Модульный автомат для розлива сезонных напитков
Изобретение относится к автомату для приготовления и розлива напитков, который содержит как нагревательное устройство, так и охлаждающее устройство для нагрева или охлаждения источника подачи воды. Нагревательное устройство и охлаждающее устройство имеют расположенный между ними клапан в третьем канале для подачи воды, который регулирует или ограничивает поток из нагревательного устройства или охлаждающего устройства. Автомат для розлива дополнительно содержит множество емкостей, в которых хранится порошок или концентрат длительного хранения, и множество смесителей, соединенных с емкостями и служащих для смешивания порошков или концентратов с горячей или холодной водой. Такой механизм обеспечивает розлив горячих или холодных напитков, включая напитки на основе порошка, концентрата или сиропа и воду. Кроме того, для приготовления теплых напитков предварительно охлажденные концентраты могут смешиваться с горячей водой. 15 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к автоматам для розлива напитков, более точно, автоматам для приготовления и розлива разнообразных горячих и холодных напитков.
Предпосылки создания изобретения
В различных странах мира растет потребление освежающих напитков, включая горячие и холодные напитки, такие как кофе, чай, газированные прохладительные напитки, плодовые соки и энергетические напитки. Современные автоматы для розлива включают кофе-машины для приготовления и розлива различных горячих напитков, включая кофе, чай с молоком, чай с кардамоном, чай с лимоном и т.д. Также существуют другие автоматы для розлива газированных прохладительных напитков. Кроме того, существуют автоматы для розлива воды, которые широко используются в учреждениях и в домах для розлива горячей и холодной воды. Тем не менее, ни в одном из традиционных автоматов для розлива не предусмотрена возможность розлива всех этих горячих и холодных напитков из одного и того же автомата. Чтобы иметь возможность предлагать разнообразные горячие и холодные напитки, необходимо инвестировать большие суммы и располагать неограниченным пространством для каждого из этих различных автоматов для розлива. Проблемы ограниченного пространства во многих магазинах могли бы быть решены за счет компактного универсального автомата для розлива разнообразных напитков.
Кроме того, также желателен дозатор напитков, способный приспосабливать разливаемые напитки к сезонным потребностям. Следовательно, существует потребность в недорогом едином и объединенном автомате для розлива, который способен обеспечивать розлив различных газированных и негазированных напитков. Также существует потребность в автомате для розлива напитков, который способен обеспечивать простой выбор разливаемых горячих или холодных напитков в соответствии с сезонными потребностями. Такой автомат для розлива напитков снизил бы понесенные затраты, а также уменьшил бы занимаемое пространство по сравнению с приобретением нескольких автоматов для розлива напитков различных температур.
Краткое изложение сущности изобретения
В изобретении предложен автомат для получения дозированной смеси концентрата или порошкового раствора с водой в желаемой пропорции с целью приготовления разнообразных горячих и/или холодных напитков.
Автомат для приготовления и розлива горячих или холодных напитков содержит нагревательное устройство, с возможностью движения жидкотекучей среды сообщающееся с источником подачи воды и содержащий первый канал для подачи воды, проходящий от него до первого смесителя; охлаждающее устройство, с возможностью движения жидкотекучей среды сообщающееся с источником подачи воды и содержащее второй канал для подачи воды, проходящий от него до второго смесителя, при этом первый канал для подачи воды с возможностью движения жидкотекучей среды сообщается со вторым каналом для подачи воды посредством третьего канала для подачи воды; клапан, находящийся в третьем канале для подачи воды, для регулирования потока воды, поступающего по меньшей мере из нагревательного устройства или охлаждающего устройства; первую раздаточную трубку для розлива горячего напитка, с возможностью движения жидкотекучей среды сообщающуюся с первым смесителем; и вторую раздаточную трубку для розлива холодного напитка, с возможностью движения жидкотекучей среды сообщающуюся со вторым смесителем.
В некоторых вариантах осуществления клапан автомата для розлива напитков перекрывает поток воды из охлаждающего устройства. В таких вариантах осуществления автомат для розлива дополнительно содержит емкость для хранения порошка, имеющую выпускной патрубок, соединенный с первым смесителем; при этом первый канал для подачи воды подает горячую воду в первый смеситель, а первая раздаточная трубка для напитка соединена с выпускным патрубком смесителя для розлива горячего напитка на основе порошка. Первый смеситель может иметь воронку, в которой порошок смешивается с горячей водой.
В качестве альтернативы, в некоторых вариантах осуществления, в которых клапан перекрывает поток воды из охлаждающего устройства, автомат для розлива дополнительно содержит емкость для хранения предварительно охлажденного концентрата (или сиропа), имеющую выпускной патрубок, соединенный со вторым смесителем; при этом третий канал для подачи воды подает горячую воду во второй смеситель, а вторая раздаточная трубка для напитка с возможностью движения жидкотекучей среды сообщается с выпускным патрубком второго смесителя для розлива теплого напитка на основе концентрата. Таким образом, жидкий раствор предварительно охлажденного концентрата смешивается с горячей водой во втором смесителе. Второй смеситель может представлять собой устройство типа трубки Вентури, в котором концентрат смешивается с горячей водой.
В других вариантах осуществления клапан автомата для розлива напитков перекрывает поток воды из нагревательного устройства. В таких вариантах осуществления автомат для розлива дополнительно содержит емкость для хранения предварительно охлажденного концентрата (или сиропа), имеющую выпускной патрубок, соединенный со вторым смесителем; при этом второй канал для подачи воды подает холодную воду во второй смеситель, а вторая раздаточная трубка для напитка с возможностью движения жидкотекучей среды сообщается с выпускным патрубком второго смесителя для розлива холодного напитка на основе концентрата. Второй смеситель может представлять собой устройство типа трубки Вентури, в котором концентрат смешивается с холодной водой.
В любом из вариантов осуществления описанный автомат для розлива напитков содержит электронный блок управления, управляющий одним или несколькими связанными с ним соленоидными клапанами, которые находятся в одном или нескольких из каналов для подачи воды. С электронным блоком управления может быть связан пользовательский интерфейс, сконфигурированный на ввод пользователем данных, соответствующих желаемому конкретному напитку для розлива из раздаточной трубки.
В любом из вариантов осуществления автомат для розлива напитков содержит один или несколько клапанов, находящихся в третьем канале для подачи воды.
В любом из вариантов осуществления автомат для розлива напитков содержит множество емкостей для порошка; множество первых смесителей, при этом первые смесители имеют воронку, соединенную с выпускным патрубком емкости для порошка; и множество раздаточных трубок, каждая из которых соединена с выпускным патрубком воронки.
В любом из вариантов осуществления автомат для розлива напитков содержит множество емкостей для концентрата; множество вторых смесителей, представляющих собой устройства типа трубки Вентури, которые с возможностью движения жидкотекучей среды сообщаются с выпускным патрубком емкости для концентрата; и множество раздаточных трубок, каждая из которых соединена с выпускным патрубком устройства типа трубки Вентури.
В любом из вариантов осуществления по каналам для подачи воды автомата для розлива напитков поступает газированная вода. В любом из вариантов осуществления по каналам для подачи воды автомата для розлива напитков поступает фильтрованная вода.
В настоящем изобретении предложен автомат для розлива множества напитков. Автомат для розлива содержит нагревательное устройство и охлаждающее устройство и служит для розлива напитков, имеющих несколько различных температур. Автомат для розлива напитков также может содержать множество емкостей для хранения различного рода концентратов или порошков. Внутри корпуса автомата для розлива напитков могут размещаться все компоненты, необходимые для приготовления разнообразных напитков. Кроме того, предусмотрен клапан, который обеспечивает простой механизм переключения между режимами приготовления горячих или теплых напитков и холодных напитков, в результате чего один и тот же автомат может использоваться в течение различных времен года в условиях как жаркого, так и холодного климатов.
Дополнительные особенности, преимущества, признаки и задачи настоящего изобретения станут ясны из чертежей и подробного описания наглядных вариантов осуществления в сочетании с прилагаемой формулой изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана блок-схема автомата для розлива напитков согласно одной из особенностей настоящего изобретения.
На фиг. 2 показан вид в перспективе автомата для розлива напитков согласно настоящему изобретению, иллюстрирующий его внутренние компоненты.
На фиг. 3 показана блок-схема традиционной трубки Вентури, иллюстрирующая линии потоков текучей среды через трубку.
На фиг. 4А схематически проиллюстрирован один из вариантов осуществления устройства типа трубки Вентури, используемого в автомате для розлива напитков согласно настоящему изобретению.
