СИСТЕМА ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ДОБАВКИ В ПОТОК ЖИДКОСТИ Российский патент 2015 года по МПК A47J31/40 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе и способу дозирования добавки в поток жидкости.

Уровень техники

Одно основное применение холодильников заключается в охлаждении питьевых жидкостей, таких как вода и прохладительные безалкогольные напитки, газированные или негазированные. Для удовлетворения этой потребности некоторые современные холодильники содержат встроенные раздаточные устройства для фильтрованной холодной воды и/или кубиков льда, и в этом случае отсутствует необходимость интенсивно активно размещать сосуды бутылки приемников воды в холодильнике. Однако все еще остается необходимым закупать многие другие питьевые жидкости в запас, доставлять их домой и размещать в домашнем холодильнике, при этом они занимают в холодильнике много места.

В документе US 2006/0021919 описан картридж для избирательного дозирования в воду добавки, который содержит корпус, размещенный внутри корпуса эластичный резервуар и насос, соединенный с корпусом и сообщающийся по текучей среде с эластичным резервуаром. Эластичный резервуар предназначен для размещения расходуемой добавки, добавляемой в воду, такой как вкусовое ароматизирующее вещество. Насос установлен с возможностью избирательного ввода в воду некоторого количества добавки. Картридж может быть соединен с системой фильтрации воды так, что он может дозировать добавку в фильтрованную воду. Однако такой картридж является слишком громоздким для того, чтобы его можно было встроить в бытовые электроприборы, и требует постоянного обслуживания, что делает его неподходящим для использования в качестве потребительского товара.

В документе WO 2009/058839 описаны дозирующие устройства для дозирования жидкости из картриджа с концентратом/экстрактом. Каждое дозирующее устройство содержит катушку возбуждения, в которую введена дозирующая трубка. Картридж с концентратом/экстрактом обеспечивает возможность точного и многократного дозирования жидкости. Картридж содержит поршень, приводимый в действие электромагнитом и соединенный с клапаном. Поршень содержит внешнее кольцо, поддерживаемое пустотелой внутренней перегородкой, которая выполнена так, что допускает протекание текучей среды в дозирующую трубку, когда тело клапана контактирует с седлом клапана. Под указанной пустотелой перегородкой расположена мембрана, которая находится в плотном контакте с внешним кольцом, когда поршень приводится в действие. К катушке подключен контроллер для приведения в действие и управления функционированием системы поршень/клапан для дозирования жидкости, находящейся в картридже. Однако в указанном документе отсутствует рекомендация, каким образом встроить такое дозирующее устройство в бытовые электроприборы, в частности в крупные бытовые электроприборы, при низких эксплуатационных расходах.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в устранении, по меньшей мере, некоторых недостатков вышеуказанного известного аналога.

Одним объектом изобретения является система для дозирования добавки в поток жидкости, содержащая: канал для направления потока жидкости, причем в стенке канала выполнено сквозное отверстие; и дозирующее устройство, размещенное в отверстии, выполненном в стенке канала, и проходящее из канала вверх, причем дозирующее устройство обеспечивает возможность дозирования добавки в поток через указанное отверстие; при этом канал и дозирующее устройство расположены таким образом, что между дозирующим устройством и потоком жидкости образован промежуток в вертикальном направлении для предотвращения непосредственного контакта между ними при использовании дозирующего устройства.

За счет конструкции системы, обеспечивающей предотвращение непосредственного контакта между дозирующим устройством и жидкостью при функционировании системы, опасность загрязнения жидкостью дозирующего устройства, а также других элементов, например элементов, используемых для монтажа дозирующего устройства и т.п., может быть уменьшена, что уменьшает необходимость очистки и технического обслуживания устройства. Система, таким образом, в этом отношении выполнена удобной для потребителя. Кроме того, за счет выбора конфигурации, предотвращающей непосредственный контакт между дозирующим устройством и жидкостью, легче осуществляется замена дозирующего устройства, поскольку отсутствует необходимость возмущения потока жидкости, и, следовательно, может отсутствовать необходимость в прерывании потока жидкости перед удалением и заменой дозирующего устройства.

Размещение дозирующего устройства над каналом таким образом, чтобы оно могло дозировать добавку в поток через отверстие или проход, выполненный в стенке канала, и в то же время контакт между дозирующим устройством и жидкостью все еще отсутствовал, означает, что жидкость не поднимается через отверстие, по меньшей мере, жидкость поднимается не настолько высоко, чтобы она контактировала с дозирующим устройством.

Другим объектом настоящего изобретения является дверца холодильника, содержащая вышеописанную систему.

Еще одним объектом изобретения является способ дозирования добавки в поток жидкости, включающий придание направления потоку жидкости посредством канала, при этом канал имеет отверстие, выполненное в стенке канала; дозирование добавки в поток жидкости через указанное отверстием с помощью дозирующего устройства, размещенного в отверстии стенки и проходящего вверх из отверстия канала; при этом канал и дозирующее устройство расположены таким образом, что между дозирующим устройством и потоком жидкости образован промежуток в вертикальном направлении, за счет которого между ними отсутствует непосредственный контакт.

