專(zhuān)利名稱(chēng)：飲料的體積測(cè)量的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飲料分配系統(tǒng)中飲料的體積測(cè)量的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在例如TO2007/019848、TO2007/019849、TO2007/019850、W02007/019851 和 W0200/019853中描述了用于專(zhuān)業(yè)或私人用途的傳統(tǒng)的飲料分配系統(tǒng)，例如由申請(qǐng)人公司生 產(chǎn)的DraughtMaster 系統(tǒng)。這種飲料分配系統(tǒng)主要用于存放和分配碳酸飲料,例如啤酒。 與使用罐子或瓶子相比，使用存放和分配飲料的飲料分配系統(tǒng)提供了許多優(yōu)點(diǎn)。大多數(shù)商 業(yè)的飲料分配系統(tǒng)包括放液(tapping)系統(tǒng)，用于將飲料簡(jiǎn)單地分配到飲料杯和冷卻系統(tǒng) 以將飲料保持在恒定的和正確的低溫。
為了衛(wèi)生的原因，接觸飲料的所有部件都必須以無(wú)菌的方式處理以避免污物和細(xì) 菌進(jìn)入飲料。對(duì)于飲用飲料的任何人，飲料內(nèi)的細(xì)菌滋長(zhǎng)都會(huì)顯著降低飲料的味道并引起 嚴(yán)重的健康問(wèn)題。因而，在大多數(shù)現(xiàn)代的飲料分配系統(tǒng)中，飲料容器、與其相連的分配管路 和放液閥僅僅用于單次使用。這樣，在存儲(chǔ)和分配期間，飲料將遠(yuǎn)離任何可能的污染物。因 而為了確保接觸飲料的部件的無(wú)菌狀態(tài)得以保持，不允許拆卸接觸飲料的部件，即，不允許 從容器拆開(kāi)分配管路或從放液管路拆開(kāi)放液閥。這種拆開(kāi)將危及飲料的無(wú)菌環(huán)境。
某些飲料分配系統(tǒng)，例如上述DraughtMaster 系統(tǒng)，使用重量輕的、可收縮的和 一次性的飲料容器或小桶容納飲料和使用增壓系統(tǒng)以允許飲料從容器流到放液系統(tǒng)?？墒?縮的飲料容器通常由薄的且柔性的塑料制成并且甚至可以呈塑料袋的形式。包含在飲料容 器內(nèi)的典型飲料體積對(duì)于用于私人用戶(hù)的系統(tǒng)在5-10升之間，對(duì)于用于專(zhuān)業(yè)用戶(hù)例如酒 吧和餐館的系統(tǒng)在10-50升之間。甚至更大的容器，例如1000升或更大的罐子，可用于具 有非常大的飲料營(yíng)業(yè)額的專(zhuān)業(yè)用戶(hù)，例如競(jìng)技場(chǎng)、體育場(chǎng)等等。飲料容器的頂部空間非常小 或者不存在，充滿(mǎn)的飲料容器容納在飲料分配系統(tǒng)的壓力室的內(nèi)部容積中。
在用戶(hù)可以開(kāi)始飲料分配操作之前，必須將預(yù)先充滿(mǎn)的可收縮容器安裝到飲料分 配系統(tǒng)的壓力室中。因而打開(kāi)壓力室并將飲料容器安裝在其中，之后密封并增壓壓力空間。 壓力室中的壓力防止飲料碳化物的任何大的流失并允許通過(guò)壓縮飲料容器將飲料經(jīng)由放 液管路推到放液系統(tǒng)。當(dāng)飲料容器排空時(shí)，它已經(jīng)收縮并可以通過(guò)打開(kāi)壓力室而將其從內(nèi) 部容積中移除。
上述飲料分配系統(tǒng)的缺點(diǎn)是由于內(nèi)部容積被增壓，所以在安裝之后通常不能沒(méi)有 困難地檢查飲料容器。僅僅能在第一次釋放壓力室內(nèi)的壓力之后執(zhí)行檢查。通常，飲料容 器在壓力室內(nèi)保留幾個(gè)星期，并且在該時(shí)間期間，飲料分配系統(tǒng)可能被許多人使用。因而， 希望分配飲料的用戶(hù)不能容易地確定飲料分配系統(tǒng)中剩余的飲料量。相反，通過(guò)估計(jì)容器 中飲料的重量或可選地進(jìn)行視覺(jué)檢查，用戶(hù)確定瓶子或罐中的剩余飲料量是非常簡(jiǎn)單的。
希望進(jìn)行一系列飲料分配操作，例如為一群人將幾個(gè)飲料杯充滿(mǎn)飲料，的用戶(hù)所 操作的飲料分配系統(tǒng)可能偶爾出現(xiàn)飲料容器中剩余的飲料量不足的情況。因而用戶(hù)偶爾可 能必須在飲料容器排空時(shí)中斷飲料分配。這種中斷可能非常討厭，特別是在僅僅服務(wù)了團(tuán)體中的幾個(gè)成員的情況下。如果用戶(hù)能對(duì)剩余的飲料至少有個(gè)估計(jì)，則在開(kāi)始飲料分配操 作之前，用戶(hù)可能想使用另一個(gè)飲料分配系統(tǒng)或安排新的冷的飲料容器安裝在飲料分配系 統(tǒng)中。因而，需要如下技術(shù)在不需進(jìn)行重量估計(jì)或視覺(jué)檢查的情況下估計(jì)飲料容器中剩余 的飲料量。
確定可收縮容器中剩余飲料的體積的一種方式是測(cè)量和存儲(chǔ)具有預(yù)定容積的飲 料容器的流出飲料的體積。然而，并非所有飲料容器都具有預(yù)定容積，例如當(dāng)在飲料分配系 統(tǒng)中安裝已經(jīng)分配了一些飲料的飲料容器時(shí)。此外，當(dāng)碳酸飲料，例如啤酒，在分配期間產(chǎn) 生至少一些數(shù)量的泡沫時(shí)，泡沫可能已經(jīng)產(chǎn)生在從飲料容器通向放液系統(tǒng)的分配管路中。 這種泡沫引起飲料體積膨脹并致使流量測(cè)量的準(zhǔn)確性較差。這可能導(dǎo)致用戶(hù)相信較少的飲 料剩余在飲料容器中。此外，測(cè)量飲料的流出量是不希望的，因?yàn)檫@使接觸飲料的機(jī)械部件 成為必需。通常，為了衛(wèi)生的原因，在現(xiàn)代的飲料分配系統(tǒng)中接觸飲料的所有部件都是可更 換的和僅僅使用一次的。這將要求測(cè)量系統(tǒng)是可更換的，因而非常昂貴。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)產(chǎn)生了測(cè)量飲料容器中剩余飲料的幾種方法。一些技術(shù)是基 于分配閥或飲料龍頭的位置。在US4225057A中描述了利用閥或龍頭的位置計(jì)算剩余容量 的裝置的一個(gè)例子，該裝置用耦合到飲料出口的位置檢測(cè)裝置檢測(cè)在出口的打開(kāi)和關(guān)閉位 置之間的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)出口的預(yù)定流量允許計(jì)算通過(guò)的流體的總量。備選地，如US5511694 中描述的，利用手柄處于打開(kāi)位置中的時(shí)間的計(jì)算結(jié)果來(lái)計(jì)算剩余體積，然后將其顯示在 顯示器上。
在US2008/0071424中披露了一種改進(jìn)的解決方案，其描述了基于耦合到控制閥 分配機(jī)構(gòu)的位置流量感測(cè)裝置的流體流量測(cè)量系統(tǒng)，用于利用基于壓力、管路直徑等等的 轉(zhuǎn)換函數(shù)將位置信息轉(zhuǎn)換成流量。在US7096617B2中披露了一種緊湊的解決方案，其中用 光源照亮龍頭手柄。當(dāng)龍頭被移動(dòng)時(shí)，龍頭手柄中的運(yùn)動(dòng)傳感器啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，在達(dá)到預(yù)定時(shí) 間之后，計(jì)時(shí)器中斷通向光源的電力，表明小桶幾乎排空。除了上面的文獻(xiàn)之外，還發(fā)現(xiàn)了 一些參考文獻(xiàn)，其基于分配裝置的其他元件的動(dòng)作計(jì)算剩余體積，例如US7337920B2，其利 用步進(jìn)馬達(dá)分配調(diào)味液，利用分配的數(shù)量和每次分配的體積來(lái)計(jì)算剩余體積。另一個(gè)例子 是EP1218286B1，其中在小桶上安裝體積計(jì)算器和存儲(chǔ)器，流出的量用來(lái)表明小桶何時(shí)幾乎 排空。
