專利名稱：帶整體壓力調(diào)節(jié)的預混料分配閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及飲料自動售貨機，更具體地說，涉及但不限于飲料分配閥組件，該組件具有改進的零部件配置能主動調(diào)節(jié)通過它的預混流體的流速和最終壓力，以防止被分配的飲料損失碳酸氣和產(chǎn)生過多的泡沫。
本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)60多年來，以預混料分配閥為特色的飲料自動售貨機始終占據(jù)著市場。預混飲料自動售貨機允許飲料調(diào)味糖漿在把最終的預混流體交付給飲料分配閥之前與清水或碳酸水混合。
反之，在后期混合的飲料自動售貨機中飲料調(diào)味糖漿以及清水或碳酸水被分開引入后期混合閥并且最后在該混合閥內(nèi)進行混合。后期混合的飲料自動售貨機需要許多“現(xiàn)場”處理的飲料形成過程，它們需要借助后期混合閥混合想要的飲料，這些混合閥通常在大型的固定式后期混合飲料自動售貨機之內(nèi)，而且它們要求與公共給水系統(tǒng)連接作為清水和碳酸水的來源。反之，預混飲料自動售貨機分配最終的飲料產(chǎn)品，其中想要的飲料不是由飲料自動售貨機現(xiàn)場生產(chǎn)的，而是在引入預混飲料自動售貨機之前就“預混好”的。因此，預混飲料自動售貨機將適合沒有水可用或水質(zhì)不令人滿意的地方。這個特色還使預混飲料自動售貨機變得非常容易搬動并且比后期混合飲料自動售貨機小巧，從而解釋了它們在體育比賽和其它戶外活動中流行的原因。
過去，預混料分配閥受由于遍布整個組件的流體壓力變化極大引起的麻煩的干擾。通常，預混流體在高壓下(例如，60至80psi(表壓))進入預混料分配閥組件；而在本地大氣壓(例如，0psi(表壓))附近流出閥門的噴嘴。這樣的壓降發(fā)生在組件內(nèi)非常短的距離上和非常短的時間周期里。壓力的超時變化往往導致二氧化碳從預混流體中逸出，通常通過產(chǎn)生泡沫移出，或者導致二氧化碳被預混流體吸收。
具體地說，許多預混料分配閥在實現(xiàn)這樣大而且迅速的壓降期間由于幾個主要因素都曾經(jīng)歷過產(chǎn)生不想要的泡沫和損失碳酸氣。一個這樣的因素來源于環(huán)境溫度從早到晚不斷的變化，這種變化在預混流體中引起壓力隨著環(huán)境溫度使預混流體升溫或降溫變化。第二個因素(通常稱之為“振動”起泡)發(fā)生在分配閥剛剛打開、閥中的內(nèi)部壓力突然從靜態(tài)高壓降到接近大氣壓的時候，這將引起二氧化碳氣體從預混流體中逸出，從而導致產(chǎn)生過多的泡沫。
因此，當前預混料分配閥組件的特色是用來防止由于壓力波動引起產(chǎn)生過多的泡沫和損失碳酸氣的補償器。具體地說，預混流體在從補償器的光滑且狹窄的內(nèi)表面上流過時經(jīng)受壓降，因此導致泡沫減少和二氧化碳氣體損失減少。但是，產(chǎn)生泡沫和損失碳酸氣依然是現(xiàn)有的預混料分配閥的主要問題，因為這樣閥門對預混流體進入補償器時出現(xiàn)的大幅度的和/或迅速的壓力變化缺乏相互作用和調(diào)節(jié)的能力。因此，該補償器不能主動補償這些壓力變化，它往往導致周期性的產(chǎn)生泡沫和損失碳酸氣。
現(xiàn)有的分配閥在承受大幅度的和/或迅速的壓力變化時不能被簡單地調(diào)節(jié)和復位同樣是一個障礙。調(diào)節(jié)壓力包括用一只手保持分配閥打開著，同時用另一只手調(diào)節(jié)位于螺紋通道內(nèi)的螺絲。這個螺紋通道本身又在該組件內(nèi)把預混流體從中流過的內(nèi)部通道與分配閥殼體外表面連接起來。
具體地說，旋轉(zhuǎn)這個螺絲允許改變補償器在內(nèi)部通道內(nèi)的位置。因此，改變補償器在內(nèi)部通道內(nèi)的位置允許調(diào)節(jié)在現(xiàn)有的預混料分配閥組件內(nèi)的壓力?？傊?，拆開分配閥組件后對重大的壓力變化進行調(diào)整或重建壓力往往既費時又辛苦。此外，因為對壓力變化進行調(diào)節(jié)非常困難，所以，現(xiàn)有的預混料分配閥沒有對過分地產(chǎn)生泡沫或損失碳酸氣的效果實施主動控制的能力。
因此，長期以來人們就覺得為了防止被分配的飲料產(chǎn)生泡沫和損失碳酸氣需要一種預混飲料分配閥組件，該組件將無需手調(diào)節(jié)就能對通過該組件的預混流體的重大的壓力變化以及由此產(chǎn)生的流速變化進行主動調(diào)節(jié)。
