ES2289577T3 - Distribuidor de liquido y bolsa flexible asociada. - Google Patents
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Abstract
Recipiente flexible (9) para distribuir cantidades dosificadas de material fluido, comprendiendo el recipiente: una primera hoja flexible (55, 655); una segunda hoja flexible (57, 657) al menos parcialmente opuesta a la primera hoja de manera que las hojas primera y segunda definen como mínimo una célula (69) que puede contener el material fluido, pudiendo las hojas primera y segunda acercarse y alejarse entre sí a fin de poder utilizarlas para aspirar material fluido en la célula y descargar material fluido de la célula; un colector (95, 495, 695) situado entre las hojas primera y segunda para hacer pasar el material fluido al interior del recipiente, incluyendo el colector una estructura de orificio que se extiende hasta el interior de dicha célula y definiendo un orificio (101) que proporciona comunicación fluida entre la célula y el colector, caracterizado porque la estructura de orificio es sustancialmente rígida para separar las hojas primera y segunda y mantener el orificio abierto.
Description
Distribuidor de líquido y bolsa flexible
asociada.
La presente invención se refiere en general a
recipientes flexibles para dispensar material fluido, a una máquina
expendedora de bebidas, a un sistema que comprende un recipiente
flexible y a un aparato de control de caudal.
A menudo se utilizan bombas en aplicaciones en
las que las superficies que se ponen en contacto con un material
fluido que se bombea, tienen que mantenerse limpias. Tales
materiales fluidos incluyen productos alimenticios, bebidas y
medicamentos en forma líquida, en polvo, mezclas pastosas,
dispersiones, sólidos en partículas u otros materiales fluidizables
que se pueden transportar a presión. Por ejemplo, cuando el producto
fluido es un aditivo alimenticio para un producto alimenticio, es
imprescindible que las superficies que se ponen en contacto con el
material se mantengan asépticas. Por tanto, las partes de la bomba
que se ponen en contacto con los alimentos se hacen con materiales
(por ejemplo, acero inoxidable) altamente resistentes a la corrosión
y que se pueden limpiar.
Se conoce aislar el material de la bomba
haciendo que la bomba actúe sobre una bolsa flexible que contiene
el material fluido, en vez de sobre el mismo material fluido.
Existen muchos ejemplos en el contexto de la distribución de
medicamentos. Las solicitudes de las patentes U.S 09/909.422 en
trámite y de titularidad compartida presentada el 17 de julio de
2001, 09/978.649 presentada el 16 de octubre de 2001 y 10/351.006
presentada el 24 de enero de 2003, describen bombas de este tipo
normal e ilustran aplicaciones en la manipulación de alimentos y
productos que no sean médicos. El uso de bombas de este tipo normal
también es conveniente, incluso aunque no sea necesario mantener
condiciones asépticas. Un recipiente flexible según el preámbulo de
la reivindicación 1 se describe en la US 2003/0017056 A1.
La aplicación de bombas del tipo mencionado
fuera del campo de la medicina, a menudo requiere caudales más
altos. Los caudales pueden producir efectos de movimiento de fluido
que actúan sobre la bolsa flexible en modos que perjudican su
funcionamiento. Por ejemplo, el material de la bolsa puede tender a
plegarse debido a caídas de presión producidas por caudales de
fluido rápidos. Es conveniente poder manipular de diferentes formas
el material fluido en la bolsa flexible, por ejemplo, mezclar dos
materiales componentes. La manipulación de este material fluido de
este modo requiere valvulería que funcione sin contacto directo con
el material fluido. Si el material fluido es líquido que contiene
materia en partículas, la materia en partículas puede hacer que una
válvula no llegue a su posición completamente cerrada, produciéndose
escapes por la válvula. Un ejemplo de tal material fluido que
contiene materia en partículas es zumo de naranja que contenga
pulpa. Cada zumo tiene un tamaño de pulpa diferente, lo que
representa diferentes problemas a la hora de hermetizar. Es
conveniente proporcionar trayectorias que puedan cerrarse
herméticamente de manera selectiva para bloquear la circulación,
pero que no sean tortuosas ni afecten a la circulación en la
condición de libre circulación abierta. Además, las bombas de este
tipo normal usan bombas de vacío y de presión para aplicar vacío y
presión positiva a la bolsa flexible a fin de estimular la
circulación de material fluido. En muchos contextos, es menos
conveniente emplear bombas de vacío y bombas de presión ya que éstas
requieren espacio y pueden generar ruido desagradable.
En una aplicación, la bolsa flexible puede
contener un concentrado diluido en agua (u otro diluyente) añadido
al concentrado. Si se va a suministrar otro fluido a la bolsa
flexible en uso, se necesita una conexión. Las piezas de ajuste para
hacer tales conexiones requieren una estructura adicional y tiempo
extra para hacer la conexión. Además, es imprescindible que las
conexiones no tengan fugas al conectarlas o desconectarlas. Los
diferentes concentrados requieren diferentes razones de disolución.
De manera convencional, los cambios de razones de disolución se
consiguen aplicando una bomba a un tipo determinado de concentrado o
alterando físicamente la bomba.
En un aspecto de la presente invención, un
recipiente flexible comprende: una primera hoja flexible y una
segunda hoja flexible al menos parcialmente opuesta a la primera
hoja de manera que las hojas primera y segunda definen como mínimo
una célula que puede contener el material fluido. El recipiente
flexible comprende también un colector situado entre las hojas
primera y segunda para hacer pasar el material fluido al interior
del recipiente, incluyendo el colector una estructura de orificio
que se extiende hasta el interior de dicha célula y definiendo un
orificio que proporciona comunicación fluida entre la célula y el
colector, siendo la estructura de orificio sustancialmente
rígida.
En una realización de la presente invención, un
recipiente flexible sustancialmente como el que se describe en el
párrafo anterior se combina con un aparato de control de caudal para
controlar el caudal de un material fluido. Un cuerpo del aparato
está dimensionado y formado para recibir como mínimo una parte del
recipiente flexible. Un sistema de presión de fluido que puede
aplicar de manera selectiva una presión positiva y una depresión en
el recipiente flexible, puede deformar como mínimo una de las hojas
flexibles primera y segunda para desplazar material fluido al
interior del recipiente. La estructura de orificio del colector
mantiene el orificio abierto a medida que la presión de fluido
deforma el material flexible.
En otra realización de la presente invención, un
aparato de control de caudal controla el caudal de un material
fluido que contiene materia en partículas con una longitud máxima,
procedente de un recipiente flexible actuando sobre el recipiente.
El aparato de control de caudal comprende un cuerpo dimensionado y
formado para recibir como mínimo una parte del recipiente flexible
en su interior. Una válvula está dispuesta para moverse en
correspondencia con el cuerpo entre una posición abierta en la que
el material fluido puede circular por el interior del recipiente
flexible en una dirección que pasa el emplazamiento de la válvula y
una posición cerrada en la que se evita que circule material fluido
por el interior del recipiente flexible pasado el emplazamiento de
la válvula. La válvula incluye una punta acomodaticia adaptada para
deformarse elásticamente a fin de envolver al menos parcialmente y
cerrar herméticamente la materia en partículas que hay en el
material fluido para impedir que se pierda material fluido por la
válvula. La punta acomodaticia de la válvula se acopla en el
recipiente en la posición cerrada para detener el caudal de
material fluido y tiene una superficie obturadora dispuesta para
acoplarse con el recipiente flexible. La superficie obturadora tiene
una dimensión en la dirección del caudal mayor que la longitud
máxima de la materia en partículas.
En otra realización más de la presente
invención, un aparato de control de caudal para controlar el caudal
de un material fluido procedente de un recipiente actuando sobre el
recipiente comprende un cuerpo dimensionado y formado para recibir
como mínimo una parte del recipiente flexible en su interior. Una
válvula está dispuesta para moverse en correspondencia con el
cuerpo entre una posición abierta en la que el material fluido puede
circular por el interior del recipiente flexible en una dirección
que pasa el emplazamiento de la válvula y una posición cerrada en
la que se evita que circule material fluido por el interior del
recipiente flexible pasado el emplazamiento de la válvula. La
válvula incluye una punta de válvula para acoplarse en el recipiente
a fin de detener el caudal de material fluido pasada la punta de
válvula. La punta de válvula es alargada y está dispuesta de manera
que la extensión longitudinal de la punta de válvula es normalmente
perpendicular a la dirección de circulación del material fluido.
En otra realización de la presente invención, un
aparato de control de caudal para controlar el caudal de un
material fluido procedente de un recipiente actuando sobre el
recipiente comprende un cuerpo dimensionado y formado para recibir
como mínimo una parte del recipiente flexible en su interior, de
manera que en el recipiente flexible están definidos conductos para
el caudal de material fluido. Una válvula está dispuesta para
moverse en correspondencia con el cuerpo entre una posición abierta
en la que el material fluido puede circular por el interior del
recipiente flexible en una dirección que pase el emplazamiento de la
válvula y una posición cerrada en la que se evita que circule
material fluido por el interior del recipiente flexible pasado el
emplazamiento de la válvula. La válvula incluye una punta de
válvula para acoplarse en el recipiente a fin de detener el caudal
de material fluido pasada la válvula. Un asiento de válvula está
situado normalmente opuesto a la válvula para que la punta de
válvula funcione en contra en la posición cerrada de la válvula. El
asiento de válvula, la válvula y el cuerpo están dispuestos de
manera que la dirección del caudal es la misma a través del asiento
de válvula.
Aún en otra realización de la presente
invención, un recipiente flexible para distribuir desde el mismo
cantidades dosificadas de material fluido comprende unas hojas
flexibles primera y segunda. La segunda hoja flexible es al menos
parcialmente opuesta a la primera hoja de manera que las hojas
primera y segunda definen como mínimo una célula con un volumen para
contener una cantidad de material fluido. Un colector situado entre
las hojas primera y segunda y que define como mínimo un conducto
para transportar material fluido por el interior del recipiente
incluye un orificio que proporciona comunicación fluida entre la
célula y el colector. Al menos un asiento de válvula situado en el
conducto está dispuesto para recibir una parte deformada de una de
las hojas flexibles primera y segunda para cerrar el conducto y
bloquear el caudal a través del mismo.
En una realización de la presente invención, un
aparato de control de caudal para controlar el caudal de un
material fluido procedente de un recipiente comprende un armazón
para establecer el recipiente y un dispositivo de conexión en seco
para trasladar un material fluido al recipiente. El dispositivo de
conexión en seco está adaptado para perforar el recipiente al
acoplarse en el mismo a fin de establecer comunicación fluida con
el interior del recipiente. El dispositivo de conexión en seco se
desconecta automáticamente cuando se retira del recipiente a fin de
evitar que salga fluido del dispositivo de conexión en seco, y se
abre automáticamente al acoplarse en el recipiente y perforarlo
para permitir que salga fluido del dispositivo de conexión en seco y
se introduzca en el recipiente flexible.
En otra realización de la presente invención, un
recipiente flexible para distribuir desde el mismo cantidades
dosificadas de material fluido comprende unas hojas flexibles
primera y segunda. La segunda hoja flexible es al menos parcialmente
opuesta a la primera hoja de manera que las hojas primera y segunda
definen como mínimo una célula con un volumen para contener una
cantidad de material fluido. Un colector situado entre las hojas
primera y segunda para hacer pasar el material fluido al interior
del recipiente incluye un orificio que proporciona comunicación
fluida entre la célula y el colector. Un control de volumen está
dispuesto en la célula y ocupa una parte del volumen para controlar
el volumen de material fluido recibido en la célula.
Aún en otra realización, la presente invención
permite cambiar la concentración de un concentrado que está
presente en una mezcla de material fluido que distribuye una máquina
expendedora desde un recipiente flexible lleno previamente de
concentrado, instalando un primer recipiente flexible que tiene una
primera célula con un primer volumen de concentrado en un aparato
de control de caudal de la máquina expendedora de manera que la
primera célula sea recibida en una cámara de presión del aparato de
control de caudal. Una presión de fluido que varía de manera
selectiva se aplica en la primera célula que está en la cámara de
presión de manera que la primera célula se infla para arrastrar
concentrado hasta el interior de la primera célula y se desinfla
para descargar concentrado de la primera célula. El concentrado
descargado de la primera célula se diluye con una cantidad de
diluyente hasta obtener una primera concentración y después se
distribuye a la primera concentración. El primer recipiente
flexible se retira del aparato de control de caudal, y se instala un
segundo recipiente flexible que tiene una segunda célula con un
segundo volumen concentrado, en el aparato de control de caudal de
manera que la segunda célula es recibida en la cámara de presión.
Una presión de fluido que varía de manera selectiva se aplica en la
segunda célula que está en la cámara de presión de manera que la
segunda célula se infla para arrastrar concentrado hasta el interior
de la segunda célula y se desinfla para descargar concentrado de la
segunda célula. El concentrado descargado de la segunda célula se
diluye con una cantidad de diluyente hasta obtener una segunda
concentración diferente de la primera, y se distribuye a la segunda
concentración.
Un primer recipiente flexible al que se le ha
introducido previamente un concentrado fluido para usar en un
aparato de control de caudal que puede actuar sobre el recipiente
flexible para distribuir material fluido que incluye el
concentrado, puede formarse uniendo operativamente entre sí y de
manera estanca las hojas primera y segunda de material flexible de
modo que al menos una primera célula quede definida entre las hojas
primera y segunda con un volumen que pueda recibir una primera
cantidad de concentrado para diluirlo hasta obtener una primera
concentración. Al menos una parte del primer recipiente flexible se
llena de concentrado. Un segundo recipiente flexible se forma
uniendo operativamente entre sí y de manera estanca unas hojas
tercera y cuarta de material flexible de modo que al menos una
segunda célula quede definida entre las hojas tercera y cuarta con
el primer volumen. La fase de formación incluye establecer un
control de volumen en la segunda célula para reducir el volumen que
puede recibir concentrado de manera que la segunda célula recibe una
segunda cantidad de concentrado para diluirlo hasta obtener una
segunda concentración más diluida que la primera concentración. Al
menos una parte del segundo recipiente flexible se llena de
concentrado.