許多現(xiàn)有技術(shù)利用壓力測(cè)量小桶的容量。US3311267A披露了與啤酒龍頭管路和 頂部空間相連的可視管，因而允許讀取容器中啤酒的高度。描述了利用容器中的飲料和 頭部空間氣體之間的壓差的技術(shù)的其他文獻(xiàn)是GB1223848A、US3956934A、GB1577499A、 GB2077432A、GB2099584A、EP2065685A2、US2009/0165477A1。另外，在 EP0791810A2 中披露 了用于測(cè)量包裝在大罐子中的袋子內(nèi)的麥芽飲料的體積的方法，其中袋子中的可拆開(kāi)的管 彎頭具有壓差傳感器。另外的披露測(cè)流速管的參考文獻(xiàn)是EP2041525A1，其中測(cè)流速管被 增壓到與容器中的液體相同的壓力。在GB2192989A中披露了用于確定容器中液體高度的 壓差技術(shù)的變型，其中迫使氣體進(jìn)入小桶底部的具有開(kāi)口的矛狀件。當(dāng)氣泡開(kāi)始從開(kāi)口產(chǎn) 生時(shí)，供應(yīng)的氣體和小桶頂部空間之間的壓力差表明了飲料的高度。在公開(kāi)的GB2094474 中描述了類(lèi)似的技術(shù)。壓力也可以用來(lái)測(cè)量流量，如EP0414156A2中所述，其中流量計(jì) 包括已知長(zhǎng)度、尺寸和材料的管路段，其提供由于其中的阻力引起的可測(cè)量的壓差。在 W02004/050537A2中，描述了一種技術(shù)，其中利用正常分配周期之后小桶中的壓力上升的時(shí)間變化率來(lái)確定飲料容器中剩余的飲料體積。然而，這要求恒定的氣體填充率，其可能難以 通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)的硬件獲得。系統(tǒng)內(nèi)的壓力波動(dòng)也可能在壓力升高的時(shí)間變化率的數(shù)學(xué)確定 中引起誤差。
又一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)測(cè)量代替流出飲料的流入氣體而間接確定流出飲料容 器的飲料體積。以這種方式，避免了與直接測(cè)量流出飲料容器的飲料相關(guān)的問(wèn)題。在 EP2053014A1提供的技術(shù)中測(cè)量增壓氣體向容器中的流入量，由此基于氣體流量計(jì)算飲料 容器中剩余的飲料量。這種間接測(cè)量方法的缺點(diǎn)是累積系統(tǒng)誤差的可能性，累積系統(tǒng)誤差 可能顯著影響最終結(jié)果，即，在幾乎空的飲料容器中的飲料體積的確定。在EP2091858A1中 描述了用于瓶子的類(lèi)似技術(shù)，其中倒出噴口具有氣流測(cè)量單元，用于測(cè)量向安裝有該噴口 的容器中的空氣流入，由此可以確定分配的體積。
另外的現(xiàn)有技術(shù)參考文獻(xiàn)利用飲料容器的重量來(lái)確定剩余容量。在DE3511224中 描述了一個(gè)例子，其中用于記錄來(lái)自飲料容器的液體容量的裝置包括用于測(cè)量容器重量的 傳感器。另外的參考文獻(xiàn)是 US5837944A、GB2354080A 和 US7255003B2。如 US5007560A 中 所描述的，通過(guò)監(jiān)視供應(yīng)小桶的重量減小，重量測(cè)量也已經(jīng)用來(lái)分配預(yù)定重量的飲料。
此外，對(duì)溫度敏感的液晶已經(jīng)用來(lái)檢測(cè)容器中的液體高度。在US5894089A中披露 了一種技術(shù)，其中描述了用于檢測(cè)液體高度的指示器，其包括具有熱敏帶的器皿，其中在使 用期間，將熱的或冷的流體注入器皿中，由此器皿被壓靠在容器的壁上，在容器中在液體的 高度處提供顏色變化。容器中的頂部空間和液體的不同熱傳輸性質(zhì)引起顏色變化。另外的 參考文獻(xiàn)包括 US6260414B1、US6925872B2 和 US7302846B2。在 EP1009978A1 中描述了備選 技術(shù)，其中手持式設(shè)備包括用于確定容器中的流體高度的溫度敏感的裝置，還包括用于計(jì) 算容器中的流體量的微處理器。
此外，已經(jīng)用電極來(lái)檢測(cè)液體高度，一個(gè)參考文獻(xiàn)是GB2170602A，其中利用位于 第一和第二高度處的第一和第二導(dǎo)電體之間的電容來(lái)測(cè)量器皿中的液體高度，電容隨著液 體高度而改變。在兩個(gè)檢測(cè)器之間流動(dòng)的電流也可以用來(lái)確定檢測(cè)器是否被液體覆蓋，如 US4732297A中描述的。
此外，已經(jīng)用光來(lái)檢測(cè)容器中的液體高度。GB2273560A描述了一種液體檢測(cè)裝 置，其具有光電傳感器用于確定液體高度降低到預(yù)定高度之下的時(shí)間。液體和頂部空間中 的氣體之間的折射率的不同影響傳感器中的內(nèi)反射。也可以通過(guò)光檢測(cè)液體的流動(dòng)，如 US6819250B2中所描述的，其中液體傳感器包括透光管狀體，液體流過(guò)該管狀體，安裝在該 管狀體上的光傳感器感測(cè)流過(guò)管狀體的液體的存在或不存在。攝像機(jī)已經(jīng)用在飲料灌裝機(jī) 中，如EP0613854B1中所描述的，其中利用攝像機(jī)確定液體高度。JP2007-278778披露了一 種用于檢查填充了液體的容器的裝置，其中通過(guò)檢測(cè)穿過(guò)容器的X射線(xiàn)來(lái)檢測(cè)液體高度。 然而，上面的方法難以與可收縮的容器共同使用，因?yàn)檫@種容器在分配期間具有不可預(yù)測(cè) 的變形。
在EP1506523中提出用超聲波確定液體高度，其披露了一種技術(shù)，其中利用壓電 致動(dòng)器，通過(guò)測(cè)量容器內(nèi)的填充管的回聲，置于飲料容器的閥裝置內(nèi)的無(wú)線(xiàn)通信裝置可以 與另外的傳感器通信以確定液體高度。此外，JP2005-274204披露了一種測(cè)量導(dǎo)管，其使用 兩個(gè)超聲波振蕩器測(cè)量在啤酒流中的超聲波的時(shí)間延遲以確定啤酒的流量。
US5909825定義了一種使用第一和第二容器的飲料分配系統(tǒng)，每個(gè)容器都具有浮子傳感器以表明相應(yīng)容器內(nèi)的液體高度。此外，GB2263687A披露了一種流量計(jì)，其具有可 通過(guò)啤酒的流動(dòng)而旋轉(zhuǎn)的元件。US20050194399A1披露了一種通過(guò)體積測(cè)量啤酒流量的飲 料分配系統(tǒng)，流量傳感器使用渦輪和紅外線(xiàn)以獲得流量信號(hào)。上面所有的技術(shù)都要求對(duì)現(xiàn) 有的飲料分配系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)質(zhì)改變。
上面所有的美國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)在此并入作為參考。
因而，本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于精確測(cè)量飲料分配系統(tǒng)中的剩余飲料體積的技 術(shù)。本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)是提供用于精確測(cè)量剩余體積而不必對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)進(jìn)行任何實(shí)質(zhì) 改變，例如需要過(guò)度額外的硬件的技術(shù)。本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)是提供用于精確測(cè)量剩余體 積的技術(shù)，該技術(shù)不會(huì)遭受任何系統(tǒng)累積誤差或類(lèi)似的數(shù)學(xué)誤差。發(fā)明內(nèi)容
將會(huì)由本發(fā)明的以下詳細(xì)說(shuō)明而顯而易見(jiàn)的上述目標(biāo)連同許多其他目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和 特征是根據(jù)本發(fā)明的第一方面，其通過(guò)確定包含在可收縮飲料容器中的飲料的體積的方法 而獲得，該飲料優(yōu)選為碳酸飲料如啤酒或軟飲料，該方法包括提供飲料分配系統(tǒng)，該飲料分 配系統(tǒng)包括
