具体实施方式

本公开涉及多泵式可移除的泵系统以及相关的控制系统。泵和控制系统尤其适合在后混合饮料分配器中泵送饮料糖浆。

如图1-图4所示，根据本公开的多泵式可移除的泵系统10包括用于容纳多个可移除的泵14的泵围护壳12。该泵围护壳12一般由钢铁或其它金属材料形成，或由塑料形成，并且其至少包括前板16、后板18、第一侧板20和第二侧板22、底板24以及可移除的顶板26。因此，这些板限定在泵围护壳12内的内部空间28。在一些示例中，围护壳12还可以包括内部分隔件30，内部分隔件30将内部空间28划分为两个部分。后板18还包括多个孔32和设置在该多个孔32上方(above)的至少一个水平边沿34。该边沿34包括形成在边沿34中的多个插槽36，以便一个插槽36位于该多个孔32中的每一个的上方。

泵系统10还包括至少部分设置在泵围护壳内部空间28内的多个泵14。优选地每个泵可以以简单的方式且无需任何工具插入泵围护壳12或从泵围护壳12移除。

优选地，可移除的泵14中的每一个是适合用在例如后混合饮料分配器系统中的饮料糖浆泵。

进一步参照图5，这些可移除的泵14中的每一个包括一般由诸如黄铜、不锈钢或者其他金属或合金的高强度材料形成的泵外壳40。可选地，泵外壳40可以由聚合材料模制而成，优选地为嵌入诸如碳纤维或玻璃纤维细丝的纤维增强材料的聚合材料。

泵外壳40包括：内部泵送室42、入端口44、出端口46并优选地包括传感器端口48，这些端口中的每一个与泵送室42流体连通(flow communication)。每个可移除的泵14还包括在泵外壳40外表面上形成的固定销孔52内容纳的弹簧偏置固定销50，优选地是受控地容纳。

另外，每个可移除的泵14包括泵发动机60和由泵发动机60驱动且至少部分设置在泵送室42内的泵送机构。泵发动机60优选地是电动机。优选地，共用电源64设置在围护壳12内且用于为所有电泵发动机供电。

泵送机构一般经由驱动轴66由泵发动机60驱动。在一些示例中，驱动轴66可以与泵送机构直接联接。在这种情况，泵外壳40进一步包括驱动轴孔，驱动轴66通过驱动轴孔延伸进入泵外壳40和密封组件68以防止液体通过驱动轴孔泄漏。在其它示例中，驱动轴66可以与泵送机构磁力地(magnetically)联接。

该泵送机构能够容纳以第一压强通过入端口44进入泵送室42的液体并且以第二压强从泵送室42通过出端口46排出液体，第二压强大于第一压强。

例如，在多泵式可移除的泵系统10的某些实施例中，用于每个可移除的泵14的泵送机构优选地是齿轮泵机构。该齿轮泵优选地包括驱动齿轮70。驱动齿轮70包括多个驱动齿轮齿72，驱动齿轮70设置在泵送室42内并由泵发动机60旋转地驱动。泵送机构还优选地包括空转齿轮(idler gear)74。该空转齿轮还包括与驱动齿轮齿72相互啮合的多个空转齿轮齿76，空转齿轮也设置在泵送室42内。空转齿轮74附接于设置在泵送室42内的空转轴78。

在齿轮泵运转期间，液体以第一压强或初始压强从入端口44进入泵送室42。驱动轴66旋转驱动齿轮70，由于两个齿轮的啮合齿，驱动齿轮70转而旋转空转齿轮74。当两个齿轮旋转时，液体被齿轮齿截留。液体然后围绕泵送室42的内周界(inner perimeter)移动直到以大于第一压强或初始压强的第二压强通过出端口46被挤出。

