ДОЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПИТКОВ С СИСТЕМОЙ ГАЗИРОВАНИЯ
DOSING DEVICE FOR BEVERAGES WITH CARBONATION SYSTEM

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для раздачи напитка, включая газированный напиток.
Уровень техники
Известны водные дозаторы для обеспечения газированной воды.
В ЕР 0867219 описано устройство для газирования жидкости, которое содержит контейнер, содержащий жидкость, подлежащую газированию, выполненный с возможностью герметизации посредством укупоривания, контейнер газа под давлением, содержащий газ, и адаптер, который выполнен с возможностью герметичного присоединения к контейнеру. Адаптер содержит средство для выпуска избыточного давления, расположенное в пределах указанного адаптера.
В US 5,992,684 описан водный дозатор, содержащий корпус, вмещающий источник воды и резервуар для хранения воды, размещенный выше источника воды. Трубопровод для воды соединяет источник воды и резервуар для хранения воды, вода перемещается от источника к резервуару вакуумным насосом. Вентиль соединен с резервуаром для хранения воды. В качестве необязательного условия может быть обеспечена система впрыска углекислого газа для создания газированной воды.
2
В WO 2003/048027 описано дозирующее напитки устройство для бытового холодильника, содержащее емкость подачи напитка, удерживающую множество приводов клапанов, устройство подачи воды для выборочной подачи газированной воды и негазированной воды, средство подачи газа для подвода газа СО для газирования воды и направляющее жидкость устройство.
Другие дозаторы газированной воды описаны в WO 2003/098136, ЕР 1579906, WO 2006/092783 и US 7861550.
Источники
Приведенные ниже ссылочные документы считаются относящимися к техническому уровню настоящего изобретения:
- ЕР 0867219 - US 5992684
- WO 2003/048027
- WO 2003/098136
- ЕР 1579906
- WO 2006/092783
- US 7861550
- US 7987769
- WO 2007/017864
- WO 2008/026208
- WO 2011/030340
- WO 2011/030339
Сущность изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает дозирующее устройство для напитков, имеющее подсистему газирования, которая обеспечивает исходя из потребности пользователя количество газированного напитка. Цель настоящего изобретения заключается в обеспечении эффективной и компактной подсистемы газирования, в частности такой системы, которая встроена в дозирующее устройство для напитков, предназначенное для обеспечения количества питьевого напитка, например воды. Конкретный вариант реализации представляет собой систему дозирования напитка, которая имеет небольшой размер и предназначена для применения в быту, например, настольные или кухонные дозаторы, что требует минимизации внутренних компонентов для обеспечения компактности. Примерами дозаторов выступают такие дозаторы, которые выполнены с возможностью приготовления и немедленного разлива питьевого напитка в стакан. Как правило, система выполнена с возможностью обеспечения по требованию газированного или негазированного напитка. Подсистема газирования выполнена с возможностью газирования жидкости непосредственно перед раздачей, наряду с минимизацией неприятного привкуса, возникающего в результате хранения газированной жидкости в период от ее приготовления до раздачи.
В представленном ниже описании термин «жидкость» будет использован в отношении водной жидкости, которая поступает в устройство из источника жидкости и представляет собой напиток в его конечной форме (без газирования), например, подлежащая дозированию вода как токовая или газированная вода, или может быть предназначена для смешивания с другим ингредиентом, например, экстрактом, ликером, сиропом или вкусовым веществом, которое необходимо смешивать с водой для превращения ее в конечный газированный или негазированный напиток (т.е. напиток с вкусовыми наполнителями). В конкретных вариантах реализации, представленных в приведенном ниже описании со ссылкой на чертежи, жидкость представляет собой воду, а разливаемый напиток представляет собой газированную или негазированную воду. Следует отметить, что они представляют неограничивающие примеры для жидкости и дозируемого напитка.
Термин «напиток» будет использован в настоящем описании для обозначения напитка, разливаемого из дозирующего выпускного отверстия. До раздачи термин «жидкость» будет использован в отношении водной жидкости, проходящей через устройство и подвергаемой обработке, например, фильтрации, дезинфицированию, нагреванию, охлаждению, газированию и/или смешиванию с другими ингредиентами (например, вкусовой добавкой, экстрактом, сиропом и т.д. для формирования конечного напитка; смешивание может быть осуществлено в течение прохода жидкости в пределах системы потока в устройстве или, как правило, до раздачи).
2
Согласно одному аспекту настоящее изобретение обеспечивает дозирующее устройство для напитков, которое содержит систему потока жидкости, подсистему газирования, дозирующее напиток выпускное отверстие и средство понижения давления. Система потока жидкости определяет траекторию поток жидкости между источником жидкости и дозирующим напиток выпускным отверстием. Подсистема газирования служит для насыщения жидкости углекислым газом (СО). Подсистема газирования содержит камеру газирования, связанную с системой потока жидкости для приема определенного количество жидкости из указанного источника, и связана с источником углекислого газа для газирования указанного количества жидкости в момент нахождения в указанной камере. Камера связана с дозирующим выпускным отверстием. Камера дополнительно связана со средством понижения давления, функционирующим после газирования в указанной камере для снижения давления углекислого газа перед разливом газированного напитка.
Аспект, относящийся к предыдущему абзацу, будет упоминаться в настоящем описании как «аспект выпуска давления».
Средство понижения давления может содержать регулятор для выпуска избыточного давления, который сообщается по газу с указанной камерой. Средство понижения давления может также содержать выпускное отверстие, оснащенное модулем, например, циклоном, выполненным с возможностью разделения капелек газа и жидкости, которые могут быть перенесены им, и затем либо циркуляции жидкости, отделенной от последующего газа, назад в систему потока, либо раздачу ее, например, выпуск жидкости в дренаж.
Снижение давления до раздачи напитка обеспечивает контроль остаточного давления в камере, тем самым гарантируя достаточное давление для продвижения газированной жидкости к дозирующему выпускному отверстию и одновременно обеспечивая равномерную раздачу напитка из выпускного отверстия (то есть без нежелательного разлива или неравномерного потока, который может возникнуть в результате чрезмерного остаточного давления или недостаточного остаточного давления).