壓力室，可收縮容器包含在壓力室中，壓力室限定與飲料體積和殘余氣體體積的 總和相等的內(nèi)部容積，
增壓系統(tǒng)，用于從壓力室外部向殘余氣體體積供應(yīng)某體積的大氣壓氣體，和
壓力傳感器，用于分別檢測(cè)內(nèi)部容積中的低壓值和高壓值，低壓值等于或高于大 氣壓，高壓值高于低壓值，
方法還包括下列步驟
響應(yīng)于檢測(cè)到內(nèi)部容積的低壓值，通過(guò)利用增壓系統(tǒng)向殘余氣體體積供應(yīng)所述體 積的氣體，將內(nèi)部容積中的壓力從低壓值升高到高壓值，
在檢測(cè)到內(nèi)部容積中的低壓值和檢測(cè)到內(nèi)部容積中的高壓值之間，確定通過(guò)增壓 系統(tǒng)從壓力室外部向殘余氣體體積供應(yīng)的氣體體積，和
建立包含在可收縮飲料容器中的飲料體積的測(cè)量，該測(cè)量是基于氣體體積、內(nèi)部 容積、低壓值和高壓值。
可收縮容器是在飲料分配操作期間變形的類(lèi)型，飲料容器中的飲料量本質(zhì)上總是 由飲料容器本身的容積限定，當(dāng)排空時(shí)，飲料容器將完全收縮或變平。壓力室應(yīng)該是剛性 的，即，它應(yīng)該能經(jīng)受住至少比大氣壓高幾個(gè)巴的壓力而不會(huì)凸脹或變形。當(dāng)在壓力室中 放入新的滿(mǎn)的飲料容器時(shí)，用壓力室的內(nèi)部容積減去飲料體積所得到的殘余體積應(yīng)該相當(dāng) 小，例如是初始飲料體積的5%-50%，優(yōu)選地10%-20%。增壓系統(tǒng)可以是泵或壓縮機(jī)，其能與 壓力室中的壓力無(wú)關(guān)地將預(yù)定體積的大氣氣體引入壓力室。優(yōu)選的增壓系統(tǒng)包括往復(fù)式活 塞泵。壓力傳感器例如可以是用于確定大約為大氣壓的壓力的電子傳感器或壓力開(kāi)關(guān)。飲 料分配系統(tǒng)外部的壓力可以被認(rèn)為是I大氣壓或I巴。低壓值和高壓值可以任意選擇。然 而，低壓值優(yōu)選地可以足夠高以允許正確的飲料分配，而高壓值優(yōu)選地可以足夠低以不產(chǎn) 生分配飲料的過(guò)多泡沫。
當(dāng)內(nèi)部容積中的壓力降低到低壓值以下時(shí)，與壓力的降低是否為氣體從內(nèi)部容積 泄露的結(jié)果或飲料分配操作的結(jié)果無(wú)關(guān)，啟動(dòng)增壓系統(tǒng)以恢復(fù)高壓?？梢灶A(yù)期，一些飲料分8配系統(tǒng)可能在啟動(dòng)增壓系統(tǒng)之前允許較低的壓力，例如，在飲料分配操作中斷之前可能不 啟動(dòng)增壓系統(tǒng)。供應(yīng)到內(nèi)部容積中的氣體體積可以通過(guò)增壓系統(tǒng)確定。殘余體積的體積可 以被確定為供應(yīng)到內(nèi)部容積的氣體體積除以高壓值和低壓值之差。在給定時(shí)間柔性容器中 的剩余飲料體積可以通過(guò)從殘余體積減去內(nèi)部容積來(lái)確定?？梢灶A(yù)期，容器的壁是薄的因 而不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。飲料分配系統(tǒng)的控制單元可以用于執(zhí)行計(jì)算，執(zhí)行計(jì)算的控制單元 可以包括微處理器。本方法優(yōu)選地在非飲料分配期間使用，即，在非飲料分配期間啟動(dòng)增壓 系統(tǒng)。當(dāng)每秒分配的飲料體積基本上小于通過(guò)增壓系統(tǒng)每秒引入到殘余體積中的增壓氣體 體積時(shí)，本方法也可以在飲料分配期間使用。本方法將飲料容器中的剩余飲料體積作為絕 對(duì)體積測(cè)量進(jìn)行測(cè)量而不依賴(lài)任何在先的測(cè)量結(jié)果。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，方法還包括下列步驟
從可收縮飲料容器向外部分配飲料，同時(shí)允許內(nèi)部容積中的壓力從高的中間壓力 值減小到低的中間壓力值，和
建立從可收縮飲料容器分配的飲料體積的測(cè)量，該測(cè)量是基于包含在可收縮飲料 容器中的飲料體積的在先測(cè)量、內(nèi)部容積、低的中間壓力值和高的中間壓力值。本方法優(yōu)選 地在飲料分配期間在增壓系統(tǒng)停用時(shí)使用。通過(guò)測(cè)量分配期間的壓力降低，可以確定分配 的飲料的體積。因而，剩余體積必須是從分配的飲料體積減去的最近一次確定的飲料體積。 高的中間壓力和低的中間壓力在某些實(shí)施例中可以與高壓值和低壓值相同。本方法使用剩 余飲料體積的在先測(cè)量結(jié)果，因而累積誤差可能被引入到計(jì)算結(jié)果中。為了避免累積誤差， 飲料分配操作一結(jié)束，就可以根據(jù)上面提到的絕對(duì)體積測(cè)量方法確定飲料容器中的剩余飲 料。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，方法還包括下列步驟
建立內(nèi)部容積的分配后壓力值，分配后壓力的測(cè)量是基于包含在可收縮飲料容器 中的飲料體積的在先測(cè)量、內(nèi)部容積、待分配飲料的預(yù)定體積和內(nèi)部容積的分配前壓力值， 和
將飲料從可收縮飲料容器分配到外部的同時(shí)允許內(nèi)部容積中的壓力從分配前壓 力值降低到分配后壓力值。分配后壓力值是由于分配預(yù)定體積的飲料而導(dǎo)致的算出的壓 降。分配前壓力值是分配開(kāi)始之前的殘余體積中的壓力。分配前壓力可以對(duì)應(yīng)于高壓值， 并且分配后壓力值可以對(duì)應(yīng)于低壓值。通過(guò)當(dāng)增壓系統(tǒng)停用時(shí)首先確定殘余體積中的壓力 將會(huì)由于分配預(yù)定體積的飲料而降低多少，當(dāng)達(dá)到計(jì)算的分配后壓力值時(shí)可以中斷飲料分 配。以這種方式可以實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)分配預(yù)定體積的飲料。預(yù)定體積的飲料可以是一份飲料 用量，例如O. 5升或O. 33升。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，方法還包括下列步驟
將飲料從可收縮飲料容器分配到外部的同時(shí)通過(guò)使用增壓系統(tǒng)將進(jìn)一步的氣體 體積供應(yīng)給殘余氣體體積，并同時(shí)允許內(nèi)部容積中的壓力從第一壓力值改變成第二壓力 值，
在檢測(cè)到內(nèi)部容積中的第一壓力值和檢測(cè)到內(nèi)部容積中的第二壓力值之間，確定 通過(guò)增壓系統(tǒng)從壓力室的外部供應(yīng)給殘余氣體體積的進(jìn)一步的氣體體積,和
建立從可收縮飲料容器分配的飲料體積的測(cè)量，該測(cè)量是基于包含在可收縮飲料 容器中的飲料體積的在先測(cè)量、內(nèi)部容積、進(jìn)一步的氣體體積、第一壓力值和第二壓力值。
本方法可以在飲料分配期間在啟動(dòng)增壓系統(tǒng)時(shí)使用，并且優(yōu)選地在分配期間當(dāng)每 秒分配的飲料體積基本上等于或大于通過(guò)增壓系統(tǒng)每秒引入到殘余體積中的增壓氣體量 時(shí)使用。第一壓力值可以對(duì)應(yīng)于高壓值并且第二壓力值可以對(duì)應(yīng)于低壓值。備選地，第一 和第二壓力值可以相等。本方法使用剩余飲料體積的在先測(cè)量結(jié)果，因而累積誤差可能被 引入到計(jì)算結(jié)果中。為了避免累積誤差，飲料分配操作一結(jié)束，就可以根據(jù)上面提到的絕對(duì) 體積測(cè)量方法確定飲料容器中的剩余飲料。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，方法還包括下列步驟
建立內(nèi)部容積的分配后壓力值，分配后壓力的測(cè)量是基于包含在可收縮飲料容器 中的飲料體積的在先測(cè)量、內(nèi)部容量、待分配飲料的預(yù)定體積、內(nèi)部容積的分配前壓力值和 在檢測(cè)到內(nèi)部容積中的分配前壓力值和檢測(cè)到內(nèi)部容積中的分配后壓力值之間通過(guò)增壓 系統(tǒng)從壓力室的外部供應(yīng)給殘余氣體體積的進(jìn)一步的氣體體積，和