На фиг. 4Б схематически проиллюстрирован другой вариант осуществления устройства типа трубки Вентури, используемого в автомате для розлива напитков согласно настоящему изобретению.
На фиг. 5 показано проиллюстрированное на фиг. 4 устройство типа трубки Вентури, соединенное с остальными компонентами автомата для розлива напитков согласно одной из особенностей настоящего изобретения.
На фиг. 6 показана конструкция устройства типа трубки Вентури, используемого в автомате для розлива напитков согласно настоящему изобретению, с запрессованным в него трубопроводом.
На фиг. 7 показана другая особенность проиллюстрированного на фиг. 1 автомата для розлива напитков.
На фиг. 8 проиллюстрирован другой вариант осуществления автомата для розлива напитков, показанного на фиг. 7.
Подробное описание наглядных вариантов осуществления
В следующем далее подробном описании пояснены особенности изобретения и то, как они могут быть реализованы. Тем не менее, объем изобретения определяет или ограничивает не описание, а исключительно прилагаемая формула изобретения. Хотя в описании рассмотрен лучший вариант осуществления изобретения, специалисты в данной области техники согласятся с тем, что также возможны другие варианты осуществления изобретения.
В настоящее время существует множество автоматов для приготовления и розлива горячих или холодных напитков путем смешивания с водой концентратов или порошка. В их число входят автоматы для приготовления и розлива горячих напитков, таких как кофе, чай, чай с лимоном и т.д., и автоматы для розлива автоматам различных газированных напитков. Также существуют автоматы просто для розлива холодной и горячей воды, используемые дома и в учреждениях. Если, например, владелец магазина пожелает предлагать все напитки этих различных типов, ему потребуется приобрести различные автоматы для розлива. Отдельные автоматы занимают значительное пространство и являются дорогостоящими. Обычно у кофейного автомата не предусмотрена возможность розлива холодных плодовых напитков или газированных напитков, а автомат для розлива газированных напитков не имеет все компонентов, необходимых для приготовления и розлива кофе и чая. Кроме того, в существующих автоматах для розлива газированных напитков смешиваемый с водой концентрат подается в смесители потоков посредством насосов. Эти насосы значительно увеличивают общую стоимость автомата.
В настоящем изобретении предложен объединенный многоцелевой автомат, обеспечивающий розлив разнообразных горячих и холодных напитков, включая кофе, чай, негазированные прохладительные напитки, такие как соки, и газированные прохладительные напитки. Кроме того, используемый в автомате согласно настоящему изобретению концентрат для приготовления газированных и негазированных прохладительных напитков под действием силы тяжести подается в устройства типа трубки Вентури и точно смешивается в них с водой. Тем самым исключается потребность в насосах, которые традиционно используются в автоматах для розлива с целью подачи концентрата в смесители потоков или воронки.
На фиг. 1 показана блок-схема, иллюстрирующая компоненты автомата 100 для розлива напитков согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как показано автомат 100 для розлива (далее для простоты и краткости "автомат 100") имеет различные емкости 102, 104, 106 и 108, в каждой из которых содержится порошок. Хотя показано четыре емкости с порошком, их число может быть увеличено, чтобы сделать автомат 100 более универсальным. Емкости 102, 104, 106, 108 для порошка служат для приготовления как горячих, так и холодных напитков на основе порошка, включая без ограничения чай, кофе, чай с лимоном. Порошок из емкостей дозируется с использованием системы подачи под действием силы тяжести. Каждая из емкостей 102, 104, 106, 108 для порошка соединена каналом 118, 120, 128, 130 со смесителями 122, 124, 132, 134, соответственно, в которых порошок может смешиваться с водой до распределения через дозатор 126 в нижней части автомата 100. Смесители 122, 124, 132 и 134 представляют собой воронки, традиционно используемые в автоматах для розлива напитков, каждая из которых имеет выпускной канал для доставки смеси порошка и воды в желаемой пропорции.
Предусмотрен другой комплект емкостей 110, 112, 114 и 116, в каждой из которых содержится жидкий концентрат или сироп для приготовления холодных негазированных или газированных напитков с использованием, например, воды или газированной воды. Каждая из емкостей 110, 112, 114 и 116 для концентрата, соответственно, соединена каналом 136, 138, 140 и 142 с каждым из устройств 146, 144, 148 и 150 типа трубки Вентури. Концентрат или сироп поступает по каналам 136, 138, 140, 142 через охлаждающее устройство 170 в первый патрубок соответствующих устройств типа трубки Вентури. Таким образом, концентрат предварительно охлаждается до поступления в устройство типа трубки Вентури. Тем самым обеспечивается распределение температур, когда предварительно охлажденный концентрат может незначительно снижать температуру воды, в которую он добавляется. Например, вода с температурой около 4-8°C может смешиваться с сиропом, предварительно охлажденным до температуры около 14-16°C, в соотношении от около 5:1 до около 6:1 с целью получения напитка с конечной температурой около 6-10°C. Аналогичным образом, вода с температурой около 85-90°C может смешиваться с сиропом, предварительно охлажденным до температуры около 14-16°C, в соотношении от около 5:1 до около 6:1 с целью получения напитка с конечной температурой около 60-65°C. Хотя показано, что охлаждающее устройство 170 имеет вертикальные спирали для концентрата, следует отметить, что в одном из вариантов осуществления спирали также могут являться горизонтальными. Кроме того, в каждом из каналов 136, 138, 140 и 142 находятся клапаны с различными настраиваемыми рабочими проходными сечениями, обозначенные позицией 152. Клапаны 152 служат для предотвращения обратного потока концентрата из устройств типа трубки Вентури, описанных далее, в направлении соответствующих емкостей для концентрата, с которыми они соединены. Между устройством типа трубки Вентури и клапаном с настраиваемым рабочим проходным сечением или обратным клапаном 152 предпочтительно отсутствует зазор. На концах каналов, соединяющих емкости для концентрата с соответствующими устройствами типа трубки Вентури, также предусмотрен комплект трубопроводов. В частности, например, показано, что к концу канала 138 прикреплен трубопровод 160 (обозначенный наклонной стрелкой, ведущей в устройство 144 типа трубки Вентури). За счет эффектов Вентури трубопровод 160 направляет концентрат, поступающий по каналу 136, в сторону расширяющейся части устройства 144 типа трубки Вентури, где концентрат полностью смешивается с водой. Аналогичным образом, другие трубопроводы, обозначенные наклонными стрелками, направляют концентрат, поступающий по различным каналам, в сторону расширяющейся части соответствующих устройств типа трубки Вентури, с которыми они соединены, как дополнительно описано далее.
Хотя это ясно не показано на блок-схеме, представленной на фиг. 1, выпускные патрубки или отверстия каждой из емкостей для концентрата обращены вниз, в результате чего концентрат под действием силы тяжести течет в направлении выпускного патрубка. Соответственно, обращенный вниз выпускной патрубок емкости для концентрата позволяет отказаться от насоса для подачи концентрата. Как показано на фиг. 1 и 2, емкости 110, 112, 114, 116 для концентрата расположены на более низких уровнях, чем трубки Вентури. За счет такого расположения предотвращается нежелательное стекание или просачивание концентратов.
В верхней части автомата 100 находится источник 162 подачи воды для смешивания с хранящимися порошками или концентратами и приготовления различных напитков. Насос 163 перекачивает воду из источника 162 подачи воды на различные участки автомата. Давление воды предпочтительно регулируется, чтобы обеспечить постоянную подачу насоса, любыми известными из техники средствами, включая без ограничения регулятор насоса или давления. Такой регулятор насоса или давления обеспечивает требуемое давление поступающей из источника воды, равномерность потока и способствует созданию усиленных эффектов Вентури, что делает излишними насосы для подачи концентрата. Предусмотрен фильтр 164 для очистки воды до ее поступления в автомат 100. Хотя показано, что фильтр 164 расположен за источником 162 подачи воды, следует отметить, что фильтр также может находиться перед источником подачи воды, в котором хранится фильтрованная вода, доступная для использования. Так, в одном из вариантов осуществления источник подачи воды может содержать фильтрованную воду. В других вариантах осуществления источник подачи воды может содержать газированную воду. В других вариантах осуществления в верхней части автомата необязательно может быть установлена емкость для воды. В одном из вариантов осуществления фильтры необязательно могут представлять собой систему обнаружения общего количества органических и неорганических соединений, содержащихся в воде, которая прекращает подачу воды при несоблюдении стандартов качества воды.
