MXPA04011433A

MXPA04011433A - Sistema surtidor y de preparacion de bebidas.

Info

Publication number: MXPA04011433A
Application number: MXPA04011433A
Authority: MX
Inventors: Todd Piatnik Joseph Jr
Original assignee: Pepsico Inc
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2005-02-17
Also published as: CA2632862C; US20040084475A1; CA2486349C; CA2716376C; US20050035152A1; AU2003241490A1; AU2003241490B2; EP1513752A1; US7077290B2; CA2632862A1; CA2486349A1; EP2256072A1; US7156259B2; CA2716376A1; WO2003097497A1; EP1513752A4

Abstract

Un sistema surtidor de bebidas (10) incluye valvulas separadas (24, 26) para controlar la tasa de flujo de un diluyente y un concentrado. Se pueden utilizar varios concentrados de diferentes viscosidades y se identifica el concentrado seleccionado. La tasa de flujo del concentrado se determina con base en la temperatura y la presion y en informacion relacionada con el concentrado identificado. Las valvulas se controla de manera que el concentrado y el diluyente alcanzan la s tasas de flujo objetivo. Las tasas de flujo objetivo satisfacen una relacion objetivo de diluyente a concentrado. Si las tasas de flujo actuales no pueden alcanzar las tasas de flujo objetivo, entonces las tasas de flujo objetivo se modifican para satisfacer la relacion objetivo. La estructura de la valvula de concentrado esta disenada para ajustar la medicion proporcional de cualquiera de los diferentes concentrados.

Description

SISTEMA SURTIDOR Y DE PREPARACIÓN DE BEBIDAS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con sistemas surtidores y formadores de bebidas. Más particularmente, la presente invención está relacionada con sistemas surtidores y formadores de bebidas para efectivamente preparar una mezcla de bebida a partir de un concentrado, y aún más particularmente con sistemas surtidores y formadores de bebidas para efectivamente verificar y controlar la calidad de un producto pos-mezclado . La presente invención además está relacionada con un ensamble de válvula surtidora de un solo diseño que puede utilizarse con cualquiera de los diferentes tipos de concentrados . Las bebidas formadas a partir de concentrado se disfrutan en todo el mundo. Una ventaja importante de formar una bebida a partir de un concentrado es que sólo necesita transportarse el concentrado al sitio surtidor; cualquier suministro de agua disponible en el sitio puede utilizarse para formar el volumen del producto mezclado final . Una aplicación típica para formar una bebida a partir de un concentrado es un sistema surtidor de bebidas pos-mezcla, comúnmente denominado como sistema de puente, que mezcla un concentrado de arabe con agua carbonatada para formar una bebida. Mejorar la calidad de las bebidas de fuente para cumplir con el objetivo de una bebida carbonatada de "calidad de embotellado" suministrada por un equipo de fuente en premisa ha sido un proceso continuo y largo . El equipo de fuente debe consistentemente carbonatar agua a volúmenes de C02 adecuados, enfriar el producto a la temperatura de servido deseada y surtir agua ? jarabe a una proporción precisa para suministrar la bebida del consumidor con la calidad deseada. Toda esta funcionalidad crítica debe suministrarse desde una pieza de equipo a una fracción de tamaño y costo del equipo en planta embotelladora adicional y con ninguno de los procedimientos de mantenimiento en planta rigurosos realizados diariamente. Sin embargo, este objetivo de calidad ha apoyado muchas iniciativas de diseño con varios grados de éxito. Las válvulas de bebidas estándar requieren un ajuste manual de la proporción de agua a jarabe y un reajuste en base a los cambios de temperatura de temporada. En tales surtidores, técnicos entrenados deben ajustar los carbonatadores durante los meses de verano cuando la temperatura del agua es más alta. Después de ajusfar el carbonatador, el técnico debe entonces reajustar la proporción de agua a jarabe de cada válvula, lo cual puede tomar una cantidad de tiempo significativa y dar como resultado gastos significativos. Aunque idealmente tales válvulas de bebidas estándar pretenden mantener una proporción de agua a jarabe correcta una vez que han sido ajustadas, en realidad la proporción necesita ajustarse periódicamente para mantener una bebida de sabor adecuado. Además, tales válvulas requieren limpieza periódica. Otros dispositivos conocidos proporcionan medios para regular el flujo de jarabe solamente, pero sólo durante un conjunto de condiciones operativas muy limitadas. La presente invención puede proporcionar un sistema para mejorar la calidad de una bebida surtida de un sistema surtidor y de formación de bebidas carbonatadas. La presente invención también puede proporcionar un sistema para controlar el suministro de concentrado y de agua en un sistema surtidor y formador de bebidas para controlar la calidad de una bebida surtida. La presente invención puede además proporcionar un sistema que puede cambiar el control de la proporción de brixio que corresponde a cualquiera de un número de concentrados . Además, la presente invención puede proporcionar un sistema que puede surtir agua y concentrar en una proporción deseada durante toda su vida útil sin mantenimiento o ajuste. Además, la presente invención puede proporcionar un sistema que incluye un ensamble de boquilla en la cual los componentes internos del ensamble de boquilla pueden mantenerse libres de incursión de líquido.