將飲料從可收縮飲料容器分配到外部的同時(shí)通過(guò)使用增壓系統(tǒng)將進(jìn)一步的氣體 體積供應(yīng)給殘余氣體體積并且同時(shí)允許內(nèi)部容積中的壓力從分配前壓力值改變成分配后 壓力值。以這種方式，可以在增壓系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)以類(lèi)似于上述方法分配預(yù)定體積的飲料。當(dāng) 達(dá)到計(jì)算的分配后壓力值時(shí)中斷飲料分配。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，增壓系統(tǒng)執(zhí)行多個(gè)操作周期，每個(gè)操作周期包括下列 步驟
封閉來(lái)自壓力室外部的預(yù)定體積的氣體，和
將預(yù)定體積的氣體引入到殘余氣體體積中，具體的體積等于所述預(yù)定體積乘操作 周期的數(shù)量。這種增壓系統(tǒng)包括根據(jù)往復(fù)式活塞原理工作的泵和壓縮機(jī)等等。閥、轉(zhuǎn)子或 門(mén)可以用來(lái)封閉預(yù)定氣體量。預(yù)定體積的氣體在進(jìn)入內(nèi)部容積之前或期間被壓縮到內(nèi)部容 積的壓力。氣體通常是空氣。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，操作周期的數(shù)量通過(guò)測(cè)量執(zhí)行操作周期的時(shí)間而確 定，或者，備選地，其中增壓系統(tǒng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并且操作周期的數(shù)量通過(guò)測(cè)量在執(zhí)行操作 周期期間的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)而確定，或者又備選地，其中當(dāng)增壓系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)通過(guò)測(cè)量在內(nèi)部容 積中出現(xiàn)的壓力波動(dòng)的數(shù)量而確定操作周期的數(shù)量。如果增壓系統(tǒng)能夠隨時(shí)間提供相同體 積的空氣而無(wú)關(guān)內(nèi)部容積的壓力并且無(wú)關(guān)外部條件，而且增壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)快速達(dá)到額 定工作速度而不會(huì)受到任何顯著的啟動(dòng)延遲，則操作次數(shù)可以通過(guò)增壓系統(tǒng)的啟動(dòng)時(shí)間而 確定。備選地，電動(dòng)機(jī)或連接到其上的飛輪的轉(zhuǎn)數(shù)可以通過(guò)使用電觸點(diǎn)或光電管等等而監(jiān) 視。又備選地，可以使用用于測(cè)量?jī)?nèi)部容積的壓力的電子傳感器或壓力開(kāi)關(guān)，因?yàn)樵鰤合到y(tǒng) 的每個(gè)沖程產(chǎn)生進(jìn)入內(nèi)部室的壓力波。通過(guò)測(cè)量壓力波的數(shù)量，可以估計(jì)周期數(shù)量。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，飲料體積的測(cè)量確定為等于內(nèi)部容積減去具體體積除 以高壓值和低壓值之間的差。在使用理想氣體定律并且忽略?xún)?nèi)部容積的內(nèi)部和外部之間的 溫度差的情況下，可以使用上述公式計(jì)算飲料容器中剩余的飲料體積。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，飲料分配系統(tǒng)還包括用于確定壓力室之外的外部壓力 值的壓力傳感器和/或用于確定壓力室之外的外部溫度值的溫度傳感器，外部壓力值和/ 或外部溫度值被用于建立飲料體積的測(cè)量。由于壓力室的較低溫度而產(chǎn)生的壓降可以通過(guò) 監(jiān)視內(nèi)部容積之外和之內(nèi)的溫度而確定。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，低壓值是大約I. 6巴并且高壓值是大約I. 8巴的絕對(duì)壓力。以上數(shù)值是在獲得良好的飲料流動(dòng)的同時(shí)避免過(guò)量泡沫的典型數(shù)值。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，該方法還包括提供包含在可收縮飲料容器中的飲料體 積的測(cè)量結(jié)果的可視標(biāo)志的步驟，其中可視標(biāo)志從飲料分配系統(tǒng)的外部可視，可視標(biāo)志指 示包含在可收縮飲料容器中的飲料體積的測(cè)量結(jié)果高于還是低于預(yù)定體積值，優(yōu)選地有至 少兩個(gè)預(yù)定體積值，例如飲料體積高于3/4內(nèi)部容積，高于1/2內(nèi)部容積和高于1/4內(nèi)部容 積，最優(yōu)選地可視標(biāo)志是包含在可收縮飲料容器中的飲料體積測(cè)量結(jié)果的連續(xù)標(biāo)志，例如 量規(guī)。優(yōu)選地，有些可視標(biāo)志給出剩余飲料的量。該標(biāo)志例如可以是模擬或數(shù)字量規(guī)、一個(gè) 或多個(gè)燈等等。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，該方法還包括通過(guò)監(jiān)視增壓系統(tǒng)的總操作時(shí)間對(duì)壓力 設(shè)備的磨損和破損進(jìn)行線(xiàn)性補(bǔ)償。申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)磨損和破損引起增壓系統(tǒng)的泄漏，該泄露 關(guān)于飲料分配系統(tǒng)的操作時(shí)間基本上是線(xiàn)性的。計(jì)算單元可以補(bǔ)償增壓系統(tǒng)的這種泄漏。
將會(huì)由本發(fā)明的以下詳細(xì)說(shuō)明而顯而易見(jiàn)的上述目標(biāo)連同許多其他目標(biāo)、優(yōu)點(diǎn)和 特征是根據(jù)本發(fā)明的第二方面，其通過(guò)一種飲料分配系統(tǒng)而獲得，飲料分配系統(tǒng)包括
壓力室，用于容納包含某體積飲料的可收縮容器，所述飲料優(yōu)選為碳酸飲料例如 啤酒、汽水、可樂(lè)、補(bǔ)充劑等等，壓力室限定與飲料體積和殘余氣體體積的總和相等的內(nèi)部 容積，
壓力傳感器，用于分別檢測(cè)內(nèi)部容積中的低壓值和高壓值，低壓值等于或大于大 氣壓，高壓值大于低壓值，和
增壓系統(tǒng)，用于響應(yīng)于檢測(cè)到內(nèi)部容積的低壓值向殘余氣體體積供應(yīng)氣體，將內(nèi) 部容積中的壓力從低壓值升高到高壓值，在檢測(cè)到內(nèi)部容積中的低壓值和檢測(cè)到內(nèi)部容積 中的高壓值之間，飲料分配系統(tǒng)確定增壓系統(tǒng)從壓力室外部接收到的、被增壓系統(tǒng)壓縮的 并且弓I入殘余氣體體積的具體氣體體積，并且建立包含在可收縮飲料容器中的飲料體積的 測(cè)量，該測(cè)量基于具體氣體體積、內(nèi)部容積、低壓值和高壓值。能預(yù)期可以將根據(jù)第二方面 的系統(tǒng)與根據(jù)第一方面的方法一起使用。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，增壓系統(tǒng)包括外殼、在外殼內(nèi)操作的往復(fù)式活塞和單 向閥，每個(gè)操作周期包括活塞的向前和隨后向后的沖程，具體體積等于活塞的每個(gè)沖程覆 蓋的體積，或者備選地，其中增壓系統(tǒng)包括外殼和在外殼中操作的旋轉(zhuǎn)元件，每個(gè)操作周期 包括旋轉(zhuǎn)元件的360度旋轉(zhuǎn)，具體體積等于旋轉(zhuǎn)元件在360度旋轉(zhuǎn)期間覆蓋的體積。因而 增壓系統(tǒng)可以包括均為往復(fù)式活塞類(lèi)型和膠囊類(lèi)型的泵和壓縮機(jī)。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，內(nèi)部容積在5升到50升的范圍內(nèi)，例如在5-10升、 10-20升、20-30升、30-40升或40-50升之間。私人系統(tǒng)的典型體積在5_10升之間，專(zhuān)業(yè)系 統(tǒng)的典型體積在10-50升之間。