Как показано на фиг. 1, канал 166 для подачи фильтрованной воды, делится на три различных подканала 166(a), 166(b) и 166(c). Подканал 166(b) обеспечивает распределение воды из источника в автомате 100, когда это желательно. В автомате также предусмотрены нагревательное устройство 168 и охлаждающее устройство 170 для нагрева или охлаждения воды, поступающей из источника 162 подачи воды. Нагревательное устройство 168 содержит термостат и нагревательный элемент традиционной конструкции (не показанный) для регулирования температуры горячей воды в нагревательном устройстве. Охлаждающее устройство 170 аналогичным образом содержит термостат (не показанный) и дополнительно соединено с компрессором. Фильтрованная вода непрерывно подается в нагревательное устройство 168 по подканалу 166(a), а чистая фильтрованная вода аналогичным образом подается в охлаждающее устройство 170 по подканалу 166(c). Кроме того, подканалы 180, 182 и 184 обеспечивают распределение горячей воды, фильтрованной воды из источника и холодной воды в автомате.
Как описано выше, порошки, содержащиеся в емкостях 102 и 104, могут использоваться для приготовления горячих напитков. Например, порошком в емкости 102 может являться сухой кофейный порошок, а порошок в емкости 104 может использоваться для приготовления чая. Для приготовления соответствующего горячего напитка в смесители 122 и 124 поступает порошок из емкостей 102 и 104, соответственно, и горячая вода из нагревательного устройства 168. В частности, канал 168(a), выходящий из нагревательного устройства и подающий горячую воду, раздваивается на каналы 168(b) и 168(c), которые подают горячую воду в смесители 122 и 124, соответственно. Горячая вода смешивается с порошком в соответствующих смесителях, и через дозатор 126 в нижней части автомата 100 разливается соответствующий горячий напиток. В подканалах 168(a) и 168(b) для подачи горячей воды, соответственно, находятся два соленоидных клапана 172(a) и 172(b). Назначением этих соленоидных клапанов является направление горячей воды, поступающей по каналу 168(a), по одному из двух каналов 168(b) или 168(c) в зависимости от желания пользователя. В частности, если пользователя желает приготовить кофе из соответствующего порошка, находящегося в емкости 102 аппарата 100, соленоидный клапан 172(b) переводится в нерабочее состояние электронным способом, что блокирует подачу горячей воды, поступающей из подканала 168(a) по подканалу 168(c). Кроме того, электронным способом открывается соленоидный клапан 172(a), находящийся в подканале 168(b), и затем горячая вода под давлением направляется по подканалу 168(b), смешивается с порошком в смесителе 122, и готовится желаемый напиток.
Автомат содержит электронный блок 216 управления (показанный на фиг. 2) и находящийся снаружи пользовательский интерфейс (не показанный) для ввода желаемых пользователем данных, соответствующих конкретному напитку для розлива из автомата. Пользовательский интерфейс связан с электронным блоком 216 управления и управляет открыванием или закрыванием различных соленоидных клапанов, представленных клапанами 172(a) и 172(b) на фиг. 1, например, посредством электронного блока 216 управления после ввода желаемых пользователем данных, как показано на фиг. 1, эти соленоидные клапаны расположены в различных подканалах, подающих воду. Специалисты в данной области техники поймут, что существуют различные традиционные соленоидные клапаны с электромеханическим приводом, и проходящий через эти клапаны электрический ток способен переключать выходной поток между различными выпускными каналами клапана. При поступлении электрического тока в соленоид соленоидного клапана соленоид преобразует электрическую энергию в механическую энергию, которая используется, чтобы механически открывать или закрывать клапан и перекрывать или разрешать поток воды через него. Аналогичным образом, в различных подканалах, подающих горячую или холодную воду в различные устройства типа трубки Вентури или смесители потоков, расположены другие соленоидные клапаны, обозначенные такой же позицией на блок-схеме, представленной на фиг. 1. В частности, соленоидные клапаны блокируют подачу горячей или холодной воды по конкретным подканалам по мере необходимости или согласно мгновенной команде. В других менее предпочтительных вариантах осуществления (не проиллюстрированных) вместо описанных соленоидных клапанов с электронным управлением могут использоваться клапаны с ручным управлением, механические шаровые клапаны.
В охлаждающее устройство 170 по подканалу 166(c) непрерывно поступает вода из источника 162 подачи воды. В зависимости от желания пользователя эта холодная вода направляется в смесители 132 и 134 по каналу 174 для смешивания с порошками, находящимися в емкостях 106, 108. В качестве альтернативы, холодная вода из охлаждающего устройства 170 направляется через устройство 144, 146, 148 или 150 типа трубки Вентури для смешивания с концентратами, находящимися в емкостях для концентрата. Аналогичным образом, как описано применительно к приготовлению горячих напитков с использованием емкостей 102 и 104 для порошка, порошок из емкостей 106 и 108 поступает в смесители 132 и 134, соответственно, по каналам 128 и 130 и смешивается с холодной водой, поступающей из подканала 174, в результате чего получают желаемые холодные напитки.
Подканал 176, выходящий из охлаждающего устройства 170, подает холодную воду в различные устройства 144, 146, 148 и 150 типа трубки Вентури. Как указано ранее, концентрат из емкостей 110, 112, 114 и 116, соответственно, по каналам 136, 138, 140 и 142 поступает в устройства 146, 144, 148 и 150 типа трубки Вентури. В частности, например, концентрат из емкости 110 направляется по каналу 136 в трубопровод 160, прикрепленный к расширяющейся части устройства 144 типа трубки Вентури. За счет этого обеспечивается выпуск концентрата в расширяющуюся часть трубки 144.
Холодная вода направляется по каналу 176, который делится на различные подканалы, как показано и описано ранее, при этом каждый из этих подканалов подает холодную воду в трубчатый канал устройства 144, 146, 148, 150 типа трубки Вентури. Соответственно, холодная вода и концентрат смешиваются в желаемой пропорции в устройстве типа трубки Вентури, и затем смесь распределяется через дозатор 178 в нижней части автомата 100. Тем самым обеспечивается розлив различного рода газированных и негазированных напитков из автомата. Точная процедура и принципы смешивания концентрата с водой в желаемой пропорции в устройствах типа трубки Вентури, а также способ регулирования пропорции по желанию пользователя подробно пояснены далее.
На фиг. 2 показан вид автомата 200 для розлива напитков согласно одному из вариантов осуществления, на котором ясно представлены его внутренние компоненты. Источник 208 подачи воды в верхней части автомата 200 подает воду на различные участки автомата 200. Вода частично направляется в нагревательный бак 210 и охлаждающий бак 212 с целью обеспечения горячей или холодной воды. Кроме того, показано, что автомат 200 для розлива напитков содержит множество емкостей 202 с различными концентратами или растворами сиропов, предпочтительно типа коробки с вкладышем в форме мешка. Емкости 202 смонтированы в опорной раме и установлены на платформе, скользящей по нижней части опорной рамы, что обеспечивает простое извлечение из автомата концентратов в коробках с вкладышем в форме мешка и их замену. Выпускной патрубок каждой такой емкости 202 соединен с устройством 204 типа трубки Вентури, расположен ниже устройства 204 типа трубки Вентури и предпочтительно обращен вниз, что позволяет концентрату вытекать под действием силы тяжести до того, как он всасывается в устройство типа трубки Вентури, как дополнительно описано далее. Автомат содержит электронный блок 216 управления и находящийся снаружи пользовательский интерфейс (не показанный) для ввода желаемых пользователем данных, соответствующих конкретному напитку для розлива из автомата 200. Пользовательский интерфейс связан с электронным блоком 216 управления и управляет открыванием или закрыванием различных соленоидных клапанов, как описано ранее. В зависимости от желаемого пользователем газированного или негазированного холодного напитка вода из охлаждающего бака 212 и концентрат из одной из емкостей 202 смешиваются в соответствующем устройстве 204 типа трубки Вентури, и затем смесь распределяется через один из дозаторов 220 в нижней части автомата 200. В каждом из дозаторов 220 имеется множество распределительных отверстий для розлива различного рода напитков, относящихся к одной и той же категории. Например, один из дозаторов 220 может служить для розлива соков, и через различные отверстия в нем могут разливаться различного рода соки, например, апельсиновый сок, сок лайма и т.д. Каждое из этих отверстий соединено с конкретной распределительной трубкой 230, которая в свою очередь соединена с конкретной емкостью 202 для концентрата конкретного вида.