Рабочий цикл устройства относительно аспекта выпуска давления может содержать (а) введение количества жидкости в камеру газирования через отверстие впуска жидкости, (b) введение количества углекислого газа в камеру газирования для газирования жидкости, (с) активацию средства понижения давления для снижения давления газа в указанной камере до предопределенного давления по завершении газирования и (d) раздачу количества газированного напитка. Подача количества напитка может быть осуществлена продвижением давления газа (то есть остаточным давлением) в камере газирования.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения дозирующее устройство для напитков содержит систему потока жидкости, подсистему газирования и дозирующее напиток выпускное отверстие. Система потока жидкости определяет траекторию потока жидкости между источником жидкости и раздающим напиток выпускным отверстием. Подсистема газирования служит для газирования определенного количества жидкости. Подсистема газирования содержит камеру газирования, связанную с системой потока жидкости для приема количества жидкости из указанного источника, и связана с источником углекислого газа под давлением для газирования указанного количества в момент нахождения его в указанной камере. Камера согласно этому аспекту также связана с циркуляционным насосом для циркуляции жидкости между циркуляционным выпускным отверстием и циркуляционным входным отверстием камеры в течение газирования жидкости.
Аспект, относящийся к предыдущему абзацу, будет упоминаться в настоящем описании как «аспект циркуляционного насоса».
Циркуляционный механизм, используемый в аспекте циркуляционного насоса, содержит циркуляционный насос, связанный с камерой газирования и выполненный с возможностью циркуляции жидкости между циркуляционным выпускным отверстием и циркуляционным входным отверстием камеры газирования. Однако следует отметить, что настоящее изобретение не ограничено использованием насоса, и другие механизмы циркуляции жидкости, например, использование смесителя, также возможны.
Согласно этому аспекту насос активируется в течение газирования, и жидкость циркулирует между указанным выпускным отверстием и впускным отверстием, вызывая сопутствующий поток жидкости через камеру (в общем направлении от циркуляционного входного отверстия к циркуляционному выпускному отверстию), тем самым циркулируя определенное количество жидкости, подлежащее непрерывному газированию в камере. В зависимости от скорости нагнетания - жидкость может циркулировать однократно, несколько раз или может только частично циркулировать через камеру.
2
2
Циркуляция жидкости обеспечивает эффективное газирование при использовании относительно низких давлений СО, тем самым максимально повышая использование баллона СО, снижая риск неисправностей, связанных с применением систем высокого давления и снижая общую стоимость, обеспечивая возможность использования компонентов, настроенных на более низкие давления газа.
Последовательность работы устройства относительно аспекта циркуляционного насоса обычно содержит следующие этапы: (а) введение количества жидкости в указанную камеру; (b) газирование жидкости, содержащейся в камере в течение ее газирования; и (с) раздача определенного количество газированного напитка.
Согласно варианту реализации аспекта циркуляционного насоса последовательность работы содержит открытие впускного клапана жидкости, который управляет потоком через впускное отверстие для жидкости, подающее жидкость в камеру газирования. Затем инициируют этап газирования, содержащий два действия, которые происходят вместе: (i) открытие газового клапана для введения количества углекислого газа под давлением в указанную камеру для газирования жидкости в камере и (ii) одновременно активация циркуляционного насоса для циркуляции жидкости в течение газирования. В конце этапа газирования циркуляционный насос останавливается и затем для раздачи выпускной клапан открывается, чтобы тем самым обеспечить давление газа в камере для продвижения газированной жидкости к выпускному отверстию раздачи напитка.
В представленном ниже описании различные варианты реализации будут представлены в отношении одного или обоих указанных в приведенном выше описании аспектов. Следует отметить, что согласно настоящему изобретению эти аспекты могут быть объединены. Например, устройство для раздачи напитка согласно настоящему изобретению может содержать систему газирования со средством понижения давления и также быть связано с насосом циркуляции жидкости. Кроме того, варианты реализации, описанные согласно аспекту циркуляционного насоса, могут быть осуществлены в устройстве аспекта выпуска давления; и наоборот.
Количество жидкости, введенное в камеру, может быть по существу равным количеству газированного напитка, который будет роздан. Количество жидкости может представлять собой «удельную величину», имеющую объем, по существу равный объему камеры газирования. Удельная величина, то есть порция представляет предопределенный объем жидкости, как правило, определяемый при проектировании подсистемы газирования, предусматривая газирование ограниченного количества жидкости в каждом цикле работы системы. Удельная величина может представлять собой, например, 200 миллилитров (например, объем чашки), 300 мл, 400 мл (приблизительно 2 чашки), 500 мл, 1 литр и т.д. В каждом цикле работы в систему газирования вводится удельная величина жидкости, после чего выполняется газирование и последующая раздача всей удельной величины газированного напитка. Объем камеры газирования согласно одному варианту реализации может быть выполнен по существу равным (или немного больше) указанной удельной величине жидкости, которая подлежит газированию, в каждой порции. Это также позволяет пользователю приготовить количества порций недавно газированной жидкости для потребления при необходимости относительно быстро, например, каждые несколько секунд. Однако следует отметить, что согласно варианту реализации настоящего изобретения пользователь может управлять величиной дозируемого количества газированного напитка. В случае, если выданный объем напитка меньше, чем полный объем камеры газирования, газированная жидкость, остающаяся в камере, затем может быть смешана со свежей жидкостью, введенной в камеру при следующем цикле; следовательно, может понадобиться меньше углекислого газа для газирования в следующем цикле с заданной силой газирования.
Повторение операции газирования последовательно несколько раз может охладить камеру, например, вследствие выпуска давления газа. Таким образом, во избежание нежеланного понижения температуры ниже замораживания, которое может привести к нежеланным последствиям, согласно варианту реализации настоящего изобретения камера газирования соединена с нагревательным элементом, например, нагревающий ярлык или кожух совместно по меньшей мере с частью внешней поверхности камеры газирования. Такие нагревательные элементы могут функционировать непрерывно, могут быть приведены в действие автоматически при понижении температуры ниже определенного порога и т.д.