Aún en otro aspecto de la presente invención, un
recipiente flexible para distribuir desde el mismo cantidades
dosificadas de material fluido comprende unas hojas flexibles
primera y segunda. Un armazón de recipiente define un espacio que
incluye una parte delantera abierta y una parte posterior abierta
normalmente alineada con la parte delantera abierta. La primera hoja
flexible está unida al armazón por la parte delantera abierta y la
segunda hoja flexible está unida al armazón por la parte posterior
abierta para encerrar el espacio, haciendo que el espacio pueda
contener material fluido. Las hojas flexibles primera y segunda se
pueden deformar para mover el material fluido hacia el interior del
espacio encerrado.
Se puede hacer un recipiente flexible formando
un armazón que defina un espacio con una parte delantera abierta y
una parte posterior abierta. Una primera hoja de material flexible
se une al armazón de manera que la primera hoja cubre la parte
delantera abierta. Una segunda hoja de material flexible se une al
armazón de manera que la segunda hoja cubre la parte posterior
abierta. Las hojas primera y segunda encierran el espacio para
contener en su interior un material fluido.
En otro aspecto de la presente invención, un
aparato de control de caudal para controlar el caudal de un material
fluido comprende un cuerpo dimensionado y formado para recibir como
mínimo una parte del recipiente flexible en su interior. El cuerpo
define como mínimo una zona para aislar fluídicamente el recipiente
flexible a fin de aplicarle presión de fluido. Un sistema de
presión de fluido que puede aplicar de manera selectiva presión
positiva y depresión en el recipiente flexible del cuerpo que está
como mínimo en esa zona puede deformar como mínimo una de las hojas
flexibles primera y segunda para desplazar material fluido al
interior del recipiente. El sistema de presión de fluido está
adaptado para distribuir, según se necesite, una presión de fluido
seleccionada libre de acumuladores de presión de fluido positiva o
negativa.
Otros aspectos de la presente invención se
refieren a un sistema que comprende un recipiente flexible y un
aparato de control de caudal; otros aspectos de la presente
invención se refieren a una máquina expendedora de bebidas que
comprende un recipiente flexible y un aparato de control de
caudal.
Otros objetos y características de la presente
invención son en parte obvios y en parte se describen a
continuación.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
máquina expendedora de zumo construida según los principios de la
presente invención.
La figura 2 es la perspectiva de la figura 1,
aunque con la puerta delantera del alojamiento de la máquina
expendedora retirada para mostrar el aparato de control de caudal de
la máquina expendedora.
La figura 3 es la perspectiva de la figura 2,
aunque con el aparato de control de caudal sacado del alojamiento de
la máquina expendedora.
La figura 4 es una perspectiva similar a la de
la figura 3, aunque muestra la máquina expendedora desde la
derecha.
La figura 5 es una vista en alzado de una bolsa
flexible desechable vista desde el lado izquierdo con la bolsa
orientada como en la figura 3.
La figura 6 es una vista en perspectiva
despiezada de la bolsa flexible.
La figura 7 es una vista en alzado frontal de un
colector de la bolsa flexible.
La figura 8 es una vista en alzado posterior del
colector.
La figura 9 es una vista en perspectiva del
colector.
La figura 10 es una sección tomada por el plano
que incluye la línea 10-10 de la figura 9 y muestra
un asiento de válvula del colector.
La figura 11 es una sección esquemática similar
a la de la figura 10 que ilustra una válvula en posición
abierta.
La figura 12 es una sección esquemática similar
a la de la figura 11, aunque ilustra una válvula en posición
cerrada.
La figura 13 es una vista en perspectiva
aumentada de la válvula que incluye su empujador de solenoide.
La figura 14 es una vista en perspectiva
aumentada de una cabeza de válvula con una punta de válvula separada
de la misma.
La figura 14A es una vista en perspectiva de
puntas de válvula con tres grosores diferentes.
La figura 14B es una sección esquemática tomada
como se indica por la línea 14A-14A de la figura 12
e ilustra el acoplamiento de la punta de válvula en el asiento de
válvula.
La figura 15 es una vista en alzado frontal de
un elemento de cuerpo fijo del aparato de control de caudal.
La figura 16 es una vista en alzado posterior
del mismo.
La figura 17 es una vista en alzado frontal de
un elemento de cuerpo pivotante del aparato de control de
caudal.
La figura 18 es una vista en alzado posterior
del mismo.
La figura 19 es una sección vertical del aparato
de control de caudal que incluye la bolsa flexible.
La figura 19A es una sección esquemática tomada
normalmente por la línea 19A-19A de la figura
19.
La figura 20 es un esquema eléctrico
simplificado del aparato de control de caudal.
La figura 21 es un circuito neumático
simplificado del aparato de control de caudal.
La figura 22 es un gráfico que ilustra el
funcionamiento del aparato de control de caudal en un modo de
distribución de volumen fijo.
La figura 23 es un gráfico que ilustra el
funcionamiento del aparato de control de caudal en un modo de
distribución de caudal continuo.
La figura 24 es una vista esquemática de un
circuito neumático del aparato de control de caudal de una segunda
realización que incluye cilindros de doble acción.
La figura 25 es un es un gráfico que ilustra el
funcionamiento del aparato de control de caudal de la segunda
realización.
La figura 26 es otra versión del aparato de
control de caudal de la segunda realización.
La figura 27 es aún otra versión del aparato de
control de caudal de la segunda realización.
La figura 28 es aún otra versión del aparato de
control de caudal de la segunda realización.
La figura 29 es una sección esquemática vertical
fragmentaria del elemento de cuerpo pivotante tomada normalmente
como se indica por la línea 29-29 de la figura 4 y
muestra un conector de lanzadera de conexión rápida.
Las figuras 30 a 32 son la sección de la figura
29, aunque ilustran fases de la conexión del conector de lanzadera
con la bolsa flexible de la figura 4.
La figura 33 es una vista en planta de otra
versión de un colector con un elemento de control de volumen.
La figura 34 es una sección transversal
fragmentaria del colector de la figura 33 incorporado en la bolsa
flexible.
La figura 35 es la sección fragmentaria de la
figura 34 que muestra la bolsa incorporada en un aparato de control
de caudal de la presente invención.
La figura 36 es una vista en perspectiva de un
recipiente flexible con un armazón.
La figura 37 es una sección tomada por el plano
que incluye la línea 37-37 de la figura 36.
La figura 38 y última es una vista en
perspectiva de una máquina expendedora de bebidas que puede usar el
recipiente flexible de la figura 36.
En todas las diversas vistas de los dibujos, los
caracteres de referencia correspondientes indican partes
correspondientes.
Refiriéndonos ahora a los dibujos y en concreto
a las figuras 1 a 4, se muestra una máquina expendedora de bebidas
1 que comprende un alojamiento o caja rectangular 3 que define un
compartimiento 5 que contiene un aparato de control de caudal 7
construido según los principios de la presente invención para
dispensar una bebida desde una bolsa flexible 9 accionada por el
aparato de control de caudal. Los números de referencia anteriores
designan su objeto en general. Un soporte 11 (que puede formar
parte integral de la caja 3) sostiene la caja en posición vertical
por encima del soporte proporcionando un espacio para colocar un
vaso C u otro recipiente adecuado debajo de una boquilla de salida
13 para recibir la bebida que se dispensa (por ejemplo zumo de
naranja). Aunque las realizaciones que se ilustran muestran la
invención en el contexto de una máquina expendedora de líquido
consumible, la invención también se puede usar para dispensar otros
líquidos no consumibles y material fluido, aunque no líquido. Uno
de tales usos que incluye líquidos no consumibles puede ser la
mezcla de pintura.
La caja 3 incluye una puerta frontal 15
abisagrada en el resto de la caja. La puerta frontal puede abrirse
para acceder al aparato de control de caudal 7 que está en el
interior de la caja 3. Para simplificar y aclarar la ilustración,
en las figuras 2 a 4 se ha retirado completamente la puerta frontal
15. Un botón 17 de la puerta frontal 15 está conectado a un
controlador (se describe después) para controlar la máquina
expendedora 1 a fin de dispensar la bebida en el vaso C cuando se
aprieta el botón. La máquina expendedora de bebidas 1 puede
funcionar para distribuir un volumen fijo de bebida cada vez que se
aprieta el botón 17, o para distribuir la bebida de manera continua
mientras se tiene apretado el botón. Naturalmente, se pueden emplear
palancas u otros tipos de dispositivos (no se muestran) para
accionar la máquina expendedora.
El aparato de control de caudal 7 está montado
en una guía de deslizamiento superior y en una guía de deslizamiento
inferior (se indican normalmente con los números 19 y 21,
respectivamente), ambas fijas en la caja 3 dentro del
compartimiento 5. Cada guía de deslizamiento 19, 21 incluye
secciones telescópicas 19A, 19B y 21A, 21B que permiten sacar el
aparato de control de caudal 7 del compartimiento 5 para llevar a
cabo operaciones de mantenimiento y reparación, como se muestra en
las figuras 3 y 4. Un armazón rectangular, que se indica normalmente
con el número 23, está conectado mediante pestillos a las secciones
de guía de deslizamiento externas 19B, 21B de las guías de
deslizamiento superior e inferior 19, 21 y forma la base para
conectar los otros componentes del aparato de control de caudal 7.
Un elemento de cuerpo 25 está unido al extremo inferior del cuerpo
23 y un elemento de cuerpo pivotante 27 está unido mediante
bisagras (se indican normalmente con el número 29, ver figura 19)
al elemento de cuerpo fijo para pivotar entre una posición de
funcionamiento cerrada (figura 3) y una posición de funcionamiento
abierta (figura 4). Un par de bloques en V 31 montados en un extremo
superior del elemento de cuerpo fijo 25 se extienden hacia fuera
desde el elemento de cuerpo fijo en la dirección del elemento de
cuerpo pivotante. Los bloques en V 31 determinan el emplazamiento de
la bolsa flexible y sujetan unos receptáculos de pestillo de
resorte 33 para recibir pestillos de resorte 35 de mecanismos de
cierre, se indican normalmente con el número 37, unidos al elemento
de cuerpo pivotante 27. Cada mecanismo de cierre 37 incluye una
base 39, una palanca 41 montada de manera pivotante en la base y
conectada al pestillo de resorte 35 para extender y retirar el
pestillo de resorte a fin de bloquear el elemento de cuerpo
pivotante 27 en la posición cerrada (figura 3), y desbloquear el
elemento de cuerpo pivotante para que gire hacia la posición
abierta (figura 4). El elemento de cuerpo fijo 25 también sujeta
ocho válvulas de solenoide (se indican normalmente con los símbolos
de referencia V1 a V8) que funcionan para controlar el caudal de
material fluido dentro de la bolsa flexible 9 cuando está
funcionando la máquina expendedora de bebidas 1 y válvulas de
control de presión de fluido (se indican normalmente con los
símbolos de referencia PV1 a PV4) utilizadas para aplicar vacío y
presiones positivas a la bolsa flexible. El funcionamiento de las
válvulas de solenoide V1 a V8 y las válvulas de control PV1 a PV4
se explica con más detalle a continuación. Las válvulas de solenoide
V1 a V8 y las válvulas de control PV1 a PV4 están encerradas en una
cubierta 47 unida de manera liberable al armazón 23. La cubierta se
muestra rota en la figura 3 de manera que se puede ver la
disposición interna de las válvulas de control PV1 a PV4. Las
válvulas de solenoide se muestran en la figura 16. El compartimiento
5 está refrigerado y la cubierta 47 protege las válvulas de
solenoide V1 a V8 y las válvulas de control PV1 a PV4 de la humedad
de condensación que hay en el compartimiento frío.
Las esquinas superiores del armazón 23 incluyen
unos vástagos 49 recibidos en aberturas 51 (ver figura 5) de
esquinas correspondientes de la bolsa flexible 9 para que la bolsa
cuelgue del armazón. Cada vástago 47 tiene unas ranuras 53 cerca de
sus extremos distales (ver figura 19) que reciben y determinan el
emplazamiento de la bolsa 9 axialmente con respecto a los vástagos.
La bolsa flexible se extiende hacia abajo desde los vástagos 47
entre los bloques en V 31 y hasta el espacio que hay entre el
elemento de cuerpo fijo 25 y el elemento de cuerpo pivotante 27
cuando están en la posición cerrada. Refiriéndonos ahora a las
figuras 5 y 6, la bolsa flexible 9 comprende una primera hoja 55 y
una segunda hoja 57. La bolsa flexible 9 se ve en la figura 5 desde
el lado que está orientado hacia el elemento de cuerpo fijo 25. Las
hojas primera y segunda 55, 57 tienen normalmente la misma forma y
tamaño y están superpuestas. Las hojas primera y segunda 55, 57 son
de un material de hoja flexible impermeable a líquidos y están
aseguradas de manera hermética entre sí en una juntura periférica
59 que rodea sus márgenes longitudinales para formar un sobre. Cada
hoja primera y segunda 55, 57 puede estar formada por una única
capa, aunque se prefiere una composición de varias capas de
material de hoja. Además, las hojas primera y segunda 55, 57 también
están unidas entre sí en el interior de la juntura periférica 59
para formar varias células diferentes, cada una capaz de contener su
propio volumen de líquido. Las diferentes células incluyen una
célula de embalse grande 61 en la parte superior de la bolsa
flexible 9 que contiene en la realización que se ilustra líquido
concentrado de zumo de naranja. La célula de embalse 61 está
definida en parte por la juntura periférica 59, aunque también por
una juntura transversal 63. También hay una célula dosificadora de
concentrado 65 definida por la juntura 67, una célula dosificadora
de agua 69 definida por la juntura 71, una primera célula mezcladora
73 definida por la juntura 75 y una segunda célula mezcladora 77
definida por la juntura 79. Se puede apreciar que las junturas 67,
71 de la célula dosificadora de concentrado y la célula dosificadora
de agua 69 coinciden en un punto pero separan las células.
La bolsa flexible 9 también incluye un par de
aberturas 83 que se extienden a través de toda la bolsa, y las
cuales permiten a unos posicionadores que están en los elementos de
cuerpo fijos y pivotantes 25, 27 acoplarse entre sí cuando los
elementos de cuerpo están cerrados. Un conducto ovalado 87 también
se extiende a través de la bolsa 9 y permite comunicación de
depresión al elemento de cuerpo pivotante 27 desde el elemento de
cuerpo fijo 25. La bolsa flexible 9 está formada con un par de
rebajos 89 alineados en lados lateralmente opuestos. Estos rebajos
89 están situados para coincidir con la "V" del bloque en V 31.