如图4所示，对于每个可移除的泵14，泵发动机60和泵外壳40的至少一部分设置在泵围护壳内部空间28内，而入端口44和出端口46延伸穿过多个后板孔32中的一个。在这种位置中，由固定销50的一部分确保可移除的泵14在适当的位置，固定销50延伸穿过围护壳12的后板插槽36中的一个以将可移除的泵14的至少一部分保持在泵外壳40内。

优选地还配置多泵式可移除的泵系统10的每个可移除的泵14以便入端口44和出端口46可以以无工具的方式快速地与供应和排出管道联接或断开联接。如图6所示，这可以通过提供滑动锁构件80完成，滑动锁构件80可移动地附接到邻近入端口44和出端口46的泵外壳40。滑动锁构件80具有第一部分82、第二部分84以及锁固定孔86，第二部分84比第一部分82窄。该滑动锁构件80在锁定位置和非锁定位置之间能够滑动地移动。还包括的是滑动锁固定件88，该滑动锁固定件88穿过滑动锁固定孔86以确保滑动锁构件80相对于泵外壳40位于设置在入端口44和出端口46之间的位置。

入端口44和出端口46优选地每一个包括用于容纳滑动锁构件80的第一部分82的通道90或凹槽。因此，当滑动锁构件80在锁定位置时，入端口44的通道90和出端口46的通道90容纳滑动锁构件80的第一部分82以便接合并保持在入端口44和出端口46内的可移除的配件92、94。然而，当滑动锁构件80在锁定位置时，滑动锁构件80的第二部分84位于入端口44的通道90和出端口46的通道90附近，但是不接合且不保持在入端口44和出端口46内的可移除的配件92、94。因此，入端口44和出端口46可以以无工具的方式与供应和排出管道联接或断开联接。

此外，对于每个可移除的泵，入端口44优选地具有第一剖面区域且出端口46优选地具有第二剖面区域，第二剖面区域与第一剖面区域不同。而且，在一些示例中，优选的是，对于每个可移除的泵14，入端口44具有第一剖面直径且出端口46具有第二剖面直径，第二剖面直径与第一剖面区域直径不同。

用于供应管道的可移除的配件92具有适合安装进入端口44而非出端口46的剖面区域和剖面直径。同时，用于排出管道的可移除的配件94具有适合安装进出端口46而非入端口44的剖面区域和剖面直径。以这种方式，将意识到的是，可以防止供应管道与出端口46不适当地联接，或排出管道与入端口44不适当地联接。

在另一方面，还为可移除的泵14提供传感器和控制系统。这种传感器和控制系统允许在不损坏设备的情况下安全地使用诸如前述齿轮泵机构的正排量泵机构。再次参照图1-图5，每个可移除的泵14就这而言还包括设置在邻近传感器端口48处的压强变换器100。每个压强变换器100优选地包括陶瓷压电片。变换器100以第二(例如，排出)压强与一定量的液体接触并产生电信号，电信号与第二压强成比例。

每个可移除的泵14还包括单独的可编程的微控制器102，该可编程的微控制器经由电缆104从压强变换器100接收电信号，并且与泵发动机60电连接而且能够启动和停止泵发动机60。可编程的微控制器102可以封闭在例如与泵发动机60附接的外壳106内。在一些示例中，诸如金属板或鳍状物的散热片108还可以附接于外壳的外部以促进冷却。

还提供用于控制多个可移除的泵14中的每一个的通用控制面板110。该控制面板110优选地设置在泵围护壳12的前板16上。通用控制面板110经由多条电线116与泵微控制器中的每一个电连接。控制面板110包括用于每个可移除的泵14的至少一个复位开关112，复位开关112与用于可移除的泵14的可编程的微控制器102电连接。

控制面板110还包括用于每个可移除的泵14的至少一个泵状态指示器114。至少一个泵状态指示器114与用于可移除的泵14的可编程的微控制器102电连接，且每个泵状态指示器114能够指示多个泵状态。优选地状态指示器114是指示灯，诸如LED灯。可选地，可以由有声音警报器、由视频显示器等提供状态指示器114。在特别优选地实施例中，用于每个可移除的泵14的至少一个复位开关优选地是薄膜开关并且用于每个可移除的泵14的至少一个泵状态指示器114并入这个薄膜开关。

