CN112703168A - 用于分配精确温控的水的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于分配处于指定温度的选定体积的水的分配器。该分配器包括处于高温的水源和处于较低温度的水源。电子控制器确定从每个源所需的水的体积以便达到选定的体积和温度。分配器使用再循环阀来至少循环水箱和出口中的高温水，以便确保整个系统中的水温如预期达到指定温度。

Description

用于分配精确温控的水的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年5月18日提交的题为“SYSTEM AND METHOD FOR DISPENSINGPRECISE TEMPERATURE CONTROLLED HOT WATER（用于分配精确温控热水的系统和方法）”的美国临时专利申请序列号62/673,295的权益，其通过引用整体并入本文，其程度不矛盾。

技术领域

本公开的各方面涉及一种精确控制的水分配器，其可以独立使用或者与贮存器和分配器结合使用，以用于储存和分配松散材料，诸如咖啡、茶、粉末或用于制备饮料的其他类似材料。

背景技术

饮料在餐饮业中的比重越来越大，许多成功的餐馆和/或连锁店主要销售饮料，诸如咖啡、奶昔、冰沙等。许多制造商提供设备来提高这些饮料的品质和一致性，并帮助缩短这些饮料所需的销售点生产时间。

存在复杂和精密的系统用于分配冷饮（诸如，苏打水）以及冷冻饮料（诸如雪糕等）。然而，存在非常少的（如果存在的话）能够与一种或多种松散材料（诸如茶、粉末、咖啡等）相结合地分配处于精确温度的热水的系统。

传统的泡一杯茶的方法是将松散的茶叶直接抑或放入泡茶漏网中、放入茶壶或茶杯中，并且然后将热水倒在茶叶上。几分钟之后，茶叶通常会被再次取出，通过取出泡茶漏网抑或通过在服务时过滤茶叶。时至今日，这一过程通常是通过手工收集和测量适当量的松散叶茶来完成的。然而，由于所需的时间，茶常常只在更放松的环境中供应，因为它的生产不利于速度。

为了加快该过程和/或给该过程带来方便，开发了茶袋，其包含预定量的茶，并被用于制造普通尺寸（诸如8盎司）的饮料。然而，考虑到它们的制造方法，茶袋是鲜茶的次优选选项，因为茶在交付使用之前要花相当长的时间储存和运输。此外，此外，茶袋不能使它们自己容易地生产不同量的茶，诸如8盎司、12盎司、满茶壶或散装袋。随后，开发了用于自动化机器中的“荚果（pod）”或“杯子”；然而，这些荚果与使用茶袋有着同样的问题。虽然存在一些热水分配器，但是当存在为各种饮料分配热水的可能性时，需要在一定温度范围内精确控制温度。例如，不同类型的茶可能需要不同温度的热水来进行适当的制备。除了水之外，茶是世界上消费最多的饮料。因此，存在对这样的分配器的需要，其能够针对选定的茶分配处于指定温度的适当量的水，以便提供快速的即饮型饮料。在另外的形式中，分配器也可以针对饮料精确地分配茶或饮料的其他松散材料。

因此，本发明解决了许多这些问题以及热饮料分配行业中存在的其他问题，如以下描述中所说明的。

发明内容

本发明涉及用于选择性地分配多种类型的松散材料（诸如，干燥的产品）和精确控制的热水（包括温度和体积两者）的贮存器和/或分配器的各个方面。与本文公开的新型分配器一起使用的合适的干燥产品包括一种或多种种类的茶、香料、咖啡、干燥食品、其他粉末等。为了说明的目的，本文描述的贮存器和分配器将参照散叶茶的分配进行描述。然而，应当理解，该系统可以容易地应用于其他松散材料，诸如但不限于上面列出的那些。在一种另外的形式中，分配器可以包括硬币/纸币接受器和/或信用卡终端或用作自动售货机的类似装置，在另一种形式中，可以提供电子支付，诸如移动支付、房间钥匙或用于支付房间费用的钥匙，或其他类型的常用和/或已知的支付方法。

本发明的说明性实施例是一种包括多个贮存器和分配器以及热水分配器的散叶茶系统。每个茶贮存器用于在激活系统之前储存给定种类的茶叶或茶末。在激活时，分配器定位所选茶贮存器，测量并装载选定量的各种茶到用于分配的料斗中，诸如分配到等待的杯子、茶壶或茶冲泡器中，并且还为选定类型和体积的茶分配处于适当温度的适当量的热水。茶的量和水的体积可以基于用户界面中提供的数个量指示/选择按钮中的一者的用户操作来选择，或者可以由用户以其他方式输入，诸如通过旋转拨盘或推动按钮或杆件。热水的温度可以基于茶专家的建议被编程到用于每种茶的分配器中，和/或用户可以基于他们的个人喜好输入温度或修改建议。该贮存器优选为密封罐，诸如吹塑成型的不透明贮存器，这种贮存器当被定位在分配器上时是密封的，以便不会将所包含的材料暴露于光、空气和/或湿气。在每个贮存器的开口下方，都有将茶叶装载到下方测量料斗的机构。每个机构优选地在不使用时密封，以便防止贮存器中的茶在进入下面的料斗之前与外部大气接触。此外，分配器能够操作该机构，使得它将由用户指定的期望量的茶（例如，按重量计）装载到料斗中。一旦期望量的茶被装载到料斗中，茶就可以被分配到期望的位置中，例如下面的等待杯子、茶壶或冲泡器中。

一旦茶被分配，包括多个泵、水位计、流量计和温度传感器的双水箱热水系统就操作以计算和分配具有适当温度的适当水量。另外，热水通过出口管再循环并返回到储存箱中，以确保分配的水尽可能接近期望的温度。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的茶和水分配器的透视图。