Вышеизложенное, касающееся системы, относится в соответствующих частях описания также к способу, соответствующему изобретению, в связи с чем при раскрытии способа сделана ссылка на эти части описания.

Краткое описание чертежей

Конкретные воплощения настоящего изобретения ниже будут описаны более подробно с помощью не ограничивающих примеров и со ссылками на приложенные чертежи.

На фиг.1 показан схематический вид спереди дозирующего устройства и емкости с добавкой в соответствии с конкретным воплощением настоящего изобретения;

на фиг.2 - схематический вид спереди, частично в разрезе, системы для дозирования в соответствии с конкретным воплощением настоящего изобретения;

на фиг.3 - схематический вид сверху части системы для дозирования в соответствии с конкретным воплощением настоящего изобретения;

на фиг.4 - схематический вид спереди дозирующих устройств и емкостей для добавки в соответствии с конкретным воплощением настоящего изобретения;

на фиг.5 - схематический вид спереди, частично в разрезе, части системы для дозирования в соответствии с конкретным воплощением настоящего изобретения;

на фиг.6 - схематический вид спереди системы обработки воды, включающей систему для дозирования в соответствии с конкретным воплощением настоящего изобретения;

на фиг.7 - схематический вид спереди в разрезе дверцы холодильника, содержащей систему для дозирования в соответствии с конкретным воплощением настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Потоком жидкости может быть вода, например, водопроводная вода из-под крана, газированная или негазированная, направляемая в систему за счет удлинения канала системы или с помощью другого канала. Расход воды обычно находится в интервале от 0,5 до 3 л/мин, например, 1-2 л/мин, например, приблизительно 1,5 л/мин.

Добавкой может быть, например, вкусовое ароматизирующее вещество, сухой концентрат для производства напитка, витамины, минералы, лекарственные средства, пищевые добавки и т.п. или их комбинация. Добавка может быть в виде порошка или жидкости, предпочтительно в виде жидкости.

Дозирующим устройством может быть любое дозирующее устройство, подходящее для ввода дозирования добавки через отверстие или проход в стенке канала. Поскольку дозирующее устройство может быть засорено добавкой, то может быть целесообразным использование одноразового дозирующего устройства, и, следовательно, новое дозирующее устройство может быть использовано, например, в том случае, когда одну добавку заменяют на другую или если использованную опорожненную емкость для добавки заменяют на новую емкость.

Канал может быть образован жесткой или гибкой трубой или трубчатой направляющей. В стенке канала выполнено отверстие, т.е. проход. Обычно отверстие расположено вверху канала над потоком жидкости так, что жидкость не может выливаться из канала под действием гравитации. Однако поток жидкости, например водопроводная вода, обычно находится под давлением, и в этом случае существует опасность подъема жидкости и ее вытекания из отверстия даже при противодействии сил гравитации, при этом жидкость загрязняет находящиеся вокруг элементы системы, такие как дозирующее устройство, внешнюю поверхность и т.п. Для того чтобы предотвратить такой нежелательный эффект, необходимо, чтобы система была спроектирована особым образом.

Система может быть выполнена с возможностью работы при давлении в отверстии стенки канала, равном атмосферному или меньше атмосферного. Это позволяет получить более простую конструкцию с меньшими эксплуатационными расходами, т.к. отсутствует необходимость в воздухо- или водонепроницаемом уплотнении между каналом и дозирующим устройством. Вместо использования уплотнения канал посредством этого отверстия может сообщаться с окружающей атмосферой. Кроме того, пользователю намного легче, например, заменить дозирующее устройство, поскольку пользователь (он/она) не должен обеспечивать при замене герметичность.

Помимо этого, отсутствует необходимость закрепления дозирующего устройства для предотвращения перемещения устройства вверх, поскольку отсутствует жидкость, которая оказывала бы давление на дозирующее устройство снизу. Однако это означает, что предпочтительно не должно быть какого-либо избыточного давления всей жидкости, когда она проходит отверстие, поскольку жидкость может вытекать наружу из отверстия. Можно допустить незначительный подъем уровня жидкости, например, менее чем на 10 мм вверх в отверстии, имеющем форму «высоко поднятого воротника», но если жидкость поднимается слишком высоко, даже если и не переливается через край «высоко поднятого воротника», добавка, дозируемая на поверхность жидкости в отверстии, вероятно, не смешивается хорошо с потоком жидкости и будет транспортироваться потоком вниз по потоку от отверстия. Вместе с тем предусмотрены также воплощения, в которых дозирующее устройство закреплено, например, путем установки с обжатием или защелкивающегося разъема.

