EA003149B1

EA003149B1 - Дозирующее устройство для дозированной подачи концентрата из резервуара

Info

Publication number: EA003149B1
Application number: EA200200060A
Authority: EA
Inventors: Альбертус Мария Брамер; Пауль Исодоре Д'Хонд
Original assignee: Сара Ле/Де Н.В.
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2003-02-27
Also published as: CA2375344A1; EA200200060A1; NO20016227L; CZ20014538A3; SK18552001A3; AU5715500A; US6974052B1; PL357410A1; EP1228347A2; EA200200061A1; AU777804B2; NO20016228D0; KR20020020744A; CA2375351A1; TNSN00136A1; IL147174A0; CN1370271A; CA2375344C; AU5715600A; CA2375351C

Abstract

Изобретение относится к дозирующему устройству, содержащему корпус, имеющий, по меньшей мере, один вход, по меньшей мере, один выход и проход для потока жидкости, идущий от входа к выходу. Дозирующее устройство предназначено для дозированной раздачи вязкого концентрата из резервуара. Концентрат в разбавленном состоянии образует напиток, пригодный для употребления. Дозирующее устройство при его использовании приспособлено для подсоединения к накопительному пространству резервуара. Согласно изобретению дозирующее устройство содержит шестеренчатый насос, встроенный в проход для потока жидкости, при этом шестеренчатый насос приводится в действие, в частности, ротором, расположенным ближе по ходу от шестеренчатого насоса, посредством переменных магнитных полей.

Description

Это изобретение относится к дозирующему устройству, содержащему корпус, имеющий, по меньшей мере, один вход, по меньшей мере, один выход, проход для потока жидкости, идущий от входа к выходу, и насос, расположенный в проходе для потока жидкости, при этом дозирующее устройство пригодно для дозированной подачи вязкого концентрата из резервуара, в котором находится концентрат, причем концентрат в разбавленном виде представляет собой продукт, пригодный для его употребления, а резервуар содержит накопительное пространство, в котором находится концентрат, при этом вход дозирующего устройства при его использовании предназначен для соединения с накопительным пространством резервуара, а насос представляет собой шестеренчатый насос.

Такое устройство известно из патента США 5836482. В этом известном устройстве вал, служащий для приведения в действие шестеренчатого насоса, проходит в направлении, перпендикулярном направлению от входа к выходу. Такая конструкция имеет недостаток, заключающийся в том, что соединение устройства и двигателя для приведения в движение приводного вала становится довольно громоздким, особенно в направлении приводного вала. Задача изобретения заключается в получении такой конструкции, которая позволяет устранить эту проблему. Для достижения этой задачи дозирующее устройство согласно изобретению отличается тем, что приведение в действие шестеренчатого насоса осуществляется приводным валом, ось которого проходит в направлении от входа к выходу.

Поскольку приводной вал проходит в направлении от входа к выходу, устройство в соединении со средством приведения в движение приводного вала может быть выполнено таким образом, что будет иметь небольшие общие размеры.

В британской заявке на патент 2103296 описано дозирующее устройство, которое содержит полое цилиндрическое тело, изготовленное из упругого материала. Это тело заключает в себе нагнетаемый объем. Кроме того, устройство содержит рабочий элемент для сжатия тела в осевом направлении. Устройство также содержит полый цилиндрический корпус, который предназначен для охвата тела с его наружной стороны, по меньшей мере, в течение той фазы, при которой происходит уменьшение нагнетаемого объема. Упругое тело циклически деформируется в осевом направлении, в результате чего при каждом цикле выдается заданное количество экстракта. С этой целью рабочий элемент приводят в действие посредством пульсационного магнитного поля. Для приведения в действие рабочего элемента дозирующее устройство размещено в блоке, предназначенном для создания пульсационного магнитного поля. В пульсационном магнитном приводе положе ние дозирующего устройства по отношению к блоку в осевом направлении дозирующего устройства в значительной степени влияет на подводимую энергию. В связи с этим расположение дозирующего устройства в блоке имеет весьма большое значение.

