CN101528588A - 适于分配液体调味品的流体分配系统 - Google Patents

适于分配液体调味品的流体分配系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101528588A
CN101528588A CNA2007800383187A CN200780038318A CN101528588A CN 101528588 A CN101528588 A CN 101528588A CN A2007800383187 A CNA2007800383187 A CN A2007800383187A CN 200780038318 A CN200780038318 A CN 200780038318A CN 101528588 A CN101528588 A CN 101528588A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pump
fluid
controller
electricity
discrete
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007800383187A
Other languages
English (en)
Inventor
C·利特斯特
R·范
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zavida Coffee Co Inc
Original Assignee
Zavida Coffee Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zavida Coffee Co Inc filed Critical Zavida Coffee Co Inc
Publication of CN101528588A publication Critical patent/CN101528588A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67DDISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08Details
    • B67D1/10Pump mechanism
    • B67D1/101Pump mechanism of the piston-cylinder type
    • B67D1/102Pump mechanism of the piston-cylinder type for one liquid component only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67DDISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08Details
    • B67D1/12Flow or pressure control devices or systems, e.g. valves, gas pressure control, level control in storage containers
    • B67D1/1202Flow control, e.g. for controlling total amount or mixture ratio of liquids to be dispensed
    • B67D1/1204Flow control, e.g. for controlling total amount or mixture ratio of liquids to be dispensed for ratio control purposes
    • B67D1/1231Metering pumps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67DDISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08Details
    • B67D1/12Flow or pressure control devices or systems, e.g. valves, gas pressure control, level control in storage containers
    • B67D1/1202Flow control, e.g. for controlling total amount or mixture ratio of liquids to be dispensed
    • B67D1/1234Flow control, e.g. for controlling total amount or mixture ratio of liquids to be dispensed to determine the total amount
    • B67D1/1236Flow control, e.g. for controlling total amount or mixture ratio of liquids to be dispensed to determine the total amount comprising means for detecting the size of vessels to be filled
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67DDISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08Details
    • B67D1/12Flow or pressure control devices or systems, e.g. valves, gas pressure control, level control in storage containers
    • B67D1/1247Means for detecting the presence or absence of liquid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67DDISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D1/00Apparatus or devices for dispensing beverages on draught
    • B67D1/08Details
    • B67D1/0801Details of beverage containers, e.g. casks, kegs
    • B67D2001/0812Bottles, cartridges or similar containers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

一种用于分配离散体积的流体的装置和方法。该装置包括:可以以离散周期工作的泵;连接到泵的电源;和连接到泵和电源中至少一个的控制器。该控制器被配置为:基于泵和流体的特性,在每个离散周期的至少一部分期间改变从电源向泵提供的电。例如,该控制器可以通过控制电供应的持续时间或通过控制电的振幅来改变电。改变电意在提高所分配的流体的离散体积的准确度。相应地,分配离散体积的流体的方法包括:接收与待分配的流体相关的信息;以及基于该信息调节针对泵的电供应。该方法可以包括调节电供应的持续时间,或调节电供应的振幅。

Description

适于分配液体调味品的流体分配系统
相关申请的交叉引用
本申请是在2004年10月15日提交的美国专利申请No.10/964,673的部分继续申请,并要求该专利申请的权益,美国专利申请No.10/964,673要求对在2004年5月20日提交的美国临时专利申请No.60/572,605和在2003年10月15日提交的申请No.60/511,121的权益,所有这些专利申请由此通过引用并入于此。
技术领域
本发明涉及流体分配系统,更具体地,涉及适于分配液体调味品的流体分配系统。
背景技术
诸如调味咖啡等经调味的饮料非常受消费者欢迎。在制备调味饮料时,可以在多个不同阶段添加风味,包括在生产调味饮料的较早期,例如在批量生产设施处,或在较晚期,例如在调味饮料正在被分配给消费者时。下文描述着眼于调味咖啡,然而类似的原理可以应用于其他饮料的调味。
一个在生产过程中的较早期调味的实例是,特定风味的咖啡可以直接从已用调味液处理过的咖啡豆调制而成。这个处理的优点在于,它是一定程度上较为便宜的批量处理,然而,来自此类调味咖啡豆的油和香精可以在咖啡调制机器和用于容纳已调制咖啡或存储未调制咖啡的容器中留下调味品混合物的残迹。调味品混合物的残迹可以消极地影响此后所觉察到的用同一个机器调制或存储在同一个容器中的其他风味的咖啡以及原味咖啡的滋味。
据此,为了避免不同咖啡风味彼此交叉污染,已经公知的是,使用分离的机器,或至少为单个机器使用分离的组件(例如磨具、罐子、保温容器、过滤贮藏器等),来调制和存储每种咖啡调味品。然而,这种设备的重复增加了投资成本,而且也未考虑到如下的人为失误:使咖啡调制设备的不同块和/或单独机器被用于多个咖啡调味品。而且,让个体消费者针对他们想要消费的每一咖啡风味购买不同的咖啡调制机(或构件)并不切实际。
一个在较晚期调味的实例是,也可以通过向成杯或成罐的原味咖啡添加液体或粉末状调味剂来生产调味咖啡。高浓缩调味品混合物通常特别有效,这意味着微量(例如,在0.01ml的量级,有时更小)的高浓缩调味品混合物可以影响8oz饮料的风味。咖啡零售贩或家庭消费者每次需要特定风味的咖啡时,通常没有可靠且实用的装置来量出如此小量的浓缩液体调味品混合物。
据此,通常用合适的载流子——诸如乙醇或丙二醇——来稀释用于给咖啡调味的浓缩调味品混合物。然而,乙醇在被人大量摄入时会导致人出现醺醉效应,并且乙醇也不应与特定药物一起摄入。此外,处于液体调味品中普遍采用的浓度下的丙二醇,会向调味咖啡或其他饮料添加不期望的余味。这样,就希望在液体调味品中尽可能少地使用丙二醇。换言之,用于稀释纯调味品混合物以产生可用液体调味品的丙二醇的量的减少可以改善加添加有调味液的饮料的味道,因为与丙二醇关联的余味减弱。
在实用意义上,调味液可以浓缩(或稀释)到何种程度以使其可用在零售或家庭环境中的一个影响因素是,可靠地量出小体积的合成调味液的能力。当前可行的液体调味品测量装置和方法允许咖啡零售贩和家庭消费者测量几毫升数量级的调味液。因此,市面上所流通的调味液的典型剂量在5mL的数量级,这意味着浓缩调味品混合物已经被相当量的诸如丙二醇的载流子所稀释。
此外,特别是在零售环境中,重要的是,能够为所生产的每杯咖啡分配一致量的调味品以使消费者不会注意到特定风味的咖啡的味道随时在变。在此情况下,可以使用具有所需精确量的单独的调味品袋,然而,除非使用大量载流子,这些袋将相当之小。此外,在零售环境中,使用单独包装袋可能较为费时间;并且提供调味饮料的人员可能不能针对给定的杯尺寸选择恰当的包装袋,或者不能成功地将所有调味品从包装袋直接放入杯,这导致饮料的风味不一致。
这样,就需要一种适于分配液体调味品的改进的流体分配系统。
发明内容
本说明书公开的流体分配系统的实施方案,意在解决在常规流体分配系统中的至少一些问题。
根据这些实施方案的一方面,提供一种用于分配流体的流体分配装置。该装置包括可以以离散周期工作的泵,诸如隔膜泵。该泵意在在每个离散周期上泵抽离散体积的流体。该装置也包括连接到泵的电源以及连接到泵和电源中的至少一个的控制器。该控制器被配置为:基于泵和流体的特性,在每个离散周期的至少一段期间,改变从电源供给到泵的电。例如,控制器可以控制电施加的持续时间或振幅。改变电意在提高所分配的流体的离散体积的准确度。
在某些情形下,控制器可以被配置为:通过根据每个离散周期的至少一部分的标定持续时间(calibrated duration)来改变电施加的持续时间,从而改变所提供的电。控制器可以在泵的吸入冲程期间改变电,以使电施加的持续时间长于将离散体积的流体抽入泵所需要的时间。控制器也可以在泵的排出冲程期间改变电,以使电施加的持续时间长于将离散体积的流体排出泵所需要的时间。
在特定情形下,从电源到泵的电供应可以造成泵将流体抽入泵。控制器也可以被配置为:在较之将离散体积的流体抽入泵所需要的时间更长的持续时间内提供电。在这样的情形下,电的第一供应和电的第二供应之间的持续时间,可长于泵将离散体积的流体排出泵所需要的时间。