图2是沿着图1的线A-A截取的茶和水分配器的剖视透视图。

图3是根据本发明一个实施例的茶和水分配器的一部分的局部分解图。

图4是根据本发明一个实施例的茶和水分配器的一部分的另一局部分解图。

图5是根据本发明一个实施例的茶和水分配器的一部分的侧视图。

图6是根据本发明一个实施例的茶和水分配器的一部分的另一个侧视图。

图7是根据本发明一个实施例的茶和水分配器的一部分的后视图。

图8是根据本发明一个实施例的茶和水分配器的一部分的俯视图。

图9是图示控制根据本发明的一种形式的图1-8中任一者的分配器的操作的过程的流程图。

图10是根据本发明另一实施例的茶和水分配器的液压系统的平面图。

具体实施方式

为了促进对本公开的原理的理解，现在将参考附图中示出的实施例，并且将使用特定的语言来描述这些实施例。然而，应该理解的是，权利要求的范围并不因此受到限制，在所示装置中的这种改变和进一步的修改，以及如其中所示的本公开的原理的这种进一步的应用，被认为是本公开所涉及的领域的技术人员通常会想到的。

本文将描述用于分配松散材料的贮存器和分配器的某些实施例，所述松散材料诸如是干燥产品以及在高温下的测量量的水。供与本文公开的新型分配器一起使用的合适的干燥产品包括茶、咖啡、热可可或其他饮料粉末等。为了说明的目的，本文描述的贮存器和分配器将参照散叶茶的分配进行描述。然而，应当理解，贮存器和分配器可以容易地应用于其他松散材料，诸如但不限于上面列举的那些。在一种另外的形式中，分配器可以包括硬币/纸币接收器和/或信用卡终端或用作自动售货机的类似装置。在另一种形式中，可以提供电子支付，诸如移动支付、用于支付房费的房间钥匙或短链钥匙、或其他类型的常用和/或已知的支付方法。

在图1-8中图示了茶分配器和多个茶贮存器的某些实施例。取决于所期望的形式，茶贮存器可以是一次性的或可再填充的，取决于设计，任何贮存器都可以容纳各种各样大量的茶，诸如2 -5磅。然而，应理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，茶贮存器的尺寸可以调节，使得更多或更少的茶可以储存在其中。茶分配器20以独立的形式图示，其具有用于储存和选择一种或多种茶品种的上部部分22、用于分配和测量所选茶的中部部分24、为用户提供放置容器的位置的底部部分26（所述容器诸如是用于接收分配的茶和/或热水的杯子、水壶、茶壶、冲泡器等）、以及用于储存和分配热水使得热水可以以期望的温度和期望的体积分配的后部部分28。另外，在图示的形式中，茶分配器20包括电子控制器30，该电子控制器30包括用户界面32并控制茶分配器20的其余部分的操作。应当理解，取决于用户的需要和要求，茶分配器20可以采取各种其他形式和构造，包括仅以选定的体积和温度分配水的分配器，或者分配处于选定温度的水和某种其他松散材料的分配器。

如图1-8所示，茶分配器20，并且特别是后部部分28，提供了一种用于在大范围的精确控制的温度和/或体积内按需分配热水的设备、系统和方法。后部部分28包括将水维持在第一温度处的第一热水箱100和将水维持在高于第一温度的第二温度处的第二热水箱200。在一种形式中，第一热水箱100的体积大于第二热水箱200。在其他形式中，第二热水箱200的体积可以大于第一热水箱100，或者两者可以具有相同的尺寸。

已经发现，绝大多数茶都要在160℉到212℉之间的温度下浸泡。因此，出于非限制性示例的目的，当茶分配器20用于茶时，第一热水箱100中的水被维持在160℉（但优选至少90℉）处或略高于/低于160℉（但优选至少90℉），而第二热水箱200中的水维持在212℉处或略低于212℉（即，10°F以内）。期望将第二个热水箱中的水维持在水的沸点以下，即212℉（取决于海拔），以防止压力积聚和/或通过蒸汽增加水的损失。通过以不同的比率混合来自第一和第二热水箱（分别为100和200）的水，分配器20可以以期望的温度并以期望的体积快速且准确地分配处于160℉和212℉之间的任何温度的热水。

分配器20的后部部分28还包括电子控制器30，该电子控制器30从将在本文描述的数个传感器接收关于温度和流量的输入，并且可控地操作分配器20的其他部件，以便以期望的温度和体积分配水。第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者都包括供水入口102/202，通过该供水入口102/202供给额外的水以便填充和/或补充水箱。每个供水入口102/202与受控供应阀104/204流体连通。每个受控供应阀104/204连接到供水管线34并由供水管线34供给。在一种形式中，供水管线34与位于分配器20的外部壳体后部上的供水入口36流体连通。在一种使用方式中，供水入口36连接到传统的加压供水管线。供水管线34可包括直列式水过滤器或其他水过滤机构（未示出）。在其他实施例中，分配器20可以被配置成与内部或外部水箱或一些其他合适的水源一起使用。在一些形式中，当没有水压可用时，当需要额外的水压时，或者为了提供更受控的水流速，也可以提供泵（未示出）与供水管线34一起使用。在一种形式中，泵是变速泵，当期望确保准确的体积时，该泵能够快速补充水箱，但流速较慢。在替代形式中，第一热水箱100可以从第二热水箱200接收水，或者反之亦然。

第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者还包括加热元件106/206。在图示的实施例中，第一加热元件106和第二加热元件206分别是加热线圈，诸如电阻加热元件。然而，可以利用其它已知的加热元件，包括感应加热器、可燃气体燃烧器和辐射加热单元，举几个示例。在一种形式中，加热元件206大于加热元件106，以使得第二热水箱200能够实现比热水箱100的温度更高的期望温度。