Для этого известного дозирующего устройства характерен недостаток, заключающийся в том, что его работа зависит от вязкости концентрата. Дозирующее устройство не содержит шестеренчатого насоса.

В связи с тем, что дозирующее устройство согласно изобретению содержит шестеренчатый насос, встроенный в проход для потока жидкости, нет необходимости в использовании пульсационного привода, например такого, который применен в устройстве, известном из британской заявки на патент 2103296. Поскольку можно обойтись без пульсационного привода, расположение дозирующего устройства в раздаточной машине также не будет иметь большого значения. Дополнительное преимущество заключается в том, что в разбавленной форме концентрата так называемый «эффект зебры» не возникает, поскольку раздача концентрата не будет выполняться пульсационным способом.

В патенте США 4334690 и в европейском патенте ЕР-067466 раскрыто дозирующее устройство, содержащее раздаточную трубу, которую сдавливают для принудительной подачи определенного количестве концентрата через раздаточный конец трубы.

Далее, вследствие применения шестеренчатого насоса дозирующее устройство может представлять собой предпочтительную конструкцию с экономической точки зрения.

Дополнительное преимущество устройства согласно изобретению заключается в том, что может быть обеспечено бесступенчатое дозирование.

Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления изобретения создано дозирующее устройство, расположенное ближе по ходу от шестеренчатого насоса, с ротором, механически соединенным с шестеренчатым насосом для приведения шестеренчатого насоса в действие с использованием переменного магнитного поля. Предпочтительно, чтобы ротор был соединен с приводным валом для приведения в действие шестеренчатого насоса.

Преимущество заключается в том, что ротор может быть встроен в проход для потока жидкости, так что он также выполняет функцию средства перемешивания. Приведение в действие дозирующего устройства, в частности, осуществляется приводным валом, ось которого проходит в направлении от входа к выходу. Поскольку динамическое уплотнение приводного вала, препятствующее протеканию жидкости, можно не использовать, будут иметь место относительно небольшие потери энергии и будет весьма незначительная вероятность возникно3 вения утечек или загрязнения. Дополнительное преимущество заключается в том, что концентрат остается позади в дозирующем устройстве, когда после использования его герметично изолируют от внешней среды.

За счет придания приводному валу определенного направления также достигается возможность размещения дозирующего устройства в раздаточной машине независимо от вращения. Таким образом, положение ротора не имеет решающего значения. Если дозирующее устройство подсоединено к резервуару, заполненному концентратом, то такое соединение подобным же образом будет эффективно независимо от вращения.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения дозирующее устройство содержит корпус, по существу, выполненный с осевой симметрией, ось которого проходит в направлении от входа к выходу. В частности, создано дозирующее устройство, расположенное далее по ходу от шестеренчатого насоса, с клапаном, встроенным в проход для потока жидкости, который открывается, когда давление жидкости ближе по ходу от клапана превышает заданное пороговое значение. Использование шестеренчатого насоса в соединении с редукционным клапаном обеспечивает преимущество, которое заключается в том, что в тех условиях, когда не происходит приведение в действие, утечки потока вследствие внутреннего зазора не возникают. Кроме того, клапан обеспечивает микробиологическое уплотнение, которое представляется важным для напитков, пригодных для употребления.

Резервуар согласно изобретению отличается тем, что он заполнен концентратом, который в разбавленном состоянии пригоден для употребления, при этом резервуар смонтирован совместно с дозирующим устройством согласно изобретению, которое описано ниже.

Поскольку дозирующее устройство согласно изобретению, если смотреть на него в осевом направлении, может быть выполнено в виде небольшой конструкции, то для приведения его в действие требуется меньшая длина, если смотреть в этом направлении, чем в случае известного линейного магнита. За счет этого обеспечивается возможность создания удлиненного, а не сжатого дозирующего устройства, так что отрывная полоса в резервуаре, когда он сконструирован в виде так называемого мешка в коробке, может не потребоваться. Это позволяет обеспечить преимущество, заключающееся в том, что изготовление мешка в коробке предполагает выполнение более простой операции. В частности, резервуар соответственно снабжен мешком, выполненным из гибкого листового материала, в котором находится концентрат, и корпусом, в котором размещается мешок.