Un segundo par de rebajos 91 están situados en el borde inferior de
la bolsa para proporcionar espacio libre a unas bisagras 29 que
conectan entre sí los elementos de cuerpo fijos y pivotantes 25,
27.
Las hojas primera y segunda 55, 57 intercalan un
colector de plástico rígido (se indica normalmente con el número
95) entre ellas que define, junto con las hojas primera y segunda,
circuitos de fluido para líquido dentro de la bolsa flexible 9. El
colector 95 puede ser una pieza moldeada, aunque se pueden usar
otros materiales y métodos de construcción siempre que no nos
alejemos del objeto de la presente invención. La rigidez del
colector 95 es suficiente para mantener los circuitos abiertos bajo
las diferencias de presión experimentadas durante la circulación
relativamente rápida de líquido a través de los circuitos. Además,
el colector rígido 95 aísla la célula de embalse 61 de las células
dosificadoras 65, 69 y las células mezcladoras 73, 77 de manera que
se ve influenciado por las fuerzas que producen la expansión y
contracción de estas células en funcionamiento. Refiriéndonos a las
figuras 7 a 9, se puede ver que el colector 95 es un armazón de tipo
esqueleto, que define básicamente paredes laterales de circuitos de
fluido, aunque no las partes superiores e inferiores que están
definidas por las hojas primera y segunda 55, 57. Más en concreto,
el colector 95 incluye un elemento de armazón externo rectangular
97 que sostiene los demás elementos del colector.
Unos elementos triangulares 99 con lados
inclinados sobresalen hacia fuera desde el elemento de armazón
rectangular 97 cerca de sus bordes. Estos elementos triangulares 99
facilitan la unión de las hojas primera y segunda 55, 57 con el
colector 95, evitando un filo agudo donde las hojas primera y
segunda se encuentran con el colector a lo largo de sus bordes
laterales verticales. Unos tubos formados como parte del colector 95
proporcionan comunicación fluida entre el colector y las células
65, 67, 73, 77 formadas en la bolsa flexible 9. Los tubos incluyen
un tubo de célula dosificadora de agua 101, un tubo de célula
dosificadora de concentrado 103, un primer tubo de célula
mezcladora 105, un segundo un tubo de célula mezcladora 107 y un
tubo de salida 109. Estos tubos se forman con el material del
colector 95 y definen circuitos de fluido independientemente de las
hojas primera y segunda 55, 57. Los extremos externos de los tubos
101, 103, 105, 107, 109 se abren en sus respectivas células 69, 65,
73 y 77 y los tubos se extienden a través del elemento de armazón
rectangular 97 hasta el interior del colector 95. La célula de
embalse 61 es asistida por un canal de entrada 111 que sobresale
hacia fuera desde el elemento de armazón rectangular 97 y se abre en
la célula de embalse. Durante el transporte y antes de usar en la
máquina expendedora de bebidas 1, se puede utilizar una conexión de
pinza despegable de las hojas flexibles, o equivalente (no se
muestra) situada en la intersección de la célula de embalse 61 con
el canal de entrada 111 para retener el concentrado en la célula de
embalse. A diferencia de los tubos 101, etc., el canal de entrada
111 está abierto por un lado del colector 95 y utiliza la primera
hoja 55 para encerrar un circuito de fluido para líquido desde la
célula de embalse 61 por razones que se explican después. Todos los
tubos excepto el tubo de salida 109, y el canal de entrada 111
tienen alas 101A, 103A, 105A, 107A, 111A, que se inclinan en una
dirección radial hacia fuera desde el tubo. Estas alas proporcionan
unas superficies más grandes y homogéneas para unir las hojas
primera y segunda 55, 57 con los tubos 101, 103, 105, 107 y el canal
de entrada 111 a fin de facilitar una
conexión hermética que no se rompa debido a las fuerzas que sufre la bolsa flexible 9 durante su transporte y uso.
conexión hermética que no se rompa debido a las fuerzas que sufre la bolsa flexible 9 durante su transporte y uso.
El colector rígido 95 ofrece muchas ventajas.
Sin embargo, también es posible formar los circuitos de fluido de
otros modos. Por ejemplo, se pueden formar circuitos de fluido
haciendo exclusivamente cierres estancos (no se muestran) dentro de
la bolsa flexible 9 para definir conductos. Además, en vez de un
único colector rígido, se pueden usar tubos rígidos individuales u
otras piezas de sostén (no se muestran) en emplazamientos críticos
(por ejemplo, en las aberturas de las células 65, 69, 73, 77) de
conductos flexibles para mantenerlos abiertos. La presencia de los
tubos 101, 103, 105, 107 es particularmente útil cuando las células
65, 69, 73, 77 se someten cíclicamente a una presión de aire
positiva y negativa. Si no estuvieran los tubos 101, 103, 105, 107,
las células 65, 69, 73, 77 tenderían a ocluirse por donde entra y
sale el material fluido de la célula cuando se aplica cíclicamente
presión. En ese caso, las células 65, 69, 73, 77 no se llenarían ni
vaciarían de manera adecuada. Como alternativa, los conductos
podrían formarse con tubos individuales (no se muestran) cerrados
herméticamente entre las hojas 55, 57 de la bolsa flexible 9. Se
podrían formar ventanas de válvula entre tubos adyacentes formando
pequeñas cavidades en la bolsa 9 sellando las hojas 55, 57 de la
bolsa entre sí. Dos (o más) tubos alineados podrían abrirse en la
ventana de válvula. Después podrían actuar cabezas de válvula para
plegar (apretando) y soltar las ventanas a fin de evitar o permitir
el paso de líquido.
Unas aberturas de admisión de agua están
definidas por dos elementos de armazón normalmente circulares 115
que están en el lado izquierdo del colector 95 (en la orientación de
las figuras 8 y 9). Los elementos de armazón circulares 115
coinciden en parte con los elementos de armazón rectangulares 97.
Cada elemento de armazón circular 115 puede recibir un conducto de
admisión de agua (no se muestra) para suministrar agua, por ejemplo
de una tubería de agua potable pública, al colector 95. Se
proporcionan dos elementos de armazón circulares 115 de manera que
la tubería del agua puede unirse a cualquier lado de la bolsa
flexible 9. De ese modo, la bolsa no necesita ninguna orientación
determinada para funcionar. Un conducto (normalmente se indica con
el número 117) del colector 95 esta definido en gran parte por unos
elementos de armazón de pared internos primero y segundo (se
indican con los números 119 y 121, respectivamente) que se extienden
a lo largo del colector por el interior del elemento de armazón
rectangular 97. Los elementos de armazón de pared internos 119, 121
son opuestos entre sí y definen los lados del conducto 117. La
sujeción de las hojas primera y segunda 55, 57 encierra el conducto
en las partes superiores de los elementos de armazón de pared
internos 119, 121. En determinados emplazamientos, el colector 95
está formado con asientos de válvula (se indican normalmente con el
número 123) abiertos por el lado que cierra la primera hoja 55,
aunque cerrados por el lado adyacente a la segunda hoja 57. El
primer elemento de armazón de pared 119, 121 tiene una abertura
alineada con el canal de entrada de embalse 111 para que pase
concentrado líquido (es decir, concentrado de zumo de naranja) al
colector 95 y a otra abertura donde se cruzan dos bifurcaciones
117B, 117B del conducto. El segundo elemento de armazón de pared
interno 121 incluye cuatro bifurcaciones donde este segundo elemento
de armazón de pared interno se extiende hasta una intersección con
el elemento de armazón de pared rectangular 97. Estas bifurcaciones
están alineadas con los emplazamientos en los que los tubos 101,
103, 107 y 109 atraviesan el elemento de armazón rectangular para
que entre o salga líquido del colector 95.
Las dos bifurcaciones 117A, 117B del conducto
117 proporcionan una circulación separada a las células mezcladoras
primera y segunda 73, 77 desde las células dosificadoras 65, 69, y
desde las células mezcladoras al tubo de salida 109. Las
bifurcaciones se extienden desde una abertura del primer elemento de
armazón de pared interno 119 hasta el extremo derecho del colector
95 (en la orientación de las figuras 8 y 9). Una bifurcación (117B)
está definida por una prolongación de los elementos de armazón de
pared internos primero y segundo 119, 121 hacia el centro del
colector 95. La otra bifurcación 117A está definida por el primer
elemento de armazón de pared 119 y el interior del elemento de
armazón rectangular 97 de manera que la bifurcación se extiende por
la parte superior del colector 95, paralela a la bifurcación 117B.
La bifurcación 117B se abre en la primera célula mezcladora 73,
aunque no en la segunda célula mezcladora 77. La bifurcación 117A se
abre en la segunda célula mezcladora 77, aunque no en la primera
célula mezcladora 73. La bifurcación 117B se comunica con la
segunda célula mezcladora 77 mediante una de las aberturas del
segundo elemento de armazón de pared interior 121.
La bifurcación 117A se comunica con la segunda
célula mezcladora 77 mediante un elemento de canal (se indica
normalmente con el número 125). El elemento de canal 125 se extiende
desde la abertura del elemento de armazón rectangular 97 asociado
con el primer tubo de célula mezcladora 107, a través de la
bifurcación 117B hasta una tercera abertura del elemento de armazón
de pared interior 119 donde se abre en la bifurcación 117A. El
canal 125 se cierra desde la bifurcación 117B debido a la presencia
de una pared inferior 127 y dos paredes laterales 129 del canal. El
canal 125 está dividido en dos mediante una pieza de separación 131.
La pieza de separación 131 evita que la hoja 55 se pliegue en el
canal 125. El canal no tiene tanta profundidad como el grosor del
colector 95 o la altura de las paredes opuestas 119, 121. Por tanto,
el líquido que hay en la bifurcación 117B puede continuar pasando
por el canal 125 pasando por detrás del mismo (según se mira el
colector 95 en las figuras 8 y 9). Las dos bifurcaciones 117A, 117B
se unen de nuevo en un único conducto 117 adyacente al tubo de
salida 109 de manera que las dos células mezcladoras 73, 77
distribuyen el líquido mezclado al mismo sitio.
Los asientos de válvula 123 se usan para
controlar la dirección del caudal de líquido que circula por el
interior del colector 95. Toda la operación del aparato de control
de caudal 7, incluido el control de líquido por el interior del
colector 95, se describe con más detalle después. Los asientos de
válvula 123 están definidos en parte por unas secciones arqueadas
opuestas 135 que pueden estar formadas por el elemento de armazón
rectangular 97 y el primer elemento de armazón de pared interno
119, los elementos de armazón de pared internos primero y segundo
119, 121, o las secciones opuestas del canal de entrada de célula de
embalse 111. Cada par de secciones arqueadas opuestas define una
ventana de válvula. Todos los asientos de válvula 123 tienen
sustancialmente la misma estructura, y en la figura 10 se muestra
en sección un asiento de válvula ejemplar. El asiento de válvula
123 une entre sí el elemento de armazón de pared interno 119 y el
armazón rectangular 97 definiendo una bifurcación 117A de conducto
en un lado adyacente a la segunda hoja 57. El asiento de válvula 123
incluye una superficie obturadora 137 con forma de segmento
esférico. Unas rampas 139 se extienden desde el lado del colector
95 adyacente a la segunda hoja 57 hasta la superficie obturadora
137, facilitando la circulación de líquido hacia y desde la zona de
la superficie obturadora. Se puede apreciar que la superficie
obturadora 137 del asiento de válvula 123 proporciona una
superficie dura y rígida contra la misma para formar un cierre
estanco a fin de cerrar el conducto 117A en la zona del asiento de
válvula. El asiento de válvula 123 tiene un área en sección en la
zona de la superficie obturadora 137 que es más o menos la misma (y
no menor) que el área en sección del conducto 117A para facilitar
la circulación a través del asiento de válvula en el emplazamiento
donde la válvula deforma la primera hoja flexible 55 a fin de que se
acople en la superficie obturadora.
Las figuras 11 y 12 ilustran esquemáticamente un
vástago de válvula 143 y una cabeza de válvula 145 de una de las
válvulas de solenoide (V7) que se usa para cerrar de manera
selectiva la bifurcación 117A de conducto en los asientos de
válvula 123 que se ilustran en la figura 10. Hay una válvula de
solenoide (V1 a V8) por cada asiento de válvula 123, aunque se
pueden usar otras disposiciones (no se muestran) en donde una única
válvula de solenoide de servicio a más de un asiento de válvula. La
asociación de cada válvula de solenoide (V1 a V8) con su asiento de
válvula correspondiente 123 se indica esquemáticamente en la figura
5. Las válvulas de solenoide (V1 a V8) no se ilustran en la figura
5, únicamente su asociación con un asiento de válvula determinado
123. La cabeza de válvula 145 incluye una punta de válvula 147 unida
a la cabeza de válvula. Una superficie distal 149 de la punta de
válvula 147 se perfila en correspondencia con la forma de la
superficie obturadora 137 del asiento de válvula 123. La cabeza de
válvula 145 está separada del asiento de válvula 123 en la figura
11 de manera que la bifurcación 117A de conducto está despejada y
puede circular líquido libremente a través del conducto
sobrepasando el asiento de válvula. Para bloquear la circulación de
líquido a través del punto del conducto que coincide con el
emplazamiento del asiento de válvula 123, la válvula de solenoide V7
extiende el vástago de válvula 143 de manera que la punta de
válvula 147 se acopla en la primera hoja 55 y la deforma en la
ventana de asiento de válvula 135. La primera hoja 55 se comprime
firmemente contra la superficie obturadora 137 del asiento de
válvula 123 y se adapta sustancialmente a la superficie obturadora
con el área de superficie de la superficie distal 149 de la punta
de válvula 147 de manera que la parte deformada de la primera hoja
tapona el conducto, como se muestra en la figura 12. La punta de
válvula 147 se hace preferiblemente con un material elastomérico
que pueda deformarse elásticamente. Un ejemplo de tal material es
caucho de silicona con una dureza de entre 25 y 30 Shore A. Por lo
general, la dureza del material debe ser inferior a aproximadamente
55 Shore A, de preferencia inferior a 40 Shore A y más
preferiblemente inferior a 35 Shore A. Se pueden usar otros
materiales, por ejemplo poliuretano blando, caucho natural y un
elastómero termoplástico (por ejemplo, elastómero termoplástico
Hytrel® disponible en E. I. Du Pont de Nemours & Co. De
Wilmington, Delaware).