在一些实施例中，控制面板110可以包括用于每个可移除的泵14的至少两个泵状态指示器114，每个泵状态指示器144能够指示多个泵状态。

针对多个可移除的泵14中的每一个，微控制器102通常被编程以启动和停止泵，并且基于从压强变换器100接收的第二压强信息(使用泵状态指示器)发出特定的泵状态信号。

例如，如果第二压强超过第一预定压强阈值时(例如，大于85psi)，优选地编程微控制器102以停止泵发动机60并且至少一个泵状态指示器发出第一泵状态信号。第一泵状态对应于泵的就绪、待命状态。例如这可以通过稳定的绿色指示灯在控制面板100上发出信号。

如果第二压强降到第二预定压强阈值以下(例如，小于15psi)，优选地编程微控制器102以停止泵发动机60并且至少一个泵状态指示器114发出第二泵状态信号。第二泵状态对应于泵的空糖浆袋状态。例如这可以通过闪烁的红色灯在控制面板100上发出信号。这将向操作者指示饮料糖浆容器是空的且需要更换。在更换糖浆容器之后，可能需要使用复位开关来手动复位泵。

如果第三压强在第一预定压强阈值和第二预定压强阈值之间时，优选地编程微控制器102以启动泵发动机60并且至少一个泵状态指示器114发出第三泵状态信号。第三泵状态对应于泵的正常泵送和糖浆分配状态。例如这可以通过快速地闪烁的绿色灯在控制面板100上发出信号。

如果第二压强在第一预定压强阈值和第二预定压强阈值之间保持超过预定时间阈值一段时间时(例如，超过1分钟)，优选地编程微控制器102以停止泵发动机60并且至少一个泵状态指示器114发出第四泵状态信号。第四泵状态对应于泵是可操作的，但是有空气被截留在排出管道内的状态。例如这可以通过更慢地闪烁的绿色灯在控制面板100上发出信号。

可选地，如果第二压强在第三预定压强阈值和第四预定压强阈值之间(例如，从30至60psi)保持超过预定时间阈值(例如，大于1分钟)的一段时间时，可以编程微控制器102以停止泵发动机60并且至少一个泵状态指示器114发出第四泵状态信号。这又对应于泵是可操作的，但是有空气截留在排出管道内的状态，但是使用更窄的压强范围来限定这个状态。

图15的流程示意图中总结了前述控制方案。

有益地，传感器和控制系统促进使用如上述的诸如电力驱动的齿轮泵的正排量泵取代传统的气体驱动隔膜泵。具体地，传感器和控制系统允许监控和管理正排量泵以便减少或防止泵过热和/或在增压情况下死机(deadhead)。

在另一方面，本公开还涉及后混合饮料分配器系统120，后混合饮料分配器系统120利用如上所述多泵式受控的且可移除的泵系统10。如图14所示，后混合饮料分配器系统120包括具有多个饮料混合装置和分配喷嘴124的饮料分配站122以及与饮料混合装置和分配喷嘴124中的每一个流体连通的碳酸水供应。例如，饮料分配器可以包括水碳酸化系统，在水碳酸化系统中非碳酸水的水源126(诸如市政供水管道)经由水泵130泵入碳酸化箱128中。这种混合箱128还与诸如压缩气筒(compressed gas cylinder)的二氧化碳气体132的来源流体连通。将水泵入混合箱128，然后将二氧化碳气体与混合箱128中的水混合并溶解入混合箱128中的水中以提供碳酸水。碳酸水还可以在到达混合装置和分配喷嘴124之前经过制冷机134。

另外，后混合饮料分配器系统120还包括多个饮料糖浆容器136，每个容器具有浓缩的饮料糖浆供应。例如，可以提供这些饮料糖浆容器136作为衬袋箱(bag-in-box)糖浆容器。