Изобретение также относится к аппарату для приготовления напитка, пригодного для употребления, при этом аппарат приспособлен для установки совместно с ним резервуара, который описан выше. Аппарат содержит блок намагничивания, предназначенный для создания, по меньшей мере, одного магнитного поля, которое изменяется таким образом, чтобы приводить в движение ротор для обеспечения возможности дозированной раздачи концентрата из резервуара дозирующим устройством. Аппарат дополнительно содержит средство для разбавления раздаваемого концентрата водой для получения напитка, пригодного для употребления. Блок намагничивания может быть снабжен магнитом и средством приведения в движение для вращения магнита, чтобы создавать переменное магнитное поле. Однако возможно, чтобы блок намагничивания был снабжен большим количеством витков для создания переменного магнитного поля. Изобретение также относится к сборочной группе, содержащей аппарат для приготовления напитка, пригодного для употребления, и резервуар, который описан выше. Аппарат приспособлен для установки совместно с ним резервуара, при этом аппарат содержит приводное средство для приведения в действие дозирующего устройства, чтобы обеспечить дозированную раздачу концентрата дозирующим устройством из резервуара, а также средство для разбавления раздаваемого концентрата водой, чтобы получить напиток, пригодный для употребления.

Далее изобретение будет дополнительно разъяснено со ссылками на чертежи, на которых на фиг. 1 показан разнесенный вид возможного варианта осуществления дозирующего устройства согласно изобретению, которое подсоединено к резервуару согласно изобретению. На фиг. 1 также представлен блок намагничивания аппарата для приготовления напитка, пригодного для употребления;

на фиг. 2 показано определенное количество деталей дозирующего устройства согласно фиг. 1;

на фиг. 3 показано определенное количество деталей дозирующего устройства и аппарата согласно фиг. 1, предназначенных для приготовления напитка, пригодного для употребления;

на фиг. 4а показан вид в плане сверху шестеренчатого насоса дозирующего устройства согласно фиг. 1;

на фиг. 4Ь показано поперечное сечение дозирующего устройства согласно фиг. 1, которое размещено в блоке намагничивания согласно фиг.1;

на фиг. 5а показан вид в плане сверху дозирующего устройства согласно фиг. 1, которое расположено в блоке намагничивания согласно фиг. 1;

на фиг. 5Ь показан вид дозирующего устройства согласно фиг. 1, которое размещено в блоке намагничивания согласно фиг. 1;

на фиг. 6 показан резервуар с дозирующим устройством согласно изобретению, аппарат согласно изобретению для приготовления напитка, пригодного для употребления, и сборочная группа, содержащая аппарат и резервуар согласно изобретению.

На фиг. 1-6 позицией 1 обозначено дозирующее устройство согласно изобретению. Дозирующее устройство содержит вход 2 и, по меньшей мере, один выход 4.

Проход для потока жидкости проходит от входа 2 к выходу 4. В этом примере дозирующее устройство содержит корпус 6а и 6Ь, состоящий из двух частей, которые расположены симметрично вокруг оси, которая проходит в направлении пути потока жидкости.

В корпусе 6а, 6Ь заключен шестеренчатый насос 8. В верхней части шестеренчатый насос 8 содержит закрывающую пластину 10, содержащую подводящее отверстие 12. Подводящее отверстие 12 сообщается с пространством, где происходит зацепление зубьев, в данном случае двух, шестеренчатых колес 14а и 14Ь. Приведение в движение шестеренчатого колеса 14Ь осуществляется приводным валом 16, который, когда он установлен, проходит через отверстие 18 закрывающей пластины 10. Приведение в движение приводного вала 16 для вращения шестеренчатого насоса может быть осуществлено непосредственно от внешнего привода. Шестеренчатый насос 8 с нижней стороны снабжен выходным отверстием 20, предназначенным для раздачи жидкости. Приводной вал 16 направлен таким образом, что ось этого вала проходит от входа 2 к выходу 4. В этом примере корпус 6а, 6Ь расположен, по существу, симметрично вокруг оси, подобным же образом проходящей в направлении от входа 2 к выходу 4.

