CN1321052C - 具有自洁式喷嘴的流体分配装置以及清洁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有自洁式分配喷嘴的流体或饮料分配装置。该装置包括一设有一管道的体部，该管道具有与分配喷嘴相连的第一端部和用于与一流体入口管路相连的第二端部。该装置还包括一能在第一分配位置和第二清洁位置之间相对于该体部移动的收集器部件，在该第一分配位置内该喷嘴出口从收集器部件上释放，而在该第二清洁位置内该收集器部件放置在喷嘴出口的前面以收集从该出口流出的任何流体。
Description
技术领域
本发明总体上涉及分配流体尤其是饮料的装置。更具体地说，本发明涉及具有自洁式分配喷嘴的装置，该喷嘴尤其打算用在“后混合”型分配机上，以用于分配对微生物敏感的产品例如奶基饮料，这些产品能够阻塞分配喷嘴或者使得微生物可在喷嘴中生长。此外，本装置也能用于分配其它类型的饮料。
本发明还涉及一种清洁方法以及一种将分配喷嘴设置在预定温度的方法。
技术背景
后混合型饮料在位于快餐店内的饮料分配机中广泛使用。在这种分配机中，浓缩饮料或果汁与几份水混合，然后送到一个喷嘴以制出成品饮料供顾客享用。应当理解，出于卫生方面的明显原因，分配喷嘴必须定期清洁以防止细菌的积聚，这种积聚尤其可能发生在将浓缩物送至分配喷嘴的供应管路中。当被分配的饮料包括奶基产品时，这些问题益发重要，因为这些产品对细菌污染非常敏感，并且会迅速分解或变质成口味很差或不可食用的产品。
此外，在使用一定次数后，浓缩物的固体残渣会在喷嘴中聚集。除了改变被分配饮料的口味和/或质量外，这些聚集物也会妨碍液体的供应，或者甚至阻断喷嘴，从而降低或终止其分配能力。
为了克服这些问题，维护人员定期地拆卸、检查和清洁这些饮料分配喷嘴。这些维护操作的弊端在于：费用昂贵、需要分配器退出使用而暂时不工作，并且必须接触可能造成再次污染的部件。
一些制造商试图克服这些弊端，它们提出的分配机具有使喷嘴可被清洗和/或清洁的结构以避免对分配机进行人工维护。例如，可从美国专利Nos.4979527和5749494中找到示例。然而已经证明，迄今为止所提出的结构复杂并且昂贵，但却没有在清洁效率方面提供需要的改进。
这些饮料分配机通常具有的另外一个问题是关于在需要的温度分配热饮或冷饮，典型的热饮温度是在65和75℃之间。事实上，最初加热到大约90℃的水在流经供应管路、与25℃的饮料浓缩物混合和最后通过喷嘴后，从喷嘴分配出去时的温度通常小于55℃。在快餐店中，这样的温度通常不足以分配所谓的“热”饮，尤其是还要考虑到消费者寻找桌子和坐下所需的平均时间，在这段时间中饮料会继续冷却。当希望分配冷饮时也存在相似的问题，因为饮料会开始升温到室温。当单个的分配装置用来交替地分配热饮和冷饮时，问题变得更糟，因为一种饮料的温度会与另外一种的温度相平衡。因此，需要改进分配装置以便不再有这些问题和缺点。
发明内容
本发明通过提供一种用于分配流体例如饮料的流体分配装置而解决了现有技术中的问题。该装置包括一自洁式喷嘴组件，该组件具有简单和经济的结构，并且能对分配喷嘴进行有效的清洗和清洁(下文中以统一的术语“清洁”指称)。
这种流体分配装置具有诸多优点：它使饮料以最佳的卫生状况分配；使饮料以始终如一的口感质量分配；并且限制了当制备和分配热饮或冷饮时水与管道和喷嘴之间的热交换。
