TWM629682U - 具有可移除模組之食品分配單元 - Google Patents

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TWM629682U
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拉夫 萊瑟
肖恩 坎貝爾
傑夫 金
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美商理奇製品公司
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Abstract

一種食品分配器包括一驅動單元及可移除地耦接至該驅動單元之一分配單元。該分配單元包括經構形以儲存食品之一產品貯存器、一分配噴嘴，及包括一泵總成之一產品轉移總成，該泵總成經構形以在該分配單元耦接至該驅動單元時由該驅動單元驅動，以將該食品自該產品貯存器輸送至該分配噴嘴。

Description

具有可移除模組之食品分配單元
本創作係關於食品分配器，且更特定地係關於用於分配可消費食品或飲料產品(諸如經攪打頂料)之溫度控制食品分配機。
用於經攪打產品(例如，經攪打奶油或其他經曝氣乳劑)之現有分配器包括容納待攪打之液體產品之產品貯存器、攪打總成(諸如靜態混合/曝氣器桿)，及驅動機構(諸如馬達/泵或加壓氣體源)，該驅動機構經構形以使產品自產品貯存器移動通過攪打總成以形成經攪打產品。經攪打產品然後通過噴嘴分配以供使用。
出於食品安全原因，與產品接觸之產品貯存器及下游組件必須維持足夠低的溫度。因此，先前分配器已包括內部致冷系統以用於使產品及其他組件保持冷卻。然而，此等致冷系統增加了分配器之成本、尺寸、操作雜訊及能量消耗。
在一個態樣中，本創作提供一種食品分配器，食品分配器包括驅動單元及可移除地耦接至驅動單元之分配單元。分配單元包括經構形以儲存食品之產品貯存器、分配噴嘴，及包括泵總成之產品轉移總成， 泵總成經構形以在分配單元耦接至驅動單元時由驅動單元驅動，以將食品自產品貯存器輸送至分配噴嘴。
在另一態樣中，本創作提供一種食品分配器，食品分配器包括驅動單元及可移除地耦接至驅動單元之分配單元。分配單元包括經構形以儲存食品之產品貯存器、分配噴嘴，及產品轉移總成，產品轉移總成經構形以在分配單元耦接至驅動單元時由驅動單元驅動，以將食品自產品貯存器輸送至分配噴嘴。產品轉移總成包括在分配噴嘴上游之固定混合桿，以在食品自分配噴嘴排出之前對食品進行曝氣。
在另一態樣中，本創作提供一種分配系統，分配系統包括驅動單元及可移除地耦接至驅動單元之複數個可互換分配單元。每一分配單元包括經構形以儲存食品之產品貯存器、分配噴嘴，及產品轉移總成，產品轉移總成經構形以在分配單元耦接至驅動單元時由驅動單元驅動，以將食品自產品貯存器輸送至分配噴嘴。
藉由考慮實施方式及隨附圖式，本創作之其他態樣將變得顯而易見。
7-7:線
8-8:線
9-9:線
10:食品分配器
14:驅動單元
18:分配單元
20:產品貯存器
22:分配噴嘴
26:攪打總成
27:外殼
28:馬達
30:驅動軸件
32:驅動套筒
33:電力供應器
34:對準特徵
38:對準特徵
50:冰箱
52:外殼
54:突出部
56:L形狹槽
142:曝氣器
144:空氣入口
146:泵總成
148:殼體
150:轉子軸件
152:刮刷器總成
154:第一通道
155:第二通道
156:可調整閥
157:入口通路
158:排出通道
159:拾取管
160:偏心孔
161:旋鈕
170:曝氣器外殼部分
172:第一腔室
174:第二腔室
175:分隔壁
176:轉移通路
176a:第一圓形孔
176b:第二圓形孔
178:第一混合桿
180:第二混合桿
191:環形凹槽
192:保持銷總成
300:分配系統
A:箭頭方向
B:箭頭方向
圖1係根據本創作之實施例的包括驅動單元及分配單元之食品分配器的透視圖。
圖2係圖1之食品分配器的透視圖，其中驅動單元之外殼之一部分被隱藏。
圖3係圖1之食品分配器的透視圖，其繪示分配單元與驅動單元分離。
圖4係圖1之食品分配器之分配單元的透視圖。