Estos y otros aspectos, objetos, y características de la presente invención se volverán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas, leídas junto con, y haciendo referencia a, los dibujos anexos. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBÜJOS La Figura 1 es un diagrama esquemático del arreglo de control del sistema surtidor de bebidas de la presente invención. la Figura 2 es una vista esquemática del ensamble de válvula de acuerdo con una modalidad de la presente invención. la Figura 3A es un diagrama esquemático del ensamble de válvula de acuerdo con la primera modalidad de la presente invención con las válvulas individuales en un estado cerrado . la Figura 3B muestra el ensamble de válvula de la Figura 3A con las válvulas en un estado abierto. la Figura 4 es una vista en perspectiva en despiece del ensamble de válvula de acuerdo con la primera modalidad de la presente invención. la Figura 5A es un corte transversal de una vista en elevación del sistema activador de palanca de la presente invención. la Figura 5B es una vista en corte transversal tomada a lo largo de la línea 5B-5B de corte de la Figura 5A. Las Figuras 6A-6C son vistas en corte de una válvula de control de flujo utilizada en un ensamble de válvula de acuerdo con una segunda modalidad de la presente invención. La Figura 7 es una vista' en perspectiva en despiece del ensamble de válvula de acuerdo con la segunda modalidad de la presente invención. La Figura 8 es una vista en perspectiva ensamblada parcial del ensamble de válvula de acuerdo con la segunda modalidad de la presente invención. La Figura 9 es un diagrama funcional del algoritmo de control de acuerdo con la presente invención. La Figura 1 representa un diagrama esquemático del sistema 10 surtidor y formador de bebidas de acuerdo con la presente invención. El sistema 10 incluye un ensamble 20 de válvula, un suministro 30 de agua carbonatada, un suministro 40 de concentrado o jarabe y un suministro 50 de energía. El ensamble 20 de válvula se puede montar en una torre o base bien conocida (no mostrada) , a través de la cual se suministra el concentrado, el agua carbonatada y la energía. El ensamble 20 de válvula incluye un controlador 22, tal como un microprocesador, para controlar la velocidad de flujo del concentrado y del agua carbonatada a una proporción o brixio predeterminado. El microprocesador 22 es alimentado a través de la fuente 50 de energía, que puede incluir transformadores para proporcionar un voltaje de corriente directa. La fuente 30 de agua carbonatada puede incluir un tanque carbonatador bien conocido y una placa fría (no mostrada) para enfriar el suministro de agua, si se desea. El suministro 40 de concentrado puede estar en la forma del tipo de bolsa en caja y el concentrado típicamente se bombea por medio de una bomba 42 de concentrado. El ensamble 20 de válvula incluye dos unidades de control de flujo o dispositivos 24, 26. El dispositivo 24 de control de flujo controla la velocidad de flujo del agua carbonatada y el dispositivo 26 de control de flujo controla la velocidad de flujo del concentrado. Estos dispositivos de control de flujo pueden formarse integral o separadamente con el ensamble de válvula. Cada dispositivo de control de flujo está en la forma de una válvula operada por solenoide que puede controlarse por la modulación de amplitud de pulso (P M) por el microprocesador 22. Haciendo referencia a las Figuras 3A y 3B, se describirán los dispositivos de control de flujo. Cada dispositivo 24, 26 de control de flujo incluye una entrada 241, 261 de válvula y una salida 242, 262 de válvula, formada en un cuerpo de válvula. Las entradas y salidas de válvula se comunican a través de pasajes 243, 263 de válvula, en donde se forman asientos 244, 264 de válvula. Una restricción 269 de un tamaño de orificio predeterminado se inserta en la trayectoria 263 de flujo de concentrado. Miembros 245, 265 de válvula o de disco con vástago cónicos se forman complementariamente en los asientos 244, 264 de válvula para selectivamente acoplarse con los mismos para cerrar y abrir los pasajes de válvula a grados variables. Mangos 246, 266 de válvula se conectan a los discos con vástago 245, 265 y actúan como pistones o la armadura de un solenoide. Bobinas 248, 268 se energizan y desenergizan por las señales moduladas de amplitud de pulso del microprocesador 22 para controlar el movimiento de los discos con vástago. Las válvulas normalmente se cierran por resortes 247, 267, que desvían los discos con vástago 245, 265 en acoplamiento con los asientos 244, 264 de válvula. La energización de los solenoides mueve los discos con vástago lejos de los asientos de válvula para abrir las válvulas. Los discos con vástago 245 de la unidad 24 de control de flujo de agua tienen una sola forma cónica o cónica trucada. A medida que el disco con vástago 245 es elevado por la acción de su solenoide, el espacio entre el disco con vástago y el asiento 244 de válvula incrementa. La velocidad de flujo de agua a ravés del pasaje 243 de flujo es sustancialmente proporcional a la distancia que se eleva el disco con vástago. Ya que la viscosidad del agua carbonatada es sustancialmente igual entre sus puntos de congelamiento y ebullición, la velocidad de flujo del agua a través del regulador 24 puede controlarse de manera exacta a pesar de la temperatura. Por otro lado, el disco con vastago 265 de la unidad 26 de control de flujo de jarabe tiene una geometría que es más compuesta que aquella del disco con vástago 245 de agua. Como se muestra en la Figura 3B, el disco con vástago 265 está formado de dos secciones 265a, 265b cónicas o cónicas truncadas. La sección 265A, que está más cerca de la armadura 266, está formada de un cono de mayores dimensiones que aquella de la sección 265b. La sección 265a se ajusta de manera complementaria dentro del asiento 264 de válvula y obstruirá el flujo del concentrado a través del pasaje 263 cuando está totalmente asentada. La razón de la geometría compuesta del disco con vástago 265 es