因此，把調(diào)節(jié)器結(jié)合到帶補償器的預混料分配閥組件中允許預混流體以最佳狀態(tài)保持恒定的壓力，借此防止由于壓力變化引起的復雜狀態(tài)。調(diào)節(jié)器包括一個殼體，該殼體包括入口艙、位于入口艙內(nèi)的接觸部件、安在調(diào)節(jié)器殼體之內(nèi)一端固定在與入口艙相對的一端的錨定部件以及位于調(diào)節(jié)器殼體之內(nèi)一端固定到錨定部件上另一端固定在接觸部件上的彈性部件。具體地說，彈性部件提供對預混流體推動接觸部件的抵抗，借此允許調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)預混流體的流速和壓力水平。接觸部件還定義本質(zhì)上與該接觸部件同心的孔以有利于預混流體通過它流動。
調(diào)節(jié)器可以進一步包括接觸部件導筒，該導筒配置在調(diào)節(jié)器殼體內(nèi)位于調(diào)節(jié)器殼體與接觸部件之間，以有利于接觸部件在承受流體施加的作用力時的移動。在接觸部件導筒的周圍形成出口孔的陣列，以便根據(jù)流體壓力的變化改變從中流過的流體量。
預混料分配閥組件可以進一步包括止回組件，該止回組件位于殼體內(nèi)并且與入口連通。該止回組件包括出口和截止閥組件，后者與出口保持有效的銜接。截止閥在某種程度上使預混流體在止回組件內(nèi)保持恒定壓力成為可能；因此止回組件取消了在需要拆裝特定的預混料分配閥組件時給整個預混飲料自動售貨機減壓的要求。
預混料分配閥組件包括一個柱塞，該柱塞在補償器內(nèi)并且可以從密封補償器出口的第一位置移動到暴露補償器出口的第二位置。補償器本身還包括先導活門組件，該組件與合作地銜接以減少在預混料分配閥組件上展開的靜態(tài)壓力的影響。該補償器有效地建立受控的平滑壓降以防止預混流體從預混料分配閥組件流入下面的杯中時損失碳酸氣和產(chǎn)生泡沫?？傊?，補償器與先導活門組件結(jié)合起來發(fā)揮作用誘導預混流體流中的受控壓降。
先導活門組件包括先導活門殼體、耦合到柱塞上的提升環(huán)、由于把提升環(huán)耦合到先導活門殼體上形成的先導活門艙體以及安放在先導活門艙體內(nèi)的先導活門。先導活門本身包括與柱塞耦合的先導鼓、在先導鼓下面與柱塞耦合的密封鼓以及在密封鼓末端形成的密封頭。
因此，先導活門組件進一步包括由先導活門較低的內(nèi)表面形成的頭座，其中密封鼓的密封頭被設在頂端并且借助柱塞的提升作用離開頭座，從而對在預混料分配閥組件內(nèi)建立的靜態(tài)壓力起作用。先導活門組件進一步包括位于由先導活門殼體較低的中心段形成的區(qū)域內(nèi)的主密封以及由補償器殼體較低的內(nèi)表面形成的主座。主密封設在頂端并且借助柱塞的提升作用離開主座，借此允許大部分預混流體從預混料分配閥組件的出口流出。先導活門組件進一步包括位于先導鼓頂端與柱塞耦合的先導板，借此允許先導活門組件在升起時與柱塞這樣合作，以致主密封從主座頂端升起，從而允許大部分預混流體從預混料分配閥組件的出口流出。
所以，本發(fā)明的目標是提供用于飲料自動售貨機的預混料分配閥組件，憑借調(diào)節(jié)器與補償器以最佳狀態(tài)結(jié)合成一體允許預混流體保持恒定的壓力，從而防止由于壓力變化引起的復雜狀態(tài)。
鑒于下面的介紹，本發(fā)明的其他目的、特色和優(yōu)點對于熟悉這項技術(shù)的人將變得非常明顯。
附圖簡要說明

圖1是圖解說明飲料分配閥組件的局部剖開的透視圖。
圖2是圖解說明在飲料分配閥內(nèi)預混流體從中流過的零部件的透視圖。
圖3是圖解說明飲料分配閥內(nèi)的調(diào)節(jié)器的剖視圖。
圖4是圖解說明處于關(guān)閉狀態(tài)的先導活門組件的剖視圖。
圖5是圖解說明處于打開狀態(tài)的先導活門組件的剖視圖。
本發(fā)明的詳細敘述象要求的那樣，在此揭示本發(fā)明的詳細的實施方案；但是應當理解所揭示的實施方案僅僅是本發(fā)明的范例，本發(fā)明可以用各種各樣的方式予以表現(xiàn)。這些附圖不必按比例繪制，為了展示特定的零部件或步驟的細節(jié)，某些特征可能被夸大。
如圖1至圖5所示，預混料分配閥組件5包括殼體10、噴嘴15、止回組件20、預混料輸送管道30、調(diào)節(jié)器35和補償器36。在這個優(yōu)選實施方案中，補償器的特色是圓筒形殼體65，在其一端形成預混料分配閥組件5的出口，即噴嘴15；壓力補償器70，它設在殼體65之內(nèi)；補償器套筒75，它位于壓力補償器和殼體65之間；先導活門組件86；以及柱塞66，它沿著壓力補償器70的中心線定位在該壓力補償器之內(nèi)并且起打開和關(guān)閉先導活門組件86的作用。
預混飲料自動售貨機(未示出)的特色是有若干個分配閥，因此每個分配閥通常被賦予一種飲料風味，例如可樂、根啤酒或果汁混合飲料。把杯子放在一個分配閥下面并且激活它的噴嘴，該閥門就把想要的風味飲料分配到杯中。因此，想要的風味飲料是在高壓下進入分配閥之前形成的并且是在接近大氣壓的壓力下被分配到杯中的。