Для приготовления различных напитков в автомате 200 для розлива предусмотрено множество емкостей 206 для сухого порошка. Каждая из емкостей 206 для порошка соединена с различными воронками 214, в которые из них поступает порошок после принятия от пользователя команды приготовления конкретного напитка. В воронках смешивается, например, горячая вода из нагревательного бака 210 и порошок из емкостей 206, и смесь распределяется соответствующим дозатором 220. Множество раздаточных трубок 230 одним концом соединены с выпускными патрубками различных устройств 204 типа трубки Вентури и воронок 208, а другим концом соединены с дозаторами 220. За этот счет обеспечивается поступление приготовленного напитка из устройств типа трубки Вентури или воронок в дозаторы 220. В автомате 200 для розлива предусмотрен комплект насосов 240 для подачи горячей или холодной воды в воронки 214 или устройства 204 типа трубки Вентури.
Описанный автомат для розлива может иметь любое число внутренних конфигураций при условии размещения в нем всех описанных компонентов. Тем не менее, выпускной патрубок емкостей для концентрата предпочтительно должен оставаться расположенным ниже устройств типа трубки Вентури. Как показано на фиг. 1 и 2, одним из преимуществ описанных автоматов для розлива напитков является то, что все расходные материалы находятся внутри единого компактного автомата для розлива напитков. В отличие от этого, в традиционных автоматах для розлива напитков из концентратов емкость для концентрата находится снаружи автомата или на определенном расстоянии от него. Кроме того, каждая емкость для концентрата обычно должна быть оснащена собственным насосом для подачи концентрата через автомат для розлива до выпускного конца дозатора. Тем не менее, в описанных вариантах осуществления автомата для розлива напитков не требуется множество дорогостоящих насосов. Система накачки необходима лишь для подачи воды. Помимо этого, в автомате используются как концентраты, так и порошки, что позволяет приготавливать и разливать разнообразные напитки из одного автомата.
Далее со ссылкой на фиг. 3-6 пояснено, каким образом концентрат поступает из емкостей для концентрата автомата для розлива согласно настоящему изобретению без помощи какого-либо механизма (например, насосов) для подачи концентрата в устройства типа трубки Вентури. Сначала рассмотрим общие принципы действия типичной трубки Вентури со ссылкой на фиг. 3, на которой показана типичная трубка Вентури, через которую в направлении по стрелке протекает жидкотекучая среда. Показанные направления потока соответствуют случаю, когда поток является преимущественно ламинарным. Трубка 300 имеет сужающуюся часть 310, горловину 320 и расширяющуюся часть 330. Если сравнить параметры потока жидкотекучей среды на участке между точками 1 и 2, когда жидкотекучая среда протекает через сужающуюся часть 310 и поступает в горловину 320, видно резкое увеличение ее скорости и, следовательно, падение давления. Степень падения давления может быть определена с путем применения уравнения неразрывности и уравнения Бернулли к участку между точками 1 и 2.
Из уравнения неразрывности следует:
Из уравнения Бернулли применительно к участку между точками 1 и 2 следует:
При этом:
Q = скорость потока жидкотекучей среды через трубку Вентури
A1 = площадь поперечного сечения жидкотекучей среды в точке 1
A2 = площадь поперечного сечения жидкотекучей среды в точке 2
v1, v2 = скорость потока жидкотекучей среды в точках 1 и 2, соответственно
P1 = давление жидкотекучей среды в точке 1
P2 = давление жидкотекучей среды в точке 2
ρ = плотность жидкотекучей среды.
Путем решения Уравнений (i) и (ii) получаем степень падения давления при прохождении жидкотекучей среды через горловину 320 в виде следующего уравнения:
Как показано на фиг. 3, в результате падения давления в области 332 расширяющейся части 330 трубки 300 создается вакуум.
Устройства типа трубки Вентури, используемые в автомате для розлива напитков согласно настоящему изобретению, с максимальной выгодой используют вакуум, который создается в расширяющейся части основного трубчатого канала, используя создаваемое в нем давление всасывания, чтобы втягивать концентрат. Это дополнительно обеспечивает улучшенное смешивание концентрата с водой в устройстве типа трубки Вентури. Кроме того, дополнительные свойства устройств типа трубки Вентури в сочетании с описанными выше и далее компонентами обеспечивают надлежащее и точно дозирование и смешивание концентрата с водой в устройстве типа трубки Вентури до розлива напитка с целью употребления.
На фиг. 4А показана блок-схема, иллюстрирующая один из вариантов осуществления устройств типа трубки Вентури описанных автоматов для розлива напитков. Показано, что устройство 400 типа трубки Вентури имеет основной трубчатый канал 410 с сужающейся частью 412, горловиной 414 и расширяющейся частью 416. Сужающаяся часть 412 имеет преимущественно постоянный угол схождения θ1 Непосредственно перед сужающейся частью 412 трубчатый канал 410 имеет часть с постоянным диаметром D1 поперечного сечения и длиной L1. Эта часть канала 410 сконфигурирована на поступление воды 430 из источника подачи воды. Поперечное сечение сужающейся части 412 постоянно уменьшается на протяжении отрезка длиной L2 и переходит в горловину 414 диаметром D2 преимущественно с постоянным поперечным сечением и длиной L3, проходящую вдоль центральной оси A-A′ трубки. В одном из вариантов осуществления горловина имеет длину от около 4 мм до около 11 мм. Хотя показано, что горловина является преимущественно прямой, она может иметь несколько форм. В других вариантах осуществления горловина имеет длину от около 7 мм до около 8 мм. Сразу за горловиной 414 трубчатый канал 410 переходит в расширяющуюся часть 416 с постоянным углом расхождения θ2 и длиной L4, поперечное сечение которой увеличивается по мере перехода от диаметра D2 к диаметру D3. Кроме того, к расширяющейся части 416 трубчатого канала 410 неподвижно прикреплен трубопровод 420. По трубопроводу 420 в направлении по стрелке протекает концентрат 440, который затем выпускается в расширяющуюся часть 416. В частности, трубопровод 420 имеет выпускной патрубок, соединенный с его нижним концом (не показанным), и с возможностью движения жидкотекучей среды соединен с каналом 410, в который затем выпускается концентрат.
На фиг. 4Б показана блок-схема, иллюстрирующая другой вариант осуществления устройств типа трубки Вентури описанных автоматов для розлива напитков. И в этом случае устройство 400 типа трубки Вентури имеет трубчатый канал 410 с сужающейся частью 412, горловиной 414 и расширяющейся частью 416. Сужающаяся часть 412 имеет преимущественно постоянный угол схождения θ1. Непосредственно перед сужающейся частью 412 трубчатый канал 410 имеет часть с постоянным диаметром D1 поперечного сечения и длиной L1. В эту часть канала 410 поступает вода 430 из источника подачи воды. Поперечное сечение сужающейся части 412 постоянно уменьшается на протяжении отрезка длиной L2 и переходит в горловину 414 диаметром D2 преимущественно с постоянным поперечным сечением и длиной L3, проходящую вдоль центральной оси A-A′ трубки. Трубчатый канал 410 сразу переходит в расширяющуюся часть 416 с углом расхождения θ2 90°. Соответственно, сразу за горловиной 414 расширяющаяся часть 416 образует отверстие, стенка которого перпендикулярна внешней периферии горловины 414 и которое имеет равномерное поперечное сечение на протяжении остальной длины L4 трубчатого канала. Поперечное сечение такой расширяющейся части увеличивается по мере перехода от диаметра D2 к диаметру D3. К расширяющейся части 416 трубчатого канала 410 неподвижно прикреплен трубопровод 420. Концентрат 440 протекает по трубопроводу 420 в направлении, указанном стрелкой, и затем выпускается в область 416(a), которая с возможностью движения жидкотекучей среды соединена с каналом 410. Заявителями было обнаружено, что за счет расхождения под прямым углом обеспечивается достаточное всасывание потока концентрата, что позволяет подавать концентрат непосредственно в устройство типа трубки Вентури, где он может смешиваться с потоком воды, затем концентрат и вода полностью смешиваются в области 416(a) расширяющейся части 416 до поступления в дозатор и розлива в емкость для употребления пользователем. Эта точка добавления концентрата является несколько нелогичной с учетом максимального отрицательного давления в горловине трубчатого канала 410. Концентрат следует добавлять там, где сопротивление потоку воды является минимальным. Тем не менее, за счет угла расхождения около 90° в определенной точке расширяющейся части 416 достигается всасывание по углам и достаточная степень турбулентности, что обеспечивает достаточное смешивание.