温度传感器108和208也位于第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者内。在图示的实施例中，温度传感器108和208位于热水箱100和200的顶部附近，以便提供将首先分配的水的最准确读数。温度传感器108和208向电子控制器30提供电信号，电子控制器30利用那些信号来控制加热元件106和206的操作，以便精确地维持第一热水箱100和第二热水箱200每一者内的期望温度。在图示的形式中，温度传感器108和208是热敏电阻。

第一热水箱100和第二热水箱200还包括水位传感器110/210。水位传感器可以是磁性浮子，或任何其他类型的水位传感器，其可用于指示给定水箱内的水位何时处于其期望的水位。水位传感器110和210向电子控制器30提供电信号，电子控制器30利用那些信号来控制受控供应阀104和204的操作，以便在第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者内维持期望体积的水。在操作中，为了在整个循环过程中维持第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者内的期望水温，可以仅在热水分配循环完成之后补充水。虽然可能，但是在分配循环期间从供水管线70引入冷水将会降低第一热水箱100和第二热水箱200内的水温，并且因此需要对从每个水箱分配的水的比率进行调整，以便达到期望的分配温度。

第一热水箱100和第二热水箱200分别连接到第一和第二热水出口管112/212。第一热水出口管112和第二热水出口管212各自由第一/第二水泵114/214供给，第一/第二水泵114/214通过第一/第二输出阀116/216和第一/第二流量计118/218从水箱内供应水。第一水泵114和第二水泵214、第一输出阀116和第二输出阀216以及第一流量计118和第二流量计218各自与电子控制器30电连通和/或由电子控制器30可控地操作。可以使用任何合适的泵，包括例如但不限于齿轮泵、离心水泵、正排量水泵或轴流泵。在一种形式中，泵是变速泵，其能够在期望时快速分配热水而在期望完成分配循环时更慢地控制流速。另外，可以使用任何合适的阀，包括例如但不限于蝶阀或螺线管阀。水可以经由相应的第一或第二热水出口管112/212从第一热水箱100或第二热水箱200中的任一者或两者释放。第一流量计118和第二流量计218分别测量和报告从第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者分配到第一热水出口管112和第二热水出口管212中的水的精确量。

热水从第一热水出口管112和第二热水出口管212分配到公共腔室38中，在公共腔室38中，热水在被分配出分配器20的水分配端口40之前通过湍流混合在一起。在另外的形式（未示出）中，分配器20可包括另一个流量计、分配阀和排水阀，它们可以用于对经由水分配端口40分配的热水体积进行辅助测量和控制。公共腔室38中的任何过量的水都可以经由使用排水阀的排水管线来去除。

在图示的形式中，为了增加其中水温的一致性，第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者都包括循环泵120和220，循环泵120和220可以安装在水箱内或安装成邻近与水箱，以循环其中包含的水，从而确保水箱内的温度一致，并促进更快的加热。循环泵120和220连接到电子控制器30并由电子控制器30控制，并且可以连续地、间歇地、按计划地或在选定的时间操作，诸如在分配循环之前短暂地操作。第一热水箱100和第二热水箱200还各自包括一个或多个减压阀或开口121/221，以防止其中任何压力积聚的可能性。

在使用中，分配器20的用户通过使用用户界面32，直接抑或经由选择一种类型的茶（其理想的水温是预先编程的并且服务尺寸是预先编程的）到电子控制器30中，来选择水的期望分配温度和期望分配体积组合。在正常操作期间，第一热水箱100和第二热水箱200将已经充满水，该水通常维持在一致且已知的温度，以使两者的任何混合物一致且可预测。电子控制器30包含使用第一和第二水箱100和200中的水的体积的温度（由温度传感器108和208确定）来执行计算的逻辑，以计算需要从第一和第二热水箱中的每一者分配的水的精确体积，以输送处于期望的温度的期望体积的热水。

一旦电子控制器30确定了来自第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者所需的水的体积，电子控制器30可以首先可控地操作第一水泵114和第二水泵214以及第一输出阀116和第二输出阀216，以从第一和第二热水箱100/200分配适当体积的水。然而，可以利用任何合适的测量分配的体积的方法，在图示的实施例中，第一和第二热水出口管112/212中的每一者在其中都包括流量计118/218，该流量计准确地确定从第一热水箱100或第二热水箱200中的每一者分配的水的体积。从每个热水出口管112和212输出的水混合在一起，以在公共腔室38中形成一个混合体积，然后从排水管线40分配出来并被分配到定位在分配器20的底部部分26内的容器中。分配器20输出的热水的全部体积在被分配之前不会结合到分配器20的腔室中，从而减小了机器的尺寸。

为了检测当热水沿热水出口管112和212向下流动时由热量损失引起的温度变化，分配器20还可以包括辅助温度传感器122和222，辅助温度传感器122和222被定位成以便确定热水出口管112和212中的水温。在这种形式中，分配器20还包括分别紧密接近热水出口管112和212定位的管道加热元件124和224。辅助温度传感器122和222向电子控制器30提供电信号，电子控制器30利用那些信号来控制管道加热元件124和224的操作，以便向离开热水出口管112/222中的一者或多者的热水提供小的温度提升。替代地或附加地，管道加热元件124和224可以在分配循环之前被激活，以便预热热水出口管112/212，从而最小化来自被分配的水的热损失。在某些情况下，由辅助温度传感器122和222感测的温度可以使电子控制器30在分配循环期间改变被快速分配的水的比率，以便更精确地达到期望的温度。

