專利名稱：多溫度熱水分配系統的制作方法
多溫度熱水分配系統
背景技術：
在食品制造業中提供用于以預定溫度可控地分配水的系統是有用的。例如，期望在餐館環境中使用特定的水溫來制作土豆泥。然而，也期望在相同的餐館中使用不同的水溫來制作面團。還期望提供一種能夠以期望的溫度可控地分配期望體積或者預定體積的水的系統。例如，土豆泥要求一加侖200 °F溫度的水而披薩面團僅要求三杯100 °F溫度的水。進而，也期望順序地在不同的溫度下產生這些不同的體積，而基本上不必等待水溫發生任何變化。這些體積和溫度可以通過在爐子上人工地加熱水并且在加熱時監視水的溫度來實現。或者，可以從熱水分配系統中汲取預定溫度的水，并且人工地添加的附加水將所述溫度調節到期望范圍。可以想見，這是容易出現錯誤的挑戰性任務。這樣的錯誤造成食品制造中產生廢品。例如，如果面團沒有與合適溫度的水混合，則面團中的酵母會由于水太冷而不發酵或者由于水太熱而過發酵或者被殺滅。已知水加熱系統能夠使用加熱水箱和冷卻水箱或者降低的熱水箱來產生期望的最終結果溫度。然而，這些系統復雜并且要求相當大的空間來提供期望的結果。鑒于以上，有用的是，提供一種能夠提供預定溫度和預定體積的水以用于食品制備環境的熱水系統。而且，有用的是，這樣的系統具有用戶接口以減少在設定溫度和體積時的潛在錯誤。而且，有用的是，這樣的系統在分配所選的體積和溫度的水的方面具有相對較高程度的精度。
圖1是用于分配期望體積和溫度的熱水的系統的實施例的示意圖；圖2是該系統的受控部分的第一實施例；圖3是該系統的受控部分的第二實施例；圖4是該系統的受控部分的第三實施例。
具體實施例方式參照附圖，圖1示出了系統20的一般示意圖，該系統20采用用于控制和分配預定溫度“T”、所選或者預定體積“V”的受控部分22。系統20包括控制器沈，該控制器沈耦合到各種受控設備、傳感器、儀表、接口和其它設備以有助于選擇、監視和控制系統20的操作。所述系統包括熱水貯存器30，所述熱水貯存器30包括用于保持一定體積的水34 的容器或者箱32。加熱器36與箱32相關聯以加熱保持在其中的水34。加熱器36經由線路40耦合到控制器26。溫度探針42與箱32相關聯并且在線路46上耦合到控制器26。通過入口線路50將水引入到箱32中。可控閥52與線路50連通以控制經過受壓的、活動的或者管路(plumbed)的外界(ambient)水源M的水的入口流動。閥52在線路58上受到控制并且耦合到控制器沈。應該注意的是，閥52可以是經過線路50提供水到箱32，以及將水經過可控閥62 提供到與系統連通的外界溫度線路60的雙向閥。可選地，該雙向閥52可以表示為分別單獨連接到獨立的活動、受壓、管路的線路的兩個單獨閥。然而，對于本公開，將指的是包括閥部件62和64的雙向閥52。應該注意，為了清楚說明該系統，在圖1的右側重復了連接到外界線路M的可控閥62。換句話說，左側線路M和右側線路M是相同的線路，為了提供詳細公開以及清楚說明連接到外界線路M的附加部件的關系而在右側進行了重復。如圖1、圖2、圖3和圖4所示，可以設計體積控制系統22的各種版本和實施例。首先參照圖1所示的系統，體積控制包括熱水“H”控制閥70和未加熱的或者外界水“A”控制閥72。熱水控制閥70與到熱水貯存器30的熱水線路76連通。熱水閥70經由線路78耦合到控制器26。類似地，外界水控制閥72耦合到水線路77，該水線路77連接到外界水線路60。外界水閥72經由控制線路80耦合到控制器26。可以可控地操作在線路78，80上耦合到控制器沈的這些控制閥70，72，以分配所選體積Vl，V2的水。可以選擇這些閥70，72的精度以提供分配水的所選程度的精度。