Как показано на фиг. 4А и 4Б, трубопровод 420 проходит под наклоном к центральной оси трубчатого канала 410 в плоскости между центральной осью A-A′ канала 410 и перпендикулярной ей линией B-B′. Соответственно, трубопровод проходит под острым углом к центральной оси трубчатого канала 410. Обычно острый угол составляет от около 30° до около 90°. При углах менее 30° концентрат не будет смешиваться с водой. В одном из вариантов осуществления острый угол составляет около 45°. В объем настоящего изобретения входят незначительные колебания угла наклона трубопровода 420 относительно канала 410. Установка и фиксация трубопровода 420 под показанным острым углом к каналу 410 обеспечивает беспрепятственное поступление концентрата 440 по каналу 410 и обеспечивает поток воды 430 при его выпуске в канал 410. При наклоне трубопровода 420 под тупым углом к центральной оси B-B′, например, существенно затрудняется поток воды 430 по каналу 410, что, соответственно, нежелательно.
За счет резкого расширения потока воды 430 в расширяющейся части 416 происходит резкое падение давления в области 416(a) непосредственно под углом расхождения расширяющейся части 416. Тем самым в области 416(a) создается давление всасывания или вакуум, что обеспечивает всасывание концентрата 440 в канал 410. За счет этого концентрат 440 легко всасывается из трубопровода 420 в канал 410 и, в частности, в область 416(a). Кроме того, в потоках воды вблизи расширяющейся части 416 под углом расхождения образуются завихрения, и это вихревое движение способствует надлежащему смешиванию воды 430 с концентратом 440 при его поступлении в эту область. Смесь двух жидкотекучих сред выпускается через дозатор, прикрепленный к распределительному концу трубчатого канала 410.
Длина горловины 414, т.е. L3 и ее диаметр D3 могут варьировать и устанавливаться таким образом, чтобы обеспечивать максимальное падение давления в расширяющейся части 416. Применимые давления в устройстве типа трубки Вентури могут варьировать в зависимости от требуемой производительности. Обычно чем выше давление, чем больше производительность. В качестве примере, в Таблице 1 приведены применимые давления на протяжении трубчатого канала в двух вариантах осуществления, проиллюстрированных на фиг. 4А и 4Б, соответственно, при расходе воды около 6 литров в минуту.
Общее давление может варьировать от около -0,1 бара до около 5 бар. В одном из вариантов осуществления давление в расширяющейся части 416 или области 416(a) может составлять от около -0,204 бара до около -0,171 бара. Применимое давление в горловине может составлять от около -0,927 бара до около -0,104 бара. В одном из вариантов осуществления соотношение диаметра горловины и диаметра D1 впускного патрубка составляет от около 0,20 до около 0,40. Тем самым обеспечивается плавный поток концентрата при его выпуске в расширяющуюся часть 416. Обычно угол расхождения θ2 может составлять от около 15° до около 165°. В одном из вариантов осуществления угол расхождения θ2 составляет 90°, как показано на фиг. 4Б. В одном из вариантов осуществления угол схождения θ1 составляет от около 10° до около 70°. В других вариантах осуществления угол схождения θ1 составляет от около 15° до около 40°. В одном из вариантов осуществления угол схождения θ1 составляет около 21°. Для обеспечения соответствующего потока, например, скорость потока воды по каналу может составлять от около 1 литра до около 5 литров в минуту. В одном из вариантов осуществления скорость потока воды по каналу может составлять от около 1,6 литров в минуту до около 3,5 литров в минуту.
Как показано на фиг. 4А и 4Б, в автомате для розлива напитков согласно настоящему изобретению используются различные устройства 400 типа трубки Вентури 400, каждое из которых соединено с выпускным патрубком емкости для концентрата. Такие соединения способствуют приготовлению различных напитков и их розливу посредством одного и того же автомата, как показано на фиг. 1 и 2. В частности, первый впускной патрубок каждого такого устройства 400 типа трубки Вентури соединен и с возможностью движения жидкотекучей среды сообщается с собственной емкостью для концентрата, что обеспечивает приготовление конкретного напитка. Второй впускной патрубок каждого устройства 400 типа трубки Вентури соединен с источником подачи горячей или охлажденной воды для приготовления конкретного горячего или холодного напитка. Кроме того, выпускной патрубок каждого такого устройства 400 типа трубки Вентури соединен с собственной распределительной трубкой. Каждая такая распределительная трубка соединена с дозатором для розлива конкретного напитка, как лучше всего показано на фиг. 2. Тем самым обеспечивается приготовление и розлив различных напитков посредством одного и того же автомата. Компоненты, соединенные с распределительным концом устройства типа трубки Вентури будут подробнее описаны далее со ссылкой на следующие чертежи.
На фиг. 5 показан вид в перспективе компонентов автомата для розлива напитков согласно настоящему изобретению, которые расположены вблизи одного из устройств типа трубки Вентури и взаимодействуют с ним, и проиллюстрировано взаимодействие компонентов при розливе смеси концентрата и воды в желаемой пропорции через автомат для розлива. Чтобы проиллюстрировать, как устройство типа трубки Вентури взаимодействует с этими компонентами автомата для розлива, показаны лишь компоненты вблизи устройства типа трубки Вентури.
Показано, что устройство 500 типа трубки Вентури размещается в корпусе 510, в котором также находится трубопровод 530. Аналогично трубчатому каналу 410, показанному на фиг. 4А и 4Б, канал 520 устройства 500 типа трубки Вентури имеет диаметр, изменяющийся на протяжении его длины, и содержит сужающуюся часть 522, горловину 524 и расширяющуюся часть 526. Сужающейся части 522 предшествует трубчатая часть 560, имеющая преимущественно постоянное поперечное сечение. В трубчатую часть 560 поступает вода из подканала, соединенного с источником подачи воды, как показано на фиг. 1. Патрубок 562 для впуска воды может иметь резьбовую наружную часть для соединения с подканалом, соединенным с источником подачи воды. Тем не менее, специалисты в данной области техники поймут, что патрубок 562 для впуска воды также может быть приварен к подканалу или запрессован в подканал, или соединен с ним любым другими применимыми традиционными средствами.
Расширяющаяся часть 526 на другом конце трубчатого канала 520 входит в другую трубчатую часть 564, которая соединена с выпускным патрубком 566. Выпускной патрубок 566 имеет резьбовую наружную часть, которой он соединен с соединителем 568. Выпускной конец соединителя 568 соединен с раздаточной трубкой 572. На конце распределительной трубки 572 находится дозатор 574 для розлива смеси воды и концентрата через устройство 500 типа трубки Вентури в емкость для употребления пользователем. Распределительная трубка 572 за соединителем 568 предпочтительно имеет меньший диаметр поперечного сечения, чем диаметр соединителя 568. Это помогает создавать давление всасывания в расширяющейся части 526 трубчатого канала 520. В одном из вариантов осуществления в устройстве типа трубки Вентури дополнительно имеет небольшое вентиляционное отверстие или прорезь, через которую при выключении насоса и прекращении потока воды проникает воздух, способствующий сушке и предотвращению порчи воды или смеси с концентратом, содержащейся в устройстве типа трубки Вентури. В качестве примера, вентиляционное отверстие или прорезь может быть выполнена в любом месте между выпускным патрубком или его концом и концом соединителя. Вентиляционное отверстие может иметь диаметр около 2 мм, что не имеет целью ограничить автомат для розлива напитков.
Показано, что трубопровод 530 аналогично трубопроводу 420 на фиг. 4А и 4Б с возможностью движения жидкотекучей среды сообщается с расширяющейся частью 526 трубчатого канала 520, через которую в устройство 500 типа трубки Вентури поступает концентрат. Для обеспечения соединения трубопровод 530 путем литья под давление запрессован в канал 520, в результате чего канал 520 и трубопровод 530 образуют единое целое. Кроме того, показано, что трубопровод 530 наклонен под острым углом к центральной оси канала 520. Это обеспечивает беспрепятственный выпуск концентрата в канал 520. В частности, при выпуске в расширяющуюся часть 526 устройства 500 типа трубки Вентури концентрат способствует потоку воды. Как упомянуто выше, хотя показано что трубопровод 530 проходит под углом преимущественно на полпути между центральной осью канала 520 и ее перпендикуляром, в объем настоящего изобретения также входят колебания наклона трубопровода 530 относительно канала 520.
На нижнем конце трубопровода 530 находится выпускной патрубок 532, который с возможностью движения жидкотекучей среды сообщается с каналом 520 и обеспечивает выпуск концентрата в расширяющуюся часть 526. Каналом для впуска жидкотекучей среды, по которому в трубопровод 530 поступает концентрат, служит трубчатый элемент 580. Трубчатый элемент 580 соединен с одной из емкостей для концентрата, ранее показанной на фиг. 1, и в него непрерывно поступает концентрат. Кроме того, в трубчатом элементе 580 находится обратный клапан 582 с настраиваемым рабочим проходным сечением для точного регулирования объема концентрата, поступающего в трубопровод 530. Обратный клапан 582 с настраиваемым рабочим проходным сечением соединен непосредственно с корпусом 510 без зазора между ними.