圖5繪示儲存在冰箱中之複數個分配單元，其可與圖1之食品分配器結合使用。
圖6係圖4之分配單元的分解圖。
圖7係沿圖4中之線7-7截取的繪示分配單元之進氣口的橫截面圖。
圖8係沿圖4中之線8-8截取的繪示分配單元之泵的橫截面圖。
圖9係沿圖4中之線9-9截取的繪示分配單元之產品流動路徑的橫截面圖。
圖10係繪示根據本創作之實施例之分配系統的示意圖。
在詳細地闡釋本創作之任何實施例之前，應理解，本創作之應用不限於在以下實施方式中闡述或在以下圖式中繪示之構造細節及組件配置。本創作能夠具有其他實施例且能夠以各種方式被實踐或實行。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2020年3月4日申請之同在申請中美國臨時專利申請案第62/985,142號的優先權，其全部內容以引用方式併入本文中。
圖1繪示根據本創作之一個實施例之食品分配器10。分配器10包括驅動單元14及可移除地耦接至驅動單元14之分配單元18或模組。分配單元18包括容納待攪打之液體產品之產品貯存器20、分配噴嘴22，及產品轉移總成或攪打總成26，產品轉移總成或攪打總成26經構形以由驅動單元14提供動力，以使產品自貯存器20移動至分配噴嘴22。
參考圖2及圖3，所繪示之驅動單元14包括外殼27、支撐在 外殼27之上部部分內之馬達28(圖2)，及由馬達28驅動之驅動軸件30(圖3)。當分配單元18耦接至驅動單元14時，驅動軸件30與攪打總成26上之驅動套筒32接合，以向攪打總成26提供旋轉輸入。
參考圖2，驅動單元14包括用於向馬達28提供電力之電力供應器33。在所繪示之實施例中，電力供應器33在外殼27內定位在馬達28下方；然而，電力供應器33與馬達28之相對位置可變化。電力供應器33可接收AC電力源(例如，來自壁式插座)，且可包括整流器以將AC電力轉換成要供應給馬達28之DC電力。在其他實施例中，馬達28可係AC馬達。在另外其他實施例中，電力供應器33可包括電池以允許驅動單元14之無線操作。
如下文更詳細地所描述，攪打總成26包括與產品貯存器20進行流體連通之曝氣器及由馬達28驅動(經由驅動軸件30及驅動套筒32)之泵(例如，齒輪泵、刮刷器泵等)，該泵用於自產品貯存器抽吸產品並迫使產品通過曝氣器以形成經曝氣或「經攪打」產品。曝氣器與分配噴嘴22連通，分配噴嘴22經構形以分配經攪打產品。
在一些實施例中，分配單元18可包括馬達28。在此類實施例中，驅動軸件30及驅動套筒32可由電連接器替換。然後，當驅動單元14耦接至分配單元18時，驅動單元14之電力供應器33可經由電連接器為分配單元18中之馬達28供電以驅動泵。
在其他實施例中，驅動單元14可包括：加壓氣體源，諸如可再填充及/或可互換加壓氣體罐；及/或可操作以按需求而產生加壓氣體之壓縮機。在此類實施例中，驅動軸件30及驅動套筒32可由氣動連接器且較佳地為諸如卡口配件之快速釋放氣動連接器替換。然後，驅動單元14 可將加壓氣體供應至分配單元18，以迫使來自產品貯存器20之液體產品通過曝氣器(例如，藉由對產品貯存器20加壓)。替代地，泵可包括轉葉，且加壓氣體可驅動轉葉以操作泵。在另外其他實施例中，加壓氣體可被引導通過文氏管，從而產生吸力以自產品貯存器抽吸液體產品。然後，液體產品可被夾帶在加壓氣體流中並被引導通過曝氣器。
參考圖3，分配單元18及驅動單元14包括對準特徵34、38(例如，分配單元18上之對準特徵34(非圓形突出部)及驅動單元14上之對應形狀之對準特徵38(凹入部)，或反之亦然)，對準特徵34、38配合以將分配單元18與驅動單元14對準。對準特徵34、38有助於將驅動單元14上之驅動軸件30、電連接器或氣動連接器(其全部可被稱為能量轉移連接器)連接至分配單元18以驅動攪打總成26。在所繪示之實施例中，對準特徵34(突出部)及對準特徵38(凹入部)各自大體上塑形為平行四邊形。
參考圖4及圖5，包括產品貯存器20、攪打總成26及分配噴嘴22之分配單元18可作為單一整裝總成快速地自驅動單元14移除。此允許使用者在不使用時移除分配單元18，並將其儲存在冰箱50中。因此，產品及與產品接觸之所有下游組件可維持在安全溫度下，而無需專用致冷系統。與具有機載致冷系統之現有分配器相比，此有利地減小了分配器10之尺寸、成本、複雜性、能量要求及操作雜訊。
