CN110462267B - 流量控制模块 - Google Patents

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Abstract

提供了一种流量控制模块。所述流量控制模块包括壳体以及开/关螺线管组件和安装在所述壳体上的比例螺线管组件。流动体位于所述壳体内并且插入在所述开/关螺线管组件与所述比例螺线管组件之间。所述流动体提供了对穿过所述壳体的流体流动的流动管理。

Description

流量控制模块
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年3月3日提交的美国临时专利申请序列号62/466,875和于2017年5月16日提交的美国临时专利申请序列号62/506,915的权益，所述美国临时专利申请的披露内容通过引用明确地并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及阀，并且更具体地涉及螺线管致动的阀，并且甚至更具体地涉及螺线管致动的流量控制阀。
背景技术
螺线管致动的流量控制阀容易被识别为提供准确的流量控制。在流量控制阀最基本的形式中，具有可移动电枢的螺线管附接到阀的壳体。电枢线性移动以打开和关闭穿过阀的流动路径和/或控制穿过阀的流量的流动特性。电枢可以直接作用于沿着流动路径的端口，以打开和关闭端口或控制穿过端口的流量。可替代地，电枢可以作用于如阀构件(例如，隔膜)等另一构件以实现流量控制。
可以容易地在美国专利号8,418,723、6,056,264和5,374,029中看到这种螺线管致动的流量控制阀的示例，所述美国专利的披露内容通过引用以其全文并入本文。本发明呈现了一种流量控制模块以及一种控制这种流量控制模块的方法，所述流量控制模块相对于这种流量控制阀呈现了本领域的改进。本发明的这些和其他优点以及额外的发明性特征将从对本文提供的本发明的描述中变得显而易见。
发明内容
一方面，提供了一种流量控制模块，其利用开/关和比例螺线管流量控制以及流动体来实现期望的流动特性。根据此方面的流量控制模块的实施例包括壳体，所述壳体具有入口和出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的通路，所述通路限定穿过所述流量控制模块的流动路径。所述流量控制模块还包括安装到所述壳体上的第一螺线管组件。所述第一螺线管组件被配置成开/关螺线管组件，使得所述第一螺线管组件可操作以便在处于打开位置时允许沿着穿过所述流量控制模块的所述流动路径的流体流动并且在处于关闭位置时防止沿着穿过所述流量控制模块的所述流动路径的所述流体流动。所述流量控制模块还包括安装到所述壳体上的第二螺线管组件。所述第二螺线管组件被配置成比例螺线管组件。所述第二螺线管组件被配置成在相对于穿过所述流量控制模块的所述流动路径处于所述第一螺线管组件下游的位置处按比例控制沿着穿过所述流量控制模块的所述流动路径的所述流体流动。所述流量控制模块还包括流动体，所述流动体具有穿过所述流动体的流动通道。所述流动体沿着所述流动路径位于所述壳体中并且插入所述第一螺线管组件与所述第二螺线管组件之间。
在根据此方面的某些实施例中，所述第一螺线管组件包括第一电枢。所述第一电枢包括面向轴向的密封构件。所述密封构件被安排成密封地接合所述流动体的密封表面。所述密封表面受到脊部的限定，所述脊部具有半圆形截面并且远离所述流动体的凸缘轴向地延伸。
在根据此方面的某些实施例中，穿过所述流动体的所述流动通道具有入口区域和过渡区域，其中，所述过渡区域具有可变的截面面积。在一个实施例中，所述过渡区域的最大直径为0.200英寸至0.350英寸。
在根据此方面的某些实施例中，所述第一螺线管组件包括第一电枢，并且其中，所述第二螺线管组件包括第二电枢。所述第二电枢具有内腔，所述内腔具有面向所述流动体的所述过渡区域的面向轴向的开口。所述内腔的最大直径等于所述过渡区域的最大直径。
在根据此方面的某些实施例中，所述流动体可相对于所述壳体移除。
在根据此方面的某些实施例中，所述第一螺线管组件包括第一电枢，并且其中，所述第二螺线管组件包括第二电枢和围绕所述第二电枢的外套管，其中，所述第二电枢包括形成于所述第二电枢的外表面内的环形流动通道。所述环形流动通道可选择性地与穿过所述外套管形成的多个端口对准。
另一方面，提供了一种利用流动体的流量控制模块，所述流动体被定制用于使流动从所述模块的入口区域平滑过渡到出口区域。根据此方面的流量控制模块的实施例包括壳体，所述壳体具有入口和出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的通路。所述通路限定穿过所述流量控制模块的流动路径。所述流量控制模块还包括安装到所述壳体上的第一螺线管组件。所述第一螺线管组件具有可相对于所述壳体移动的第一电枢。所述流量控制模块还包括安装到所述壳体上的第二螺线管组件。所述第二螺线管具有可相对于所述壳体移动的第二电枢。所述流量控制模块还包括流动体，所述流动体沿着所述流动路径位于所述壳体中并且插入所述第一电枢与所述第二电枢之间。所述流动体限定穿过所述流动体的流动通道。穿过所述流动体的所述流动通道包括入口区域和过渡区域。所述过渡区域具有可变的截面。
在根据此方面的某些实施例中，所述流动体可从所述壳体中移除。
在根据此方面的某些实施例中，所述过渡区域的最大直径为0.200英寸至0.350英寸。
在根据此方面的某些实施例中，所述第一螺线管组件被配置成开/关螺线管组件，并且所述第二螺线管组件被配置成比例螺线管组件。所述第二螺线管组件相对于穿过所述壳体的所述流动路径位于所述第一螺线管组件的下游。
在根据此方面的某些实施例中，环形流动通道形成于所述第二电枢的外表面中。所述环形流动通道可选择性地与形成于所述第二螺线管组件的外套管中的多个端口对准。
在又另一方面，提供了一种流量控制模块，其有利地利用阀的出口侧上的环形流动通道和环形流动区域布置，以获得最佳的输出流动特性。根据此方面的流量控制模块的实施例包括壳体，所述壳体具有入口和出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的通路。所述通路限定穿过所述流量控制模块的流动路径。所述流量控制模块还包括安装到所述壳体上的第一螺线管组件。所述第一螺线管组件具有可相对于所述壳体移动的第一电枢。所述流量控制模块还包括流动体，所述流动体位于所述流动路径中并且具有穿过所述流动体的流动通道。所述流量控制模块还包括安装到所述壳体上的第二螺线管组件，所述第二螺线管具有可相对于所述壳体移动的第二电枢。所述第二电枢包括内腔和穿过所述第二电枢的外表面形成的与所述内腔连通的多个端口。所述第二电枢包括形成于所述第二电枢的所述外表面中的环形流动通道。所述第二螺线管组件包括围绕所述第二电枢的外套管。在所述套管的外表面与所述壳体的内表面之间限定了环形流动空间。所述环形流动通道可相对于穿过所述套管形成的多个端口移动。
在根据此方面的某些实施例中，所述流动体是可移除的。
在根据此方面的某些实施例中，穿过所述流动体的所述流动通道包括入口区域和过渡区域。
在根据此方面的某些实施例中，所述过渡区域的最大直径为0.200英寸至0.350英寸。
在根据此方面的某些实施例中，所述第一螺线管组件被配置成开/关螺线管组件，并且所述第二螺线管组件被配置成比例螺线管组件。所述第二螺线管组件相对于穿过所述壳体的所述流动路径位于所述第一螺线管组件的下游。
在根据此方面的某些实施例中，所述第二电枢具有内腔，所述内腔具有面向所述流动体的所述过渡区域的面向轴向的开口，其中，所述内腔的最大直径等于所述过渡区域的最大直径。
在根据此方面的某些实施例中，控制所述流量控制模块的方法包括与所述流量一致的流量计，使得所述流量计生成反馈信号以控制所述第一螺线管组件和所述第二螺线管组件。所述流量计可以位于所述入口端口与固定孔口之间。
通过结合附图进行的以下详细描述，本发明的其他方面、目的和优势将变得更加显而易见。
附图说明