后混合饮料分配器系统120还包括多泵式糖浆泵系统10，多泵式糖浆泵系统10具有用于每个饮料混合装置和分配喷嘴124的单独的糖浆泵。因此，每个分配喷嘴124还与一个衬袋箱或其它饮料糖浆容器136连接或流体连通。上述受控的泵系统10可以用于将糖浆从糖浆容器移动到分配喷嘴124。因此糖浆容器136与泵入端口44连接且泵出端口46与饮料混合装置和分配喷嘴连接来为喷嘴124供应饮料糖浆。

如上所述，配置多泵式可移除的泵系统10的每个泵以能够以无工具的方式从泵围护壳12快速移除，或安装在泵围护壳12中。在图6至图13中示出了从围护壳12无工具地移除泵。

在正常操作中，滑动锁构件80开始位于如图6所示的锁定位置，其中入端口44的通道90和出端口46的通道90容纳滑动锁构件80的第一部分82以便接合并保持分别在入端口44和出端口46内的用于供应和排出管道的可移除的配件92、94。滑动锁构件80然后移动到如图7所示的非锁定的位置，其中滑动锁构件80的第二部分84位于入端口44的通道90和出端口46的通道90附近。第二部分84不接合或不保持在入端口44和出端口46内的可移除的配件92、94。

如图8所示，用于供应管道的配件92可以之后从入端口44移除，且用于排出管道的配件94可以然后从出端口46移除。如图9所示，随着供应和排出管道移除，泵保持附接至围护壳12的后板18。

如图10所示，然后断开在微控制器102和通用控制面板110之间提供电连接的线路116。

如图11所示，然后压低正常地延伸穿过形成在围护壳12的后板18中的插槽36中的一个的如上所述的弹簧偏置固定销50，以便从后板插槽36移除销。如图12所示，泵可以然后在它的后板孔32内旋转直到固定销50从后方敞开处的水平边沿34拆除。最后，泵可以从后板孔32拆回且从泵围护壳12移除，如图13所示。

通过颠倒前述步骤来完成新泵的无工具安装。简言之，泵的一部分插入穿过围护壳12的后板孔32然后旋转直到固定销50与在后板孔32上方的边沿34中形成的插槽36对齐并接合。建立在微控制器102和控制面板110之间的线路连接。糖浆供应管道附接至入端口44且排出供应管道附接至出端口46。最后，滑动锁构件80从非锁定位置移动到锁定位置以保持供应和排出管道在适当的位置。

然后有利地，根据本公开，公开了不利用气体驱动隔膜泵(gas driven diaphragmpump)以泵送饮料糖浆的后混合饮料分配器。

因此，被泵送的饮料糖浆不再与在这种泵中使用的橡胶隔膜接触，从而防止味道在泵内交叉污染。

另外，通过取消气体驱动隔膜泵(且反而提供受控的正排量泵)，同样消除了二氧化碳或其他惰性气体从隔膜泵泄漏的风险。因此，还消除了由这种二氧化碳泄漏带来的重大的密闭空间窒息风险。

再进一步，隔膜泵最终需要维修和/或更换，在训练有素的技术人员维修泵系统的同时需要大量的停机时间。

此外，可以简单快速地维修提供的饮料糖浆泵，而无需专用的工具或受过专门训练的技术员。

出于说明和描述的目的，已示出针对本公开的优选实施例的前述描述。不打算详尽无遗或将公开限制至所揭露的准确的形式。鉴于上述教导，明显的修改或变型是可能存在的。选择和描述实施例以提供对本公开的原理及其实际应用的最佳说明，从而使本领域普通技术人员中的一员能够在各种实施例中利用本公开，并对其进行适合所设想的特定用途的各种修改。当根据所其公平、合法和公正地享有的范围进行解释时，所有这种修改和变型在由所附权利要求书所确定的本公开的范围内。