參考圖4至圖6，分配單元18之產品貯存器20較佳地係隔熱的，以便在分配單元在冰箱50外部時使容納在產品貯存器中之產品長時間保持在合適低的溫度下。例如，產品貯存器20可係雙壁真空隔熱罐。產品貯存器20可由不鏽鋼或任何其他隔熱的食品安全材料製成，包括但不限於塑膠材料。在一些實施例中，產品貯存器20可包括與產品貯存器20之內 壁接觸之導熱區域，以在將分配單元18置放在冰箱50中時增強產品在貯存器20內之冷卻。在此類實施例中，當產品貯存器20自冰箱50移除以供使用時，可提供隔熱罩蓋以覆蓋導熱區域。在一些實施例中，當分配單元18耦接至驅動單元14時，可藉由冰或冷卻裝置(諸如熱電冷卻器)來冷卻導熱區域。
在一些實施例中，產品貯存器20可係拋棄式產品封裝(諸如無菌磚封裝)、塑膠或金屬箔袋，或襯袋紙盒總成。拋棄式產品封裝可有助於互換將由分配單元18分配之產品類型，而不必清潔產品貯存器20。在任何此類實施例中，產品貯存器20可視情況插入至隔熱套管或殼體中。
參考圖4及圖6，攪打總成26包括可移除地耦接至產品貯存器20之外殼52。在所繪示之實施例中，外殼52包括接納在產品貯存器20中之L形狹槽56中之突出部54(例如，銷)，以將外殼52可移除地耦接至產品貯存器20。攪打總成26因此可藉由使外殼52相對於產品貯存器20旋轉而自產品貯存器20移除，此可有助於清潔及再填充產品貯存器20。在一些實施例中，可提供多個可互換產品貯存器20並將其分別耦接至攪打總成26。在此類實施例中，產品貯存器20可具有不同的尺寸及/或容積。在一些實施例中，外殼52與產品貯存器20可以其他方式(例如，經由螺紋連接)耦接在一起。
繼續參考圖4及圖6，分配噴嘴22可移除地耦接至外殼52。為了有助於分配單元18之衛生儲存，分配單元18可包括經構形以覆蓋分配噴嘴22之衛生罩蓋(未展示)。可藉由螺紋連接、摩擦(例如，壓入式連接)、保持銷或環或者任何其他合適方式將罩蓋固持在適當位置。使用者可在使用分配單元18之前手動地移除罩蓋，或在一些實施例中，可回應於 將分配單元18耦接至驅動單元14(圖1)而自動地使罩蓋自分配噴嘴22移除或移開。在其他實施例中，分配噴嘴22可包括由彈性材料(諸如橡膠或聚矽氧)製成之內部壓蓋。在此類實施例中，在儲存期間，壓蓋可縮回至分配噴嘴22中，且在啟動分配單元18時或在將分配單元18耦接至驅動單元14時，壓蓋可自分配噴嘴22延伸。
在另外其他實施例中，在分配單元18之儲存期間，分配噴嘴22可自圖4中所繪示之位置移除。在此類實施例中，分配噴嘴22可插入至外殼52中之開口(未展示)中，以在分配單元18之儲存期間屏蔽分配噴嘴22之產品接觸表面免於灰塵或其他污染物。在此類實施例中，外殼52中之開口亦可提供進入產品貯存器20之空氣入口通道。將分配噴嘴22插入至開口中既可屏蔽分配噴嘴22免於污染，又可密封空氣入口通道以保持容納在產品貯存器20內之產品之新鮮度。
參考圖6至圖9，攪打總成26包括與分配噴嘴22進行流體連通之曝氣器142(圖6及圖9)、空氣入口144(圖7)，及泵總成146(圖6及圖8)，泵總成146可操作以自產品貯存器20抽吸產品及通過空氣入口144抽吸空氣，並迫使產品與空氣之混合物通過曝氣器142。在所繪示之實施例中，在空氣入口144處設置可調整閥156(例如，鴨嘴閥或任何其他合適閥)，以用於在泵總成146之操作期間選擇性地改變通過空氣入口144吸入之空氣之體積，以便為通過噴嘴22排出之經攪打產品提供所要的一致性。所繪示之閥156包括安置在外殼52之頂側上之旋鈕161，以有助於調整閥156。
所繪示之泵總成146包括殼體148、轉子軸件150及刮刷器總成152，刮刷器總成152經耦接以用於在殼體148內與轉子軸件150共同 旋轉。外殼52包括自空氣入口144延伸之第一通道154及經由拾取管159(圖7)與產品貯存器20連通之第二通道155。第一通道154與第二通道155在泵總成146之入口通路157處相交。泵總成146之排出通道158(圖6)與曝氣器142進行流體連通。