para acomodar concentrados de amplios rangos de viscosidades. Por ejemplo, con jarabes más cercanos a la viscosidad del agua, un espacio entre la sección 265a del disco con vástago 265 y el asiento 264 se utiliza para controlar la velocidad de flujo, mientras que los concentrados de viscosidades más altas pueden controlarse con un espacio entre la sección 265b del disco con vástago 265 y el asiento de válvula. Al igual que con la unidad 24 de control de fluido, el flujo del concentrado a través de la unidad 26 de control de flujo es sustancialmente proporcionado a la distancia que se mueve la sección 265a o 265b relevante. Haciendo referencia una vez más a las Figuras 1 y 2, se describirá la medición de las velocidades de flujo para el concentrado y el agua. Las salidas de las unidades 24, 26 de control de flujo se conectan a los pasajes 25, 27 de salida, que convergen en una boquilla 28. Se proporciona un sensor 32 de flujo en el pasaje 25 de salida de agua. El sensor 32 de preferencia está en la forma de un medidor de flujo de turbina, por ejemplo. El agua que fluye a través de la salida 25 hace girar la turbina de modo que las rotaciones de la turbina con el tiempo son proporcionales a la velocidad de flujo. Un sensor que utiliza un efecto Hall puede contar las rotaciones de la turbina y enviar esta cuenta de regreso al microprocesador 22. Alterna ivamente, el sensor 32 puede colocarse corriente arriba de la unidad 24 de control de flujo (como se muestra en la Figura 2) . Se proporcionan dos sensores en la linea de jarabe. Un sensor 42 de temperatura de jarabe puede proporcionarse ya sea corriente arriba o corriente abajo de la unidad 26 de control de flujo. El sensor 42 de temperatura puede estar en la forma de un termisor y mide la temperatura del jarabe. Un sensor 44 de presión, tal como un transductor de presión, se proporciona para detectar la presión del jarabe entre el disco con vástago 265 del controlador 26 de flujo y la restricción 269. El sensor 44 de presión mide la contrapresión en el jarabe creada por la restricción 269. Cuando la temperatura y presión detectadas del jarabe se alimentan de regreso al microprocesador 22, se puede determinar fácilmente la velocidad de flujo del concentrado. La restricción 269 se coloca en el pasaje de jarabe para crear una baja de presión significativa. Los valore de baja de presión difieren de un concentrado a otro debido a que la viscosidad de los diferentes concentrados también difiere. La temperatura del concentrado se mide debido a que la temperatura afecta la viscosidad. Se pueden utilizar algoritmos de programas para determinar la velocidad de flujo de cualquier jarabe con base en la entrada de los datos de temperatura y presión. El tipo de jarabe o concentrado suministrado al sistema puede identificarse un cierto número de modalidades. Por ejemplo, un microchip asociado con un jarabe particular puede conectarse al controlador 22 para proporcionar la información necesaria para controlar ese concentrado particular. Alternativamente, la información puede prealmacenarse en el controlador y un operador puede seleccionar qué jarabe está siendo suministrado a la unidad. Además, se pueden utilizar otros medios para identificar el jarabe tales como códigos de barra o identificaciones de lectura de banda magnética y radiofrecuencia. Como se muestra en la Figura 1, se utiliza una unidad 60 de identificación de concentrado para representar cualquiera de estos modos de introducir la información del concentrado. Las funciones del controlador 22 se describirán ahora en más detalle. El algoritmo de control del software de control en el controlador 22 puede dividirse en tres grupos funcionales: funciones de sistema de antecedentes, un circuito de control interno y un circuito de control externo. Las funciones de sistema de antecedentes son funciones básicas necesarias para medir los datos de entrada o generar señales de salida del software de control . Estas funciones son tareas repetitivas generalmente simples que pueden ejecutarse rápidamente. Las funciones de sistema de antecedente pueden incluir 1) conversión de entradas de sensor análogas en la cual se digitalizan las señales de los sensores 42, 44 de presión y temperatura análogas, 2) cuenta digital o medición de entrada de cronómetro en la cual se monitorean las señales del sensor 32 de flujo de agua, 3) promedio de filtro de ruido de datos de sensor para compensar cualquier entrada de ruido, 4) detección de estado de entrada de interfaz de operador para determinar si un operador ha activado el sistema, 5) una función de filtro para evitar saltos de entrada lógica y 6) cronómetro de salidas PWM. A intervalos regularmente programados, se puede medir cada valor de sensor de entrada y actualizar un nuevo valor filtrado o promedio para cada sensor. A intervalos programados, las entradas de interfaz de operador pueden muestrearse y el estado lógico se determina por medio de un proceso de filtración de ruido o contra saltos. El circuito de control interior controla las unidades 24, 26 de control de flu o de agua y concentrado durante cada ciclo surtidor para proporcionar velocidades de flujo respectivas con una estabilidad y respuesta máximas. El controlador 22 opera a partir de datos de sensor promedio para controlar las velocidades de flujo de agua y jarabe a valores objetivo o preestablecidos respectivos. El circuito de control interior tiene pasos de proceso predefinidos para analizar las velocidades de flujo actuales determinadas y aplicar las correcciones necesarias para los valores PWM de control respectivos. Por ejemplo, si la velocidad de flujo medida o actual es menor a la velocidad de flujo objetivo, el número de pulsaciones o la amplitud de pulsaciones suministradas a una válvula particular puede incrementarse para abrir un poco más la válvula y si la velocidad de flujo actual es menor a la velocidad de flujo objetivo, se puede disminuir el número o amplitud de pulsos. Las correcciones de .pulso toman en cuenta la velocidad del cambio del valor