ДОЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С САМООЧИЩАЮЩЕЙСЯ НАСАДКОЙ
BATCHING DEVICE WITH SELF-CLEANING NOZZLE

Настоящее изобретение относится к устройствам для дозирования и способам дозирования напитков. Изобретение, в частности, относится к насадке для дозирования напитков, производимого из дозирующего устройства. Насадка создает для потока короткий и прямой проходной канал, который может быть эффективно очищен, и обеспечивает входной канал для текучей среды, который образует более прямой, менее извилистый путь от камеры перемешивания напитка.
В ресторанной индустрии напитки, требующие перемешивания, зачастую приготавливают с помощью устройств для дозирования напитков, в которых быстро добавляют в смесительный резервуар два или большее количество компонентов, перемешивают эти компоненты и дозируют продукт перемешивания. При этом могут быть перемешаны концентрированные напитки и/или сиропы и молочные продукты, и в некоторых случаях их взбивают с получением пены и затем дозируют через насадку, которая выдает напиток для потребления клиентом. Дозирующая насадка, также как и остальные поверхности, контактирующие с напитком в дозирующем устройстве, требует регулярной очистки для предотвращения нарастания отложений пищевого продукта. Чистота является тем более важным фактором в том случае, когда в состав напитков входят молочные продукты, поскольку остатки молочных продуктов способствуют росту бактерий и быстро разлагаются с образованием невкусных, несъедобных продуктов, имеющих неприятный запах.
По истечении определенного периода эксплуатации в торговых дозирующих автоматах, в особенности, в насадке накапливается твердый осадок. Его нарастание может приводить к изменению вкуса и/или качества дозируемых напитков и может нарушать подачу налитка, уменьшая или прерывая ток отпускаемого продукта. Соответственно, необходимо проводить очистку торговых дозирующих автоматов. Однако проведение операций по техническому обслуживанию уменьшает эффективность использования торговых автоматов, которые часто выходят из строя на определенный промежуток времени, необходимый для их очистки.
Разработаны устройства для дозирования напитков, которые обеспечивают возможность очистки насадок таким образом, чтобы они могли быть промыты и/или очищены, оставаясь в то время на месте их установки, в дозирующем устройстве. В патентом документе US 2004/0118291, который включен в данное описание путем ссылки, раскрыто автоматическое устройство для дозирования пищевых продуктов, конструкция которого включает стыковочный узел, приспособленный для подвода из емкости (например, из сосуда или пакета) жидкости на основе молока, смесительный аппарат, приспособленный для приема жидкости на основе молока (например, жидкого молочного концентрата) и приготовления продукта, содержащего молоко (например, кофе со взбитыми сливками или напитка подобного типа), насадку, сообщающуюся со смесительным аппаратом и предназначенную для дозирования полученного продукта, проточный канал для продукта, сконфигурированный так, чтобы продукт, содержащий молоко, протекал от стыковочного узла через смесительный аппарат к насадке, и систему для очистки проточного канала по месту. Кроме того, указанный дозатор содержит источник подачи жидкости, служащей для очистки или обеззараживания, и проточный канал для очищающего раствора, выполненный с возможностью приема очищающей или дезинфицирующей жидкости так, чтобы она могла протекать через проточный канал для продукта и очищать этот канал. Для поддержания дозирующего устройства дезинфицированным проточный канал для продукта и поверхности, контактирующие с компонентами напитка, регулярно, с периодическими интервалами, очищают путем их промывки очищающими жидкостями.
Хотя такие системы повышают чистоту, всегда желательны и актуальны дополнительные усовершенствования, которые потенциально позволяют более тщательно очищать дозирующее устройство и уменьшить опасность бактериального заражения и/или ограничить его дальнейший рост.
