СОПЛОВОЕ УСТРОЙСТВО РАЗЛИВОЧНОГО АППАРАТА
NOZZLE DEVICE OF DISPENSING APPARATUS

Область техники
Изобретение относится к соплам для разливочных аппаратов и, более конкретно, к соплам для выдачи множества вкусо-ароматических добавок или иных текучих сред.
Уровень техники
Современные разливочные сопла, обеспечивающие выдачу напитка после смешивания его составляющих, обычно производят смешивание потока сиропа, концентрата, подсластителя, вкусо-ароматической добавки или ингредиента другого типа с водой или с разбавителем другого типа путем подачи потока сиропа через центральную часть сопла, тогда как поток воды течет по наружной части, окружающей центральную часть. При этом потоки сиропа и воды направляются вниз и падают в чашку в виде смешанного потока.
Существует потребность в системе розлива напитков, обеспечивающей выдачу как можно большего количества напитков различных типов, имеющих различные вкусы при использовании аппаратов с минимальной площадью основания. Такой аппарат предпочтительно должен быть способен выдавать столько же напитков, сколько их может предлагаться на рынке розлитыми в бутылки или банки.
Чтобы обеспечить создание подобных аппаратов, разливочные сопла должны быть способны работать с текучими средами, имеющими различные вязкости, скорости течения и смешивания, температуры и другие переменные параметры. Известные сопла могут оказаться непригодными для выдачи множества напитков при одной и той же конструкции сопла, т.е. эти сопла необходимо проектировать для выдачи текучих сред определенного типа.
Одно из возможных средств для учета различных характеристик потока текучей среды известно из поданной заявителем настоящего изобретения американской патентной заявки №10/233,867 (опубликованной как US 2004/0040983А1), в которой описано использование проточных модулей, размеры и формы которых выбираются с учетом конкретных характеристик течения.
Раскрытие изобретения
Однако существует потребность в разливочном сопле, способном работать с большим количеством и при большем разнообразии подаваемых через него текучих сред. При этом такое сопло предпочтительно должно работать со всеми подобными текучими средами, обеспечивая хорошее качество их смешивания.
Таким образом, изобретение направлено на создание подобного соплового устройства. Устройство по изобретению может содержать направляющий блок, в котором сформированы первый и второй пути для протекания по ним первой и второй жидкостей, дополнительный проточный блок, формирующий множество третьих путей для протекания по ним третьих жидкостей, и удлиненный приемный блок, расположенный вблизи направляющего блока таким образом, чтобы обеспечить смешивание указанных первого пути, второго пути и множества третьих путей.
Направляющий блок может содержать наружную камеру. У наружной камеры может иметься внутренняя полка, в которой выполнено множество сквозных отверстий, причем указанный первый путь проходит через указанные отверстия в полке. В дне наружной камеры может быть выполнено множество отверстий, а во внутреннем цилиндре, установленном внутри наружной камеры, может иметься множество каналов, сообщающихся с множеством отверстий в дне. Второй путь может проходить через указанные множества каналов и отверстий в дне. Приемный блок может содержать множество ребер, образующих множество проходов, через которые могут проходить указанные первый и второй пути. Сопловое устройство может дополнительно содержать кольцо, установленное вблизи направляющего блока смежно с указанными первым и вторым путями.
В дополнительном проточном блоке, охватывающем весь направляющий блок или его часть, может быть выполнено множество сквозных каналов, через которые проходит множество третьих путей. Эти каналы могут включать множество каналов с различными размерами и с различными конфигурациями. При этом дополнительный проточный блок может содержать и множество проточных модулей.
Далее будет описано также сопловое устройство, содержащее направляющий блок, в котором сформированы один или более путей для протекания жидкости, и дополнительный проточный блок, содержащий множество модулей, формирующих множество путей для протекания по ним множества жидких микроингредиентов, для которых степень разбавления составляет, по меньшей мере, около 10:1 или более.