del sensor hacia o lejos de la velocidad de flujo objetivo y los límites de cambio máximos para permitir una corrección para cualquier ciclo actualizado. El circuito de control interior puede utilizar ya sea retroalimentación proporcional en donde pequeños errores son corregidos por correcciones pequeñas y grandes errores son corregidos por correcciones grandes, o retroalimentación diferencial en donde se toma en consideración la velocidad de cambio de la señal. Al aplicar pulsos a los solenoides en lugar de una señal constante, la válvula puede controlarse para mantener una abertura deseada, mientras que se ahorra energía y se evita el sobrecalentamiento . El circuito de control exterior asegura que se mantenga la proporción o brixio de agua y concentrado. El circuito de control exterior verifica los mismos parámetros de sensor promedio que el circuito de control interior, pero convierte los datos de sensor promedio a datos de flujo de agua y jarabe para cada intervalo de muestra y rastrea el rendimiento sobre cada ciclo surtidor total para determinar si son necesarios cualesquier cambios en las velocidades de flujo objetivo del circuito de control interior. Es decir, si la velocidad de flujo de agua medida no puede cumplir con la velocidad de flujo de agua ob etivo debido a, por ejemplo, fluctuaciones en la presión del suministro de agua, entonces la proporción de agua a concentrado no se puede mantener al menos que también cambie la velocidad de flujo del concentrado. Por lo tanto, si las velocidades de flujo de agua y/o concentrado no pueden cumplir con las velocidades de flujo objetivo establecidas, las velocidades de flujo objetivo se modifican para estar dentro de un rango de velocidad de flujo controlable, es decir, una velocidad de flujo que pueda obtenerse mientras que aún cumpla con la proporción predeterminada. Cada ciclo surtidor comienza desde una cuenta de pulso de agua promedio o un valor nominal de presión de jarabe establecida a partir de datos implícitos en la memoria o el último ciclo surtidor válido. El rendimiento de proporción surtidor actual se vuelve a programar con el inicio de cada ciclo surtidor. A medida que el rendimiento de proporción se monitorea, el circuito de control exterior aplica pasos de proceso predeterminados para ajustar los valores objetivo de agua o de jarabe para mantener el rendimiento de proporción dentro de los limites que se pueden permitir. Si el rendimiento de proporción necesita corregirse, el circuito de control exterior puede tomar en cuenta la velocidad del cambio de la proporción o las posiciones relativas de las cuentas PW de agua y jarabe dentro de sus rangos operativos para calcular y actualizar los valores objetivo del circuito interior de agua y jarabe. Haciendo referencia a la Figura 9, se describirá el algoritmo de control para los circuitos interior y exterior. El algoritmo de control de válvula comienza en el circuito interior con valores preestablecidos u objetivo controles de flujo de jarabe y agua nominal. Esto puede derivarse de la información de identificación del concentrado. Las velocidades de flujo nominal se introducen en un valor de desviación de circuito exterior para crear valores preestablecidos u objetivo control de circuito interior SPS o SPW. La retroalimentación de velocidad de flujo calculada Q* (s) / Q* (w) se compara con los valores preestablecidos y se calcula un valor de error (error) . Cada valor de error se utiliza para incrementar o disminuir una señal de control de flujo que se aplica actualmente a la unidad 24, 26 de control de flujo de modo que la velocidad de flujo actual Q(W>, Q(s>, es controlada para ser igual a un valor preestablecido respectivo SPW o SPS. El cambio resultante en el resultado de la unidad de control de flujo es medido por sensores 32, 42, 44 respectivos y las entradas del sensor se convierten en valores de retroalimentación actualizados. Los valores actualizados se utilizan para ajustar el PWM para el siguiente intervalo del ciclo del circuito interior. El tiempo de ciclo PWM se establece mediante la frecuencia de actualización más alta para las unidades de control de flujo y puede variar de 20-400 Hertz. Si el tiempo del ciclo PWM se toma para ser 50 Hertz, por ejemplo, cada ciclo PWM tiene un valor de tiempo total de 20 milisegundos . Durante cada ciclo, la bobina de control de flujo puede energizarse de 0-100% del tiempo del ciclo y puede ajustarse en incrementos graduales de 1%, dando como resultado en una resolución de tiempo de 200 mierosegundos . La cantidad de ajuste que deberá aplicarse es proporcional al error calculado y por escala para proporcionar estabilidad operativa. El circuito exterior monitorea el rendimiento de las señales de retroalimentación de velocidad de flujo del circuito interior durante cada intervalo de ciclo de circuito interior. Las velocidades de flujo de agua y jarabe se comparan continuamente durante cada ciclo surtidor para determinar un estado actual de la exactitud de la proporción para cada ciclo surtidor. Cuando la exactitud de la proporción calculada para un ciclo surtidor individual excede valores de banda control superiores o inferiores aceptables, un valor de desviación control de flujo se calcula y aplica a los valores preestablecidos de control de flujo del circuito interior SPS/ SPW respectivos para mantener la exactitud de proporción dentro de la especificación. Más particularmente, al final de cada ciclo PWM de circuito interior, las señales Q*(s)/ Q*(w> de retroalimentación de velocidad de flujo calculadas, son analizadas por el algoritmo de circuito exterior. La velocidad de flujo del jarabe es asignada con un valor FVS de flujo por escala y la velocidad de flujo del agua es asignado un valor FVW de flujo a escala. FVW se combina con FVS de tal modo que el valor de proporción de ciclo surtidor (DCR) será cero si el valor de flujo de agua es exactamente cinco veces mayor que el valor de flujo del jarabe (suponiendo una proporción de mezclado deseada de 5:1) . El valor DCR se inicia en 0 para