Другим важным аспектом насадки для дозирования напитков является устройство пути прохождения потока, необходимое для того, чтобы избежать проблем при протекании напитка, полученного в результате перемешивания, через дозирующее устройство. Это, в частности, важно для взбитых вспененных продуктов. В дозирующих устройствах напиток обычно перемешивают в смесительном резервуаре и затем пропускают через этот резервуар с прохождением напитком взбивалки, которая генерирует пену. Пена зачастую перемещается по криволинейному пути, совершая повороты в пределах автомата для дозирования продукта и проходя затем сквозь плунжер к дозирующей головке (передней части насадки), где совершает один последний поворот на 180 градусов и выдается потребителю через выходное отверстие. Такой путь движения потока имеет большую длину и включает в себя многочисленные повороты, которые приводят к образованию воздушных полостей на пути движения продукта, поскольку пена постепенно разрушается и прерывается вдоль пути движения. Кроме того, такой путь перемещения приводит к появлению большого количества мест осаждения продукта с накапливанием и размножением в них бактерий. Таким образом, необходима новая конструкция насадки, которая обеспечивает короткие пути движения поставляемых перемешанных напитков, в особенности, пенистых продуктов. Такие конструкции могут быть использованы для отпуска потребителям пенистых продуктов более высокого качества.
Настоящее изобретение относится к устройству для дозирования напитков и, в частности, к насадке для дозирования напитков, входящей в состав этого устройства и создающей для напитков короткий и прямой проходной канал. Насадка приспособлена к использованию вместе с системой для самоочистки, которая позволяет осуществлять эффективную очистку поверхностей, контактирующих с компонентами напитка. Насадка может быть выполнена с каналом, имеющим входной участок, который обеспечивает в дозирующем устройстве относительно прямой путь движения продукта из камеры для перемешивания напитка к дозирующей головке. При прохождении через дозирующую головку предпочтителен по существу прямолинейный путь движения напитка.
В примере осуществления сборная насадка включает в себя дозирующую головку и цилиндр, при этом, по меньшей мере, один из двух указанных элементов выполнен подвижным относительно другого для их позиционирования в положении дозирования и положении очистки. В положении дозирования напитки поступают по проточному каналу к выходному отверстию для выдачи напитка. В положении очистки проточный канал для жидкости подключают, по меньшей мере, к одному патрубку для слива жидкости, например, раствора для очистки или промывки, с прохождением через выходное отверстие выдачи напитка.
Сборная насадка содержит приводной механизм, цилиндр, плунжер и дозирующую головку. Цилиндр может быть присоединен к приводу, а плунжер и дозирующая головка могут быть объединены в сборочную единицу, которая размещается внутри цилиндра. Привод может перемещать цилиндр относительно сборной единицы, включающей поршень и дозирующую головку, и устанавливать дозирующую головку, по меньшей мере, в одном из двух положений. В одном положении головка находится в позиции дозирования, в которой производят дозирование напитка. В другом положении дозирующая головка находится в позиции очистки, в которой дозирующая головка может быть начисто промыта очищающим раствором. Дозирующая головка может быть соединена с выходом смесительного резервуара посредством трубки.
В примере осуществления изобретения насадка содержит входной канал для дозирующей головки. Указанный входной канал может быть соединен с трубкой, сообщающейся с выходным патрубком взбивального аппарата, причем места соединения по существу не допускают утечек жидкости. В примере воплощения трубчатый соединительный элемент выполнен жестким и может быть изготовлен из прочных материалов, например, из прочных пластмассовых материалов или нержавеющей стали.
В примере осуществления дозирующая головка насадки содержит выходной канал.
В примере осуществления плунжер насадки прикреплен к стойке торгового автомата. В такой конструкции приводной механизм может перемещать цилиндр в двух положениях так, чтобы дозирующая головка могла быть открытой в положение дозирования или чтобы она находилась в закрытом положении для ее очистки. В открытом положении дозирующая головка не имеет препятствий для выливания напитка в приемный сосуд с целью его потребления. В закрытом положении дозирующая головка позиционирована таким образом, что жидкость протекает через систему для моющей очищающей жидкости, которая может обеспечивать рециркуляцию или слив очищающих жидкостей после их прохождения через дозирующее устройство.