并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图展示了本发明的若干方面，并且与说明一起对本发明的原理进行了解释。在附图中：
图1是根据本文教导的流量控制模块的示例性实施例的透视图；
图2是图1的实施例的分解视图；
图3是图1的实施例的截面；
图4是图1的实施例的在流量控制模块的流动体区域中截取的局部截面；并且
图5是图1的实施例的另一截面；并且
图6至图7是图1的实施例的在流量控制模块的第二电枢区域中截取的局部截面；并且
图8是系统的框图，所述系统包括比例螺线管、入口端口和出口端口、流量计、开关螺线管和可变孔口；并且
图9是图1中示出的实施例的截面，其具有布置在入口与开关螺线管之间的流动路径内的流量计；并且
图10是包括用于控制开关螺线管和比例螺线管的控制器的控制系统框图；并且
图11是控制流量控制模块的方法的流程图；并且
图12是控制流量控制模块的方法的替代流程图；并且
图13是根据本文教导的示例性饮料分配器系统；并且
图14是根据本文教导的具有流量控制模块的示例性流体回路；并且
图15是根据本文教导的饮料分配器的控制架构的示例性框图；并且
图16是根据本文教导的示例性计算机系统。
虽然将结合某些优选实施例来描述本发明，但是并不旨在将本发明限于那些实施例。相反，旨在涵盖由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内所包含的所有替代物、修改和等效物。
具体实施方式
现在转到图示，图1至图5展示了根据本文教导的流量控制阀(本文称为流量控制模块)的实施例。流量控制模块是双螺线管组件布置，其中，每个螺线管组件在功能上作用于穿过流量控制模块的流量。一个螺线管组件被配置成开/关螺线管组件，所述开/关螺线管组件在本文中被定义为通过具有两个离散位置来完全打开或完全关闭穿过流量控制模块的流动路径的螺线管组件，其中，所述两个位置中的一个位置允许沿流动路径流动并且一个位置不允许流动。
另一个螺线管组件被配置成比例螺线管组件，所述比例螺线管组件在本文中被定义为按比例控制沿着穿过流量控制模块的流动路径的流体流动的螺线管组件，其中，流速与比例螺线管组件的电枢的位置之间存在比例关系。
如下文所描述的，流动体沿第一螺线管组件与第二螺线管组件之间的流动路径定位。所述流动体有利地允许穿过流量控制模块的流量在其入口侧与出口侧之间的平滑过渡。如本文所用，流量控制模块的入口侧是相对于流动方向(即沿着流动路径从入口移动到出口的方向)在流动体上游的流动路径的区域，并且流量控制模块的出口侧是相对于流动方向在流动体下游的流动路径的区域。流动体通过采用具有可变截面的过渡区域的通路实现这种平滑过渡。
还如下文所描述的，第二螺线管组件被配置成保持穿过流量控制模块的流量的层流特性。具体地，第二螺线管组件包括具有环形流动通道的电枢，所述环形流动通道可选择性地与穿过围绕电枢的外套管而形成的多个端口对准。这些端口向围绕外套管外部的环形流动区域打开并且以壳体的内表面为界。此环形流动区域与流量控制模块的出口端口流体连通。环形流动通道和环形流动区域借助于上文所描述的流动体来保持穿过流量控制模块的期望层流特性。
现在转向图1，展示了上文所介绍的流量控制模块20的实施例。流量控制模块20包括具有入口24和出口26的壳体22。流动路径在入口24与出口26之间延伸。第一螺线管组件28附接至如图1中所展示的流量控制模块20的上部。第二螺线管组件30附接至如图1中所展示的流量控制模块20的下部。如上文所介绍的，第一螺线管组件28是开/关螺线管组件。第二螺线管组件30是比例螺线管组件。在功能上，第一螺线管组件28负责允许或防止流动到达流量控制模块20的出口侧。第二螺线管组件30负责按比例控制从流量控制模块20的出口侧到出口26的流动。
流量控制模块20不限于任何特定应用。事实上，所述流量控制模块可以用于只需要很少的专用调整的任何流体的流动。如本文所用，术语“流体”是指任何液体或气体。作为一个非限制性示例，流量控制模块20理想地适用于控制必须保持一般层流的流体的流动。这些流体包括但不限于用于饮料等的碳酸流体，其中，需要避免湍流以避免出气。
现在转向图2，第一螺线管组件28包括容纳螺线管绕组或线圈38(参见图3)的壳体36。连接器40用于将第一螺线管组件28连接至下文所描述的控制器。第一螺线管组件28还包括用于将螺线管组件28以螺纹方式附接至壳体22的螺纹套环44。
第一螺线管组件28还包括第一电枢46，当受到线圈38的作用时，所述第一电枢相对于壳体36线性移动。如下文更为详细地描述的，第一电枢46承载密封上文所介绍的流动体50的面向轴向的密封构件48。另外，密封件52位于套环44的末端处。密封件52负责防止第一螺线管组件28和壳体22的接口处的泄漏路径。密封件52可以由任何现代密封材料形成。
类似地，第二螺线管组件30包括容纳螺线管绕组或线圈58(参见图3)的壳体56。连接器60用于将第二螺线管组件30连接至下文所描述的控制器。第二螺线管组件30还包括用于将螺线管组件30以螺纹方式附接至壳体22的螺纹套环64。
第二螺线管组件30还包括第二电枢66(参见图3)，当受到线圈58的作用时，所述第二电枢相对于壳体56线性移动。如下文更为详细地描述的，第二电枢66由包括多个端口70的外套管68围绕。此外套管68固定地连接至第二螺线管组件30的其余部分。第二电枢66可在外套管68的孔内移动。套管68包括轴向邻接套环64的末端的凸缘80。
另外，密封件72位于凸缘80上。密封件72负责防止第二螺线管组件30和壳体22的接口处的泄漏路径。而且，附加密封件74设置在外套管68的端部。密封件74负责防止流动体50外部周围的泄漏路径。换句话说，密封件74防止流体通过流动体50使流动通道54短路。密封件72、74可以由任何现代密封材料形成。
仍然参考图2，尽管如上文所描述的，在螺纹连接的情况下，第一螺线管组件28和第二螺线管组件30可以经由任何已知的机械装置附接至壳体22。例如，第一螺线管组件28和第二螺线管组件30可以经由焊接、粘合剂、钎焊等安装到壳体22上。具体的连接方式不限于本发明。
尽管本文未展示，但是第一螺线管组件28和第二螺线管组件30中的每一个都连接至管控其致动的控制器等。此控制器可以是与第一螺线管组件28和第二螺线管组件30两者通信的单个控制器，或者可替代地，可以是分别连接至第一螺线管组件28和第二螺线管组件30中的每一个的单独控制器。在任何一种情况下，施加到螺线管组件28、30的电流使它们各自的电枢相对于组件的其余部分线性移动。
现在转向图3，以截面形式示出了流量控制模块20。在所展示的视图中，展示第一螺线管组件28处于其打开位置，即其离散位置，其中，允许流体沿着流动路径流动穿过入口24并且进入流动体50的通路54。
然后，继续此流体流动直到其到达形成于电枢66中的内腔82。多个端口84也通过电枢66形成并且与内腔82连通。因此，允许流体流动穿过端口84，直到其遇到外套管68。根据电枢66的位置，可以允许流体流过形成于外套管68中的端口70。此后，如下文所描述的，此流体然后可以通过出口26排出。
现在转向图4，将对流动体50的细节进行更为详细地描述。如可以从此视图中看出的，流动体50包括凸缘86，所述凸缘坐抵在壳体22的内表面上以将流动体50定位在其中。应注意，流动体50被展示为单独的可移除部件。这具有允许用户用不同的流动体替换流动体50的优点，所述流动体具有不同于所示出的流动通道几何形状的流动通道几何形状以适应不同应用。
如可以从图4中看出的，环形区域90围绕电枢46和流动体50。通过入口24进入的流体会遇到此环形区域并且围绕电枢46和流动体50。如果第一螺线管组件28处于其打开位置，则流动可以进入通路54。如果第一螺线管组件处于其关闭位置，则防止流体从环形区域90进入通路54中。