cada ciclo surtidor y al final de cada ciclo de salida PWM, el valor DCR contendrá el total acumulado de los ciclos individuales para el ciclo surtidor actual . Se establecerá una banda de error ± operativo para la magnitud del valor DCR antes de aplicarse el ajuste de desviación de valor preestablecido. Si el valor DCR acumulado permanece dentro de la banda operativa, no se hace ningún ajuste de desviación. Cuando el valor DCR excede el umbral de magnitud de banda de error, se aplicará un ajuste de desviación a los valores preestablecidos de velocidad de flujo en el circuito interior hasta que el valor DCR sea 0. El algoritmo de circuito exterior determina cuál límite de banda ± DCR fue cruzado y la magnitud de los valores de velocidad de flujo de circuito interior en operación cuando se excedió ese límite. Si el límite del valor DCR indica que la proporción contiene un exceso de jarabe y el módulo de control de flujo de jarabe está operando actualmente cerca de su valor de flujo mínimo, entonces se incrementa el valor preestablecido SPW de control de flujo de agua hasta que el valor DCR regresa a 0. Cuando el valor DCR regresa a 0, cesa el ajuste de desviación. De igual manera, si el límite del valor DCR indica que la proporción tiene un exceso de jarabe y el flujo de agua se opera casi al máximo, entonces se disminuye el valor preestablecido de control de flujo de jarabe. Existe un exceso de agua y el flujo de jarabe está operando cerca del mínimo, entonces se incrementa el valor preestablecido de control de flujo de jarabe. Si existe un flujo en exceso de agua y el flu o de jarabe opera cerca del máximo, entonces se disminuye el valor preestablecido del control de flujo de agua. La cantidad de ajuste de desviación aplicada será proporcional al error y será por escala para proporcionar estabilidad operativa. El circuito de control exterior también utiliza datos de entrada de interfaz de operador para controlar las funciones generales del ensamble de válvula. El circuito de control exterior también puede proporcionar funciones no lineales del ensamble de válvula, tal como control de inicio lento/detener surtido y agotamiento de jarabe. El inicio lento/detener surtido puede definirse como un incremento gradual de las señales PWM enviadas a las unidades 24, 26 de control de flujo cuando inicia el surtido y gradualmente disminuyéndose a señales cuando se detiene el surtido para evitar efectos de "martillo de agua" . El control de agotamiento de jarabe puede incluir monitorear la señal del sensor 44 de presión y si no se detecta una presión mínima de jarabe, entonces se supone que el suministro de jarabe está vacío. El circuito de control exterior deberá entonces controlar para cesar el surtido de agua y concentrado hasta una reajuste. La estructura física del ensamble 20 de válvula de acuerdo con la primera modalidad de la presente invención se muestra en más detalle en la Figura 4. El ensamble 20 de válvula incluye una placa 302 de contra-montaj e que se monta en una base 400 de fuente o de torre surtidora de bebidas convencional. La placa 302 incluye orificios 304, 306 de entrada para recibir concentrado y agua carbonatada suministrada de la base de la fuente, y orificios 308 de montaje, que se acoplan con orejetas de montaje complementarias en la base. Un cuerpo 310 de válvula incluye puertos 312, 314 de entrada correspondientes para conectarse con los orificios de entrada de la placa 302 de contramontaje. El cuerpo 310 de válvula también incluye los pasajes de flujo y asientos de válvula descritos previamente con referencia a las Figuras 3A y 3B. El concentrado y el agua son recibidos por el cuerpo de válvula lateralmente y descargados verticalmente hacia abajo a través de las salidas. El cuerpo 310 de válvula se conecta en su lado de abajo a un bloque 330 desviador, que puede recibir un ensamble 332 desviador convencional y ciertos sensores, como se describirá más adelante. Los discos con vastago 245, 265 de válvula son recibidos en el lado superior del cuerpo 310 de válvula y se mueven verticalmente como se describió con respecto a las Figuras 3A y 3B. Los discos con vastago de válvula y sus resortes 247, 267 correspondientes están contenidos dentro de los tubos 249, 269 de válvula, que guían su movimiento, y los tubos de válvula están recibidos dentro del ensamble 320 de bobina, que alojan las bobinas 248, 268. El cuerpo 310 de válvula puede incluir un rebajo 322 para recibir un termisor que - comprende el sensor 42 de temperatura. En esta modalidad, el sensor de temperatura detecta la temperatura del jarabe corriente arriba de la válvula. El bloque 330 desviador incluye un puerto 332 en donde la restricción 269 puede insertarse en el pasaje de jarabe dentro del mismo. La restricción 269 se mantiene en su lugar por un tapón 334. Corriente arriba del puerto 332 de restricción en el bloque 330 desviador se encuentra un rebajo 336 para recibir el transductor 44 de presión para medir la presión del jarabe en el pasaje entre la válvula y la restricción. El controlador 22 puede estar en la forma de un tablero de circuito impreso electrónico y puede colocarse enfrente del cuerpo 310 de válvula y el bloque 330 desviador. Se muestran en los dibujos varios anillos en forma de 0 y conectores tales como tornillos y clips para ensamblar los componentes del ensamble de válvula, pero no están numerados. El cuerpo 310 de válvula conectado y el bloque 330 desviador pueden montarse en una placa 340 de base inferior. La placa 340 de base puede montarse a la parte trasera de la placa 302 de cualquier número adecuado. La placa de base incluye un orificio 342 de boquilla al igual que un orificio 344 de interruptor. Una membrana 346 cubre el orificio 344 de interruptor en una manera hermética al agua. Un interruptor 345 de membrana para activar el ensamble de válvula puede colocarse en la placa 340 de base por encima de la membrana 346. La presión aplicada a la membrana 346 puede activar el interruptor de membrana. Una palanca 348 se monta debajo de la placa 340 