В примере осуществления цилиндр насадки имеет, по меньшей мере, один патрубок, через который может проходить жидкость, например очищающая жидкость. В альтернативном примере осуществления указанный цилиндр имеет, по меньшей мере, два таких патрубка.
В примере осуществления изобретения дозирующая головка насадки содержит входное и выходное отверстия и внутренний канал от входного до выходного отверстия, через который может протекать жидкость. Предпочтительно этот канал, проходящий через дозирующую головку, выполнен по существу прямым или прямолинейным.
В примере осуществления через дозирующую головку пропущена жесткая трубка, проходящая вверх за пределы дозирующей головки. Предпочтительно, проходящая вверх часть трубки имеет изгиб, составляющий не менее чем 90°, что облегчает сообщение по текучей среде с аппаратом для взбивания.
В примере осуществления настоящее изобретение включает в себя устройство для дозирования, содержащее насадку, выполненную согласно изобретению.
В примере осуществления насадка содержит дозирующую головку с выходным отверстием для выдачи напитка и цилиндр; при этом по меньшей мере один из указанных элементов, головка или цилиндр, выполнен с возможностью перемещения относительно другого элемента с охватыванием в положении очистки выходного отверстия для выдачи напитка и переключения направления движения потока по меньшей мере к одному патрубку слива жидкости; причем через дозирующую головку проходит от верха дозирующей головки к низу дозирующей головки вплоть до выходного отверстия для выдачи напитка участок канала для протекания напитка.
В примере осуществления канал для напитка от верха до низа дозирующей головки по существу выполнен прямолинейным. В примере осуществления цилиндр содержит два сливных патрубка, которые по вертикали отделены друг от друга промежутком.
Дополнительные особенности и преимущества настоящего изобретения будут раскрыты и видны из нижеследующего подробного описания изобретения и сопровождающих чертежей.
Фиг.1 - пример осуществления дозирующего устройства в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе.
Фиг.2а - пример осуществления дозирующего устройства в открытом положении для дозирования напитков, вид в перспективе.
Фиг.2b - пример осуществления дозирующего устройства в открытом положении для дозирования налитков, частичное поперечное сечение.
Фиг.2с - пример осуществления дозирующего устройства в закрытом положении для очистки, вид в перспективе.
Фиг.2d - пример осуществления дозирующего устройства в закрытом положении, для очистки, частичное поперечное сечение.
Фиг.3 - дозирующее устройство, показанное на фиг.1, в закрытом для очистки положении с трубопроводными линиями для слива жидкости, поперечное сечение и частичное схематичное изображение.
Как показано на чертежах и, в частности на фиг.1, предложенная насадка содержит плунжер 10, цилиндр 20, дозирующую головку 30, привод 40 и элементы крепления. В примере воплощения цилиндр может быть прикреплен к приводу с помощью крепежной скобы 50 и плунжера 10, а дозирующая головка 30 может быть включена в состав сборочной единицы, которая размещается внутри цилиндра 20. Привод 40 может перемещать цилиндр 20 относительно указанной сборочной единицы для позиционирования дозирующей головки 30 таким образом, чтобы она могла занимать открытое положение для дозировки напитка, при котором может быть произведено дозирование жидкого пищевого продукта. Кроме того, привод 40 может переводить дозирующую головку 30 в цилиндре в закрытое положение, для очистки (промывки), при котором дозирующая головка может быть промыта очищающим раствором, при таком позиционировании очищающий раствор проходит в трубопровод текучей среды для слива или циркуляции по замкнутому контуру. Дозирующая головка также может содержать входное отверстие 70, выходное отверстие 75 и трубку 71, проходящую от входного отверстия 70 до выходного отверстия 75. Выходное отверстие 75 предназначено для выдачи напитка и циркуляции жидкости. Трубка 71 предпочтительно представляет собой жесткую трубку. Трубка 71 может быть изготовлена из какого-либо прочного жесткого материала, включая пластмассу или металл, например нержавеющую сталь. Трубка 71 может быть приварена к телу головки 40. В смонтированном устройстве для дозирования продукта, показанном на фиг.3, входное отверстие 70 сообщается по текучей среде с выходным отверстием взбивального аппарата посредством соединительной трубки 110, которая может быть гибкой или жесткой.