所述装置也可包括与控制器连通的输入装置,用于输入待分配的流体的特性。该输入装置可以包含至少一个传感器,其被配置为探测与流体相关的变量。一个实例是,控制器可以基于所述变量改变电。
所述装置也可包括诸如恒流控制器的电控制器,以调整电。电的调整意在减轻那些可影响流体分配准确度的电波动。
根据另一方面,提供了一种从一种基于电源的电供给而以离散的周期工作的泵中分配离散体积的流体的方法。该方法包括:接收与待分配的流体相关的信息;基于该信息调节对泵的电供应。在特定情形下,所述信息可以相关于流体的粘滞度。
在某些情形下,该方法可以包括在每个离散周期的至少一部分期间调节电供应的持续时间。例如,电供应可以长于将离散体积的流体抽入泵所对应的吸入冲程的持续时间;或者,电供应可以长于将流体排出泵所对应的排出冲程的持续时间。在某些情形下,该方法可以包括调节电供应的振幅。
在某些情形下,所述方法也可以包括:控制电供给,以在吸入冲程期间将电的一极施加到泵;控制电供给,以在排出冲程期间将电的相反一极施加到泵。
附图说明
图1a是现有技术隔膜泵的截面图,其中泵的隔膜处于第一位置;
图1b是现有技术隔膜泵的截面图,其中泵的隔膜处于第二位置;
图2a是现有技术活塞泵的截面图,其中泵的活塞处于第一位置;
图2b是现有技术活塞泵的截面图,其中泵的活塞处于第二位置;
图3a是改造的输液泵的截面图,其中泵的活塞处于缩回位置;
图3b是改造的输液泵的截面图,其中泵的活塞从缩回位置渐进前进推进;
图3c是改造输液泵的截面图,其中泵的活塞从图3b中的增量位置渐进推进;
图3d是改造的输液泵的截面图,其中泵的活塞处于完全伸展位置;
图4是用于改造的输液泵的第一驱动机构的局部剖视图;
图5是用于改造的输液泵的第二驱动机构的局部剖视图;
图6是根据一个示例性实施方案的流体分配系统的示意图;
图7是根据另一个示例性实施方案的流体分配系统的前视图;
图8是图7的流体分配系统的沿着线A-A截取的截面图;
图9是图7的流体分配系统的侧透视图,其中外壳体的各部分被去除;
图10是图7的流体分配系统的前透视图,其中盖板被去除以暴露内部贮藏器;
图11是根据另一个示例性实施方案的流体分配系统的侧视图;
图12是图11的流体分配系统的前视图;
图13是图11的流体分配系统的沿着图12的线B-B截取的截面图;
图14是图11的流体分配系统的前透视图,其中顶壳体被去除;
图15是图11的流体分配系统的侧视图,其中顶壳体向前枢转;
图16是根据另一个示例性实施方案的流体分配系统的示意图,该系统包括计时电路、微控制器、隔膜泵、和直流电源。
图17是用于图16所示的直流电源的示例性电路的示意图;
图18是示出流体分配系统的工作的一个实施例的流程图;和
图19是示出流体分配系统的工作的另一个实施例的流程图。
具体实施方式
下文对可用于分配液体调味品的各种类型的泵进行描述,并继以对适用于分配液体调味品的流体分配系统的多个不同实施例进行描述。
泵通常可分为两种基本类型:续流泵和往复泵。
续流泵是一种通过其自身特性能够维持流体的连续流动的泵。此类泵通常依赖某种形式的连续旋转叶轮。续流泵的实施例包括涡轮泵、螺桨泵、和阿基米德螺旋泵。
往复泵是一种以单独离散周期工作而每个周期移动离散且一致的流体体积的泵。顾名思义,往复泵具有在两个位置之间往复的部件。随着该部件从第一位置移动到第二位置,它就将离散体积的流体从流体源经由入口抽入泵腔内。随着该部件从第二位置移回到第一位置,它将流体从泵腔经由出口逐出。单向阀可以帮助防止流体被迫回至入口内,并可以帮助防止排出的流体经由出口抽回至腔内。往复泵的实例包括活塞泵和隔膜泵。
参考图1a和1b,隔膜泵10以横截面的形式被示出。隔膜泵10具有带入口14和出口16的壳体12。单向阀18和20分别位于入口14和出口16中,壳体12的内壁限定泵腔26。柔性隔膜22固定到壳体12的内侧壁而处于泵腔26内,并被轴24驱动于第一位置与第二位置之间。具体地,图1a示出了隔膜22处于第一位置的隔膜泵10,图1b示出了隔膜22处于第二位置的隔膜泵10。
假设泵10已经启动,当隔膜22处于第一位置时(图1a),特定体积的流体被容纳在泵腔26内。随着轴24将隔膜22驱动到第二位置(图1b),泵腔26的体积减小,从而将流体经由出口16逐出泵腔26。单向阀18可以帮助防止流体被逐出入口14。可以看出,随着隔膜22从第一位置移动到第二位置,泵腔26的体积减小了特定量。这一体积减小量相当于在每个周期上从隔膜泵10排出的流体的体积。
随着轴24将隔膜22从第二位置(图1b)拉到第一位置(图1a),泵腔26的体积增大,该体积增量近似等于其在该周期较早期的体积减小量。这导致出现抽吸效应,从而将流体经由入口14抽入泵腔26。单向阀20可以帮助防止排出的流体经由出口16被抽回泵腔26。同样,被抽入泵腔26的流体的体积将相当于泵腔26的体积已经增大的量。
一旦隔膜22回到第一位置(图1a)以使泵腔26内的流体的体积已经被再度填充,则隔膜22可以再次移动到第二位置(图1b)。这将再次排出与泵腔26的体积的减小量相当的流体体积。这样,隔膜泵10可以在每个周期上泵送离散体积的流体。
活塞泵40以横截面的形式在图2a和2b中被示出。活塞泵40工作原理与隔膜泵10类似,并包含具有入口44和出口46的壳体42。单向阀48和50分别位于入口44和出口46中。包含活塞头52和活塞轴54的活塞51可滑动地承接在由壳体42的内壁限定的泵腔56的活塞腔部55内。活塞头52密封地接合活塞腔部55的内壁。本领域技术人员应意识到,如果活塞头52在活塞腔内滑动,则活塞头52和活塞腔部55的内壁之间可能出现程度非常小的某些渗漏。然而,这样的渗漏一般不足以大到影响活塞泵40的准确度。
在操作中,活塞51在图2a所示的第一位置与图2b所示的第二位置之间往复。假设活塞泵40已经启动,一定体积的流体将被容纳在泵腔56内。随着活塞51从第一位置移动到第二位置,活塞头52沿着活塞腔部55的内壁滑动,由此减小了泵腔56的总体积。这就将对应体积的流体从泵腔56经由出口46排出。单向阀48可以帮助防止流体被压迫回入口44。
随着活塞51从第二位置移回到第一位置,泵腔56的体积增大,导致出现抽吸效应,其将流体经由入口44抽入泵腔56。单向阀50可以帮助防止流体从出口48抽回到泵腔56内。
一旦活塞51回到第一位置(图2a),泵腔56内的流体的体积将被再度填充。继而活塞51可以被移回到第二位置(图2b),从而再次排出与泵腔56的体积减小量相当的流体体积。这样,类似于隔膜泵10,活塞泵40可以在每个周期上泵送离散体积的流体。
轴24或活塞51的动力源可以是螺线管,或是由步进电机驱动的飞轮,或是可以使泵10或40一次一周期地进行可控工作的其他动力源。
应意识到,隔膜泵10和活塞泵40仅提供作为实施例,也可采用其他往复泵。
往复泵的一种有用变例是如下改进型往复泵,其中所述周期中流体被排出的那部分被划分为若干子周期。现在参考图3a至3d,在70处总体示出活塞泵的改进形式,也可以称为改进的注射泵或改进的输液泵。
改进的输液泵70包括壳体72、入口74、和出口76。单向阀78、80分别位于入口74和出口76中。包含活塞头82和轴84的活塞81被可滑动地承接在由壳体72限定的泵腔86内。活塞头82密封地接合由壳体72限定的泵腔86的内壁。正如活塞泵40,应理解,可能出现一定程度的小量渗漏,尽管渗漏量一般不影响泵70的准确度。
现在具体参考图3a,显示了活塞81处于第一位置的改进的输液泵70,即,活塞81完全回缩以使泵腔86的容积最大化。如果改进的输液泵70已经启动,那么泵腔86的内容积将被流体填充。现在参考图3d,显示了活塞51处于第二位置的改进的输液泵70,即,活塞81处于完全伸展的位置以使泵腔86的容积最小化。随着活塞81从图3a所示的完全缩回位置经过图3b和3c所示的位置移动到图3d所示的完全伸展位置,离散体积的流体经由出口76排出。单向阀78可以帮助防止流体被压迫进入入口74。继而活塞81可以从图3d所示的第二位置移回到图3a所示的第一位置,以经由入口74将流体抽入泵腔86。单向阀80可以帮助防止排出的流体经由出口86被抽回泵腔86。据此,随着活塞81从其第一位置(图3a)移动到其第二位置(图3d),改进的输液泵70能够排出离散体积的流体。
因为每个周期泵抽离散体积的流体,所以通过控制泵工作的周期的数量,可以以适当的精确度控制所分配的流体的体积。例如,如果泵70以每周期0.01立方厘米(cc)的速度工作,那么通过使泵运行多个周期,可以分配0.01cc的相应倍数的体积。例如,通过使泵70运行24个周期,可以分配0.24cc的体积,通过使泵70运行36个周期,可以分配0.36cc的体积。
现在参考图4,在改进的输液泵70的另一形式中,活塞81的轴84的至少一部分88带螺纹。轴84的螺纹部88与螺纹杆90啮合。螺纹杆90被第一齿轮92驱动,第一齿轮92与第二齿轮94啮合并被第二齿轮94驱动。第二齿轮94被具有驱动轴98的步进电机96驱动。这样,当步进电机96被开动以对驱动轴98进行驱动时,驱动轴98驱动第二齿轮94,第二齿轮94驱动第一齿轮92,第一齿轮92接着驱动螺纹杆90旋转。因为螺纹杆90与轴84的螺纹部88啮合,所以螺纹杆90的旋转造成轴84以及相应地造成活塞81相对于泵腔86推进或缩回。活塞81是推进还是缩回,取决于驱动轴98的旋转方向。
通过步进电机的使用和齿轮92、94与螺纹杆90之间的精确齿轮传动,可以将活塞81渐进地推入泵腔86。具体地,驱动轴98转一整圈可以导致活塞81移入泵腔86一段离散距离,如图3b所示,尽管通常并不全程到达图3d所示的第二位置。这个离散的移动导致泵腔86的体积离散地减小,接着导致离散体积的流体经由出口76排出。再将驱动轴98转过另一整圈,可以导致活塞81进一步推进进入泵腔86一段相似的离散距离,如图3c所示,导致相似的离散体积的流体经由出口76排出。通过选择适当的齿轮传动,可以使得在步进电机96的驱动轴98转一整圈时活塞81进入泵腔86任何期望的距离。
改进的输液泵70允许选择性地分配多种体积的流体。例如,在改进的输液泵70的一个具体实施方案中,驱动轴98每转一圈,活塞81可以推进进入泵腔86一段距离,其对应于经由出口76排出0.01cc的流体。继而,可以通过控制驱动轴98转的圈数,来分配0.01cc的倍数的体积的流体。将驱动轴98移动24个整圈将使活塞81推进适当的距离,以经由出口76排出0.24cc的流体。
在改进的输液泵70中,在已经排出期望量的流体后,或活塞81已经抵达图3d所示的第二位置后,活塞81可以缩回到图3a所示的第一位置。这增大了泵腔86的体积,并形成抽吸效应,以将流体经由入口74抽入泵腔86,由此重新填充泵腔86。单向阀80可以帮助防止流体经由出口76被抽回入泵腔86。通过以与推进活塞81相反的方向旋转驱动轴98相同的圈数,可以实现活塞81的缩回。
本领域技术人员应意识到,活塞81进入泵腔86的离散的推进无需执着于驱动轴98的一整圈的旋转。如果步进电机96足够准确,通过驱动轴98旋转整圈的一部分,可以实现活塞81进入泵腔的每个离散推进。
现在参考图5,示出用于改进的输液泵100的另一实施方案的齿轮传动机构。改进的输液泵100包含壳体102、入口104、和出口106。单向阀108位于入口104中,单向阀110位于出口108中。包含活塞头112和轴114的活塞111被可滑动地承接在由壳体102的内壁限定的泵腔116内。活塞头112密封地接合泵腔116的内壁。再一次,虽然可能出现微小渗漏,但是这样的渗漏通常不影响泵100的准确度。
轴114的一部分118带螺纹。这个螺纹部118与带螺纹的颈圈120啮合,颈圈120可以形成壳体102的一部分。步进电机122对驱动轴124进行驱动,驱动轴124延伸进入轴114中的轴向空腔125(以虚线示出),以驱动轴114旋转。随着轴114旋转,螺纹部118与螺纹颈圈120的啮合造成轴114以及相应地造成活塞111轴向地推进进入泵腔116。这导致泵腔116的容积减小,造成容纳在泵腔116内的流体经由出口106排出。单向阀108可以帮助防止流体经由入口104排出。轴114的螺纹部118上和螺纹颈圈120上的标定螺纹的使用,允许活塞111线性推进一段与驱动轴124的旋转相联系的距离。这样,驱动轴124旋转一整圈对应于活塞111推进一给定距离,这进而导致给定体积的流体的转移。由此,通过控制驱动轴124旋转的圈数或旋转的一部分,可以控制正在转移的流体。
以与针对改进的输液泵70所述类似的方式,在已经转移期望体积的流体后,通过沿反向方向驱动步进电机122,泵腔116可以被再度填充,直到活塞111已经完全缩回。这增大了泵腔116的容积,导致出现抽吸效应,该抽吸效应将流体经由入口104抽入泵腔,由此重新填充泵腔。因为有单向阀110,已经被排出的流体通常不经由出口106流回入泵腔116。
