УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МОЛОКА ДЛЯ МЛАДЕНЦЕВ ИЗ РАСТВОРИМОЙ СМЕСИ
DEVICE FOR PREPARATION OF MILK FROM SOLUBLE MIXES FOR INFANTS

Настоящее изобретение относится к устройству для приготовления молока для младенцев («детского питания») из воды и сухой смеси, причем данное устройство содержит систему подачи смеси, включающую емкость для содержания смеси и подающее средство смеси из емкости через выходное отверстие в указанной емкости.
Такое устройство известно из DE 29611088. Это известное устройство содержит воронкообразную емкость и подающее средство в виде вертикального шнека, который частично продолжается в указанную емкость. Посредством вращения шнека любое требуемое количество смеси может выпускаться из емкости и подаваться в некое смесительное устройство, в котором сухая смесь может смешиваться с водой для получения детского питания. Обычная проблема, связанная с этой смесью, заключается в том, что она может становиться липкой, особенно под действием влаги. В известном устройстве данная смесь будет прилипать к внутренней стенке емкости и образовывать мостики и полости между ними. Вследствие этого, шнек будет принимать неодинаковое (непостоянное) количество смеси. Это ухудшает точность дозирования шнека и в конечном итоге может приводить к приготовлению детского питания с неправильной концентрацией смеси.
Из опубликованной заявки США 2005/0230343 известно устройство для приготовления детского питания, в котором система подачи сухой смеси включает емкость, горизонтальный шнек, расположенный в емкости возле ее дна, и перемешивающее колесо, расположенное над шнеком. Данное перемешивающее колесо разрыхляет часть смеси, расположенную над шнеком. Однако это не препятствует прилипанию смеси к стенке емкости и образованию мостиков. Следовательно, эта известная система подачи имеет такие же недостатки, как и система подачи, описанная выше.
Поэтому задача настоящего изобретения состоит в создании устройства указанного типа, в котором уменьшены недостатки известных устройств. Более конкретно, задача настоящего изобретения состоит в создании устройства для приготовления детского питания из воды и сухой смеси, в котором устройство подачи сухой смеси может подавать постоянное и точное количество этой смеси.
Для решения этой задачи устройство по изобретению снабжено скребковыми средствами для направления смеси к выходному отверстию и к подающему средству, причем указанный скребок выполнен так, чтобы он перемещался вплотную вдоль участка внутренней стенки емкости, граничащего с указанным выходным отверстием. В данном описании термин «вплотную» должен пониматься как «в непосредственном контакте с» или «на небольшом расстоянии от» части стенки, например, в пределах приблизительно 1 мм от указанного участка стенки.
Благодаря таким скребковым средствам можно предотвратить прилипание смеси к стенке емкости по меньшей мере вокруг выходного отверстия. В результате расположенная выше смесь уже не сможет прилипнуть к стенке емкости, поскольку указанная смесь будет опускаться вдоль очищенного скребком участка стенки, таким образом занимая место смеси, удаленной скребком. Затем данная смесь будет в свою очередь удалена скребком и т.д. Поскольку прилипание предотвращается, предотвращается также образование мостиков и полостей. Следовательно, смесь может подаваться из емкости в подающее средство одинаковым (постоянным), по существу гомогенным потоком, обеспечивая точный контроль выпускаемых объемов смеси.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения скребковые средства включают по меньшей мере две лопасти, которые способны вращаться вокруг оси, продолжающейся по существу параллельно осевой линии выходного отверстия. Благодаря такой конфигурации загрузочное отверстие подающего средства, которое соединяется с выходным отверстием емкости, будет непрерывно выравниваться посредством вращающихся лопастей, проходящих указанное загрузочное отверстие. Поэтому любые неравномерности, которые еще могут существовать в потоке смеси, такие как воздушные пузырьки или небольшие полости, будут устраняться, обеспечивая в результате одинаковую, точно контролируемую подачу смеси.