Верхний конец трубопровода 530 дополнительно снабжен резьбовой частью, которая входит в зацепление с резьбовой частью 546 плунжера 540. Плунжер 540 находится в верхней части трубопровода 530 и регулирует скорость потока концентрата, выпускаемого в канал 520. Плунжер 540 представляет собой винтовой плунжер с частично резьбовой наружной частью, а внутренняя поверхность трубопровода является частично резьбовой, взаимодействуя с резьбовой частью плунжера и обеспечивая возвратно-поступательное перемещение плунжера внутри трубопровода 530. В частности, к верхней части плунжера 540 прикреплен вентиль 549, который поворачивается и перемещает плунжер внутри трубопровода 530. В одном из вариантов осуществления резьбовая часть ограничивает перемещение плунжера между верхним крайним положением и нижним крайним положением, при этом верхнее крайнее положение соответствует наименьшему объему, а нижнее крайнее положение соответствует наибольшему объему концентрата или раствора порошка, выпускаемого в трубку Вентури. Как показано, плунжер 540 представляет собой винтовой плунжер с резьбовой верхней частью 546 и суженным концом 542. Может использоваться любое зацепление, которое обеспечивает перемещение плунжера 640 вверх и вниз внутри трубопровода 630 с целью регулирования потока концентрата в устройство типа трубки Вентури.
Соответственно, плунжер используется, когда желательно увеличить или уменьшить соотношение, в котором смешиваются концентрат и вода. За счет резьбовой части на внутренней поверхности верхнего конца трубопровода 530 ограничивается перемещение плунжера 540 между двумя крайними положениями внутри трубопровода 530. Верхнее крайнее положение соответствует дозируемой устройством 500 смеси воды и концентрата в минимальном соотношении, а нижнее крайнее положение соответствует дозируемой устройством 500 смеси воды и концентрата в максимальном соотношении. В частности, когда желательно увеличить долю концентрата в дозируемой смеси, плунжер 540 может быть перемещен путем поворота вентиля 549 в направлении перемещения плунжера вниз в сторону канала 520. Аналогичным образом, для уменьшения доли концентрат концентрата в дозируемой смеси плунжер может быть перемещен вверх путем поворота вентиль 549 в противоположном направлении. Обычно соотношение сиропа и воды должно составлять от около 2:1 до около 8:1. Когда трубопровод 530 полностью открыт, соотношение сиропа и воды составляет около 2:1. При перемещении плунжера вниз соотношение изменяется с от около 2:1 до около 8:1. Специалисты в данной области техники, ознакомившиеся с изобретением, поймут, что протяженность верхней наружной резьбовой части 546 плунжера и длину сужающейся части 542 плунжера можно согласованно изменять с целью обеспечения более широкой или узкой области изменения при регулировании по желанию соотношения воды и концентрата.
Наружная часть плунжера 540 снабжена множеством прорезей. Эти прорези сконфигурированы на размещение различных уплотнительных колец 544, которые помогают предотвращать утечку второй жидкотекучей среды (т.е. концентрата) из верхней или нижней части трубопровода 530. Когда кольца установлены, они обеспечивают гигиеническую защиту, исключающую присутствие химикатов в потоке концентрата. Соответственно, когда не происходит розлив желаемого напитка пользователю, плунжер служит безопасным и гигиеническим средством очистки канала смешивания или устройства типа трубки Вентури. За счет изолирования концентрата от трубчатого канала 520 с помощью плунжера 540, по трубчатому каналу могут направляться любые необходимые чистящие химикаты для очистки устройства, как это обычно периодически требуется.
Компоненты устройства типа трубки Вентури сконструированы из материалов, обладающих свойствами, совместимыми с составляющими ингредиентами концентрата. Иными словами, поскольку устройство типа трубки Вентури является частью автомата для розлива напитков, материал трубопровода и различные части трубчатого канала должны выбираться из совместимых с пищевыми продуктами материалов, таких как нержавеющая сталь, кремний или другие совместимые с пищевыми продуктами пластмассы или резины. Кроме того, все материалы предпочтительно способны выдерживать как высокие, так и низкие температуры.
Одним из дополнительных преимуществ автомата для розлива напитков является патрубок 570 для впуска горячей воды из нагревательного устройства (показанного на фиг. 1), которая подается через систему с целью промывки горячей водой. При промывании устройства 500 типа трубки Вентури выпускной конец соединителя 568, соединенного с распределительной трубкой 572, не должен сообщаться с патрубком 570 для впуска горячей воды во избежание утечки горячей воды через распределительную трубку 572. С этой целью в качестве соединителя 568 может использоваться двухходовой клапан или многопортовый клапан.
Аналогично устройствам типа трубки Вентури, показанным на фиг. 4А и 4Б, устройство 500 типа трубки Вентури обеспечивает пропорциональное смешивание концентрата с водой. Кроме того, плунжер регулирует количество добавляемого концентрата. Так, при розливе желаемого напитка из емкостей для концентрата по каналу 520 устройства 500 типа трубки Вентури направляется вода под давлением. Поток воды постепенно сужается при прохождении через сужающуюся часть 522 канала 520. Скорость потока увеличивается, и происходит резкое падение его давления. Когда вода достигает горловины 524, она имеет минимальное давление, а при выходе через нее, вода создает давление всасывания в областях канала 520 вблизи выпускного патрубка 532 трубопровода 530. После того, как в канале 520 полностью установился поток воды, в канал 520 выпускают концентрат через трубопровод 530. В частности, концентрат поступает в трубопровод 530 из емкости для концентрата, сообщающейся с трубчатым элементом 580. Трубчатый элемент 580 направляет концентрат по трубопроводу 530 в сторону выпускного патрубка 532. За счет низкого давления всасывания в расширяющейся части канала 520 концентрат легко всасывается в канал 520, а угол расхождения обеспечивает соответствующее смешивание концентрата с водой, при этом плунжер 540 регулирует скорость потока концентрата в канале 520. Дозируемая смесь двух жидкотекучих сред направляется в сторону распределительной трубки 572 и затем распределяется через дозатор 574 для употребления.
Как показано на фиг. 5, в автомате для розлива напитков согласно настоящему изобретению может использоваться множество расходомеров или устройств 500 типа трубки Вентури, соединенных с выпускными патрубками множества емкостей для концентрата, что позволяет приготавливать и разливать различные напитки посредством одного и того же автомата для розлива. В частности, первый впускной патрубок каждого такого устройства 500 типа трубки Вентури соединен и возможностью движения жидкотекучей среды сообщается с собственной емкостью для концентрата, что обеспечивает приготовление конкретного напитка. Второй впускной патрубок каждого устройства 500 типа трубки Вентури соединен с источником подачи горячей или охлажденной воды для приготовления конкретного горячего или холодного напитка. Кроме того, выпускной патрубок каждого такого устройства 500 типа трубки Вентури соединен с собственной распределительной трубкой. Каждая такая распределительная трубка соединена с дозатором для розлива конкретного напитка, как лучше всего показано на фиг. 2. Тем самым обеспечивается приготовление и розлив различных напитков посредством одного и того же автомата
На фиг. 6 показан внешний вид устройства типа трубки Вентури, проиллюстрированного на фиг. 5. Показано, что устройство типа трубки Вентури и трубопровод 620 образуют единый объединенный узел 600, сконфигурированный на соответствующую установку на выпускном патрубке конкретной емкости для концентрата автомата для розлива напитков, как показано на фиг. 1 и 2. В корпусе 610 находится трубопровод 620, который путем литья под давление запрессован в трубчатый канал 630 устройства типа трубки Вентури. Трубчатый канал 630 имеет патрубок 632 для впуска воды, соединяемый с источником подачи воды (не показанным). Трубопровод 620 имеет патрубок 622 для впуска концентрата, соединяемый с емкостью для концентрата (не показанной). В непосредственной близости от патрубка 622 для впуска концентрата находится обратный клапан 624 для точного регулирования объема концентрата, протекающего по трубопроводу 620. Выпускной патрубок 640 может соединяться с дозатором напитков (лучше всего показанным на фиг. 5) для розлива дозированной смеси концентрата и воды в соответствии с выбором напитка пользователем.