在每个分配循环结束时，分配器20清洗残留在第一热水出口管112和第二热水出口管212内的任何水。这种清洗确保没有来自先前分配循环的水（所述水可能已经取决于经过的时间而显著冷却）被分配作为下一个循环的一部分，从而将分配的热水的实际温度降低到期望温度以下。这可以通过在连接到排水管线的每个热水出口管112/212上使用排水阀126/226来实现，或者水可以再循环到第一或第二水箱100/200中的一者中。

给定将热水维持在略低于沸点的温度的期望，分配器20可以包括高度计或气压计42，其准确地读取分配器20的高度或大气压力。在替代形式中，可以利用全球定位系统（GPS）装置。这些装置中的任一者都可以用来确定在分配器20的位置处将会经历的水的实际沸点。在一种形式中，高度计或气压计42在分配器20启动时提供环境信息或更周期性地向电子控制器30提供该环境信息，电子控制器30可以相应地升高或降低其一个或多个热水箱中的温度。当接近海平面时，这种动态调节使得分配器20能够在比其原本可能被编程的温度更高的温度下操作第一热水箱100和第二热水箱200中的一者或多者。另外，这种调节还确保当分配器20在高海拔下操作时以及在分配器20在高海拔下操作的情况下不会出现复杂情况。

在图示的形式中，茶分配器20的上部部分22包括多个可互换的茶贮存器44，每个茶贮存器44连接到可移除的分配机构46。上部部分22还包括呈转盘50形式的接收部分48，该接收部分48包括数个端口52，茶贮存器44及其相关联的分配机构46可以固定到端口52中。在一种形式中，当固定到接收部分48时，每个茶贮存器44形成圆柱形形状的相等部分。在图示的形式中，提供了六个茶贮存器44，但是应当理解，可以提供两个、四个、八个、十个、十二个或任何其他期望数量的茶贮存器。

在图示的实施例中，每个茶贮存器44包括中空的凹槽，该凹槽适合于储存茶以备随后分配。在一种形式中，每个茶贮存器44由吹塑塑料制成，但是在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他形式。每个茶贮存器44还包括可移除的分配机构46。在图示的实施例中，茶贮存器44还包括标准盖子45，其相对于茶贮存器30形成密封，并且进一步形成气密密封，以防止茶贮存器30的内容物与外部环境接触，从而在分配之前维持其新鲜度。盖子45可以是拧上的或卡扣配合的盖子和/或箔片或其他薄膜密封件。分配机构46安装到茶贮存器44的底座，并且当被正确定位在分配器44内并由电子控制器30致动时，分配机构46使用重力可控制地释放贮存器44的内容物。

每个分配机构46包括连接器54、搅拌器56、分配斜槽58和驱动螺杆60。连接器54可以是螺杆或卡扣配合连接，其被配置成连接到茶贮存器44的开口并与茶贮存器44的开口形成紧密密封。当连接到茶贮存器44时，分配机构46的搅拌器56向上延伸到茶贮存器44的内部中，并且使得能够在通过电子控制器30分配期间进行选择性和/或间歇操作。分配斜槽58包括连接到茶贮存器44内部的近端58A和远侧开口58B。在近端58A和分配器开口58B之间，可旋转安装的驱动螺杆或螺旋线圈60沿着分配器斜槽58的至少一部分长度设置在分配器斜槽58内。螺杆/线圈60可由一件或多件金属丝或其它合适的材料形成，或者替代地，可形成为由金属、塑料等制成的实心螺旋螺杆，以便具有更完全限定的叶片，与分配较大的松散材料相比，这在分配较细的粉末材料时可更有益。在优选的形式中，分配器斜槽58的直径在大约½”和2”之间，并且螺杆/线圈60的直径在3/8”和½”之间，且节距在¼”和3/8”之间。在进一步优选的形式中，分配器斜槽58的直径大约为1”，并且形成螺杆/线圈60的金属丝的直径在1/32”和1/16”之间。很像搅拌器56的螺杆/线圈60可以被电子控制器30选择性地接合和驱动。

分配机构46还可以包括密封件62，该密封件62仅在操作期间由凸轮64、线性致动器或其他合适的机构强制打开，以便维持贮存器44的气密密封，从而保护其内容物。如图所示，密封件62可以是铰接的门或翻板，其抵靠远侧开口58B关闭以建立密封。在一种形式中，密封件62由磁体66保持关闭，磁体66安装到密封件40，并将密封件40偏压抵靠在远侧开口38B上。

接收部分48的转盘50由马达68选择性地驱动，马达68由电子控制器30和传动带70控制，以便将期望的茶贮存器44定位在供给斜槽72上。供给斜槽72将茶从给定分配机构46的远侧开口58B引导至测量部分74。转盘50包括机械或光学反馈传感器76，其准确地确定转盘42的角度旋转，以确保电子控制器30可以将其（以及安装在其中的茶贮存器44）快速定位在期望的位置。

测量部分74包括料斗78，用于在电子控制器30的控制下接收从茶贮存器44的供给斜槽72分配的茶。根据这种形式，供给斜槽72是固定的圆柱形斜槽，其近端72A与茶分配器44的分配机构46的远侧开口58B对准，该分配机构46位于转盘50的适当位置中。当贮存器44内存在茶或某种其它材料时，茶或其它材料在分配机构的近端58A处被供给到分配器斜槽58中。当驱动螺杆/线圈60被电子控制器30激活时，它开始沿迫使存在于近端58A处的材料朝向远侧开口58B的方向转动。一旦材料到达远侧开口58B，它就被迫离开分配器斜槽58，通过供给斜槽72并进入料斗78中。料斗78安装到臂80的一端，然后臂80在其相对端处枢转地安装到茶分配器20的壳体的内部框架。臂80还包括集成应变仪82，该应变仪82适合于在接近实时的基础上电子地测量由分配机构46通过斜槽58和供给斜槽72分配并最终进入料斗78中的材料的质量，并将其测量结果报告给电子控制器30。这样，当电子控制器30确定预定量的材料已经被分配到料斗78中时，螺杆/线圈60的操作被停止。在另一种形式中，驱动螺杆/线圈60由电子控制器30以可变的速度操作，使得当仍然需要分配的材料量保持为高时，螺杆/线圈60以更高的速度操作，但是当料斗78中的材料量接近期望的量时，螺杆/线圈60的速度可以逐渐或离散地降低，以便向料斗78中提供尽可能接近期望量的分配材料。一旦期望量的茶已经被分配到料斗78中，臂80就被释放，并且料斗78的内容物被倾倒到漏斗84中，当等待贮存器定位在底部部分26中时，漏斗84引导料斗78的内容物离开中部部分24并向下进入指定区域中。应当理解，当需要散装茶分配时，可能需要料斗78的一个或多个分配和倾倒循环，以便获得大的期望体积。