В примере воплощения проточный канал, проходящий через дозирующую головку от входа до выхода, по существу прямой и не содержит резких поворотов. Эта особенность позволяет более легко очищать дозирующую головку 30 при проведении циклов очистки, обеспечивает более короткий путь прохождения жидкого пищевого продукта и потенциально устраняет прерывание подачи пены, содержащейся во вспененных напитках.
В примере осуществления цилиндр 20 имеет одно или большее количество отверстий, просверленных вдоль оси в стенке цилиндра и образующих канал, через который может проходить очищающая жидкость из дозирующей головки, находящейся в закрытом положении. В эти отверстия могут быть вставлены патрубки 60, которые могут быть приспособлены для соединения с трубопроводной линией циркуляции очищающей жидкости. В примерах осуществления один такой патрубок может быть использован для слива при проведении циклов промывки по месту. Второй патрубок может быть использован в качестве входного при продувке трубопроводной линии, с целью удаления очищающей жидкости, или в качестве второго сливного патрубка.
На фиг.2 представлены виды сбоку и частичные поперечные сечения воплощения сборной конструкции насадки в открытом и закрытом положениях. Фиг.2а и 2b иллюстрируют открытое положение насадки или позицию для дозирования. Фиг.2с и 2d иллюстрируют закрытое положение или позицию для очистки сопла.
Как показано на фиг.2а, цилиндр 20 сборной насадки находится в положении, при котором он отделен от дозирующей головки 30 промежутком. При таком расположении цилиндра выпускное отверстие 75 сопла открыто наружу, и напиток можно подавать во входное отверстие 70, пропускать по трубке 71 и затем дозировать через выходное отверстие 75, к примеру, в чашку, размещенную под выпускным отверстием 75.
На фиг.2b более детально показано поперечное сечение проходного канала для напитка. Из фиг.2b видно, что траектория течения напитка, при его прохождении через головку 30 насадки до выходного отверстия 75, по существу является прямолинейной.
Как показано на фиг.2с, цилиндр 20 сборной конструкции насадки позиционирован таким образом, что он находится непосредственно за дозирующей головкой 30 или контактирует с ней. В таком положении "закрыто" выходное отверстие 75 насадка прикрыто снаружи цилиндром 20 и не может больше непосредственно дозировать напиток. В результате между закрытой частью головки и цилиндром 20 образована кольцевая камера, герметичная относительно наружной поверхности и охватывающая снаружи отверстие 75 для выпуска напитка. Между контактирующими поверхностями дозирующей головки и цилиндра 20 предпочтительно устанавливают, по меньшей мере, одну уплотняющую прокладку 72.
На фиг.2d показан внутренний проточный канал в насадке, находящейся в закрытом положении. В таком закрытом положении направление движения потока, при его прохождении через головку, не меняется. Однако канал, выполненный в цилиндре, находится в положении приема жидкости, протекающей через дозирующую головку. Таким образом, при нахождении насадка в закрытом положении через трубку 71 дозирующей головки 30 может протекать очищающий раствор, который будет поступать в канал, образованный в цилиндре. Жидкость, которая поступает в указанный канал, может затем направляться на слив или на рециркуляцию с помощью трубопроводов (не показано), присоединяемых к патрубку, установленному на выходе из канала цилиндра.
В примере осуществления, иллюстрируемом на фиг.2, цилиндр 20 перемещается относительно дозирующей головки 30 с помощью привода 40, который соединен с цилиндром 20 посредством крепежной скобы 50. Привод способен позиционировать цилиндр или в открытом положении, как показано на фиг.2а и 2b, или же в закрытом положении, иллюстрируемом на фиг.2с и 2d.
Фиг.3 иллюстрирует размещение насадки 90 в примере воплощения дозирующего устройства, в частности, относительно аппарата 100 для взбивания и линий рециркуляции и слива жидкости, осуществляемых при очистке насадки по месту. В качестве примера (не для ограничения изобретения) дозирующее устройство может работать так, как описано ниже.