Как отмечено выше, жидкость, например водопроводная вода из-под крана, обычно имеет повышенное давление, когда она поступает в канал системы, поскольку повышенное давление часто необходимо для транспортировки жидкости через указанный канал. Канал может быть, например, приспособлен для обеспечения избыточного давления потока жидкости непосредственно выше по потоку, например выше по потоку от отверстия в стенке канала в пределах 10 мм, при этом величина избыточного давления находится в интервале от 0,01 до 0,1 мбар. Однако у самого отверстия давление жидкости должно быть уменьшено до величины внешнего давления с тем, чтобы предотвратить утечки жидкости через отверстие.

Кроме того, переход от повышенного давления к внешнему давлению может создать турбулентность потока, что может улучшить смешивание добавки с потоком жидкости. Один путь осуществления такого перехода заключается в увеличении площади поперечного сечения канала у отверстия или непосредственно за отверстием так, что поперечное сечение канала непосредственно ниже по потоку от отверстия в стенке канала больше поперечного сечения канала непосредственно выше по потоку от отверстия в стенке канала. В результате падение давления за отверстием уменьшается, что снижает тенденцию находящейся под давлением жидкости вытекать через отверстие.

Может быть подходящим увеличение площади поперечного сечения ниже по потоку от отверстия, по меньшей мере, частично, за счет опускания нижней части канала, т.е. опускания обращенной вниз стенки канала относительно его нижней части, находящейся выше по потоку.

Может быть подходящим, чтобы площадь поперечного сечения канала ниже по потоку, например, непосредственно ниже по потоку или в пределах 10 мм ниже по потоку от отверстия в стенке канала, по меньшей мере, в два раза превышала площадь поперечного сечения канала выше по потоку от указанного отверстия, например, непосредственно выше по потоку или в пределах 10 мм выше по потоку от отверстия в стенке канала, например, по меньшей мере, в три, четыре, пять, шесть или десять раз больше, в зависимости от величины избыточного давления перед отверстием.

Может быть подходящим использование канала по существу с круглым поперечным сечением.

Может быть подходящим, чтобы максимальный диаметр канала ниже по потоку от отверстия, например, непосредственно ниже по потоку или в пределах 10 мм ниже по потоку, от отверстия в стенке канала составлял более 5 мм, например, более 7 мм или более 10 мм, например, максимальный диаметр находится в интервале от 5 до 15 мм. Может быть подходящим, чтобы максимальный диаметр канала выше по потоку, например, непосредственно выше по потоку или в пределах 10 мм выше по потоку, от отверстия в стенке канала, составлял менее 10 мм, например, менее 7 мм или менее 5 мм, например, максимальный диаметр находится в интервале от 2 до 7 мм.

Дозирующее устройство может быть снабжено механизмом нагнетания для дозирования добавки. Такой механизм нагнетания может быть механизмом нагнетания объемного типа, который может обеспечивать точное дозирование небольших объемов жидкости. Дозирующее устройство может, например, с помощью механизма нагнетания и, в большинстве случаев, форсунки осуществлять распыление жидкой добавки с углом рассеивания 10-30°, например, 15-25°, в частности, приблизительно равным 20° непосредственно в поток жидкости через отверстие в канале, при этом поток жидкости захватывает распыленную добавку, не позволяя какой-либо части добавки попадать на что-либо, кроме потока жидкости, и не загрязняя, таким образом, конструкцию устройства.

Механизм нагнетания дозирующего устройства приводится в действие с помощью магнита, например, с помощью электромагнитного привода. Это создает преимущество в возможности выполнения дозирующего устройства пассивным, т.е. без движущихся приводящих элементов, поскольку в этом случае дозирующее устройство может работать от внешнего привода или приводиться в действие с его помощью. Дозирующее устройство, таким образом, может быть выполнено менее сложным и намного менее дорогостоящим. При этом дозирующее устройство может содержать электромагнитный привод, размещенный, например, вокруг устройства или иным образом в непосредственной близости от устройства и служащий для привода в действие механизма нагнетания дозирующего устройства. Электромагнитный привод может быть выполнен, например, в виде соленоида. Электромагнитный привод может, например, иметь форму тороида, размещенного вокруг дозирующего устройства.

По меньшей мере, часть трубопровода, находящаяся непосредственно ниже по потоку от отверстия, может иметь наклон вниз. За счет этого наклона поток жидкости может протекать под действием гравитации и без помощи избыточного давления, что может быть выгодным, если поток находится при окружающем или атмосферном давлением. Может быть подходящим, чтобы канал непрерывно проходил с наклоном вниз от отверстия к открытому концу канала, приспособленному для выхода потока жидкости из канала. Открытый конец может быть выведен в окружающую среду, находящуюся при атмосферном давлении. С открытого конца поток жидкости может, например, выливаться в емкость, например в чашку, кружку или стакан потребителем для потребления напитка.