本发明具体涉及的流体分配装置包括：一具有出口的自洁式分配喷嘴；一具有外表面并设有一管道的体部，该管道具有与分配喷嘴相连的第一端部和能够接纳一流体入口管路的第二端部；一能在第一分配位置和第二清洁位置之间相对于体部移动的收集器部件(collector member)，在该第一分配位置内喷嘴出口从收集器部件上释放，在该第二清洁位置内收集器部件能够收集流出喷嘴出口的流体。
由于具有这些特征，可以获得结构简单的分配装置，尤其是其中的喷嘴不需要由专门人员拆卸以进行清洗和清洁。事实上，可以通过输入人工或自动化指令将喷嘴容易地送入清洁位置，以用于在每次饮料分配后或者以任何其它需要的频率进行自动清洗和清洁。
根据本发明的一优选实施例，收集器部件具有大致为套筒的形状，在该套筒内体部和分配喷嘴被引导以便沿轴向方向滑动。在清洁位置，套筒的内壁连同体部的外壁一起限定一清洁腔，分配喷嘴出口延伸至该清洁腔内。
由于具有这些特征，清洁液或清洗液(下文中以统一的术语“清洁液”指称)不仅能流入喷嘴而且能在喷嘴出口的周围流动，从而对其进行完全的清洗和清洁。尤其是该喷嘴能通过清洁液例如洗涤剂或苛性碱溶液的流动而被彻底地清洁。本发明的设置也使得喷嘴在操作期间能维持合格的卫生等级，即通过使热水或环境温度下的水流经管道以便物理性地冲洗掉微生物而防止微生物达到不卫生的程度。本发明的设置还可以通过酸性溶液或任何其它合适的去垢剂的流动来除去装置中的积垢。
另一方面，本发明也涉及一种用于清洁流体分配装置的分配喷嘴的方法，所述分配装置包括：分配喷嘴；一具有外表面并设有一管道的体部，该管道具有与分配喷嘴相连的第一端部和能够接纳一流体入口管路的第二端部；一能在第一分配位置和第二清洁位置之间相对于体部移动的收集器部件，在该第一分配位置内该喷嘴出口从收集器部件上释放，并且喷嘴最初位于该分配位置。该方法包括以下步骤：将喷嘴面向收集器部件放置；使清洁液或清洗液流过管道和喷嘴；在收集器部件中收集流出喷嘴的清洁液或清洗液；以及重新将喷嘴放回初始位置。
再一方面，本发明涉及一种用于设定流体分配机的分配喷嘴的温度的方法，所述流体分配机包括：分配喷嘴；一具有外表面并设有一管道的体部，该管道具有与分配喷嘴相连的第一端部和能够接纳一流体入口管路的第二端部；一能在第一分配位置和第二温度设定位置之间相对于体部移动的收集器部件，在该第一分配位置内喷嘴出口从收集器部件上释放，在该第二温度设定位置内收集器部件放置在喷嘴出口前面，并且喷嘴最初位于该分配位置。该方法包括以下步骤：将喷嘴面向收集器部件放置；使温度设定流体以确定的温度流过管道和喷嘴；在收集器部件中收集流出喷嘴的流体；然后将所述喷嘴重新放回初始位置。
由于具有这些特征，可以简单地通过少量分别处于高温或低温的流体的流动来设定分配喷嘴的温度，即对喷嘴进行预热或冷却，以使与要分配的饮料接触的喷嘴的表面温度尽可能接近需要的温度。然后，可以在合适的温度分配消费者需要的热饮。由于这种温度设定操作很迅速，因此能容易地形成饮料分配循环的一部分，从而能在每次分配饮料前预热或冷却喷嘴。
附图说明
通过下面对以非限制性示例给出的流体分配装置的一个优选实施例参照附图所进行的说明，可以看到本发明的其它特征和优点，其中：
图1是本发明的分配装置的一个实施例的透视图；
图2是图1所示分配装置处于分配位置时的纵向横截面图；以及
图3是图1所示分配装置处于清洁位置时的纵向横截面图。
具体实施方式
首先参考附图1，可以看到一种尤其用于饮料的包括一自洁式喷嘴的流体分配装置，用总的标号1表示。分配装置1尤其适于安装在后混合型饮料分配机上，该分配机使浓缩物例如咖啡、巧克力和/或奶基浓缩物等可以与热水或冷水混合，所形成的流质食品或饮料产品可以在随后需要时进行分配。当然，本发明的装置能用于任何类型的饮料分配机。