de base e incluye un brazo 350 de activación, que puede ser presionado por un operador, un sujetador 352 de pivote y un brazo 354 de activación de interruptor. La operación de la palanca 348 fuerza al brazo 354 de activación para oprimir la membrana 346 para activar el interruptor 345 de membrana. Haciendo referencia a las Figuras 5A y 5B, el sujetador 352 de pivote puede fijarse a un mango 349 proporcionado en la torre 400 o en la placa 340 de base. Los brazos 356 de resorte de la palanca 348 hacen contacto con los sujetadores 358 de resorte conectados a la placa 340 de base para regresar la palanca a su posición no activada. Este diseño puede ser tolerante de la fuerza de activación excesiva por un usuario sin dañar el interruptor. Un cable 360 de suministro de energía puede suministrar energía al ensamble de válvula. Una cubierta 370 puede ajustarse sobre todo el ensamble de válvula y conectarse con la placa 340 de base. Aunque el ensamble de válvula opera en un ambiente líquido, tanto la membrana 246 como la cubierta 370 puede evitar que el líquido entre al interior del ensamble de válvula. Una alternativa de las unidades de control de flujo descritas con respecto a las Figuras 3A y 3B se describirá en las Figuras 6A-6C. Un módulo 500 de control de flujo típico que se utiliza en lugar de los módulos 24 y 26 de control de flujo se muestra en estas figuras. El módulo 500 de control de flujo incluye un alojamiento 502 que define un pasaje de flujo del agua o del concentrado. Los asientos 506, 508 y 510 de válvula están proporcionados en el pasaje 504 de flujo. Un orificio 515 de restricción de flujo máximo se coloca en el pasaje de flujo entre los asientos 508 y 506. Además, los discos 512 y 514 de control de flujo también se proporcionan en el pasaje 504 de flujo, con el disco 512 asentado sobre el asiento 506 de válvula y el disco 514 asentado sobre los asientos 508 y 510 de válvula. El disco 512 tiene una construcción sólida y el disco 514 incluye un orificio 514a de restricción central y orificios 514b pasantes exteriores. Cada disco 512, 514 de mueve entre una posición corriente abajo y una posición corriente arriba. En las figuras, el flujo de líquido es de izquierda a derecha, de modo que la posición izquierda de cada disco es la posición corriente arriba y la posición derecha es la posición corriente abajo. Los solenoides 516, 518 provocan que los discos se muevan entre las dos posiciones. Cuando no se aplica energía en los solenoides, los discos tomarán la posición corriente abajo, desviados por el flujo de fluido. Cuando se energizan los solenoides, los discos se mueven hacia la izquierda contra el flujo de fluido a la posición corriente arriba. El disco 512 se utiliza para abrir y cerrar la válvula. En la posición de la Figura 6A, la válvula está cerrada y en las Figuras 3B y 3C, la válvula está abierta. El disco 514 se utiliza para controlar la velocidad de flujo a través de la válvula. Los límites de velocidad de flujo son establecidos por el tamaño de orificio 514a y 515. La abertura 514a fija la velocidad de flujo mínima y la abertura 515 establecida por la velocidad de flujo máxima. Cuando el solenoide 518 no está energizado, el disco 514 asume la posición corriente abajo y todas las aberturas 514a y 514b se abren para permitir la velocidad de flujo máxima, como se muestra en la Figura SB. Para lograr la velocidad de flujo mínima, el solenoide 518 se energiza para forzar el disco 514 contra el flujo del líquido y sellar las aberturas 514b contra el asiento 510 de válvula de modo que sólo un orificio 514a restrictivo permite el flujo. La suma de las áreas de los orificios 514b en el disco 514 es mayor que el área de la abertura 515. Como resultado, sólo se requiere un pequeño cambio de presión para mover el disco 514 de la posición corriente abajo (velocidad de flujo máxima) a la posición corriente arriba (velocidad de flujo mínima) .

Para poder lograr una velocidad de flujo entre la máxima y la mínima, la energía al solenoide 518 se modula por amplitud de pulso para lograr la velocidad de flujo promedio deseada. La configuración de diseño para el solenoide 518 no requiere altos voltajes para mover el disco 514 a la posición corriente arriba. La cantidad de distancia viajada y la masa de los discos 512, 514 se diseña para ser pequeña para permitir que la válvula responda rápidamente a los cambios PWM para regular la velocidad de flujo promedio. El rango de los tamaños de orificio para la válvula de control de flujo de agua es de 0.1-0.25 pulgadas, mientras que el rango de tamaños de orificio para el módulo de control de flujo de jarabe es de 0.020-0.110 pulgadas. Este diseño de flujo lineal permite un flujo uniforme sin una baja depresión significativa . La estructura física del ensamble 20' de válvula de acuerdo con la segunda modalidad difiere de alguna manera de aquella de la primera modalidad y se muestra en detalle en la Figura 7. El ensamble 20' de válvula incluye una placa 602 de montaje de entrada que se monta en una base de fuente o de torre surtidora de bebidas convencional (no mostrada) . La placa 612 incluye orificios 604, 606 de entrada para recibir el concentrado y el agua carbonatada suministrados desde la base de la fuente, y los orificios 608, 610 de montaje que se acoplan con las orejetas de montaje complementarias en la base de la fuente. Un cuerpo 612 de entrada de fluido se conecta a la placa 602 de montaje. Un cuerpo 614 de salida de fluido se conecta con el cuerpo 612 de entrada de fluido. Los reguladores 500 (24, 26) de control de flujo pueden intercalarse entre el cuerpo 612 de entrada de fluido y el cuerpo 614 de salida de fluido para definir pasajes de flujo de agua y concentrado separados. Anillos en forma de 0 pueden colocarse en cada unión de fluido para evitar fugas. Los pasajes 25 y 27 de salida están definidos en el cuerpo 614 de salida de fluido. El sensor 32 de flujo de agua y el sensor 44 de presión de concentrado pueden montarse en el cuerpo 614 de salida para medir la velocidad de flujo y la