Дозирующее устройство может обеспечиваться добавкой посредством множества различных способов. Предпочтительно система может включать в себя картридж, который содержит емкость с дозируемой добавкой, и дозирующее устройство. При этом может быть удобным использовать дозирующее устройство, которое может быть соединено с емкостью, содержащей добавку. В частности, система для дозирования может содержать емкость с добавкой, соединенную с дозирующим устройством таким образом, что находящаяся в емкости добавка может быть подведена к дозирующему устройству и дозирована этим устройством. Добавка может быть, например, подведена к дозирующему устройству под действием сил гравитации, например, за счет размещения емкости выше дозирующего устройства, при этом в днище емкости выполнено отверстие, через которое добавка может протекать к дозирующему устройству. Емкость может, например, представлять собой контейнер из недорогого гибкого материала, такого как бумага и/или пластмасса, или ламинат, содержащий ряд тонких слоев материала, при этом контейнер может быть одноразовым.

Для того чтобы система была менее громоздкой, представляется целесообразным использовать высококонцентрированную добавку, которая может храниться, например, в емкости, такой как указана выше, имеющей относительно малый объем. Дозирующее устройство может, таким образом, подходящим образом осуществлять дозирование добавки в поток в количестве, соответствующем разбавлению добавки жидкостью в пределах от 100 до 10000 раз, например, от 250 до 1000 раз, или от 300 до 700 раз, или от 400 до 600 раз. Дозирующее устройство может быть, например, выполнено с возможностью дозирования добавки в поток жидкости в количестве, соответствующем расходу от 0,1 до 100 мл/мин, например, в интервале от 1 до 10 мл/мин.

Описанная выше система может быть выполнена с возможностью вмещения нескольких дозирующих устройств. При этом для добавления в жидкость может быть выбрано, например, несколько различных добавок. Может быть подходящим использовать параллельное, а не последовательно, размещение таких нескольких дозирующих устройств, поскольку может быть затруднительным обеспечить повышенное давление перед двумя последовательно расположенными отверстиями в трубопроводе, находящимися при давлении окружающей среды. Вместе с тем, предусмотрены также такие воплощения изобретения, в которых дозирующие устройства расположены последовательно вдоль одного канала. При этом система для дозирования может дополнительно содержать: второй канал для придания направления движения второму потоку жидкости, при этом в стенке второго канала выполнено сквозное отверстие; и второе дозирующее устройство, размещенное в отверстии стенки второго канала, проходящее вверх от этого канала и обеспечивающее дозирование добавки во второй поток через отверстие; второй канал и дозирующее устройство расположены так, что между дозирующим устройством и вторым потоком жидкости образован промежуток по вертикали для предотвращения непосредственного контакта между ними; при этом каналы соединены друг с другом ниже по потоку от дозирующих устройств. Жидкость может протекать в обоих каналах одновременно независимо от того, будут вводиться в поток обе добавки или нет, или жидкость может быть направлена только в один из каналов, если, например, необходимо дозировать в поток только одну из добавок. Может быть целесообразным обеспечить возможность протекания жидкости одновременно в обоих каналах с прохождением обоих дозирующих устройств при отсутствии необходимости в использовании каких-либо дополнительных клапанов для перекрытия или открытия каналов. При этом поток жидкости может быть разделен на два потока, каждый из которых проходит соответствующее дозирующее устройство, и затем воссоединен в один поток. Конечно, в параллель таким же образом могут быть включены другие дополнительные дозирующие устройства.

В воплощениях с несколькими дозирующими устройствами могут быть использованы содержащие добавку емкости, которые не отделены друг от друга. Эти емкости могут иметь размеры, соответствующие расстоянию между дозирующими устройствами или точками системы, подходящими для размещения дозирующих устройств (если, например, дозирующие устройства соединены с емкостями), такому, что эти емкости могут быть установлены в системе при отсутствии необходимости их разделения. Преимущества заключаются в отсутствии необходимости разделять емкости после их изготовления и в облегчении эксплуатации емкостей в зависимости от меньшего и большего количества отдельных блоков из емкостей.

Система может быть выполнена компактной и достаточно плоской для того, чтобы ее можно было установить в бытовом приборе, таком как домашний холодильник. Холодильник может быть подходящим бытовым прибором, т.к. он содержит систему охлаждения, которую можно использовать для охлаждения, например, водопроводной воды. Эта водопроводная вода может быть использована в качестве жидкости, к которой с помощью предложенной системы может быть добавлена добавка. Система может быть встроена в боковую стенку или в верхнюю стенку холодильника, но может быть выгодным встроить ее в дверцу холодильника.