В соответствии с фиг.3 проточный канал для налитка проходит непосредственно от взбивального аппарата 100 к дозирующей головке 30. Проходной канал от блока 100 взбивания до дозирующей головки 30 реализуется посредством гибкой трубки 110, которая присоединена к трубке 71, установленной в дозирующей насадке 30. Трубка 110 для налитка, соединяющая блок для взбивания с насадкой дозирующего устройства, присоединена предпочтительно к жесткой трубке 71, прочно присоединенной к дозирующей головке, и проходной канал для продукта предпочтительно проходит по существу прямолинейно через дозирующий насадок 30 до выходного отверстия 75. Предпочтительно трубка 71 головки выполнена жесткой, например, представляет собой жесткую пластмассовую или металлическую трубку, например трубку из нержавеющей стали.
Одно преимущество описанной конфигурации заключается в том, что угловое изменение направления проходного канала, в промежутке между взбивальным аппаратом 100 и дозирующим насадком 30, происходит относительно непрерывно по сравнению с известными устройствами. Как показано на фиг.3, при протекании продукта через трубку 71 проходной канал постепенно изгибается, с переходом от трубки 110, ведущей от взбивателя, или выходного отверстия взбивателя, к дозирующей головке 30, примерно на угол 90 градусов, предпочтительно на угол более 90 градусов. Поскольку эта трубка также является предпочтительно жесткой, то изгиб сохраняется, все время, под одним углом, и поэтому не может происходить сжатие или закручивание трубки. Таким образом, пена спокойно транспортируется от блока 100 взбивания к дозирующей головке 30. Более прямолинейный путь движения продукта за счет предложенной новой конструкции помогает сохранить непрерывность пены после ее образования в блоке взбивания. Помимо того, конец вышеупомянутой трубки ориентирован под определенным углом в направлении внутрь (дозирующего автомата) с тем, чтобы направить напиток в сторону приемного сосуда с более спокойным отводом пены и сохранением ее непрерывности. К тому же более короткий и плавный путь движения к приемному сосуду уменьшает время подачи, а также возможность осаждения остатка продукта и размножения бактерий.
Другое улучшение конструкции сборной насадки связано с верхним каналом (каналами) 60 для продувки и/или слива. Этот канал снижает трудности освобождения камеры в процессе очистки. В предложенной новой конструкции, показанной на фиг.3, очищающий раствор можно сливать как через нижний, так и через верхний канал с обеспечением очистки всех внутренних поверхностей насадки и отсутствия поверхностей, контактирующих с пищевым продуктом, которые были бы подвержены опасности загрязнения.
Предложенная конструкция, помимо того, позволяет избежать использования длинной трубки для соединения блока взбивания с дозирующей головкой, так как в данной конструкции дозирующая головка прикреплена к стойке дозирующего устройства, а цилиндр 20 перемещается относительно сборки, включающей плунжер и дозирующую головку. Поскольку как дозирующая головка, так и блок взбивания зафиксированы в одном положении, они могут быть соединены при помощи трубки фиксированной (определенной) длины. Неподвижные трубки позволяют избежать опасности, связанной с использованием гибких подвижных трубок, которые могут сгибаться и образовывать загибы, которые могут создавать препятствие для движения продукта или очищающей жидкости, или могут прерывать его движение. Такое сгибание может также создавать внутри трубки участки, в которых могут более легко осаждаться твердые остатки.
Как отмечено выше и показано на фиг.3, в устройстве для дозирования продукта установлены сборная насадка и взбивальный аппарат. Эти устройства объединены определенным образом с расходной системой очистки, проводимой по месту, для обеспечения очистки в взбивальном аппарате и сборной насадке всех поверхностей, которые контактируют с пищевыми продуктами.
