一第二时间段以将包含气泡的配料130泵送到配料储存箱220中。气泡可以上升到配料储存箱220中的液体的顶部，并且可以连同配料储存箱220内部的由于上升的配料液面而移位的空气一起经由膜230离开配料储存箱220。在灌注循环结束时，配料储存箱220中的配料130的液面可以上升到高液面探针240与低液面探针250之间的第二点。参考图6，如果在灌注循环期间配料130的液面达到高液面探针240的尖端，那么出口三通分流阀190可以被重新配置成将泵170连接到喷嘴200并且可以完成常规灌注循环。

在第一操作序列中，储存在配料储存箱220中的配料130可以在配料130中的任一种可以从新配料袋120分配之前经由喷嘴200来分配。参考图7，入口三通分流阀160可以被重新配置成将泵170的入口经由第一储存管180连接到配料储存箱220。出口三通分流阀190可以被重新配置成将泵170的出口连接到喷嘴200。在饮料被分配时，配料储存箱220中的配料130的液面可能会下降，直到液面260达到低液面探针250的尖端为止。在分配中途的这种时刻，入口三通分流阀160可以被重新配置成将泵170的入口连接到配料袋120，并且分配可以不间断地继续，如图8中所示出。

在替代性操作序列中，储存在配料储存箱220中的配料130可以在配料130从配料袋120完全分配之后经由喷嘴200来分配。在这种情形下，配料储存箱220的体积可以足够大以产生少量几份，例如，约五(5)份左右。在此替代性操作序列中，配料储存箱220可以充当“储备箱”。当配料袋120变得售完时，工作人员可以接收到更换配料袋120的警告。在工作人员对更换配料袋120的警告作出反应所花费的时间期间，对应于配料袋120的饮料品牌可能仍可供获得某一有限数量的份数，而不是在消费者界面上显示为售完。

参考图9，配料130中的一些可能需要周期性搅动，例如，每两(2)分钟搅动约十(10)秒左右。如果微量配料通道110中的配料130需要搅动，那么可以通过以下方式周期性地搅动配料储存箱220中的配料130：将入口三通分流阀160配置成将泵170的入口连接到配料储存箱220并且将出口三通分流阀190配置成将泵170的出口连接到配料储存箱220。这些构型可以提供再循环模式以搅动配料储存箱220中的配料130。配料储存箱220还可以用于通过对将配料储存箱220从低液面探针250填充到高液面探针240所花费的脉冲(或者旋转)数量进行计数来校准泵170，因此消除了对单独的手动附接校准杯的需要。因此，泵170可以是自动地自校准的。在此可以使用其他部件和其他构型。

再次参考图1，入口三通分流阀160和出口三通分流阀190可以呈第一构型以允许配料130经由泵170从袋120一直流动到喷嘴200。在一定量的配料130延伸超出泵170的情况下，泵170可以周期性地反向运行以将一定量的配料130往回驱动到配料袋130中以便提供湍流，并且因此搅动其中的配料130。泵170的运行时间可以受限制以确保空气不会引入到配料袋130中。替代性地，可以使用两个单向泵170来代替双向泵170。

类似地参考图3，出口三通分流阀190可以被重新配置成第二构型以将泵170经由第二储存管210连接到配料储存箱220。泵170可以周期性地反向运行以将一定量的配料130往回驱动到配料袋130中以便提供湍流，并且因此搅动其中的配料130。替代性地，可以使用两个单向泵170来代替双向泵170。

在此所描述的搅动方法有利地避免使用搅动硬件以及在分配器部件上产生相关应力。在此所描述的方法进一步有助于解决管和其他部件中的配料分离。在此可以使用其他部件和其他构型。

图10示意性地示出了本申请的饮料分配器265的第二实施例。多个配料储存箱220可以在单个位置处分组以形成储存箱模块270。每个独立的配料储存箱220充当一个微量配料通道110并且可以以与上文所描述的类似方式起作用。具体地，每个独立的配料储存箱220可以包括高液面探针240和低液面探针250、共用膜230横过该配料储存箱。每个配料储存箱220可以通过共用储存管280连接到三通分流阀160、190，所述共用储存管分成入口分支管290和出口分支管300。

图11示意性地示出了本申请的饮料分配器305的第三实施例。此实施例解决在更换配料袋120之后灌注泵170。凸形IPN装配件150可以通过较短长度的泵入口管310连接到泵170的入口。泵170的出口可以通过较短长度的泵出口管320连接到排放三通分流阀330。排放三通分流阀330可以选择性地连接到通向排放口的排放管340以及通向喷嘴200的相对更长喷嘴管350。