通路54包括入口区域，所述入口区域具有由D1表示的恒定圆形截面区域。如所展示的，此入口区域通向具有可变圆形截面面积的过渡区域。过渡区域具有大于D1的最大直径D2。这允许从流量控制模块20并且更具体地流动体50的入口侧平滑过渡到出口侧。还应注意，内腔82的最大直径等于流动体50的过渡区域的最大直径D2。这允许逐渐增加在电枢66处遇到的直径，并且更具体地内腔82的直径，并且从而有助于保持层流特性。作为非限制性示例，直径D1可以是约0.075英寸到约0.150英寸，而直径D2可以从D1的直径增加到约0.200英寸到约0.350英寸的最大直径。前面的术语“约”用于允许这种部件和材料的典型制造公差。前述范围本质上是示例性的，并且可以基于尺寸和应用来按比例放大或缩小。
图5展示了处于其关闭位置第一螺线管组件28，即其离散位置，其中，防止流体沿着流动路径流过流量控制模块20以及流过流动体50。这种密封配置部分地通过密封件48来实现，所述密封件密封从如图4中所示出的凸缘86轴向延伸的密封脊88。此密封配置也通过将弹性材料用作流动体50的材料的方式来实现。因此，流动体50对其接触的壳体22的内表面进行自密封。此弹性材料可以是用于自密封能力的任何现代材料。
现在转向图6至图7，将更详细地描述第二螺线管组件30的比例流动能力。这些视图中的每一个都是在电枢66的端口84的区域中截取的。特别参考图6，假设第一螺线管组件20处于其打开位置，则流体可以如上文所描述的自由进入内腔82。也如上文所描述的，进入此内腔82的流体然后会遇到端口84。端口84与形成于电枢66外部的环形通道96连通。环形流动通道96具有径向最内表面，端口84延伸通过所述表面，使得环形流动通道96经由端口84与内腔82流体连通。此径向最内表面的外径小于电枢66的最大外径。
环形流动通道66围绕电枢66的外部均匀地分布流体流动带。此环形流动通道96可选择性地与端口70对准。在图6中所示出的特定取向上，环形流动通道96完全径向地重叠外套管68的流动端口70。换句话说，此配置呈现了最大可能流量。一旦流体离开外套管68外侧的流动端口70，它就会遇到如所示出的环形流动区域98。此环形流动区域98与出口26流体连通。使用上文所描述的环形流动区域和环形流动通道有利地促进了将层流保持到穿过流量控制模块20所需的程度。
现在转向图7，电枢66受到线圈58的作用，使得所述电枢相对于图6中所示出的取向向下移动。在此取向上，仍允许流体从流动体50流到内腔82。也允许此流动流过端口84以遇到环形流动通道96。然而，考虑到环形流动通道96不再与端口70对准，防止了进一步的流体流动。换句话说，尽管第一螺线管组件28处于其打开位置，但是仍然阻止流体流到出口26。
图8是流量控制模块和用于测量流速的相关部件的框图。如涡轮流量计(Gems的示例部件号FT-110)等流量计92被布置在入口24与固定孔口O1之间的孔口内，接着是开关螺线管50。可变孔口70进一步布置在出口端口26之前。可选地，在位置A处具有筛网以在进入第一阀之前捕获碎屑。筛网可以是例如S5网格。
图9是示出流体路径内的入口孔口内的流量计92的截面视图。
图10是控制系统框图。配方数据库102将所需的预定流速发送至控制器106。控制器106将预定流速与来自流量计92的信号进行比较，所述流量计检测穿过入口孔口的实际流速。如果从倾倒致动器104接收到的信号指示“开”状态，则控制器向螺线管驱动器108发送信号，所述螺线管驱动器进而又向第一螺线管组件28发送信号，使得第一螺线管组件28引起流量控制模块20流动。另外，控制器106向指示驱动第二螺线管组件30的电压水平的螺线管驱动器发送信号，使得所述控制器以预定速率释放流量。
图11是控制流量控制模块的方法的流程图。步骤112是在致动器104触发时打开第一螺线管组件28的命令。继续进行到步骤114，控制器106将预定流速与流量计92测量的实际流速进行比较。如果流速等于预定流速，则继续进行到步骤116，如果不等于，则继续进行到步骤118。在步骤118中，控制器判定实际流速是否高于期望流速。如果是，则控制器106向螺线管驱动器108发送信号以降低第二螺线管组件30的电压(步骤120)并且继续进行到步骤116。如果流速不是太低，则控制器106向螺线管驱动器108发送信号以增加第二螺线管组件30的流速(步骤122)，然后继续进行到步骤116。在步骤116中，控制器判定倾倒致动器104是否仍然处于接合状态。如果是，则返回步骤114。如果否，则向螺线管驱动器108发送信号以关闭第一螺线管组件24(步骤124)。
图12是替代性流量控制方法，其中，第一步骤126包括根据所选配方将第二螺线管组件30设置为预定设置。
本领域技术人员将认识到，各种操作模式能够具有上文所描述的配置。例如，可以通过将第一螺线管组件28设置到打开位置来开始流动。此后，输出流动特性可以由第二螺线管组件30管控。作为一个示例，输出流动可以通过仅使环形流动通道96与端口70略微对准而以相对较低的流速开始，并且然后通过逐渐增加流量控制通道96与端口70的对准而逐渐增加流速。此后，然后可以通过逐渐减小前述对准来逐渐减小流动。这只是众多示例中的一个示例。
在各个实施例中，流量控制模块20可以用于饮料分配系统内以调节一种或多种饮料配料的流动。例如，饮料分配系统(其可以包括一种或多种大量配料和一种或多种微量配料)结合大量配料(如甜味剂、水或碳酸水)和微量配料(如高强度甜味剂、调味剂、食用酸或添加剂)以产生成品饮料。这种微量给料功能可以增强饮料分配系统递送各种饮料的分配能力，并且提高由饮料分配系统所分配的饮料的质量。
一般而言，大量配料可以具有在从全强度(无稀释)至约六(6)比一(1)(但通常小于约十(10)比一(1))范围内的重构比。如本文所使用，重构比是指稀释剂(例如，水或碳酸水)与饮料配料的比率。因此，具有5:1重构比的大量配料是指这样的大量配料：针对成品饮料中的每一份大量配料将被分配并与五份稀释剂混合的大量配料。许多大量配料可以具有在约3:1至5.5:1的范围内的重构比，包括4.5:1、4.75:1、5:1、5.25:1、5.5:1和8:1的重构比。
大量配料可以包括甜味剂，比如糖浆、HFCS(“高果糖玉米糖浆”)、FIS(“完全转化糖”)、MIS(“中度转化糖”)、由营养性和非营养性或高强度甜味剂共混物组成的中值卡路里甜味剂、以及难以以大于大约10:1的浓度来泵送和准确计量——特别是在已被冷却至大约35°F至45°F的标准饮料分配温度之后——的其他这样的营养性甜味剂。当用作饮料的主要甜味剂来源时赤藓醇甜味剂也可以被当成大量配料甜味剂，但是典型地赤藓醇将与其他甜味剂来源共混并且在具有更高重构比的溶液中使用，使得它可以被当成如下文所描述的微量配料。
大量配料还可以包括传统BIB(“盒中袋”)调味糖浆(例如，COCA-COLA盒中袋糖浆)，其包含当被分配时将与如淡水或碳酸水等稀释剂来源以稀释剂与糖浆的大约3:1至6:1比率进行混合时成品饮料的所有甜味剂、调味剂和酸。其他典型的大量配料可以包括浓缩提取物、果泥、浓缩果汁、乳制品或浓缩物、大豆浓缩物和米浓缩物。
大量配料还可以包括大量配料基础产品。这类大量配料基础产品可以包括甜味剂以及一些常见的调味剂、酸和多种不同成品饮料的其他常见成分。然而，除了稀释剂之外的一种或多种附加饮料配料(如本文所描述的微量配料或大量配料)将被分配并与大量配料基础产品混合以产生特定成品饮料。换言之，可以分配大量配料基础产品并将其与第一微量配料非甜味剂调味剂成分混合以产生第一成品饮料。可以分配相同的大量配料基础产品并将其与第二微量配料非甜味剂调味剂成分混合以产生第二成品饮料。
上述大量配料可以储存在分配器中、分配器处和/或远离分配器的常规盒中袋容器中。当冷却时，大量配料粘度的范围可以是约1厘泊至约10,000厘泊，并且通常超过100厘泊左右。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(10)比一(1)和更高范围的重构比。具体地，许多微量配料可以具有在约20:1至50:1、至100:1、至300:1或更高范围内的重构比。微量配料的粘度典型地在约一(1)至约六(6)厘泊左右的范围内，但是可以从此范围变化。在一些实例中，微量配料的粘度可以是四十(40)厘泊或更小。微量配料的示例包括天然调味剂或人造调味剂；调味剂添加剂；天然色素或人造色素；人造甜味剂(高效能、非营养性或其他)；消泡剂、非营养性配料、用于控制酸度的添加剂(例如，柠檬酸或柠檬酸钾)；功能性添加剂，比如，维生素、矿物质、草本植物提取物、营养制品；以及非处方(或其他)药物，比如伪麻黄碱、乙酰氨基酚；以及类似类型的配料。各种酸可以用在微量配料中，包括食用酸浓缩物，比如磷酸、柠檬酸、苹果酸、或任何其他这样的常见食用酸。各种类型的醇可以用作大量配料或微量配料。微量配料可以采用液体、气体或粉末形式(和/或它们的组合，包括在各种介质中的可溶配料和悬浮配料，所述介质包括水、有机溶剂和油)。在此可以使用其他类型的微量配料。