Далее будет описан также способ розлива напитка через сопловое устройство, содержащее приемный блок, включающий обеспечение протекания через приемный блок первого потока и потока микроингредиента и частичное смешивание первого потока и потока микроингредиента при их протекании через приемный блок. Способ включает также прекращение подачи потока микроингредиента до прекращения подачи первого потока через приемный блок, чтобы смыть с этого блока любой остаток микроингредиента.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлено перспективное изображение разливочного соплового устройства, описываемого далее.
На фиг.2 разливочное сопловое устройство по фиг.1 показано с пространственным разделением его частей.
На фиг.3 разливочное сопловое устройство по фиг.1 показано на виде сверху.
На фиг.4 разливочное сопловое устройство по фиг.1 показано на виде снизу.
На фиг.5 представлено перспективное изображение другого варианта разливочного соплового устройства, описываемого далее.
На фиг.6 разливочное сопловое устройство по фиг.5 показано с пространственным разделением его частей.
На фиг.7 разливочное сопловое устройство по фиг.5 показано на виде сверху.
На фиг.8 разливочное сопловое устройство по фиг.5 показано на виде снизу.
На фиг.9 представлено перспективное изображение еще одного варианта разливочного соплового устройства, описываемого далее.
На фиг.10 разливочное сопловое устройство по фиг.9 показано с пространственным разделением его частей.
На фиг.11 разливочное сопловое устройство по фиг.9 показано на виде сверху.
На фиг.12 разливочное сопловое устройство по фиг.9 показано на виде снизу.
Одинаковые элементы имеют идентичные обозначения на различных чертежах.
Осуществление изобретения
На фиг.1-4 показано разливочное сопловое устройство 100, которое будет подробно описано далее. Разливочное сопловое устройство 100 может содержать основание 110, пригодное для установки на него различных компонентов разливочного соплового устройства 100.
На основании 110 может быть, в частности, установлен направляющий блок 120, который может быть выполнен из нескольких деталей или цельным. Более конкретно, у направляющего блока 120 может иметься наружная камера 130. Наружная камера 130 имеет, по существу, круглый контур (помимо круглого, возможны и иные, как гладкие контуры, так и контуры неправильной формы). Наружная камера 130 может иметь внутреннюю полку 140, охватывающую внутреннюю стенку данной камеры. В полке 140 может быть выполнено множество отверстий 150. Отверстия 150 в полке проходят сквозь полку 140 и сквозь дно наружной камеры 130. Количество отверстий 150 в полке может быть любым. Наружная камера 130 может быть снабжена отверстиями 160, выполненными в ее дне. Отверстия 160 в дне наружной камеры 130 также могут проходить сквозь это дно. Они могут быть выполненными несколько большими, чем отверстия 150 в полке. Количество отверстий 160 в дне может быть меньше, чем количество отверстий 150 в полке.
Наружная камера 130 может содержать также соединитель 170, посредством которого она крепится к основанию 110. Соединитель 170 может представлять собой прилив с отверстием для проведения сквозь него винта или болта.
Альтернативно, наружная камера 130 может привинчиваться к основанию 110. Может быть использовано и любое иное крепление, например, с защелкиванием или с использованием прижима. Направляющий блок 120 может содержать также внутренний цилиндр 180, установленный внутри наружной камеры 130. У внутреннего цилиндра 180 может иметься сквозное центральное отверстие 190, которое может быть связано с множеством каналов 200. Внутренний цилиндр 180 может быть установлен внутри наружной камеры 130 таким образом, чтобы множество каналов 200 было согласовано по положению и сообщалось с множеством отверстий 160 в дне. Внутренний цилиндр 180 герметично перекрывает отверстия 160 в дне, поскольку они расположены ниже отверстий 150 в полке (хотя выше рассматривался “цилиндр”, в контексте описания могут быть использованы и другие тела правильной или неправильной формы).
Разливочное сопловое устройство 100 может также содержать приемный блок 210, расположенный под наружной камерой 130 направляющего блока 120. В данном варианте приемный блок 210 и наружная камера 130 могут быть выполнены, как единая деталь. Однако возможно и использование нескольких деталей Приемный блок 210 может содержать множество вертикальных ребер 220, которые образуют “звездообразный” контур, как это наиболее наглядно показано на виде устройства снизу (см. фиг.4). Ребра 220 образуют U- или V-образные проходы 230, которые могут быть согласованы по положению с отверстиями 150 в полке и с отверстиями 160 в дне.