Однако в этом примере дозирующее устройство ближе по ходу от шестеренчатого насоса 8 включает ротор 22, механически соединенный с шестеренчатым насосом, в этом примере механически соединенным с вращательным валом 16. В подсоединенном состоянии ротор 22 расположен над закрывающей пластиной 10. Ротор может быть приведен в движение посредством внешнего привода для приведения во вращение шестеренчатого насоса 8. Предпочтительно, чтобы ротор был выполнен с возможностью приведения его в движение посредством переменного магнитного поля с целью приведения в действие шестеренчатого насоса 8.

В этом примере, кроме того, ротор 22 встроен в проход для потока жидкости. В этом примере ротор снабжен постоянным магнитом для бесконтактного приведения в движение ротора посредством, по меньшей мере, одного переменного магнитного поля. В частности, в этом примере ротор содержит множество плеч 24, проходящих в радиальном направлении от оси вращения (приводного вала 16). Более точно, имеется только два плеча, расположенных линейно по отношению друг к другу и, следовательно, образующих балкообразное тело. Концы плеч образуют полюсы постоянного магнита. Полюсы постоянного магнита будут стремиться отслеживать переменное магнитное поле, в результате чего ротор и приводной вал 16 начнут вращаться. Описанное устройство работает следующим образом. Следует отметить, что вход 2 дозирующего устройства подсоединен к резервуару 26, схематически показанному на фиг. 1 и 6, в котором находится некоторое количество концентрата, например концентрата кофе. Резервуар 26, наилучшим образом показанный на фиг. 6, установлен совместно с дозирующим устройством согласно фиг. 1. В этом примере резервуар 26 включает мешок 28 (указанный пунктирными линиями), выполненный из гибкого листового материала, в котором содержится концентрат, и корпус 30, в котором размещен мешок 28. Корпус 30 предпочтительно имеет, по существу, жесткую конструкцию и, следовательно, обладает большей жесткостью, чем мешок 28. Вход 2 дозирующего устройства сообщается с внутренней частью мешка 28. Вследствие создания магнитного поля, изменяющегося заданным способом, ротор 22 начнет совершать заданное вращение. Соответственно, шестеренчатый насос 8 также начнет вращаться, в результате чего концентрат будет проходить через входное отверстие 12 и пространство между зубьями шестеренчатых колес к выходному отверстию 20. При этом количество концентрата, подаваемого с обеспечением дозирования, соответствует углу поворота, на который может поворачиваться ротор 22. Взаимосвязь, по существу, имеет линейный характер.

На фиг. 6 позицией 31 обозначен аппарат для приготовления напитка, пригодного для употребления. Аппарат 31 приспособлен для установки совместно с ним резервуара 26. Аппарат 31 содержит блок намагничивания 32 для создания переменного магнитного поля, предназначенного для приведения в движение ротора. Кроме того, аппарат содержит средство 34 для разбавления водой концентрата, подаваемого дозирующим устройством 1. Это средство 34 содержит генератор 36 горячей воды и смесительный узел 38. При использовании корпус 6а, 6Ь дозирующего устройства вставляют через отверстие 40 намагничивающего устройства, так чтобы выход 4 дозирующего устройства достигал отверстия 42 смесительного устройства 38. Блок управления 44 аппарата 31 управляет блоком намагничивания 32 по линии 45 таким образом, что обеспечивается создание переменного магнитного поля, которое вызывает поворот ротора 22 на заданный угол. В результате, из резервуара 26 к смесительному устройству 38 будет подано заданное количество концентрата. Блок управления 44 также приводит в действие блок 36 горячей воды и смесительный блок 38 по соответствующим электрическим линиям 46 и 48. В результате, обеспечивается подача горячей воды от блока 36 горячей воды к смесительному блоку 38. В смесительном блоке горячая вода будет перемешиваться с поданным концентратом, после чего концентрат, находясь в разбавленном состоянии и, следовательно, в состоянии напитка, пригодного для употребления, выходит из выходного отверстия 50 аппарата 31.