在這個優(yōu)選實施方案中，預混料分配閥組件5的殼體10的特色是被理解成永久地固定在一起的底座和后壁11利用適當?shù)倪B接手段形成一個整體部件(見圖1)。除了底座和后壁11之外，殼體10的特色是可拆卸的罩12，這個罩有頂和側(cè)壁，它可以從底座和后壁11上拆除，尤其是在清洗和維修期間。補償器36、止回組件20、預混料輸送管道支承25和致動器40都是利用任何適當?shù)倪B接手段被固定地安裝到殼體10上的零部件。
具體地說，止回組件20借助某種配合與殼體10的外表面連接。止回組件20的特色是通過一系列密封件和鎖定器保持內(nèi)部壓力恒定的內(nèi)艙。具體地說，止回組件20包括出口21，它允許預混流體從止回組件20流到預混料分配閥組件5。(見圖2)。此外，止回組件20提供截止閥組件22，后者允許通過有選擇地密封和打開出口21阻斷預混流體的流動。因此，由于預混流體在其內(nèi)艙內(nèi)保持恒定的壓力，所以該止回組件20取消了在需要拆卸預混料分配閥組件時(尤其是清洗和維修期間)給整個預混飲料自動售貨機減壓的要求。相比之下，沒有止回零部件的閥門組件不得不承受導致飲料機損壞的全面減壓。
預混料輸送管道支承25作為連接件允許預混流體從止回組件20、穿過殼體10流入預混料輸送管道30。預混料輸送管道支承25一端被固定地安裝在殼體10的內(nèi)表面上并且在另一端利用任何適當?shù)倪B接手段接到預混料輸送管道30上。因為它一端安裝在殼體10上，所以預混料輸送管道支承25在預混料輸送管道本身在預混料分配閥組件5之內(nèi)盤繞時為它提供錨定支撐。此外，預混料輸送管道支承25形成密封，這道密封的作用是防止預混流體從預混料輸送管道30和殼體10的連接處滲出。
預混料輸送管道30包括任何適合把預混流體從止回組件20輸送到調(diào)節(jié)器35的導管。調(diào)節(jié)器本身又利用適當?shù)倪B接手段接到預混料輸送管道30上。
為了消除作為振動起泡、環(huán)境溫度的波動和飲料自動售貨機的使用頻率和使用之間的周期的主要結(jié)果在預混料輸送管道30上展開的和在止回組件20內(nèi)展開的重大的壓力不均衡，調(diào)節(jié)器35在預混料分配閥組件5被結(jié)合成一體。調(diào)節(jié)器35對伴隨著預混流體從預混料輸送管道30進入調(diào)節(jié)器35的特征性高流體壓力施加阻尼效應。因此，調(diào)節(jié)器35在預混流體流入補償器36之前通過與流入的預混流體相互作用并調(diào)節(jié)其壓力主動把流速調(diào)節(jié)到預定的水平，并且不管壓力波動有多大和/或多迅速都提供恒定的流速。具體地說，調(diào)節(jié)器35包括圓筒形殼體91；入口艙95，該入口艙是由殼體91的內(nèi)表面在殼體91與預混料輸送管道30的連接位置形成的；接觸部件92，該部件位于入口艙95之內(nèi)；錨定部件94，該部件被置于殼體91之內(nèi)并且被固定在殼體91，用任何適當?shù)墓潭ㄊ侄喂潭ㄔ谂c入口艙95相對的末端上；彈性部件93，該部件在殼體91之內(nèi)并且用任何適當?shù)墓潭ㄊ侄螌⑵湟欢斯潭ㄔ阱^定部件94上、將其另一端固定在接觸部件上。(見圖3)。調(diào)節(jié)器35進一步包括接觸部件導筒96，該導筒配置在殼體91之內(nèi)位于殼體91的內(nèi)部(內(nèi)表面)和接觸部件92之間，以便允許接觸部件92在流體對接觸部件92施力時沿著接觸部件導筒的內(nèi)表面滑動。此外，在接觸部件導筒96周圍形成出口孔97的陣列，以便允許預混流體從中流過。
在操作時，預混流體流入入口艙95，如同方向箭頭90所指示的那樣。然后，預混流體流入接觸部件92。接觸部件92被彈性部件93(在這個優(yōu)選實施方案中是一個螺旋彈簧)支撐著并且對流入入口艙中的預混流體提供足夠的抵抗。接觸部件92定義本質(zhì)上與接觸部件92同心的孔92a，以便允許預混流體從中流過。實現(xiàn)熟悉這項技術(shù)的人將承認用來在接觸部件周圍形成單孔或一系列孔的其它適當?shù)呐渲靡灿欣陬A混流體從中流過。因此，預混流體通過在接觸部件導筒96周圍的孔92a和出口孔陣列97流動。因此，預混流體施加在接觸部件92上的作用力的任何變化都與預混流體的流入壓力的變化成正比。
具體地說，接觸部件92根據(jù)作用力的變化沿著接觸部件導筒96的內(nèi)表面移動，直到流體的作用力與彈性部件93的反向彈力達到平衡為止。在與彈性部件93的力平衡之前，在出口孔97的陣列中被覆蓋或未被覆蓋的孔面積隨著接觸部件92的移動變化，從而允許從中流過的預混流體的量根據(jù)流體壓力的變化而改變，因此調(diào)節(jié)了流體離開調(diào)節(jié)器35時的壓力和流速。如同用方向箭頭99所指示的那樣，預混流體最終通過孔98流出調(diào)節(jié)器35，孔98位于調(diào)節(jié)器35的下半段是由殼體91形成的。