Согласно некоторым вариантам реализации газированная жидкость продвигается из камеры газирования для раздачи напитка из раздающего выпускного отверстия остаточным давлением газа в камере. Однако в контексте варианта реализации настоящего изобретения также предусмотрено, что газированный напиток будет продвинут к раздающему выпускному отверстию самосливом или посредством насоса.
Рабочие этапы цикла могут сопровождаться выпуском давления из камеры газирования по завершении последовательности операции.
2
Рабочий цикл устройства аспекта циркуляционного насоса может также содержать согласно другими вариантами реализации следующие этапы: (i) открытие впускного клапана жидкости, осуществляющего управление потоком жидкости через отверстие впуска жидкости в камеру, для подачи жидкости в камеру газирования, (ii) открытие газового клапана для ввода определенного количества углекислого газа под давлением в камеру для газирования жидкости в камере, (iii) возбуждение циркуляции жидкости в камере газирования в течение газирования и (iv) открытие выпускного клапана жидкости, осуществляющего управление потоком жидкости от камеры к раздающему выпускному отверстию, тем самым обеспечивая давление в камере для продвижения газированного напитка к раздающему выпускному отверстию. Рабочий цикл может также содержать дополнительный этап (v) открытия газового выпускного клапана для выпуска давления газа СО в камере.
2
Согласно варианту реализации настоящего изобретения количество углекислого газа под давлением, вводимое в камеру газирования, можно регулировать для приготовления газированного напитка, имеющего различные концентрации углекислого газа, чтобы тем самым угодить разному предпочтению различных пользователей. В других вариантах реализации различные уровни газирования могут быть получены посредством управления давлением СО до введения в камеру газирования.
В некоторых вариантах реализации количество газированного напитка или количество негазированного напитка раздается через одно раздающее выпускное отверстие по требованию пользователя. Как правило, пользователь может выбирать между газированным или негазированным напитком, который может быть налит через одно и тоже раздающее выпускное отверстие (предпочтительно) или каждый через различное выпускное отверстие. Термин «раздающее выпускное отверстие» будет использован для обозначения выпускного отверстия раздачи газированного напитка, выпускного отверстия раздачи негазированного напитка или выпускного отверстия, предназначенного для раздачи газированного и негазированного напитка.
Запрос газированного напитка инициирует последовательность работы подсистемы газирования по обеспечению количества газированного напитка; запрос негазированного напитка будет вызывать раздачу устройством количества негазированного напитка, которое может представлять собой предопределенную удельную величину или свободный (определенный пользователем) поток негазированного напитка. Негазированный напиток может быть предоставлен путем обеспечения потока жидкости через камеру газирования без активации подсистемы газирования. Такая схема обеспечивает возможность эффективного использования внутреннего пространства дозатора, сохраняя компактность системы.
В других вариантах реализации устройство содержит перепускной трубопровод, снабженный клапанным механизмом или другим элементом регулирования потока, который обходит подсистему газирования для направления жидкости напрямую от подсистемы очистки к раздающему выпускному отверстию.
Пользователь может выбирать раздачу газированного или негазированного напитка известным способом, таким как нажатие кнопки приведения в действие, выбор необходимой опции из опций, представленных индикаторной панелью и т.д. Выбор инициирует соответствующую последовательность операций для соответствия выбору, как раскрыто в представленном ниже описании. При запросе газированного напитка последовательность работы может обеспечить газированный напиток, приготовленный по запросу (недавно сделанный). В качестве альтернативы по запросу газированная жидкость, уже приготовленная и хранящаяся в пределах устройства, может быть разлита, с последующим газированием и хранением нового количества газированной жидкости.
2
Камера газирования настоящего изобретения может содержать газовый выпускной клапан для выпуска давления СО, например, между циклами работы или при запросе негазированного напитка. Камера газирования может также содержать предохранительный клапан давления, предназначенный для автоматического сброса избыточного давления, которое может быть сформировано в камере газирования, в течение неисправной работы системы.
Подсистема газирования может содержать датчик уровня жидкости для определения уровня жидкости в камере. Датчик уровня жидкости может быть связан с замкнутой системой управления для управления уровнем жидкости в камере газирования, чтобы тем самым регулировать количество жидкости, подводимой или разливаемой из камеры газирования, а также измерять уровень жидкости в камере в любой момент времени в течение последовательности работы.
Устройство обычно содержит расположение клапанов для управления входом и выходом жидкости в камеру газирования и из камеры газирования. Такое расположение клапанов может содержать по меньшей мере один клапан для управления входом жидкости в указанную камеру, например, установленный у отверстия впуска жидкости или установленный где-нибудь на трубопроводе подачи жидкости; и/или может содержать по меньшей мере один клапан для управления выходом жидкости из указанной камеры, например, установленный у отверстия выпуска жидкости или установленный где-нибудь на трубопроводе, связывающем камеру с раздающим выпускным отверстием. Обычные типы клапанов, подходящих для использования в системе настоящего изобретения, могут представлять собой, например, клапаны регулирования потока или клапаны вкл/выкл.
Согласно варианту реализации настоящего изобретения устройство содержит подсистему очистки жидкости, расположенную в системе потока жидкости, для удаления загрязняющих веществ из жидкости и для подачи очищенной жидкости в камеру газирования.
Подсистема очистки жидкости расположена между источником жидкости, например, источник проточной воды, водный контейнер, емкость для воды и т.д., и камерой газирования, и может содержать согласно некоторым вариантам реализации по меньшей мере одно из блока фильтрации жидкости, блока дезинфекции жидкости или блока очистки жидкости для фильтрации и/или дезинфекции и/или очистки жидкости до введения ее в камеру. Такие блоки фильтрации/дезинфекции могут представлять собой, среди прочего, механические фильтры для фильтрования частиц из жидкости, такие как угольный фильтр, тканая или нетканая фильтровальная бумага и т.д.; химические фильтры, например, активный уголь, для поглощения или исключения химических загрязняющих веществ, таких как тяжелые металлы, мышьяк, сера и т.д.; бактерицидные активные вещества для устранения присутствия бактерий; дезинфицирующие устройства, такие как блок на основе ультрафиолетового излучения; или любые их комбинации. Примерами подсистемы очистки воды, также пригодными в устройстве настоящего изобретения, являются (i) подсистема, раскрытая в US 7987769, или (ii) подсистема, использующая фильтры вида, раскрытого в WO 2007/017864, WO 2008/026208 или WO 2011/030340.