Разливочное сопловое устройство 100 может содержать также кольцо 240, расположенное вокруг дна наружной камеры 130, частично под отверстиями 150 в полке и под отверстиями 160 в дне, чтобы отклонять поток, текущий через наружную камеру, к приемному блоку 210.
Смежно с направляющим блоком 120 может быть расположен дополнительный проточный блок 250. Он может быть прикреплен к основанию 110, причем в нем может быть выполнено множество каналов 260. Хотя дополнительный проточный блок 250 показан расположенным по одну сторону направляющего блока 120, он может охватывать весь направляющий блок 120 или любую его часть. Количество каналов 260 может быть любым. Они могут быть расположены под углом так, чтобы проходящие через них потоки были ориентированы на приемный блок 210, расположенный под направляющим блоком 120. Размеры и/или конфигурации каналов 260 могут выбираться в соответствии с характеристиками потока конкретной текучей среды. Кроме того, размеры каналов 260 могут выбираться в соответствии с типом или скоростью насоса или дозирующего устройства. Таким образом, дополнительный проточный блок 250 может иметь каналы 260 различных размеров или конфигураций для соответствия различным типам текучих сред, на которые они рассчитаны.
Описанные компоненты могут быть изготовлены из пластиков, металлов или любого другого подходящего материала Могут использоваться, например, материалы с покрытием, в частности из тетрафторэтилена, а также стекло. Материалы могут выбираться, например, несмачиваемыми и стойкими к коррозии, появлению пятен, загрязнению, бактериям, грибкам и т.д. Компоненты, контактирующие с текучей средой, могут иметь микро- или наноструктуру поверхности, чтобы облегчить течение потока и операции смешивания и чистки.
При работе направляющий блок 120 может использоваться без дополнительного проточного блока 250. Направляющий блок 120, в общем случае, может быть использован для подачи разбавителей или макроингредиентов. В общем случае степень разбавления для макроингредиентов составляет примерно от 3:1 до примерно 6:1. В рассматриваемом примере через центральное отверстие 190 внутреннего цилиндра 180 может подаваться сироп, концентрат, подсластитель или текучая среда другого типа. Сироп или текучая среда другого типа может затем течь по каналам 200, выходя через отверстия 160 в дне в направлении приемного блока 210. Аналогично, вода, другие разбавители или иные текучие среды могут попадать в наружную камеру 130, а затем через отверстия 150 в полке течь к приемному блоку 210. Как вариант, во внутренний цилиндр 180 и в наружную камеру 130 можно подавать одну и ту же текучую среду. Текучие среды пространственно объединяются и смешиваются в направляющем блоке 120 и продолжают смешиваться при протекании через проходы 230 приемного блока 210 в чашку.
Альтернативно, направляющий блок 120 может применяться совместно с дополнительным проточным блоком 250, который в общем случае может использоваться для микроингредиентов. Степень разбавления для микроингредиентов может находиться в интервале от около 10:1 до около 20:1, 30:1 или более. Так, для многих микроингредиентов степень разбавления составляет от 50:1 до 300:1. При наличии дополнительного проточного блока, обеспечивающего подачу третьей текучей среды, такой как вкусо-ароматическая добавка, например, ванильная, вишневая или иная природная или синтетическая добавка, направляющий блок 120 может функционировать, как это было описано. С устройством по изобретению могут использоваться и добавки других типов, включая природные или синтетические красители, подсластители, функциональные добавки, такие как витамины, минералы, экстракты трав, лекарственные препараты (например, продающиеся без рецепта), а также иные ингредиенты. Как это описано в поданной заявителем настоящего изобретения патентной заявке США №11/276,553, озаглавленной “Methods and Apparatuses for Making Compositions Comprising an Acid and an Acid Degradable Component и/или Compositions Comprising a Plurality of Selectable Components” (“Способы и аппараты для приготовления композиций, содержащих кислоту и компонент, разлагаемый кислотой, и/или композиций, содержащих выбираемые компоненты”), кислотные и некислотные компоненты неподслащенного концентрата также могут подаваться раздельно. Можно использовать также алкогольные вещества различных типов.