装置1包括一通过紧固装置6安装在一底板4上的分配喷嘴2，该紧固装置6可由如附图所示的两个托架6a、6b构成。装置1通过底板4而安装和固定在一分配机(未示出)内部。
再参考图2，喷嘴2包括一大致为圆柱形的体部8。体部8包括一中间区段8a和两个末端区段8b、8c，该末端区段的直径小于中间区段8a的直径。体部8设有一在体部8的中央纵向延伸的贯通管道10。管道10包括与喷嘴头12相连的第一端部和预定经由一管道(未示出)与一流体供应管路(亦未示出)相连的第二端部。在本示例中，喷嘴头12旋拧在体部8的区段8b的自由端上并且一连接件14固定在区段8c的自由端上。喷嘴头12包括一成直角弯曲的通道9，该通道9具有与管道10相连的第一部分9a和向外部开口并且其中旋入一圆锥体13的第二部分9b。圆锥体13与通道9的部分9b限定一环状的流体或饮料孔口18，该孔口的形状决定了流体射流的形状。在图2所示的示例中，该射流为虚线的锥面C的形状。连接件14因而限定一流体或饮料入口16，而该流体或饮料孔口18限定一流体或饮料出口。应当指出，将喷嘴头12旋拧在体部8上以及将圆锥体13旋拧在喷嘴头12内使得这些元件可以容易地更换，并使装置1有利地很灵活。尤其是，可以使装置1快速和容易地适应需要不同尺寸的饮料出口18或不同射流形状的饮料。
分配喷嘴2还包括一收集器部件20，该部件大致呈两端开口的圆柱套筒形。收集套筒20具有从一收缩的被截顶的前部区段20b延伸出的一圆柱形后部区段20a。套筒20固定在托架6a、6b上。在所示示例中，套筒20由两个通过多个螺钉22彼此连接的部件组成，该螺钉在所述套筒部件的壁的厚度内纵向延伸。体部8和喷嘴头12在套筒20内部沿轴向被引导并滑动。
更明确地说，体部8和喷嘴头12可以在图2所示的称为分配位置的第一位置和图3所示的称为清洁位置的第二位置之间相对于套筒20移动，在分配位置喷嘴头12从套筒20上释放，即喷嘴头位于套筒20外部以便能将饮料分配到容器R内，而在该清洁位置，套筒20的至少一部分放置在饮料出口18的前面以收集流出饮料出口的清洁液。
在该分配位置，喷嘴头12从套筒20的前部区段20b伸出，并且在图2中以粗线表示的经由管道10流过来的饮料B可以通过喷嘴头12的饮料出口18分配到设置在饮料出口18下方的容器R中。
在该清洁位置，套筒20的内壁24与体部8的外表面26一起限定一清洁腔，在该清洁腔内容纳喷嘴头12和尤其饮料出口18。腔28通过位于套筒20的内壁上的一排出孔口30与外部相通。根据具体的情况，排出孔口30或与污水系统相连，或与回收槽相连以便可以使清洁液经由一个槽和一个泵装置(未示出)返回到一封闭回路的循环中。分别为前部垫圈32和后部垫圈34的两个密封垫圈设置在饮料出口18和密封腔28两侧。
更明确地说，前部垫圈32由一密封接头组成，并设置在围绕套筒20的前部开口的被截顶区段20b的一前表面36和由设在喷嘴头12的前部的凸缘40限定的一互补表面(配合表面，complementary surface)38之间。应当指出，无论分配装置1处于分配位置或是清洁位置，凸缘40都位于套筒20外部。应当指出，前表面36和互补表面38优选为平面以确保在清洁位置时腔28的适当密封。后垫圈34由设置在套筒20的内壁24的圆筒形部分和体部8的中间区段8a之间的一密封接头组成。通常，前密封垫圈32是O形环式接头，而后密封垫圈34是唇形密封式接头。在清洁位置，移动体部8以使凸缘40紧靠在前表面36上，从而使腔28是水密的。