Известные системы для добавления порошка или жидкости в поток жидкости для приготовления напитка, например добавления кофе и молока в горячую воду в кофе-машине, основаны на дозировании добавки у самого выпускного отверстия (патрубка) для горячей воды, по существу предоставляя возможность перемешивания полученного напитка в стакане или чашке. Следует отметить, что в том случае, если предполагается много возможностей выбора добавок из множества различных добавок, возникает проблема, поскольку необходимо, чтобы все дозирующие устройства были установлены бок о бок над выпускным отверстием, где свободное пространство ограничивается диаметром обычного стакана или чашки. В соответствии с заявленной системой это ограничение больше не является актуальным, т.к. добавки вводятся в жидкость сравнительно выше по ходу течения потока, и жидкость может быть объединена в единственный поток перед достижением выпускного отверстия. Система, соответствующая настоящему изобретению, позволяет также получать жидкость без добавок, если просто не активировать дозирующее устройство (дозирующие устройства), при этом в каналах может находиться весьма незначительное количество нежелательных примесей, или они могут вообще отсутствовать. Возможность наличия загрязняющих примесей в каналах может быть дополнительно уменьшена за счет выключения дозирующих устройств на некоторое время, например на период 1-5 или 2-3 десятков секунд, перед прекращением подачи жидкости, и промывки каналов с помощью очищающей жидкости. Кроме того, канал ниже по потоку может быть расположен с наклоном и выполнен с откосом, что обеспечивает для всей жидкости или по существу для всей проходящей по каналу жидкости возможность вытекания из канала за счет действия гравитации. Кроме того, канал за дозирующим устройством может быть покрыт противопригарным материалом, таким как тефлон, для того чтобы уменьшить опасность налипания жидкости и добавки в канале и загрязнения протекающий после этого жидкости. Таким образом, изобретение обеспечивает систему, которая может не нуждаться ни в цикле промывки, ни в иной определенного вида очистке. Добавка может, таким образом, лишь загрязнить дозирующее устройство, которое может быть одноразовым и заменяемым и, например, выполненным заодно с емкостью для добавки. Когда вся добавка из емкости использована, емкость и объединенное с ней дозирующее устройство могут быть выброшены пользователем и новая, полная емкость с присоединенным дозирующим устройством может быть легко установлена на свое место.

Если система, например, встроена в дверцу холодильника или объединена с ней, потребитель может иметь легкий доступ к дозирующему устройству (устройствам) и к любой дополнительной емкости (емкостям), например, с помощью сервисной дверцы, например небольшой дверцы, находящейся на внешней поверхности дверцы холодильника. С помощью указанной сервисной дверцы потребитель может, например, легко заменить одноразовые дополнительные емкости и дозирующие устройства. Сервисная дверца может, например, легко откидываться наружу с вращением вокруг горизонтальной оси или вертикальной оси, предпочтительно вокруг вертикальной оси, находящейся с правой стороны или с левой стороны сервисной дверцы.

В качестве альтернативы, дозирующее устройство (устройства) и любая емкость (емкости) с добавкой, а также любые другие элементы системы могут быть размещены внутри холодильника. Например, могут быть установлены на внутренней стороне дверцы холодильника или присоединены к внутренней поверхности дверцы холодильника. Канал может быть пропущен через боковую стенку холодильника, например через дверцу холодильника, чтобы обеспечить отпуск жидкости, например, в стакан с внешней стороны холодильника в зону дозирования напитка, но остальная часть системы или, по меньшей мере, один ее элемент может находиться внутри холодильника.

За счет размещения системы, по меньшей мере, частично внутри холодильника, а не в его боковой стенке, теплоизоляция холодильника может быть улучшена, поскольку она в меньшей степени нарушена не изолированным отсеком, вмещающим систему. Кроме того, за счет размещения дозирующего устройства (дозирующих устройств) и емкости (емкостей) с какой-либо добавкой внутри холодильника добавка может сохраняться холодной, и при дозировании добавки жидкость не может стать менее холодной.

Даже при размещении доступа для технического обслуживания на внутренней стороне холодильника количество пробивок в изоляции может быть сведено к минимуму.

Необходимость пробивки изоляции создают только канал для дозирования жидкости и несколько электрических проводов, ведущих к интерфейсу пользователя, находящемуся с внешней стороны.

Как было отмечено выше, для дозирующего устройства, в частности, отсутствует необходимость в креплении на месте или уплотнении относительно канала, поскольку давление ниже дозирующего устройства, т.е. между дозирующим устройством и потоком жидкости в месте нахождения отверстия канала, равно атмосферному. Дозирующее устройство может быть, например, установлено с помощью кольцевых выступов, предназначенных для создания опоры на внешнюю поверхность стенки канала вокруг отверстия таким образом, чтобы дозирующее устройство не упало в отверстие и в поток жидкости. В одном конкретном воплощении на внешней поверхности канала вокруг отверстия размещен тороидальный привод, при этом образовано сквозное отверстие, проходящее через привод и стенку канала. Дозирующее устройство затем может быть установлено проходящим внутри привода, что облегчает приведение в действие механизма нагнетания с помощью этого привода, и поддерживается с помощью выступов, на которые опирается тороидальный привод. Дозирующее устройство, таким образом, может удерживаться на месте с помощью привода и за счет действия сил тяжести, а пользователь легко может произвести замену путем простого подъема вверх использованного дозирующего устройства, возможно соединенного с использованной емкостью для добавки, и заменить его другим дозирующим устройством, возможно соединенным с другой емкостью для добавки. Конечно, демонтированные дозирующее устройство и емкость могут быть не опорожненными и могут быть возвращены вновь на место в том случае, если может быть желательным вновь использовать эту добавку.