因为活塞111以及相应地因为轴114相对于壳体102轴向推进和缩回,所以驱动轴124不能被牢固地固定在轴114上的轴向空腔125内,因为这将干扰活塞111的轴向运动。为此,驱动轴124可滑动地承接在轴向空腔125内,从而允许轴114以及相应地允许活塞111相对于驱动轴124和步进电机122轴向移动。驱动轴124的横截面形状允许它与对应形状的轴向空腔125互锁,以使它可以旋转地驱动轴114,即使在轴114相对于驱动轴124轴向滑动时亦是如此。在所示的具体实施方案中,驱动轴124和轴向空腔125均为十字形。本领域技术人员应意识到,可以使用任何适当的形状,只要它允许轴114在相对于驱动轴124轴向地滑动的同时被驱动轴124旋转地驱动。组合有“离散体积”泵的流体分配系统
简单往复泵和可渐进操作往复泵在本说明书中通常被称为“离散体积”泵,简单往复泵包括但不局限于隔膜泵10和活塞泵40,而可渐进操作往复泵,包括但不局限于改进的输液泵70和100,在可渐进操作往复泵中,主周期的流体排放部分已经被拆分为较小的离散流体排放子周期。这是因为,这些类型的泵都可操作以响应脉冲来分配离散体积的流体。在某些实施方案中,该脉冲可以是电信号脉冲。
通过使用组合有离散体积泵的流体分配系统,可以以一种一致性地可重复的方式准确地分配小体积的流体。
现在参考图6,其是根据一个示例性实施方案的流体分配系统200的一个实施例的基本元件的示意图。脉冲发生器202可操作地连接到离散体积泵204。脉冲发生器202可选地被控制器205控制。在简单往复泵的情形下,脉冲发生器202所产生的脉冲可以驱动离散体积泵204运行一离散数目的周期。在诸如改进的输液泵70、100的可渐进操作离散体积泵的情形下,每个脉冲可以驱动离散体积泵204工作一离散数目的子周期。每个子周期是流体被排出离散体积泵204的周期的一部分。下面更详细地描述脉冲发生器202和控制器205。
离散体积泵204具有可联结的入口(未示出),其在此情形下可以与液体贮藏器206流体连通地连接。离散体积泵204具有出口(未示出),其与分配出口208流体连通。接收容器210可以被定位以接收从分配出口208分配的流体。
一般,流体分配系统200工作如下。首先,离散体积泵204和连接管(未示出)被起动。然后脉冲发生器202产生脉冲,该脉冲驱动离散体积泵204运行一预设数目的周期或子周期。通常,离散体积泵204响应单个脉冲运行一个周期或子周期。
对于一个简单的离散体积泵204(例如隔膜泵10或活塞泵40),随着离散体积泵204运行一预设数目的周期,它可以将预定体积的流体抽出贮藏器206,并经由分配出口208泵出对应体积的流体。对于可渐进操作离散体积泵204(例如改进的输液泵70、100),离散体积泵204基于脉冲数目经由数个子周期从其泵腔内分配预定体积的流体。在已经分配流体后,脉冲发生器202可以提供数个第二类型的脉冲,以驱动可渐进操作离散体积泵204返回到“原”位置(例如其完全缩回的位置),由此再度填充其泵腔。一般,第二类型的脉冲的数目对应于最初提供的脉冲的数目,以使可渐进操作离散体积泵204朝其“原”位置渐进,渐进次数与最初离开其“原”位置的渐进次数相同。
不论使用简单的离散体积泵还是可渐进操作离散体积泵204,都可以通过改变脉冲发生器202向离散体积泵204提供的脉冲数目,来改变所分配的流体的体积。这样,如果使用流体分配器200,例如来将液体调味品分配到饮料中,则所分配的液体调味品的体积可根据被加味的饮料的尺寸而改变。
本领域技术人员应意识到,术语“脉冲”和“脉冲发生器”在其尽可能广的含义下使用。这样,脉冲发生器202可以是传送电脉冲的电子脉冲发生器,或者它可以是提供离散机械“脉冲”的机械脉冲发生器。
例如,在每一整圈后发出冲击性杂音的手摇柄(未示出)可以被机械连接到离散体积泵204,以使手摇柄的一圈驱动离散体积泵204经历一个完整的周期或子周期。通过计算冲击性杂音的数目,用户能够控制离散体积泵204执行的周期或子周期的数目,由此控制所分配的流体的总体积。在可渐进操作离散体积泵204的情形下,这样的手摇柄可被配置为使沿第一方向的手摇柄可驱动离散体积泵经历至少一个子周期。沿第二方向驱动手摇柄可使离散体积泵204返回到其“原”位置并从而重新填充泵腔。
虽然在流体分配器200中可以使用机械脉冲发生器,但是使用电脉冲发生器会更为有利。在某些实施方案中,脉冲发生器可以与控制器集成,如下文将详述的。这允许多种类型的控制零件被集成到流体分配系统200中,以控制响应不同变量的脉冲数目。例如,如果流体分配系统200被用于将液体调味品分配到饮料中,则液体调味品的密度可改变,例如随温度变化而改变,从而可能要求液体调味品体积更大或更小,以达到与分配恒定密度的液体调味品相同的调味效果。类似地,不同的液体调味品可能各有不同的风味浓度,因此,对于不同类型的风味,可能要求不同数目的周期或子周期。在另一实施例中,液体调味品的粘滞度会随温度而改变,并且所述泵可能要求交替的周期计时(cycle timing)、电量、或不同数目的周期,以分配与具有恒定粘滞度的流体相同的体积。将控制器用作脉冲发生器202,就使得能够将这些以及其他参数考虑进内。
泵204可以连接到电源(未示出),从脉冲发生器202传送的每个脉冲造成泵从电源汲取电,并执行预设数目的周期或子周期。
可替换地,控制器可以可操作而选择性地允许和防止例如形式为正弦波的离散电脉冲从诸如60Hz交流电源的电源传送到离散体积泵204。在这种情形下,电源(如受控制器控制)可以被当作脉冲发生器。向泵204供给的电脉冲可以向泵204提供动能的来源,以使脉冲为泵204提供执行一个或多个周期所需的电。例如,可以使脉冲的持续时间(以及由此相应的向泵204供给电的时段)长于执行预设数目的周期或子周期所需的时段。这就例如可以降低泵因缺电而将在周期中途停下的可能性。泵204可以被配置为具有开关装置,以防止泵204执行超过预定数目的额外的周期或子周期(即便是电正被施加时),直到所施加的电已跌为零(即第一脉冲已经结束)并再次上升(即下一脉冲已经开始)。类似的控制器可以与其他电源共同实施,其他电源例如为产生方波形式的离散脉冲的直流电源。在这种情形下,控制器可以修改直流方波的特性,诸如,脉冲的持续时间、向泵供给的驱动电的振幅、或脉冲的频率。在某些实施方案中,可以使用被施加特定持续时间并具有脉冲间特定延迟的直流额定电流脉冲或直流额定电压脉冲,来为泵204供能。
根据这些实施方案的流体分配系统的一种特别有利的应用是作为液体调味品分配器。
液体调味品分配器的第一实施例
现在参考图7、8、9和10,示出液体调味品分配器300的第一实施例。图7示出了分配器300的前视图,图8示出了侧向截面图。液体调味品分配器300包含前壳体302和后壳体304。前壳体302具有键区306、显示器307、和杯托308。杯托308可以可选地包括可移动滴盘(未示出)。键区306可以具有多个饮品选择键309、多个尺寸选择键310、和多个风味选择键311。
本领域技术人员应意识到,显示器307可以是LCD显示器,或任何其他合适的电子显示器,还应意识到,显示器307是可选的,如果希望则可以省略。另外,键309、310和311可以设置有相关的发光二极管(LED),以指示已经在何时按下特定键309、310、311。对本领域技术人员显而易见,如果提供了此类LED,则它们也可以被用作显示器307的替换物。例如,不同图案的闪烁LED和常亮LED可以被用于警告用户多种可能的故障状况。也可以使用声音警报。
前壳体302也可以装备有连接到红外控制单元314的红外传感器312。红外传感器312可以检测杯的存在,并且通过红外控制单元314的运行,可以传送指示杯存在与否的信号。由此,如果不存在接收液体调味品的杯,可以防止分配器300分配液体调味品。替换性地,前壳体302可以装备有杯传感器阵列313(即,红外阵列),其可以检测杯的存在,也可以检测放置在杯托308上的杯的特定尺寸(例如,小、中、大、或特大)。如图7中虚线所示,此类传感器阵列313可以包括处于前壳体302一侧的发射器阵列313a,和处于前壳体302的相反一侧的接收器阵列313b。当被启动时,接收器阵列313b通常只接收来自发射器阵列313a的未被杯的放置所阻挡的元件的信号。
控制器316通常位于后壳体304内,并可操作地连接到键区306、显示器307、红外控制单元314、和离散体积泵317,离散体积泵317也可以位于后壳体304内。一种合适的泵是MP3螺线管隔膜泵(可由法国斯特拉斯堡市Joseph Guerber街29号的Compraelec公司提供,邮编67100(Compraelec,29rue Joseph Guerber,67100Strasbourg,France))。当然,也可以使用其他合适的泵。
控制器316可适用于接收来自红外控制单元314的信号,如上文所述,以指示杯存在与否。可选地,红外传感器312也可以使控制器316在杯已经被移走并换上新杯之前防止额外的液体被分配,以降低意外的调味品溢出的可能性。在提供杯传感器阵列313的情形下,控制器316可适用于接收来自杯传感器阵列313的信号并确定杯尺寸。红外传感器312和红外控制单元314也可以被配置为允许控制器316与个人数字助理(PDA)通信,如下文将进一步描述的。
控制器316也可适用于接收来自键区306的信号,并向键区306中的LED或向显示面板307传送消息。电源(未示出)也连接到控制器316。下面陈述了控制器316的工作细节以及陈述了它是如何控制分配器300的工作的。
具体参考图9,其是分配器300的侧透视图,其中前壳体302和后壳体304的一些部分被去除,三个用于容纳液体调味品的贮藏器318a、318b和318c被布置在后壳体304内、一般处于后壳体上部,以易于重新填充。每个贮藏器可以容纳不同类型的调味品。例如,贮藏器318a可以容纳“爱尔兰奶油(Irish Cream)”调味品,贮藏器318b可以容纳“法国香草(French Vanilla)”调味品,贮藏器318c可以容纳“榛子(Hazelnut)”调味品。
在图9中最佳可见,每个贮藏器具有仅连接到该贮藏器的对应的专用泵。具体地,离散体积泵317a通过连接管324a连接到贮藏器318a,离散体积泵317b通过连接管324b连接到贮藏器318b,离散体积泵317c通过连接管324c连接到贮藏器318c。类似地,每个离散体积泵317a、317b和317c的出口分别与其自身专用的连接管326a、326b和326c流体连通。每个连接管326a、326b和326c进而分别与其自身的独立的分配出口328a、328b和328c流体连通。独立的泵、管、贮藏器、和分配出口的使用,防止了风味之间的交叉污染。分配出口328a、328b和328c可以彼此靠近地并排放置,以使诸如咖啡杯的接收容器可以被置于相同的位置,而不论从贮藏器318a、318b或318c中的哪一个汲取。
贮藏器318a、318b和318c被可去除的盖板319覆盖。在图10中示出盖板319被去除的分配器300的一部分的前透视图。每个贮藏器318a、318b和318c分别具有可去除的密封盖320a、320b和320c,当希望向贮藏器318a、318b、318c添加更多液体调味品时,这些密封盖可以被去除,继而重新密封,以防止液体调味品蒸发或污染。
现在参考图8,每个贮藏器可以可选地装备有浮控开关322a、322b和322c(仅示出322b)。当相应的贮藏器318a、318b和318c内的调味品的水平面低于特定水平面时,对应的浮控开关322a、322b和322c松动,并向控制器316传送信号。可以使用任何合适的浮控开关。可选地,可以省略浮控开关322a、322b和322c,取而代之的可以是贮藏器内液体水平面的非电学可视指示器。
可替换地,特别是在希望使用不包括浮控开关的一次性贮藏器的情况下,一个或多个扩音器可以邻近泵317(在图8中,示出了邻近泵317b的一个扩音器323)而设置,以使控制器316可以声学检测贮藏器何时腾空(empty)或几乎腾空。应理解,当泵在泵浦空气时(或空气/流体混合物)可产生与泵浦流体不同的声音或声响。由此,控制器316可以被编程,以使当其中一个泵317(例如泵317a)工作时,控制器316将监控扩音器323,以检测,与正常的泵工作,或与腾空的或几乎腾空的泵工作相比较,泵317a所产生的声音的一些特性(诸如频率、振幅之类)的变化或某些组合特性的变化。扩音器323和控制器316可以进一步包括多种信号处理系统或技术,以改进对空贮藏器的检测。例如,为此目的,控制器316可以使用信号滤波、匹配滤波器、自相关方法之类。在一个具体实施方案中,控制器316也可以控制扩音器323,以在泵317a工作之前检测环境噪声,以确定是否可以合理准确地检测泵317a的声音。在不能很好地检测泵317a的声音的情形下,控制器316可以防止流体的分配,或基于其中一个连接管326内通常可用的流体量而允许有限数目的分配,直到可再次检测到泵的声音。