No es anormal que el líquido que circula por el
interior del colector 95 contenga materia en partículas, por
ejemplo, el zumo de naranja puede contener pulpa. Si un trozo de
pulpa quedase metido entre la primera hoja 55 y el asiento de
válvula 123, la primera hoja se separaría de la superficie
obturadora 137, lo que produciría un escape por el asiento de
válvula. Sin embargo, la punta de válvula 147 elásticamente
deformable de la presente invención puede autodeformarse y deformar
la primera hoja 55 alrededor de la pulpa (u otra materia en
partículas) que hay en el líquido de manera que la primera hoja es
empujada hacia abajo contra la superficie obturadora 137 alrededor
de la pulpa, envolviendo al menos en parte la punta y sellándola. De
este modo, el conducto 117A queda aún bloqueado a pesar de la
presencia de pulpa u otras partículas en el asiento de válvula 123.
Cuando la válvula de solenoide V7 se abre (es decir, hace que la
cabeza de válvula 145 y la punta 147 vuelvan a la posición de la
figura 11), la primera hoja 55 se comba elásticamente volviendo a su
posición original por encima de la superficie obturadora 137,
reabriendo el conducto por el asiento de válvula 123.
Refiriéndonos ahora a las figuras 13 y 14, cada
válvula de solenoide, incluida la válvula de solenoide V7, incluye
un cilindro 153 con una pestaña 155 en un extremo para usar en el
montaje del armazón 23 y el elemento de cuerpo fijo 25. El cilindro
153 recibe el vástago de válvula 143 inclinado hacia fuera desde el
cilindro a través de un muelle helicoidal 157 que se acopla en el
cilindro y la cabeza de válvula 145. Así, la posición normal o
desactivada de la válvula de solenoide V7 es para cerrar el conducto
117A mediante la fuerza del muelle 157. El cilindro 153 contiene un
dispositivo electromagnético adecuado que se puede accionar al
activar la válvula para arrastrar el asiento de válvula 143 hasta
el cilindro y para abrir el asiento de válvula 123 a fin de
transferir líquido a través del conducto 117A. La válvula de
solenoide V7 puede configurarse de manera diferente a la que se
muestra y se pueden usar otros tipos de válvula siempre que no nos
alejemos del objeto de la presente invención. Como se muestra en la
figura 14, la punta de válvula 147 comprende una pieza más o menos
en forma de media luna 159 de caucho de silicona y un par de
vástagos de unión 161. Los vástagos de unión son recibidos en
agujeros (no se muestran) de la cabeza de válvula 145 para asegurar
la punta de válvula 147 en la cabeza. La cabeza de válvula 145
incluye una ranura transversal 163 que recibe el margen extremo
interno de la pieza de caucho 159. Unas lenguas 165 sobresalen de la
cabeza 145 longitudinalmente con respecto a la válvula de solenoide
V7 por lados opuestos de la pieza de caucho 159 cuando es recibida
en la ranura 163. Las lenguas 165 tienen forma más o menos arqueada
en correspondencia con la forma de la superficie distal 149 de la
punta de válvula 147 para proporcionar soporte frente al movimiento
lateral de la punta de válvula en direcciones perpendiculares a las
superficies principales de la pieza 159.
La punta de válvula 147 se puede proporcionar
con diferentes grosores T, T' y T'' para facilitar la obturación a
diferentes tipos de material fluido con materia en partículas de
diferentes tamaños. La figura 14A muestra la punta de válvula 147
con puntas de válvula 147' y 147'', que tienen dimensiones de grosor
menores y mayores (T' y T'', respectivamente) que el grosor T de la
punta de válvula 147. Como ya se ha explicado, la punta de válvula
147 está hecha con un elastómero relativamente blando que hace que
la hoja 55 se adapte alrededor de cualquier materia en partículas
que esté presente en el material fluido de manera que se consiga
estanqueidad. Sin embargo, esta facultad no es suficiente para
asegurar que se pueda conseguir estanqueidad si la longitud de la
materia en partículas más larga es mayor que el grosor de la punta
de válvula 147. Refiriéndonos ahora a la figura 14B, se ilustra
materia en partículas en forma de pulpa P de zumo cerca y por debajo
de la punta de válvula 147. La mayor longitud L de pulpa P en un
tipo determinado de zumo se puede establecer mediante métodos
conocidos. La punta de válvula (147, 147', 147'') se selecciona
preferiblemente para que sea más gruesa que el trozo de pulpa P más
largo del zumo. Así, incluso el trozo más largo de pulpa P no puede
extenderse completamente por debajo de la punta de válvula 147. Se
puede apreciar que si un trozo de pulpa (no se muestra) pudiera
extenderse por el asiento de válvula 123, por debajo de la punta de
válvula 147, una distancia mayor que el grosor del asiento de
válvula, se produciría un escape. Incluso aunque la punta de válvula
147 pueda adaptarse a la hoja 55 alrededor de la pulpa, ésta no
podría envolverla completamente, dejando abierta la posibilidad de
que el zumo se desplace por debajo de la punta de válvula a lo largo
del trozo de pulpa.
Las válvulas de solenoide V1 a V8 se montan en
el armazón 23 y en el elemento de cuerpo fijo 25 con pares
correspondientes de pernos 169 que se introducen por unos agujeros
171 en las pestañas 155 de los cilindros 153, a través del armazón
y en el elemento de cuerpo fijo. Se puede apreciar con referencia a
la figura 16 que un par de válvulas de solenoide (V3 y V4), debido
a su orientación y a su cercanía entre sí, comparten una pestaña
155 que recibe tres pernos 169 para montar el par de válvulas. El
vástago de válvula 143 de cada válvula (V1 a V8) se extiende hasta
el elemento de cuerpo fijo 25 y la cabeza de válvula 145 está
situada en una de las aberturas correspondientes 173 que está
formada en la cara interna del elemento de cuerpo fijo (ver figura
15). Cada válvula de solenoide (por ejemplo, la válvula de solenoide
V7) puede funcionar para desplazar la punta de válvula 147 a través
de la abertura 173 a fin de deformar la primera hoja 55 para que se
acople en la superficie obturadora 137 del asiento de válvula
correspondiente 123 de la bolsa flexible 9 para ocluir el conducto
117 en el emplazamiento de esa válvula determinada, y para retirarla
de la abertura a fin de abrir el conducto. Se puede apreciar que en
funcionamiento, estas aberturas 173 están alineadas con asientos de
válvula correspondientes 123 del colector 95. Se proporciona una
abertura 175 en la cara interna del elemento de cuerpo fijo 15 para
introducir depresión en el elemento de cuerpo pivotante 27. La
abertura 175 está rodeada por una junta tórica 177 para acoplarse
de manera hermética con el elemento de cuerpo pivotante 27 a través
del conducto ovalado 87 de la bolsa flexible 9. Se proporcionan dos
cavidades 179 en el fondo del elemento de cuerpo fijo 25 para que
la bisagra 29 conecte el elemento de cuerpo pivotante 27 con el
elemento de cuerpo fijo. En cada cavidad 179 se pueden ver pasadores
de bisagra 181 usados para hacer la conexión.
Como se muestra en la figura 15, la cara interna
del elemento de cuerpo fijo 25 está formada por dos huecos más o
menos ovalados (o en forma de huevo) que se indican con los números
185 y 187, dimensionados y formados para recibir la primera célula
mezcladora 73 y la segunda célula mezcladora 77, respectivamente, de
la bolsa flexible 9. Un tercer hueco 189 está dimensionado para
recibir la célula dosificadora de concentrado 85, y un cuarto hueco
191 está dimensionado para recibir la célula dosificadora de agua
69. Cada uno de los huecos (185, 187, 189, 191) del elemento de
cuerpo fijo 25 tiene un agrupamiento de cuatro orificios pequeños en
cada hueco (el agrupamiento se indica normalmente con el número
195) y se usa para aplicar presión de fluido al hueco y a la célula
(73, 77, 65, 69) que se encuentra en su interior. Se pueden
proporcionar sensores (no se muestran) a una abertura (no se
muestra) de cada hueco 185, 187, 189, 191 del elemento de cuerpo
fijo 25 para determinar el estado de la célula correspondiente (65,
69, 73 y 77). Los dos primeros huecos 185, 187 están rodeados por
canales 197 que incluyen juntas tóricas correspondientes 198 para
cerrar herméticamente la bolsa flexible 9 cerca de la parte de las
células mezcladoras 73, 77 recibidas en el hueco. Los huecos
tercero y cuarto 189, 191 están rodeados por un único canal 197 y la
junta tórica 198 ya que la célula dosificadora de concentrado 65 y
la célula dosificadora de agua 69 se accionan conjuntamente en la
realización que se ilustra. De este modo, cada uno de los dos
primeros huecos 185, 187, y el tercero y el cuarto 189, 191 están
aislados en su propia zona de las otras zonas y del ambiente de
manera que la presión de fluido que se aplica en cada zona es
completamente independiente de la que se aplica en cualquier otra
zona. En la figura 15, sólo se muestran partes de las juntas tóricas
198 aunque éstas se extienden completamente alrededor de los canales
197.
Las válvulas de control de presión de fluido PV1
a PV4 (ver figura 3) se montan en la cara externa del elemento de
cuerpo fijo 25 a través de una abertura 199 (figura 16) del armazón
23. Las válvulas de control PV1 a PV4 no se muestran en la figura
16 por motivos de claridad. Hay una válvula de control (PV2 a PV4)
para cada una de las zonas aisladas mencionadas de la cara interna
del elemento de cuerpo fijo, y una válvula de control PV1 para la
aplicación de depresión en el elemento de cuerpo pivotante 27. Cada
válvula de control PV1 a PV4 está conectada a un conector de
entrada de alta presión 201, a un conector de entrada de baja
presión 203 y a un conector de entrada de depresión 205 que
atraviesan la cubierta 47 por su parte superior (ver figura 3). El
conector de entrada de alta presión 201 puede, por ejemplo,
distribuir aire comprimido a aproximadamente 2,76 bares (40 psi)
para activar el funcionamiento de las válvulas de control PV1 a PV4.
Las válvulas de control PV1 a PV4 también están conectadas a un
generador de energía eléctrica (no se muestra) para usar en la
operación de activación de las válvulas.
El conector de entrada de baja presión 23 puede,
por ejemplo, distribuir aire comprimido a aproximadamente 0,69
bares (10 psi) para aplicar presión a fin de intentar plegar las
células 65, 69, 73, 77 de la bolsa flexible 9. El conector de
depresión 205 puede, por ejemplo, distribuir depresión a - 0,48
bares (-7 psi) aproximadamente para expandir las células 65, 69,
73, 77 y también para sujetar la segunda hoja 57 de la bolsa
flexible 9 contra el elemento de cuerpo pivotante 27, como se
describe con más detalle después. Se pueden aplicar otras presiones
siempre que no nos alejemos del objeto de la presente invención.
También es posible aplicar presión y vacío en el lado de la bolsa
flexible 9 que está orientado hacia el elemento de cuerpo pivotante
27 siempre que esté dentro del objeto de la presente invención. Las
válvulas de control PV1 a PV4 funcionan de manera que se aplica
presión positiva o depresión en las células correspondientes 65, 69,
73, 77 a través de los orificios 195 del hueco del elemento de
cuerpo fijo 25 para plegar o expandir las células a fin de descargar
o arrastrar líquido de manera selectiva. La válvula de control PV1
se conecta al elemento de cuerpo fijo 25 mediante una pieza de
ajuste 202, la válvula de control PV2 se conecta mediante unas
piezas de ajuste 204A, 204B, la válvula de control PV3 se conecta
mediante una pieza de ajuste 206 y la válvula de control PV4 se
conecta mediante una pieza de ajuste 208. Las piezas de ajuste 202,
204A, 204B, 206, 208 se conectan haciendo que atraviesen el
elemento de cuerpo fijo 25 y (en el caso de la pieza de ajuste 202)
el elemento de cuerpo pivotante 27 hasta los huecos
correspondientes 185, 187, 189, 191, 211, 215, 217 para aplicar
presión positiva y depresión. Un elemento 212 que sobresale de la
cubierta 47 (figura 3) se proporciona para que haga conexión
eléctrica con las válvulas PV1 a PV4 y para descargar aire al medio
ambiente.
Refiriéndonos ahora a las figuras 17 y 18, el
elemento de cuerpo pivotante 27 incluye en su cara externa (figura
17) los mecanismos de cierre 37 ya descritos usados para asegurar el
elemento de cuerpo pivotante en el elemento de cuerpo fijo 25 en la
posición cerrada. Un conector de suelta rápida 209 puede liberar la
unión estanca al mismo de una manguera para tuberías de agua (no se
muestra) para suministrar agua (el líquido) al aparato de control
de caudal 7. El agua pasa del conector 209 a través de la cara
interna del elemento de cuerpo pivotante 27 a un conector de
lanzadera 210. El conector de lanzadera perfora la segunda hoja 57
de la bolsa flexible 9 cuando el elemento de cuerpo pivotante 27 se
cierra, y se sella con el elemento de armazón circular (entrada)
115 en el colector 95 (por ejemplo, mediante el acoplamiento de una
junta tórica en el elemento de armazón). Sin embargo, se tienen en
cuenta otras estructuras para hacer la conexión de agua, entre las
que se incluyen una conexión estrictamente manual. La cara interna
del elemento de cuerpo pivotante 27 tiene huecos (se indican con
los números 211, 213, respectivamente) para recibir mitades
correspondientes de las células mezcladoras 73, 77, un hueco 215
para recibir la mitad de la célula dosificadora de concentrado 64 y
un hueco 217 para recibir la mitad de la célula dosificadora de agua
69.