因此，在图3中以粗线表示的穿过管道10的清洁液Fr能流入喷嘴头12的管道10内，然后流入腔28和喷嘴头12周围，之后经由出口30流入污水系统或回收槽。
关于这点应当指出，选用的前垫圈32的直径小于后垫圈34的直径，以便在清洁腔28中的压力增加时产生压力差，该压力差用来将凸缘40压在套筒20的前表面上并提高水密性。
关于这点还应当指出，腔28的内部几何形状有利于在一个清洁周期后使清洁液完全排空。尤其是，与喷嘴12的出口18相对设置的清洁腔28的壁24a相对于水平线倾斜，以便流体沿排出孔口30的方向流动。
为了确保套筒20和体部8之间的相对移动，体部8与固定在底板4上的致动装置42相连接。
在所示的示例中，这些装置42由与一复位弹簧45相互作用的螺线管电磁致动器44组成。致动器44的杆46固定在体部8的区段8a上，并且复位弹簧45在体部8和致动器44之间围绕杆46设置。因此，响应于来自一控制电路(未示出)的控制信号，致动装置42使装置1可以被自动地带入其分配位置和清洁位置。更明确地说，在没有任何信号作用在致动器44上的情形下，不给螺线管通电，且复位弹簧45沿箭头F1的方向推动体部8，以将分配装置1带入图2所示的分配位置。当有信号作用在致动器44上时，螺线管被通电并沿箭头F2的方向拉动体部8，以将分配装置1带入图3所示的清洁位置。
当然，只要能使体部8相对于套筒20平移，任何其它类型的致动器都可以使用。举例来说，可以设想将电磁致动器44换成具有齿轮的驱动装置或者电致动器。
还应当指出，当分配饮料时，分配装置1可以有利地设置成使管道10相对于水平线倾斜，以促使管道内的饮料完全排放到位于喷嘴出口18下方的容器R中。当然，管道10的倾斜度使喷嘴头12的分配锥面C的轴线基本是竖直的以有利于恰当地填充容器R。
本发明的分配装置能在分配模式或清洁模式，以及温度设定模式下操作。这些操作模式将在下文中参考图2和图3进行说明。
图2中显示本发明的装置处于分配模式下。在该操作模式下，致动器44不通电，且弹簧45沿箭头F1的方向推动体部8，以使喷嘴头12的饮料出口18位于套筒20外部。来自供应管路的饮料从而流入管道，然后流入喷嘴12，之后被分配到设置在出口18下方的容器R中。
图3中显示本发明的装置处于清洁模式下。在该操作模式下，致动器44通电且致动器的杆46沿箭头F3的方向拉动体部8，以使凸缘40停靠在套筒20的前表面36上，从而封闭用于清洁操作的清洁腔28。在这一位置，流入管道10并经过分配喷嘴12的清洁液Fr充填腔28，并通过排出孔口30排空到污水系统或与泵相连的槽中以便随后再次循环。流入喷嘴并在腔28内完全包围喷嘴的清洁液Fr使得可以在不必拆卸喷嘴12的任何部件的情况下对其进行全面有效的清洁。清洁液优选地根据通过喷嘴分配的饮料的类型而选择。通常，对于奶基饮料，清洁液从以下一组溶液中选择：苛性苏打溶液、包括表面活性剂和分解蛋白质的成分的低泡餐具洗涤溶液、含氯或含碳酸溶液。这些清洁液也包含除垢剂如酸溶液。
从前面可以清楚地看出，本发明的分配装置1的分配喷嘴12可以简单地通过以下操作进行清洁：即放置喷嘴头12以使其出口18位于腔28内，使清洁液Fr流经管道10和喷嘴头12，在腔28内收集液体Fr，优选地使该液体在喷嘴头12周围流动。一旦这些操作完成，可将喷嘴12重新放回其分配位置以准备分配饮料。