在正常分配期间，排放三通分流阀330可以被配置成连接泵出口管320和喷嘴管350。在灌注期间，排放三通分流阀330可以被重新配置成将泵出口管320连接到排放管340并且由此连接到排放口。灌注的目的是去除可能由于更换配料袋120而引入的任何气泡。这种气泡可能会驻留在凸形IPN装配件150内部或者其他地方。需要灌注的体积可能仅是凸形IPN装配件150、泵入口管310、泵170、以及泵出口管320中所存在的体积。相对较长喷嘴管350的体积通常将不含气泡，因此在灌注循环期间可能无需清理其中停留的配料的体积。

尽管可能会损失一些配料130，但是量可以显著小于当前系统，在当前系统中，相对较长喷嘴管直接连接到泵170的出口，并且在灌注循环期间将需要清理从凸形IPN装配件到喷嘴所存在的配料130的整个体积。在实践中，凸形IPN装配件150可以直接附接到泵170且排放三通分流阀330可以直接附接到泵170的出口，而无需中间管，以便进一步减小在灌注循环期间需要清理的配料130的体积。

图12和图13示出了可以在此描述的饮料分配器355的另一个实施例。配料袋120可以连接到第一泵360的入口。第一泵360的出口可以连接到配料储存箱220。配料储存箱220也可以连接到第二泵370的入口。第二泵370的出口可以经由阀管390连接到开/关电磁阀380的入口。在此可以使用其他类型的阀。开/关电磁阀380的出口可以连接到喷嘴200。再循环管400在一端处以T字形通向阀管390并且在另一端上连接到配料储存箱220。弹簧加载的提升阀410可以沿着再循环管400的长度定位。在此可以使用其他类型的阀。

在分配期间，如图12中所示出，电磁阀380可以是打开的并且第二泵370可以从配料储存箱220吸入配料130并且将配料130发送到喷嘴200。弹簧加载的提升阀410的启开压力可以例如在约8psi至12psi左右的范围内。在正常分配情形下，阀管390中的压力可以低于弹簧加载的提升阀350的启开压力，因此弹簧加载的提升阀将保持关闭。在此可以使用其他压力。

参考图13，配料储存箱220中的配料130可能需要周期性地搅动。在搅动期间，电磁阀380可以关闭并且第二泵370可以操作。当阀管390和再循环管400中的压力超出弹簧加载的提升阀410的启开压力时，提升阀可以打开以便允许配料130经由再循环管400往回再循环到配料储存箱220并且在其中产生搅动。

无论配料储存箱220中的液面何时下降至低液面探针250以下，第一泵360都可以从配料袋120吸出配料130并且可以将配料130发送到配料储存箱220，直到流体液面260达到高液面探针240为止。如果在分配期间液面260下降到低液面探针250以下，那么两个泵360、370可以同时运行。

如在先前实施例中，当更换配料袋120时，可能在凸形IPN装配件150处或者其他地方引入到系统中的任何气泡可以被灌注到配料储存箱220中。灌注液体随后可以从配料储存箱220分配。如在先前实施例中，在记录售完之后，第一泵360可以继续在某一时间段内减少配料袋120中的残留物量，从而将残留物发送到配料储存箱220中以用于后续分配。

如在先前实施例中，配料储存箱220的体积可以足够大以产生某一有限数量的份数(例如，约五份左右)。当配料袋120变得售完时，工作人员可以接收到更换配料袋120的警告。在工作人员对更换配料袋120的警告作出反应所花费的时间期间，对应于配料袋120的品牌可能仍可供获得某一有限数量的份数，而不是在消费者界面上显示为售完。

参考图14至图16，本申请的饮料分配器420的此实施例示出了真空侧通气孔的实例。参考图14，在正常分配期间，电磁阀380可以是打开的并且泵170可以向前运行以便从配料储存箱220吸入配料130并且经由阀管390将配料130发送到喷嘴200。在移动配料130时在配料储存箱220中吸入的真空继而经由储存箱入口管430从配料袋120吸入液体。泵170可以是任何类型的可逆泵。在此可以使用多个止回阀435。

参考图15，当配料储存箱220中的液体的液面下降到低液面探针250以下时，电磁阀380可以关闭并且泵170可以反向。反向运行的泵170可以经由箱入口管430、阀管390、以及储存箱旁通管440从配料袋120吸入配料130。泵170反向运行，直到液面260达到高液面探针240为止。在配料储存箱220中的液面上升时产生的空气压力可以经由通气管450排出。如果液面260在某一预定时间段之后无法达到高液面探针240，那么可以记录售完。