在用户期望不同类型的茶的情况下，在用户输入这样指定之后，电子控制器40通过马达68和带70使转盘50旋转，以便将包含所选茶的茶贮存器30旋转到供给斜槽72上方的适当位置（如由传感器76确定的），并通过激活茶贮存器44的分配机构46开始分配循环。为了提供容纳在每个茶贮存器（诸如茶贮存器44）内的茶的类型，分配器20可以包括光学扫描仪86等，其能够读取每个茶贮存器30上的正确定位的标签、条形码、QR码88等。编码在其中或与代码相关联的信息可以是茶的类型、对于该茶来说理想的水温、合适的茶水比、服务尺寸信息以及最初包含在罐中的茶的总量。在另一种形式中，用户可以将这些信息中的一些或全部输入到电子控制器30中。然后，电子控制器30可以利用该信息向用户呈现用户界面32，并在需要时分配适量的茶和热水。

在一种形式中，底部部分26包括多个支腿90，支腿90将分配器22支撑在柜台、桌子等上。在一些情况下，支撑茶分配器20的1、2、3个或更多个支腿90可以能够由电子控制器30线性致动，以便使得分配器20能够自我调平，从而确保正确操作。底部部分26还可以包括泡制袋分配器92，以便使得用户能够快速且容易地取回泡制袋，用于将散茶分配到泡制袋中进行浸泡。泡制袋分配器可以储存方便的量的泡制袋/茶袋等，并且可以容易地可再填充。

应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用许多用户界面设计。提供了触摸屏用户界面32，其中为各种尺寸的饮料提供了数种用户可选选项。例如，用户界面32可以包括分别对应于8盎司、16盎司和20盎司饮料的逻辑按钮32A、32B和32C。另外，这些按钮中的一个或多个可以被编程为提供定制的尺寸，诸如12、18或20盎司。在另外的形式中，与这些按钮相关联的尺寸可以由用户定制，以便对应于用户喜欢的或者在菜单上可得到的茶的尺寸，诸如在餐馆或茶馆的情况下。另外，当在触摸屏中提供用户界面时，可以改变按钮以便显示当前编程的尺寸（诸如以盎司（或公制当量））、当前编程的水的体积、以及要与所选茶一起分配的水的当前温度等。此外，如果期望，可以定制一个或多个按钮以提供更大的体积，诸如茶壶或散装茶袋或贮存器（其中不需要水）的体积。

当选择按钮32A时，电子控制器30（如图1所示）被配置成操作茶分配器20来分配适合于提供8盎司的茶饮料以及8盎司处于与用于浸泡所选茶的理想温度相匹配的温度的热水的测量的茶量。考虑到制作一定体积的茶所需的茶量对所有类型的茶来说都是相当标准的（诸如每6盎司水2.5克的散叶茶），如果期望，用户界面可以保持相对简单。替代地，在茶包括其他成分的情况下（诸如印度拉茶），对应于各种按钮的重量可以根据转盘50当前针对其配置的茶的类型相应地增加。例如，在一种形式中，用户界面81可以接受关于数种预定类型的茶和期望体积的茶中的一者的输入。基于当前选择的茶，对于所选择的体积，分配的茶的量（诸如按重量计）可能不同于已经选择不同茶类型的情况。在另外的形式中，该信息可以由扫描仪86和所选贮存器44上的代码88提供给电子控制器30或链接到电子控制器30内。