典型地，成品饮料产品的微量配料包括构成成品饮料的调味剂成分的分开储存的非甜味剂饮料成分浓缩物。非甜味剂饮料成分浓缩物不作为成品饮料的主要甜味剂来源，并且不包含添加的甜味剂，但是一些非甜味剂饮料成分浓缩物可以在其中具有甜味调味剂成分或感觉为甜味的调味剂成分。这些非甜味剂饮料成分浓缩物可以包括调味剂的食用酸浓缩物和可食用酸降解(或非酸)浓缩物成分，比如在名称为“Methods and Apparatus forMaking Compositions Comprising and Acid and Acid Degradable Component and/orCompositions Comprising a Plurality of Selectable Components(用于制备包含酸和可酸降解成分的组合物和/或包含多种可选择成分的组合物的方法和设备)”的共同拥有的美国专利申请序列号11/276,553中所描述的，所述美国专利申请通过援引以其全文并入本文。如以上所指出的，微量配料可以具有在约十(10)比一(1)和更高范围内的重构比，其中构成成品饮料的调味剂成分的分开储存的非甜味剂饮料成分浓缩物的微量配料典型地具有在50:1、75:1、100:1、150:1、300:1或更高的范围内的重构比。
例如，可乐成品饮料的非甜味剂调味剂成分可以由分开储存的第一非甜味剂饮料成分浓缩物和第二非甜味剂饮料成分浓缩物提供。第一非甜味剂饮料成分浓缩物可以包括可乐成品饮料的食用酸浓缩物成分，比如磷酸。第二非甜味剂饮料成分浓缩物可以包括可乐成品饮料的可食用酸降解浓缩物成分，比如调味剂油，它们如果与分开储存在第一非甜味剂成分浓缩物中的磷酸或其他食用酸浓缩物成分一起储存，则将与非甜味剂饮料成分浓缩物发生反应并且影响非甜味剂饮料成分浓缩物的味道和保质期。虽然第二非甜味剂饮料成分浓缩物不包括第一非甜味剂饮料成分浓缩物的食用酸浓缩物成分(例如，磷酸)，但是第二非甜味剂饮料成分浓缩物仍然可以是高酸饮料成分溶液(例如，pH小于4.6)。
成品饮料可以具有除成品饮料的酸浓缩物成分之外的调味剂的多种非甜味剂浓缩物成分。例如，樱桃可乐成品饮料的非甜味剂调味剂成分可以由上述示例中描述的分开储存的非甜味剂饮料成分浓缩物以及樱桃非甜味剂成分浓缩物提供。可以以与樱桃可乐成品饮料的配方一致的量来分配樱桃非甜味剂成分浓缩物。与包含樱桃非甜味剂成分浓缩物的其他成品饮料的其他配方相比，这种配方可以具有更多、更少或相同量的樱桃非甜味剂成分浓缩物。例如，樱桃可乐成品饮料配方中指定的樱桃含量可以超过樱桃柠檬-酸橙成品饮料配方中指定的樱桃含量，以便为每种成品饮料版本提供最佳味道特征。成品饮料的这种基于配方的调味版本将与调味剂添加剂或调味剂射流的添加相对照，如下所述。
用于成品饮料产品的其他典型微量配料可以包括微量配料甜味剂。微量配料甜味剂可以包括高强度甜味剂，比如阿斯巴甜、Ace-K、甜菊醇糖苷(例如，Reb A、Reb M)、三氯蔗糖、糖精或其组合。当与一种或多种其他甜味剂来源组合分配时或者当使用赤藓糖醇与一种或多种高强度甜味剂的共混物作为单一甜味剂来源时，微量配料甜味剂还可以包括赤藓糖醇。
用于补充成品饮料产品的其他典型微量配料可以包括微量配料调味剂添加剂。微量配料调味剂添加剂可以包括可以添加到基础饮料调味剂中的附加调味剂选项。微量配料调味剂添加剂可以是非甜味剂饮料成分浓缩物。例如，基础饮料可以是可乐调味饮料，而樱桃、酸橙、柠檬、橙等可以作为调味剂添加剂(有时称为调味剂射流)添加到可乐饮料中。与成品饮料的基于配方的调味版本相反，添加以补充成品饮料的微量配料调味剂添加剂的量在不同成品饮料中可以是一致的。例如，作为调味剂添加剂或调味剂射流包括在可乐成品饮料中的樱桃非甜味剂成分浓缩物的量可以与作为调味剂添加剂或调味剂射流包括在柠檬-酸橙成品饮料中的樱桃非甜味剂成分浓缩物的量相同。另外，尽管可经由单个成品饮料选择图标或按钮(例如，樱桃可乐图标/按钮)来选择成品饮料的基于配方的调味版本，但是调味剂添加剂或调味剂射流是除成品饮料选择图标或按钮之外的补充选择(例如，可乐图标/按钮选择，然后是樱桃图标/按钮选择)。
如通常所理解的，这种饮料选择可以通过饮料分配器上的触摸屏用户界面或其他典型饮料用户界面选择机构(例如，按钮)来进行。然后，在饮料分配器通过触摸屏用户界面上的单独分配按钮或通过与如倾倒按钮(机电式、电容式触摸或其他)或倾倒杠杆等单独倾倒机构的交互接收到进一步分配命令时，可以分配所选的饮料，包括任何所选的调味剂添加剂。
在进行成品饮料的传统BIB调味糖浆递送时，包含所有成品饮料的甜味剂、调味剂和酸的大量配料调味糖浆与如淡水或碳酸水等稀释剂来源进行混合，其中稀释剂与糖浆的比率为约3:1至6:1。相反，对于成品饮料的微量配料递送，成品饮料的(多种)甜味剂和非甜味剂饮料成分浓缩物全部分开储存并在分配成品饮料时在喷嘴附近混合在一起。适用于分配这种微量配料的示例喷嘴包括在以下专利中描述的喷嘴：名称为“Dispensing NozzleAssembly(分配喷嘴组件)”的共同拥有的美国临时专利申请序列号62/433,886、名称为“Common Dispensing Nozzle Assembly(常见分配喷嘴组件)”的PCT专利申请序列号PCT/US 15/026657、名称为“Dispensing Nozzle Assembly(分配喷嘴组件)”的美国专利号7,866,509、或者名称为“Dispensing Nozzle Assembly(分配喷嘴组件)”的美国专利号7,578,415，上述所有专利通过引用以其全文并入本文。
在操作时，饮料分配器可以对来自上述大量配料来源或微量配料来源中的任何一种或多种的成品饮料进行分配。例如，类似于对成品饮料的传统BIB调味糖浆递送，可以利用如淡水或碳酸水等稀释剂来源来分配大量配料调味糖浆以便产生成品饮料。另外，可以利用稀释剂以及一种或多种微量配料调味剂添加剂来分配传统BIB调味糖浆，以增加由饮料分配器提供的饮料种类。
基于微量配料的成品饮料可以通过分开地分配成品饮料的两种或更多种非甜味剂饮料成分浓缩物中的每一种以及甜味剂和稀释剂来进行分配。甜味剂可以是大量配料甜味剂和/或微量配料甜味剂，并且稀释剂可以是水和/或碳酸水。例如，可以通过分开地分配可乐成品饮料的食用酸浓缩物成分(比如可乐成品饮料的磷酸、可食用酸降解浓缩物成分，比如调味剂油、大量配料甜味剂(比如HFCS))与碳酸水来分配基于微量配料的可乐成品饮料。在另一个示例中，可以通过分开地分配健怡可乐成品饮料的食用酸浓缩物成分、健怡可乐成品饮料的可食用酸降解浓缩物成分、微量配料甜味剂(比如阿斯巴甜或阿斯巴甜共混物)与碳酸水来分配基于微量配料的健怡可乐成品饮料。作为另一个示例，可以通过分开地分配中值卡路里可乐成品饮料的食用酸浓缩物成分、中值卡路里可乐成品饮料的可食用酸降解浓缩物成分、减少量的大量配料甜味剂、减少量的微量配料甜味剂与碳酸水来分配基于中值卡路里微量配料的可乐成品饮料。通过减少量的大量配料甜味剂和微量配料甜味剂，意味着与可乐成品饮料和健怡可乐成品饮料中使用的大量配料甜味剂或微量配料甜味剂的量相比较。作为最后的示例，可以通过分开地分配调味可乐成品饮料的食用酸浓缩物成分、调味可乐成品饮料的可食用酸降解浓缩物成分、一种或多种非甜味剂微量配料调味剂添加剂(作为成品饮料的基于配方的调味版本或作为调味剂射流来分配)、甜味剂(大量配料甜味剂、微量配料甜味剂或其组合)与碳酸水来分配基于补充调味微量配料的饮料，比如樱桃可乐饮料或具有橙调味剂射流的可乐饮料。虽然上述示例是针对碳酸饮料提供的，但是它们也可以通过利用淡水代替碳酸水而适用于不含气饮料。