Подсистема очистки жидкости может содержать камеру дезинфекции, связанную с камерой газирования таким образом, чтобы выпускное отверстие камеры дезинфекции было соединено с отверстием впуска жидкости камеры газирования. Камера дезинфекции и камера газирования могут быть соединены через трубопровод или трубу и согласно варианту реализации настоящего изобретения могут быть соединены друг с другом, например, верхней поверхностью камеры газирования, соединяемой с нижней поверхностью камеры дезинфекции. Такая связь обеспечивает компактное расположение подсистем в раздаточном устройстве, содержащем такие подсистемы.
Настоящее изобретение в другом его аспекте также обеспечивает систему обработки жидкости, содержащую подсистему очистки жидкости, подсистему газирования и блок управления. Подсистема очистки содержит камеру дезинфекции и модуль дезинфекции, работающий в камере дезинфекции, для дезинфекции жидкости в камере дезинфекции или проходящей через камеру дезинфекции. Подсистема газирования представляет собой один из указанных в приведенном выше описании вариантов реализации.
В варианте реализации выпускное отверстие жидкости камеры дезинфекции соединено с входным отверстием жидкости камеры газирования. Камера дезинфекции и камера газирования могут быть объединены друг с другом по меньшей мере одной стенкой камеры дезинфекции, плотно соединенной по меньшей мере с одной стенкой камеры газирования.
Эти две камеры могут быть сформированы за одно целое друг с другом в одно устройство обработки жидкости. В таком варианте реализации данное устройство обработки жидкости может содержать первую камеру, определяющую указанную камеру дезинфекции, и вторую камеру, определяющую указанную камеру газирования. Камера дезинфекции в таком устройстве обработки, как правило, расположена выше камера газирования. Согласно некоторым вариантам реализации камера дезинфекции имеет первую широкую часть и вторую узкую часть, сформированную в ее нижней части, которая проходит внутрь и охвачена камерой газирования. Жидкое выпускное отверстие камеры дезинфекции может быть сформировано внизу указанной второй части.
Модуль дезинфекции согласно некоторым вариантам реализации содержит источник дезинфекции ультрафиолетовым светом. Источник ультрафиолетового света может иметь форму продолговатой трубы. Согласно одному варианту реализации камера дезинфекции имеет нижнюю продолговатую полость, которая вмещает нижнюю часть источника ультрафиолетового света (данная полость в целом цилиндрическая, как правило, также немного больше в диаметре, чем источник ультрафиолетового света) с расположением выпускного отверстия камеры дезинфекции в нижней части указанной полости. Таким образом, выходящая жидкость проходит вдоль нижней части источника ультрафиолетового света для надлежащей дезинфекции. Источник света может быть заменен через крышку, которая может быть открыта/закрыта пользователем, как правило, сверху камеры.
2
Система согласно приведенному выше описанию может быть частью дозирующего устройства для напитков (или дозатора). Такое устройство может также содержать блок охлаждения для охлаждения очищенной жидкости до ее введения в систему настоящего изобретения (такой как охладитель, раскрытый в WO 2011/030339). Согласно некоторым вариантам реализации подсистема очистки встроена в камеру охлаждения блока охлаждения жидкости для одновременного охлаждения и очистки жидкости, принятой от источника жидкости, до газирования, для повышения эффективного использования внутреннего пространства устройства и, следовательно, обеспечения возможности снижения внешних размеров устройства. Помимо опции обеспечения охлажденного напитка пользователю такое охлаждение до газирования обеспечивает лучшее растворение углекислого газа, то есть СО, в воде.
Согласно одному варианту реализации та же траектория потока жидкости, используемая для раздачи газированного напитка, также может быть использована для раздачи негазированного напитка. Согласно этому варианту реализации по запросу негазированного напитка последовательность операции содержит введение жидкости в камеру газирования; и раздачу напитка без введения углекислого газа под давлением в камеру. Согласно другому варианту реализации по требованию негазированного напитка жидкость направляется к трубопроводу обхода камеры газирования соответствующим элементом управления потоком жидкости для подачи негазированной жидкости к раздающему выпускному отверстию.
2
Система может дополнительно содержать модуль управления для вызова при запросе газированного напитка эксплуатационной последовательности/цикла работы, например, рассмотренные в приведенном выше описании. Такой модуль управления может управлять открытием и закрытием соответствующих клапанов для обеспечения правильного режима цикла, активацией и дезактивацией насоса циркуляции и регулированием потока жидкости и СО через систему.
2
Блок управления функционирует для побуждения последовательности работы по введению количества СО под давлением в камеру газирования и побуждению совместного выполнения циркуляции жидкости.
Механизм управления может быть также связан с кнопкой активации раздачи пользователем или другим инициирующим раздачу активатором, содержащемся на интерфейсе пользователя, вследствие чего инициирование сигнала активации раздачи инициирует последовательность раздачи, раздачу количества газированного или негазированного напитка согласно выбору пользователя; вызов открытия или закрытия соответствующих клапанов регулирования потока или насосов. В случае раздачи газированного напитка толкающей силой выступает избыточное давление газа, остающееся в камере газирования после этапа газирования.