应当指出，本发明的分配装置1能有利地用于将分配喷嘴设定在预定的温度，即，用于在分配饮料前预热或冷却喷嘴。为了做到这一点，将装置1放在一个与清洁位置相似的位置，然后使一种温度设定流体流入管道并流经喷嘴12。在这一位置，该流体填充腔28并在喷嘴头12周围流动，以便在该流体的温度高于喷嘴头12和管道10的温度以加热它们时，通过热传导向喷嘴头12和管道10传热，或者在该流体的温度低于喷嘴头12和管道10的温度以冷却它们时，通过热传导从喷嘴头12和管道10吸取热量。然后，将在腔28内流动的温度设定流体经由排出孔口30从腔28中排空，并将喷嘴12重新放回其分配位置以准备分配饮料。
由于喷嘴可以根据具体的情况预热或预冷，因此依据其彼此之间的相对温度而从管道10和喷嘴头向饮料的热量传递和相反的热量传递均受到限制，以便可以在几乎等于需要的分配温度的温度下分配饮料。照此，管道10和喷嘴头12可以由任何具有合适的机械特性的食品级材料制造。如果该材料具有弱传热特性(例如塑料)，则需要较少的预热或预冷以获得适当的产品分配温度。如果所选的材料具有与金属(例如不锈钢)相似的传热特性，则通过使温度调节流体流经喷嘴来预热或预冷就更加重要。优选地，如果希望预热喷嘴头12和管道10，则可以在其中循环水蒸汽。通常，蒸汽量在0.5和5ml之间就足以获得预热，以便将其温度将在65和75℃之间的饮料分配到由不锈钢制成的管道10和喷嘴头内。冷水也可流经管道10和喷嘴头12循环，以便在热饮之后分配的冷饮不会因为装置的热表面而导致温度升高。
应当指出，供给管道10和喷嘴头对所要分配的饮料和清洗液是通用的，以便简化装置1′的构造。
应该理解，可以在不脱离由所附的权利要求书限定的本发明的范围内对刚刚说明的装配装置(mounting device)进行其它变型和/或改造。尤其是在另一个实施例中，体部8可以是固定的，而收集器部件20是可移动的，或者体部8和收集器部件20都是可移动的。也可以设想一种简化的实施例，该实施例用包括与一出口通道相连的导流板的收集器部件来代替该套筒形收集器部件20，其中该出口通道与污水系统或一封闭回路相连。
Claims (21)
1.一种流体分配装置，包括：一具有一出口的自洁式分配喷嘴；一具有外表面并设有一管道的体部，该管道具有与该分配喷嘴相连的第一端部和能够接纳一流体入口管路的第二端部；一能在第一分配位置和第二清洁位置之间相对于该体部移动的收集器部件，在该第一分配位置内该喷嘴出口从该收集器部件上释放，而在该第二清洁位置内该收集器部件与该体部一起形成一清洁腔以便通过收集流出该喷嘴出口的流体而清洁该喷嘴。
2.如权利要求1所述的分配装置，其特征在于：所述收集器部件包括一具有内壁的套筒，在该套筒内该体部和该分配喷嘴沿轴向方向被引导并滑动。
3.如权利要求2所述的分配装置，其特征在于：在所述清洁位置内，该套筒的内壁和该体部的外表面限定一清洁腔，并且该分配喷嘴出口延伸入该腔内以便该分配喷嘴的内表面和外表面都能被清洁。
4.如权利要求3所述的分配装置，其特征在于：所述清洁腔包括一设置在该套筒下壁上的排出孔口。
5.如权利要求3或4所述的分配装置，其特征在于：所述分配装置还包括两个设置在该分配喷嘴出口周围的密封垫圈，其中，在该清洁位置内，该清洁腔由该两个密封垫圈密封。
6.如权利要求2所述的分配装置，其特征在于：所述分配喷嘴包括一具有一凸缘的端部，不论该装置是处于该清洁位置或是该分配位置，该凸缘都延伸到该套筒外部。
7.如权利要求5所述的分配装置，其特征在于：所述密封垫圈之一由设置在该套筒的前表面和该凸缘之间的一密封接头形成。