Дозирующие устройства и/или емкости для добавок могут быть снабжены ID-метками, такими как штрихкоды транспордеров, таких как RFID-метки, для того, чтобы установить, какая добавка содержится в емкости и дозируется. ID-метки могут считываться с помощью считывателя ID-метки, размещенного в системе, например, на канале или приводе или на каком-либо другом элементе системы вблизи установленного местоположения дозирующего устройства. Считыватель может быть также размещен вне системы, но достаточно близко к выбранному местоположению дозирующего устройства с тем, чтобы обнаружить его ID-метку, например, он может быть размещен на стенке той камеры бытового электроприбора, внутри которой может быть размещена система. При этом холодильник, содержащий систему, соответствующую настоящему изобретению, может, например, информировать потребителя, например, с помощью дисплея, установленного на дверце холодильника, о том, какая добавка (добавки) может быть выбрана. Кроме того, на дисплее, помимо наименования добавки, может быть отображена другая информация, такая как наименование фирмы-производителя или коммерческая информация, или реклама.

Кроме того, предусмотрено, что система в соответствии с изобретением может содержать множество дозирующих устройств/емкостей с добавками, содержащими множество различных питательных веществ, таких как витамины, минералы, лекарственные препараты, стимуляторы и т.п., и с помощью системы согласно изобретению могут быть приготовлены предварительно заданные их смеси. Например, если нажата одна кнопка или одна предварительно заданная программа выбрана из диалогового дисплея, такого как сенсорный дисплей, система обеспечивает получение смеси питательных веществ, подходящей для потребителя-мужчины. Подобным образом, смеси питательных веществ могут быть, например, приготовлены для потребителей-женщин или для детей, или для приема после тренировок или плохого сна. Конечно, подобным образом предварительно запрограммированные комбинации добавок могут быть также получены с использованием обычных вкусовых ароматизирующих веществ. Кроме того новые комбинации или модификации могут быть загружены в программу из Интернета.

Как показано на фиг.1, дозирующее устройство 1 соединено с емкостью 2, содержащей добавку. Указанная емкость 2 содержит добавку, предназначенную для дозирования в поток жидкости. Дозирующее устройство 1 присоединено к отверстию, имеющемуся в емкости 2 с добавкой так, что находящаяся в емкости 2 добавка под действием гравитации может вытекать из емкости 2 и поступать в дозирующее устройство 1, которое может дозировать добавку через форсунку 4. Дозирующее устройство 1 содержит кольцевой выступ 5 для позиционирования дозирующего устройства 1 относительно отверстия канала в соответствии с изобретением так, чтобы форсунка 4 не слишком далеко проходила в сторону отверстия или не слишком далеко проходила через отверстие в канале, когда дозирующее отверстие точно позиционировано в системе. Дозирующее устройство в этом примере воплощения содержит также RFID-метку 3 для идентификации добавки, находящейся в емкости 2.

Как показано на фиг.2, дозирующее устройство 1 и емкость 2 с добавкой размещены над отверстием 8 канала 7 для жидкости. Дозирующее устройство 1 удерживается на месте за счет сил тяжести и кольцеобразного выступа 5, который опирается на соленоидный привод, имеющий форму тороида (на фиг.2 показан в разрезе). Дозирующее устройство проходит через центральное отверстие в тороидальном соленоиде 6. Такая конструкция позволяет пользователю очень легко разместить, удалить и заменить дозирующее устройство, поскольку дозирующее устройство не закреплено на месте или не уплотнено, например, относительно привода 6. Такая конструкция, кроме того, предполагает, что давление в отверстии 8 равно или близко к атмосферному давлению, и, по меньшей мере, это давление не может быть существенно выше внешнего давления, поскольку в противном случае дозирующее устройство 1, после его установки, за счет действия такого избыточного давления может быть смещено, и в результате воздух и жидкость могут выходить из канала 7. Канал установлен для протекания через него жидкости в направлении слева направо на фиг.2, как показано однонаправленными стрелками. Диаметр канала, обозначенный двунаправленными стрелками 10 и 11, имеет значительно большую величину ниже по потоку от отверстия 8, как показано двунаправленной стрелкой 11, по сравнению с диаметром выше по потоку от отверстия 8, показанным двунаправленной стрелкой 10, при этом в иллюстрируемом примере диаметр 11 в два раза больше диаметра 10. Благодаря такому увеличению диаметра трубопровода давление у отверстия 8 может быть атмосферным, даже если жидкость выше по потоку от отверстия имеет повышенное давление. Канал 7 расположен с наклоном относительно горизонтальной плоскости, показанным на фиг.2 углом σ, так что канал 7 имеет постоянный наклон вниз, что позволяет находящейся в нем жидкости протекать вниз за счет гравитации при отсутствии необходимости создания избыточного давления.