参考图16，当配料储存箱220中的配料130需要周期性地搅动时，电磁阀380可以关闭并且泵170可以向前运行。泵170在向前运行时从配料储存箱220吸出液体并且将配料130发送到阀管390中。当超出弹簧加载的提升阀410的启开压力时，提升阀410可以打开以便允许配料130经由再循环管400往回流动到配料储存箱220以便产生提供搅动的再循环模式。

如在先前实施例中，当更换配料袋120时，可能在凸形IPN装配件150处或者其他地方引入到系统中的任何气泡可以被灌注到配料储存箱220中。灌注液体随后可以从配料储存箱220分配。如在先前实施例中，在记录售完之后，泵170可以继续在某一时间段内减少配料袋120中的残留物量，从而将残留物发送到配料储存箱220中以用于后续分配。

如在先前实施例中，配料储存箱220的体积可以足够大以产生某一有限数量的份数(例如，约五份左右)。当配料袋120变得售完时，工作人员可以接收到更换配料袋120的警告。在工作人员对更换配料袋120的警告作出反应所花费的时间期间，对应于配料袋120的饮料品牌可能仍可供获得某一有限数目的份数，而不是在消费者界面上显示为售完。

参考图17，示出了膜系统455的替代性实施例。如果配料溅到膜230上，那么膜230可能会由于变干的配料堆积在其上而变得阻塞。在此示出的替代方案可以防止此问题。第一膜管460和第二膜管470可以连接到配料储存箱220的顶部。第一膜管460可以包含面向下的止回阀480，所述面向下的止回阀可以连接到包含一个或多个过滤器500的过滤器外壳490。第二膜管470可以包含面向上的止回阀510。在配料130的液面260上升时，配料130迫使配料储存箱220内部的空气经由面向上的止回阀510离开第二膜管470。在配料130的液面260降低时，配料130使得通过第一膜管460并且由此通过过滤器500和面向下的止回阀480吸入空气。过滤器500去除进入配料储存箱220的空气中的污染物。在此可以使用其他部件和其他构型。

应当清楚的是，前文仅涉及本申请和所得的专利的优选实施例。在此，本领域普通技术人员可以在不背离所附权利要求及其等效物所限定的本发明的总体精神和范围的情况下进行许多改变和更改。

Claims (15)

1.一种用于组合多种配料的饮料分配系统，包括：

配料袋；

配料储存箱；

泵；

喷嘴；

位于所述泵上游的入口分流阀；以及

位于所述泵下游的出口分流阀。

2.如权利要求1所述的饮料分配系统，其中所述出口分流阀包括：第一出口构型，所述第一出口构型用于所述泵将所述配料从所述配料袋泵送到所述喷嘴；以及第二出口构型，所述第二出口构型用于所述泵将所述配料从所述配料袋泵送到所述配料储存箱。

3.如权利要求1所述的饮料分配系统，其中所述入口分流阀包括：第一入口构型，所述第一入口构型用于所述泵将所述配料从所述配料袋泵送到所述喷嘴；以及第二入口构型，所述第二入口构型用于所述泵将所述配料从所述配料储存箱泵送到所述喷嘴或者使所述配料在所述配料储存箱中再循环。

4.如权利要求1所述的饮料分配系统，其中所述入口分流阀和所述出口分流阀包括三通分流阀。

5.如权利要求1所述的饮料分配系统，其中所述配料储存箱包括高液面探针和低液面探针。

6.如权利要求1所述的饮料分配系统，其中所述配料储存箱包括液体不可渗透膜。

7.如权利要求1所述的饮料分配系统，其中所述配料袋经由管与所述入口分流阀连通，并且其中所述配料袋包括凹形装配件并且其中所述管包括凸形装配件。

8.如权利要求1所述的饮料分配系统，进一步包括储存箱模块中的多个配料储存箱。

9.如权利要求1所述的饮料分配系统，其中所述配料储存箱包括具有过滤器和第一止回阀的第一膜管以及具有第二止回阀的第二膜管。

10.如权利要求1所述的饮料分配系统，其中所述多种配料包括微量配料。

11.一种将配料从配料袋泵送到喷嘴的方法，包括：

将所述配料泵送到所述喷嘴；

确定所述配料袋中的所述配料的液面低；

将剩余配料泵送到配料储存箱；以及

更换所述配料袋。

12.如权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：通过将所述配料泵送到所述配料储存箱来使得所更换的配料袋进行灌注。

13.如权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述配料从所述配料储存箱泵送到所述喷嘴。

14.如权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：使所述配料在所述配料储存箱中再循环。

15.如权利要求11所述的方法，进一步包括以下步骤：将所述配料的一部分泵送回到所述配料袋。