各种配料可以由饮料分配器以连续倾倒模式来进行分配，在该模式下，针对正在被分配的饮料的给定流速，适当的配料采用适当的比例(例如，采用预定比率)。换言之，与将预定量配料进行组合的常规分批操作相反，饮料分配器提供连续混合并以正确的配料比率流动以进行任何体积的倾倒。这种连续混合和流动方法还可以适用于通过为每种饮料尺寸设定预定的分配时间来分配通过选择饮料尺寸按钮而选择的特定尺寸饮料。
图13展示了适用于实施本披露内容的若干实施例的示例性饮料分配器系统500。如所示出的，饮料分配器系统500被配置成冰冷饮料分配器。本披露内容设想饮料分配器的其他配置，比如插入式冰冷饮料分配器、反向电动饮料分配器、远程再循环饮料分配器或任何其他饮料分配器配置。
饮料分配器系统500包括具有饮料分配器504的前室系统502和后室系统506。饮料分配器504包括如触摸屏显示器等用户界面508，以促进选择待分配的饮料。用户界面508可以采用各种屏幕来促进用户在饮料分配器504上的交互和/或通过与用户的移动设备552的交互来接收用户简档，比如在名称为“Product Categorization User Interface for aDispensing Device(用于分配设备的产品分类用户界面)”的共同拥有的美国专利申请序列号14/485,826中描述的，所述美国专利申请通过引用以其全文并入本文。
在经由用户界面508接收饮料选择时，可以激活倾倒按钮510以经由喷嘴514从饮料分配器504中分配所选饮料。例如，倾倒按钮510可以是机电按钮、电容式触摸按钮或用户可选择的其他按钮，以激活饮料分配器504来分配饮料。虽然以按钮示出，但是倾倒按钮510可以可替代地实施为杆或其他机构，以便启动饮料分配器504来分配饮料。如图13中所示出的，倾倒按钮510与用户界面508分离。在一些实施方式中，倾倒按钮510可以被实施为用户界面508中的可选择图标。
在一些实施方式中，饮料分配器还可以包括冰杆514。在被激活时，冰杆514可以使饮料分配器504通过冰槽(未示出)分配冰。对于不具有冰柜的饮料分配器，比如反向电动饮料分配器或远程再循环饮料分配器，可以省略冰杆514。
饮料分配器504可以经由主门516和配料门518来固定。主门516和配料门518可以经由一个或多个锁来固定。在一些实施方式中，所述锁为锁和钥匙。在一些实施方式中，配料门518上的锁可以经由读取授权配料包528的RFID读取器(未示出)来打开。主门516可以固定包括一个或多个控制器520的饮料分配器504的电子部件。配料门518可以固定容纳配料矩阵524的配料隔室。
配料矩阵524包括用于接收配料包528的多个槽526。在各种实施方式中，配料包528可以是微量配料盒。微量配料盒可以是单个盒或双盒，如在名称为“BeverageDispenser Container and Carton(饮料分配器容器和纸箱)”的共同拥有的美国专利申请序列号14/209,684和名称为“Container Filling Systems and Methods(容器填充系统和方法)”的美国专利申请序列号12/494,427中描述的，所述两个美国专利申请通过引用以其全文并入本文。如在图13中所示出的，配料矩阵524中有三配料抽屉。抽屉中的一个或多个抽屉可以沿着轨道来回滑动，以便周期性地搅动容纳在抽屉上的配料。配料矩阵524的其他配置是可能的，比如经由一个或多个静态塔和/或搅拌配料塔。
每个配料包528可以包括RFID标签、配件530和配件密封件532。可以在安装到饮料分配器504中之前移除配件密封件532。在安装时，配件530可以与槽526中的探针(未示出)和配料包528中含有的配料接合并且在其间提供流体连通。配料矩阵524还可以含有一种或多种大体积微量配料包534，比如用于一种或多种微量配料甜味剂来源。
饮料分配器504还可以包括用于接收水和二氧化碳以产生碳酸水的碳酸化器(未示出)。饮料分配器504还可以包括如冷板等一个或多个热交换器(未示出)，用于冷却包含在饮料分配器504中或由其接收的饮料配料中的一种或多种配料。在一些实施方式中，经由喷嘴512分配的微量配料中的一种或多种配料不经由热交换器进行冷却或以其他方式保持在环境温度下。经由喷嘴512分配的大量配料通常在分配之前经由热交换器进行冷却。
后室系统506通常位于远离前室系统502的后室中，比如商家位置中的储存区域。后室系统506包括水源536，比如提供经加压淡水源的市政供水。经由水源536接收的水可以通过水处理系统538来过滤或以其他方式进行处理。经处理的水可以可选地用水增压器540加压至期望的压力并且供应给饮料分配器。二氧化碳源542可以将二氧化碳供应给饮料分配器504。
一个或多个大量配料源544可以位于后室中。来自每个大量配料源544的大量配料可以经由泵546供应给饮料分配器504。泵546可以是受控齿轮泵、隔膜泵、BIB泵或用于将大量配料供应给饮料分配器504的任何其他合适的泵。后室系统506还可以包括具有用于备用微量配料的一个或多个储存位置548和用于备用大量配料的一个或多个储存位置550的机架。
饮料分配器504可以包括一个或多个网络接口，所述接口用于直接与前室或后室中的设备进行通信、与局域网(LAN)中的前室或后室中的设备进行通信或者经由广域网(WAN)连接与远离具有饮料分配器系统500的位置的设备进行通信。例如，饮料分配器504可以包括联网设备，比如近场通信(NFC)模块、蓝牙模块、WiFi模块、蜂窝调制解调器、以太网模块等。饮料分配器504可以经由直接通信或经由LAN与用户的移动设备552或销售点(POS)设备554通信以接收用户的饮料选择或用户简档以将饮料分配器504配置成基于饮料选择或用户简档来分配一种或多种饮料。用户简档可以包括为用户存储的喜爱的饮料、由用户在其简档中创建或存储的混合或掺合饮料和/或一个或多个饮料偏好，比如优选的营养水平。饮料分配器504还可以经由WAN 556进行通信，以与一个或多个远程服务器558通信，从而接收经由远程服务器558进行的软件更新、内容更新、用户简档或饮料选择。
图14展示了具有从配料源802到饮料分配器504的喷嘴512的泵送或计量设备的示例性流体回路800。饮料分配器504可以包括零个、一个或多个图14中所示出的流体回路。对于每种配料源，饮料分配器504可以包括图14中所示出的流体回路。例如，用于大量配料源中的一个或多个的流体回路可以包括图14中所示出的流体回路。在一些实施方式中，用于碳酸水和/或静水源的流体回路可以包括图14中所示出的流体回路。
图14展示了示例性流体回路800，其具有动态机械流量控制808、流量计810和适于实施本披露内容的若干实施例的截止阀812。动态机械流量控制808从配料源802接收经加压饮料配料，并且将可调节流速的饮料配料提供给喷嘴512。动态机械流量控制808可以包括可变尺寸的孔口，所述孔口基于由一个或多个控制器520提供的控制信号进行调节以动态地改变供应给喷嘴512的饮料配料的流速。动态机械流量控制808下游的流量计810测量由动态机械流量控制808供应的饮料配料的流速，并且向动态机械流量控制808提供反馈回路以控制可变尺寸的孔口。可以致动打开和关闭动态机械流量控制808下游的截止阀812，以便分配或防止从喷嘴512中分配饮料配料。在各种实施方式中，动态流量控制模块808、流量计810和截止阀812可以代替如本文所描述的流量控制模块20。如上文所讨论的，流量控制模块20具有所示出的针对图14中的动态流量控制模块808、流量计810和截止阀812的不同的部件顺序。