Автомат для розлива напитков согласно настоящему изобретению обеспечивает приготовление и розлив разнообразных горячих и холодных напитков, является крайне экономичным и компактным устройством, и значительно снижает стоимость. Кроме того, достигается эффективное смешивание концентрата и воды в желаемой пропорции, которая может регулироваться в заданных пределах по желанию пользователя. Помимо этого, как упоминалось ранее, концентрат из различных емкостей легко поступает в устройство типа трубки Вентури под действием силы тяжести во взаимодействии с компонентами автомата, что усиливает эффекты Вентури и делает излишними какие-либо насосы для подачи концентрата, и, следовательно, дополнительно сокращает общую стоимость автомата и при этом обеспечивает максимальное доступное внутри него пространство. Хотя настоящее изобретение исчерпывающее описано с достаточными подробностями, раскрывающими его возможные особенности и варианты осуществления, специалисты в данной области техники признают, что также могут быть возможны другие разновидности изобретения. Кроме того, хотя в описании рассмотрены конкретные варианты осуществления, оно не имеет целью ограничить объем изобретения. Соответственно, предполагается, что в изобретение могут быть внесены любые соответствующие изменения, не выходящие за пределы его объема.
На фиг. 7 проиллюстрирована одна из дополнительных особенностей автомата для розлива напитков, обеспечивающая исключительную его универсальность компонентов и возможность розлива как холодных, так и горячих напитков. Как описано выше, описанный автомат для розлива напитков может иметь один или несколько клапанов, установленных в его каналах или подканалах для подачи воды для розлива разнообразных напитков. Соответственно, в различных каналах для подачи горячей или холодной воды могут находиться различные соленоидные клапаны.
Так, на фиг. 7 проиллюстрирован один из наглядных вариантов осуществления, в котором автомат для розлива имеет соленоидные клапаны 710, 712, 714, 716, 718, 720 в каналах для подачи воды, обозначенных проходящими вниз стрелками с показанными на них клапанами. Эти соленоидные клапаны связаны с электронным блоком управления и могут приводиться в действие им при поступлении команды пользователя, соответствующей желаемому напитку. Команда пользователя может вводиться посредством пользовательского интерфейса, содержащего выбираемые пользователем варианты, как описано выше со ссылкой на фиг. 1 и 2. В одном из вариантов осуществления один или несколько из соленоидных клапанов может временно закрываться с целью повышения производительности автомата и обеспечения сезонной модульности. Затем различные напитки, приготовленные в различных смесителях (воронках или устройства типа трубки Вентури), поступают в различные дозаторы в нижней части автомата для розлива. Например, в летний период или при жаркой погоде спрос на горячие напитки, такие как чай и кофе, является более низким, чем на холодные напитки. В этих случаях соленоидный клапан 710 может быть закрыт, чтобы заблокировать канал подачи воды в нагревательное устройство 704, а вода, поступающая из источника подачи воды, может направляться в охлаждающее устройство 706. С этой целью в описанном выше пользовательском интерфейсе автомата для розлива 700 предусмотрены соответствующие выбираемые пользователем варианты. Тем самым в летнее время у автомата для розлива 700 значительно повышается производительность холодных газированных и/или негазированных напитков. Любые из соленоидных клапанов могут автоматически приводиться в действие посредством электронного блока управления, который сконфигурирован на управление этими клапанами.
В качестве пояснительного примера, если пользователь выбирает апельсиновый сок, а концентрат для приготовления апельсинового сока хранится в емкости для концентрата, с возможностью движения жидкотекучей среды сообщающейся со смесителем 708, электронный блок управления, связанный с пользовательским интерфейсом, распознает выбор пользователя и приводит в действие/открывает соленоидные клапаны 712, 718 в подканалах для подачи воды. Это позволяет направлять холодную воду из источника 702 подачи воды в смеситель внутри трубки Вентури, при этом концентрат для приготовления апельсинового сока и вода смешиваются в конкретной пропорции, и через дозатор 734 в нижней части автомата для розлива 700 разливается апельсиновый сок. Аналогичным образом, при другом выборе пользователя могут приводиться в действие или выключаться другие соленоидные клапаны с целью розлива любого другого желаемого напитка.
Как показано на фиг. 7, два канала, выходящих из источника 702 подачи воды, снабжают водой нагревательное устройство 704 и охлаждающее устройство 706 в автомате 700 для розлива. Нагревательное устройство 704 нагревает воду до желаемой температуры, обеспечивая подачу горячей воды по первому каналу для подачи воды в одно или несколько смесителей, таких как устройство 708 типа трубки Вентури (описанное выше) в автомате 700. Из нагревательного устройства может выходить один или несколько каналов или подканалов, с возможностью движения жидкотекучей среды сообщающихся с смесителем. Аналогичным образом, вода охлаждается до достаточно низкой температуры в охлаждающем устройстве 706, которое подает охлажденную воду в одно или несколько смесителей или воронок 708 (как описано выше) посредством второго канала для подачи воды. Из охлаждающего устройства может выходить один или несколько каналов или подканалов.
Одна или несколько емкостей (показанных на фиг. 7) с возможностью движения жидкотекучей среды сообщаются со смесители 708. В одном из вариантов осуществления в емкости содержится порошок. В других вариантах осуществления в емкости содержится раствор концентрата. В некоторых вариантах осуществления автомат для розлива содержит множество смесителей, каждый из которых с возможностью движения жидкотекучей среды сообщается с емкостью. В одном из вариантов осуществления при поступлении воды в смеситель 708 в него добавляется порошок, и приготавливается напиток на основе порошка для розлива через дозатор напитков. В других вариантах осуществления при поступлении воды в смеситель 708 в него добавляется концентрат, и приготавливается напиток на основе концентрата для розлива через дозатор напитков.
Между первым и вторым каналами для подачи воды нагревательного устройства и охлаждающего устройства проходит третий канал 738 для подачи воды. В нем находится клапан 724, который может переключаться с целью подачи горячей или холодной воды через автомат для розлива. В одном из вариантов осуществления клапан может переключаться с целью блокирования потока воды из охлаждающего устройства 706. В таких случаях электронный блок управления, связанный с пользовательским интерфейсом, распознает выбор пользователя и приводит в действие/открывает соответствующие клапаны в каналах для подачи воды автомата для розлива. Тем самым обеспечивается универсальный автомат для розлива напитков, способный разливать горячие или теплые напитки. Например, если пользователь желает горячий напиток, в одном из вариантов осуществления автомат для розлива обеспечивает распределение воды через нагревательное устройство с целью получения горячей воды, которая дозируется и смешивается с порошком в смесителе 708. После смешивания горячий напиток может распределяться через дозатор 730. В качестве примера, термином "горячие" обозначаются напитки с температурой от около 80°C до около 95°C.
Если пользователь выберет или предпочтет теплый напиток, в других вариантах осуществления автомат для розлива таким же образом обеспечивает распределение воды через нагревательное устройство с целью получения горячей воды. Тем не менее, вместо смешивания горячей воды с порошком автомат может смешивать горячую воду с предварительно охлажденным раствором концентрата, и из смеси воды высокой температуры и предварительно охлажденного раствора приготавливается теплый напиток 732. Соответственно, путем смешивания горячей воды и предварительно охлажденного концентрата получают теплый напиток. В качестве примера, термином "теплые" обозначаются напитки с температурой от около 10°C до около 80°C.
В качестве альтернативы, клапан 724 может переключаться на распределение холодных напитков через дозатор 734 холодных напитков. Как и в случае описанной выше системы смешивания с горячей водой, автомат для розлива обеспечивает распределение воды через нагревательное устройство с целью получения охлажденной или холодной воды для дозирования и смешивания с порошком или концентратом в смесителе 708. После смешивания холодный напиток может распределяться через дозатор 734. Соответственно, холодный напиток также может приготавливаться из порошка или раствора концентрата. В качестве примера, термином "холодные" обозначаются напитки с температурой от около 4°C до около 10°C.
Следует отметить, что в зависимости от источника подачи воды описанный автомат для розлива напитков может быть рассчитан как на газированные, так и негазированные напитки. Например, в одном из вариантов осуществления источник подачи воды может содержать фильтрованную воду для приготовления негазированных напитков. В других вариантах осуществления источник подачи воды может содержать газированную воду для приготовления газированных напитков.
В других вариантах осуществления источник подачи воды может обеспечивать поток воды по каналу с соленоидным клапаном 710, через нагревательное устройство 704, в котором она нагревается, и затем по каналу 714 во впускной патрубок дозатора 728 горячей воды с целью обеспечения пользователя горячей водой. Аналогичным образом, в других вариантах осуществления подаваемая вода может поступать по каналу с соленоидным клапаном 712, через охлаждающее устройство 706 в котором она охлаждается, и затем по отдельному каналу канал 720 во впускной патрубок дозатора 736 холодной воды с целью обеспечения пользователя холодной водой.