El funcionamiento del conector de lanzadera 210
se ilustra en detalle en las figuras 29 a 32. La figura 29 es una
vista en sección esquemática tomada normalmente como se indica con
la línea 29-29 de la figura 4, que muestra una
parte fragmentada del elemento de cuerpo pivotante 27 separado del
elemento de cuerpo fijo 25 (no se muestra en la figura 29) en la
posición abierta del elemento de cuerpo pivotante. El conector de
lanzadera 210 incluye una lanzadera 210A montada de manera
desplazable mediante un elemento de asiento 214 en una cavidad 216
del elemento de cuerpo pivotante 27. Unos tornillos 214A unen el
elemento de asiento 214 con elemento de cuerpo pivotante 27
normalmente en la cavidad. Una junta tórica 214B que rodea una parte
tubular del elemento de asiento 214 que está en el interior de la
cavidad 216 crea una junta hermética entre el elemento de asiento y
el elemento de cuerpo pivotante 27 en la cavidad para evitar que se
produzcan fugas de agua por el elemento de asiento. La lanzadera
210A es recibida por deslizamiento en la parte tubular del elemento
de asiento 214 y se inclina hacia fuera desde el elemento de
asiento y la cavidad 216 mediante un muelle helicoidal 218. La
lanzadera tiene un conducto interno 210B que se abre en el extremo
distal de la lanzadera 210A y tiene cuatro orificios radiales 210C
(tres de los cuales se muestran) cerca del extremo proximal del
conducto interno. La lanzadera 210A incluye también una primera
junta tórica 210D recibida alrededor de una parte central de la
lanzadera y evita que pase agua entre la lanzadera y el elemento de
asiento 214 que está en el interior la parte tubular del elemento
de asiento. Un muelle 218 normalmente inclina una segunda junta
tórica 210E situada en el extremo proximal de la lanzadera 210A
para acoplar el elemento obturador en el extremo interno de su
parte tubular a fin de evitar que entre agua en la parte tubular del
asiento. La segunda junta tórica 120E puede sacarse del elemento de
asiento 214, como se describe después. Se proporciona una tercera
junta tórica 210F para acoplar el elemento de asiento 214 y el
colector 95 en el elemento de armazón circular 115 para obtener una
junta hermética a fluidos como se explica con más detalle después.
Unas puntas afiladas 120G del extremo distal de la lanzadera 210A
que rodean el extremo abierto del conducto interno 210B son útiles
para perforar la hoja 57 de la bolsa flexible 9. La cavidad 216
tiene un orificio 216A para obtener comunicación de agua con la
manguera para tuberías de agua (no se muestra) unida al conector 209
(ver figura 17) del elemento de cuerpo pivotante 27 en la
cavidad.
Una vez colgada la bolsa flexible 9 en el
armazón 23, colocada entre los bloques en V 31 de manera que las
partes correspondientes de las células 65, 69, 73, 77 son recibidas
en los huecos 189, 191, 185, 187, (ver figura 5), el elemento de
cuerpo pivotante 27 puede elevarse de la posición que se muestra en
la figura 4 a la posición cerrada que se muestra en las figuras 2 y
3. La figura 30 ilustra esquemáticamente el conector de lanzadera a
medida que se acerca al elemento de cuerpo fijo (no se ilustra en la
figura 30) y a la bolsa flexible 9, aunque antes del acoplamiento.
El conector de lanzadera 210 normalmente se alinea con uno de los
elementos de armazón circulares 115 del colector 95 a medida que el
elemento de cuerpo pivotante 27 se acerca a la bolsa flexible 9 que
está dispuesta en el elemento de cuerpo fijo 25. Las puntas afiladas
210G de la lanzadera enganchan la hoja 57 de la bolsa flexible 9,
perforando la hoja por la parte que recubre el elemento de armazón
circular 115. La figura 31 ilustra la condición justo después de que
las puntas afiladas 210G enganchan y perforan la hoja 57 de la
bolsa flexible 9. La lanzadera 210A continúa después en la abertura
definida por el elemento de armazón circular 115 y se acopla en una
pared inferior 115A del elemento de armazón circular, y la tercera
junta tórica 210F acopla el colector 95 en el elemento de armazón
circular 115 y también el elemento de asiento 214, formando un
cierre estanco. A medida que el elemento de cuerpo pivotante 27
continúa hacia la posición cerrada, la lanzadera 210A se desliza
hacia atrás hasta la cavidad 216 haciendo frente al empuje del
muelle 218 de manera que la segunda junta tórica 210E se sale del
elemento de asiento, dejando expuestas las aberturas radiales 120C
al interior de la cavidad. La figura 32 ilustra el elemento de
cuerpo pivotante 27 una vez que ha alcanzado la posición cerrada.
Se deja que entre agua en el conducto interno 210B a través de los
orificios radiales 210C y que pase por la lanzadera 210A al colector
95 para diluir el concentrado.
Cuando el elemento de cuerpo pivotante 27 se
mueve de nuevo a la posición abierta una vez vaciado el concentrado
de la bolsa flexible 9, la lanzadera 210A puede cerrarse
automáticamente para cortar la corriente de agua. Más en concreto,
el muelle 218 retira la lanzadera 210A de la cavidad 216 cuando el
elemento de cuerpo pivotante 27 se retira de la bolsa flexible 9 de
manera que la segunda junta tórica 210E se asienta en el elemento de
asiento 214 para evitar que entre agua en el conducto interno 210D
a través de los orificios radiales 210C. De este modo, se corta el
agua automáticamente cuando el elemento de cuerpo pivotante 27 pasa
de la posición cerrada, que está cerca del elemento de cuerpo fijo
25, a la posición abierta. La lanzadera 210A se aparta del elemento
de armazón circular 115 del colector 95 debido al movimiento
continuo del elemento de cuerpo pivotante 27, proporcionando una
desconexión seca a la bolsa flexible 9.
Refiriéndonos a la figura 18, cada hueco de
célula mezcladora 211, 213 está rodeado por ranuras 219 que
contienen juntas tóricas correspondientes 220 adaptadas para
acoplarse de manera estanca en la bolsa flexible 9 a fin de aislar
un hueco de otro y del ambiente externo. Una única ranura 219 y
junta tórica 220 rodean una zona que incluye el hueco 215 para la
célula dosificadora de concentrado 65 y el hueco 217 para la célula
dosificadora de agua 69. La única junta tórica 220 aísla estos dos
huecos 215, 217 de los otros huecos 211, 213 y del ambiente
externo. En la figura 18, sólo se muestran partes fragmentarias de
las juntas tóricas 220, aunque se extienden por toda la longitud de
las ranuras 219. Un agrupamiento de cuatro orificios pequeños (el
agrupamiento que se indica normalmente con el número 221) en cada
hueco proporciona comunicación fluida para depresión a la mitad de
las células 73, 77, 65. 69 de los huecos 211, 213, 215, 217. Esta
depresión se comunica desde el elemento de cuerpo fijo 25 a través
de la abertura 175 de la cara interna del elemento de cuerpo fijo
que se acopla de manera estanca a través del conducto ovalado 87 de
la bolsa flexible 9 con la cara interna del elemento de cuerpo
pivotante 27 alrededor de una abertura (ver figura 4). La abertura
se comunica con los conductos internos que se indican normalmente
con el número 225 en el elemento de cuerpo pivotante 27 (ver figura
19) para comunicar la depresión a cada uno de los agrupamientos de
orificios 221.
La figura 19A ilustra esquemáticamente la
estructura ventajosa de las alas de tubo 103A del tubo 103 en el
aislamiento neumático de la zona incluidos los huecos 189, 191 del
elemento de cuerpo fijo 25 y los dos huecos 215, 217 del elemento
de cuerpo pivotante 27. La forma inclinada del ala 103A permite que
las juntas tóricas 198, 220 pasen gradualmente por el tubo 103 de
manera que las juntas tóricas mantienen contacto continuo con las
hojas primera y segunda correspondientes 55, 57 de la bolsa 9. Una
transición brusca por un tubo rígido (no se muestra) puede producir
un hueco entre los cierres estancos 198, 220 y su hoja
correspondiente 55, 57 dando esto como resultado un escape por la
zona aislada y una pérdida de presión positiva o depresión en la
zona. Las alas 101A, 105A, 107A de los otros tubos 101, 105, 107
facilitan un cierre hermético entre las juntas tóricas 198, 220 y
la bolsa flexible 9 de la misma forma que la descrita para el tubo
103. De este modo, se entiende que la zona que incluye los huecos
185 y 211, y la zona que incluye los huecos 187 y 213 se mantienen
de manera similar en aislamiento neumático.
Refiriéndonos de nuevo a la figura 19, las
cavidades 227 del margen angular del elemento de cuerpo pivotante
27 reciben bloques de bisagra 229 unidos de manera fija al elemento
de cuerpo pivotante y que sobresalen desde allí. Los bloques de
bisagra 229 se extienden hasta las cavidades 179 del margen angular
inferior del elemento de cuerpo fijo 25 donde se montan de manera
pivotante en el elemento de cuerpo fijo mediante pasadores de
bisagra 181. Esta disposición se ve mejor en la figura 19, que
ilustra los elementos de cuerpo pivotantes y fijos 25, 27 en una
posición cerrada. De este modo, el elemento de cuerpo pivotante 27
puede pivotar con respecto al elemento de cuerpo fijo 25 entre las
posiciones abierta y cerrada. Dos muescas circulares 226A y una
muesca alargada 226B (figura 18) están adaptadas para recibir unos
pasadores localizadores cónicos 228A y una lengüeta inclinada
alargada 228B (figura 15) para alinear los elementos de cuerpo fijos
y pivotantes 25, 27 cuando están cerrados. Las formas cónica e
inclinada de los pasadores 228A y la lengüeta 228B permiten que
éstos coincidan con las muescas correspondientes incluso aunque el
elemento de cuerpo pivotante 27 se mueva por un arco circular para
acoplarse con el elemento de cuerpo fijo 25.
Antes de describir otra realización, se describe
el funcionamiento normal de la primera realización. Refiriéndonos
en primer lugar a la figura 20, un controlador 233 (por ejemplo, un
controlador lógico programable) está conectado a las válvulas de
solenoide V1 a V8 (sólo se ilustran dos) para activar y desactivar
las válvulas según un programa de funcionamiento preestablecido. El
controlador 233 también está conectado a las válvulas de control
PV1 a PV4 (no se muestran en la figura 21). Las válvulas de control
PV1 a PV4 pueden controlarse mediante un controlador separado (no
se muestra) siempre que no nos alejemos del objeto de la presente
invención. El sistema neumático del aparato de control de caudal 7
incluye una bomba 235 para proporcionar presiones de fluido
superiores a la presión atmosférica. Un conducto de la bomba 235 se
extiende a través de una válvula de control 239 y sobrepasa un
sensor de presión 241 hasta un tanque 243. Otro conducto 245 que se
extiende desde el tanque 243 se divide en dos bifurcaciones (245A,
245B), teniendo cada una su propio regulador de presión 247. Las
bifurcaciones 245A, 245B se conectan después a las válvulas de
control PV1 a PV4 como ya se ha explicado. Una bomba de vacío 249
también está conectada a las válvulas de control PV1 a PV4 mediante
un conducto 251. En un ejemplo, la bomba 235 se acciona para
mantener la presión del tanque 243 a aproximadamente 3,45 bares (50
psi). Cuando el sensor de presión 241 detecta que la presión ha
alcanzado 3,45 bares (50 psi) o más, cierra la válvula 239. El
regulador de presión superior 247 del esquema puede accionarse para
controlar que la presión en la bifurcación 245A sea de
aproximadamente 2,76 bares (40 psi) y el regulador de presión
inferior puede accionarse para controlar que la presión en la
bifurcación 245B sea de aproximadamente 0,69 bares (10 psi). El
vacío que se suministra a la válvula de control PV1 a PV4 mediante
la bomba de vacío 249 puede ser de aproximadamente - 0,48 bares (-7
psi), como ya se ha explicado. La presión de 2,76 bares (40 psi) se
utiliza para accionar las válvulas de control PV1 a PV4 a fin de
cambiar entre la aplicación de presión positiva a los huecos 185,
187, 189, 191 del elemento de cuerpo fijo 25 y la aplicación de
depresión. En esta realización, se aplica una depresión continua a
las partes de las células 65, 69, 73, 77 formadas por la segunda
hoja 57 de la bolsa flexible 9. Estas partes de las células 65, 69,
73, 77 son recibidas en los huecos correspondientes 215, 217, 211,
213 del elemento de cuerpo pivotante 27.
Se puede envasar zumo de naranja en la bolsa
flexible 9 en un emplazamiento en condiciones asépticas (o
esterilizar después del envasado) y transportarlo con otras bolsas
flexibles a otro emplazamiento (por ejemplo, un restaurante o
cafetería) donde se encuentra la máquina expendedora de bebidas 1.
Se puede apreciar fácilmente que una bolsa flexible 9 puede
cambiarse por otra abriendo el elemento de cuerpo pivotante (figura
4), retirando la bolsa de los vástagos 49 y colgando una nueva en
los vástagos. La nueva bolsa flexible 9 se guía por los bloques en
V 31, y los rebajos 89 de los lados verticales de la bolsa se
colocan en línea con los bloques en V. El elemento de cuerpo
pivotante 27 se eleva hasta la posición cerrada y los pestillos de
resorte 35 encierran los receptáculos 33. La célula de embalse 61
está situada por encima de los elementos de cuerpo fijos y
pivotantes 25, 27. La célula dosificadora de concentrado 65, la
célula dosificadora de agua 69 y las células mezcladoras 73, 77 son
recibidas en los huecos 189/215, 191/217, 185/211, 187/213 de los
elementos de cuerpo fijos y pivotantes 25, 27. Una tubería de agua
está unida al conector de suelta rápida 209 que está en la cara
externa del elemento de cuerpo pivotante 27 y un conducto de salida
253 (figura 2) está conectado con el tubo de salida 109 que
desciende desde el colector 95. Todo el aparato de control de caudal
7 puede volver a la caja 3 plegando las secciones telescópicas 19A,
19B, 21A, 21B de las guías de deslizamiento 19, 21. Cualquier
conexión que se retire para permitir sacar el aparato de control de
caudal 7 de la caja 5 se puede volver a colocar en su lugar
original.