В другом варианте выполнения выходное отверстие может быть расположено эксцентрично в участке круглой стенки, охватываемом вращающимися лопастями скребка. Благодаря такому расположению выходное отверстие может продолжаться через указанный участок круглой стенки без прерывания отверстия вращающейся осью скребковых средств. Проведенные заявителем испытания показали, что при таком удлиненном выходном отверстии может быть обеспечено еще более эффективное заполнение подающего средства. Это, вероятно, вызывается тем, что смесь, поданная в подающее средство через ближний по ходу конец выходного отверстия, транспортируется вдоль указанного отверстия, в то время как новая смесь непрерывно добавляется через указанное отверстие, посредством вращающихся лопастей. Следовательно, к моменту, когда указанная смесь достигнет дальнего по ходу конца отверстия, подающее средство в указанном дальнем по ходу положении будет полностью заполнено.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения лопасти выполнены изогнутыми в направлении вращения так, что свободный конец лопасти продолжается в направлении вращения. Такая конструкция обеспечивает оптимизацию процесса заполнения подающего средства, поскольку изогнутые лопасти будут перемещать смесь из центра участка стенки емкости по направлению к ее краям, таким образом обеспечивая равномерное распределение смеси по указанному участку стенки и выходному отверстию, расположенному в нем. Это может способствовать заполнению всего выходного или загрузочного отверстия подающего средства, даже если в емкости остается лишь небольшое количество смеси. Изогнутая форма может также гарантировать, что при вращении часть лопасти будет всегда опираться и соответственно будет поддерживаться участком стенки, смежным выходному отверстию, при этом другая часть может проходить над указанным отверстием. Это может способствовать предотвращению сгибания лопасти в отверстие под нагрузкой опирающейся на нее смеси, что может привести к блокированию вращательного движения и забиванию выходного отверстия.
В предпочтительном варианте выполнения каждая лопасть может иметь одинаковый изгиб. Это может также способствовать более равномерному распределению смеси вдоль участка стенки емкости или по меньшей мере вдоль загрузочного отверстия подающего средства.
Согласно другому предпочтительному варианту изобретения изогнутые лопасти могут быть немного смещены в направлении их изгиба. Благодаря такому смещению может быть обеспечен тесный контакт между лопастями и стенкой емкости, а отклонения в размерах емкости и/или лопастей будут компенсироваться. Следовательно, производственные допуски могут быть менее строгими. Согласно другому предпочтительному варианту изобретения скребок вращается вокруг оси, продолжающейся по существу под прямым углом к осевой линии выходного отверстия. Предпочтительно, если лопасти такого скребка имеют трехмерную конфигурацию, например, такую как показано на фиг.2, чтобы при использовании охватывать трехмерное пространство, например сферу или сфероид. Благодаря такой конструкции скребок может действовать как перемешивающее средство для разрыхления и промешивания смеси, таким образом еще более эффективно предотвращая образование перегородок и полостей.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения подающее средство установлено таким образом, что его направление транспортировки наклонено вверх от выходного отверстия емкости, так что выпускное отверстие подающего средства расположено над загрузочным отверстием. Благодаря такой наклонной ориентации может быть уменьшена высота устройства, поскольку смесительный узел, сосуд или детская бутылочка могут быть установлены под указанным приподнятым выпускным отверстием подающего средства, при этом емкость для смеси может продолжаться по меньшей мере частично смежно, а не выше указанного подающего средства и сосуда (детской бутылочки). Уменьшенная высота устройства может быть удобна, например, при его хранении после использования.
Кроме того, благодаря своему приподнятому, направленному вверх положению, в выпускное отверстие подающего средства не попадет пар, который может подниматься из сосуда или детской бутылочки. Следовательно, смесь, покидающая выпускное отверстие, не прилипает к нему и не забивает это отверстие. Очевидно, что это является преимуществом с гигиенической точки зрения. Может быть предотвращен или уменьшен рост бактерий. Кроме того, уменьшается вероятность просыпания смеси после завершения выгрузки.
Направление транспортировки подающего средства может, например, включать угол к горизонтальной плоскости, между 10 и 70 градусами, предпочтительно от 30 до 50 градусов.
Система подачи смеси может также содержать средство указания уровня смеси в емкости. Если уровень смеси упадет ниже заданного минимального уровня, может подаваться предупреждающий сигнал, чтобы информировать пользователя о том, что требуется пополнение. Таким образом можно избежать приготовления детского питания, содержащего слишком мало смеси.
Согласно другому варианту изобретения емкость содержит по существу выпуклое дно. Когда емкость опорожняется, приподнятая центральная часть указанного дна становится видимой и может детектироваться, например, оптическим датчиком. В этом случае упомянутое средство указания уровня может управляться сигналом, поступающим из детектора.
В другом варианте осуществления емкость может быть по меньшей мере частично прозрачной. Это может обеспечить пользователя визуальной информацией о количестве смеси в емкости и ее состоянии.