根據(jù)方法的另一個(gè)實(shí)施例，在分配期間內(nèi)部空間中的壓力保持低于或等于低壓 值，優(yōu)選在I. 3和I. 6巴的范圍內(nèi)，例如在I. 4和I. 5巴的范圍內(nèi)。能預(yù)期可以允許壓力降 低到低于低壓值的值。


圖IA是根據(jù)本發(fā)明的飲料分配系統(tǒng)在打開(kāi)狀態(tài)中的垂直剖視圖。
圖IB是根據(jù)本發(fā)明的飲料分配系統(tǒng)在關(guān)閉狀態(tài)中的垂直剖視圖。
圖IC是根據(jù)本發(fā)明的飲料分配系統(tǒng)在飲料分配狀態(tài)中的垂直剖視圖。
圖ID是根據(jù)本發(fā)明的飲料分配系統(tǒng)在非飲料分配期間在壓力恢復(fù)狀態(tài)中的垂直 首1J視圖。
圖IE是根據(jù)本發(fā)明的飲料分配系統(tǒng)在非飲料分配期間在壓力恢復(fù)狀態(tài)中的垂直 首1J視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的飲料分配系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例在分配和壓力恢復(fù)狀態(tài)中的 垂直剖視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的飲料分配系統(tǒng)的又一個(gè)實(shí)施例在分配狀態(tài)中的垂直剖視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的飲料分配系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖。
圖5是操作周期的數(shù)量和引入飲料分配系統(tǒng)的空氣的以升為單位的體積之間關(guān) 系的圖。
具體實(shí)施方式
圖IA是飲料分配系統(tǒng)10的垂直剖視圖。飲料分配系統(tǒng)10包括外殼12和構(gòu)成壓 力室的內(nèi)部容積14。內(nèi)部容積14通常通過(guò)冷卻元件(未示出)冷卻。內(nèi)部容積14包含充 滿(mǎn)碳酸飲料18的柔性飲料容器16，飲料容器16被固定到剛性塑料的底座板20上，例如通 過(guò)卡扣固定到飲料容器16的一組法蘭22上。飲料容器16包括出口 24，該出口最初通過(guò)底 座板20處的可刺穿膜而密封。飲料容器16的底座板20通過(guò)底座部件26固定到外殼12， 底座部件26包括與分配管路30流體連通的穿刺元件28。當(dāng)安裝新的飲料容器16時(shí)，底 座部件26與飲料容器16的底座板20并置以使得飲料出口 24被穿刺元件28刺穿并且分 配管路30被放置成與飲料18流體連通。底座部件26例如通過(guò)搭扣配合或螺釘配合可拆 除地連接到外殼12上。當(dāng)連接到外殼12時(shí)，底座部件26將力施加到底座板20上，由此將 飲料容器16以穩(wěn)定而牢固的方式固定到外殼12上。密封件32將底座部件26密封到外殼 12上。外殼還包括用于封閉內(nèi)部容積14的底座單元34，底座單元34包括承滴盤(pán)。在安裝 飲料容器16的過(guò)程中，外殼12樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離底座單元34以允許移除底座部件26并且允許將 飲料容器16引入外殼16的內(nèi)部容積14。通過(guò)另外的密封件36使底座單兀34相對(duì)于外殼 12密封。
分配管路30將飲料18從飲料容器16的內(nèi)部輸送到位于內(nèi)部容積14之外的放液 閥38，放液閥38由放液手柄40控制。放液閥38控制飲料18向外殼12的外部流動(dòng)。外 殼12還包括增壓系統(tǒng)42，其可以是泵或壓縮機(jī)。增壓系統(tǒng)42，其將會(huì)結(jié)合圖IB更詳細(xì)地 描述，與通向外殼12的內(nèi)部容積14的通道44連通。通道44進(jìn)一步與電子傳感器或壓力 開(kāi)關(guān)46連通用于測(cè)量?jī)?nèi)部容積14內(nèi)的壓力。飲料分配系統(tǒng)10還包括控制單元48，控制單 元48連接到電子傳感器或壓力開(kāi)關(guān)46和增壓系統(tǒng)42。控制單元48接收關(guān)于內(nèi)部容積14 內(nèi)的壓力的信息并且在內(nèi)部容積14中的壓力低于預(yù)定最小分配壓力，例如I. 4巴或I. 6巴 絕對(duì)壓力的情況下，開(kāi)始內(nèi)部容積14的增壓?？刂茊卧?8進(jìn)一步接收如下信息關(guān)于飲料 容器16是否安裝在內(nèi)部容積14中和外殼12是否樞轉(zhuǎn)到其打開(kāi)位置，或者其是否關(guān)閉并且 密封到底座單元34上。在沒(méi)有飲料容器安裝到內(nèi)部容積14中的情況下或者外殼12樞轉(zhuǎn) 到其打開(kāi)位置中的情況下，則內(nèi)部容積14不能被增壓。優(yōu)選地，控制單元48還接收放液手 柄40是否處于其垂直的、非分配方向中的信息。如果放液手柄轉(zhuǎn)換到其水平的、飲料分配方向，即允許飲料流出，則體積測(cè)量將會(huì)受到影響，因此優(yōu)選地在放液手柄40處于其垂直方向，即阻止飲料流出時(shí)，增壓內(nèi)部容積。在備選實(shí)施例中，當(dāng)增壓系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，可以主動(dòng)防止放液手柄40的回轉(zhuǎn)。圖IB是當(dāng)內(nèi)部容積14被增壓時(shí)飲料分配系統(tǒng)10的垂直剖視圖。因此外殼12樞轉(zhuǎn)回到其關(guān)閉位置并且內(nèi)部容積14已經(jīng)被底座部件26和底座單元34密封。由于內(nèi)部容積中的壓力，飲料容器16的表面已經(jīng)輕微變形。通常，內(nèi)部容積14內(nèi)的最大壓力是大約2巴(例如I. 8巴)絕對(duì)壓力，以便在沒(méi)有過(guò)多的飲料泡沫的情況下具有用于實(shí)現(xiàn)合適飲料流動(dòng)的合適壓力。在該圖中增壓系統(tǒng)42的一些更多細(xì)節(jié)顯示在圖的特寫(xiě)部分中。增壓系統(tǒng)42包括內(nèi)部的圓柱形空腔50，活塞52在其中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞52和圓柱形空腔50的內(nèi)表面形成緊密配合?；钊B接到由電動(dòng)機(jī)(未示出)驅(qū)動(dòng)的飛輪54上，電動(dòng)機(jī)優(yōu)選地連接到電源插座，電動(dòng)機(jī)由控制單元48控制。當(dāng)內(nèi)部容積14中的壓力降低到最小分配壓力以下時(shí)，電動(dòng)機(jī)(未示出)啟動(dòng)以使飛輪旋轉(zhuǎn)，如箭頭所示。飛輪的每次旋轉(zhuǎn)構(gòu)成了增壓系統(tǒng)42的操作周 期，其中活塞從頂部位置向下行進(jìn)特定長(zhǎng)度L到達(dá)與內(nèi)部空腔50的底部相鄰的底部位置，并且再次向上行進(jìn)相同的距離L到達(dá)頂部位置。詞語(yǔ)底部、頂部、向上和向下應(yīng)當(dāng)在圖的體系中解釋。能預(yù)料圖IB中所示的增壓系統(tǒng)可以沿任意的方向運(yùn)行。內(nèi)部空腔50包括第一單向閥56，當(dāng)活塞52向下行進(jìn)時(shí)，第一單向閥56允許增壓空氣流從內(nèi)部空腔50的底部流動(dòng)進(jìn)入內(nèi)部容積14中，同時(shí)防止空氣沿相反方向的流動(dòng)。內(nèi)部空腔50還包括第二單向閥58，當(dāng)活塞52向上行進(jìn)時(shí)，第二單向閥58允許增壓空氣流從飲料分配系統(tǒng)10的外部流動(dòng)進(jìn)入內(nèi)部空腔50中，同時(shí)防止空氣沿相反方向的流動(dòng)。因而，增壓系統(tǒng)42的每個(gè)操作周期將預(yù)定體積的大氣壓空氣增壓并將其引入到內(nèi)部容積14中。通過(guò)每個(gè)操作周期引入的大氣壓空氣的具體體積Vspe?？梢员挥?jì)算為Vspec=Aspec · Lspec其中Aspe。是活塞的面積，Lspec是活塞的頂部位置和活塞的底部位置之間的長(zhǎng)度。如下面進(jìn)一步描述，每次壓力從壓力室中的L 6巴增加到壓力室中的L 8巴時(shí)進(jìn)行體積測(cè)量。飛輪54連接到控制單元48，控制單元48由此接收關(guān)于增壓系統(tǒng)42執(zhí)行的操作周期數(shù)量的信息。在內(nèi)部容積14的增壓期間，將壓力從低壓值=1. 6巴增加到高壓值=1. 8巴所需的操作周期的數(shù)量被存儲(chǔ)在計(jì)算單元48中。由于飲料是液體因而基本上是不可壓縮的，并且外部壓力被確定為一巴，所以根據(jù)理想氣體定律如下計(jì)算在飲料容器中剩余的總飲料體積Vbev