2
2
2
2
2
2
Система дозирования напитка согласно некоторым вариантам реализации содержит заменяемую емкость СО, которая связана с системой газирования. Альтернативная схема расположения может содержать связь с линией подачи углекислого газа под давлением. Заменяемая емкость соединена с возможностью отсоединения с соединителем в дозаторе. Емкости, как правило, представляют собой продолговатые сосуды высокого давления, которые содержат определенное количество СО под давлением для множества рабочих циклов раздачи газированного напитка. Емкость имеет отделение для СО под давлением и может быть выполнена с горловинной частью, адаптированной для присоединения к соединителю. Горловинная часть имеет средство для герметизации баллонного отделения для СО под давлением до его присоединения к соединителю и для открытия гидравлической связи при соединении для обеспечения потока СО под давлением в подсистему газирования. Как правило, отделение емкости для СО под давлением, герметизировано проницаемым или деформируемым уплотнением, которое прокалывают или деформируют, соответственно, при соединении горловинной части к соединителю.
Соединение горлышка емкости к соединителю может иметь резьбовой тип, например, с наружной резьбой на горлышке и внутренней резьбой в соответствующем углублении в соединителе. Кроме того, соединение может иметь тип штифта, может представлять собой защелкивающееся штуцерное соединение и другие. Будет понятно, что может быть использован любой тип соединения, который может соединять горлышко с соединителем в пределах устройства дозатора способом, который также обеспечивает возможность отделения, одновременно сохраняя газонепроницаемое уплотнение при работе.
2
Прокалывание или деформация уплотнения вызывает мгновенный выпуск сжатого газа из отделения для СО, который может сопровождаться коротким шумовым выбросом (например, подобный взрыву шум) и для глушения любого такого шума соединитель может быть обеспечен глушащим шум уплотнением, которое поглощает ударную волну выпущенного газа и блокирует его выпуск наружу.
Согласно варианту реализации настоящего изобретения соединитель может поворачиваться вокруг оси, перпендикулярной к продольной оси емкости, между состоянием прикрепления/отделения и рабочим состоянием. Емкость присоединяют или отделяют от соединителя при состоянии прикрепления/отделения и затем поворачивают в рабочее состояние для обеспечения возможности ее использования. В рабочем состоянии емкость, как правило, устанавливают таким образом, чтобы ее продольная ось была расположена по существу параллельно внешней стенке дозатора, тем самым обеспечивая компактное расположение. Как правило (но не исключительно) соединитель подогнан к связующему элементу с возможностью поворотного движения одного его конца, связанного с соединителем, относительно другого конца, который прикреплен к устройству. Такая поворотная степень свободы может обеспечить поворотное движение соединителя.
Соединитель и связывающий элемент совместно определяют герметичный путь потока газа от емкости до входного отверстия для углекислого газа. Согласно одному варианту реализации электрически приводимое, например, типа соленоид расположение клапанов установлено на пути потока для управления потоком газа. Такая схема расположения клапанов может быть активирована при запросе газированного напитка. Дозатор, как правило, содержит клапан входа у входного отверстия углекислого газа для управления операцией газирования. Расположение клапанов может быть в дополнение (например, в качестве дополнительной меры безопасности) или в качестве альтернативы к клапану входа.
Краткое описание чертежей
Для понимания настоящего изобретения и того, каким образом оно может быть реализовано на практике в приведенном ниже описании будут представлены варианты реализации только в качестве неограничивающих примеров со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
2
На фиг. 1 показан вид сбоку в перспективе дозирующего устройства для напитков согласно варианту реализации настоящего изобретения, с удаленной частью стенки для представления съемного СО, установленного в специально предназначенное пространство в задней части устройства.
На фиг. 2 показан вид сбоку устройства на фиг. 1 с удаленной боковой стенкой для представления внутренних элементов, в частности элементов подсистемы газирования.
На фиг. 3 показан вид сзади устройства на фиг. 1 с канистрой, опрокинутой в положение отделения/прикрепления.
На фиг. 4 представлен поперечный разрез емкости.
На фиг. 5 показано поперечное сечение емкости, соединенной с соединителем, и связанного элемента соединения, который обеспечивает передачу потока газа от соединителя к системе газирования в пределах устройства.
На фиг. 6 представлен увеличенный участок расположения, обозначенного ссылочным номером 116 на фиг. 5.
На фиг. 7 показано поперечное сечение, выполненное по линии VII-VII на фиг. 5.
На фиг. 8 показано продольное поперечное сечение связывающего элемента.
На фиг. 9 показано продольное поперечное сечение связывающего элемента другого варианта реализации.
На фиг. 10А показан вид в перспективе подсистемы газирования со связанным блоком дезинфекции жидкости и охваченной охлаждающей рубашкой согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 10В представлен вид в перспективе подсистемы газирования со связанной подсистемой дезинфекции жидкости согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 11 показан вид в перспективе нижней части камеры дезинфекции и камеры газирования по фиг. 10А и 10В.
На фиг. 12 изображен вид в перспективе нижней части камеры дезинфекции и связанной камеры газирования согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 13 изображен вид в перспективе подсистемы газирования со связанной камерой дезинфекции жидкости согласно варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг. 14 представлено схематическое изображение системных элементов и линий потока жидкости согласно варианту реализации аспекта выпуска давления.
На фиг. 15 показано схематическое изображение системных элементов и линий потока жидкости согласно варианту реализации аспекта циркуляционного насоса.
Подробное описание вариантов реализации
В вариантах реализации, рассмотренных в приведенном ниже описании, жидкость и напиток представляют собой воду. Конкретная ссылка на воду должна быть рассмотрена только в качестве примера, а не ограничения объема настоящего изобретения.