На фиг. 8 проиллюстрирован другой вариант осуществления показанного на фиг. 7 автомата для розлива напитков, который может использоваться для приготовления и розлива горячих или холодных напитков с множеством температур. Так, в зависимости от сезонного спроса, когда высока потребность в напитках конкретной категории, описанный автомат для розлива напитков может использоваться для обеспечения сезонной модульности. На фиг. 8 также показан канал 838 с двумя шаровыми клапанами 822 и 826, с возможностью движения жидкотекучей среды сообщающимися с первым каналом для подачи воды из нагревательного бака 804 и вторым каналом для подачи воды из охлаждающего бака 802. В зимнее время или в условиях холодной погоды, например, шаровой клапан 826 закрыт, а шаровой клапан 822 открыт. Соответственно, горячие напитки, такие как горячий шоколад, кофе или чай, могут приготавливаться с использованием одного или нескольких порошков из одной или нескольких емкостей для порошка. В качестве альтернативы, также могут приготавливаться такие напитки, как сок с использованием концентрата из емкостей 806 для концентрата. В таких случаях горячая вода из нагревательного бака 804 смешивается с предварительно охлажденным концентратом, в результате чего получают теплый напиток, как описано со ссылкой на фиг. 7. Например, если желателен теплый сок концентрат для приготовления сока из емкости 806 для концентрата 806 смешивается с горячей водой в смесителях 808 устройств типа трубки Вентури. Поскольку сиропы или концентраты предварительно охлаждаются посредством змеевиков 810, которые проходят через охлаждающее устройство, напиток, разливаемый через дозатор теплых напитков 732 (лучше всего показанный на фиг. 7), является теплым.
Как показано на фиг. 7 и 8, описанный автомат для розлива напитков применим в условиях как жаркой, так и холодной погоды. Следовательно, один и тот же автомат для розлива напитков может использоваться круглогодично практически в любое время года и/или в любом климате для приготовления напитков с разнообразными температурами. За счет этого снижаются затраты на складское хранение для компаний, которым больше требуется хранить зимой автоматы для розлива холодных напитков. Кроме того, потребители или пользователи имеют возможность лучше ознакомиться с одним и тем же автоматом для розлива, что экономит время при определении того, как пользоваться автоматом для выбора желаемого напитка.
В некоторых вариантах осуществления выбираемые пользователем варианты на пользовательском интерфейсе могут делиться на категории, при этом для удобства навигации и поиска желаемого варианта для выбора кнопки, соответствующие напиткам конкретной категории, хорошо различимы, и расположены вблизи друг друга. Например, в одном из вариантов осуществления кнопки выбора негазированных напитков, таких как различные соки, чай со льдом или холодный кофе, расположены вблизи друг друга на отдельной панели. Аналогичным образом, кнопки выбора различных горячих напитков, таких как кофе, чай, чай с лимоном, чай с кардамоном и т.д., расположены вблизи друг друга на второй панели, легко отличимой от первой панели. Тем самым обеспечивается простота выбора для пользователя без поиска желаемого варианта на пользовательском интерфейсе.
Хотя настоящее изобретение исчерпывающее описано с достаточными подробностями, раскрывающими его возможные особенности и варианты осуществления, специалисты в данной области техники признают, что также могут быть возможны другие разновидности изобретения. Кроме того, хотя в описании рассмотрены конкретные варианты осуществления, оно не имеет целью ограничить объем изобретения. Соответственно, предполагается, что в изобретение могут быть внесены любые соответствующие изменения, не выходящие за пределы его объема.
1. Автомат для приготовления и розлива горячих или холодных напитков, содержащий:
нагревательное устройство (168, 704) с возможностью движения жидкотекучей среды, сообщающееся с источником подачи воды (162, 702), содержащее первый канал для подачи воды (168а), проходящий от него до первого смесителя (122),
охлаждающее устройство (170) с возможностью движения жидкотекучей среды, сообщающееся с источником подачи воды (162), содержащее второй канал для подачи воды (176), проходящий от него до второго смесителя (144), при этом первый канал для подачи воды с возможностью движения жидкотекучей среды сообщается со вторым каналом для подачи воды посредством третьего канала для подачи воды (738),
клапан (724), находящийся в третьем канале для подачи воды (738), для регулирования потока воды, поступающего по меньшей мере из нагревательного устройства или охлаждающего устройства,
первую раздаточную трубку (126) для розлива горячего напитка с возможностью движения жидкотекучей среды, сообщающуюся с первым смесителем, и
вторую раздаточную трубку (178) для розлива холодного напитка с возможностью движения жидкотекучей среды, сообщающуюся со вторым смесителем.
2. Автомат для розлива напитков по п. 1, в котором клапан (724) перекрывает поток воды из охлаждающего устройства.
3. Автомат для розлива напитков по п. 1, в котором клапан (724) перекрывает поток воды из нагревательного устройства.
4. Автомат для розлива напитков по п. 2, содержащий:
емкость для хранения порошка (102), имеющую выпускной патрубок, соединенный с первым смесителем (122), содержащую порошок,
при этом первый канал для подачи воды (168а) подает горячую воду в первый смеситель для смешивания с порошком, а первая раздаточная трубка для напитка соединена с выпускным патрубком воронки (214) для розлива горячего напитка на основе порошка.
5. Автомат для розлива напитков по п. 4, в котором первый смеситель содержит воронку.
6. Автомат для розлива напитков по п. 2, содержащий:
емкость для хранения предварительно охлажденного жидкого раствора концентрата (110), имеющую выпускной патрубок, соединенный со вторым смесителем (144), содержащую предварительно охлажденный жидкий раствор концентрата,
при этом третий канал для подачи воды подает горячую воду во второй смеситель для смешивания с концентратом, а вторая раздаточная трубка (178) для напитка с возможностью движения жидкотекучей среды сообщается с выпускным патрубком второго смесителя для розлива теплого напитка на основе концентрата.
7. Автомат для розлива напитков по п. 6, в котором второй смеситель (144) содержит устройство типа трубки Вентури (400, 500).
8. Автомат для розлива напитков по п. 3, дополнительно содержащий:
емкость для хранения жидкого раствора концентрата (110), имеющую выпускной патрубок, соединенный со вторым смесителем (144), содержащую жидкий раствор концентрата,
при этом второй канал для подачи воды (176) подает холодную воду во второй смеситель (144) для смешивания с концентратом, а вторая раздаточная трубка для напитка (178) с возможностью движения жидкотекучей среды сообщается с выпускным патрубком второго смесителя (144) для розлива холодного напитка на основе концентрата.
9. Автомат для розлива напитков по п. 8, в котором второй смеситель содержит устройство типа трубки Вентури (400, 500).
10. Автомат для розлива напитков по п. 1, содержащий электронный блок управления, управляющий одним или несколькими связанными с ним соленоидными клапанами (710, 712, 714, 716, 71, 720), которые находятся в одном или нескольких из каналов для подачи воды.
11. Автомат для розлива напитков по п. 7, содержащий пользовательский интерфейс, связанный с электронным блоком управления и сконфигурированный на ввод пользователем данных, соответствующих желаемому конкретному напитку для розлива из первой раздаточной трубки для напитка или второй раздаточной трубки для напитка.
12. Автомат для розлива напитков по п. 1, содержащий два клапана, расположенных в третьем канале для подачи воды.
13. Автомат для розлива напитков по п. 1, содержащий:
множество емкостей для порошка (102, 104, 106, 108),
множество первых смесителей (122, 124, 132, 134), содержащих воронку (214), соединенную с выпускным патрубком емкости для порошка, и
множество раздаточных трубок (126), каждая из которых соединена с выпускным патрубком воронки.
14. Автомат для розлива напитков по п. 1, содержащий:
множество емкостей для концентрата (110, 112, 114, 116),
множество вторых смесителей (144, 146, 148, 150), содержащих устройство типа трубки Вентури (400, 500), с возможностью движения жидкотекучей среды, сообщающееся с выпускным патрубком емкости для концентрата, и
множество раздаточных трубок (572), каждая из которых соединена с выпускным патрубком устройства типа трубки Вентури (500).
15. Автомат для розлива напитков по п. 1, в котором каналы для подачи воды содержат газированную воду.
16. Автомат для розлива напитков по п. 1, в котором каналы для подачи воды содержат фильтрованную воду.