8.如权利要求2所述的分配装置，其特征在于：所述套筒包括由一收缩的被截顶部分延伸出的一圆筒形部分，并且所述体部包括由第二区段延伸出的第一圆柱形的区段，该第二区段的直径小于该第一区段的直径，并且该第二区段至少部分地延伸到该被截顶的部分内。
9.如权利要求8所述的分配装置，其特征在于：所述密封垫圈之一由设置在该套筒的圆筒形部分的内壁和该体部的第一区段的外表面之间的一密封接头形成。
10.如权利要求4所述的分配装置，其特征在于：设置在该分配喷嘴出口对面的该清洁腔的壁朝该排出孔口倾斜。
11.如权利要求2所述的分配装置，其特征在于：所述套筒安装在固定在一底板上的固定托架上。
12.如权利要求11所述的分配装置，其特征在于：所述体部连接在固定在该底板上的致动装置上，并且该致动装置响应控制信号将该分配装置分别带入该分配位置和清洁位置。
13.如前述权利要求中任何一项所述的分配装置，其特征在于：所述管道相对于水平线倾斜。
14.如权利要求13所述的分配装置，其特征在于：所述分配喷嘴包括一流体分配锥面，并且该管道的倾斜使该锥面的轴线基本是竖直的。
15.一种用于清洁或清洗流体分配装置的分配喷嘴的方法，所述分配装置包括：该分配喷嘴；一具有外表面并设有一管道的体部，该管道具有与该分配喷嘴相连的第一端部和能够接纳一流体入口管路的第二端部；一能在第一分配位置和第二清洁位置之间相对于该体部移动的收集器部件，在该第一分配位置内该喷嘴出口从该收集器部件上释放，在该第二清洁位置内该收集器部件与该体部一起形成一清洁腔，并且该喷嘴最初位于该分配位置，该方法包括如下步骤：
将该喷嘴面向该收集器部件放置；
使清洁液或清洗液流过该管道、喷嘴并流入该清洁腔内；
在该收集器部件中收集流出该喷嘴的清洁液或清洗液；以及
重新将该喷嘴放回该初始位置。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于：该流动步骤包括通过泵装置使该清洁液流过该管道。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：该方法还包括在一封闭回路中循环该清洁液或清洗液。
18.如权利要求15、16或17中任何一项所述的方法，其特征在于：所述清洁液或清洗液选自苛性苏打溶液、任选地包括表面活性剂和分解蛋白质的物质的低泡餐具洗涤溶液、含氯溶液和含碳酸溶液。
19.一种用于设定流体分配机的分配喷嘴的温度的方法，所述流体分配机包括：该分配喷嘴；一具有外表面并设有一管道的体部，该管道具有与该分配喷嘴相连的第一端部和能够接纳一流体入口管路的第二端部；一能在第一分配位置和第二温度设定位置之间相对于该体部移动的收集器部件，在该第一分配位置内该喷嘴出口从该收集器部件上释放，在该第二温度设定位置内该收集器部件放置在该喷嘴出口的前面，并且该喷嘴最初位于该分配位置，该方法包括以下步骤：
将该喷嘴面向该收集器部件放置；
使温度设定流体以确定的温度流过该管道和喷嘴；和
在该收集器部件中收集从该喷嘴流出的流体；以及
将所述喷嘴重新放回该初始位置。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于：所述温度设置流体是蒸汽或热水。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于：所述温度设定流体是蒸汽，并且其数量在约0.5和5ml之间。
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