2
2
На фиг. 1 и фиг. 2 показано дозирующее воду устройство (также упоминаемое как «дозатор») 100 согласно варианту реализации настоящего изобретения. Данное устройство имеет входное отверстие для воды (не показано), связанное и сообщающееся через поток с источником воды. Оно содержит фильтр 102, расположенный на пути потока воды в устройстве. Вода может быть продвинута по траектории потока в пределах устройства насосом (не показан) или за счет гравитации. Устройство содержит модуль дезинфекции ультрафиолетом и блок охлаждения воды (оба не показаны на данном изображении, но будет рассмотрены в отношении других вариантов реализации в приведенном ниже описании), который, например, может быть вида, описанного в WO 2011/030339. Устройство содержит устройство 108 обработки воды (дополнительно рассмотрено в представленном ниже описании) и раздающее выпускное отверстие 110 для раздачи газированной или негазированной воды. Емкость 104 для СО размещена в пределах пространства 112, определенного в задней части устройства, по существу параллельно своей продольной осью к боковым стенкам устройства. Согласно фиг. 4 и 5 указанная емкость имеет отделение 118 для СО под давлением и горловинную часть 120, которая имеет нарезанную наружную резьбу 122. Согласно фиг. 5 горловинная часть соединена посредством резьбового соединения с соединителем 114, у которого есть углубление с нарезанной внутренней резьбой, которое соответствует резьбе 122 на горловинной части 120. Соединитель 114 может поворачиваться вокруг оси, определенной линиями VII-VII на фиг. 5 и 7, которая является перпендикулярной к продольной оси емкости, согласно приведенному ниже описанию. Посредством такого вращения указанная емкость может переключаться из ее положения использования, показанного на фиг. 1, в положение отделения/прикрепления, представленное на фиг. 3, в котором используемая емкость может быть отделена и на ее место может быть прикреплена новая, свежая емкость. Такое поворотное расположение обеспечивает простоту замены емкости пользователем, предоставляя компактные внешние размеры устройства.
2
2
Горловинная часть согласно фиг. 6 вмещает устройство выпуска газа, в целом обозначенное ссылочным номером 116, которое герметически закрывает емкость в течение ее неиспользования и открывается упором 117, определенным в пределах углубления 115, при соединении горлышка емкости с соединителем. Устройство 116 содержит полость 130, размещающую штырьковый элемент, имеющий штырьковую часть 132 и основание 134, которое упирается в спиральную пружину 136. На другом его конце пружина 136 упирается в плунжер 137, который имеет булавочную головку 138, которая может высовываться из отверстия 139. Отверстие отделения 118 для СО под давлением герметично закупорено деформируемым уплотнением 123. При соединении упор 117 входит в контакт с булавочной головкой 138, чтобы тем самым вызвать втягивание плунжера 137 в полость 130, сжимая пружину 136, которая затем оказывает усилие смещения на основание 134 штырькового элемента. Следовательно штырьковая часть 132 прижимается к уплотнению 123, вызывая его деформацию и тем самым открытие отделения 118 для выпуска газа в полость 130, а оттуда в пространство приема газа, определенное углублением 115, из которого газ может пройти по траектории потока, определенной связывающим элементом 150 (см. ниже), направляя СО под давлением в подсистему газирования, работа которой будет рассмотрена в приведенном ниже описание.
В углублении 115 удерживается стакан 140, который поджат для осевого вытягивания пружиной 141 (на фиг. 6 представлен во втянутом состоянии). Перед присоединением горловинной части 120 емкости 104 к соединителю 114 стакан 140 вытягивается в осевом направлении и в течение соединения он втягивается в положение, показанное на фиг. 6, в котором упор 117 упирается в булавочную головку 138. Такое расположение гарантирует постепенное увеличенное давление на плунжер 137. Внутреннее пространство стакана 140 герметизировано уплотнительным кольцом 142, которое плотно прилегает к стенкам углубления 115, и концентрическим уплотняющим элементом 144, который обеспечивает уплотнение между верхней поверхностью горловинной части емкости и нижней поверхностью стакана 140. При деформации деформируемого уплотнения 123 происходит мгновенный выпуск герметичного газа из отделения 118, который может вызвать кратковременный громкий шум (то есть подобный взрыву шум). Уплотняющий элемент 144 также выполняет функцию глушения шума, достигаемого его упругостью.
Зацепление соединителя 114 со связывающим элементом 150 лучше всего изображено на фиг. 7 и внутренняя структура связующего элемента на фиг. 8. Связывающий элемент имеет первый блок 152, имеющий цельный элемент 154 зацепления с наружной резьбой, выступающий с одного конца соединяющего элемента 150, и второй блок 156, имеющий цельный элемент 158 зацепления с наружной резьбой на противоположном конце соединяющего элемента 150, для соединения с клапаном входа газа (не показан) дозатора. Блок 152 содержит в целом цилиндрическое удлинение 160, которое вписывается в совпадающее углубление 162 в блоке 156 таким образом, чтобы обеспечивалась возможность относительного осевого вращения вокруг продольной оси связывающего элемента, которая соответствует оси VII-VII, указанной в приведенном выше описании. Блок 152 имеет центральное отверстие 164, расположенное соосно и связанное с центральным отверстием 165, сформированным в блоке 156, которые совместно определяют канал, который обеспечивает путь потока газа. Конец удлинения 160 содержит круговой паз 166, размещающий уплотнительное кольцо 168, которое обеспечивает газонепроницаемое уплотнение, блокирующее пропуск сжатого газа изнутри отверстий 164 и 165.
Блоки 152 и 156 скрепляются внешними обхватывающими элементами 170 и 171 (которые образуют одну деталь). Элемент 172 представляет собой элемент скольжения между корпусом устройства 100 и соединяющим элементом 150. Элемент 170 имеет внутреннее плечо 178, которое упирается в юбку 180 блока 156. Круговое кольцо 182 частично вставлено в частичную круговую прорезь 174, определенную в элементе 170, и в частичный круговой паз 186 элемента 171. Такое расположение скрепляет блоки 152 и 156 вместе согласно фиг. 8, обеспечивая возможность осевого вращения блока 152 относительно блока 156.
Круговое кольцо 182 выполнено за одно целое с фиксирующим ушком 183, представленным на фиг. 5, для предотвращения осевого перемещения связывающего элемента на корпусе устройства 100.