控制器沈控制閥70，72以分配期望體積Vl，V2的水。熱水溫度傳感器90和外界溫度傳感器92檢測相應的溫度t1; t2并且分別在線路94，96上耦合到控制器沈。通過檢測流經相應的熱水線路76和外界水線路77的水的溫度，控制器使用軟件可控地操作相應的閥70，72以分配期望體積Vl，V2的水。采用數學等式，以通過可控地混合在所檢測的溫度 t1 t2下的相應體積V1, V2的水，產生期望溫度且期望體積的水。舉例而言，如果需要分配溫度T'且期望體積V'的水，則等式可以使用溫度、的熱水體積V1與溫度t2的外界水體積V2的組合以獲得溫度T"且體積V"的水。取決于在整個系統20中使用的部件的精度，在一定程度的精度上水的期望體積和溫度(V' T')大致等于所產生的水的體積和溫度(V" T")。可以按照所描述的方式使用該系統或者可以向該系統增加附加的溫度檢測部件或者輸出溫度傳感器100。該溫度傳感器100可以布置在熱的和外界閥70，72之后自熱水的分配體積V1和外界水的分配體積V2的下游并且在線路102上耦合到控制器26。該溫度傳感器100有助于改善水104的分配體積和溫度的精度以與水的期望體積和溫度更加精確地保持一致。饋送到溫度檢測器的水線路產生水的混合，以使得熱水流76和外界水流77 產生位于輸出溫度傳感器100的下游的混合水流104。因此，該系統能夠檢測熱水溫度90、 外界水溫度92并且在等式中使用這些分量以實現所選的目標溫度。如果在線路102上耦合到控制器沈的輸出溫度傳感器100處沒有檢測到目標溫度，則控制器能夠使用來自該輸出溫度傳感器的信息以調節熱水和外界水的體積以更加接近地實現所選的溫度。換句話說，輸入分量的體積和溫度之間的等式，即所選體積的熱水以及所選體積的外界水，是大致線性關系的。可以通過控制器沈計算該線性關系以實現所選的水溫度。如果在輸出水傳感器處沒有檢測到所選的水溫度，則可以稍微調整該等式以補償任何差異。這些差異會由多種情形中的任意一種導致，作為說明而非限制方式的，該多種情形可以是經過分配線路的溫度損失、外界水和熱水的溫度變化以及傳感器的變化。由此，這些多個感測設備90，92， 100有助于改善由該系統分配的水的所選的輸出溫度的精度。在圖1中，閥70，72是通過脈沖驅動打開和關閉以分配受控體積的水的可控螺線管閥。可以將這些所分配體積或者脈沖的水分配到公共分配噴嘴中，從而增強水的混合特性，以在出口點104處提供大致一致的溫度。在圖2中，使用了可選實施例，其中使用諸如短管閥(spool valve) 70a, 72a的比例閥。這些可控閥在相應的線路78，80上耦合到控制器26。在圖3中，公開了附加的可選實施例，其中將先前實施例中的兩個閥組合為單個比例控制閥110。控制閥110在控制線路112上耦合到控制器沈。比例控制閥110包括能夠在單個閥部件中受到控制以成比例地實現來自相應水線路76，60的流動，從而在分配點 104處產生期望溫度且期望體積的水的機制。在圖4的附加實施例中，通過向大致一致的熱水V1的流中增加一體積的外界水V2 來控制分配點104處分配的溫度。換句話說，熱水V1的流動是大致一致的。通過操作經由控制線路116耦合到控制器沈的比例控制閥114，通過流的體積V2稀釋流的體積V1以提供所選溫度和所選的最后的體積。換句話說，圖4所示的部件代替熱水閥70和外界水閥72 以及輸出溫度傳感器100。由此，響應于比例控制閥114的操作，允許水77流動或者不流動。在操作該系統以分配水時，操作控制閥64以允許水流入貯存器32中，置換貯存器中隨后經過線路76分配的水34。該系統的附加部件包括用戶接口 119。