Под “третьей” текучей средой понимается любая текучая среда, добавляемая к текучим средам, текущим через направляющий блок 120. Как будет описано далее, через направляющий блок 120 может течь любое количество текучих сред, так что “третья” текучая среда необязательно должна формировать третий поток. Данный поток течет, таким образом, по каналам 260 к приемному блоку 210. Третья текучая среда смешивается с другими потоками, когда они движутся по проходам 230 приемного блока 210. Одновременно можно добавлять более, чем одну текучую среду. Альтернативно, третью текучую среду можно направить ниже приемного блока 210, тогда как другие текучие среды при прохождении через приемный блок будут смешиваться в присутствии воздуха.
В еще одном примере вместо сиропа, концентрата или иной текучей среды через внутренний цилиндр 180 направляющего блока 120 может подаваться подсластитель, такой как высокофруктозный кукурузный сироп (“ВФКС”) или макроингредиент другого типа. В этом случае вода или другие текучие среды могут течь через наружную камеру 130, как это описано выше. Вместо третьих текучих сред, описанных выше, или в дополнение к ним через каналы 260 дополнительного проточного блока 250 может подаваться неподслащенный вкусо-ароматический концентрат или микроингредиент другого типа. Неподслащенный вкусо-ароматический концентрат, ВФКС и вода или другие текучие среды при этом могут смешиваться при протекании через проходы 230 приемного блока 210. Аналогично, третья текучая среда может смешиваться, вместе с другими текучими средами, в присутствии воздуха, ниже приемного блока 210. При таком выполнении разливочное сопловое устройство 100 может работать с большим количеством вкусо-ароматических концентратов и других текучих сред. Подсластители или макроингредиенты могут содержаться в известных пакетах типа Bag-in-Box или в аналогичных контейнерах, внешних по отношению к разливочному аппарату, тогда как неподслащенный вкусо-ароматический концентрат или микроингредиенты других типов могут содержаться внутри или в непосредственной близости от разливочного аппарата
Аналогично, макроингредиент, составляющий основу продукта, может содержаться в известных пакетах типа Bag-in-Box или в аналогичных контейнерах, внешних по отношению к разливочному аппарату. Данный продукт может включать подсластитель, кислоту и другие известные компоненты. В разливочном аппарате или в непосредственной близости от него можно разместить большое количество третьих микроингредиентов. В данном случае микроингредиентами являются вкусо-ароматические добавки, служащие для формирования конкретного напитка. При этом единственный продукт-основа может использоваться с несколькими вкусо-ароматическими добавками для получения нескольких схожих напитков.
Дополнительный проточный блок 250 может также добавляться к существующим сопловым устройствам с целью их усовершенствования. Поскольку многие из микроингредиентов являются высококонцентрированными и не требуют охлаждения, они (в отличие от удаленного размещения в пакетах типа Bag-in-Box) могут содержаться в самом разливочном аппарате, использующем несколько дозирующих устройств. Подобная модификация может существенно расширить возможности существующих разливочных аппаратов.
На фиг.5-8 показан еще один вариант разливочного соплового устройства 300. Данное устройство (которое может быть прикреплено к основанию 110, как это описано выше) может содержать направляющий блок 320. Данный блок может иметь наружную камеру 330. Наружная камера 330 может быть, по существу, такой же, как наружная камера 130, так что у нее могут иметься внутренняя полка 140, отверстия 150 в полке, отверстия 160 в дне и соединители 170. Разливочное сопловое устройство 300 может также содержать приемный блок 340. Приемный блок 340 может быть, по существу, таким же, как приемный блок 210, описанный выше, так что у него могут иметься ребра 220 и проходы 230. Наружная камера 330 и приемный блок 340 могут быть выполнены в виде единой детали. Разливочное сопловое устройство 300 может содержать также кольцо 350, по существу, аналогичное кольцу 240, описанному выше, и расположенное под наружной камерой 330.