然后，預混流體從調(diào)節(jié)器35流入補償器36的上半段。預混流體流最初進入由殼體65的內(nèi)表面形成的細長的艙室61。補償器套筒75安裝在殼體65之內(nèi)并且與殼體65的中心線對齊，它恰好在細長艙室61的后面，以便在壓力補償器70周圍提供夾套，壓力補償器70也在殼體65內(nèi)。因此，預混流體流繼續(xù)從細長艙室61流入在壓力補償器70和補償器套筒75之間形成的間隙。關(guān)鍵在于這樣的間隙保持嚴格控制公差并且上延伸到預定的最佳距離d，憑借這樣延伸的平面面積通過誘導受控的壓降進一步降低壓力。因此，把補償器集成在預混料分配閥組件之內(nèi)大大減少了產(chǎn)生泡沫和損失碳酸氣的頻率。在這個優(yōu)選實施方案中，壓力補償器70和補償器套筒75是由陶瓷材料制成的，因為陶瓷的物理性能最適合保持嚴格的公差。
最后，預混流體流流過殼體65的下半段，其中殼體65被分配閥殼體10分割。另外，應當強調(diào)的是殼體0為殼體65提供錨定支撐，而殼體65是利用適當?shù)倪B接手段固定到殼體10上的。噴嘴15是由恰好在分配閥10下面的一段殼體65定義的并且包括由殼體65的內(nèi)表面形成的噴嘴通道64。于是，預混流體從殼體65的下半段通過噴嘴通道64流出預混料分配閥組件5進入下面的杯子。
但是，為了使來自間隙的流動完全適應噴嘴15，比較大的孔對于防止產(chǎn)生泡沫是必要的。此外，因為預混流體的靜態(tài)壓力(在預混料分配閥組件5關(guān)閉時)比預混流體的流動壓力(在預混料分配閥組件5打開時)高，所以這樣的初始靜態(tài)壓力對打開任何類型的閥門組件露出大孔必不可少的力都施加相當大的阻力。這個初始阻力在流體開始通過該大孔流動時減弱，因此，在大孔附近的壓力與通過大孔流動的流體的壓力平衡。
為了補償這個初始阻力，先導活門組件86被集成在預混料分配閥組件5之內(nèi)。先導活門組件86安裝在壓力補償器70的下半段并且包括柱塞66。先導活門組件86包括先導活門78～80，它們環(huán)繞著柱塞66并且通過任何適當?shù)倪B接手段固定在柱塞66上。在這個優(yōu)選實施方案中，先導活門78～80的特色是圓筒形先導鼓78、圓筒形密封鼓79和在密封鼓79的一端形成的錐形密封頭80。先導活門組件86包括先導板77，它被固定在先導鼓78的頂端，因此它也環(huán)繞著柱塞66并且被固定在柱塞66上。因此，柱塞66向上移動時，先導板77和先導鼓78與柱塞66一起向上穿越由先導板77與位置恰好在先導板77上方的提升環(huán)76之間的空隙提供的距離。
先導活門組件86進一步包括先導活門艙體，它是由提升環(huán)76從上方定義的；先導活門殼體81，它定義先導活門艙體的中心和下半段，因此先導活門殼體81的上表面被用任何適當?shù)倪B接手段固定到提升環(huán)76的下表面上；以及導管83，通過它預混流體在其路徑上從先導活門艙90流向噴嘴通道64。照這樣，先導活門艙90是由先導活門艙體的內(nèi)表面定義的并且被專門定義成由提升環(huán)76的內(nèi)表面從上方封閉并且由先導活門殼體81從下方封閉的三維空間。
因此，先導活門78～80與柱塞66一起移動，在先導板77接觸提升環(huán)76之前與先導活門殼體81無關(guān)，而在這接觸的一剎那整個先導活門組件86開始隨著柱塞66一起移動。具體地說，先導活門78～80在先導鼓78頂端的先導板77接觸并舉起提升環(huán)76之前向上行進先導板77和提升環(huán)76之間形成的間距，這個間距本身又是預先設定的，以便提供充足的時間使預混流體的壓力因預混流體從先導活門艙90逸出而有所下降。
先導活門組件86進一步包括主密封85，它圍繞著先導活門殼體81較低的中心段。此外，主密封85安裝在由先導活門殼體81較低的外表面和壓力補償器70較低的內(nèi)表面形成的區(qū)域內(nèi)。因此，當先導活門組件86處于關(guān)閉位置時主密封85和密封頭80合作阻止預混流體流從在壓力補償器70和補償器套筒75之間形成的間隙流入噴嘴通道64。見圖4。
具體地說，在處于關(guān)閉位置時，主密封與相應的主座67(它是由殼體65較高的內(nèi)表面形成的)配合對需要防止產(chǎn)生泡沫的大孔形成密封。同樣，處于關(guān)閉位置時，密封頭80與相應的頭座87(它是由先導活門殼體81較低的內(nèi)表面形成的)配合對導管83形成密封，該密封比主密封85形成的密封小。