此外,通常有利的是,在设置或指示警报状况之前,在泵工作的多个周期上或在分配器的多次运行上分析所检测的声音,以提供对结果的确认。在某些实施方案中,如果泵以60Hz工作,则在最初数个周期上可以对数个样本进行采样,以确定声音的特性是否超出预定范围或匹配于空泵工作的声音的预定情形。如上文所指出,如果在连接管内通常有一定体积的流体可用,则在设置或指示警报状况之前可以在多个流体分配器工作上检测声音。
仍参考图8,温度传感器330a、330b和330c(仅示出温度传感器330b)可以被定位以测量容纳在每个贮藏器318a、318b和318c内的液体调味品的温度。一种适合于此的传感器是热敏电阻器。此类传感器可以被配置以使其不污染贮藏器318a、318b和318c的内容物。可替换地,单个温度传感器(未示出)可以被用于探测贮藏器318a、318b和318c周围的大气的温度,作为容纳在贮藏器内的液体调味品的温度的近似。例如,热敏电阻器可以连接到控制器316,用于传感分配器300内的温度。继而,控制器316可以将温度信息与液体调味品在不同温度下的密度信息相关联,以允许控制器316根据计算出的正在分配的液体调味品的密度修改要传送给相关的离散体积泵317a、317b或317c的脉冲的数量。可替换地,密度可以被直接测量,如果在特定液体调味品分配器300中可行的话。温度信息也可以用于关联其他影响泵行为的因素,诸如粘滞度。随着温度改变,粘滞度的可能变化可以经由关联来确定,并用于调节向泵供给的电,由此降低泵因电供给不足而在周期间中途停下或因过度供给电而使泵过热的可能性。
另外,如果已知不同类型的液体调味品具有不同的粘滞度-温度关系,则此类数据可以被存储在控制器存储器中,并且控制器316可以适于取得一些指示容纳在特定贮藏器318a、318b或318c内的特定液体调味品的相关数据。当不同的风味要求使用不同体积的液体调味品来对相同饮料进行调味时,该数据也可以被提供。例如,液体调味品被供给到其内的容器可以包括一个具有数字指示符的标签,当分配器300被填充时,所述数字指示符可以被编程到控制器316当中。例如,手动可调节电位计可以被用作一种将该输入提供到控制器316以获取所存储的表示相关调味液特性的数据组的装置。
也可以预见,可以提供可从分配器300去除的贮藏器318a、318b和318c。在这样的情形下,每个可移除贮藏器318a、318b或318c可以装备有阀门(未示出),其用于连接到装备到连接管324上的对接阀(未示出)。针对可去除贮藏器318a、318b或318c可提供指示器设备,当贮藏器318a、318b或318c被安装时,该指示器设备使控制器316访问所存储的如下数据组,该数据组对应于容纳在所安装的贮藏器318a、318b或318c内的流体的特性。这样的指示器可以包含用于致动一个将信号传送到控制器316或被动式转发器或任何其他合适的指示器的开关的机械接片。在贮藏器可去除的情形下,它们也可以是一次性的或可回收的。
如上文所提,键区306可以包括饮品选择键309、尺寸选择键310、和风味选择按钮311。
可以被调味的不同类型的饮品的实例包括:咖啡、卡布基诺、拿铁、苏打及其他。要调味的那类饮品的额外输入可以允许控制器316进一步修改脉冲数量,以针对正在被调味的那类饮料施加适当剂量的液体调味品。例如,为给定尺寸的卡布基诺调味所需要的液体调味品的体积,可能不同于为相同尺寸的拿铁调味所需要的液体调味品的体积。
一般,可以通过选择容纳所期望的液体调味品的贮藏器318a、318b或318c,来实现用户对特定风味的选择。通过使用显示器307来指示容纳在每个贮藏器318a、318b和318c内的风味类型,可以便利上述选择过程,或者,贴纸或其他直接物理指示器可以被放置在与其要表述的容器对应的位置中。按动键区306上的风味选择键311,可以向控制器316传送信号,该信号含有用于使控制器确定适当的贮藏器和泵组合的信息。
例如,如果用户希望向大卡布基诺添加“法国香草”调味品,该用户要按压对应于“卡布基诺”的饮料选择键309、对应于“大”的尺寸选择键310、和对应于贮藏器418b(因此对应于“法国香草”)的风味选择按钮311。如上文所提,对应于贮藏器418b的按钮和该贮藏器中容纳的“法国香草”液体调味品之间的关联可以以多种方式实现。
当被按压时,键309、310和311中的每一个分别向控制器316传送相应信号。这些信号中所包含的信息允许控制器316确定所选择的贮藏器和泵组合,以及适当的脉冲数量。如上文所提,控制器316也可以处理其他信息,诸如温度或对粘滞度的直接测量,以及表示容纳在贮藏器318内的特定类型的液体调味品的多种其他特性的其他指示符。
在上面的实施例中,控制器316接收来自被按压的键309、310和311中的每一个的信号,以及由多种传感器传送的任何信号。继而,控制器316将发送适当数目的用于调味的(例如,大卡布基诺,“法国香草”,据接收到的信号所指示的加以修改)脉冲给离散体积泵317b。这些脉冲驱动离散体积泵317b运行适当数目的周期或子周期,由此泵抽适当体积的液体调味品。泵317b工作的结果是,一定量的液体调味品经由连接管326b被泵317b分配并排出分配出口328b。对应量的液体调味品经由连接管324b从贮藏器318b抽出。在简单往复泵的情形下,分配发生于每个周期上;在可渐进操作往复泵的情形下,分配发生于完成数个子周期之后。
本领域技术人员应意识到,可以提供“冲洗”模式,在该模式中,可以使所选择的离散体积泵317a、317b或317c在特定时间段内连续地重复该泵的周期,并且可能地以高速率进行重复。“冲洗”周期可以被用于起动所选择的泵317a、317b或317c以去除空气,以使液体调味品被适当地分配或者随水一起分配于关联的贮藏器318a、318b或318c内,以在改变风味之前清洗泵。一般,按压键309、310、311的特定组合可以启动“冲洗”周期。
本领域技术人员应进一步意识到,分配器300可以被配置,以使键区306可以被用于编程或修改控制器316的多种设置。
液体调味品分配器的第二实施例
现在参考图11、12、13、14和15,示出液体调味品分配器500的第二示例性实施方案。液体调味品分配器500不仅适于饭店使用,而且适于用在家庭或办公室环境中。液体调味品分配器500包含底壳体502和顶壳体504。顶壳体504可从底壳体502去除。图11示出了顶壳体504被去除的液体调味品分配器500。一般,顶壳体504可枢轴旋转地安置到底壳体502,这样,就可以通过将顶壳体504相对于底壳体502向前枢旋而暴露出底壳体502的被顶壳体504覆盖的各部分。
液体调味品分配器500可以包括具有多个键507的键区506,和杯托508,二者都位于底壳体502上。如图12中可见,控制器516和离散体积泵517通常布置在底壳体502内。控制器516可操作地连接到键区506并连接到离散体积泵517,以及连接到电源(未示出)。
如图13和14可见,形式为瓶518的可去除贮藏器518可以被置于液体调味品分配器500内。瓶518可以是一次性的,或可以以某种方式回收。如图14最佳可见,瓶518驻留在底壳体502内所限定的托架519内,并且可以在工作期间被顶壳体504覆盖。
离散体积泵517包括液体入口520和液体出口522。第一连接管524被连接在液体入口520和瓶518之间,第二连接管526被连接在液体出口522和分配出口528之间。分配出口位于杯托508顶部上方。
如图13最佳可见,瓶518具有位于其上颈542中的专用盖或插入部540。插入部540具有延伸至瓶518底部546的全长馈送管544,并还具有限定在其中的小通气孔(未示出)。第一连接管524的一端可连接到插入部540,第一连接管524的另一端连接到离散体积泵517的液体入口520,如上文所述。这样,离散体积泵517可以经由第一连接管524与瓶518的内部流体连通。
在操作中,假设离散体积泵517已经启动,则用户要首先将杯(未示出)置于杯托508上,以使杯被布置在分配出口528下方。继而用户将按压键区506上的按钮507,按钮507对应于杯的尺寸。按压按钮507向控制器516传送一信号,致使控制器516向离散体积泵517传送离散数目的脉冲。控制器516所传送的数个脉冲驱动离散体积泵517运行一些经计算的周期或子周期,借以分配对通过按压按钮507而选择的尺寸的饮料调味进行调味所需的液体调味品的体积。对应体积的液体调味品经由馈送管544被抽出瓶518,被从瓶518抽出的液体的体积被经由插入部540中的通气孔抽入的空气取代。
参考图12,可以看出,顶壳体504的覆盖瓶518的部分具有限定在其中的窗口550。窗口550可以包含孔,或可以包含一片透明材料。如果瓶518上的标签的尺寸适当,以使瓶518的底部546未被覆盖,且瓶518由透明材料制成,则窗口550可以允许用户看到瓶518何时几乎为空。在某些实施方案中,容纳在瓶518内的液体调味品的颜色可以是一种能便于对瓶518内所含液体的水平面进行观察的颜色,同时无需使要被添加风味的饮料去色。窗口550也可以允许用户观察瓶518上的标签,从而确定将要从分配器500分配的调味品的类型。另外,如上所述,扩音器523可以邻近泵517放置,以使控制器516可以检测泵517的声音的变化,以便确定瓶518何时为空或接近为空并提供警报。
一旦容纳在瓶518内的液体调味品的供给已经耗尽,可以参考图13如下地替换瓶518。顶壳体504相对于底壳体502向前倾斜,如所示,以暴露瓶518,具体地,暴露颈542和插入部540。继而使第一连接管524脱离插入部540,继而瓶518通过其颈542被夹持,而被提出托架519(在图13中未示出),并从液体调味品分配器500去除。继而新的液体调味品瓶518可以被置于托架519(在图13中未示出)内,第一连接管524可以连接到新瓶内的插入部540。继而顶壳体可以枢转回闭合位置,如图11所示,继而离散体积泵517可以被启动,以使液体调味品分配器500处于备用状态。如果瓶518在液体调味品供给完全耗尽之前被替换,则一般不必启动离散体积泵517。如果瓶518被替换为新瓶518,例如容纳了不同的液体调味品的新瓶,则合适的是,在安装新瓶518之前冲洗离散体积泵519。
如果希望,控制器516可以装备有输入装置,以指示正在被分配的特定调味品,以使控制器可以基于给定液体调味品的已知的粘滞度或其他特性,来调节脉冲数量以及由此调节所分配的液体调味品的体积。
本领域技术人员可以理解的是,上文针对液体调味品分配器300所描述的许多特征和功能可以经适当修改一起并入液体调味品分配器500。
另外,可以调整液体调味品分配器500,使得多个液体调味品分配器可以并联地电连接,从而通过单一电源(未示出)供能。
也应意识到,尽管如所述构建的分配器300、500通常具有高准确度,但是难免的是,在管和连接部分内可能出现一定程度的液体损失。尽管如此,通过准确的标定(calibration),根据此处各个实施方案以及各实施方案的组合等的流体分配仍可能获得适当的精确度。
本领域技术人员应进一步意识到,可以以特定方式调整那些严格意义上来说并非离散体积泵的特定类型的泵,使其可用于根据某些实施方案的液体分配器中。例如,可以使用步进电机适配蠕动泵,使其运动可以被控制以产生离散脉冲。
控制器描述
返回参考图6,如上文所述,在流体分配系统200的某些实施方式中,控制器205可用于协调流体分配系统200的各元件的工作。如前文所提,流体分配系统200的工作包括对机械元件的控制、剂量标定、与待分配的流体相关的探测功能、用户控制和维护。
本领域技术人员应意识到,适于用在流体分配系统200中的控制器205通常包括硬件、软件和固件的合适组合,该组合可操作地连接到组成流体分配系统200的数个传感器、泵和其他机械系统中的至少一个。根据另一个示例性实施方案,适于用在流体分配系统200中的控制器205可以包括:可再编程计算机可读编码装置、存储器(诸如RAM和EEPROM)、输入/输出端口、和时钟/计时电路。
也如前文所提,在某些实施方式中,流体分配系统200包括数个传感器。这些传感器中的每一个都可以连接到控制器205,以使来自这些传感器的信号可以被处理并依要求起作用。
例如,流体分配系统200可以可选地包括杯传感器,其被定位以检测流体分配出口208下方是否存在接收容器。如果杯传感器在流体分配出口下方没有检测到接收容器,则控制器205可以防止流体分配。可替换地,如果检测到接收容器,控制器205可以允许流体分配。在某些实施方式中,杯传感器包含红外传感器(例如红外传感器312),其被定位以检测流体分配出口下方是否存在接收容器(如上文所述)。在相关实施方案中,流体的分配可以响应于杯传感器对接收容器的检测而自动发生。此外,也如上文所述,杯传感器(例如杯传感器313)可以检测杯的尺寸,以使控制器205可以相应地控制分配。例如,如果为中型杯选择了大剂量的调味品,控制器205可以提供警报请求确认,或自动地基于杯尺寸选择剂量大小。在特定情形下,如果已经请求了额外的调味品,则可以包括警报之后的用户优先方式。