r^ WirJT 職DpVbm. =Vm - v Jp,
high low其中Vin是內(nèi)部容積的體積，Vspe。是通過(guò)每個(gè)操作周期引入的大氣壓空氣的具體體積，％是在壓力室中達(dá)到Plmt=I. 6巴和在壓力室中達(dá)到Phigh=I. 8巴之間進(jìn)行的操作周期的數(shù)量。測(cè)量是絕對(duì)的，因而在將飲料容器16安裝到內(nèi)部容積14中之前不必需知道飲料容器16中的初始飲料體積。應(yīng)該懂得，當(dāng)大氣壓空氣進(jìn)入內(nèi)部容積14中時(shí)，大氣壓空氣體積Vspe。將會(huì)壓縮，與內(nèi)部容積14的外部相比，其通常具有較高的壓力。圖IC是飲料分配系統(tǒng)10在分配期間的垂直剖視圖。當(dāng)手柄40從其初始垂直方向朝水平方向回轉(zhuǎn)時(shí)，放液閥38將會(huì)打開(kāi)并且飲料18將開(kāi)始通過(guò)閥38流到飲料分配系統(tǒng) 10的外部。優(yōu)選地，然后將玻璃杯60放在放液閥38下面以接收飲料18。飲料18被內(nèi)部 容積14中的壓力驅(qū)動(dòng)通過(guò)分配管路30。飲料容器16的表面由于內(nèi)部容積14中的壓力和 流出的飲料而適度地變形，飲料容器16在分配期間保持其直立位置。飲料容器16由于內(nèi) 部容積的壓力和流出的飲料18而變形，并且至少飲料容器16的上部將被壓縮成或多或少 任意的形狀。飲料容器16的變形將導(dǎo)致在飲料容器16上面殘余空氣體積62的建立。當(dāng) 飲料容器16收縮時(shí)，空氣體積62將增加?？諝怏w積62中的壓力應(yīng)該高于飲料分配系統(tǒng)10 之外的大氣壓，由此在放液閥38移動(dòng)到打開(kāi)位置時(shí)將飲料推過(guò)分配管路30。飲料容器16 優(yōu)選地由PP制成，PP是會(huì)在飲料體積減小時(shí)變形直到飲料18完全放干為止的柔性材料。
圖ID表示在分配之后當(dāng)增壓系統(tǒng)42重新啟動(dòng)時(shí)的飲料分配系統(tǒng)10。如果內(nèi)部容 積14中的壓力降低到I. 6巴以下，則增壓系統(tǒng)42重新啟動(dòng)并將內(nèi)部容積14中的壓力增加 到1.8巴并如上所述進(jìn)行新的體積測(cè)量。以這種方式，基本上在每次分配操作之后進(jìn)行新 的測(cè)量以便精確更新在飲料容器中剩余的飲料18的量而沒(méi)有任何累積誤差。此外，在每次 壓力降低到I. 6巴以下時(shí)通過(guò)給內(nèi)部容積14重新增壓，此時(shí)如上所述進(jìn)行新的體積測(cè)量， 飲料分配系統(tǒng)10可以補(bǔ)償任何泄露。
圖IE表示當(dāng)飲料18幾乎排空且飲料容器16幾乎完全變形時(shí)的飲料分配系統(tǒng)10。 在飲料容器完全排空之前，通過(guò)可視標(biāo)志64警告用戶(hù)，可視標(biāo)志64可以例如是閃光的燈。 然后通過(guò)樞轉(zhuǎn)飲料分配系統(tǒng)10的外殼12并移除底座部件26，使用者可以放入新的飲料容器。
應(yīng)該注意，在關(guān)于飲料的分配迅速進(jìn)行內(nèi)部容積14的重新增壓的情況下，即，如 果與每秒分配的飲料的體積相比，每秒通過(guò)增壓系統(tǒng)引入的高壓空氣的體積是大的，則可 以與飲料分配無(wú)關(guān)地進(jìn)行重新增壓和體積測(cè)量。然而，在重新增壓與飲料的分配相當(dāng)或比 飲料的分配慢的情況下，即，如果每秒通過(guò)增壓系統(tǒng)引入的高壓空氣的體積小于或基本上 等于每秒分配的飲料的體積，則飲料分配會(huì)影響體積測(cè)量。
在本實(shí)施例中，通過(guò)飛輪54的轉(zhuǎn)數(shù)確定操作周期的數(shù)量。轉(zhuǎn)數(shù)例如可以通過(guò)使用 電觸點(diǎn)、光電管等等來(lái)確定。確定操作周期數(shù)量的其他備選方式包括確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)、確 定活塞52的沖程數(shù)量和確定在電子傳感器或壓力開(kāi)關(guān)46處收到的壓力脈沖的數(shù)量。
在本實(shí)施例中，假定內(nèi)部容積14內(nèi)的溫度保持在大約5攝氏度的恒定低溫。在這 里提供的公式中，在體積恒定時(shí)當(dāng)溫度降低時(shí)引起壓力減小的溫度效應(yīng)被忽略。大概處于 室溫的外部空氣的冷卻將引起百分之幾的測(cè)量誤差。為了更準(zhǔn)確的體積測(cè)量，計(jì)算單元可 以補(bǔ)償這個(gè)誤差。
可以預(yù)期上面的方法可以反過(guò)來(lái)使用以便分配預(yù)定體積的飲料而不是測(cè)量剩余 飲料的體積。
圖2表示飲料分配系統(tǒng)10’的備選實(shí)施例。飲料分配系統(tǒng)10’的備選實(shí)施例包括 圖IA-E的在先提供的實(shí)施例的所有特征，但是進(jìn)一步允許在通過(guò)回轉(zhuǎn)手柄40分配飲料的 同時(shí)通過(guò)用增壓系統(tǒng)42重新增壓內(nèi)部容積14，甚至是在重新增壓與飲料的分配相當(dāng)或比 飲料的分配慢的情況下。在放液手柄38從垂直方向回轉(zhuǎn)到水平位置的情況下，即允許飲料 分配的情況下，增壓系統(tǒng)42可以配置為允許壓力降低到I. 6巴，之后如果可能，壓力保持不 變。在飲料容器16中剩余的飲料的體積Vbev可以在分配操作期間通過(guò)關(guān)于剩余飲料體積的在先確定結(jié)果進(jìn)行計(jì)算而根據(jù)理想氣體定律算出V - f, Phtgki1 m ^%hev ,,hi) 1 .ycc L0087」 Flwl, - I lvi. βΜ
其中第一項(xiàng)Vbev。1(1是在先確定的在飲料容器16中剩余的飲料18的體積，第二項(xiàng) /V0: — Va<,V-<,M)代表在分配且增壓系統(tǒng)42的非操作期間在壓力室內(nèi)的空氣體積的增加，Plow第三項(xiàng)βΡη -代表在分配且通過(guò)增壓系統(tǒng)42保持壓力恒定期間分配的飲料的體積。例如r low在重新增壓期間在放液手柄40回轉(zhuǎn)的情況下或者在壓力室內(nèi)的壓力降低到1.6巴以下例如1.4巴的情況下，可以使用根據(jù)上述公式的計(jì)算。上面的方法的缺點(diǎn)是結(jié)果依賴(lài)于在先確定的飲料容器的體積，即，可能出現(xiàn)累積誤差。因而在分配操作完成之后，應(yīng)該進(jìn)行如上面結(jié)合圖IA-E描述的絕對(duì)測(cè)量。
應(yīng)該懂得，作為對(duì)絕對(duì)體積測(cè)量的補(bǔ)充，當(dāng)放液閥38處于非飲料分配位置中時(shí)， 也可以進(jìn)行如上所述的剩余飲料體積的相對(duì)測(cè)量。然而應(yīng)該記得，在此描述的相對(duì)測(cè)量沒(méi)有考慮空氣從壓力室泄露的影響。