presión de los flujos de agua y jarabe, respectivamente. El sensor 42 de temperatura de jarabe puede proporcionarse en el pasaje de flujo del concentrado en el cuerpo 612 de entrada de fluido. Las salidas del cuerpo 614 de salida de fluido fluyen dentro de la boquilla 28. Un difusor 616 puede colocarse entre el cuerpo 614 de salida de fluido y la boquilla 28 para asegurar un mezclado adecuado del concentrado y el agua. Una restricción 269 puede colocarse en línea entre el difusor 616 y la salida de jarabe del cuerpo 614 de salida de fluido. Un interruptor 618 convencional para activar el ensamble de válvula puede montarse en la placa 602 de montaje de entrada de fluido y ser activado por una palanca 620, como se conoce en la técnica. Alternativamente, se puede utilizar el interruptor de membrana de la primera modalidad. La palanca 620 se monta de manera pivotal en la placa 622 de base que recibe el cuerpo 614 de salida de fluido. El controlador 22, que puede estar en la forma de un tablero de circuito electrónico, puede montarse en la parte superior de la placa 602 de montaje de entrada conectada, el cuerpo 612 de entrada de fluido y el cuerpo 614 de salida de fluido. Los componentes interiores del ensamble de válvula pueden cubrirse por una cubierta 624 de válvula trasera y una cubierta 626 de válvula frontal, que será visible al operador. La unidad 60 de identificación de jarabe puede montarse en la cubierta 626 front l. La cubierta 626 frontal puede incluir señales para que el usuario pueda visiblemente identificar el tipo de jarabe y la unidad 60 de identificación de jarabe puede proporcionar identificación electrónica del concentrado al controlador 22. Después de montarse en la torre o la base con las orejetas de montaje insertadas en los rebajos 610, un sujetador 628 de retención puede utilizarse para asegurar el ensamble 20' de válvula a la torre. El cuerpo 612 de entrada de fluido y el cuerpo 614 de salida de fluido pueden conectarse por tornillos o cualquier otro medio adecuado . El tablero de circuito del controlador 22 también puede montarse con tornillos . Las cubiertas 224, 226 de válvula frontal y posterior pueden acoplar la placa 222 de base. Una vista ensamblada parcial del ensamble 20' de válvula se muestra en la Figura 8. Aunque se han descrito en lo anterior en detalle modalidades específicas de la presente invención, se entenderá que esta descripción es simplemente para propósitos de ilustración. Varias modificaciones de los aspectos escritos de las modalidades preferidas, además de aquellos descritos anteriormente. Pueden hacerse por aquellos expertos en la técnica sin apartarse del espíritu de la presente invención definida en las siguientes reivindicaciones, el alcance de las cuales será de acuerdo con la interpretación más amplia para abarcar tales modificaciones y estructuras equivalentes .

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un sistema surtidor de bebidas caracterizado porque comprende : una base que incluye líneas de suministro de diluyente y concentrado; y un ensamble de control de flujo que se monta en la base y que comprende como unidad integral: conexiones para conectarse con las líneas de suministro de diluyente y concentrado, una primera válvula para controlar la velocidad de flujo del diluyente, una segunda válvula para controlar la velocidad de flujo del concentrado coleccionado de entre una pluralidad de concentrado, una unidad de identificación para identificar el concentrado seleccionado, un primer sensor utilizado para determinar una velocidad de flujo actual, del diluyente desde la primera válvula, un segundo sensor utilizado para determinar la velocidad de flujo actual del concentrado desde la segunda válvula, y un controlador para controlar la primera y segunda válvulas con base en la información de la unidad de identificación y del primer y segundo sensores, en donde con base en la información de la unidad de identificación, el controlador determina una velocidad de flujo objetivo concentrada del concentrado seleccionado y una proporción objetivo de las velocidades de flujo del diluyente y concentrado, con esto determinando una velocidad de flujo-, objetivo del diluyente del diluyente, y el controlador controla la primera válvula para surtir el diluyente a la velocidad de flujo objetivo del diluyente y controlar la segunda válvula para surtir el concentrado en la velocidad de flujo objetivo de concentrado.
2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque si la velocidad de flujo actual de por lo menos uno del diluyente y el concentrado no pueden cumplir con su velocidad de flujo objetivo respectiva, el controlador cambia por lo menos una de las velocidades de flujo objetivo para estar dentro de un rango que se pueda controlar, las velocidades de flujo objetivo modificadas satisfacen la proporción de objetivo.
3. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de identificación comprende un chip de memoria que se puede conectar al controlador.
4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la unidad de identificación comprende un dispositivo para leer una banda magnética, el código de barras o un chip RFID .
5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo sensor comprende un sensor de presión y un sensor de temperatura .
6. El sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el controlador determina la velocidad de flujo de concentrado actual con base en la identidad del concentrado seleccionado y la presión y temperatura detectadas del concentrado .
7. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el controlador selecciona de los datos almacenados asignados a cada una de la pluralidad de concentrados con base en la identidad del concentrado seleccionado para poder determinar la velocidad de flujo de concentrado actual .
8. El sistema de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque los datos almacenados comprenden una de las tablas de búsqueda y polinomios asignados a cada uno de los concentrados con las variables siendo temperatura y presión.
9. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera válvula comprende un miembro de válvula de un diseño simple y la segunda válvula comprende un miembro de válvula de un diseño más complejo.
10. Un método para surtir una bebida, el método está caracterizado porque comprende los pasos de: identificar un concentrado de entre varios concentrados ; determinar una velocidad de flujo objetivo de un diluyente; determinar la velocidad de flujo objetivo del concentrado con base en la información que corresponde al concentrado identificado; determinar una proporción objetivo de velocidades de flujo de diluyente y concentrado con base en la información que corresponde al concentrado identificado; y determinar la velocidad de flujo actual del diluyente ; determinar la velocidad de flujo actual del concentrado con base en la información que corresponde al concentrado identificado; controlar las velocidades de flujo actuales del diluyente y concentrado para cumplir con sus velocidades de flujo objetivo respectivas; y si la velocidad de flujo actual de por lo menos uno del diluyente del concentrado no pueden cumplir con sus velocidades de flujo objetivo respectivas, cambiar por lo menos una de las velocidades de flujo objetivo para que estén dentro de un rango que se pueda controlar, las velocidades de flujo objetivo modificadas satisfacen la proporción objetivo.
11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la velocidad de flujo actual del concentrado se determina con base en la presión y la temperatura del concentrado.
12. Un aparato para surtir una bebida, el aparato está caracterizado porque comprende: medios para identificar un concentrado de entre varios concentrados ; medios para determinar una velocidad de flujo objetivo del diluyente; medios para determinar la velocidad de flujo objetivo del concentrado con base en la información que corresponde al concentrado identificado; medios para determinar una proporción objetivo de las velocidades de flujo de diluyente y concentrado con base en la información que corresponde al concentrado identificado ; medios para determinar una velocidad de flujo actual del diluyente; medios para determinar una velocidad de flujo actual del concentrado con base en la información que corresponde al concentrado identificado; medios para controlar las velocidades de flujo actual del diluyente y el concentrado para cumplir con sus velocidades de flujo objetivo respectivas; y medios para, si la velocidad de flujo actual de por lo menos uno del diluyente y el concentrado no pueden cumplir con su velocidad de flujo objetivo respectiva, cambiar por lo menos una de las velocidades de flujo objetivo para estar dentro de un rango que se puede controlar, las velocidades de flujo objetivo modificadas satisface la proporción objetivo.
13. El aparato de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la velocidad de flujo actual del concentrado se determina con base en la presión y la temperatura del concentrado.
14. Un aparato surtidor para surtir una bebida formada mezclando un diluyente y un concentrado a una proporción objetivo, la unidad de válvula está caracterizada porque comprende : una válvula de control de flujo de diluyente formada de un primer asiento de válvula y un primer disco con vástago recibido dentro del primer asiento de válvula, el primer disco con vástago tiene una forma simple; y una válvula de control de flujo de concentrado formada de un segundo asiento de válvula y un segundo disco con vástago, el segundo disco con vástago tiene una forma más compleja que la forma de la primera válvula del primer disco con vástago.
15. El aparato de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el segundo disco con vástago está formado de dos o más secciones de formas simples serialmente conectadas .
16. El aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porgue el segundo asiento de válvula tiene una forma simple con dimensiones complementarias a una o dos o más secciones que forman el segundo disco con vastago.
17. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque una de las dos o más secciones que forman el segundo disco con vástago se utilizan junto con el segundo asiento de válvula para controlar la velocidad de flujo de un primer concentrado y otra de las secciones se utiliza para controlar la velocidad de flujo de un segundo concentrado teniendo una viscosidad diferente a aquella del primer concentrado.
18. El aparato de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el primer disco con vástago tiene una forma cónica simple y el segundo disco con vástago está formado de por lo menos dos secciones cónicas de diferentes tamaños y serialmente conectadas .
19. Un ensamble de válvula para controlar el flujo de fluido, caracterizado porque comprende: un pasaje de flujo formado en un cuerpo de válvula,- un primer asiento de válvula colocado en el pasaje de fluj o ; un segundo asiento de válvula colocado en el pasaje de flujo corriente arriba del primer asiento de válvula; un primer miembro de válvula colocado en el pasaje de flujo para acoplarse al primer asiento de válvula; un segundo miembro de válvula proporcionado en el pasaje de flujo para acoplar el segundo asiento de válvula; un primer accionador para accionar el primer miembro de válvula entre una posición abierta para permitir el flujo de fluido a través del pasaje de flujo y una posición cerrada para evitar que el fluido fluya a través del pasaje de flujo; un segundo accionador de válvula para mover el segundo miembro de válvula entre una primera posición para permitir una máxima velocidad de flujo y una segunda posición para permitir una mínima velocidad de flujo; y un controlador para controlar el primer y segundo accionadores para regular el flujo de fluido a través del pasaje de flujo.
20. El ensamble de válvula de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el primer y segundo miembros de válvula comprenden discos .
21. El ensamble de válvula de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el segundo miembro de válvula incluye un orificio para definir la velocidad de flujo mínima y una restricción proporcionada en el pasaje de válvula define la velocidad de flujo máxima.
22. El ensamble de válvula de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porgue el segundo miembro de válvula además comprende orificios adicionales para permitir un flujo máximo a través de la misma y facilitar el movimiento del segundo miembro de válvula en una dirección corriente arriba.
23. El ensamble de válvula de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque los orificios adicionales tienen un corte transversal acumulativo mayor que el corte transversal de la restricción.
24. El ensamble de válvula de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el primer y segundo miembros de válvula se mantienen en las posiciones no activadas por la presión del fluido en el pasaje de flujo.
25. El ensamble de válvula de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el pasaje de flujo es lineal .