因此，實際上，首先打開密封頭80和頭座87之間的密封有助于降低預混流體的初始靜態(tài)壓力，從而允許柱塞66施加較小的力(至少低一個數(shù)量級)使先導活門組件86的主密封85從其相應的主座67中升起，于是大孔被打開。因此，處于這種關(guān)閉狀態(tài)時，在先導活門艙90內(nèi)和在主座85上方毗鄰區(qū)域內(nèi)的預混流體的壓力迅速上升到預混料分配閥組件5的總靜態(tài)壓力，該壓力通常是但不限于60～80psi(表壓)。所以，如上所述，克服這個靜態(tài)壓力打開主密封85必不可少的力是非常大的。
先導活門組件86提供減壓效應，在這方面它通過允許由密封頭80和頭座87形成的小得多的密封首先被打開來降低這個力的要求。借此使預混流體的靜態(tài)壓力最終下降到低得多的流動壓力，這個壓力通常接近大氣壓。一旦預混流體的壓力以這種方式被降低，與沒有這樣的減壓效應不得不克服來自靜態(tài)壓力的效應才能提升主密封時必不可少的力相比，比較大的主密封85可以比較容易地被提升，從而以一個大孔為需要流入下面的杯子里的大部分預混流體提供出口。
在操作時，先導活門77～80憑借著它們被固定在柱塞66上與柱塞66一起向上穿越由先導板77和提升環(huán)76之間的間隙提供的距離。這個間隙允許密封鼓78和密封頭80從頭座87的配合表面上升起。在把密封頭80從頭座87上提起時，先導活門艙90內(nèi)的預混流體開始向下流動，通過導管83流入主出口，即噴嘴通道64。
另外，應當強調(diào)的是，最初，當先導活門被關(guān)閉時，預混流體從壓力補償器70和補償器套筒75之間形成的空隙流入先導活門艙90并且在密封頭80被升起之前一直聚集在該活門艙內(nèi)。因此，來自先導活門艙90的預混流體的這種最初的逸出降低了仍然匯集在先導活門艙90內(nèi)的預混流體的環(huán)境壓力以及這樣的空隙內(nèi)的預混流體的壓力，借此這樣的空隙通過在先導活門殼體81內(nèi)提供的小罅隙網(wǎng)絡與先導活門艙90連通。
接下來，以類似于提升先導活門78～80的方式，整個先導活門組件86在先導板77接觸提升環(huán)76之后開始與柱塞66一起跨越在補償器70的下表面和提升環(huán)76的上表面之間形成的間隙68的距離(見圖4至圖5)。具體地說，柱塞66的繼續(xù)向上移動推著提升環(huán)76向上，因為提升環(huán)76通過先導板77與柱塞66耦合。提升環(huán)76向上移動又帶動先導活門艙體的其余部分(尤其是在空間上被安置在先導活門艙體內(nèi)的主密封)向上升起。于是，主密封85從主座67上升起，直到大孔最終被完全暴露出來為止(見圖5)。所以，隨著整個先導活門組件86進入打開位置，余下的大部分預混流體被允許從在補償器70和補償器套筒75之間形成的空隙，沿著殼體65的內(nèi)表面，經(jīng)過打開的主密封85，流入噴嘴通道64，再從噴嘴15流出進入下面的杯中。
關(guān)于先導活門組件的減壓效應的特殊實例如下。受控的流動是通過允許預混流體流過在補償器和補償器套筒之間的0.006英寸的空隙建立的。因此，為了防止預混流體流出該空隙時形成泡沫就需要比較大的孔，大約0.5英寸直徑的孔。沒有減壓效應的話，要反抗預混流體的靜態(tài)壓力把密封0.5英寸直徑的孔的閥門組件提起需要15磅的力。另一方面，利用減壓效應，首先把先導活門內(nèi)的密封頭從相應的頭座上提起只需要不足1磅的力。因此，一旦這種來自最初的靜態(tài)耐壓能力的效應在先導活門艙體內(nèi)開始減弱，大約不足1磅的力對于把主密封從相應的主座上提起是足夠的，并且允許先導活門組件的其余部分保持開著，以便允許大部分預混流體向下流過0.5英寸的孔。
此外，柱塞66(它位于壓力補償器70之內(nèi)并且沿著該補償器的中心線定位)是為安置在預混料分配閥組件5之內(nèi)的致動器40提供向上的力制備的。具體地說，致動器40(在這個優(yōu)選實施方案中是螺線管)被任何適當?shù)倪B接手段固定在由內(nèi)表面在殼體65內(nèi)形成的側(cè)壁上(見圖1)。必須強調(diào)的是熟悉這項技術(shù)的人將樂于承認在機械上、電氣上或在其它方面與這里介紹的螺線管有關(guān)或替代該螺線管的其它適當?shù)暮偷葍r的致動器實施方案。當致動器40被激活時，致動器臂45向上升起，憑借致動器臂45通過連接銷釘100與第一杠桿臂50的一端耦合，它推動那一端向上。在第一杠桿臂50的這一端的向上移動在其對置端提供推動力向下推第二杠桿臂55的一端。第二杠桿臂55的對置端通過任何適當?shù)鸟詈鲜侄务詈系轿挥谥?6頂端的柱塞頭67上。因此，第一杠桿臂50對第二杠桿臂55的一端施加的向下的力使對置端和柱塞頭一前一后地向上升起，這最終允許柱塞66把先導活門78～80提起。