На фиг. 9 показан другой вариант реализации связывающего элемента 1150, введенного в контакт одним его концом с соединителем 114 и другим его концом с зацепляющим элементом 1151 клапана входа газа (не показан). Соединяющий элемент 1150 имеет общую структуру с аналогичными компонентами, подобную элементу 150, и для понимания структуры и функции таких компонентов ссылка сделана на указанное выше описание элемента 150. Основное различие заключается во введении соленоида 1190 и управляемого соленоидом предохранительного клапана 1192, расположенного в блоке 152, разделяющем центральные отверстия 164А и 164В. Предохранительный клапан 1192 размещен в пределах пространства 1200 и содержит плунжер 1194 в форме стакана, как правило, изготовленный из магнетика или ферромагнитного материала, имеющий торцевую поверхность 1196, которая прилегает к внутренней торцевой поверхности 1202 пространства 1200 с промежуточным уплотнительным кольцом 1204, чтобы тем самым обеспечить герметичность канала 164В. Стакан поджимается к торцевой поверхности 1202 пружиной 1198, которая закреплена на противоположной внутренней торцевой поверхности 1206. Можно заметить, что длина плунжера 1194 в форме стакана меньше длины пространства 1200, оставляя небольшой зазор для осевого втягивания плунжера 1194 от торцевой поверхности 1202, вызванного соленоидом 1190. Как правило при запросе газированного напитка соленоид 1190 активируется, вызывая втягивание плунжера 1194 и тем самым открытие газовой линии между каналом 164А и каналом 164В.
Варианты реализации узла 208 подсистемы газирования показаны на фиг. 10А, 10В и 11. Фиг. 10А и 10В отличаются друг от друга, прежде всего, включением охлаждающей рубашки 211, в этом варианте реализации представляющей собой плотно намотанную спиральную трубку, обмотанную вокруг камеры 210 дезинфекции. Таким образом, при дезинфицировании вода также подвержена охлаждению. В остальном два различных варианта реализации подобны и будут описаны вместе.
Устройство 108 содержит камеру 210 дезинфекции, подача воды (как правило, охлажденной) к которой обеспечена через входное отверстие 212 камеры дезинфекции, оснащенное клапаном 242, и выпускное отверстие 216 камеры дезинфекции. Эта подсистема дезинфекции может содержать модуль дезинфекции, такой как дезинфицирующая ультрафиолетовая лампа, основание 214 которой представлено на изображении, указанная лампа размещена в камере дезинфекции. Указанная ультрафиолетовая лампа выполнена с возможностью излучения дезинфицирующего ультрафиолетового излучения на воду, содержащуюся в камере 210, тем самым уничтожая бактериальные загрязняющие вещества. В других вариантах реализации подсистема дезинфекции ультрафиолетовым излучением может быть отделена от подсистемы газирования, например, установлена на пути потока в или из системы газирования; или могла бы совсем отсутствовать.
2
2
2
2
2
2
Камера 218 газирования, также представленная на фиг. 11, установлена в нижней части камеры 210 дезинфекции. Выпускное отверстие 216 камеры дезинфекции находится в потоковой связи с входным отверстием 222 камеры газирования через трубопровод 220. Камера 218 газирования также оснащена выпускным отверстием 226 для жидкости, выпускным отверстием 228 для выпуска газа, оснащенным клапаном 248 (изображен на фиг. 10В), впускным отверстием 224 для углекислого газа под давлением, связанным с газовым клапаном 244, предохранительным клапаном 230 выпуска избыточного давления (который может быть опущен в некоторых вариантах реализации) и датчиком 232 уровня жидкости. После введения количества очищенной и/или дезинфицированной жидкости в камеру газирования, через входное отверстие 224 для углекислого газа под давлением в камеру вводится количество СО под давлением для газирования жидкости. После газирования в результате открытия линии между источником 300 СО под давлением (который, как правило, представляет собой емкость 104 СО под давлением) и впускным отверстием 224 посредством работы клапана 244 газированная жидкость выходит из камеры через выпускное отверстие 226 для жидкости, и продвигается к дозирующему напиток выпускному отверстию 110 (см. фиг. 1) остаточным давлением газа СО в камере газирования. После раздачи газированной жидкости избыточное давление СО, остающееся в камере газирования, может быть сброшено через выпускное отверстие 228 выпуска газа, который также может функционировать в качестве выходного отверстия для камеры газирования. Кроме того, согласно фиг. 10А камера газирования может быть связана по меньшей мере частично своей внешней поверхностью с нагревательным элементом 202, который может иметь любую форму, известную в уровне техники. Нагревательным элементом 202 можно быть приведен в действие для предотвращения переохлаждения, то есть замерзания, жидкости в камере 218 газирования в результате расширения СО.
Для предотвращения роста избыточного давления в камере газирования, например, в случае неправильной работы, камера может быть оснащена предохранительным клапаном 230 давления.
2
Клапанами, как правило, управляет блок управления (не показан), обеспечивая последовательность этапов работы, предоставляя возможность приготовления по запросу газированного напитка и в некоторых вариантах реализации также выбора между раздачей газированного и негазированного напитка. Последовательность этапов может содержать, например, сначала введение количества очищенной жидкости в камеру газирования через входное отверстие 222 для очищенной жидкости. Затем может быть активирован газовый клапан 244 для обеспечения входа сжатого СО в камеру газирования. Газовый клапан 244 затем может быть закрыт и далее посредством открытия выпускного клапана, например, в раздающем выпускном отверстии, газированная жидкость продвигается из камеры газирования давлением, остающимся в камере, из выпускного отверстия 226 к раздающему выпускному отверстию 110. До полного выпуска газированной жидкости из камеры газирования небольшое количество очищенной негазированной жидкости может быть введено в камеру для смывания остатков газированной жидкости со стенок камеры газирования, поскольку такие остатки могут передавать горький привкус следующей порции жидкости, которая подлежит газированию. После этого газовый выпускной клапан 248 может быть открыт для выпуска избыточного давления газа для подготовки таким образом камеры к следующему циклу.
Согласно фиг. 12 жидкость в камере 218 газирования заполняет камеру до уровня 252, определенного датчиком 232 уровня жидкости, оставляя верхнее пространство 254. Для заполнения камеры газирования клапан 242 открывается, и жидкость, входящая в камеру 210, вытесняет такое же количество жидкости в камеру 218 газирования. Как только уровень жидкости достигает уровня 252, посредством механизма управления замкнутым контуром клапан 242 перекрывает поток в камеру дезинфекции и, следовательно, оттуда в камеру газирования.