El controlador 233 puede accionar después
automáticamente el ciclo para eliminar cualquier cantidad de aire
que haya en las células mezcladoras 73, 77 o en las células
dosificadoras 65, 69 y se ceba el aparato de control de caudal 7.
Por ejemplo, todas las células mezcladoras 73, 77 y dosificadoras
65, 69 pueden plegarse en primer lugar para purgar el aire, que
sale por el tubo de salida. Las dos células dosificadoras 65, 69
pueden llenarse de agua que se suministra después a la primera
célula mezcladora 73. A continuación, las células dosificadoras 65,
69 se rellenan de agua a medida que el agua de la célula mezcladora
73 se descarga por el tubo de salida 109. La segunda célula
mezcladora 77 se rellena de agua que procede de las células
dosificadoras 65, 69. Esta vez, a medida que la segunda célula
mezcladora 77 descarga el agua por el tubo de salida 109, la célula
dosificadora de concentrado 65 se llena de concentrador de zumo de
naranja procedente de la célula de embalse 61, y la célula
dosificadora de agua 69 se llena de agua. El volumen combinado de
los huecos 189 y 215 que reciben la célula dosificadora 65, y el
volumen combinado de los huecos 191, 217 que reciben la célula
dosificadora de agua 69 en la posición cerrada de los elementos de
cuerpo fijos y pivotantes se seleccionan de manera que se obtenga
la dilución adecuada del concentrado de zumo de naranja. Las mismas
células dosificadoras 65, 69 se dimensionan lo suficientemente
grandes como para llenar sus volúmenes de contención
correspondientes. El volumen combinado total de los huecos 189,
215, 191, 217 puede ser de 113 gramos (cuatro onzas), y el volumen
de cada par de huecos 185/211 y 187/213, que pueden contener células
mezcladoras 73 y 77, respectivamente, puede ser de 113 gramos
(cuatro onzas). Para continuar con la operación de cebadura, los
contenidos de las células dosificadoras 665, 69 se bombean a la
primera célula mezcladora 73. No se agita ni el concentrado ni el
agua que hay en las células mezcladoras 73 ó 77. La turbulencia del
caudal de concentrado de zumo de naranja y agua cuando entra en las
células mezcladoras 73, 77 es suficiente para que se obtenga la
mezcla. Sin embargo, se puede usar una agitación adicional, tal
como aplicar cíclicamente presión positiva o depresión a la célula
mezcladora 73, 77 mientras contiene los líquidos. La célula
mezcladora 73 descarga la mezcla por el tubo de salida 109 a medida
que la célula dosificadora de concentrado 65 y la célula
dosificadora de agua 69 se rellenan de zumo de naranja y agua,
respectivamente. La segunda célula mezcladora 77 se llena después
de los contenidos de las células dosificadoras 65, 69. Las células
dosificadoras se rellenan y el aparato de control de caudal 7 está
listo para funcionar.
Refiriéndonos ahora a la figura 22, se muestra
un gráfico que indica el funcionamiento del aparato de control de
caudal 7 para distribuir un volumen fijo de líquido (por ejemplo 227
gramos (ocho onzas) de zumo de naranja diluido de concentrado) en
un único ciclo de seis segundos. La cantidad exacta de tiempo es un
ejemplo y puede ser otra que no sea seis segundos. El trazado para
la válvula de control PV1 representa la presión que se aplica en
los lados de las células mezcladoras 73, 77 y las células
dosificadoras 65, 69 que son recibidas en los huecos 211, 213, 215,
217 del elemento de cuerpo pivotante 27. Como ya se ha explicado, se
aplica una depresión constante durante el ciclo de manera que estas
mitades de células 73, 77, 65, 69 se mantienen de manera constante
en el elemento de cuerpo pivotante 27 en sus huecos correspondientes
211, 213, 215, 217. La válvula de control PV1 funciona para aplicar
depresión -0,48 bares (- 7 psi) en los huecos 211, 213, 215, 217
del elemento de cuerpo pivotante 27 o para descargar los huecos a la
atmósfera. El trazado para la válvula de control PV2 ilustra la
aplicación de presión en los huecos 189, 191 del elemento de cuerpo
fijo 25 que reciben la célula dosificadora de concentrado 65 y la
célula dosificadora de agua 69 respectivamente. Se puede apreciar
fácilmente que estas células 65, 69 se inflan y desinflan al mismo
tiempo mientras funciona el aparato de control de caudal 7. Los
trazados para las válvulas de control PV3 y PV4 representan el
pliegue y despliegue de las células mezcladoras 73, 77, cuando son
controladas por esas válvulas de control. Una línea en "0,69
bares" (+10psi) indica que se ha aplicado presión positiva (es
decir, la célula está desinflada) y una línea en "-0,48 bares"
(- 7 psi) indica que se ha aplicado vacío (es decir, la célula está
inflada). Las presiones exactas que se muestran son ilustrativas y
no limitativas. Para cada una de las válvulas de solenoide V1 a V8,
una línea horizontal en "1" quiere decir que la válvula está
abierta, dejando que circule líquido alrededor del asiento de
válvula 123, y una línea en "0" quiere decir que la válvula
está cerrada, bloqueando el caudal de líquido alrededor del asiento
de válvula. La condición de las células mezcladoras 73, 77 y las
células dosificadoras 65, 69 y las posiciones de las válvulas de
solenoide V1 a V8 en cualquier instante dado pueden verse
interpretando la línea vertical del gráfico.
La operación empieza apretando el botón 17 que
está en la parte externa de la máquina expendedora de bebidas 1
(figura 1) y el controlador 233 (figura 20) inicia la operación del
ciclo. Se aplica presión positiva a través de la válvula de control
PV4 y la célula mezcladora 77 es forzada para que se desinfle. La
válvula V8 se abre y la válvula V7 se cierra de manera que la
mezcla que se distribuyó previamente a la célula mezcladora 77
durante la operación de purga y cebadura descrita, se descarga en el
vaso C (figura 1). Al mismo tiempo, se aplica presión positiva, a
través de la válvula de control PV2, en las células dosificadoras
65, 69 descargándose los contenidos de ambas células (que se han
llenado en la operación de purga y cebadura) en el conducto 117 del
colector a través de sus tubos correspondientes 101, 103. La válvula
V1 se cierra con lo cual no pasa más agua al colector 95 y no se
produce reflujo en el sistema de agua. Las válvulas V2, V4 y V5 se
abren, mientras que las válvulas V7 y V7 se cierran y la célula
mezcladora se infla mediante la operación de PV3 de manera que los
contenidos de las células dosificadoras 65, 69 son recibidos por la
célula mezcladora. La válvula V3 se cierra, aislando la célula de
embalse 61 del colector 95. Esta condición se mantiene durante
aproximadamente 1,5 segundos.
Ahora es el momento para que la célula
mezcladora 73 descargue y las células dosificadoras 65, 69 se
rellenen de concentrado de zumo de naranja procedente de la célula
de embalse 61 y de agua procedente de la entrada de agua 115,
respectivamente. De este modo, se aplica presión positiva a través
de la válvula de control PV3 en la célula mezcladora, la válvula V6
se abre y la válvula V5 se cierra de manera que la mezcla de zumo de
naranja se descarga a través del tubo de salida 109. La presión
positiva permanece en la célula mezcladora 77 y la válvula V8
permanece abierta para descargar cualquier resto de líquido que
quede en la célula mezcladora. Se aplica depresión a través de PV2
para inflar las células dosificadoras 65, 69. Las válvulas V1 que
van a la tubería de agua y V3 que van a la célula de embalse 61 se
abren, mientras que las válvulas V4 y V2 se cierran, de manera que
la célula dosificadora de concentrado 65 se llena de zumo de naranja
concentrado procedente de la célula de embalse y la célula
dosificadora de agua 69 se llena de agua.
En el siguiente periodo de 1,5 segundos, se
aplica de nuevo presión a través de PV2 en las células dosificadoras
65, 69 y las válvulas V2, V4 y V7 se abren, mientras que las V5 y
V8 se cierran, de manera que el agua y el concentrado de zumo de
naranja se distribuyen a través de la bifurcación superior 117A del
conducto que va a la células mezcladora 77 en donde se aplica
depresión mediante PV4. Se continúa aplicando presión positiva a
través de PV3 en la célula mezcladora 73 y la válvula V6 permanece
abierta de manera que se puede descargar el resto del contenido de
la célula mezcladora. En el último periodo de 1,5 minutos, se
rellenan las células dosificadoras 65, 69. Se aplica depresión en
las células dosificadoras 65, 69 mediante PV2 y las válvulas V1 y
V3 se abren. Los 227 gramos (ocho onzas) completos se descargaron
previamente en el último periodo, con lo cual se mantiene la
depresión en la célula mezcladora mediante la válvula PV4. El
aparato de control de caudal 7 se prepara entonces para repetir el
ciclo la próxima vez que se apriete el botón 17.
El gráfico de la figura 23 ilustra la operación
de circulación continua del aparato de control de caudal 7, y
realiza la misma operación de purga y cebadura inicial descrita. La
operación se ilustra como un ciclo de repetición de cuatro
segundos. Las células dosificadoras 65, 69 se vacían y llenan cada
dos segundos, mientras que las células mezcladoras 73, 77 se llenan
durante dos segundos y se descargan durante dos segundos. Hay que
consultar la figura 23 para ver los detalles de si las válvulas de
solenoide V1 a V8 están abiertas o cerradas. Se puede apreciar que
los huecos 211, 213, 215, 217 del elemento de cuerpo pivotante 27 se
mantienen a presión ambiente en este ejemplo. El aparato de control
de caudal 7 funciona para administrar zumo de naranja de manera
continua siempre que el botón 17 se mantenga apretado.
Una parte del aparato de control de caudal 7' de
la segunda realización se ilustra esquemáticamente en la figura 24.
La estructura del aparato de control de caudal puede ser básicamente
idéntica a la del aparato de control de caudal 7 de la primera
realización excepto que la bomba 235 y las válvulas de control PV1 a
PV4 de la primera realización se sustituyen por tres cilindros,
designados con los números 257, 259 y 261, respectivamente. Los
cilindros 257, 259 y 261 (y los cilindros de las diferentes
versiones de la segunda realización) tienen la ventaja de que
pueden ajustarse en un volumen muy pequeño y funcionar
silenciosamente. Los cilindros 257, 259 y 261 están conectados en
un circuito cerrado neumático con un volumen que accionan los
cilindros. Además, los cilindros 257, 259 y 261 proporcionan un
funcionamiento sustancialmente instantáneo (es decir, una
aplicación instantánea de presión positiva y depresión) sin
necesitar un tanque de retención o acumulación (por ejemplo el
tanque 243 que se muestra en la figura 21). Cada uno de los
cilindros 257, 259 y 261 tiene una cabeza de pistón 263 que se
puede mover longitudinalmente por el cilindro. Unas líneas de
presión/vacío 265, 267, 269 se extienden entre cada cilindro 257,
259 y 261 y el elemento de cuerpo fijo 25 y actúan sobre cada una de
las células mezcladoras correspondiente 73, 77, o sobre ambas
células dosificadoras 65, 69.
Cada cilindro 257, 259 y 261 es básicamente un
sistema neumático cerrado. El movimiento de la cabeza de pistón 263
hacia el extremo de descarga del cilindro 257, 259 y 261 aplica
presión sobre la célula 65, 69, 73, 77 para desinflarla, y el
movimiento de la cabeza hacia el extremo opuesto aplica una
depresión para inflar la célula. En el dibujo están trazadas las
zonas internas de los cilindros donde se aplica presión positiva,
presión atmosférica y depresión. En las figuras 25 a 28 se utilizan
las mismas líneas o sombreado con rayas para mostrar si se está
aplicando presión positiva, presión atmosférica o depresión en una
zona dada de una cabeza de pistón. De manera preferible, cuando la
cabeza de pistón 263 está en la zona atmosférica, hay una válvula
de apertura automática (no se muestra) que descarga el cilindro 257,
259 y 261 a la atmósfera para evitar que la cabeza se desvíe y
mantenga así su posición a una presión aplicada determinada.
En la figura 25 se ilustra un ciclo de operación
de la parte neumática del funcionamiento del aparato de control de
caudal. El funcionamiento no difiere materialmente de la operación
de circulación continua de la primera realización. Sin embargo,
como se usan los cilindros 257, 259 y 261, el cambio de presión
positiva a depresión (y viceversa) no es sustancialmente
instantáneo. Por tanto, la presión cambia por una pendiente
inclinada, aunque apreciable, de una presión a otra y viceversa.
Además, se aplica una depresión constante sobre el elemento de
cuerpo pivotante 27 (y por tanto sobre los huecos 211, 213, 215,
217) a través de la válvula de control PV1 mediante una línea 264
(ver figura 24) que conecta PV1 con uno o más cilindros 257, 259 y
261 (se ilustra como cilindro 257 en el dibujo). La línea 264
incluye una válvula de retención 266 que permite arrastrar vacío al
elemento de cuerpo pivotante 27 cuando se arrastra vacío al cilindro
o cilindros correspondientes, aunque no permite que entre presión
de aire positiva. En el mejor de los casos, una vez que se arrastra
un vacío inicial al elemento de cuerpo pivotante, el cilindro 257
lo sujeta sin tener que realizar ninguna otra acción. Sin embargo,
si se necesita, este cilindro 257 puede restablecer cualquier
pérdida de vacío.
Una segunda versión del aparato de control de
caudal 7' de la segunda realización, se muestra esquemáticamente en
la figura 26. La estructura es casi la misma que la de la primera
versión, aunque ahora las células mezcladoras 73, 77 las acciona un
cilindro de doble acción 270. La línea y la válvula de retención
para aplicar depresión al elemento de cuerpo pivotante 27 no se
ilustran en la figura 26. Como puede apreciarse, unas líneas de
presión designadas con los números 271, 273 se extienden desde
ambos extremos del cilindro 270. El cilindro es nuevamente un
sistema neumático cerrado. Por tanto, a medida que una cabeza de
pistón 272 se mueve hacia un extremo del cilindro 270, se aplica
presión a través de una línea 271, mientras que se aplica vacío a
través de otra línea 273. Como las células mezcladoras 73, 77
siempre se accionan exactamente al contrario, tal disposición es
posible y proporciona incluso más compacidad y efectividad de
construcción y funcionamiento. Otro cilindro 275 conectado a la
línea 277 funciona para inflar y comprimir las células dosificadoras
65, 69.