杠桿臂支座60被固定在補償器36的上半部分并且是為在操作期間支撐第一和第二杠桿臂50、55準備的。具體地說，在這個優(yōu)選實施方案中，杠桿臂支座60是一個連接塊，它具有用來支撐第一和第二杠桿臂50、55的通孔部分和用來把杠桿臂支座60固定到補償器36的上半部分上的盤形部分。第一杠桿臂50通過支點銷釘101安裝在法蘭之間的通孔部分上。具體地說，當致動器臂45升起時，第一杠桿臂圍繞著支點銷釘101旋轉(zhuǎn)(該銷釘安裝在杠桿臂支座60的法蘭上)并且借此提供向下的力，由第一杠桿臂50作用于第二杠桿臂55。同樣，第二支點銷釘(未示出)(它在杠桿臂支座60的體內(nèi))把第二杠桿臂55一端的向下移動轉(zhuǎn)化成與柱塞頭67耦合的對置端向上升起。
因此，杠桿臂支座60的盤形部分的下表面遇到并且通過任何適當?shù)倪B接手段固定到補償器36的上表面上。以這種方式將杠桿臂支座60的通孔部分經(jīng)由盤形部分錨定到補償器36上。
不同于預混料分配閥組件5，現(xiàn)有的預混閥組件兩端的壓力必須針對每個重大的壓力波動重新進行調(diào)節(jié)。重新調(diào)整這些預混閥組件本身又涉及手操作調(diào)節(jié)螺絲和反復對每次調(diào)節(jié)的效果進行檢測的艱難的方法。
反之，補償器36在與調(diào)節(jié)器35和止回組件20以最佳狀態(tài)集合成一體時將作為主要的流速控制對預混料分配閥組件5發(fā)揮作用。更關(guān)鍵的是把調(diào)節(jié)器35集成到預混料分配閥組件5中并且恰好放在補償器36的前面允許預混流體維持恒定的壓力，并且借此防止損失碳酸氣和產(chǎn)生過多的泡沫。最終，調(diào)節(jié)器35和補償器36的這種獨特的組合的作用是把跨組件5產(chǎn)生的高壓降低到接近大氣壓，并因此主動控制穿越組件5的流速，借此取消不斷地重新調(diào)整壓力和流速的必要性。
更具體地說，分配閥組件5的特色是把電氣開關(guān)(例如按鈕)集成在組件設計(未示出)內(nèi)。這樣的開關(guān)使顧客有可能通過最初激活致動器40并且最終激活先導活門組件36來調(diào)節(jié)(與調(diào)節(jié)器35合作)在飲料自動售貨機的使用間隙中累積的高壓或者由于環(huán)境溫度使預混流體升溫和冷卻而累積的高壓。另一方面，許多現(xiàn)有的預混閥組件僅僅以補償器為特色。這樣的補償器通常需要通過手操作某個杠桿來激活并且不以自動化致動器為特色。此外，因為它們?nèi)狈εc調(diào)節(jié)器的集成和合作，這些在現(xiàn)有的預混閥組件之內(nèi)的補償器遇到高達130psi(表壓)的高壓，而不是典型的地介于(但不限于)60至80psi(表壓)之間。高壓本身又導致周期性的產(chǎn)生泡沫和損失碳酸氣。
另外，補償器36不再必須補償流速以及由此產(chǎn)生的壓力的大幅度變化，因為由于調(diào)節(jié)器35提前相互阻尼和調(diào)節(jié)的能力這個變化范圍變得相當狹窄。于是，預混流體在流速恒定而且由此產(chǎn)生的壓力象10至20psi(表壓)那樣低的條件下流出調(diào)節(jié)器35。因此，跨補償器36的壓降相當?shù)投彝ǔ＞S持恒定不變?？缪a償器36的任何壓降變化都取決于調(diào)節(jié)器36的相互作用的能力以及補償器70和補償器套筒75之間的空隙是否以允差控制方面的差異為特色或者以補償器70和補償器套筒75的材料質(zhì)量帶來的表面暇疵為特色。但是，這樣的壓力變化與現(xiàn)有的僅以補償器為特色又沒有主動控制流量的綜合手段的預混閥組件所遇到的極大的壓力波動相比是可以忽略的。
補償器36的作用是把預混流體流入補償器36時所維持10至20psi的壓力降低到當預混流體流出補償器36進入噴嘴通道64時的大氣壓。實際上，補償器36在它的空隙上建立一種平滑的受控壓降，以防止損失碳酸氣和產(chǎn)生泡沫。先導活門組件86的減壓效應還使致動器能用較少的功提升柱塞66使它離開防止產(chǎn)生泡沫所需要的大孔。
此外，止回組件20是為了取消維修和清洗期間給整個預混飲料自動售貨機減壓的要求在預混料分配閥組件5內(nèi)提供的器件。具體地說，因為預混流體在它的內(nèi)艙里保持恒定的壓力，所以止回組件20允許預混料分配閥組件5在需要拆開時如此迅速地變成可操作的，以致受控的流動在組件5內(nèi)很容易被誘導，而且不會產(chǎn)生泡沫和損失碳酸氣。
一旦致動器40被激活，預混流體從止回組件20流入預混料輸送管道30。預混流體穿過預混料輸送管道30在大約60psi(表壓)的壓力下流進調(diào)節(jié)器35。調(diào)節(jié)器35對流動著的預混流體流的相互阻尼和調(diào)節(jié)效應起大幅度降低流出時的壓力的作用。因此，預混流體在大約20psi的壓力下從調(diào)節(jié)器35流入補償器36。補償器36和被集成在補償器36的下半段的先導活門組件86合作誘導預混流體流內(nèi)的受控壓降，并借此把剩余的壓力降低到預混流體流出補償器36進入噴嘴通道64時接近大氣壓。然后，預混流體從噴嘴通道64流出預混料分配閥組件5，被分配到下面的杯中。