用戶接口 119可以是諸如由分別通過線路 124，126耦合到控制器沈的溫度控制120和體積122表示的元件的組合。例如，用戶能夠使用撥號盤、觸摸屏、數字鍵盤或者其它輸入設備來選擇應該分配水的溫度。類似地，這樣的設備可以用于設定期望的體積。控制器26使用來自這兩個設備120，122的輸入以針對所選擇的分配周期對系統20的操作進行編程。可選地，單獨的用戶接口 140在線路142上耦合到控制器以提供強化控制。這樣的用戶接口能夠向控制器沈提供任意數量的用戶選擇的輸入信號、配方(recipe)或者其它命令。用戶接口 140可以是用戶從顯示屏上的配方菜單中選擇期望配方的配方選擇設備的形式，其也可以是諸如條形碼掃描儀、RFID讀取器、或者能夠從介質讀取信息的其它交互式介質讀取設備的介質讀取設備，或者可以是包含或者承載在產品包裝中的技術設備。 例如，土豆泥的產品包裝可以包括嵌入的RFID、條形碼、磁條或者其它設備。該信息能夠由用戶接口 140讀取，以向控制器沈提供關于控制該系統的信息。該實施例中的用戶接口也可以提供開始或者繼續按鈕，該開始或者繼續按鈕允許用戶輸入信息，從控制器26接收該信息已經被接收的確認，以及隨后選擇繼續或者開始以開始分配所選體積和所選溫度的熱水的處理。用戶接口 140也可以提供顯示待生產的食品、飲料或者產品的預選擇的圖片的實施例。例如，如果特許經營的餐館對于所選擇的配方僅包括待制作一個體積的土豆泥，則可以在用戶接口上顯示土豆泥的圖片。這允許用戶簡單地按壓標識為土豆泥的按鈕，以操作該機器來針對該土豆泥配方分配所選的溫度和所選體積的水。應該注意，術語“所選”可以涉及用戶的實際選擇或者可以涉及用戶對于與包括可測量的體積和溫度的預定配方相關的一些其它分量的選擇。換句話說，用戶可以不經意地選擇體積溫度，而可以做出配方或者其它選擇，諸如土豆泥的視覺表示，這導致采用所選體積的水和所選溫度的設備。由此，可通過輸入具體數字值進行直接控制，或者通過選擇圖標或與配方或者數字值相關聯的其它信息進行間接控制，案例控制體積和溫度。
類似地，可以在用戶接口 140上顯示與諸如面包或者披薩餅皮的面團相關的圖標或者圖片表示，允許用戶進行選擇并且生產水的體積和溫度以用于混合面團。作為附加考慮，也可以通過控制器沈解釋輸入或者甚至使用溫度和體積控制 120，122輸入到用戶接口 140中的信息，以提供具體的分配操作或者控制。為此，可以通過控制器沈控制熱水或者外界水的體積、溫度、脈沖例程和可選擇的分配。所選擇的配方可以允許產生一個溫度和體積的水，以產生混合以及用于繼續混合中的后續溫度的水。控制器26可以使用具有這些不同體積和溫度的配方以分配到單個容器200中。可以將容器布置在鄰近分配點104的分配站202上，以接收從系統20分配的水。 站202經由控制線路204耦合到控制器26，以在容器200不存在時提供鎖定(lock out) 信號。該鎖定將防止在容器不存在時水的意外分配。站202可以是能夠檢測容器200的存在、不存在或者存在和不存在二者的傳感器設備。作為說明而非限制的方式，可以將站202 劃分為重量傳感器的形式。重量傳感器能夠檢測重量的存在或者不存在并且在線路204上提供信號至控制器26。如果檢測到標準尺寸容器的預定重量，則系統會假設所檢測的重量為容器而進行操作。可選地，站202可以裝配有介質讀取器，因此可以將介質條粘附到容器 200。可以通過站202檢測站202上的介質的存在或者不存在，從而向控制器沈提供信號。 如果該信號表明存在與容器相關聯的介質，則系統可以進行操作。如果未檢測到介質，則可以鎖定系統不進行分配。如可以預期的，這能夠防止在站202不存在容器時水的意外分配。