配料源802可以是容纳在饮料分配器504的配料矩阵524中的微量配料源或大量配料源，所述配料矩阵远离前室中的饮料分配器504(例如，邻近饮料分配器504或在饮料分配器504所在的柜台下方)或位于后室中。配料源802也可以是市政供水536或其他经加压配料源。当配料源802未加压时，流体回路800可包括用于对来自配料源802的饮料配料进行加压的泵806。泵806可以是适合于对来自配料源802的饮料配料进行加压的任何泵，比如BIB泵、CO2驱动泵、受控齿轮泵或正排量泵。流体回路800还可以可选地包括用于检测配料源802何时清空的售罄传感器804。
虽然以特定顺序示出了流体回路800的部件，但是可以使用上文所描述部件的任何顺序。本领域普通技术人员可容易地识别其他变化。另外，一个或多个热交换器(未示出)可以用在流体回路800中的任何位置。热交换器可以包括冰柜、水浴、冷板或远程再循环系统。
图15展示了控制架构1000的示例性框图，所述控制架构可以用于控制适合于实施本披露内容的若干实施例的饮料分配器504。如图15中所示的，控制架构1000可以包括核心分配模块(CDM)1006、人机界面(HMI)模块1004、用户界面(UI)1002以及机器总线(MBUS)1005。HMI 1004可以连接至饮料分配器504外部的至少一个外部设备(例如，移动设备552或POS 554)或以其他方式与其对接和通信。HMI 1004还可以控制和更新UI 1002上的显示屏幕。CDM 1006可以根据配方控制来自饮料分配器504中的多个泵和/或阀1010的流动，以混合和分配来自饮料分配器504的产品(例如，饮料)。例如，CDM 1006可以控制穿过流量模块20的饮料配料的流动。
可以组合饮料配料(例如，微量配料、大量配料和/或稀释剂)以分配各种产品，所述产品可以包括来自饮料分配器504的饮料或混合饮料(即，成品饮料产品)。然而，饮料分配器504还可以被配置成单独分配饮料成分。
可以在于2014年5月1日提交的名称为“Dispenser Control Architecture(分配器控制架构)”的美国序列号61/987,020中描述用于饮料分配器504的控制架构1000的示例，所述专利申请通过引用以其全文并入本文。MBUS 1005可以经由一个或多个API调用来促进HMI 1004与CDM 1006之间的通信。HMI 1004、MBUS 1005和CDM 1006可以共同包括实施为硬件或硬件和软件的组合的公共核心部件，所述部件可以适于在饮料分配器504中提供定制功能。饮料分配器504可以进一步包括存储器存储设备和处理器。可以在于2013年9月13日提交的名称为“Product Categorization User Interface for a DispensingDevice(分配设备的产品分类用户界面)”的美国序列号61/877,549中描述UI 1002的示例，所述专利通过引用以其全文并入本文。
UI 1002可以检测触摸屏的什么区域已经被用户(例如，用户108)触摸。作为响应，UI 1002可以发送关于触摸屏的触摸位置的HMI 1004数据。作为响应，HMI 1004可以解释此接收的数据以判定是否使UI 1002显示不同的UI屏幕或向CDM 1006发出命令。例如，HMI1004可以确定用户触摸了触摸屏的与饮料品牌相对应的部分。作为响应，HMI 1004可以向CDM 1006发出命令以倾倒相应的饮料品牌。响应于接收用于倾倒相应的饮料品牌的命令，CDM 1006进而经由一个或多个控制总线1008向泵送或计量设备1010发出命令，以获得分配饮料品牌所需的饮料配料。或者HMI 1004可以确定用户触摸了触摸屏的与对另一屏幕的请求相对应的部分。作为响应，HMI 1004可以使UI 1002显示所请求的屏幕。
例如，如上文结合图10至图12所描述的，CDM 1006响应于接收用于倾倒所选饮料品牌的命令，经由控制总线1008向流量控制模块20发出命令。例如，控制器106可以由CDM1006来实施。可替代地，CDM1006可以经由控制总线向控制器106发出命令，以控制对流量控制模块20的操作。在HMI 1004接收饮料品牌的选择时，CDM 1006可以从配方数据库102获得所选饮料的配方。在HMI 1004接收用于倾倒饮料的命令(例如，倾倒致动器104指示“打开”状态)时，CDM 1006向螺线管驱动器108发送信号，所述螺线管驱动器进而向第一螺线管组件28发送信号，使得所述第一螺线管组件28使流量控制模块20流动(例如，开/关螺线管组件28接通并且打开电枢46，使得流动可以进入通路54)。另外，CDM 1006向螺线管驱动器发送指示用于驱动第二螺线管组件30的电压电平的信号，使得所述驱动器以预定速率释放流量(例如，电枢66受到线圈58的作用，使得其移动以允许以预定速率进行流动)。CDM 1006将预定流速与来自流量计92的信号进行比较，所述流量计检测穿过入口孔口24的实际流速并且调节用于在整个饮料分配过程中根据配方来相应地驱动第二螺线管组件30的电压电平。
在一些实施例中，饮料分配器504中的UI 1002可以用于选择和单独分配一种或多种饮料。这些饮料可以作为饮料成分在连续倾倒操作中分配，其中在用户致动倾倒输入的同时继续分配一种或多种所选的饮料成分，或者在分批倾倒操作中分配，其中，分配预定体积的一种或多种所选的饮料成分(例如，每次一盎司)。UI 1002可以经由多种方法来寻址以选择和分配饮料。例如，用户可以经由触摸输入与UI 1002交互以穿行一个或多个菜单，从其中选择和分配饮料。作为另一示例，用户可以使用饮料分配器504上的屏幕键盘或物理键盘(未示出)来键入代码，以穿行一个或多个菜单，从其中选择和分配饮料。作为进一步示例，用户可以经由移动设备552上的应用的用户界面与HMI 1004进行交互。
可以包括触摸屏和触摸屏控制器的UI 1002可以被配置成响应于接收前述命令以触摸输入的形式从用户接收各种命令(即，消费者输入)、生成图形输出和/或与饮料分配器504一起执行一个或多个操作(例如，经由HMI 1004和/或CDM 1006)。HMI 1004中的触摸屏驱动器可以被配置成接收消费者输入或客户输入并且生成事件(例如，触摸屏事件)，所述事件然后可以通过控制器传送到HMI 1004的操作系统。
饮料分配器504可以与一个或多个外部设备(例如，移动设备552或POS 554)通信。在一些实施例中，饮料分配器504与外部设备之间的通信可以利用任何数量的通信技术来完成，所述通信技术包括但不限于经由通信接口的近场无线技术，比如蓝牙、Wi-Fi和其他无线或有线通信标准或技术。
图16展示了适用于实施本披露内容的若干实施例的示例性计算机系统1100。例如，饮料分配器504的一个或多个部件或控制器部件可以实施为计算机系统1100。在一些实施方式中，HMI 1004和CDM 1006中的一者或两者可以实施为计算机系统1100。
应当理解，本文关于各个附图所描述的逻辑操作可以实施为(1)在计算设备(例如，图16中所描述的计算设备)上运行的一系列计算机实施的动作或程序模块(即，软件)，(2)计算设备内的互连机器逻辑电路或电路模块(即，硬件)和/或(3)计算设备的软件和硬件的组合。因此，本文所讨论的逻辑操作不限于硬件和软件的任何特定组合。实施方式是取决于计算设备的性能和其他要求的选择问题。因此，本文所描述的逻辑操作被不同地称为操作、结构设备、动作或模块。这些操作、结构设备、动作和模块可以在软件、固件、专用数字逻辑及其任何组合中实施。还应当理解的是，可以执行比附图中所示和本文所描述的操作更多或更少的操作。这些操作还可以按照与本文所描述的顺序不同的顺序执行。
参考图16，展示了可以在其上实施本发明的实施例的示例计算设备1100。例如，本文所描述的内容源、密钥服务器、分段服务器、缓存服务器和客户端设备中的每一个可以各自实施为计算设备，如计算设备1100。应当理解，示例计算设备1100仅是可以在其上实施本发明的实施例的合适的计算环境的一个示例。可选地，计算设备1100可以是众所周知的计算系统，包括但不限于个人计算机、服务器、手持设备或膝上型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、网络个人计算机(PC)、小型计算机、大型计算机、嵌入式系统和/或包括多个任何上述系统或设备的分布式计算环境。分布式计算环境使得连接到通信网络或其他数据传输介质的远程计算设备能够执行各种任务。在分布式计算环境中，程序模块、应用程序和其他数据可以存储在本地和/或远程计算机存储介质上。