雖然已經(jīng)利用上述的實施方案介紹了本發(fā)明，但是這樣的介紹僅僅是為了說明的目的，許多不同程度的替代方案、等價方案和變化將落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，這對于熟悉這項技術(shù)的人是顯而易見的。所以，那個范圍在任何方面都不受前面的介紹限制，而僅僅是由權(quán)利要求書定義的。
權(quán)利要求
1.一種用于飲料售貨機的預混料分配閥組件，該組件包括殼體，在該殼體上有一個入口；補償器，該補償器在殼體內(nèi)并且包括連通殼體外面的出口；以及調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器在殼體內(nèi)并且既與殼體的入口耦合又與補償器連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的預混料分配閥組件進一步包括在殼體內(nèi)用于把預混流體從殼體入口輸送到調(diào)節(jié)器的預混料輸送管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的預混料分配閥組件，其中補償器包括補償器殼體；補償器殼體內(nèi)的補償器套筒；在補償器套筒內(nèi)的壓力補償器，它在飲料分配閥組件內(nèi)引起受控的壓降。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的預混料分配閥組件，其中補償器和補償器套筒是由陶瓷材料制成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的預混料分配閥組件進一步包括密封部件，因此允許打開和關(guān)閉補償器的出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的預混料分配閥組件，其中密封部件包括一個柱塞。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的預混料分配閥組件，其中所述柱塞駐留在該補償器內(nèi)并且能從密封補償器出口的第一位置移動到露出補償器的出口的第二位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的預混料分配閥組件，其中密封部件進一步包括驅(qū)動所述柱塞的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的預混料分配閥組件進一步包括與所述柱塞銜接的先導活門組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的預混料分配閥組件，其中所述先導活門組件包括先導活門殼體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的預混料分配閥組件，其中所述先導活門組件進一步包括耦合到柱塞上的提升環(huán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的預混料分配閥組件，其中所述先導活門組件進一步包括通過提升環(huán)耦合與先導活門殼體耦合形成的先導活門艙體。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的預混料分配閥組件，其中所述先導活門艙組件進一步包括安置在先導活門艙體內(nèi)的先導活門。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的預混料分配閥組件，其中先導活門包括與柱塞耦合的先導鼓。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的預混料分配閥組件，其中先導活門進一步包括在先導鼓下面與柱塞耦合的密封鼓。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的預混料分配閥組件，其中密封鼓進一步包括在密封鼓末端形成的密封頭。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的預混料分配閥組件，其中先導活門組件進一步包括由先導活門殼體較低的內(nèi)表面形成的頭座。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的預混料分配閥組件，其中密封鼓的密封頭被設置在頂端并且借助柱塞的提升作用抵抗預混料分配閥組件內(nèi)建立的靜態(tài)壓力從頭座中移出。