圖3表示飲料分配系統(tǒng)10”的備選實(shí)施例，其中通過(guò)增壓系統(tǒng)42的操作時(shí)間確定操作周期的數(shù)量。如果增壓系統(tǒng)能獨(dú)立于內(nèi)部容積14中的壓力提供恒定的空氣流，并且電動(dòng)機(jī)(未示出)的起動(dòng)/停機(jī)效應(yīng)可以忽略，則被增壓且被引入到內(nèi)部容積14中的大氣壓空氣的體積與增壓系統(tǒng)42的電動(dòng)機(jī)激活的時(shí)間成正比。因而，與控制單元48和電動(dòng)機(jī)(未示出)相連的時(shí)鐘66可以用來(lái)確定引入到內(nèi)部容積14中的空氣的體積。時(shí)鐘66在增壓系統(tǒng) 42啟動(dòng)時(shí)復(fù)位并開(kāi)始計(jì)時(shí)，在增壓系統(tǒng)42停止時(shí)停止計(jì)時(shí)，并基于時(shí)鐘66測(cè)量的時(shí)間計(jì)算被增壓且被引入到內(nèi)部容積14中的大氣壓空氣的體積。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的飲料分配系統(tǒng)10”’的另一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例構(gòu)成專(zhuān)業(yè)模塊系統(tǒng)，其中用于容納飲料容器(未示出)的外殼12’位于相對(duì)于放液桿68較遠(yuǎn)的位置，放液閥(未示出)包含在放液桿68中。放液桿68位于吧臺(tái)70上，吧臺(tái)位于酒館、酒吧、餐館、 聚會(huì)房間等等內(nèi)。放液桿68內(nèi)的放液閥(未示出)由手柄40控制，分配管路30’使放液桿 68的放液閥(未示出)和外殼12’互相連接。外殼12’可以位于公眾不可達(dá)的位置中，例如地下室、廚房、后房等等。外殼12’包括用于容納飲料容器(未示出)的內(nèi)部室(未示出)，外殼12’的內(nèi)部室(未示出)通過(guò)通道44’連接到增壓系統(tǒng)42’。增壓系統(tǒng)42’可以是上面描述的各種各樣的增壓系統(tǒng)42，增壓系統(tǒng)42’能在每個(gè)操作周期將具體體積或空氣引入到外殼12’的內(nèi)部空間(未示出)中，通過(guò)電子傳感器或壓力開(kāi)關(guān)等等測(cè)量外殼12’的內(nèi)部空間 (未示出)內(nèi)的壓力。然后如上所述進(jìn)行體積測(cè)量。外殼12’的飲料容器(未示出)內(nèi)的剩余飲料量可以顯示在放液桿68’上的可視指示器64’上。上面的分配系統(tǒng)同樣從申請(qǐng)人的在先專(zhuān)利申請(qǐng)例如W02009/024147知悉。
圖5表示作為引入到內(nèi)部容積中的空氣體積(升)的函數(shù)的增壓系統(tǒng)的操作周期數(shù)量(r =轉(zhuǎn)數(shù))的表和圖表。申請(qǐng)人進(jìn)行了大量試驗(yàn)確定了在增壓系統(tǒng)的操作周期數(shù)量和引入到飲料分配系統(tǒng)的內(nèi)部容積中的空氣體積(單位為升)之間具有線(xiàn)性關(guān)系，試驗(yàn)的結(jié)果在表I和2和圖5的圖表中示出。
增壓系統(tǒng)設(shè)有計(jì)數(shù)器用于確定操作周期的數(shù)量或轉(zhuǎn)數(shù)。表顯示了操作周期的數(shù)量(r=轉(zhuǎn)數(shù))、測(cè)量的引入到內(nèi)部容積中的空氣體積(m升=測(cè)量值)、計(jì)算的引入到內(nèi)部容積中的空氣體積(c升=計(jì)算值)以及測(cè)量值與計(jì)算值之間的差(diff)。圖表表示作為空氣體積(單位為升)的函數(shù)的增壓系統(tǒng)的操作周期的數(shù)量。點(diǎn)代表試驗(yàn)結(jié)果，線(xiàn)是線(xiàn)性地匹配于試驗(yàn)結(jié)果的曲線(xiàn)。從圖表中可以看出，增壓系統(tǒng)的操作周期數(shù)量和引入到飲料分配系統(tǒng)的內(nèi)部容積中的空氣體積之間的關(guān)系是基本上線(xiàn)性的。由此發(fā)現(xiàn)，增壓系統(tǒng)的每圈回轉(zhuǎn)將O. 275ml的大氣壓空氣引入到內(nèi)部空間中。利用20升的飲料容器同時(shí)放了大約2升的飲料來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。盡管已經(jīng)在上面參考用于確定飲料體積的方法的具體實(shí)施例和飲料分配系統(tǒng)的具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但當(dāng)然可以預(yù)期，飲料分配領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以演繹出許多變型。例如，外殼和柔性容器可以用包括剛性的外部容器和柔性的內(nèi)部袋子的小桶中的袋子或容器中的袋子代替，由此在外部容器和內(nèi)部袋子之間建立內(nèi)部空間。相似的小桶已經(jīng)由不同公司生產(chǎn)和銷(xiāo)售，這些公司在飲料分配領(lǐng)域中是活躍的。存在上面的技術(shù)的其他變型，例如具有內(nèi)部塑料袋或甚至內(nèi)部柔性金屬袋的金屬罐或容器。此外，容器可以包括或不包括注入管,并且當(dāng)放液時(shí),容器可以在水平、垂直、傾斜或顛倒的方向中使用。技術(shù)人員容易推斷出的這些變型被看作本發(fā)明的一部分，本發(fā)明在所附的權(quán)利要 求中限定。
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————.68432}. . Ti'il......................lijip—-0 —~~isz34i .......I'17^ ].....................Ο^ 表 I表 權(quán)利要求
1.一種用于確定包含在可收縮飲料容器中的飲料的體積的方法，所述飲料優(yōu)選為碳酸飲料如啤酒或軟飲料，該方法包括提供飲料分配系統(tǒng)，所述飲料分配系統(tǒng)包括 壓力室，所述可收縮容器包含在所述壓力室中，所述壓力室限定與所述飲料體積和殘余氣體體積的總和相等的內(nèi)部容積， 增壓系統(tǒng)，用于從所述壓力室的外部向所述殘余氣體體積供應(yīng)某體積的大氣壓氣體，和 壓力傳感器，用于分別檢測(cè)所述內(nèi)部容積中的低壓值和高壓值，所述低壓值等于或高于大氣壓，所述高壓值高于所述低壓值， 所述方法還包括下列步驟 響應(yīng)于檢測(cè)到所述內(nèi)部容積的所述低壓值，通過(guò)利用所述增壓系統(tǒng)向所述殘余氣體體積供應(yīng)所述體積的氣體，將所述內(nèi)部容積中的所述壓力從所述低壓值升高到所述高壓值， 在檢測(cè)到所述內(nèi)部容積中的所述低壓值和檢測(cè)到所述內(nèi)部容積中的所述高壓值之間，確定通過(guò)所述增壓系統(tǒng)從所述壓力室的外部向所述殘余氣體體積供應(yīng)的所述氣體體積，和建立包含在所述可收縮飲料容器中的所述飲料體積的測(cè)量，該測(cè)量是基于所述氣體體積、所述內(nèi)部容積、所述低壓值和所述高壓值。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括下列步驟 從所述可收縮飲料容器向所述外部分配飲料，同時(shí)允許所述內(nèi)部容積中的所述壓力從高的中間壓力值減小到低的中間壓力值，和 建立從所述可收縮飲料容器分配的所述飲料體積的測(cè)量，該測(cè)量是基于包含在所述可收縮飲料容器中的所述飲料體積的在先測(cè)量、所述內(nèi)部容積、所述低的中間壓力值和所述高的中間壓力值。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括下列步驟 建立所述內(nèi)部容積的分配后壓力值，所述分配后壓力值是基于包含在所述可收縮飲料容器中的所述飲料體積的在先測(cè)量、所述內(nèi)部容積、待分配飲料的預(yù)定體積和所述內(nèi)部容積的分配前壓力值，和 將飲料從所述可收縮飲料容器分配到所述外部的同時(shí)允許所述內(nèi)部容積中的所述壓力從所述分配前壓力值降低到所述分配后壓力值。