用户分配系统200也可以可选地包括一种建立无线数据链路的设备。例如,无线数据链路可用于与手持装置(例如,个人数字助理或笔记本电脑)建立连接,以出于诊断上的考虑,对流体分配系统200进行监控,和/或对其进行重新编程,以更新流体分配系统200所提供的控制特征。用于建立无线数据链路的设备的一个示例性实施例是红外传感器。可替换地,无线数据链路可以与上述杯传感器组合,以替换其中的红外传感器进行使用。例如,基于BLUETOOTHTM的芯片或通信系统可用于建立无线数据链路。本领域技术人员应意识到,可以使用任意数目的有线或无线链路协议和系统,来建立所述的数据链路。
流体分配系统200可以包括传感器,以测量待分配的流体的特性。例如,体积传感器可用于产生一反映了对分配系统200中的流体的体积的指示的信号(例如,浮控开关322a、322b和322c)。控制器205可以使用由传感器产生的该信号警告用户(例如,通过声音或视觉警告)何时应重新填充贮藏器中的流体的体积。可替换地,邻近于泵可以有一个或多个小扩音器(未示出),以允许控制器205检测泵的声音的变化,以指示何时应该填充贮藏器。为了降低流体分配系统200的总成本,这一配置是有效的,当贮藏器为一次性用品时,则尤为有效。
类似地,传感器可以被用于测量如下特性,这些特性诸如但不局限于:温度、粘滞度、酸度、载流子浓度、离子浓度、密度、电阻、和颜色。此类传感器可用于增强流体分配系统200的功能和工作。如上文所述,本领域技术人员应理解,存在如下情况,即,用于检测液体调味品的一个特性的传感器也可以指示其他特性。例如,如果已知粘滞度相对于温度的变化,则可能利用对温度的测量来确定液体调味品的近似粘滞度。可以利用类似的关系,以使对温度的测量可用于确定液体调味品的适当密度。
继而,在使用流体分配系统200之前或期间,可使用传感器测量值改变剂量标定。下文将进一步参考上述脉冲发生器202和控制器205,详细论述此类传感器的测量和标定。
流体分配系统200可选地包括一个键区,该键区为用户提供了一种与流体分配系统200互动的装置(或键盘)(例如,键区306、506)。键区可用于编程、标定、维护和/或使用流体分配系统200,以分配流体。
如上文所讨论,脉冲发生器202可以驱动离散体积泵的工作。在这样的情形下,控制器205通常被编程以控制脉冲发生器202,以响应用户所作出的流体量和流体类型的选择,来提供正确数目的脉冲(即,预定数目的脉冲)。在某些实施方案中,控制器205可以响应多种传感器测量值和/或由用户提供的信息,来调节——对于特定流体(例如调味品流体)的标准化剂量——所要求的脉冲数目。例如,用户可以提供额外的数据,以指示正在被调味的饮料的类型,所指示的类型可能要求对被分配的流体的体积进行调节。
在一个示例性实施方式中,每剂量的脉冲源自交流电源。提供电路来获得一列对应于交流电信号的过零点的脉冲。该电路被进一步配置为,向用于驱动如上文所述的泵及其他机械系统的机械装置提供该列脉冲的一部分。然而,重申一下,通过使离散体积泵循环相应次数来获得所需体积的调味品,来分配特定剂量的调味品;或在可渐进操作离散体积泵的情形下,通过驱动该泵经历数个子周期来分配特定剂量的调味品。据此,连续产生的脉冲列通常并不单纯连接到用于驱动泵的机械系统。因此,该电路中的开关装置通常被提供为与来自控制器的控制信号相结合,以启动该开关装置;这可以用于限制发送到用于驱动泵的机械系统的脉冲数,以便分配正确体积/剂量的流体。
当使用60Hz的交流电源时,信号的过零点对应于约17ms的周期,即8.5ms的周期时间将流体抽入泵,8.5ms的周期时间将流体排出泵。据此,通过基于交流电源的信号来工作的泵,通常仅可以以持续时间接近17ms或其倍数的离散周期来工作。信号计时的这一限制会降低泵在准确度和效率方面的性能。例如,泵恐怕不会被设计成在如此短的周期时间下工作——如果物理泵周期时间大于17ms,或者泵可能在更短的周期时间下工作,而17ms周期时间中的大部分时间内泵处于空转状态。
在这种窄范围的周期时间下工作,可以意味着仅仅数量有限类型的泵可以被用于特定的流体分配装置。例如,与较便宜的隔膜泵相比,流体分配装置可能需要更昂贵的活塞泵。
使用交流信号的一个好处在于,泵可以直接连接到交流电源,同时只需要有限量的电子器件来驱动泵。然而,如果系统要求活塞泵,则活塞泵的成本可能超过因使用较少的复杂电子器件而节省的成本。
作为使用交流信号源的实施方案的替换方案,每剂量的脉冲可以缘自计时电路,诸如被配置为操作于非稳态的555-计时器。555-计时器是本领域公知的集成芯片,其可以被配置为通过组合使用电阻器和电容器从电电源处产生脉冲。在某些实施方案中,控制器205可以是包括内部计时电路而不使用诸如555-计时器的外部计时电路的微控制器。提供微控制器也使得能够进行标定,如下面将详述的。一般,可包括脉冲持续时间/宽度、振幅和频率的标定数据可以存储在微控制器的非易失性存储器部分中,从而可以在启动流体分配系统时取得标定数据。
在上述任一实施例中,连续脉冲列可以直接从计时电路产生,而非如先前的实施例所述缘自交流电源。从计时电路中得出每剂量的脉冲,使得可以使用直流电源,诸如电化学电池、太阳能电池之类,因为来自交流电源的过零点并不用于产生脉冲。此外,从计时电路得出脉冲,允许修改信号频率,这不同于交流信号源,交流信号源通常具有约17ms的脉冲间固定间隔。由于与交流电源系统相比,计时电路与直流电源的连接可以允许范围更宽的潜在周期计时,所以可以将多种多样的泵用于采用计时电路和直流电源的系统。
参考图16,其中图示的是根据另一个示例性实施方案的流体分配系统600的各元件的示意图。
流体分配系统600包括:计时电路602、直流电源603、隔膜泵604、和微控制器605。在这个实施方案中,计时电路602被包含在微控制器605中,然而,计时电路602也可以是独立的元件。微控制器605和计时电路602均与直流电源603通信(此通信显示为虚线)。直流电源603连接到隔膜泵604,以便向其传送电。采用这种配置,微控制器605控制计时电路602以产生计时信号/脉冲并将其发送给直流电源603,继而直流电源603向隔膜泵604发送电,以驱动隔膜泵604经历预定数目的泵周期。在这个实施方案中,来自计时电路602的脉冲触发诸如晶体管或继电器的开关620,从而导致直流电源603向隔膜泵604提供电。开关620被微控制器605和计时电路602控制,以驱动隔膜泵604经历预定数目的泵周期。该预定数目的泵周期对应于将从贮藏器606泵抽到分配出口608的预定离散体积的流体,在分配出口608处上述流体被接收在接收容器610中。
以这种方式,微控制器605可以控制计时电路602和开关620,以控制隔膜泵604的每个周期,以基于多种因素分配离散体积的流体,所述多种因素例如包括,被用户输入到微控制器605的流体的量和类型的选择。据此,微控制器605可以具有多个输入和输出,以确定流体的特定类型和待分配的量。例如,微控制器的输入可以连接到键区或类似的输入装置,以允许用户选择待分配的流体的具体类型和量。这些输入也可以被连接到以下多个传感器,这些传感器用于确定:流体的温度、流体的粘滞度、接收容器是否处于分配出口下方、或关于该流体分配设施的其他变量。微控制器605的输出可以连接到一个或多个计时电路602,以及各直流电源603、隔膜泵604、和流体贮藏器606,以便分配特定类型的流体,而不考虑其他类型的流体。当例如分配不同的咖啡调味品时,在不希望通过使用单个泵分配一种以上的调味品以至不同调味品混合的情况下,上述方案是特别有利的。
如先前所述,脉冲可以由计时电路602产生。在本实施方案中,这些脉冲可以是方波,其例如包括,分别与泵被触发以抽入和排出流体的时段相对应的低部和高部。例如,在本实施方案中,隔膜泵604被配置为在产生高信号时抽取流体,高信号对应于从直流电源603提供功电。在产生低信号时,电源截止,隔膜泵604回到闲置位置,其对应于流体的排出。虽然已经建议使用方波,但是其他实施方案可以使用替代的波形,例如三角波、或在高/低信号部分和排/抽子周期方面反相操作的方波、或在排/抽子周期期间极性相反的方波。替代配置可能要求替代的离散体积泵。
通过与开关620互动,微控制器605和计时电路602可以控制从电源603发送到隔膜泵604的电的脉冲的振幅、持续时间和频率,当分配预定体积的流体时,所有这些都可以有助于提高隔膜泵604的准确度。例如,脉冲的频率可以影响每个泵周期是否在执行后续的泵周期之前完成。如果频率过高,仅完成泵周期的一部分,导致仅分配一部分的离散体积流体,最终导致流体分配系统600准确度较低。使用微控制器605和计时电路602,可以控制脉冲的频率或持续时间,以避免泵周期未完成。
在控制隔膜泵604的另一实施例中,泵的排出冲程可以长于吸入冲程,或者反之。在这样的情形下,来自计时电路602的脉冲的高部和低部可以被调节为与冲程持续时间相应的适当的持续时间。也就是说,计时电路602可以调节脉冲的高部和低部的持续时间,以对应特定隔膜泵604的排出冲程和吸入冲程的具体持续时间。这种利用微控制器605调节和配置计时电路602的能力,意在防止如下问题,即,不正确的吸入或排出,以及在隔膜泵604长时间启动的情况下潜在过热。
作为又一实施例,隔膜泵604的电需求可能例如因不同特性的流体而改变,例如粘滞度更大的流体。例如,如果粘滞度高于为特定泵设置的当前标定点,则所述泵可能不能完成完整的泵周期,导致只分配一部分离散体积流体。据此,微控制器605可以与开关620通信,例如,通过使计时电路620改变脉冲的振幅,以控制直流电源603来改变所要求的电供应,以启动用于分配特定流体的泵。具体地,来自计时电路602的脉冲的振幅可以通知开关装置620,使允许从直流电源603供应或多或少的电,以便允许隔膜泵604基于经调节的电要求分配该特定流体。在这样的情形下,例如使用晶体管或可变电阻器,可以控制电的振幅。
在上述实施方案中,微控制器605可以发起命令,以改变由计时电路602产生的脉冲的振幅、频率或持续时间,以控制对泵604的电供应。这种来自微控制器605的命令可以响应例如传感器输入或用户输入而发出。
在这个实施方案中,隔膜泵604可以类似于先前所述的隔膜泵10,其中流体入口将与液体贮藏器606流体连通,流体出口将与分配出口608流体连通。在某些实施方案中,液体贮藏器606可以容易地从流体分配系统600去除,如先前的实施方案所述。为了简单起见,将参考如图1a和1b所示的隔膜泵10的各构件来描述流体分配装置600的其余部分。
如上文所述,来自计时电路602的脉冲启动开关装置620,以控制对泵604的电供应。每一次电供应都可以激励螺线管(未示出),其移动隔膜泵604的轴24,以便经由流体入口将流体抽入泵604。相反地,关掉电可以使螺线管断电,并且返回机构(未示出)可以导致泵回到闲置位置,并将流体经由流体入口排出泵604。轴24也可以例如被感应线圈、电动马达、气动装置或类似物驱动。类似地,返回机构(未示出)可以例如为弹簧、感应线圈、气动装置或类似物。
直流电源603可以是先前所述的任何形式,例如电池或太阳能电池,或如在这个实施方案中,直流电源可以是经转换的交流-直流电源,其使用本领域公知的桥式整流器使24V交流供给被整流到34V直流供给。24V交流供给通常是频率为60Hz、均方根(RMS)电压为24V的正弦波,然而可以使用不同的波形、频率和电压。如果使用电压较高的交流源,例如120V交流家用电插座,则可以使用变压器将该电压转换为适当的值。在某些情况下,交流源的RMS电压可以在24V的标称值上下波动。例如,由于其他负载从交流源汲取电,结果就可能发生量级为10%-20%的波动。为了消除此类电波动,可以使用电容器与整流过的34V直流供给或其一部分并联。例如,与34V直流供给并联的1800uf的电容器适用于消除本实施方案中的电波动。在某些情形下,电波动也可以以波动电流的形式或电压和电流组合的形式发生,其他阻尼器可以被用来削弱此类波动。
参考图17,其中图示的是直流电源603的一个示例性实施方案的示意图。图17所示的特定电元件用于示例性目的,其他类似的电元件或电路可以用来替换所绘的元件或电路。一般而言,直流电源603包括开关620,其接收来自计时电路602的脉冲。每个脉冲均触发开关620,以从直流电源603向隔膜泵604提供电(例如,允许电流的流动)。电控制器630可以被包含而内联于直流电源603中,以减小可能影响泵性能和准确度的电波动。泵保护电路640可以设置为内联于直流电源603中,以便降低泵交替导通和截止时电尖峰破坏隔膜泵604的机率。应理解,直流电源603的各元件可替换地也可作为系统600的各分离元件加以提供,或以本领域技术人员公知的其他构造加以提供。