Una tercera versión del aparato de control de
caudal 7' de la segunda realización se muestra esquemáticamente en
la figura 27. En esta versión, se elimina el cilindro especializado
para las células dosificadoras 65, 69. Sin embargo, se necesitan
más válvulas de control ya que las células dosificadoras 65, 69
tienen que someterse a un ciclo de operaciones (llenado/descarga)
el doble de rápido que las células mezcladoras 73, 77. El dibujo
muestra la tercera versión en una parte inicial del ciclo en el que
se usa un cilindro derecho 279 (abriendo las válvulas adecuadas)
para aplicar presión en las células dosificadoras 65, 69 y vacío en
la célula mezcladora 73. El otro cilindro 281 aplica presión
positiva a la célula mezcladora 77 para descargar su contenido. Una
línea 282 que va a las células dosificadoras 65, 69 puede permanecer
en comunicación con el mismo cilindro 279 a medida que su cabeza de
pistón 283 se desplaza para aplicar presión positiva en la célula
mezcladora 73 y depresión en las células dosificadoras 65, 69 a fin
de descargar el contenido de la célula mezcladora 73 y rellenar las
células dosificadoras. La cabeza de pistón 293 se mueve para aplicar
vacío a la célula mezcladora 77. Las líneas se han dibujado en los
cilindros 279, 281 para indicar si se está aplicando presión
positiva o depresión en emplazamientos dados de las cabezas de
pistón 283, 293. Las presiones son diferentes para cada línea que
está unida a cada cilindro. De este modo, se muestran dos conjuntos
de líneas en cada cilindro 279, 281. Los cilindros 279, 281 no
están internamente divididos en diferentes zonas.
Las células dosificadoras 65, 69 descargan de
nuevo mientras la célula mezcladora 73 está aún descargando. Para
descargar líquido de las células dosificadoras 65, 69, una válvula
hacia el cilindro 279 se cierra, al igual que una válvula 287 hacia
la célula mezcladora 73. Una válvula 289 hacia el otro cilindro 281
se abre, dejando que circule presión positiva para comprimir las
células dosificadoras 65, 69 y descargar sus contenidos en la
célula mezcladora 77. Una válvula 291 desde el cilindro 281 hacia la
célula mezcladora 77 se abre después y la cabeza de pistón 293 se
mueve para descargar el contenido de la célula mezcladora 77. El
cilindro 281 aplica al mismo tiempo vacío en las células
dosificadoras 65, 69 para rellenarlas. Se pueden proporcionar
conmutadores o sensores (no se muestran) en cada cilindro 279, 281
para detectar la posición de las cabezas de pistón 283, 293 a fin
de accionar las válvulas 285, 287, 291. Por ejemplo, se pueden
proporcionar dos conjuntos de tales conmutadores o sensores, un
conjunto para detectar la cabeza de pistón (283, 293) durante el
recorrido descendente y un conjunto para el recorrido de vuelta.
Las válvulas 285, 287, 289, 291 se pueden accionar también
mecánicamente mediante una leva o a través de señales procedentes de
una rotación de monitorización codificadora de un eje motor. La
línea y la válvula de retención para aplicar depresión al elemento
de cuerpo pivotante 27 no se ilustran en la figura 27.
Una cuarta versión del aparato de control de
caudal 7' de la segunda realización que se muestra esquemáticamente
en la figura 28 comprende un único cilindro 297 y válvulas de
control para accionar cada célula mezcladora 73, 77 y las células
dosificadoras 65, 69. Se han dibujado líneas dentro del cilindro 297
para ilustrar las diferentes presiones aplicadas en dos líneas de
fluido (indicadas con los números 299, 301, respectivamente) que se
extienden desde extremos opuestos del cilindro como una función de
la posición de una cabeza de pistón 303. El cilindro 297 no se
bifurca estructuralmente hacia dos cámaras. En la posición inicial
que se ilustra en la figura 28, una válvula 305 se abre para
colocar la línea 301 en comunicación con el emplazamiento de las
células dosificadoras 65, 69 a fin de desinflarlas, mientras que una
válvula 307 hacia la otra línea 299 desde el cilindro 297 se
cierra. La cabeza de pistón 303 se mueve después hacia la derecha
para aplicar presión positiva en la célula mezcladora 73. La
válvula 307 hacia la línea 299 se cierra con la presión positiva y
la válvula 305 hacia la línea 301 que ahora se somete a depresión,
se abre para rellenar las células dosificadoras 65, 69. Después
tienen que descargarse las células dosificadoras aunque ninguna de
las células mezcladoras 73, 77 cambie de estado. De este modo, una
válvula 309 hacia la célula mezcladora 73 y la válvula 305 hacia la
línea desde las células dosificadoras 65, 69 se cierra. Una válvula
311 hacia la célula mezcladora 77 también se cierra, aunque la
válvula 307 desde las células mezcladoras 65, 69 hacia la línea 299
se abre, de manera que se distribuye presión positiva a las células
dosificadoras. La cabeza de pistón 303 retrocede después hacia la
izquierda en el cilindro 297. Las válvulas 309, 311 hacia las
células mezcladoras 73, 77 se abren de nuevo a medida que se
produce este movimiento. El ciclo de funcionamiento se repite otra
vez. El ciclo de la cabeza de pistón 303 dura aproximadamente
cuatro segundos, formando dos recorridos (uno hacia abajo, uno
hacia atrás) un ciclo. Se pueden proporcionar dos conmutadores o
sensores (no se muestran) en el cilindro 297 para detectar la
posición de la cabeza de pistón 303 a fin de accionar las válvulas
305, 307, 309, 311. Por ejemplo, se pueden proporcionar dos grupos
de tales conmutadores o sensores, un grupo para detectar la cabeza
de pistón 303 en el recorrido descendente y un grupo para el
recorrido de vuelta. Las válvulas 305, 307, 309, 311 también pueden
accionarse mecánicamente mediante una leva o mediante señales
procedentes de una rotación de monitorización codificadora de un
eje motor. La línea y la válvula de retención para aplicar
depresión al elemento de cuerpo pivotante 27 no se ilustran en la
figura 28.
Refiriéndonos ahora a las figuras 33 a 35, una
bolsa flexible 409 para usar en el aparato de control de caudal 7
de la máquina expendedora de bebidas 1 de las figuras 1 a 4
proporciona una relación diferente entre concentrado y diluyente
sin modificación del aparato de control de caudal. Los números de
referencia para la bolsa flexible se corresponden con los de la
bolsa flexible 9, más "400". En este texto, no se van a
enunciar todos los números de referencia correspondientes para
partes con idéntica estructura que las de la bolsa flexible 9. Cada
bebida necesita una razón de disolución diferente con agua potable.
Por ejemplo, el concentrado de zumo de naranja puede diluirse en
una razón de 4:1 diluyente a concentrado mientras que el zumo de
arándanos puede diluirse en una razón de 12:1. La bolsa flexible
409 puede usarse con el mismo aparato de control de caudal 7 para
obtener una disolución diferente (mayor) a la de la bolsa flexible
9.
Con respecto a esto, el colector 495 se forma
con una lengua curvada 502 que se extiende hacia el exterior desde
el tubo de célula dosificadora de concentrado 503. La lengua 502
está dispuesta dentro de la célula 465 de la bolsa flexible 409 y
está conformada y dispuesta para adaptarse a la forma del hueco 215
del elemento de cuerpo pivotante 27. El volumen de la lengua 502 se
selecciona para reducir el volumen de la célula 465, mientras que
el tamaño externo y forma de la célula son los mismos en conformidad
con el hueco 189, 215 de los elementos de cuerpo 25, 27 que reciben
la célula dosificadora de concentrado 465. La célula dosificadora
de concentrado se muestra en la figura 35 introducida en el hueco
189, 215. El funcionamiento del aparato de control de caudal 7 no
cambia, aunque cuando se arrastra concentrado al interior de la
célula 46, se recibe menos volumen debido al volumen interno de la
célula que ocupa la lengua 502. Por tanto, cuando el volumen de
concentrado que hay en la célula 465 se descarga después en una de
las células mezcladoras (no se muestran, aunque son similares a las
células 73, 77 de la bolsa flexible 9), éste se diluye más antes de
descargarlo. Se puede apreciar que es posible seleccionar el
volumen de la lengua 502 para obtener la disolución necesaria.
Además, la lengua 502 puede usarse para dispensar sustancias que no
sean bebidas, incluidas sustancias no aptas para el consumo humano
(por ejemplo, pintura). Así, usando la bolsa flexible 409 con una
lengua de tamaño adecuado 502, se pueden obtener muchas razones de
disolución diferentes con la misma máquina expendedora 1 sin tener
que cambiar el aparato de control de caudal 7.
Otra versión más de la bolsa flexible que se
indica con el número 609 en las figuras 36 a 38 tiene un armazón
rígido 602 que define no solo el colector 695, sino también todas
las células 661, 665, 669, 673, 677 de la bolsa flexible. Los
números de referencia para la bolsa flexible 609 se corresponden con
los de la bolsa flexible 9, más "600". En este texto, no se
van a enunciar todos los números de referencia correspondientes para
partes con idéntica estructura que las de la bolsa flexible 9. La
célula de embalse 661 está definida en su parte superior, inferior
y laterales por una sección superior 604 del armazón 602. El frente
y parte posterior abiertos de la sección superior 604 están
cubiertos por unas hojas flexibles 655 y 657 para encerrar un
espacio y definir la célula de embalse 661. La célula de embalse se
ilustra en la figura 36 con zumo de naranja concentrado líquido en
su interior. El armazón permite, entre otras cosas, poder montar
fácilmente una cubierta de papel 606 (sustancialmente separada en
la figura 36) sobre el armazón, en la cual se imprimen fácilmente
imágenes tales como el texto X. El material también puede ser
cualquier otro que no sea papel, aunque sería conveniente que fuera
un material que haga que la impresión sea más fácil que con el
material de las hojas flexibles 655, 657. El armazón 602 está
íntegramente formado con lengüetas de montaje 608 y un asa 610 en la
pared superior de la sección superior 604. Las lengüetas de montaje
608 son recibidas en vástagos y en otra estructura adecuada del
aparato de control de caudal 607 (se describe después) para sujetar
la bolsa flexible 609 en el aparato de control de caudal. El
armazón 602 permite que la bolsa 609 se mantenga in situ con
una estructura de fijación mínima.
En la sección media del armazón 602 está
formado un colector 695. El colector 695 tiene básicamente la misma
estructura que el colector 95, aunque parece algo diferente debido a
que los conductos de circulación formados íntegramente con el
armazón 602 no se extienden por todo el grosor del armazón, aunque
los conductos podrían formarse del mismo modo. Una sección inferior
612 del armazón 602 está formada para definir una célula
dosificadora de concentrado 665, una célula dosificadora de agua
669, una primera célula mezcladora 673 y una segunda célula
mezcladora 677. A diferencia de las células correspondientes 65, 69,
73, 77 de la bolsa flexible 9, que están definidas completamente
por las hojas flexibles 55, 57, las células 665, 669, 671, 677 están
formadas en buena parte por el armazón 602. Más en concreto, el
armazón 602 tiene unas depresiones 614 en lados opuestos de la
sección inferior 612 que definen la mayor parte de la célula
dosificadora de concentrado 665, depresiones 616 que definen la
célula dosificadora de agua 669, depresiones 618 que definen la
célula mezcladora 673 y depresiones 620 que definen la célula
mezcladora 677. En la figura 36, sólo puede verse una de las
depresiones para cada célula. La figura 37 ilustra la célula
mezcladora 677, representativa de la estructura de todas las
células 665, 669, 671, 677. Las depresiones 620 se abren hacia el
exterior en lados opuestos del armazón 602 y las cierran
herméticamente las hojas flexibles 655 y 657 respectivamente, que se
cierran herméticamente con el armazón alrededor de las depresiones.
De este modo, la célula 677 incluye ambas depresiones 620 y las
partes de las hojas flexibles 655, 657 cerradas herméticamente sobre
las depresiones.
Las depresiones 620 se ponen en comunicación
fluida entre sí mediante un conducto 622 que se extiende entre las
depresiones por el interior del armazón 602. El conducto 622 está
conectado a un canal interior 624 que desemboca en una bifurcación
717A del conducto 717 del colector 695. De este modo, el conducto
695 no tiene el elemento de canal 125 de la bolsa flexible 9 ya que
no es necesario que el fluido procedente de la célula 677 cruce la
bifurcación 717B para llegar a la bifurcación 717A para la bolsa
flexible 609. Se puede apreciar que el fluido puede entrar y salir
de las depresiones desde la bifurcación 717A a través del conducto
622 y el canal interior 624. Para descargar fluido de la célula
677, se aplica presión en ambas hojas flexibles 655, 657,
desviándolas a las posiciones que se muestran en la figura 37. Las
hojas 655, 657 empujan el fluido de las depresiones hacia el
conducto 622 y el canal interior 624, y lo expulsan hacia la
bifurcación 717A del colector 695. Se aplica depresión en las hojas
655, 657 por encima de las depresiones 620 a fin de retirarlas y
facilitar la entrada de fluido procedente de la bifurcación 717A en
las depresiones a través del canal interno 624 y el conducto 622.
Las otras células 665, 657 y 673 se construyen y conectan en
comunicación fluida con el conducto 717 del colector 695 de modos
muy similares. Los emplazamientos de la entrada de fluido en el
conducto 717 son muy similares a los del colector 95, aunque el
punto de entrada (como el del canal interno) es desde el lado
posterior en vez de desde el lado inferior del colector. Se pueden
usar otras configuraciones del colector y las conexiones de fluido
con las células siempre que no nos alejemos del objeto de la
presente invención.