Другие предпочтительные варианты изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения. Ниже настоящее изобретение описано посредством примерных вариантов выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - блок-схема устройства по изобретению, пригодного для приготовления детского питания из растворимой смеси;
фиг.2 - вид в перспективе в сечении первого варианта выполнения системы подачи смеси по изобретению;
фиг.3а - вид в перспективе в сечении второго варианта выполнения системы подачи смеси по изобретению;
фиг.3b - вид сверху второго варианта выполнения по фиг.3а;
фиг.4а и 4b - виды в перспективе, соответственно, первого и второго альтернативных вариантов выполнения изобретения;
фиг.5а и 5b - вид в перспективе и вид в сечении, соответственно, еще одного варианта выполнения изобретения.
Устройство 1 для приготовления молока для младенцев («детского питания») из растворимой смеси для приготовления детского питания и воды, показанное на фиг.1, содержит систему 2 подачи воды, систему 3 подачи смеси и смесительный узел 4. В представленном варианте смесительный узел 4 содержит смесительную камеру 5, снабженную соответствующим смесительным оборудованием (не показано) для смешивания воды из системы 2 подачи воды и смеси из системы 3 подачи смеси в гладкое, гомогенное детское питание (заменитель молока) с требуемой концентрацией, не содержащей комков. Затем данная смесь может быть вылита в бутылочку В, расположенную под смесительным узлом 4. В качестве альтернативы смешивание может осуществляться в указанной бутылке В вне устройства 1.
Система 2 подачи воды выполнена для подачи воды, имеющей заданную температуру, в смесительный узел 4. Предпочтительно, если вода стерилизована посредством нагревания. Для этой цели система 2 подачи воды может быть выполнена с возможностью кипячения или нагревания воды при температуре приблизительно от 70 до 100°С в течение заданного периода времени. После стерилизации вода может быть охлаждена до требуемой температуры употребления, например, от комнатной температуры до 45°С, предпочтительно 37°С. Охлаждение может осуществляться, например, при помощи теплообменника.
Система 3 подачи смеси содержит емкость 6, которая содержит некоторое количество сухой растворимой смеси, например, достаточное для суточного потребления. Емкость 6 может быть по меньшей мере частично прозрачной, так чтобы пользователь мог видеть содержимое и его подачу. Система 3 подачи смеси содержит также подходящее подающее средство 7 для подачи смеси из емкости 6 к смесительному устройству 4. Вентилятор 20 может быть установлен над смесительным узлом 4 рядом с выпускным отверстием 13 подающего средства 7. При использовании указанный вентилятор 20 может удалять любой пар, который может подниматься из смесительного узла 4 или из бутылочки В. Таким образом, предотвращается достижение указанными парами выпускного отверстия 13, препятствуя прилипанию смеси к указанному отверстию 13 и его забиванию.
Подающее средство 7 может, например, содержать шнек 8 (см. фиг.2-5), установленный под выходным отверстием 9 в емкости 6. Количество смеси, подаваемой в смесительный узел 4, может регулироваться, например, посредством вращения шнека 8 в течение заданного периода времени или посредством подсчета его оборотов. Таким образом, шнек 8 может выполнять транспортирующую и дозирующую функции. Конечно, возможны и другие конфигурации. Например, транспортирование может осуществляться скребком, поршнем, всасыванием или другой разницей давления, при этом дозирование может осуществляться при помощи подходящих клапанов или калиброванного объема.
Система 3 подачи смеси также содержит скребковые средства 10 (см. также фиг.2-5), перемещаемые вдоль участка стенки емкости 6, содержащего выходное отверстие 9.
Кроме того, система 3 подачи смеси может содержать индикаторные средства 11 для указания количества смеси, т.е. уровня смеси в емкости 6. Когда количество смеси уменьшится до определенного уровня, пользователь может быть предупрежден о том, что емкость 6 нуждается в пополнении. Индикаторные средства 11 могут генерировать сигнал, такой как звуковой сигнал или видимый сигнал, например свет сигнальной лампы, для предупреждения пользователя. Индикаторным средством может быть также визуальное указание объема, расположенное на прозрачной части емкости 6, позволяющее пользователю контролировать уровень смеси.
Устройство 1 может также содержать средство хранения информации (не показано), например, о различных режимах кормления, заданных концентрациях воды/смеси в зависимости от вида смеси, возраста и/или веса ребенка, значениях порога безопасности для выдачи предупреждающего сигнала в том случае, если они превышены, и т.д. Предпочтительно средство хранения информации является программируемым, чтобы позволить пользователю сохранять его персональные предпочтения.