图9图示了流程图，该流程图连同继续参考图1-8示出了根据本发明的一种形式的饮料选择和分配过程，其将用于说明图1的茶分配器可操作的方式。过程1500从步骤1510开始，在步骤1510中，茶分配器20接收足以使得分配器能够识别要分配的茶的类型和量以及要分配的水的量和温度的输入。出于示例性目的，这可以包括输入到用户界面（诸如，用户界面32）中的用户想要8盎司的印度拉茶或者用户想要16盎司的制作得比普通茶稍浓或稍淡的绿茶的指示。当然，由用户选择或指示的茶的类型必须是当前维持在茶贮存器44中的茶的类型，茶贮存器44安装在分配器20的转盘50内。另外，每种类型的茶都与电子控制器30内用于浸泡的理想水温相关联。该信息也可以被编码在一个或多个贮存器的QR码内，并基于其中编码的信息被下载。过程进行到步骤1520，其中茶分配器20的电子控制器30接收用户输入，并确定要分配的茶的类型和量（按重量计）以及要分配的水的体积和温度（如果有的话）。然后，在步骤1525中，电子控制器30然后通过旋转转盘50开始分配茶，使得存储所选类型茶的茶贮存器30处于适当的位置中。接下来，在步骤1530中，分配器20将应变仪82感知的值校准为零，以便准确测量添加到料斗78中的茶的量。然后，在步骤1540，电子控制器30旋转凸轮64，以便打开当前选择的茶贮存器44的密封件62，并且然后打开驱动搅拌器56和螺杆60的马达。此后不久，来自贮存器44的茶开始积聚在料斗78中。当这种情况发生时，在步骤1550中，应变仪82开始循环性地向电子控制器30报告指示分配到料斗78中的茶的重量的值。如果需要，螺杆60可以在返回正常操作之前选择性地反转短暂的时间，以便清除任何潜在的堵塞或阻塞。一旦电子控制器30确定分配到料斗78中的茶的重量正接近要分配的量的预定百分比（步骤1560），电子控制器30就降低驱动螺杆/线圈60的马达的速度，从而降低分配速率（步骤1570）。一旦电子控制器30确定所期望的重量的茶已经分配到料斗78中（步骤1580），电子控制器30在步骤1590中停用驱动搅拌器56和螺杆/线圈60的马达，并释放保持臂80的机构，从而将料斗78中的内容物向下倾倒到漏斗84中，并使其最终进入用户的等待贮存器中（步骤1600）。在一种形式中，电子控制器30可以反转马达的操作方向，以在相反的方向上短暂地转动驱动螺杆60，以便清理斜槽58的端部，从而为密封件62提供干净的接触表面。应当理解，当需要散装茶分配时，可能需要步骤1540-1590的一个或多个循环，以便获得大的期望体积。在另外的形式中，在步骤1600中，在茶分配器20可操作以分配茶之前，需要传感器来感测分配区域中的容器，诸如杯子等。应当理解，在一些形式中，搅拌器56可以仅在分配循环期间间歇操作，而不是连续操作。

现在茶水分配循环已经完成，下一步骤开始热水分配循环循环。应当理解，在仅分配热水的分配器的布置结构中，该过程可以省略一些或所有前述步骤。该循环在步骤1610开始，电子控制器30接收热水箱100的当前温度（如由温度传感器108报告）和热水箱200的温度（如由温度传感器208报告），以确定要从第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者分配的水的体积。在一种形式中，电子控制器还可以给管道加热元件124和224通电，以使第一热水出口管112和第二热水出口管212达到高温，以便最小化来自水的任何辐射热损失。在一种形式中，循环泵120和220可以连续操作，使得该温度读数可以立即获得。然而，在其他形式中，循环泵120和220可以仅循环性地运行，在这种情况下，电子控制器30将在读取水温之前在短暂地时间内启动循环泵120和220。在下一步骤中，步骤1620，电子控制器30利用期望的热水体积、期望的水温和在步骤1510中接收的温度来确定需要从第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者分配的水量，以便适当地分配处于选定的温度处的预定体积的水。例如，电子控制器30可确定需要从第二热水箱200分配10盎司的水，并且需要从第一热水箱100分配2盎司的水，以便最终分配处于180°F下的12盎司的水。一旦确定了这些体积，在步骤1630中，电子控制器30就激活第一水泵114并打开第一输出阀116，以开始从第一热水箱100分配热水。同时，或者以交错的方式，电子控制器30激活第二水泵214并打开第二输出阀216，以开始从第二热水箱200分配热水。在一种形式中，调节第一水泵114和第二水泵214的速度，使得分配期望体积的时间保持相对恒定，从而在整个分配循环中提供接近均匀的热水分布，并防止在任何给定时间处分配比所期望的更热或更冷的水。在步骤1630的分配期间，电子控制器30使用从流量计118和218接收的读数来监测从第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者分配的热水量。一旦从第一热水箱100分配了期望体积的热水，电子控制器30就关闭第一水泵114并关闭第一输出阀116（步骤1640）。另外，一旦从第二热水箱200分配了期望体积的热水，电子控制器30就关闭第二水泵214并关闭第二输出阀216（步骤1650）。在一种另外的形式中，为了安全，用户必须按下（或按下并保持）分配器20的用户界面上的按钮，以便允许热水的实际分配继续进行。电子控制器可以被预先编程，以在经由输出管130分配到期望的容器之前，调节可用于灌注管线的水量，因为最终些水在每个循环之后这被排出。在整个过程中，电子控制器30接收来自辅助温度传感器122和222的温度读数，以检测从第一和/或第二热水箱100和200分配的水温的任何变化（步骤1660）。在温度低于预期温度的情况下，电子控制器可以给一个或多个管道加热元件124和224通电，以在分配之前将水温增加少量（步骤1670）。再此之后，电子控制器30使用水位传感器110和210测量第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者中存在的水量，并且可以控制供水阀104和/或204来补充其中的水（步骤1680）。该过程在步骤1690结束。

在另外的形式中，电子控制器30连续监测由辅助温度传感器112和222报告的温度，并对来自第一热水箱100和第二水箱200的要分配的水体积进行调节，以调节在步骤1620期间进行的初始计算的参数的微小变化。

茶分配器20能够操作，由此仅提供测量的量的茶或处于指定温度处的指定体积的水。本领域技术人员应当立即理解，为了完成这两个操作，将从图1的过程中省略的步骤。

本领域技术人员应当理解，许多步骤可以同时发生或以不同的顺序发生，其中步骤之间的不同时间间隔也是可能的。在另外的形式中，电子控制器30可以执行多于一次的速度调节，以便快速分配茶和/或热水至期望量的某个百分比，并且然后经历几次速度降低，以便准确且快速地达到期望的重量。

还应当理解，上述方法可以适于与下面公开的分配器21一起使用。例如，再循环回路可用来代替循环泵，并且方向控制阀被用来在适当的时间下在分配和再循环模式之间进行选择。

在图10的设计视图中示出了茶分配器21的替代形式，其利用阀和再循环回路来代替茶分配器20的循环泵120和220。应当理解，茶分配器21的所有部件都与图1-8中关于茶分配器20的所示和所述部件相同，除非下文另有指示。