В этом примере блок 32 намагничивания содержит множество витков 52 для создания переменного магнитного поля.

Изобретение не ограничивается описанными выше вариантами его осуществления. Поэтому ротор 22 также может быть выполнен исключительно из мягкого железа. При этом намагничивание ротора осуществляется магнитным полем блока 32 намагничивания. В этом переменном магнитном поле ротор будет стремиться ориентироваться таким образом, чтобы обеспечивалось его вращение. Ротор 22 также может быть приведен в движение известным способом, который известен как применяемый для мотора, работающего на вихревых токах. При вращении ротора в витках 52 намагничивающего устройства, которые не возбуждаются, возникают импульсы обратного хода. Эти импульсы обратного хода могут быть использованы в устройстве для намагничивания известным способом, чтобы установить положение поворота ротора. На основе этого положения поворота может быть использована известная структура управления (обратная связь).

Также возможно, чтобы витки 52 были заменены постоянными магнитами, а эти магниты механически вращались для создания переменного магнитного поля.

Кроме того, в отверстие 20 для выходного потока может быть встроен клапан 54, который открывается, когда давление жидкости ближе по ходу от клапана превышает заданное пороговое значение. В этом случае используется установка так называемого обратного клапана, содержащего запорный элемент 56 с пружиной 58, который в этом примере показан схематически.