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的預混料分配閥組件，其中先導活門組件進一步包括主密封，該主密封在由先導活門殼體較低的中心段形成的區(qū)域內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的預混料分配閥組件，其中先導活門組件進一步包括由補償器殼體較低的內(nèi)表面形成的主座。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的預混料分配閥組件，其中主密封被設置在頂端并且借助柱塞的提升作用脫離主座，借此允許大部分預混流體從預混料分配閥組件的出口流出。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的預混料分配閥組件，其中先導活門組件進一步包括定位在先導鼓頂端與柱塞耦合的先導板，借此允許先導活門組件與柱塞一起被舉起，以致主密封從主座升起，因此允許大部分預混流體從預混料分配閥組件出口流出。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的預混料分配閥組件，其中調(diào)節(jié)器包括包括入口艙的調(diào)節(jié)器殼體；定位在入口艙內(nèi)的接觸部件；錨定部件，該部件位于調(diào)節(jié)器殼體內(nèi)被固定在與入口艙相對的末端上；以及彈性部件，該部件位于調(diào)節(jié)器殼體內(nèi)一端固定在錨定部件上，另一端固定在接觸部件上，其中彈性部件抵抗預混流體推動接觸部件，借此允許調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)預混流體的流動速度和壓力水平。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的預混料分配閥組件，其中接觸部件定義允許預混流體流過的孔。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的預混料分配閥組件，其中調(diào)節(jié)器進一步包括在調(diào)節(jié)器殼體內(nèi)配置在調(diào)節(jié)器殼體與接觸部件之間的接觸部件導筒，以利于接觸部件在其中移動。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的預混料分配閥組件，其中接觸部件導筒定義許多在接觸部件導筒周圍形成的出口孔，借此預混流體根據(jù)流體壓力的變化從中流過。
27.根據(jù)權(quán)利要求1的預混料分配閥組件進一步包括在殼體內(nèi)的止回組件，其中止回組件于殼體的入口連通，借此使預混流體承受恒定的壓力并且即使在拆開預混料分配閥組件時也仍然保持這樣的壓力。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的預混料分配閥組件進一步包括在殼體內(nèi)用于把預混流體輸送到調(diào)節(jié)器的預混料輸送管道。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的預混料分配閥組件，其中止回組件進一步包括與預混料分配閥組件連通的出口。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的預混料分配閥組件，其中止回組件進一步包括截止閥組件，該組件駐留在止回組件內(nèi)與止回組件的出口可操作地銜接并且可以在密封預混料分配閥組件的出口的第一位置和暴露預混料分配閥組件的出口的第二位置之間移動，借此允許止回組件阻斷預混流體的流動。
全文摘要
預混料分配閥(5)包括補償器(36)和對高壓流體施加可變的阻尼效應的調(diào)節(jié)器(35)。把調(diào)節(jié)器(35)與補償器(36)結(jié)合成一體允許預混流體維持恒定的壓力和避免由于損失碳酸氣引起的復雜狀態(tài)。預混料分配閥組件(5)包括預混料輸送管道(30),該管道把流體從入口輸送到調(diào)節(jié)器(35)。組件(5)包括在殼體(10)內(nèi)與入口連通的止回組件(20),以便在需要拆開特定的閥門(5)時取消給整個預混飲料自動售貨機減壓的要求。
文檔編號F16K17/30GK1330608SQ99814554
公開日2002年1月9日 申請日期1999年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
發(fā)明者班耐特·G·克瑞德利, 喬治·L·湯普森 申請人:嵐瑟股份有限公司