Может быть предусмотрен контроллер (не показан) для управления выбранными регулируемыми параметрами до требуемого заданного значения, например количеством смеси, составляющим одну дозу. Управление может осуществляться, например, посредством регулирования скорости вращения шнека, скорости вращения скребковых средств и т.д.
Устройство 1 может использоваться следующим образом. Перед началом работы емкость 12 системы 2 подачи воды заполняется водой, а емкость 6 системы 3 подачи смеси заполняется сухой смесью. Затем пользователь может выбрать конкретную программу приготовления, объем приготавливаемого детского питания, желаемую концентрацию воды/смеси и т.д. Вода стерилизуется посредством ее нагревания до температуры стерилизации и охлаждается до температуры употребления. Требуемое количество воды может быть введено в смесительный узел 4. Требуемое количество смеси выгружается из выпускного отверстия 13 подающего средства 7, расположенного над детской бутылочкой В. Смесь выгружается из емкости 6 при помощи скребковых средств 10. Затем шнек 8 вращается и перемещает растворимую смесь из загрузочного отверстия 9 к выпускному отверстию 13 подающего средства 7 и выгружает ее в смесительный узел 4. Затем вода и смесь смешиваются в смесительном узле 4, и полученное в результате детское питание, т.е. готовый к употреблению заменитель молока, выливается в бутылочку В или другой сосуд.
В предпочтительном рабочем режиме включение и выключение системы 2 подачи воды и системы 3 подачи смеси взаимно отрегулированы таким образом, что каждая операция смешивания начинается и заканчивается внесением небольшого количества воды. В начале операции данная вода образует пленку на внутренней поверхности смесительного узла 4, таким образом предотвращая прилипание к ней смеси. В конце операции смешивания вода смывает любые остатки смеси. Таким образом, загрязнение смесительного узла 4 устраняется или по меньшей мере уменьшается.
На фиг.2 показан первый вариант выполнения системы 3 подачи смеси по изобретению. Скребковые средства 10 включают лопасти 10а, вращаемые вокруг оси 14. В показанном варианте, указанная ось 14 расположена по существу перпендикулярно центральной оси С емкости 6. Лопасти 10а продолжаются от оси 14 к внутренней стенке 6а емкости и оканчиваются на небольшом расстоянии от нее. В данном варианте выполнения емкость 6 содержит по существу вогнутый участок дна 15. При вращении скребковых средств 10 наружная кромка лопастей 10а будет описывать по существу сферическую траекторию, близко соответствующую внутренней поверхности указанного дна 15, и, следовательно, позволяет указанным лопастям 10а соскабливать любую смесь, прилипшую к указанной внутренней поверхности, и направлять указанную смесь в выходное отверстие 9 подающего средства 7. Кроме того, лопасти 10а выполнены таким образом, что во время вращения указанные лопасти 10а один или более раз проходят по существу через все пространство, охватываемое указанной сферической траекторией. Следовательно, любая смесь, находящаяся в указанном пространстве, будет тщательно перемешана, и любые мостики и/или полости, которые могли образоваться в указанной смеси, будут ликвидированы. Таким образом обеспечивается равномерная непрерывная подача смеси в подающее средство 7. Даже когда емкость 6 почти пуста, соскабливающее действие краев 10а лопастей может обеспечить по существу непрерывную подачу смеси на шнек 8.
В показанном варианте выполнения подающее средство 7 содержит двойной шнек 8. В качестве альтернативы может быть использован одинарный шнек. Шнек 8 приводится приводным механизмом 17 так, что обеспечивает транспортировку смеси в направлении выпускного отверстия 13. Приводной механизм 17 может также приводить скребковые средства 10, при этом возможная разница в скоростях вращения шнека 8 и скребковых средств 10 может быть обеспечена посредством использования подходящей трансмиссии (не показана). Кроме того, контроллер (не показан) может управлять совместной работой подающего средства 7 и скребковых средств 10 для обеспечения непрерывного потока смеси к смесительному узлу 4.
На фиг.3а и 3b показан альтернативный вариант выполнения системы 3 подачи смеси, соответственно, в сечении и при виде сверху. Элементы, подобные элементам, показанным на фиг.2, обозначены подобными ссылочными позициями. Данный вариант отличается от варианта по фиг.2 тем, что скребковые средства 10 немного модифицированы, в частности, упрощена их конфигурация. Однако действие данных скребковых средств 10 сравнимо с действием скребковых средств, описанных со ссылкой на фиг.2. Необходимо пояснить, что при вращении скребковых средств 10 смесь в вогнутом дне 15 емкости 6 перемешивается, разрыхляется и освобождается от любых мостиков и/или полостей. Смесь направляется в загрузочное отверстие 9 и выравнивается проходящей лопастью 10а, обеспечивая равномерное заполнение загрузочного отверстия 9.