由此，通過用戶接口 140，120，122中的任意一個輸入的土豆泥配方能夠分配初始溫度的初始體積的水以有助于分解土豆。可以使用通過脈沖例程或者其它分配體積的連續分配來可控地混合土豆。即使在分配周期期間溫度和體積可控地改變，所產生的土豆的最終產品也將最終包括期望溫度的期望體積的水。應該理解，基于本公開的教導，也可以將在此描述的系統與飲料制造或者釀造系統組合使用。為此，可以期望使用不同溫度的水和不同的脈沖例程來生產飲料。例如，可以期望在大約200 T -205 °F的溫度下沖咖啡。也可以期望在不同溫度的范圍泡茶。例如，以下茶的泡制溫度可以提供優選萃取綠茶175 °F、白茶180 °F、烏龍茶 190下、紅茶以及草本/藥茶212下。在此公開的本系統能夠以連續的分配順序適合這些不同的飲料沖泡溫度。換句話說，由于能夠控制所分配的水的體積和溫度，該沖泡系統能夠順序沖咖啡以及泡綠茶。換句話說，一加侖咖啡可以使用195下溫度的水分配并且在該沖泡周期完成時可以在160下的溫度泡一批綠茶。這一使用相對精確受控的體積和溫度的連續沖泡相比于現有技術具有優勢。盡管現有技術的系統在一些情形下是有用的，但是在其它情形下會期望具有如在此公開的提高的精度。
權利要求
1.一種用于可控地分配熱水的系統，包括 控制器；熱水貯存器； 外界水源；耦合到所述控制器并且與所述外界水源和所述熱水貯存器連通的第一閥，用于向所述熱水貯存器可控地分配外界水；耦合到所述控制器并且與所述外界水源和外界水線路連通的第二閥，用于可控地向所述系統分配外界水；耦合到所述控制器并且與所述熱水貯存器連通的熱水控制閥，用于可控地分配來自所述熱水貯存器的熱水；耦合到所述控制器并且與所述外界水線路連通的外界控制閥，用于可控地分配來自所述外界水線路的外界水；耦合到所述熱水線路和所述控制器的熱水溫度傳感器，用于向所述控制器提供溫度信息；耦合到所述外界水線路和所述控制器的外界水溫度傳感器，用于向所述控制器提供溫度信息；以及耦合到所述控制器的用戶接口，用于選擇要分配的水的體積和溫度。
2.如權利要求1所述的系統，還包括耦合到所述熱水線路和所述外界水線路的輸出端并且與所述控制器通信的輸出溫度傳感器。
3.如權利要求1所述的系統，還包括耦合到所述控制器的介質讀取器，用于向所述控制器提供輸入，以間接選擇要從所述系統分配的水的體積以及所述水的體積的水的溫度。
4.如權利要求3所述的系統，與要由所述系統使用的項目相關聯的介質設備，所述介質設備與所述介質讀取器兼容。
5.如權利要求3所述的系統，其中所述用戶接口包括用于顯示項目的圖像的顯示器， 使用要從所述系統分配的水的體積和溫度來制作所述項目，所述用戶接口包括用于從所顯示的圖像中的一個中選擇圖像的選擇器。
6.如權利要求1所述的系統，所述熱水控制閥和所述外界水控制閥中的至少一個可控地用于在分配周期內間歇地分配水。
7.如權利要求1所述的系統，還包括耦合到所述控制器的容器站，用于檢測容器存在和/或不存在于所述站。
8.一種用于可控地分配熱水的系統，包括 控制器；熱水貯存器； 外界水源；耦合到所述控制器并且與所述外界水源和所述熱水貯存器連通的第一閥，用于向所述熱水貯存器可控地分配外界水；與所述熱水貯存器連通的熱水分配線路；耦合到所述控制器并且與所述外界水源和外界水線路連通的第二閥，用于向所述系統可控地分配外界水；耦合到所述控制器并且在上游與所述外界水線路連通且在下游與所述熱水分配線路連通的比例控制閥；耦合到所述熱水線路和所述控制器的熱水溫度傳感器，用于向所述控制器提供溫度信息；耦合到所述外界水線路和所述控制器的外界水溫度傳感器，用于向所述控制器提供溫度信息；以及耦合到所述控制器的用戶接口，用于選擇要分配的水的體積和溫度。