茶分配器21包括将水维持在第一高温的第一热水箱100和将水维持在高于第一温度的第二温度的第二热水箱200。在一种形式中，第一热水箱100的体积大于第二热水箱200。其他形式中，第二热水箱200的体积可以大于第一热水箱100，或者两者可以具有相同的尺寸。在另一种形式中，水箱100或200中的一者可以没有加热元件，并且利用室温水。

出于非限制性示例的目的，当茶分配器21用于茶时，第一热水箱100中的水被维持在160℉处或略高于/低于160℉，而第二热水箱200中的水被维持在212℉处或略低于212℉。通过以不同的比率混合来自第一和第二热水箱（分别为100和200）的水，分配器21可以以期望的温度并以期望的体积快速且准确地分配处于在160℉和212℉之间的任何温度的热水。

分配器21的每个水箱100/200包括供水入口102/202和受控供应阀104/204，通过该受控供应阀104/204可控制地供应额外的水，以便使用供水管线34（未示出）和供水入口36（也未示出）填充和/或补充箱。第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者还包括加热元件106/206。在其他形式中，只可以加热一个水箱。温度传感器108和208也位于第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者内，温度传感器108和208向电子控制器30（未示出）提供电信号，电子控制器30利用那些信号来控制加热元件106和206的操作，以便精确地维持第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者内的期望温度。第一热水箱100和第二热水箱200还包括水位传感器（未示出）。水位传感器向电子控制器30（未示出）提供电信号，电子控制器30利用那些信号来控制受控供应阀104和204的操作，以便在第一热水箱100和第二热水箱200中的每一者内维持期望体积的水。

第一热水箱100和第二热水箱200分别连接到第一和第二热水出口管112/212。第一热水出口管112和第二热水出口管212各自由第一/第二水泵114/214供给，第一/第二水泵114/214通过第一/第二输出阀116/216和第一/第二流量计118/218从相应的箱内供应水。在一些实施例中，可以省略这些水泵中的一个或多个，特别是在水箱处于室温的情况下，并且可以利用重力供给。第一水泵114和第二水泵214、第一输出阀116和第二输出阀216以及第一流量计118和第二流量计218各自与电子控制器30（未示出）电连通和/或由电子控制器30可控地操作。

水可以经由相应的第一或第二热水出口管112/212从第一热水箱100和第二热水箱200中的任一者或两者中释放出来以供分配。为了使用分配器21这样做，再循环阀123和223需要由电子控制器30（未示出）配置，以引导水沿着热水出口管112/212向下流动，从而经由水分配管线119/219进入公共腔室38中。在一种形式中，再循环阀123/223是用于根据期望从热水出口管112/212使热水的流转向的方向控制阀。然而，再循环阀123/223可以是任何其他类型的阀或阀的集合，其向电子控制器30提供期望的流量选择性控制。热水由第一/第二水泵114/214从热水箱100/200提供，热水通过第一流量计118和第二流量计218，流量计118和218分别测量和报告分配到第一热水出口管112和第二热水出口管212中的精确水量。热水从第一热水出口管112和第二热水出口管212被分配到公共腔室38中，在该公共腔室38中，热水在被分配出分配器21的排水管线40之前通过湍流被混合在一起。螺线管、阀等41可以作为排水管线40的一部分来提供，以防止分配循环之后的滴落。

根据该替代实施例，为了增加第一热水箱100和第二热水箱200以及分配器21的其余部分内的水温的一致性，分配器21可以利用再循环阀123/223，以便将来自第一/第二水泵114/214和第一和/或第二热水出口管112/212的热水流经由再循环回路125/225重新引导回到它们相应的热水箱100/200中。这种布置结构是有利的，因为它还使阀116/216、流量计118/218和热水出口管112/212内的水再循环。这减少和/或消除了水在分配循环后保持其温度并降至较低或甚至室温从而由于水的这种温度体积降低而导致分配器难以以期望的体积和温度分配热水的可能性。分配器21的这个循环循环可以由电子控制器30（未示出）控制，并且可以连续地、间歇地、按计划操作（只要分配循环没有发生），或者它可以在选定的时间处操作，诸如在分配循环之前短暂地操作。作为这些修改的结果，分配器21可以省略循环泵120/220、温度传感器122/222和水清洗阀126/226，因为它们不是必需的。在利用室温或更低温度的水的形式中，可省略一个再循环阀和回路，特别是在利用重力供给的情况下。

在另一个替代实施例中，分配器20或21的搅拌器56可通过快速和/或重复操作或由控制器30使用分配器20或21内的螺线管、马达或其他机构（诸如驱动或固定到转盘50或驱动螺杆60中适当位置的马达）来移除和/或补充。该操作在多个可互换的茶贮存器44中的一个或多个内产生振动，并将释放和阻塞或堵塞其中包含的材料。

虽然本发明已经在附图和前面的描述中进行了详细的说明和描述，但是这些说明和描述应该被认为本质上是说明性的，且不是限制性的，应该理解的是，仅已示出和描述了优选实施例，并且如在本文和/或下面的权利要求中描述的本发明的精神内的所有等同物、变化和修改都期望得到保护。因此，本发明的适当范围应该仅由权利要求的最广泛的解释来确定，以便涵盖所有这样的修改以及与附图中示出的和说明书中描述的那些等同物的所有关系。

Claims (24)

1.一种用于将处于指定温度处的指定体积的水分配到等待的用户容器中的分配器，包括：

用于从水源接收水的水管线；

用于储存处于第一预定温度的水的第一储存箱，所述第一储存箱具有用于接收水的第一入口、第一温度传感器、具有第一泵的第一出口和用于将所述第一储存箱内的水维持在第一预定温度处的第一加热器；