如图所示,来自计时电路602的脉冲通常被传送到直流电源603,其对应地向隔膜泵604提供电。在这个实施方案中,来自计时电路602的脉冲被传送到开关620,其例如可以是诸如晶体管之类的半导体开关。当来自计时电路602的信号或脉冲指示隔膜泵应该被供给电时,开关620关闭,并允许电流从直流电源603流向隔膜泵604。在某些实施方案中,晶体管的使用可能是有利的,因为晶体管的操作响应时间通常快于其他类型的开关。快速操作响应可以使隔膜泵604在导通状态和截止状态之间的切换较为快速,其也可以提供更高的体积分配准确度。此外,例如在改变粘滞度的情形下,当试图基于改变的电要求来控制电供应的振幅时,晶体管的允许来自直流电源603的电全部流向、部分流向、或完全不流向隔膜泵604的能力可以是有利的。在替换性实施方案中,可以使用其他类型的开关或类似物来替代晶体管。
电控制器630用于削弱来自直流电源603的电的由于多种原因而可能发生的变化。如前文所述,泵604要求的电会随着流体粘滞度的改变而改变。另外,随着时间流逝,泵上的磨损也可以影响随时所要求的电。来自直流电源的可用电也可能存在变化,诸如线性尖峰和线性下陷。这些类型的电波动可以影响与效率及准确度相关的泵性能。例如,当泵抽高粘滞度的流体时,电下陷可能因不完全的泵周期——其间待分配的流体量中仅有一部分被泵处理——而导致不准确的流体分配。在低粘滞度流体和电尖峰的情形下,如果过多电被发送到泵,则泵可能过热。这样,电控制器630可以例如包括恒压控制器或恒流控制器,以减弱电的变化,这可以改善泵性能。
参考图17的示例性实施方案,电控制器630被示为包括下列构件的恒流控制器:电阻箱、PNP晶体管、和与电阻器并联的齐纳二极管(恒流控制器及其构件被象征性示出)。将齐纳二极管与电阻器并联放置,建立施加到PNP晶体管的基极的恒定电流和电压,由此保持该晶体管处于截止状态,并限制电从直流电源603流向隔膜泵604。当开关620根据来自计时电路602的脉冲而关闭时,开关620将电流从PNP晶体管的基极转移开,由此允许电流流经PNP晶体管的集电极和发射极,以向隔膜泵604提供电。因为齐纳二极管上的电压恒定(晶体管上的电压降通常可忽略),电阻箱上的电压降大致恒定,并约等于齐纳二极管上的电压降。由于电阻箱上的电压降恒定,所以经过电阻箱的电流也保持恒定。经过电阻箱的电流也约等于发送给隔膜泵604的电流(假设一可忽略的电流经过PNP晶体管的基极)。据此,使用恒流控制器,可消除电流形式的电波动,导致更好地控制供给到隔膜泵604的电。具体地,实施上述恒流电路可以帮助减轻向泵604过度供应电的问题,该问题可以造成泵过热。针对对泵的电供给不足的潜在问题,可以添加电容器(未示出),其与电控制器630或直流电源603并联。例如,当系统上汲取的电超过供应时,或当电供应经历电下陷时,该电容器可以充当缓冲器。此外,电控制器630可以被配置为,调节向隔膜泵604供应的电的振幅。例如,电阻箱可以包括可变电阻器,以使发送给隔膜泵604的电流可调节。此外,PNP晶体管及相关电路可以被配置为,允许基于来自计时电路602的脉冲的振幅而使电流全部流动、部分流动、或全不流动。在其他实施方案中,可以使用带有其他电路、构件及其配置的其他技术来构建电控制器630。例如,电控制器630可以是不同类型的恒流控制器,或电控制器630可以是恒压控制器。
如本实施方案所示,直流电源603也包括泵保护电路640,其可以降低当泵604被交替导通和截止时出现电尖峰的风险。因为隔膜泵通常包括感应线圈(即,形式为螺线管驱动器),所以当传向泵604的电被迅速导通和截止时,感应线圈可能感应电流流动,即使在电路已经断开之后亦是如此。这个感生电流可以导致高电压尖峰,其能够损坏泵或流体分配系统的其他部分。通过实施诸如所示的包含两个二极管的保护电路640,来自感应线圈的感生电流循环并消耗,即使在泵604已经截止之后也是如此。然而,在电被施加到泵604时,没有电流意图流经二极管。一般,提供泵保护电路640可降低出现电压尖峰的机率,由此降低隔膜泵604的潜在损坏和过热。
上文简要提及的另一个问题是,如果来自计时电路602的脉冲过短,则隔膜泵604可能不能完成每个离散周期。在这样的情形下,可能希望延长脉冲的持续时间或脉冲的高部和低部,以如愿提高泵完成每个离散周期的能力。据此,可能希望将计时电路602配置为,使脉冲的高部和低部的持续时间分别超过完成泵周期的吸入冲程和排出冲程所要求的持续时间。例如,可花费40ms将流体吸入隔膜泵604,花费50ms将流体排出隔膜泵604,从而导致具有90ms时段的泵周期。在这种情形下,计时电路602可以被配置为施加高信号达50ms、低信号达60ms,分别对应于吸入冲程和排出冲程。据此,为了试图提高泵完整地完成每个意向泵周期以便分配预定体积流体的能力,泵周期的实际时段被延长到110ms。脉冲中超出泵604完成相应周期部分所需时间的延长部,可以帮助应付泵性能的可能变化,这种变化例如可能缘于流体粘滞度的改变或电供应中的波动。例如,可以预料,延长脉冲的高部,就允许更长时间地从直流电源603供应电,从而能够允许泵对流体做更多的功,以提高将流体完全吸入泵的可能性。为了泵抽高粘滞度流体,有必要增大这样的做功,比起低粘滞度流体,高粘滞度流体可能经受更多流体力学摩擦,这就需要更多电。据此,可以预料,延长脉冲的低部以使返回机构(即,弹簧)可以提供更长时段的力,并使得泵内流体可以完全排出。在本实施方案中,吸入冲程和排出冲程的延长一般是适当的,以针对吸入和排出完全完成每个泵周期,从而可以以可靠的方式分配离散体积的流体。
为了避免上述某些潜在问题,流体分配系统600组合有计时电路602和电控制器630。流体分配中涉及电波动、短脉冲、流体温度变化的问题可以导致所分配的流体体积偏离流体的预定体积。更具体地,包括交流电源的系统可能遭遇交流线电压的量级为10%-20%的波动,该波动能够阻碍隔膜泵以完整的周期工作的能力。另外,比起完成整个泵周期所必需的时间,缘自交流电源的脉冲可能过短。此外,这些短脉冲可导致如下的一些泵周期:在这些周期中,吸入冲程和排出冲程瞬间重合从而引发泵内的瞬时的流体动力。除了与不完整的泵周期相关的不准确性外,这样的瞬时效应还能够干扰待分配的流体的预定体积。也可能由流体特性的改变导致分配的偏离。例如,随着流体温度变化(例如,由于泵过热),流体的密度和粘滞度可能变化,导致所分配的调味品的剂量不受期待地变化。
可以预料,与其他用于液体调味品的流体分配系统相比,并与从基于60Hz波形的标准交流电源提供电的流体分配系统相比,上述流体分配系统600提高被分配流体量的准确度。可以预料,即使直流电源603遭遇来自交流电源的线波动,仍可以确保准确度的提高。在某些情况下,泵604的工作温度也可以降低。
现在参考图18和19。如前文所述,可以响应流体测量来进行剂量标定。根据某些实施方案,可以提供一种用于标定例如流体分配系统200的装置。所述用于标定的装置可以应用于其他流体分配系统,诸如本说明书公开的系统。
如上文所记,小量调味品可能显著地影响所察觉到的饮料的味道,因此,有利的是,控制添加到饮料的纯调味品混合物的实际量。在某些实施方案中,标定是所期望的措施,因为纯调味品混合物在调味流体体积中的浓度,可以随时间和/或跟据环境条件而改变。例如,如果相对于纯调味品混合物有显著量的载流子蒸发,则调味流体变得明显更浓。另一个实施例是,每脉冲提供的纯调味品混合物的量可以根据温度而改变。一个实例是,温度可以影响流体的粘滞度,如果温度升高,结果每脉冲会使更多的流体流动,反之亦然。类似地,温度可以影响密度。因此,取决于温度,所提供的纯调味品混合物的量的改变可以独立于用户的剂量选择。
据此,控制器205可以被编程为接收来自用户的标定输入和/或相对于所存储的关于特定调味流体的数据和/或传感器读数进行自标定。例如,控制器205可以被编程为,基于特定调味流体的粘滞度相对于水的粘滞度,调节特定调味流体每剂量的脉冲数。可替换地,控制器205可以被编程为,基于特定调味流体的粘滞度相对于另一种标准调味流体的粘滞度和/或这两种调味流体的粘滞度随时间的相对变化,调节特定调味流体每剂量的脉冲数。
每剂量脉冲数可以根据每脉冲的体积量来进一步调节,以补偿温度、蒸发、或与所察觉的流体的风味/味道的改变相关的其他可测量值。本领域技术人员应意识到,每剂量所要提供的脉冲数的调节可以被标准化为与可测量物理特性相关的特定类型的量,例如但不局限于,温度、载流子浓度、纯调味品浓度、粘滞度、密度、颜色等等。此外,可以以任何合适的顺序执行带有任意测量组合的标定步骤,而不脱离本实施方案的范围。
图18是流程图,其图示了用于流体分配系统200的由控制器205执行的一套处理步骤的一个示例性实施例。始于16-1,流体分配系统200(图6)被启动。也就是说,电源(未示出)被连接到流体分配系统200。
在16-2,控制器205对由流体分配系统200提供的每种特定调味品标定每剂量(每单位尺寸饮料)脉冲数或脉冲特性(例如持续时间或振幅)。标定设置被存储在连接到或集成于控制器205内的存储器上。可替换地,标定设置由用户录入和/或由用户提供的输入推出。在16-2之后,流体分配系统200等待用户输入对特定尺寸的饮料的请求。
在16-3,控制器205接收来自用户的对特定尺寸的饮料的请求。这样的请求包括所请求的饮料的尺寸和风味。利用所请求的饮料的尺寸和风味推出针对该饮料要被分配的调味品的剂量。
在16-4,控制器205对影响所察觉的调味液的味道的参数进行测量。如上文所提,此类参数包括但不局限于温度、载流子浓度、纯调味品浓度、粘滞度、密度、颜色等等。
在16-5,控制器205确定是否应该基于16-4中的参数测量调节每剂量(每单位尺寸饮料)脉冲或脉冲特性(例如持续时间或振幅)。如果确定每剂量脉冲或脉冲特性不需要改变(“否”路径,16-5),则控制器205前进到16-7。另一方面,如果确定每剂量脉冲或脉冲特性应该改变(“是”路径,步骤16-5),则控制器205前进到16-6,其中每剂量脉冲或脉冲特性针对在16-3接收到的特定饮品请求而改变。继而控制器205前进到16-7。
在16-7,控制器205通知流体分配系统200基于计算出的适当的每剂量脉冲或脉冲特性分配适当的液体调味品。
图19是流程图,其图示了可以由流体分配系统200内的控制器205执行的过程的另一个示例性实施方案。始于17-1,流体分配系统200(图6)被启动。也就是说,电源(未示出)被连接到流体分配系统200。
在17-2,控制器205“起动”流体分配系统200中所含的一个或多个泵(例如,图6所示的离散体积泵204)。控制器205也操作以“起动”流体分配系统200中所含的其他系统。
在17-3,控制器205为流体分配系统200所提供的每种特定风味标定每剂量(每单位尺寸饮料)脉冲数或脉冲特性。在某些实施方案中,标定设置被存储在连接到或集成于控制器205内的存储器。在其他实施方案中,标定设置被用户录入和/或从用户提供的输入推出。
在17-4,控制器205继续标定进程,并测量/探测影响所感知的调味液味道的参数。如上文所提,此类参数包括但不局限于温度、载流子浓度、纯调味品浓度、粘滞度、密度、颜色等等。
在17-5,控制器205确定是否应该基于17-4中的参数测量值来调节每剂量(每单位尺寸饮料)脉冲或脉冲特性。如果确定每剂量脉冲或脉冲特性不需要改变(“否”路径,17-5),则控制器205前进到17-7。另一方面,如果确定每剂量脉冲或脉冲特性应该改变(“是”路径,17-5),则控制器205前进到17-6,其中每剂量脉冲或脉冲特性被改变。继而控制器205前进到17-7。
在17-7,控制器205指示流体分配系统200的不同部分基于一个或多个用户的请求而操作以分配对应剂量的任何数目的液体调味品。也就是说,每一次当在17-7期间接收到饮料请求时,流体分配系统200就基于在先前步骤期间计算出的适当的每剂量脉冲和脉冲特性来分配适当的液体调味品。为了更新每剂量脉冲或脉冲特性(因为它们可以随时间变化),在特定持续时间之后,控制器205循环回到17-4,其中影响所感知的调味液味道的参数再次被测量,以及控制器205按要求重复17-5至17-7。
已描述的示例性实施方案仅仅描述了本发明原理的应用。在不偏离本发明的范围的情况下,本领域技术人员可以实施这些实施方案的其他配置、方法、子集、或元件组合。

Claims (19)

1.一种用于分配流体的流体分配装置,该装置包含:
可以以离散周期操作的泵,其中该泵在每个离散周期上泵抽离散体积的流体;
连接到所述泵的电源;和
连接到所述泵和所述电源中的至少一个的控制器,其中该控制器被配置为:基于所述泵和流体的特性,在每个离散周期的至少一部分期间改变从所述电源供给到所述泵的电。
2.根据权利要求1所述的装置,其中所述控制器被配置为,通过根据每个离散周期的至少一部分的标定持续时间来改变电施加的持续时间,从而改变所提供的电。
3.根据权利要求1所述的装置,其中所述控制器被配置为,通过在所述泵的吸入冲程期间控制电施加的持续时间以使该持续时间长于将离散体积的流体抽入所述泵所需要的时间,来改变所提供的电。