Форсунка 4 установлена для распыливания жидкой добавки, как показано прерывистыми проходящими от форсунки 4 линиями, в протекающий в канал 7 поток через отверстие 8 при отсутствии контактирования добавки со стенками канала, или любым другим элементом системы, т.е. всю добавку принимает поток жидкости. Угол ω рассеивания добавки жидкости, распыляемой форсункой 4, может составлять приблизительно 20°. Канал 7 может содержать элемент 9, создающий перепад давления, предназначенный для снижения давления потока жидкости в трубопроводе 7 выше по потоку от отверстия 8, что уменьшает нежелательную возможность создания повышенного давления в отверстии 8.

На фиг.3 тороидальный привод 6 показан на виде сверху в отличие от вида сбоку на фиг.2. Тороид 6 размещен так, что его центральное отверстие перекрывает сверху отверстие 8 канала 7 таким образом, что дозирующее устройство 1 может быть установлено, по меньшей мере, частично проходящим через отверстие тороида 6, как это показано на фиг.2.

На фиг.4 показаны три дозирующих устройства 1 с соответствующими емкостями 2, содержащими добавки. Емкости 2 не отделены друг от друга. Напротив, они соединены посредством стыковых соединений 12, например, с помощью сварных швов, что позволяет отделить друг о друга различные добавки, находящиеся в емкостях 12, но не отделять емкости 12 друг от друга полностью.

На фиг.5 вновь на виде в разрезе показан тороидальный привод 6 (см. также фиг.2). К приводу 6 прикреплен считыватель 13 ID-метки для считывания идентификационной ID-метки дозирующего устройства 1 и/или емкости 2 с добавкой при размещении дозирующего устройства 1 на месте и, по меньшей мере, частично проходит через центральное отверстие привода 6. К приводу 6 и считывателю 13 подключен процессор 14 так, что указанный процессор может, например, управлять приводом и, таким образом, дозированием добавки и, кроме того, может идентифицировать добавку, а также или принять собственное решение относительно дозирования и т.д. по результатам этой идентификации или представить информацию в отношении данной добавки, например, на дисплее (не показан) для потребителя, чтобы он на основе этой информации принимал решения.

На фиг.6 схематически показана система 20 для ароматизации воды. Вода, например обычная воды для бытового применения, поступает в систему с правой стороны на фиг.6. Если желательно иметь охлажденную воду, то вода проходит через охладитель 15, а если нежелательно, вода направляется через обратный клапан 16 в обход охладителя 15. В случае необходимости, в системе 20 может быть использован насос 18 для нагнетания воды. Если желательно насыщение воды углекислым газом (газирование воды), то воду пропускают через сатуратор 17, насыщающий воду углекислым газом за счет добавления в воду двуокиси углерода (СО₂). Указанный сатуратор 17, как и охладитель 15, также может быть подобным образом байпасирован, или же сатуратор может быть выключен, и если газирование жидкости нежелательно, то СО₂ в протекающую через него жидкость больше не вводится. Вода через трубопровод 7 может поступать в систему 19 дозирования, соответствующую настоящему изобретению, содержащую в данном примере три дозирующих устройства 1 и три соответствующие емкости 2 с добавками. Процессор 14 может управлять работой различных элементов системы 20, таких как насос 18 и система 19 дозирования, и принимать от них входные сигналы. Конечно, подобная система может быть использована с другими добавками, иными, чем ароматизирующие (вкусоароматические) добавки, и/или с иной жидкостью, чем вода.

На фиг.7 схематически на виде в разрезе показана дверца 22 холодильника, содержащая встроенную систему 19 дозирования, соответствующую настоящему изобретению. На фиг.7 вода поступает в дверцу 22 холодильника сверху в левую сторону через трубопровод 7 и входит в систему 19 дозирования, управляемую процессором 14.

После этого вода выходит из системы 19 дозирования, проходя далее по трубопроводу 7, и может выходить из этого трубопровода и стекать вниз, например, в кружку, поставленную потребителем в нишу 23, образованную в дверце 22.