9.如權利要求8所述的系統，還包括耦合到所述熱水線路和所述外界水線路的輸出端并且與所述控制器通信的輸出溫度傳感器。
10.如權利要求8所述的系統，還包括耦合到所述控制器的介質讀取器，用于向所述控制器提供輸入，以間接選擇要從所述系統分配的水的體積以及所述水的體積的水的溫度。
11.如權利要求10所述的系統，還包括與要由所述系統使用的項目相關聯的介質設備，所述介質設備與所述介質讀取器兼容。
12.如權利要求10所述的系統，其中所述用戶接口包括用于顯示項目的圖像的顯示器，使用要從所述系統分配的水的體積和溫度制作所述項目，所述用戶接口包括用于從所顯示的圖像中的一個中選擇圖像的選擇器。
13.如權利要求8所述的系統，所述第一閥、所述第二閥以及所述外界水控制閥中的至少一個可控地用于在分配周期內間歇地分配水。
14.如權利要求8所述的系統，還包括耦合到所述控制器的容器站，用于檢測容器存在和/或不存在于所述站。
15.一種用于可控地分配熱水的方法，包括 提供控制器；提供熱水貯存器； 提供外界水源；提供耦合到所述控制器并且與所述外界水源和所述熱水貯存器連通的第一閥； 可控地操作所述第一閥，用以向所述熱水貯存器分配外界水； 提供耦合到所述控制器并且與所述外界水源和外界水線路連通的第二閥； 可控地操作所述第二閥，用以向所述系統分配外界水； 提供耦合到所述控制器并且與所述熱水貯存器連通的熱水控制閥； 可控地操作所述熱水控制閥，用以分配來自所述熱水貯存器的熱水； 提供耦合到所述控制器并且與所述外界水線路連通的外界控制閥； 可控地操作所述外界控制閥，用以分配來自所述外界水線路的外界水； 提供耦合到所述熱水線路和所述控制器的熱水溫度傳感器； 從所述熱水溫度傳感器向所述控制器提供溫度信息；耦合到所述外界水線路和所述控制器的外界水溫度傳感器，用于向所述控制器提供溫度信息；以及耦合到所述控制器的用戶接口，用于選擇要分配的水的體積和溫度。
16.一種用于可控地分配熱水的方法，包括 提供控制器；提供熱水貯存器； 提供外界水源；提供耦合到所述控制器并且與所述外界水源和所述熱水貯存器連通的第一閥； 可控地操作所述第一閥，用以向所述熱水貯存器分配外界水； 與所述熱水貯存器連通的熱水分配線路；提供耦合到所述控制器并且與所述外界水源和外界水線路連通的第二閥； 可控地操作所述第二閥，用以向所述系統分配外界水；提供耦合到所述控制器并且在上游與所述外界水線路連通且在下游與所述熱水分配線路連通的比例控制閥；提供耦合到所述熱水線路和所述控制器的熱水溫度傳感器； 從所述熱水溫度傳感器向所述控制器提供溫度信息； 提供耦合到所述外界水線路和所述控制器的外界水溫度傳感器； 向所述控制器提供溫度信息； 耦合到所述控制器的用戶接口； 使用所述控制器來選擇要分配的水的體積和溫度。
全文摘要
一種用于可控地分配預定溫度和預定體積的水的系統和方法。該系統和方法包括至少一個熱水源和至少一個第二水源。從熱水源可控地分配水并且將所述水與從第二水源可控地分配的水可控地組合以產生最后預定溫度和預定體積的水。該系統和方法還包括允許用戶控制被分配的水的體積和溫度的控制和/或接口。用戶可以直接控制所述體積和/或溫度或者可以例如通過引入控制介質、控制選擇或者配方來間接控制所述體積和溫度，通過所述控制介質、控制選擇或者配方，用戶選擇選項但是不指定與該選項相關聯的參數的細節。
文檔編號B67C3/00GK102282091SQ200980154757
公開日2011年12月14日 申請日期2009年12月18日 優先權日2008年12月18日
發明者C·克拉克, S·拉達克里希南 申請人:班奧麥迪克公司