參考圖8，泵總成146之殼體148包括接納刮刷器總成152之偏心孔160。當轉子軸件150使刮刷器總成152旋轉時，空氣通過第一通道154被吸入，且產品通過第二通道155(圖7)被吸入。空氣與產品在入口157處混合，並被抽吸至殼體148中。混合物被旋轉之刮刷器總成152壓縮，並通過排出通道158(圖6)排出至曝氣器142。
參考圖9，攪打總成26之外殼52包括延伸至產品貯存器20中之曝氣器外殼部分170。外殼部分170包括由縱向延伸之分隔壁175分離之第一腔室172及第二腔室174。第二腔室174經由延伸通過分隔壁175之轉移通路176與第一腔室172進行流體連通。
在所繪示之實施例中，轉移通路176包括第一圓形孔176a及與第一圓形孔176a相交之第二圓形孔176b。圓形孔176a、176b可具有大體上球形輪廓。在一些實施例中，藉由將球端銑刀通過曝氣器外殼部分170之底端插入至第一腔室172中直至球端銑刀接合分隔壁175並自分隔壁175移除材料而形成第一圓形孔176a。同樣地，藉由將球端銑刀通過曝氣器外殼之底端插入至第二腔室174中直至球端銑刀接合與第一圓形孔176a相對之分隔壁175並自分隔壁175移除材料而形成第二圓形孔176b。以此方式加工轉移通路176會有利地允許在無需任何額外出入開口的情況下形成轉移通路176，使用例如直鑽頭橫向地通過分隔壁175進行鑽孔將需要出入開口。另外，圓形孔176a、176b沒有尖銳的拐角及90度的界面角， 此會阻止產品滯留在轉移通路176中，且藉此有助於清潔。在一些實施例中，轉移通路176(包括圓形孔176a、176b)可以其他方式形成，包括但不限於射出模製或3D列印。
繼續參考圖9，第一混合桿178支撐在第一腔室172內，且第二混合桿180支撐在第二腔室174內。在所繪示之實施例中，第一混合桿178及第二混合桿180係固定迷宮式(labyrinth)混合桿，每一混合桿具有複數個凹槽及/或齒，以沿混合桿178、180之外部界定曲折流動路徑。在其他實施例中，可使用其他類型或幾何形狀之一或多個混合桿。在所繪示之實施例中，混合桿178、180中之每一者由塑膠製成；然而，在其他實施例中，混合桿178、180可由其他材料製成。
參考圖6，在所繪示之實施例中，混合桿178、180中之每一者包括環形凹槽191，環形凹槽191接納保持銷總成192，以將混合桿178、180耦接至外殼52。為了移除混合桿178、180(例如，為了清潔或更換)，可將保持銷總成192自外殼52抽出，且然後可將混合桿178、180自外殼52之頂側向下推並自混合桿之各別腔室172、174中推出。在其他實施例中，混合桿178、180可以其他方式可移除地耦接至外殼52。例如，在一些實施例中，混合桿178、180可包括螺紋、凸輪輪廓等，從而允許將混合桿178、180插入至曝氣器外殼部分170之底端及自曝氣器外殼部分170之底端移除。
在使用中，驅動單元14驅動泵總成146，泵總成146迫使空氣與產品混合物通過排出通道158並進入外殼部分170之第一腔室172。然後，空氣與產品混合物在第一方向(亦即，如圖9中所展示之箭頭方向A)上沿第一混合桿178流動，其對產品部分地進行曝氣。在到達第一混合桿 178之端時，經部分曝氣之產品在第二方向上通過轉移通路176流動。在所繪示之實施例中，第二方向大體上橫向於第一方向。然後，經部分曝氣之產品在與第一方向大體上相反之第三方向上(亦即，在箭頭方向B上)流動，並流經第二混合桿180。此完成了產品之曝氣，且經曝氣或經攪打產品自第二腔室174通過分配噴嘴22排出。
藉由在分離的區段中提供兩個混合桿178、180，減小了曝氣器142之總高度，此進而允許分配單元18之總尺寸最小化。另外，由於每一桿178、180之相對較短的長度(與具有長度等於桿178、180之組合長度之單件式桿相比)產生較少的公差疊加，故可減小混合桿178、180之製造公差。然而，在其他實施例中，曝氣器142可包括其他混合桿構形，包括單件式混合桿或任何其他數目個混合桿。