Настоящее изобретение относится к системе для дозирования добавки в поток жидкости, при этом система содержит канал для направления потока жидкости, причем в стенке канала выполнено сквозное отверстие и дозирующее устройство, размещенное в отверстии, выполненном в стенке канала, проходящее от канала вверх и приспособленное для дозирования добавки в поток через отверстие; при этом канал и дозирующее устройство размещены так, что между дозирующим устройством и потоком жидкости образован промежуток в вертикальном направлении для предотвращения непосредственного контакта между ними при использовании системы. Данная конструкция позволяет снизить эксплуатационные расходы, а также обеспечить точность дозирования небольших объемов жидкости. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система для дозирования добавки в поток жидкости, содержащая
канал для направления потока жидкости, причем в стенке канала выполнено сквозное отверстие, имеющее форму высокого поднятого воротника; и
содержащее механизм нагнетания объемного типа дозирующее устройство, установленное в указанном отверстии, выполненном в стенке канала, или около него и проходящее от канала вверх; причем дозирующее устройство выполнено с возможностью дозирования добавки в поток через указанное отверстие;
при этом канал и дозирующее устройство расположены таким образом, что между дозирующим устройством и потоком жидкости образован промежуток по вертикали для предотвращения непосредственного контакта между ними при использовании системы, характеризующаяся тем, что площадь поперечного сечения канала непосредственно ниже по потоку от отверстия в стенке канала больше, чем площадь поперечного сечения непосредственно выше по потоку от указанного отверстия в стенке канала так, что давление в указанном отверстии, выполненном в стенке канала, равно атмосферному давлению или меньше, чем атмосферное давление.

2. Система по п. 1, в которой площадь поперечного сечения канала ниже по потоку от отверстия в стенке канала, по меньшей мере, в два раза больше, чем площадь поперечного сечения выше по потоку от указанного отверстия в стенке канала.

3. Система по любому из пп. 1 или 2, в которой диаметр канала ниже по потоку от отверстия в стенке канала находится в интервале от 5 до 15 мм, а диаметр канала выше по потоку от отверстия в стенке канала находится в интервале от 2 до 7 мм.

4. Система по любому из пп. 1 или 2, в которой добавка является жидкостью.

5. Система по п. 3, в которой добавка является жидкостью.

6. Система по любому из пп. 1, 2, 5, в которой дозирующее устройство содержит механизм нагнетания с магнитным приводом.

7. Система по п. 3, в которой дозирующее устройство содержит механизм нагнетания с магнитным приводом.

8. Система по п. 4, в которой дозирующее устройство содержит механизм нагнетания с магнитным приводом.

9. Система по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, дополнительно содержащая электромагнитный привод, размещенный вокруг дозирующего устройства.

10. Система по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, в которой, по меньшей мере, часть канала, находящаяся непосредственно ниже по потоку от отверстия, имеет наклон вниз.

11. Система по п. 10, в которой канал имеет непрерывный наклон вниз от отверстия к открытому концу канала, обеспечивающему выход потока жидкости из канала.

12. Система по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 11, дополнительно содержащая емкость с добавкой, соединенную с дозирующим устройством так, что добавка, находящаяся в указанной емкости, может быть направлена в дозирующее устройство и дозирована с его помощью.

13. Система по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 11, в которой дозирующее устройство выполнено с возможностью дозирования добавки в поток жидкости в количестве, соответствующем разбавлению добавки в потоке от 250 до 1000 раз.

14. Система по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 11, в которой дозирующее устройство выполнено с возможностью дозирования добавки в поток жидкости в количестве от 1 до 10 мл/мин.

15. Система по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 11, в которой канал выполнен с возможностью обеспечения избыточного давления потока жидкости непосредственно выше по потоку от отверстия в интервале от 0,01 до 0,1 мбар.

16. Система по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 11, дополнительно содержащая
второй канал для направления второго потока жидкости, при этом в стенке указанного канала выполнено сквозное отверстие; и
второе дозирующее устройство, установленное в отверстии, выполненном в стенке второго канала, и проходящее от канала вверх, при этом второе дозирующее устройство выполнено с возможностью дозирования добавки во второй поток через указанное отверстие;
при этом второй канал и дозирующее устройство расположены так, что между дозирующим устройством и вторым потоком жидкости образован промежуток в вертикальном направлении для предотвращения непосредственного контакта между ними;
причем указанные каналы объединены друг с другом ниже по потоку от дозирующих устройств.

17. Система по любому из пп. 1, 2, 5, 7, 8, 11, которая является встраиваемой в дверцу холодильника.

18. Дверца холодильника, содержащая систему по любому из пп. 1-17.

19. Способ дозирования добавки в поток жидкости, включающий
направление потока жидкости через канал, имеющий сквозное отверстие, выполненное в стенке канала и имеющее форму высокого поднятого воротника;
дозирование добавки в поток жидкости через указанное отверстие с помощью содержащего механизм нагнетания объемного типа дозирующего устройства, установленного в отверстии, выполненном в стенке канала, или около него, и проходящего от канала вверх;
при этом канал и дозирующее устройство расположены так, что между дозирующим устройством и потоком жидкости образован промежуток в вертикальном направлении так, что непосредственный контакт между ними отсутствует, характеризующийся тем, что включает направление потока жидкости через канал с увеличенной площадью поперечного сечения у отверстия или непосредственно за отверстием.