Направляющий блок 320 может также содержать внутренний цилиндр 360, который может быть установлен внутри наружной камеры 330. Внутренний цилиндр 360 может иметь первый канал 370 и второй канал 380. Первый канал 370 может проходить сквозь внутренний цилиндр 360 и сообщаться с отверстиями 150 в полке. Второй канал 380 может проходить сквозь внутренний цилиндр 360 и сообщаться с отверстиями 160 в дне. Размеры и/или конфигурации каналов 370, 380 могут выбираться в соответствии с характеристиками потока соответствующей текучей среды. Кроме того, размеры этих каналов могут выбираться в соответствии с типом или скоростью насоса или дозирующего устройства.
Возможно также использование каналов 370, 380 для однотипной текучей среды. Например, канал 370 может использоваться для обычной воды, а канал 380 - для газированной воды. Альтернативно, направляющий блок 320 может иметь только один сквозной канал или более двух сквозных каналов, другими словами, любое количество таких каналов.
Внутренний цилиндр 360 может быть снабжен также множеством глухих установочных отверстий 390, предназначенных для установки дополнительных модулей, описываемых далее. При этом поверх внутреннего цилиндра 360 может быть установлена верхняя пластина 400. Внутренний цилиндр 360 может быть также снабжен проушинами 410 для закрепления его на основании 110, как это было описано выше. Альтернативно, проушины 410 могут находиться на других частях разливочного соплового устройства 300. Может быть использовано и любое иное крепление.
Разливочное сопловое устройство 300 может содержать также дополнительный проточный блок 420, расположенный вокруг наружной камеры 330. Он может охватывать всю наружную камеру 330 или ее часть. Проточный блок 420 может содержать множество проточных модулей 430, каждый из которых может иметь один или более сквозных модульных каналов 440. Модульные каналы 440 могут вести к приемному блоку 210, как это было описано выше. Размеры и/или конфигурации данных каналов могут выбираться в соответствии с характеристиками потока конкретной текучей среды. Кроме того, размеры этих каналов могут выбираться в соответствии с типом или скоростью насоса или дозирующего устройства. С учетом того, что дополнительный проточный блок 420 рассчитан на протекание через него текучих сред различных типов, он может иметь каналы 440 различных размеров и/или конфигураций.
У каждого проточного модуля 430 может иметься монтажный выступ 450 для сопряжения модулей с отверстиями 390 наружной камеры 330. Может быть использовано и любое иное крепление.
При использовании устройства первая текучая среда может течь через первый канал 370 наружной камеры и вытекать из отверстий 150 в полке. Вторая текучая среда может течь через второй канал 380 наружной камеры и вытекать из отверстий 160 в дне. Третья текучая среда может течь через дополнительный проточный блок 420 и вытекать из каналов 440. Через дополнительный проточный блок 420 могут подаваться и другие текучие среды. Затем текучие среды смешиваются при их протекании через проходы 230 приемного блока 210 и далее в чашку. Как описано выше, первой текучей средой может быть вода или разбавитель иного типа; второй текучей средой может быть концентрат, сироп или макроингредиент другого типа; третьей текучей средой может быть добавка или микроингредиент другого типа. Альтернативно, первой текучей средой может быть вода или разбавитель, второй текучей средой может быть подсластитель, такой как ВФКС, а третьей текучей средой может быть неподслащенный вкусо-ароматизированный концентрат, кислотные и некислотные вкусо-ароматические компоненты и/или добавка. При этом через разливочное сопловое устройство 300 может производиться выдача любого количества вкусо-ароматических добавок и текучих сред
На фиг.9-12 показан еще один вариант разливочного соплового устройства 500. Разливочное сопловое устройство 500 (которое может быть прикреплено к основанию 110, как это описано выше) может содержать направляющий блок 520. Направляющий блок 520 может быть выполнен аналогично вышеописанному направляющему блоку 320. Так, он содержит наружную камеру 330 и внутренний цилиндр 360. Разливочное сопловое устройство 500 содержит также приемный блок 340 и кольцо 350.