На фиг.4а и 4b показаны два альтернативных варианта выполнения системы 3 подачи смеси по изобретению, в частности его скребковых средств 10. В данных вариантах емкость 6 для смеси содержит по существу круглое, плоское дно 15, окруженное по существу цилиндрической стенкой 6а. Скребковые средства 10 включают множество лопастей 10а, вращаемых вокруг оси 16, которая по существу совпадает с осевой линией С емкости 6, причем лопасти 10а продолжаются от указанной оси 16 к цилиндрической стенке 6а емкости. Показанные лопасти 10а изогнуты в направлении вращения (показанном стрелкой R1), что способствует более равномерному заполнению отверстия 9 подающего средства 7. Если скребковые средства 10 вращаются в направлении стрелки R1, конфигурация лопастей обеспечивает принудительное перемещение смеси в направлении стрелки R2, таким образом обеспечивая заполнение отверстия 9 по всей его поверхности. Согласно альтернативному варианту выполнения (не показан) отверстие 9 может быть расположено с небольшим смещением от осевой линии С. В этом случае отверстие 9 может быть удлинено таким образом, чтобы продолжаться через все дно емкости 6. Такая удлиненная конфигурация может обеспечить еще более эффективное заполнение расположенного ниже подающего средства 7, поскольку, когда смесь перемещается из ближнего по ходу конца отверстия 9 в его дальний по ходу конец, новая смесь непрерывно добавляется через указанное отверстие 9 при помощи вращающихся лопастей 10а так, чтобы заполнять любые полости, которые могут присутствовать в смеси в подающем средстве, продолжающемся под указанным отверстием 9.
Лопасти 10а или скребок 10 могут быть выполнены из металла и могут быть предварительно напряженными для того, чтобы они могли противодействовать силам, которые возникают при вращении. Вместо этого скребок 10 может быть выполнен из пластмассы или другого пригодного материала. В последнем случае, предпочтительно лопасти выполнены в соответствии с фиг.4b, причем данная конструкция оптимизирована с точки зрения противодействия любой вертикальной нагрузке на лопасти 10а со стороны смеси, остающейся на верхней части указанных лопастей 10а. Конечно, скребковые средства, показанные на фиг.2, 3 и 5, могут быть выполнены из металла или пластмассы.
В предпочтительном варианте дно 15 емкости 6 может быть выпуклым, так что оно включает приподнятую центральную часть (не показана). Предпочтительно такую конфигурацию используют в комбинации с оптическим детектором для определения уровня смеси в емкости 6. Если уровень смеси падает, то центральная часть становится видимой, что может быть обнаружено подходящим оптическим датчиком.
На фиг.5а и 5b показаны виды еще одного варианта выполнения изобретения, соответственно, в перспективе и в сечении. В данном варианте подающее средство 7 выполнено под углом относительно горизонтальной плоскости, так что подающее средство 7 содержит нижний конец 17 и верхний конец 18, причем нижний конец 17 содержит загрузочное отверстие 9, а верхний конец содержит выпускное отверстие 13.
Когда смесительная камера и/или бутылочка В, наполняемая приготовленным детским питанием, расположена под указанным выпускным отверстием 13, пар W, поднимающийся из бутылочки, не попадает в выпускное отверстие 13 благодаря наклонной конфигурации подающего средства 7. Таким образом, смесь, содержащаяся в подающем средстве 7, не становится комковатой и липкой. Благодаря использованию наклонного подающего средства 7 по фиг.5а, b можно исключить вентилятор 20, описанный со ссылкой на фиг.1. Кроме того, наклонная конфигурация может предотвратить просыпание смеси и обеспечивает относительно небольшую высоту устройства.
Хотя показанные варианты осуществления настоящего изобретения описаны подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи, понятно, что настоящее изобретение не ограничено данными вариантами осуществления. Все комбинации показанных и описанных вариантов включены в данное описание и входят в объем настоящего изобретения. Специалисту в данной области будут очевидны различные изменения или модификации без выхода из объема настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения. Например, наклонное подающее средство, описанное выше, может быть использовано в системах подачи смеси, содержащих различные типы скребковых средств. Даже те системы подачи смеси, которые не содержат скребков, могут быть снабжены таким наклонным средством подачи.