在一些实施例中，计算设备1100可以包括协作以便执行任务的彼此通信的两个或更多个计算机。例如，但不通过限制的方式，可以以允许同时和/或并行处理应用的指令的方式来对应用进行分区。替代性地，可以以允许由所述两个或更多个计算机同时和/或并行处理数据集的不同部分的方式来对由应用处理的数据进行分区。在一些实施例中，计算设备1100可以采用虚拟化软件来提供多个服务器的并未直接结合到计算机设备1100中的多个计算机的功能。例如，虚拟化软件可以在四个物理计算机上提供二十个虚拟服务器。在一些实施例中，可以通过在云计算环境中执行一个和/或多个应用来提供上文所披露的功能。云计算可以包括使用动态可扩展计算资源经由网络连接来提供计算服务。云计算可以至少部分地由虚拟化软件来支持。云计算环境可由企业建立和/或可以基于需要从第三方提供商租用。一些云计算环境可以包括企业拥有和操作的云计算资源以及从第三方提供商租用和/或租借的云计算资源。
在其最基本的配置中，计算设备1100通常包括至少一个处理单元1106和系统存储器1104。取决于计算设备的确切配置和类型，系统存储器1104可以是易失性的(比如随机存取存储器(RAM))、非易失性的(比如只读存储器(ROM)、闪速存储器等)或两者的某种组合。此最基本的配置在图16中用虚线1102展示。处理单元1106可以是执行计算设备1100的操作所需的算术运算和逻辑运算的标准可编程处理器。虽然仅示出了一个处理单元1106，但是可以存在多个处理器。因此，虽然指令可以被讨论为由处理器执行，但是所述指令可以由一个或多个处理器同时地、连续地执行或以其他方式执行。计算设备1100还可以包括总线或用于在计算设备1100的各个部件之间传递信息的其他通信机构。
计算设备1100可以具有附加特征/功能。例如，计算设备1100可以包括附加存储设备，比如可移除存储设备1108和不可移除存储器1110，包括但不限于磁盘或光盘或磁带。计算设备1100还可以含有允许设备如通过本文所描述的通信路径与其他设备进行通信的(多个)网络连接1116。所述(多个)网络连接1116可以采用以下形式：调制解调器；调制解调器组；以太网卡；通用串行总线(USB)接口卡；串行接口；令牌环卡；光纤分布式数据接口(FDDI)卡；无线局域网(WLAN)卡；如码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)、长期演进(LTE)、全球微波接入互操作性(WiMAX)等无线电收发器卡和/或其他空中接口协议无线电收发器卡以及其他已知的网络设备。计算设备1100还可以具有(多个)输入设备1114，比如键盘、小键盘、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、触摸屏、语音识别器、读卡器、纸带读取器或其他已知的输入设备。还可以包括(多个)输出设备1112，比如打印机、视频监视器、液晶显示器(LCD)、触摸屏显示器、显示器、扬声器等。附加设备可以连接至总线，以便促进计算设备1100的部件间的数据通信。所有这些设备在本领域中是众所周知的，并且本文不需要进行详细讨论。
处理单元1106可以被配置成执行在有形计算机可读介质中编码的程序代码。有形计算机可读介质是指能够提供使计算设备1100(即，机器)以特定方式操作的数据的任何介质。可以利用各种计算机可读介质来向处理单元1106提供指令以供执行。示例有形计算机可读介质可以包括但不限于在用于存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术中实施的易失性介质、非易失性介质、可移除介质和不可移除介质。系统存储器1104、可移除存储设备1108和不可移除存储设备1110都是有形计算机存储介质的示例。示例有形计算机可读记录介质包括但不限于集成电路(例如，现场可编程门阵列或专用IC)、硬盘、光盘、磁光盘、软盘、磁带、全息存储介质、固态设备、RAM、ROM、电可擦除程序只读存储器(EEPROM)、闪速存储器或其他存储器技术、CD-ROM、数字多用盘(DVD)或其他光存储设备、磁带盒、磁带、磁盘存储设备或其他磁性存储设备。
对电气工程领域和软件工程领域而言很重要的是，可以通过将可执行软件加载到计算机中来实现的功能可以通过公知的设计规则被转换成硬件实施方式。在以软件还是硬件来实施概念之间的决策典型地取决于对设计的稳定性以及待产生单元的数量的考虑，而不是从软件域转化成硬件域时所涉及的任何问题。通常，仍受制于频繁变化的设计可以优选地以软件来实施，因为重新开发硬件实施方式比重新开发软件设计昂贵的多。通常，将会大量生产的稳定设计可以优选地以硬件来实施(例如，以专用集成电路(ASIC))，因为对于大量生产运行，硬件实施方式可能比软件实施方式更便宜。通常，设计可以以软件形式进行开发和测试并且随后通过公知的设计规则被变换成与软件的指令硬接线连接的专用集成电路中的等效硬件实施方式。采用与由新ASIC控制的机器相同的方式的是特定机器或装置，同样地，已利用可执行指令编程和/或加载的计算机可以被视为特定机器或装置。
在示例性实施方式中，处理单元1106可以执行存储在系统存储器1104中的程序代码。例如，总线可以将数据携带至系统存储器1104中，处理单元1106从所述系统存储器接收并且执行指令。系统存储器1104接收的数据可以可选地在由处理单元1106执行之前或之后存储在可移除存储设备1108或不可移除存储设备1110上。
应当理解，本文所描述的各种技术可以结合硬件或软件或者在适当的情况下结合其组合来实施。因此，本披露内容的主题或其某些方面或部分的方法和装置可以采用在有形介质中体现的程序代码(即，指令)的形式，如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其他机器可读存储介质，其中，当程序代码被加载到如计算设备等机器中并由其执行时，所述机器变为用于实践本披露主题的装置。在可编程计算机上执行程序代码的情况下，计算设备通常包括处理器、可由处理器读取的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备以及至少一个输出设备。一个或多个程序可以实施或利用结合本披露主题所描述的过程，例如，通过使用应用程序编程接口(API)、可重用控件等。这种程序可以用高级过程语言或面向对象的编程语言来实施，以与计算机系统进行通信。然而，如果需要，所述(多种)程序可以用汇编语言或机器语言来实施。在任何情况下，语言可以是编译语言或解释语言，并且其可以与硬件实施方式结合。
本文可以参考方法、系统、装置和计算机程序产品的框图和流程图来描述方法和系统的实施例。应当理解，框图和流程图的每一方框以及框图和流程图中的方框的组合可以分别由计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以被加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置上以便产生机器，使得在计算机或其他可编程数据处理装置上执行的指令产生用于实施在一个或多个流程框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，所述计算机可读存储器可以指引计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式运行，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括用于实施在一个或多个流程框中指定的功能的计算机可读指令的制品。还可以将计算机程序指令加载至计算机或其他可编程数据处理装置上以使在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤从而产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实施在一个或多个流程框中指定的功能的步骤。