В этом примере корпус 6а и 6Ь изготовлен из соответствующего пластика. Шестеренчатые колеса 14а и 14Ь и приводной вал 16 также изготовлены из пластика. Следовательно, металлической деталью является только ротор 22. Возможно также, что ротор будет встроен в проход для потока жидкости далее по ходу от шестеренчатого насоса. Шестеренчатый насос вместо его приведения в действие ротором может быть приведен в действие иным способом. Так, шестеренчатый насос может быть приведен в действие механически посредством, например, мотора. Тогда мотор может представлять собой часть аппарата 31. Клапан 54 также может быть выполнен в виде так называемого ступенчатого клапана. Очевидно, что все эти варианты находятся в объеме изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Дозирующее устройство, содержащее корпус, имеющий, по меньшей мере, один вход, по меньшей мере, один выход, проход для потока жидкости, идущий от входа к выходу, и насос, расположенный в проходе для потока жидкости, при этом дозирующее устройство пригодно для дозируемой раздачи вязкого концентрата из резервуара, в котором находится концентрат, причем концентрат в разбавленном виде представляет собой продукт, пригодный для употребления, при этом резервуар содержит накопительное пространство, в котором находится концентрат, вход дозирующего устройства предназначен для соединения при использовании с накопительным пространством резервуара, а насос представляет собой шестеренчатый насос, отличающееся тем, что шестеренчатый насос приводится в действие посредством приводного вала, ось которого проходит в направлении от входа к выходу.
2. Дозирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что шестеренчатые колеса шестеренчатого насоса установлены таким образом, чтобы они вращались вокруг оси, проходящей в направлении от входа к выходу.
3. Дозирующее устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что корпус дозирующего устройства, по существу, представляет собой конструкцию, расположенную симметрично вокруг оси, при этом ось корпуса проходит в направлении от входа к выходу.
4. Дозирующее устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что далее по ходу от шестеренчатого насоса оно снабжено клапаном, встроенным в проход для потока жидкости, который открывается, когда давление жидкости ближе по ходу от клапана превышает заданное пороговое значение.
5. Дозирующее устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что оно содержит ротор, с возможностью вращения подсоединенный к корпусу для вращения вокруг оси, чтобы обеспечивать вращение ротора вокруг оси вращения посредством, по меньшей мере, одного переменного магнитного поля, при этом ротор механически соединен с шестеренчатым насосом для приведения шестеренчатого насоса в действие при вращении ротора.
6. Дозирующее устройство по п.5, отличающееся тем, что ротор соединен с приводным валом для приведения в действие шестеренчатого насоса.
7. Дозирующее устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что ротор встроен в проход для потока жидкости.
8. Дозирующее устройство по п.7, отличающееся тем, что ротор встроен в проход для потока жидкости ближе по ходу от шестеренчатого насоса.
9. Дозирующее устройство по любому из пп.5-8, отличающееся тем, что ротор выполнен из намагничиваемого материала, например мягкого железа.
10. Дозирующее устройство по любому из пп.5-9, отличающееся тем, что ротор содержит постоянный магнит для бесконтактного приведения ротора в движение посредством, по меньшей мере, одного переменного магнитного поля.
11. Дозирующее устройство по любому из пп.5-10, отличающееся тем, что ротор содержит множество плеч, проходящих в радиальном направлении от оси вращения.
12. Дозирующее устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что концы плеч образуют полюсы постоянного магнита.
13. Резервуар, заполненный концентратом, который в разбавленном виде пригоден для употребления, включающий дозирующее устройство, отличающийся тем, что дозирующее устройство выполнено по любому из предшествующих пунктов.
14. Резервуар по п.13, отличающийся тем, что он содержит мешок, выполненный из гибкого листового материала, в котором находится концентрат, и корпус, в котором размещен мешок.
15. Резервуар по п.14, отличающийся тем, что вход дозирующего устройства соединен с мешком.
16. Резервуар по любому из пп.13-15, отличающийся тем, что корпус представляет собой более жесткую конструкцию, чем мешок.
17. Аппарат для приготовления напитка, пригодного для употребления, при этом аппарат приспособлен для установки совместно с ним резервуара, включающего дозирующее устройство, отличающийся тем, что резервуар выполнен по одному из предшествующих пп.13-16, а дозирующее устройство выполнено по одному из пп.5-12, при этом аппарат содержит блок намагничивания для создания, по меньшей мере, одного магнитного поля, изменяющегося таким образом, что ротор бесконтактно приводят в движение посредством блока намагничивания для дозирующего устройства для обеспечения дозированной подачи концентрата из резервуара, и средство для разбавления поданного концентрата водой для получения напитка, пригодного для употребления.
18. Аппарат по п.17, отличающийся тем, что блок намагничивания содержит магнит и средство приведения в движение для вращения магнита с целью создания переменного магнитного поля.
19. Аппарат по п.17, отличающийся тем, что блок намагничивания содержит множество витков.
20. Сборочная группа, содержащая аппарат для приготовления напитка, пригодного для употребления, и резервуар, отличающаяся тем, что резервуар выполнен по одному из предшествующих пп.13-16, при этом аппарат установлен совместно с резервуаром, причем аппарат содержит средство приведения в действие для приведения в действие дозирующего устройства для обеспечения дозированной подачи концентрата из резервуара, а также средство для разбавления поданного концентрата водой для получения напитка, пригодного для употребления.
21. Сборочная группа по п.20, отличающаяся тем, что резервуар подсоединен к аппарату с возможностью отсоединения.
22. Сборочная группа по п.20 или 21, отличающаяся тем, что резервуар содержит дозирующее устройство по одному из пп.5-12, при этом аппарат дополнительно содержит блок намагничивания для создания, по меньшей мере, одного магнитного поля, изменяющегося таким образом, что происходит приведение ротора в движение для выдачи дозирующим устройством концентрата из резервуара.
23. Сборочная группа по п.22, отличающаяся тем, что блок намагничивания содержит магнит и средство приведения в движение для вращения магнита для создания переменного магнитного поля.
24. Сборочная группа по п.22, отличающаяся тем, что блок намагничивания содержит множество витков.