在操作期間，隨著產品混合物流經混合桿178、180而發生的產品混合物之剪切產生熱。因為混合桿178、180由熱導率低之材料(例如，在所繪示之實施例中為塑膠)製成，所以最小量之熱被混合桿178、180吸收。實情為，所產生之熱被產品帶走。在所繪示之實施例中，混合桿178、180之熱導率在0.1至0.5瓦特/公尺-克耳文之間。與此對比，通常由諸如不鏽鋼之金屬製成之習知混合桿可具有10至20瓦特/公尺-克耳文或更高之熱導率。因此，習知混合桿可具有比混合桿178、180大至少50至100倍之熱導率，從而導致更多的熱被混合桿吸收。當外殼部分170浸沒在容納在產品貯存器20內之產品內時，所繪示之實施例中的混合桿178、180之低熱導率係特別有利的，使得產品貯存器20內之產品之加熱最小化。
圖10繪示根據本創作之實施例之分配系統300。分配系統 300包括驅動單元14及複數個可互換分配單元18。藉由包括複數個可互換分配單元18，所繪示之分配系統300允許使用者將容納不同產品(例如，基於乳製品之產品、基於大豆之產品、基於杏仁奶之產品、基於燕麥奶之產品等)之分配單元18耦接至驅動單元14，以快速地改變待分配之產品類型。因為所有接觸產品之組件都係可互換分配單元18之部分，所以在更換產品時無需拆卸或清潔。
以下申請專利範圍中闡述了本創作之各種特徵及態樣。
10:食品分配器
14:驅動單元
18:分配單元
20:產品貯存器
22:分配噴嘴
26:攪打總成

Claims (15)

  1. 一種分配單元，其包含：一產品貯存器，其經構形以儲存一食品；一分配噴嘴，其與該產品貯存器連通，且經構形以自該產品貯存器分配該食品；及一曝氣器，其與該分配噴嘴連通，且包括一第一固定混合桿及一第二固定混合桿，該曝氣器係安置於該分配噴嘴之上游以在該食品自該分配噴嘴排出之前對該食品進行曝氣。
  2. 如請求項1之分配單元，其進一步包含可移除地耦接至該產品貯存器之一外殼，其中該外殼包括支撐該曝氣器之一曝氣器外殼，且其中該曝氣器外殼延伸至該產品貯存器中。
  3. 如請求項2之分配單元，其中該曝氣器外殼包括一第一腔室及一第二腔室，其中該第一固定混合桿被支撐於該第一腔室內，且其中該第二固定混合桿被支撐於該第二腔室內。
  4. 如請求項3之分配單元，其中該曝氣器外殼包括將該第一腔室與該第二腔室互連之一轉移通路。
  5. 如請求項4之分配單元，其中該轉移通路包括一第一圓形孔及與該第一圓形孔相交之一第二圓形孔。
  6. 如請求項1至5之任一項之分配單元，其中該食品經構形以在經由該分配噴嘴排出之前，在一第一方向上流經該第一固定混合桿並在與該第一方向相反之一第二方向上流經該第二固定混合桿。
  7. 如請求項2至5之任一項之分配單元，其中該分配噴嘴可移除地耦接至該外殼。
  8. 如請求項1至5之任一項之分配單元，其中該產品貯存器包括一隔熱容器。
  9. 如請求項1至5之任一項之分配單元，其中該第一固定混合桿平行於該第二固定混合桿延伸。
  10. 如請求項1至5之任一項之分配單元，其中該第一固定混合桿及該第二固定混合桿係由塑膠製成。
  11. 如請求項10之分配單元，其中該第一固定混合桿及該第二固定混合桿具有在0.1至0.5瓦特/公尺-克耳文之間之熱導率。
  12. 如請求項1至5之任一項之分配單元，其中該產品貯存器包括一拋棄式封裝。
  13. 如請求項2至5之任一項之分配單元，其進一步包含被支撐於該外殼內之一泵總成，該泵總成係可操作以自該產品貯存器沿該曝氣器且通過該分配噴嘴抽取該食品。
  14. 一種分配單元，其包含：一產品貯存器，其經構形以儲存一食品；一外殼，其可移除地耦接至該產品貯存器；一分配噴嘴，其可移除地耦接至該外殼且經構形以自該產品貯存器分配該食品；及一曝氣器，其與該分配噴嘴連通，且被該外殼支撐且包括安置在該分配噴嘴之上游之一固定混合桿以在該食品自該分配噴嘴排出之前對該食品進行曝氣，其中該曝氣器延伸進入該產品貯存器，且其中該固定混合桿係由塑膠製成。
  15. 如請求項14之分配單元，其進一步包含支撐於該外殼內之一泵總成，該泵總成係可操作以自該產品貯存器沿該曝氣器且通過該分配噴嘴抽取該食品。
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