En la figura 38, se muestra una máquina
expendedora de bebidas 601 con un aparato de control de caudal 607
para usar con la bolsa flexible 609. Excepto por lo que se describe
después, la estructura y funcionamiento de la máquina expendedora
601 y del control de caudal 607 son sustancialmente los mismos que
los de la máquina expendedora de bebidas 1 y el control de caudal 7
que se muestran en las figuras 1 a 4. Las partes de la máquina
expendedora de bebidas 601 que se corresponden con las de la máquina
expendedora de bebidas 1 se indican con los mismos números de
referencia, más "600". En este texto, no se van a enunciar
todos los números de referencia correspondientes para partes con
idéntica estructura que las de la máquina expendedora de bebidas
601. El control de caudal 607 se modifica para que funcione con la
bolsa flexible 609. Unos bloques 631 que incluyen unos receptáculos
de pestillo de resorte 633 están unidos de manera articulada al
elemento de cuerpo fijo 625 de manera que pueden pivotar retirados
para poder montar y desmontar la bolsa flexible 609 en el aparato
de control de caudal 607 (es decir, colgándola de unos vástagos
649). El lado opuesto de la bolsa flexible 609 de la figura 36 se
muestra en la figura 38, de manera que entre otras cosas, el
colector 695 queda oculto en la figura 38. El elemento de cuerpo
pivotante 627 está unido de manera pivotante al elemento de cuerpo
fijo 625 mediante bloques de bisagra 829 (en los dibujos, sólo se
muestra una parte de uno). Estos bloques 829 son más largos que los
bloques de bisagra 229 (ver figura 19) con lo cual el espacio que
queda entre los elementos de cuerpo fijo y pivotante 625, 627 en la
posición cerrada es mayor para acomodar el armazón relativamente
grueso 602 de la bolsa flexible 609. En la posición cerrada de los
elementos de cuerpo 625, 627, unos rebajos 691 en la bolsa flexible
609 pasan por los bloques de bisagra 829 a través de la bolsa
flexible hasta el elemento de cuerpo fijo 625 con el que se conectan
de manera pivotante.
Las caras opuestas internas de los elementos de
cuerpo fijo y pivotante 625, 627 son normalmente lisas, sin los
huecos (por ejemplo, los huecos 185, 187, 189, 191, y 211, 213, 215,
217) de los elementos de cuerpo fijo y pivotante 25, 27 que se
muestran en las figuras 15 y 18. La bolsa flexible 609 proporciona
los "huecos" en forma de depresiones 614, 616, 618, 620, en el
armazón 602, con lo cual no es necesario que las hojas flexibles
655, 657 se expandan hasta los elementos de cuerpo fijo o pivotante
625, 627. En la figura 38, sólo se muestra la cara interna del
elemento de cuerpo pivotante, aunque se entiende que la cara interna
del elemento de cuerpo fijo 625 está configurada de manera similar.
En la cara interna del elemento de cuerpo pivotante 627, se
proporcionan unas ranuras que incluyen unas juntas tóricas 820 para
aislar fluídicamente las zonas que rodean las células mezcladoras
673 y 677 y la zona que rodea tanto la célula dosificadora de
concentrado 665 como la célula dosificadora de agua 669 a fin de
aplicar de manera independiente presión positiva y depresión en
estas zonas. La función de las juntas tóricas 820 es
sustancialmente la misma que la de las juntas tóricas 220 del
aparato de control de caudal 7. Las juntas tóricas (no se muestran)
de la cara del elemento de cuerpo fijo 625 establecen zonas
sustancialmente similares a las del otro lado de la bolsa flexible
609. Se puede apreciar que las zonas directamente opuestas entre sí
pueden funcionar de manera independiente entre sí, aunque en la
realización que se ilustra funcionan sustancialmente al mismo
tiempo con las mismas presiones o similares.
El aparato de control de caudal 607 funciona
para aplicar tanto presión positiva como depresión en las hojas
655, 657 de la bolsa flexible 609 por ambos lados de la bolsa
flexible. Por tanto, se deben hacer conexiones de aire a través de
la bolsa flexible 609. Debido al armazón 602, la bolsa flexible 609
tiene mayor grosor que la bolsa flexible 9. Una pieza de ajuste 775
sobresale hacia el exterior desde la cara interna del elemento de
cuerpo fijo 625 a través de uno de los rebajos 691 para acoplarse en
la cara interna del elemento de cuerpo pivotante 627 alrededor de
una abertura 626 de la cara interna. El extremo distal de la pieza
de ajuste 775 tiene una junta tórica 777 que se acopla en la cara
interna del elemento de cuerpo pivotante 627 en la posición cerrada
para cerrar herméticamente la abertura 626. La pieza de ajuste 775
comunica tanto presión positiva como depresión a los orificios 821
de la cara interna del elemento de cuerpo pivotante 627 para
accionar la hoja flexible 657. El funcionamiento del aparato de
control de caudal 607 es el mismo que el del aparato de control de
caudal 7.
En vista de lo anterior, se puede apreciar que
se consiguen los diversos objetivos de la invención y otras
ventajas de la misma.
Claims (36)
1. Recipiente flexible (9) para distribuir
cantidades dosificadas de material fluido, comprendiendo el
recipiente:
una primera hoja flexible (55, 655);
una segunda hoja flexible (57, 657) al menos
parcialmente opuesta a la primera hoja de manera que las hojas
primera y segunda definen como mínimo una célula (69) que puede
contener el material fluido, pudiendo las hojas primera y segunda
acercarse y alejarse entre sí a fin de poder utilizarlas para
aspirar material fluido en la célula y descargar material fluido de
la célula;
un colector (95, 495, 695) situado entre las
hojas primera y segunda para hacer pasar el material fluido al
interior del recipiente, incluyendo el colector una estructura de
orificio que se extiende hasta el interior de dicha célula y
definiendo un orificio (101) que proporciona comunicación fluida
entre la célula y el colector, caracterizado porque la
estructura de orificio es sustancialmente rígida para separar las
hojas primera y segunda y mantener el orificio abierto.
2. Recipiente flexible según la reivindicación
1, en donde la estructura de orificio comprende un tubo (101) que
sobresale hacia el exterior desde el colector hasta la célula.
3. Recipiente flexible según la reivindicación 1
ó 2, en donde la célula (69) se forma uniendo entre sí las hojas
flexibles primera y segunda.
4. Recipiente flexible según la reivindicación
2, que comprende también una pluralidad de dichas células (65, 69,
73, 77) y un tubo (101, 103, 105, 107) para cada una de dichas
células que asegura una comunicación fluida con el colector (95,
495, 695).
5. Recipiente flexible según la reivindicación
4, en donde cada uno de dichos tubos (101, 103, 105, 107) está unido
de manera hermética a las hojas flexibles primera (55) y segunda
(57) para bloquear el caudal que entra o sale de las células (65,
69, 73, 77) excepto a través del tubo.
6. Recipiente flexible según la reivindicación 4
ó 5, en donde los tubos (101, 103, 105, 107) se forman con unas
superficies inclinadas radialmente hacia el exterior (101A, 103A,
105A, 107A) a las que se unen las hojas flexibles (55, 57) para
conectar de manera hermética y homogénea las hojas flexibles a los
tubos.
7. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en donde el colector (95, 495, 695) define
como mínimo un conducto (117, 117A, 117B) para transportar el
material fluido al interior del recipiente, incluyendo el colector
como mínimo un asiento de válvula (123) situado en el conducto para
recibir una parte deformada de la primera hoja flexible (55) a fin
de cerrar el conducto y bloquear el caudal a través del mismo.
8. Recipiente flexible según la reivindicación
7, en donde una parte (137) del asiento de válvula (123) dispuesta
para recibir la parte deformada de la primera hoja flexible (55)
tiene una superficie en sección transversal mayor o igual que una
superficie en sección transversal del conducto alejado del asiento
de válvula.
9. Recipiente flexible según la reivindicación 7
u 8, en donde una parte del asiento de válvula dispuesta para
recibir la parte deformada de la primera hoja flexible (55) define
un hueco arqueado (137).
10. Recipiente flexible según la reivindicación
9, en donde el asiento de válvula (123) está formado con rampas
(139) en lados opuestos del hueco arqueado (137), extendiéndose las
rampas desde el hueco arqueado hasta un emplazamiento adyacente a la
segunda hoja flexible (57).
11. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 10, en donde en el colector (95, 495, 695) hay
una pluralidad de asientos de válvula (123).
12. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 11, en combinación con el material fluido.
13. Recipiente flexible según la reivindicación
12, en donde el material fluido comprende pintura.
14. Recipiente flexible según la reivindicación
12, en donde el material fluido comprende un concentrado.
15. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 10, en donde el asiento de válvula (123) y el
conducto (117, 117A, 117B) están dispuestos de manera que la
dirección del caudal de material fluido a través del asiento de
válvula es sustancialmente constante.
16. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, que comprende también un control de volumen
(502) dispuesto en la célula y que ocupa una parte del volumen para
controlar el volumen de material fluido recibido en la célula.
17. Recipiente flexible según la reivindicación
16, en donde el control de volumen (502) está fijo en el colector
(495).
18. Recipiente flexible según la reivindicación
17, en donde el control de volumen (502) forma una sola pieza con el
colector (495).
19. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 17 ó 18, en donde el control de volumen (502) es
curvo.
20. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 19, en donde el control de volumen tiene
forma alargada.
21. Recipiente flexible (9) según cualquiera de
las reivindicaciones 16 a 20 en combinación con otros recipientes
flexibles, teniendo como mínimo algunos de los otros recipientes
flexibles mencionados la misma estructura que el recipiente flexible
y teniendo como mínimo algunos de los otros recipientes flexibles la
misma estructura aunque sin ningún control de volumen (502) en la
célula.
22. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 20 en combinación con un aparato de control de
caudal (7) para controlar el caudal de un material fluido,
comprendiendo el aparato de control de caudal:
un cuerpo (25, 27) dimensionado y formado para
recibir como mínimo una parte del recipiente flexible (9) en su
interior; y
un sistema de presión de fluido
(PV1-PV4) que puede aplicar de manera selectiva una
presión positiva y una depresión en el recipiente flexible para
deformar como mínimo una de las hojas flexibles primera (55) y
segunda (57) y desplazar material fluido al interior del recipiente,
manteniendo la estructura de orificio del colector el orificio
abierto a medida que la presión de fluido deforma el material
flexible.
23. Sistema que comprende un recipiente flexible
según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20 y un aparato de
control de caudal (7), comprendiendo dicho aparato de control de
caudal un cuerpo que incluye unos elementos de cuerpo primero (25) y
segundo (27) dimensionados y formados para recibir como mínimo una
parte del recipiente flexible (9) en su interior, teniendo como
mínimo uno de los elementos de cuerpo (27) un hueco (217) para
recibir herméticamente la célula (69), y estando el aparato de
control de caudal adaptado para aplicar de manera selectiva una
presión de fluido variable en la célula para acercar y separar entre
sí las hojas flexibles primera (55) y segunda (57) para inflar y
desinflar la célula.
24. Sistema según la reivindicación 23, en donde
el control de volumen (502) es recibido en el hueco de uno de los
elementos de cuerpo mencionados primero y segundo.
25. Sistema según la reivindicación 24, en donde
el control de volumen (502) y el mencionado elemento de cuerpo (27)
tienen formas complementarias.
26. Máquina expendedora de bebidas que comprende
el recipiente flexible y el aparato de control de caudal según la
reivindicación 23, un alojamiento (3) para el aparato de control de
caudal y un accionador para accionar el aparato de control de caudal
a fin de dispensar el material fluido en forma de bebida.
27. Máquina expendedora de bebidas según la
reivindicación 26 en combinación con otros recipientes flexibles,
teniendo como mínimo algunos de los otros recipientes flexibles
mencionados la misma estructura que el recipiente flexible (9) y
teniendo como mínimo algunos de los otros recipientes flexibles la
misma estructura aunque sin ningún control de volumen (502) en la
célula, donde los diferentes volúmenes de material fluido son
recibidos en la célula y descargados de la célula recibida en el
hueco dependiendo del recipiente flexible recibido en la
misma.
28. Recipiente flexible según la reivindicación
1, que comprende también un armazón de recipiente (602) que define
un espacio que incluye una parte delantera abierta y una parte
posterior abierta normalmente alineada con la parte delantera
abierta, estando la primera hoja flexible (655) unida al armazón por
la parte delantera abierta y estando la segunda hoja flexible (657)
unida al armazón por la parte posterior abierta para encerrar el
espacio.
29. Recipiente flexible según la reivindicación
28, en donde el armazón (602) incluye el colector (695).
30. Recipiente flexible según la reivindicación
28 ó 29, en donde el armazón (602) incluye también formaciones de
célula (661, 665, 669, 673, 677) en el espacio definido por el
armazón, estando las células flexibles primera (655) y segunda (657)
unidas a las formaciones de célula para definir células separadas
que incluyen dicha como mínimo una célula para contener volúmenes de
material fluido separados.
31. Recipiente flexible según la reivindicación
30, en donde cada formación de célula (661, 665, 669, 673, 677)
comprende una cavidad delantera que se abre hacia la parte delantera
abierta del armazón (602) y está orientada hacia la primera hoja
(655), y una cavidad posterior que se abre hacia la parte posterior
abierta del armazón y está orientada hacia la segunda hoja (657),
pudiéndose deformar la primera hoja en la cavidad delantera
normalmente contra la formación de célula para descargar el material
fluido de la cavidad delantera en el colector (695), pudiéndose
deformar la segunda hoja en la cavidad posterior normalmente contra
la formación de célula para descargar el material fluido de la
cavidad posterior en el colector.
32. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 28 a 31, en donde el espacio definido por el
armazón (602) constituye un primer espacio, definiendo el armazón un
segundo espacio separado del primero, teniendo el segundo espacio
una parte delantera abierta y una parte posterior abierta, estando
la primera hoja (655) unida al armazón por la parte delantera
abierta del segundo espacio y estando la segunda hoja (657) unida al
armazón por la parte posterior abierta del segundo espacio.
33. Recipiente flexible según la reivindicación
32, en donde el segundo espacio es mayor que el primero y contiene
material fluido.
34. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 28 a 33, en donde el armazón (602) está formado en
una sola pieza.
35. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 28 a 34, en donde el armazón (602) incluye también
un asa (610).
36. Recipiente flexible según cualquiera de las
reivindicaciones 28 a 35, en donde las hojas primera (655) y segunda
(657) se hacen con un material polimérico, comprendiendo también el
recipiente flexible papel (606) que cubre una parte de al menos una
de las hojas primera y segunda.
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