Разливочное сопловое устройств 500 может содержать также дополнительный проточный блок 530, который может быть частично схожим с вышеописанным дополнительным проточным блоком 420. Так, дополнительный проточный блок 530 может содержать один или более проточных модулей 430 с выполненными в них модульными каналами 440. Дополнительный проточный блок 530 может также содержать модули 540 с множественными отверстиями. У данных модулей 540 может иметься единственный входной канал 550, ведущий в камеру 560. Камера 560, в свою очередь, может быть снабжена отверстиями 570. Отверстия 570 могут быть направлены к приемному блоку 340. Размеры и/или конфигурации указанных модулей 540 могут выбираться в соответствии с характеристиками конкретной текучей среды. Кроме того, размеры модулей 540 могут выбираться в соответствии с типом или скоростью насоса или дозирующего устройства. Дополнительный проточный блок 530 может содержать модули 540 различных размеров или конфигураций, соответствующих различным типам текучих сред, на которые они рассчитаны. Модули 540 могут быть аналогичны модулям 350, описанным в поданной заявителем настоящего изобретения вышеупомянутой патентной заявке США №10/233,867. Разливочное сопловое устройство 500 может функционировать подобно описанному выше аналогичному устройству 300. Возможно также совместное использование группы разливочных сопловых устройств, имеющих различные ориентации.
Описанные выше разливочные сопловые устройства могут быть применены в различных аппаратах для розлива напитков, включая описанные в поданных заявителем настоящего изобретения патентных заявках №11/276,550 и 11/276,549, озаглавленных соответственно, как “Beverage Dispensing System” (“Система для розлива напитков”) и “Juice Dispensing System” (“Система для розлива соков”). При этом описанные устройства могут использоваться совместно с различными насосами, включая насосы, описанные в патентной заявке США №11/276,548, поданной заявителем настоящего изобретения и озаглавленной “Pump System with Calibration Curve” (“Насосная система, имеющая калибровочную кривую”).
В других вариантах могут использоваться направляющие блоки 120, 320, 520 и дополнительные проточные блоки 250, 420, 530 без использования приемных блоков 210, 340. В таком случае потоки текучих сред будут смешиваться в присутствии воздуха и продолжать смешивание в чашке. Аналогично, некоторые текучие среды могут проходить через приемный блок 210, 340, тогда как другие будут смешиваться в присутствии воздуха ниже приемного блока 210, 340.
Можно варьировать также синхронизацию различных потоков. Например, поток, вытекающий из дополнительных проточных блоков 250, 420, 530, может включать красящий компонент, например, в форме концентрата или красителя. Поток из дополнительного проточного блока 250, 420 или 530 может быть прекращен до прекращения потока прозрачной текучей среды, такой как разбавитель, из направляющего блока 120, 320, 520 для того, чтобы смыть окрашенную текучую среду с приемного блока 210, 340. Такая промывка, например, водой может применяться с потоком любой текучей среды. Может быть использована и продувка газом. Кроме того, некоторые типы микроингредиентов, макроингредиентов, разбавителей или иных текучих сред могут иметь различные свойства в отношении смешивания. В связи с этим могут использоваться различные скорости потоков и различные моменты их подачи для того, чтобы обеспечить хорошее перемешивание. Например, потоки некоторых текучих сред могут вводиться с опережением или запаздыванием, тогда как некоторые потоки текучих сред можно сделать импульсными.
Хотя разливочные сопловые устройства были подробно описаны в контексте розлива безалкогольных напитков, они могут применяться и с другими текучими средами, такими как газ, растворенный газ, растворенные и нерастворенные твердые вещества (например, аэрозоли). В них могут использоваться также и твердые вещества (как по отдельности, так и в любом сочетании). Могут применяться также текучие среды, обычно не входящие в состав напитков (такие как краски, пигменты, целебные вещества, косметические препараты, освежители воздуха и др).