[发明专利]流体混合和输送系统

说明书

优先权

本申请要求2011年9月1日递交的美国专利申请第13/223576号的优先权，其被整体结合于此。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及一种系统，用于以可变的混合比例精确地计量和混合流体，并且对于所有选择的混合比例以基本相同的恒定流速输送获得的流体混合物。该系统尤其用于但并不限制其仅用于液体饮料浓缩物与液体稀释剂的混合物，一个具体的示例是不同的茶浓缩物与水的混合物。

2.背景技术

美国专利第7311225号中公开了一种已知的、用于精确计量和混合流体并且以基本恒定的流速输送获得的流体混合物的系统。但是，这种系统不允许改变流体的混合比例。

发明内容

广义来说，本发明的主要目的是通过提供简单但高度有效的方法来弥补该缺陷，该方法能在较宽的调整范围内逐步改变混合比例，同时输送的流体混合物的体积保持基本相同并且对于所有选择的混合比例基本恒定。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的系统的图示说明；

图2是根据本发明的系统的另一实施例的图示说明；

图3是典型的CF阀的截面视图；以及

图4A-4C部分示出了在各种操作设置下的CF阀的内部组件。

具体实施方式

首先参照附图1，根据本发明的一个实施例的系统包括混合腔10。第一流体组分例如水稀释剂通过导管12从市政水源处被接收并通过第一供应管路14供给到混合腔。该第一供应管路包括第一CF阀16、提供第一计量孔18的下游针阀(其尺寸可有多种选择)以及用于阻止反向流体从混合腔流出的可选的单向阀20。

如此处采用的，术语“CF阀(恒流阀)”是指流量控制阀，例如在美国专利第7617839号中描述的类型，其在图3中详细示出。CF阀包括由组装的外部元件22、24构成的壳体。壳体在内部由阻挡壁26分隔成头部28和基部，头部28具有入口30，而基部通过调整组件34进一步分隔成与弹簧腔38隔离的流体腔36。

调整组件34包括柔性膜40并被柔性膜40支承，杆42穿过阻挡壁26中的孔44。杆42以扩大的头部46作为尾端，该头部46具有被阻挡壁的锥形表面50包围的锥形下侧48。弹簧52将调整组件34偏压向阻挡壁26。

阀入口30适于连接到导管12，阀出口54与流体腔36连通并适于连接到一远程系统组件，其在所考虑的系统中是混合腔10。阀入口30和出口54分别位于相对于彼此成90度角的轴线A₁和A₂上。端口44将阀头部28连接到流体腔36。在头部和流体腔中低于临界值的入口流体压力不足以克服弹簧52的封闭力，从而如图4A中示出的导致保持在抵接阻挡壁上的密封环的封闭位置，从而避免流体流经流体腔36以及经阀出口54流出。

如图3和4B中示出的，入口压力在临界值以上，弹簧52的封闭力被克服，以当流体腔36中的操作压力增加时允许调整组件34及其膜40从阻挡壁26移开。当流体流出流体腔，下游的计量孔18提供了流动限制，其形成附加到入口压力中的背压，以构成流体腔36中的总操作压力。

如果入口压力降低，弹簧52的力将调整组件34偏压向阻挡壁26，从而增加锥形表面48、50间的间隙并增加进入流体腔36中的流体流量，以保持操作压力基本恒定。

背压的降低具有同样的效果，将使调整组件向阻挡壁移动直到经过端口44的流量增加到足以将操作压力恢复到其先前的水平。

反之，背压的增加将增加流体腔36中的操作压力，使调整组件从阻挡壁移开，并减少锥形表面48、50之间的间隙以进入和经过流体腔36的流体流动。

如图4C所示，如果背压使流体腔36中的操作压力增加到足够高的水平，调整组件将从阻挡壁移开至足以封闭锥形表面48、50间的间隙的程度，从而避免经过所述阀的进一步的流动。

再次参照附图1，第二流体组分(例如液体茶浓缩物)通过导管56被接收并通过第二供应管路60被供给到混合腔10。导管56连接到第二流体组分的加压源，一个非限制性的实施例是泵58。第二供应管路包括第二CF阀62、具有固定尺寸的下游第二计量孔64以及另一可选的单向阀66。第二CF阀可以是“直通”类型的，如美国专利第6026850号或第US6209578号中描述的，其中阀的入口和出口位于同一轴线上。第一和第二CF阀16、22用于以基本恒定的流速和压力将第一和第二流体组分输送到混合腔10，与在阀的临界值以上的导管12、56中的输入压力的改变无关。