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括下列步驟 將飲料從所述可收縮飲料容器分配到所述外部的同時(shí)通過(guò)使用所述增壓系統(tǒng)將進(jìn)一步的氣體體積供應(yīng)給所述殘余氣體體積，并同時(shí)允許所述內(nèi)部容積中的所述壓力從第一壓力值改變成第二壓力值， 在檢測(cè)到所述內(nèi)部容積中的所述第一壓力值和檢測(cè)到所述內(nèi)部容積中的所述第二壓力值之間，確定通過(guò)所述增壓系統(tǒng)從所述壓力室的外部供應(yīng)給所述殘余氣體體積的所述進(jìn)一步的氣體體積，和 建立從所述可收縮飲料容器分配的所述飲料體積的測(cè)量，該測(cè)量是基于包含在所述可收縮飲料容器中的所述飲料體積的在先測(cè)量、所述內(nèi)部容積、所述進(jìn)一步的氣體體積、所述第一壓力值和所述第二壓力值。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括下列步驟 建立所述內(nèi)部容積的分配后壓力值，所述分配后壓力的測(cè)量是基于包含在所述可收縮飲料容器中的所述飲料體積的在先測(cè)量、所述內(nèi)部容量、待分配飲料的預(yù)定體積、所述內(nèi)部容積的分配前壓力值、以及在檢測(cè)到所述內(nèi)部容積中的所述分配前壓力值和檢測(cè)到所述內(nèi)部容積中的所述分配后壓力值之間通過(guò)所述增壓系統(tǒng)從所述壓力室的外部供應(yīng)給所述殘余氣體體積的進(jìn)一步的氣體體積，和 將飲料從所述可收縮飲料容器分配到外部的，同時(shí)通過(guò)使用所述增壓系統(tǒng)將所述進(jìn)一步的氣體體積供應(yīng)給所述殘余氣體體積并且同時(shí)允許所述內(nèi)部容積中的所述壓力從所述分配前壓力值改變成所述分配后壓力值。
6.如前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，其中所述增壓系統(tǒng)執(zhí)行多個(gè)操作周期，每個(gè)操作周期包括下列步驟 封閉來(lái)自所述壓力室的外部的預(yù)定體積的氣體，和 將所述預(yù)定體積的氣體引入到所述殘余氣體體積中，所述具體的體積等于所述預(yù)定體積乘操作周期的數(shù)量。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，操作周期的數(shù)量通過(guò)測(cè)量執(zhí)行所述操作周期的時(shí)間而確定，或者備選地，其中所述增壓系統(tǒng)通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并且操作周期的數(shù)量通過(guò)測(cè)量在執(zhí)行所述操作周期期間的所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)而確定，或者又備選地，其中當(dāng)所述增壓系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)通過(guò)測(cè)量在所述內(nèi)部容積中出現(xiàn)的壓力波動(dòng)的數(shù)量而確定操作周期的數(shù)量。
8.如前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，其中所述飲料體積的測(cè)量確定為等于所述內(nèi)部容積減去具體體積除以所述高壓值和所述低壓值之間的所述差。
9.如前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，所述飲料分配系統(tǒng)還包括用于確定所述壓力室之外的外部壓力值的壓力傳感器和/或用于確定所述壓力室之外的外部溫度值的溫度傳感器，所述外部壓力值和/或所述外部溫度值被用于建立所述飲料體積的測(cè)量。
10.如前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，其中所述低壓值是大約1.6巴并且所述高壓值是大約I. 8巴的絕對(duì)壓力。
11.如前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，所述方法還包括提供包含在所述可收縮飲料容器中的所述飲料體積的測(cè)量結(jié)果的可視標(biāo)志的步驟，其中所述可視標(biāo)志從所述飲料分配系統(tǒng)的外部可視，所述可視標(biāo)志指示包含在所述可收縮飲料容器中的所述飲料體積的測(cè)量結(jié)果是高于還是低于預(yù)定體積值，優(yōu)選地有至少兩個(gè)預(yù)定體積值，例如飲料體積高于3/4所述內(nèi)部容積，高于1/2所述內(nèi)部容積和高于1/4所述內(nèi)部容積，最優(yōu)選地所述可視標(biāo)志是包含在所述可收縮飲料容器中的所述飲料體積的測(cè)量結(jié)果的連續(xù)標(biāo)志，例如量規(guī)。
12.如前述權(quán)利要求中任一個(gè)所述的方法，所述方法還包括通過(guò)監(jiān)視所述增壓系統(tǒng)的總操作時(shí)間對(duì)所述壓力設(shè)備的磨損和破損進(jìn)行線(xiàn)性補(bǔ)償。
13.—種飲料分配系統(tǒng),包括 壓力室，用于容納包含某體積飲料的可收縮容器，所述飲料優(yōu)選為碳酸飲料例如啤酒、汽水、可樂(lè)、補(bǔ)充劑等等，所述壓力室限定與所述飲料體積和殘余氣體體積的總和相等的內(nèi)部容積， 壓力傳感器，用于分別檢測(cè)所述內(nèi)部容積中的低壓值和高壓值，所述低壓值等于或大于大氣壓，所述高壓值大于所述低壓值，和 增壓系統(tǒng)，用于響應(yīng)于檢測(cè)到所述內(nèi)部容積的低壓值向所述殘余氣體體積供應(yīng)氣體，將所述內(nèi)部容積中的壓力從所述低壓值升高到所述高壓值，在檢測(cè)到所述內(nèi)部容積中的低壓值和檢測(cè)到所述內(nèi)部容積中的高壓值之間，所述飲料分配系統(tǒng)確定所述增壓系統(tǒng)從所述壓力室的外部接收到的、被所述增壓系統(tǒng)壓縮的并且引入所述殘余氣體體積的具體氣體體積，并且建立包含在所述可收縮飲料容器中的所述飲料體積的測(cè)量，該測(cè)量基于所述具體氣體體積、所述內(nèi)部容積、所述低壓值和所述高壓值。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述增壓系統(tǒng)包括外殼、在所述外殼內(nèi)操作的往復(fù)式活塞和單向閥，每個(gè)操作周期包括所述活塞的向前和隨后向后的沖程，所述具體體積等于所述活塞的每個(gè)沖程覆蓋的所述體積，或者備選地，其中所述增壓系統(tǒng)包括外殼和在所述外殼中操作的旋轉(zhuǎn)元件，每個(gè)操作周期包括所述旋轉(zhuǎn)元件的360度旋轉(zhuǎn),所述具體體積等于所述旋轉(zhuǎn)元件在360度旋轉(zhuǎn)期間覆蓋的所述體積。
15.如權(quán)利要求13-14中任一個(gè)所述的系統(tǒng)，其中所述內(nèi)部容積在5升到50升的范圍內(nèi)，例如在5-10升、10-20升、20-30升、30-40升或40-50升之間。
全文摘要
用于確定可收縮飲料容器中的飲料，優(yōu)選地碳酸飲料的體積的方法包括飲料分配系統(tǒng)，飲料分配系統(tǒng)包括具有可收縮容器的壓力室，壓力室限定與飲料體積和殘余氣體體積的總和相等的內(nèi)部容積。方法還包括用于從壓力室外部向殘余氣體體積供應(yīng)某體積的大氣壓氣體的增壓系統(tǒng)，和用于分別檢測(cè)低壓值和高壓值的壓力傳感器。方法還包括下列步驟通過(guò)利用增壓系統(tǒng)向殘余氣體體積供應(yīng)所述體積的氣體，確定通過(guò)增壓系統(tǒng)從壓力室外部向殘余氣體體積供應(yīng)的氣體體積，和建立包含在可收縮飲料容器中的飲料體積的測(cè)量。
文檔編號(hào)G01F17/00GK102985352SQ201180034339
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
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