4.根据权利要求1所述的装置,其中所述控制器被配置为,通过在所述泵的排出冲程期间控制电施加的持续时间以使该持续时间长于将离散体积的流体排出所述泵所需要的时间,来改变所提供的电。
5.根据权利要求1所述的装置,其中电从所述电源向所述泵的供应造成所述泵将流体抽入该泵,并且所述控制器被配置为,在较之将离散体积的流体吸入所述泵所需要的时间更长的持续时间内提供电。
6.根据权利要求5所述的装置,其中所述控制器被配置为,使电的第一供应和电的第二供应之间的持续时间长于所述泵将离散体积的流体排出该泵所需要的时间。
7.根据权利要求1所述的装置,其中所述泵是隔膜泵。
8.根据权利要求1所述的装置,其中所述控制器被配置为,通过控制电的振幅来改变所提供的电。
9.根据权利要求1所述的装置,还包含与所述控制器连通的输入装置,其用于输入待分配的流体的特性。
10.根据权利要求9所述的装置,其中所述输入装置包含至少一个传感器,其被配置为探测与待分配的流体相关的变量。
11.根据权利要求1所述的装置,还包含调整电的电控制器。
12.根据权利要求11所述的装置,其中所述电控制器包含恒流控制器。
13.从一种基于电源的电供给而以离散的周期工作的泵中分配离散体积的流体的方法,该方法包括:
接收与待分配的流体相关的信息;和
基于所述信息调节对所述泵的电供应。
14.根据权利要求13所述的方法,其中调节电供应包括在每个离散周期的至少一部分期间调节电供应的持续时间。
15.根据权利要求14所述的方法,其中电供应的持续时间被调节为,长于将离散体积的流体抽入泵所对应的吸入冲程的持续时间。
16.根据权利要求14所述的方法,其中电供应的持续时间被调节为,长于将离散体积的流体排出泵所对应的排出冲程的持续时间。
17.根据权利要求13所述的方法,其中调节电供应包括调节电供应的振幅。
18.根据权利要求13所述的方法,其中所述信息与流体的粘滞度相关。
19.根据权利要求13所述的方法,还包含:
控制电供给,以在吸入冲程期间将电的一极施加到泵;和
控制电供给,以在排出冲程期间将电的相反一极施加到泵。
CNA2007800383187A 2006-08-15 2007-08-15 适于分配液体调味品的流体分配系统 Pending CN101528588A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/464,674 2006-08-15
US11/464,674 US7631788B2 (en) 2003-10-15 2006-08-15 Fluid dispensing system suitable for dispensing liquid flavorings

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101528588A true CN101528588A (zh) 2009-09-09

Family

ID=39081880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007800383187A Pending CN101528588A (zh) 2006-08-15 2007-08-15 适于分配液体调味品的流体分配系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7631788B2 (zh)
EP (1) EP2061715A4 (zh)
CN (1) CN101528588A (zh)
CA (1) CA2657673A1 (zh)
WO (1) WO2008019497A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102210567A (zh) * 2011-07-13 2011-10-12 许志民 电子称式定量控油器
CN102210566A (zh) * 2011-07-13 2011-10-12 许志民 泵式定量控油器
CN106714952A (zh) * 2014-09-17 2017-05-24 快速和流体管理私人有限公司 分配液体的组件和方法
CN106998952A (zh) * 2014-12-01 2017-08-01 雀巢产品技术援助有限公司 具有泵的饮料制备设备和用于控制泵的方法
CN112415351A (zh) * 2020-11-04 2021-02-26 四川光慧新能源科技有限公司 一种在线完成充电桩连接的绝缘监测方法
CN112815234A (zh) * 2021-01-11 2021-05-18 广东智源机器人科技有限公司 流体输送的控制方法、装置、设备以及烹饪系统

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11214476B2 (en) 2006-03-06 2022-01-04 Deka Products Limited Partnership System and method for generating a drive signal
US10631558B2 (en) 2006-03-06 2020-04-28 The Coca-Cola Company Methods and apparatuses for making compositions comprising an acid and an acid degradable component and/or compositions comprising a plurality of selectable components
US9821992B2 (en) * 2006-03-06 2017-11-21 The Coca-Cola Company Juice dispensing system
US9146564B2 (en) 2006-03-06 2015-09-29 Deka Products Limited Partnership Product dispensing system
US7740152B2 (en) * 2006-03-06 2010-06-22 The Coca-Cola Company Pump system with calibration curve
US8960500B2 (en) * 2006-03-06 2015-02-24 The Coca-Cola Company Dispenser for beverages including juices
US7913879B2 (en) 2006-03-06 2011-03-29 The Coca-Cola Company Beverage dispensing system
US10280060B2 (en) 2006-03-06 2019-05-07 The Coca-Cola Company Dispenser for beverages having an ingredient mixing module
US7757896B2 (en) 2006-03-06 2010-07-20 The Coca-Cola Company Beverage dispensing system
US7578415B2 (en) * 2006-03-06 2009-08-25 The Coca-Cola Company Dispensing nozzle assembly
US9415992B2 (en) 2006-03-06 2016-08-16 The Coca-Cola Company Dispenser for beverages having a rotary micro-ingredient combination chamber
US11906988B2 (en) 2006-03-06 2024-02-20 Deka Products Limited Partnership Product dispensing system
US8739840B2 (en) 2010-04-26 2014-06-03 The Coca-Cola Company Method for managing orders and dispensing beverages
US8813794B2 (en) 2007-04-27 2014-08-26 Whirpoll Corporation Hands free, controlled autofill for a dispenser
US7673661B2 (en) * 2007-04-27 2010-03-09 Whirlpool Corporation Sensor system for a refrigerator dispenser
US7866509B2 (en) 2007-07-25 2011-01-11 The Coca-Cola Company Dispensing nozzle assembly
CN103395730A (zh) 2007-09-06 2013-11-20 可口可乐公司 选择和分配产品的系统及方法
US20230383734A1 (en) * 2007-09-06 2023-11-30 Deka Products Limited Partnership Product Dispensing System
US10859072B2 (en) * 2007-09-06 2020-12-08 Deka Products Limited Partnership Product dispensing system
US10562757B2 (en) 2007-09-06 2020-02-18 Deka Products Limited Partnership Product dispensing system
US8162176B2 (en) * 2007-09-06 2012-04-24 The Coca-Cola Company Method and apparatuses for providing a selectable beverage
EP2195619A4 (en) * 2007-09-13 2011-08-10 Idispense Llc SYSTEM AND DEVICE FOR DISTRIBUTING CONCENTRATED MATERIALS
US20090090742A1 (en) * 2007-09-13 2009-04-09 Idispense, Llc Dispensing system with interactive media module for dispensing concentrated materials
CN102378734B (zh) 2009-03-30 2015-09-30 国际壳牌研究有限公司 用于生产纯化的合成气物流的方法
US8757222B2 (en) 2010-04-26 2014-06-24 The Coca-Cola Company Vessel activated beverage dispenser
US8985396B2 (en) 2011-05-26 2015-03-24 Pepsico. Inc. Modular dispensing system
US8746506B2 (en) 2011-05-26 2014-06-10 Pepsico, Inc. Multi-tower modular dispensing system
WO2013003900A1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Rad I.P. Pty Limited Fluid portion dispenser
US9417003B2 (en) * 2013-03-14 2016-08-16 Electrolux Home Products, Inc. Single infrared emitter vessel detector
AU2014286114B2 (en) * 2013-07-05 2017-07-06 Rockwool A/S Plant growth system
MX2016008792A (es) * 2014-01-03 2016-09-08 Douwe Egberts Bv Metodo para ingresar un paquete intercambiable de suministro en maquina de distribucion de bebida y sistema que comprende paquete intercambiable de suministro y producto de programa de computadora.