Данное верхнее пространство 254 обеспечивает некоторый допуск, в случае небольшого увеличения объема жидкости в течение газирования. Кроме того, предохранительный клапан 230 давления размещен, чтобы открываться в верхнее пространство таким образом, что в случае избыточного давления, например, по причине неправленой работы, избыточное давление может быть выпущено предохранительным клапаном давления.
В некоторых вариантах реализации пользователь может выбирать между раздачей газированного напитка и раздачей негазированного напитка. Согласно одному варианту реализации запрос негазированного напитка может вызвать прохождение очищенной жидкости через камеру газирования без открытия клапана 244 (который иначе газировал бы жидкость). В качестве альтернативы может быть обеспечен обходной трубопровод к камере газирования для обеспечения возможности потока очищенной жидкости к раздающему выпускному отверстию без прохода через камеру газирования.
На фиг. 12 показан другой вариант реализации камеры газирования. В этом варианте реализации выпускное отверстие 226 для газированной жидкости размещено в нижней стенке 260 камеры газирования 218. Нижняя стенка 260 наклонена по направлению вниз к выпускному отверстию, обеспечивая лучший выпуск остающейся газированной жидкости из камеры. Такая конфигурация обеспечивает возможность эффективного слива любой газированной жидкости, которая может быть оставлена в камере газирования после раздачи газированной жидкости.
В варианте реализации, показанном на фиг. 13, камера 310 дезинфекции и камера 320 газирования сформированы заодно целое в одно устройство обработки жидкости. В таком устройстве камера дезинфекции имеет первую широкую часть 312 и вторую узкую часть 314, сформированную в ее нижней части и определяющую полость 316. Узкая часть 314 проходит в камеру газирования и таким образом охватывается ею. Такое расположение предоставляет компактную пространственную конфигурацию устройства обработки в пределах дозатора для напитка.
В этом варианте реализации камера дезинфекции содержит источник 330 дезинфекции ультрафиолетовым светом (на изображении представлена только его внешняя оболочка), имеющий, как правило, общую форму продолговатой трубы, нижний конец которой размещен в пределах полости 316. Выпускное отверстие 318 камеры дезинфекции сформировано в нижней части указанной полости и имеет гидравлическую связь с входным отверстием 322 жидкости камеры газирования через линию потока (не показана). Таким образом, выход жидкости проходит вдоль нижней части источника ультрафиолетового света и эта непосредственная близость проходящей жидкости к источнику ультрафиолетового света обеспечивает соответствующую дезинфекцию. Следует отметить, что в одном варианте реализации источник ультрафиолетового света может быть размещен в пределах проницаемой ультрафиолетовым светом втулки, имеющей общие контуры, копирующие контуры источника 330 ультрафиолетового света.
2
2
2
2
Схематическое представление элементов системы и траекторий потока жидкости согласно варианту реализации аспекта выпуска давления изображено на фиг. 14. Вода подается в камеру 404 дезинфекции через входное отверстие 402 для жидкости. Как правило, дезинфекция выполняется посредством ультрафиолетового излучения. Из указанной камеры дезинфекции вода подается через выпускное отверстие 408 для дезинфицированной жидкости в камеру 406 газирования через входное отверстие 410. Если газирование не предполагается, то из раздающего выпускного отверстия 412 через камеру газирования выполняется раздача отчищенной и дезинфицированной воды без ее газирования к отверстию дозатора для выпуска напитка. Если газирование предполагается, СО подается в камеру газирования из емкости 414 для СО через отверстие 414А впуска СО, тем самым осуществляя газирование указанного количества жидкости в камере газирования. По завершении газирования клапан 421 открывается для обеспечения потока газа через регулятор 422 давления, чтобы тем самым снизить давление в камере до необходимого остаточного давления, игнорируемого регулятором давления. Газ, выпущенный из камеры, может переносить капельки или аэрозоль воды, которые отделяются от газа циклонным модулем 424. Вода, отделенная циклоном, направляется к коллектору жидкости (не показан). После этого достигается необходимое давление в камере газирования, газированная жидкость может быть разлита через выпускное отверстие 412 под влиянием остаточного давления газа СО и продвинута к выпускному отверстию дозатора.
2
2
2
2
2
2
2
Схематическое представление элементов системы и траекторий потока воды согласно варианту реализации аспекта циркуляционного насоса показано на фиг. 15. Вода вводится в камеру 504 дезинфекции через входное отверстие 502 для жидкости. После дезинфекции, например, ультрафиолетовым излучением, жидкость подается через выпускное отверстие 508 для дезинфицированной жидкости в камеру 506 газирования через впускное отверстие 510. Если газирование не предполагается, очищенная и дезинфицированная жидкость раздается через камеру газирования без ее газирования из раздающего выпускного отверстия 512 к выпускному отверстию напитка дозатора. Если предполагается газирование, то СО вводится в камеру газирования из емкости 514 для СО через входное отверстие 514А для СО, тем самым выполняя газирование количества жидкости в камере газирования. По завершении газирования, газированная жидкость раздается через выпускное отверстие 516 остаточным давлением газа СО, и продвигается к выпускному отверстию дозатора. После осушения камеры газирования открывается вентиль 518, чтобы тем самым спустить избыточный СО из камеры газирования, и обеспечить возможность подачи нового количества жидкости в камеру газирования. В качестве необязательного условия циркуляционный насос 520 может быть использован в течение процесса газирования для обеспечения понижения давления СО, используемого для достижения необходимого уровня газирования. Циркуляционный насос 520 может быть приведен в действие одновременно с газированием жидкости, при функционировании которого жидкость циркулирует между циркуляционным выпускным отверстием 520А и циркуляционным входным отверстием 520В. По завершении газирования работа насоса 520 останавливается, газированная жидкость проталкивается к раздающему выпускному отверстию избыточным давлением СО в камере газирования, вентиль 518 открывается, и система готова для начала нового цикла работы.