与所述第一储存箱分离的第二储存箱，用于储存处于不同于所述第一预定温度的第二温度的水，所述第二储存箱具有第二入口、第二温度传感器和具有第二泵的第二出口；

与所述第一出口流体连通的第一再循环阀，其中，所述第一再循环阀可操作以选择性地使来自所述第一出口的水在第一再循环回路或第一水分配管线之间转向，所述第一再循环回路将水返回到所述第一储存箱；

与所述第一水分配管线和连接到所述第二出口的第二水分配管线流体连通的水分配端口，其中，所述水分配端口被配置成将水从所述第一储存箱和所述第二储存箱分配到所述容器中；

第一流量计，其定位在所述第一出口和所述水分配端口之间、与来自所述第一储存箱的水流体连通；

第二流量计，其定位在所述第二出口和所述水分配端口之间、与来自所述第二储存箱的水流体连通；

电子控制器，其用于接收来自所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第一流量计和所述第二流量计的输入，并控制所述第一泵、所述第二泵和所述第一再循环阀，以便再循环所述第一储存箱和所述第二储存箱中的水，并随后通过所述水分配端口分配指定体积的水。

2.根据权利要求1所述的分配器，其中，所述第一预定温度高于所述第二温度。

3.根据权利要求2所述的分配器，其中，所述第一预定温度比所述第二温度高至少20华氏度。

4.根据权利要求2所述的分配器，其中，所述第一预定温度在202和212华氏度之间。

5.根据权利要求2所述的分配器，其中，所述指定温度高于所述第二温度并且低于所述第一预定温度。

6.根据权利要求1所述的分配器，其中，所述第二温度是室温。

7.根据权利要求1所述的分配器，其中，所述水源是加压供水管线。

8.根据权利要求1所述的分配器，还包括用于确定水的沸腾温度并调节所述第一预定温度的装置。

9.根据权利要求8所述的分配器，其中，用于确定水的沸腾温度和调节所述第一预定温度的装置包括气压计。

10.根据权利要求1所述的分配器，其中，所述第一出口进一步包括第一出口阀，并且所述第二出口进一步包括第二出口阀，其中，所述第一出口阀和所述第二出口阀中的每一者由所述电子控制器选择性地控制。

11.根据权利要求1所述的分配器，其中，所述第一泵和所述第二泵是变速泵。

12.根据权利要求1所述的分配器，其中，所述第一再循环阀包括两个或更多个不同的阀。

13.根据权利要求1所述的分配器，还包括由所述电子控制器控制以关闭所述水分配端口的分配阀。

14.根据权利要求1所述的分配器，其中，所述第二储存箱包括用于将所述第二储存箱内的水维持在第二温度处的第二加热器。

15.根据权利要求14所述的分配器，其中，所述第二温度高于90华氏度。

16.根据权利要求1所述的分配器，还包括连接到所述第一出口的第二再循环阀，其中，所述第二再循环阀可操作以选择性地将来自所述第二出口的水在第二再循环回路或第二水分配管线之间转向，所述第二再循环回路使水返回到所述第二储存箱，并且其中，所述第二再循环阀由所述电子控制器控制。

17.根据权利要求16所述的分配器，其中，所述第二再循环阀包括两个或更多个不同的阀。

18.根据权利要求1所述的分配器，其中，所述第一入口和所述第二入口中的至少一者与所述水管线流体连通。

19.一种操作分配器的方法，所述分配器具有第一储存箱和第二储存箱，以将处于指定温度处的指定体积的水分配到等待的用户容器中，所述方法包括：

通过电子地打开连接到加压供水管线的第一进水阀以及通过电子地打开连接到所述加压供水管线的第二进水阀来至少部分填充第一储存箱和第二储存箱；

使用第一加热器和第一泵、第一再循环阀和第一再循环回路加热并循环性地再循环所述第一储存箱中的水，直到第一温度传感器确定包含在所述第一储存箱中的水的温度处于第一预定温度；

使用第二加热器和第二泵、第二再循环阀和第二再循环回路加热并循环性地再循环所述第二储存箱中的水，直到第二温度传感器确定包含在所述第二储存箱中的水的温度处于第二预定温度；

使用由所述第一温度传感器和所述第二温度传感器报告的温度，电子地计算要从所述第一水箱（V₁）和第二水箱（V₂）分配的水的体积，以便将处于指定温度下的指定体积的水分配到等待的用户容器中；

电子地致动所述第一再循环阀，以将水从所述第一泵通过第一流量计转向到水分配端口；

操作所述第一泵并接收来自所述第一流量计的第一电信号，以将所述体积的水V₁从所述第一储存箱通过所述水分配端口分配并分配到所述用户容器中；

电子地致动所述第二再循环阀，以将水从所述第二泵通过第二流量计转向到水分配端口；以及

操作所述第二泵并接收来自所述第二流量计的第二电信号，以将所述体积的水V₂从所述第一储存箱通过所述水分配端口分配并分配到所述用户容器中。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述操作第一泵和所述操作第二泵至少部分地同时发生。

21.根据权利要求19所述的方法，其中，体积V₁和体积V₂加起来等于指定体积。

22.根据权利要求19所述的方法，进一步包括以下步骤：

在所述操作第一泵之前不久，使用所述第二泵、所述第二再循环阀和所述第二再循环回路再循环所述第二储存箱中的水。

23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括以下步骤：

在所述操作第一泵之前不久，使用所述第二泵、所述第二再循环阀和所述第二再循环回路再循环所述第一储存箱中的水。

24.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一再循环阀和所述第二再循环阀中的至少一者包括两个或更多个不同的阀。

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