US10278535B2 (en) * 2014-02-06 2019-05-07 Luigi Lavazza S.P.A. Machine for the preparation of beverages, with microphone sensor
EP3119247B1 (en) * 2014-03-19 2018-06-20 Luigi Lavazza S.p.A. Machine for preparing liquid products, in particular via capsules
US10359744B2 (en) * 2015-01-28 2019-07-23 GOJO Indutries, Inc. System and method for programming a setting of a fluid dispenser
GB2544053B (en) 2015-11-03 2021-07-21 Welbilt Halesowen Ltd A drinks dispensing system
US10676339B2 (en) * 2017-12-18 2020-06-09 Pepsico, Inc. Beverage dispensing system
US20220183499A1 (en) * 2019-04-25 2022-06-16 Altair Engineering, Inc. Beverage mixing system
WO2021231276A1 (en) * 2020-05-09 2021-11-18 Emerson Process Management Valve Automation, Inc. Universal logic circuit for electro-hydraulic actuator
US20220031114A1 (en) * 2020-07-29 2022-02-03 Dana Datino Multisource precision liquid dispenser

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1352694A (en) * 1970-02-04 1974-05-08 Westinghouse Brake & Signal Dispensing apparatus
US3651989A (en) * 1970-03-24 1972-03-28 Milton D Westrich Liquid metering system
US3887110A (en) * 1970-09-10 1975-06-03 Upjohn Co Dispensing methods and apparatus
US3756456A (en) * 1972-05-22 1973-09-04 Graco Inc Apparatus and method for a metering system
US4189067A (en) * 1977-02-14 1980-02-19 Lykes Pasco Packing Company, Dispenser Division Electronic control for dispenser system
US4124045A (en) * 1977-05-23 1978-11-07 The Gibson-Homans Company Container filling apparatus for viscous material
US4202387A (en) * 1977-08-10 1980-05-13 Upton Douglas J Fluid dispensing control system
JPS5847226B2 (ja) * 1978-03-13 1983-10-21 株式会社パイロット 液体吐出装置
DE2831437C2 (de) * 1978-07-18 1983-12-15 Webasto-Werk W. Baier GmbH & Co, 8035 Gauting Förder- und Dosierpumpe
US4433795A (en) * 1981-07-31 1984-02-28 Romaine R. Maiefski Liquid metering and dispensing system
US4458735A (en) * 1982-09-30 1984-07-10 Medetec Industries, Inc. Dispensing arrangement for a beverage such as a milkshake
US4910682A (en) * 1984-12-14 1990-03-20 Cole-Parmer Instrument Company Method of calibrating and determining the rotational and fluid delivery velocities of a peristaltic fluid pump
US4596558A (en) * 1985-09-13 1986-06-24 Queen's University At Kingston Pulsed external medication dispenser
US4886190A (en) * 1986-10-29 1989-12-12 The Coca-Cola Company Postmix juice dispensing system
US5000357A (en) * 1987-10-13 1991-03-19 Abc/Sebrn Tech Corp. Inc. Soft drink dispenser
SE462713B (sv) * 1988-04-27 1990-08-20 Drinx Productions Ab Doserings- och blandningsanordning
US4950134A (en) * 1988-12-27 1990-08-21 Cybor Corporation Precision liquid dispenser
JPH0332396A (ja) * 1989-06-28 1991-02-12 Sharp Corp ステッピングモータ駆動装置
US5058780A (en) * 1989-09-22 1991-10-22 The Coca-Cola Company Dosing system for an unvented container
US5095710A (en) * 1990-03-19 1992-03-17 Imi Cornelius Inc. Frozen carbonated beverage apparatus and method and control system therefor
US5305923A (en) * 1990-06-06 1994-04-26 The Coca-Cola Company Postmix beverage dispensing system
US5114047A (en) * 1990-08-14 1992-05-19 Lykes Pasco Inc. Pump and mixing device for liquids
DE4130166C1 (zh) * 1991-09-11 1993-03-11 Lang Apparatebau Gmbh, 8227 Siegsdorf, De
US5332123A (en) * 1992-06-22 1994-07-26 The Coca-Cola Company Device for the measured dispensing of liquids out of a storage container and synchronous mixing with a diluent
US5803320A (en) * 1995-03-27 1998-09-08 Abc Dispensing Technologies Carbonated coffee beverage dispenser
US5725125A (en) * 1995-09-25 1998-03-10 Emperor Tea Company, Ltd. Method of and means for providing multiple flavored beverages from a dispensing valve from a beverage dispensing unit
US5700401A (en) * 1995-12-22 1997-12-23 Microbar Systems, Inc. Liquid auto-level apparatus and method
GB9606829D0 (en) * 1996-03-30 1996-06-05 Jeffrey Peter Supplying materials etc
FR2768189B1 (fr) * 1997-09-05 2004-10-15 Inst Francais Du Petrole Procede et systeme de pompage pour melanger des liquides
IT1302108B1 (it) * 1997-10-13 2000-07-26 Corob Spa Gruppo di erogazione per una macchina dispensatrice di prodotti fluidi comprendente una camera pompante a volume variabile, e macchina
JP3997318B2 (ja) * 1998-02-16 2007-10-24 株式会社サタコ ポンプの制御方法及び制御装置
US6203288B1 (en) * 1999-01-05 2001-03-20 Air Products And Chemicals, Inc. Reciprocating pumps with linear motor driver
CN1251938C (zh) * 1999-02-08 2006-04-19 可口可乐公司 饮料分配系统及从饮料分配器提供饮料选择的方法
JP2000335541A (ja) * 1999-05-27 2000-12-05 Sanyo Electric Co Ltd 飲料供給装置
AUPQ616200A0 (en) * 2000-03-10 2000-03-30 Speight, Christopher Chemical metering pump
US6394424B2 (en) * 2000-06-06 2002-05-28 Walbro Corporation Carburetor with diaphragm type fuel pump
DE10030788C1 (de) 2000-06-29 2001-11-29 Kurt Sielaff Verfahren und Vorrichtung zur Mengendosierung einer Flüssigkeit
US6685054B2 (en) * 2000-08-09 2004-02-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Apparatus and method for delivering liquids
WO2002026614A2 (en) * 2000-09-29 2002-04-04 Pepsico, Inc. Brewed iced tea or non-carbonated drink dispenser
WO2002074684A1 (en) * 2001-03-19 2002-09-26 Pepsico, Inc. Brewed iced tea or non-carbonated drink dispense with quiet operation
US6568565B1 (en) * 2001-04-04 2003-05-27 Lancer Partnership, Ltd. Method and apparatus for dispensing product
US7063981B2 (en) * 2002-01-30 2006-06-20 Asm International N.V. Active pulse monitoring in a chemical reactor
PT1606213E (pt) * 2003-03-21 2011-08-17 Joseph S Kanfer Aparelho para distribuição sem mãos de uma quantidade medida de material
US7494028B2 (en) * 2003-10-15 2009-02-24 Zavida Coffee Company Inc. Fluid dispensing system suitable for dispensing liquid flavorings
US7147131B2 (en) * 2003-12-05 2006-12-12 Nestec S.A. Method and system for dispensing hot and cold beverages from liquid concentrates
US20060115570A1 (en) * 2004-11-30 2006-06-01 Guerrero Arturo F Beverage dispenser with variable-concentration additive dispensing

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102210567A (zh) * 2011-07-13 2011-10-12 许志民 电子称式定量控油器
CN102210566A (zh) * 2011-07-13 2011-10-12 许志民 泵式定量控油器
CN106714952A (zh) * 2014-09-17 2017-05-24 快速和流体管理私人有限公司 分配液体的组件和方法
CN106998952A (zh) * 2014-12-01 2017-08-01 雀巢产品技术援助有限公司 具有泵的饮料制备设备和用于控制泵的方法
CN106998952B (zh) * 2014-12-01 2020-04-03 雀巢产品有限公司 具有泵的饮料制备设备、用于控制泵的方法以及计算机
US10687659B2 (en) 2014-12-01 2020-06-23 Societe Des Produits Nestle S.A. Beverage preparation device with pump and method for controlling the pump
CN112415351A (zh) * 2020-11-04 2021-02-26 四川光慧新能源科技有限公司 一种在线完成充电桩连接的绝缘监测方法
CN112415351B (zh) * 2020-11-04 2021-07-30 四川光慧新能源科技有限公司 一种在线完成充电桩连接的绝缘监测方法
CN112815234A (zh) * 2021-01-11 2021-05-18 广东智源机器人科技有限公司 流体输送的控制方法、装置、设备以及烹饪系统
CN112815234B (zh) * 2021-01-11 2023-02-17 广东智源机器人科技有限公司 流体输送的控制方法、装置、设备以及烹饪系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP2061715A4 (en) 2011-08-31
WO2008019497A1 (en) 2008-02-21
CA2657673A1 (en) 2008-02-21
US7631788B2 (en) 2009-12-15
EP2061715A1 (en) 2009-05-27
US20070009365A1 (en) 2007-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101528588A (zh) 适于分配液体调味品的流体分配系统
US7494028B2 (en) Fluid dispensing system suitable for dispensing liquid flavorings
US11535504B2 (en) Automated dispensing system for customized beverages
US10131528B2 (en) Flavoring dispensing apparatus, system and method
EP3300641B1 (en) Infuser for alcoholic beverages
US8561841B2 (en) Cartridge based fluid dispensing apparatus
US5644298A (en) Drinking container with serving counter, and methods of constructing and utilizing same
US20150239724A1 (en) System and method for displaying real-time information for a dispensed item
CN204378960U (zh) 具有液位传感器的饮料制备机
RU2016126000A (ru) Контейнер, устройство, система и способ дозирования напитков
CN108135397A (zh) 饮料制备机器的用户界面
EP3263000A1 (en) Soap dispenser and data communication network system including same
CN114174213A (zh) 饮料分配系统
CN214566959U (zh) 一种瓶子及自助饮品贩卖机
US20230038010A1 (en) System for automated color customization of beverages
US20240016335A1 (en) Beverage machine with liquid level measurement
WO2020049195A1 (es) Dispositivo de cápsulas para la elaboración de zumos
WO2023018414A1 (en) Fluid dispenser with metered dose control features

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20090909