В примере осуществления система очистки по месту может содержать емкость 205, которая снабжена нагревателем 210, предназначенным для нагрева очищающего раствора, например воды, до температуры, подходящей для промывки или обеззараживания. Жидкости для промывки или обеззараживания могут циркулировать по замкнутому контуру с помощью насоса 206 и клапанов 207, с помощью которых поток жидкости может быть направлен для очистки внешнего устройства 4, служащего для подачи исходных продуктов и поверхностей, контактирующих с продуктом, в аппарат 100 взбивания. Часть очищающей жидкости затем может проходить из взбивального аппарата в дозирующую головку 30 с целью очистки сборной насадки 90. Очистка сборной насадки 90 производится, как показано на фиг.3, при ее закрытом положении. При данном конструктивном выполнении головки насадки жидкость будет протекать по каналам сборной насадки, способствуя тем самым ее очистке. Часть очищающей жидкости будет вытекать из нижнего канала в трубопровод 220 к датчику температуры 208, затем к Т-образной соединительной муфте, отводящей поток к двум клапанам 209, один из которых ведет к сливу, другой - обратно в емкость 205 на рециркуляцию (например, с целью очистки по месту или автопромывки). Очищающая жидкость может также протекать из верхнего канала насадки 90 и возвращаться обратно в емкость 205 по трубопроводу 211, и может быть направлена на рециркуляцию.
Сборная насадка 90 смонтирована в устройстве для дозирования пищевого продукта, функционированием которого можно управлять с помощью микропроцессора для автоматического инициирования процесса очистки, осуществляемого по описанному выше способу, по меньшей мере, один раз в день. В результате соответствующая степень обеззараживания поверхностей контакта с продуктом в дозирующем устройстве может поддерживаться с использованием раскрытых ниже составов и способов.
Данная система очистки может быть запрограммирована так, чтобы автоматически, с периодическими интервалами (например, каждые два часа) запускалась программа очистки, предусматривающая проведение очистки всех поверхностей, контактирующих с продуктом, в пределах всего автомата для дозирования пищевого продукта, включая поверхности во взбивальном аппарате 100 и сборной насадке 90, с помощью растворов для очистки, например, горячей воды, подводимой из котла. Подходящие температуры воды включают такие температуры, которые могут в достаточной степени очищать и обеззараживать дозирующее устройство. Обычно используют температуры, составляющие приблизительно 65,5°С или более, более предпочтительны температуры приблизительно 80°С и более, и еще более предпочтительны температуры около 88°С или более, или даже могут быть использованы температуры 93°С или более. Система очистки может быть запрограммирована так, что соответствующие времена и температуры должны регистрироваться температурными датчиками, например датчиком 208, установленным на входе линии слива, или же система будет повторно инициировать процесс очистки с предварительно заданным количеством попыток очистки, например, с двумя попытками. Если заданные условия время/температура не выполняются, то может быть сформирован и отражен на панели управления сигнал нарушения. Также может быть запущена вручную с панели управления, например, операция "автопромывка".
Данная система может быть также запрограммирована таким образом, чтобы таймер инициировал выполнение программы очистки по месту. Затем, если оператор не выполнил следующий цикл очистки в заданный период времени, например, в последующие 28 часов, система может быть запрограммирована для блокирования дозирования напитка до тех пор, пока цикл очистки по месту не завершится.
В качестве примера и не для ограничения изобретения регулярный цикл очистки по месту может быть реализован следующим образом:
a) осуществляют предварительную промывку всех поверхностей контакта с пищевым продуктом с использованием воды, имеющей определенную температуру для заданного периода времени промывки;
b) проводят очистку всех контактных поверхностей с помощью слабоактивного состава для очистки, такого как щелочное моющее средство или поверхностно-активное вещество, и
c) пост-промывку всех контактных поверхностей с целью удаления остатков продукта и обеззараживания системы.
Следует понимать, что для специалистов в данной области техники будут очевидны различные изменения и модификации по отношению к описанным выше предпочтительным примерам осуществления изобретения. Эти изменения и модификации могут быть реализованы без выхода за пределы объема и сущности настоящего изобретения и без потери ожидаемых преимуществ. В соответствии с замыслом изобретения такие изменения и модификации охватываются приложенными пунктами формулы изобретения.