因此，框图和流程图的方框支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令装置。还应理解的是，可以通过执行特定功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合来实施框图和流程图的每一方框及框图和流程图中方框的组合。
在此叙述的所有参考文献，包括公开案、专利申请案以及专利都通过引用并入本文，如同将每份参考文献都个别及具体地指明是通过引用以其全文并入本文并进行陈述那样。
除非本文中另有所指或明显与上下文相矛盾，否则在描述本发明的上下文中(特别是在以下权利要求的上下文中)使用的术语“一个(a)”“一种(an)”和“所述(the)”以及类似的指代词应被解释为涵盖单数和复数两者。除非另外指出，否则术语“包括(comprising)”、“具有(having)”、“包含(including)”和“含有(containing)”应解释为开放式术语(即，意味着“包含但不限于”)。除非在此另有指明，否则本文中所叙述的数值范围仅旨在充当一种个别地涉及落入相关范围内的每个单独的值的速记方法，并且每个单独的值都并入本说明书中，如同这些值在此被个别地叙述一样。在此描述的所有方法可以以任何适合的顺序进行，除非在此另外指示或明显地与上下文矛盾。除非另外声明，否则本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“比如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明，并且不对本发明的范围构成限制。本说明书中任何语言都不应被解释为将任一非主张的要素指示为是实践本发明所必须的。
在此描述了本发明的优选实施例，包括发明者已知的用于实施本发明的最佳模式。在阅读前述描述后，对本领域的普通技术人员而言，这些优选实施例的变化可以变得显而易见。本发明人预期本领域的技术人员可以在适当时采用这些变化，并且本发明人意图使本发明以与在此具体描述的方式不同的方式来进行实践。因此，在适用法律允许的情况下，本发明包括对所附权利要求所叙述的主题的所有修改和等效物。另外，除非本文另外指出或者明显地与上下文矛盾，否则上述元素在其所有可能的变型中的任何组合都被本发明包括在内。

Claims (18)

1.一种流量控制模块，包括：
壳体，所述壳体具有入口和出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的通路，所述通路限定穿过所述流量控制模块的流动路径；
第一螺线管组件，所述第一螺线管组件安装到所述壳体上，所述第一螺线管组件被配置成开/关螺线管组件，使得所述第一螺线管组件能够操作以便在处于打开位置时允许沿着穿过所述流量控制模块的所述流动路径的流体流动并且在处于关闭位置时防止沿着穿过所述流量控制模块的所述流动路径的所述流体流动；
第二螺线管组件，所述第二螺线管组件安装到所述壳体上，所述第二螺线管组件被配置成比例螺线管组件，所述第二螺线管组件被配置成在相对于穿过所述流量控制模块的所述流动路径处于所述第一螺线管组件下游的位置处按比例控制沿着穿过所述流量控制模块的所述流动路径的所述流体流动；
流动体，所述流动体具有穿过所述流动体的流动通道，所述流动体沿着所述流动路径位于所述壳体中并且插入所述第一螺线管组件与所述第二螺线管组件之间，
其中，所述第一螺线管组件包括第一电枢，并且其中所述第二螺线管组件包括第二电枢和围绕所述第二电枢的外套管，其中，所述第二电枢包括形成于所述第二电枢的外表面内的环形流动通道。
2.如权利要求1所述的流量控制模块，其中，所述第一电枢包括面向轴向的密封构件，所述密封构件被安排成密封地接合所述流动体的密封表面。
3.如权利要求2所述的流量控制模块，其中，所述密封表面受到脊部的限定，所述脊部具有半圆形截面并且远离所述流动体的凸缘轴向地延伸。
4.如权利要求1所述的流量控制模块，其中，穿过所述流动体的所述流动通道具有入口区域和过渡区域，其中，所述过渡区域具有可变的截面面积。
5.如权利要求4所述的流量控制模块，其中，所述过渡区域的最大直径为0.200英寸至0.350英寸。
6.如权利要求4所述的流量控制模块，其中，所述第二电枢具有内腔，所述内腔具有面向所述流动体的所述过渡区域的面向轴向的开口，其中，所述内腔的最大直径等于所述过渡区域的最大直径。
7.如权利要求1所述的流量控制模块，其中，所述流动体能够相对于所述壳体移除。
8.如权利要求1所述的流量控制模块，其中，所述环形流动通道能够选择性地与穿过所述外套管形成的多个端口对准。
9.一种流量控制模块，包括：
壳体，所述壳体具有入口和出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的通路，所述通路限定穿过所述流量控制模块的流动路径；
第一螺线管组件，所述第一螺线管组件安装到所述壳体上，所述第一螺线管组件具有能够相对于所述壳体移动的第一电枢；
第二螺线管组件，所述第二螺线管组件安装到所述壳体上，所述第二螺线管组件具有能够相对于所述壳体移动的第二电枢；
流动体，所述流动体沿着所述流动路径位于所述壳体中并且插入所述第一电枢与所述第二电枢之间，所述流动体限定穿过所述流动体的流动通道；并且
其中，穿过所述流动体的所述流动通道包括入口区域和过渡区域，所述过渡区域具有可变的截面，并且
其中，环形流动通道形成于所述第二电枢的外表面中，所述环形流动通道能够选择性地与形成于所述第二螺线管组件的外套管中的多个端口对准。
10.如权利要求9所述的流量控制模块，其中，所述流动体能够从所述壳体中移除。
11.如权利要求9所述的流量控制模块，其中，所述过渡区域的最大直径为0.200英寸至0.350英寸。
12.如权利要求9所述的流量控制模块，其中，所述第一螺线管组件被配置成开/关螺线管组件，并且所述第二螺线管组件被配置成比例螺线管组件，所述第二螺线管组件相对于穿过所述壳体的所述流动路径位于所述第一螺线管组件的下游。
13.一种流量控制模块，包括：
壳体，所述壳体具有入口和出口以及在所述入口与所述出口之间延伸的通路，所述通路限定穿过所述流量控制模块的流动路径；
第一螺线管组件，所述第一螺线管组件安装到所述壳体上，所述第一螺线管组件具有能够相对于所述壳体移动的第一电枢；
流动体，所述流动体位于所述流动路径中并且具有穿过所述流动体的流动通道；以及
第二螺线管组件，所述第二螺线管组件安装到所述壳体上，所述第二螺线管组件具有能够相对于所述壳体移动的第二电枢，其中，所述第二电枢包括内腔和穿过所述第二电枢的外表面形成的与所述内腔连通的多个端口，其中，所述第二电枢包括形成于所述第二电枢的所述外表面中的环形流动通道，并且其中，所述第二螺线管组件包括围绕所述第二电枢的外套管，其中，在所述外套管的外表面与所述壳体的内表面之间限定了环形流动空间，所述环形流动通道能够相对于穿过所述外套管形成的多个端口移动。
14.如权利要求13所述的流量控制模块，其中，所述流动体是可移除的。
15.如权利要求13所述的流量控制模块，其中，穿过所述流动体的所述流动通道包括入口区域和过渡区域。
16.如权利要求15所述的流量控制模块，其中，所述过渡区域的最大直径为0.200英寸至0.350英寸。
17.如权利要求13所述的流量控制模块，其中，所述第一螺线管组件被配置成开/关螺线管组件，并且所述第二螺线管组件被配置成比例螺线管组件，所述第二螺线管组件相对于穿过所述壳体的所述流动路径位于所述第一螺线管组件的下游。
18.如权利要求15所述的流量控制模块，其中，所述第二电枢具有内腔，所述内腔具有面向所述流动体的所述过渡区域的面向轴向的开口，其中，所述内腔的最大直径等于所述过渡区域的最大直径。
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