申请日2009.07.22
公开(公告)日2011.07.20
IPC分类号C02F1/42; B01D27/08; C02F1/00; B01J8/02; B01J47/02; B01D15/14
摘要
本发明涉及一种水处理单元，该水处理单元包括：具有上部进水口(6)和底部出水口(7)的隔室(1)，将该隔室分成上部部分(2)和下部部分(4)的水分配板(3)，所述下部部分包含水处理物质(5)，并且所述水分配板在整个板中具有多个孔(8)，所述多个孔具有这样的分布，即，使得通过上部进水口引入的水流过距隔室的上部进水口(6)较远的孔。
权利要求书
1.一种水处理单元，包括：
-隔室(1)，所述隔室(1)具有上部进水口(6)和底部出水口(7)，
-水分配板(3)，所述水分配板(3)将所述隔室分成上部部分(2)和下部部分(4)，所述下部部分容纳水处理物质(5)，所述水分配板具有多个孔(8)，所述多个孔具有这样的分布，即，所述分布使得通过上部进水口引入的水流过距离所述隔室的上部进水口(6)更远的孔。
2.根据权利要求1的水处理单元，其特征在于，水分配板中的所述多个孔的分布使得距离所述隔室的上部进水口(6)越远的孔的截面积越大和/或数量越多。
3.根据权利要求2的水处理单元，其特征在于，所述孔具有的截面积使得所述孔保持水处理物质。
4.根据前述任一项权利要求的水处理单元，其特征在于，所述孔具有凹槽的形式。
5.根据前述任一项权利要求的水处理单元，其特征在于，面对所述隔室的上部进水口(6)的水分配板(3)的孔(81)的截面积大于围绕所述孔(81)的水分配板的孔的截面积。
6.根据前述任一项权利要求的水处理单元，其特征在于，水分配板(3)的表面从面对所述隔室的上部进水口(6)的点向边缘倾斜。
7.根据前述任一项权利要求的水处理单元，其特征在于，水分配板(3)的表面根据至少5°的角度从面对所述隔室的上部进水口(6)的点向边缘倾斜。
8.根据前述任一项权利要求的水处理单元，其特征在于，所述隔室的上部进水口(6)位于所述隔室的顶部侧的中心处。
9.根据前述任一项权利要求的水处理单元，其特征在于，所述水处理单元包括将进水口(6)的一部分与出水口(7)连接的通道(17)。
10.根据前述任一项权利要求的水处理单元，其特征在于，隔室(1)具有矩形或方形截面。
11.根据前述任一项权利要求的水处理单元，其特征在于，隔室(1)在水分配板(3)下方被分成垂直的子隔室。
12.一种包括根据权利要求1-11的水处理单元的饮料生产设备，其中，进水口(6)与水箱协作，并且出水口(7)与饮料生产设备的供水装置协作。
13.一种水处理单元，所述水处理单元包括具有上部进水口(6)和底部出水口(7)的隔室(1)，所述隔室(1)的一部分容纳水处理物质(5)，并且所述水处理单元包括设置在底部出水口(7)中的柔性阀(11)，所述柔性阀(11)能够通过从外部将管(16)插入所述柔性阀而打开，以及能够通过从所述柔性阀上移除所述管而闭合。
14.根据权利要求13的水处理单元，其特征在于，所述阀包括：
-阀头(111)，该阀头具有延伸通过该阀头的孔口(112)，该孔口在所述管插入其中时打开，并且在所述管被移除时闭合以截断从中流过的流体，
-第一阀凸缘(114)，该第一阀凸缘使所述阀靠在水处理单元的隔室的底壁的内侧(1a)上，
-第二阀凸缘(114)，该第二阀凸缘使所述阀靠在水处理单元的隔室的底壁的外侧(1b)上。
15.根据权利要求14的水处理单元，其特征在于，阀座具有沿水处理单元的隔室的内侧的方向成拱形的弯曲表面。
16.根据权利要求14或15的水处理单元，其特征在于，所述阀具有一体形成的单件式构造。
17.根据权利要求14至16中任一项的水处理单元，其特征在于，所述阀由回弹的柔性材料模制而成。
18.一种包括根据权利要求13至17中任一项的水处理单元的饮料生产设备，其中，所述管(16)是饮料生产设备的供水装置的一部分。
19.一种柔性阀(11)在闭合流体容器(1)的流体出口(7)方面的应用，所述流体出口可连接到管(16)以供应流体，所述阀包括：
-阀头(111)，该阀头具有延伸通过该阀头的孔口(112)，该孔口在所述管插入其中时打开，并且在所述管被移除时闭合以截断从中流过的流体，
-第一阀凸缘(114)，该第一阀凸缘使所述阀靠在流体容器的底壁的内侧(1a)上，
-第二阀凸缘(113)，该第二阀凸缘使所述阀靠在流体容器的底壁的外侧(1b)上。
说明书
用于饮料生产机器的水处理单元
技术领域
本发明涉及用于生产能够在饮料生产设备中使用的水的水处理单元。
背景技术
对于具有例如用于加热水的锅炉以便基于经加热的水生产饮料的任何饮料生产设备，一个公知的问题是当该饮料生产设备使用较长时间时，锅炉以及其它元件和水加热元件易于沉积水垢。该水垢源自供水中包含的水垢形成离子，其中，水垢含量在所谓的硬水中尤其高。为了去除水垢(应注意，在下文中术语“除垢”和术语“脱钙”等同地使用)，已知使脱钙剂(例如，醋)周期性地通过易于沉积水垢的管道，该脱钙剂在通过机器时溶解任何沉积的水垢。在使这样的脱钙剂通过机器之后，当然必须彻底清洗机器的内部，以避免随后生产饮料时脱钙(除垢)剂造成污染。一种已知的用于减少水垢沉积的预防性措施是在被供给的水与饮料生产设备的锅炉以及其它元件实际接触之前对其进行处理。该处理可例如包括离子交换过程，在该过程期间钙离子被从水中去除，因此不再导致随后的水垢形成。从现有技术中已知使用填充有离子交换树脂的滤筒。这些滤筒与饮料机器的水箱连接，以便待处理的水进入滤筒并且流过离子交换树脂。因此，离开滤筒的水基本上没有导致水垢形成的离子。这种水处理也可通过钙交换树脂以外的其它离子交换树脂实现，以便消除有损饮料口味的其它的水组分，例如氯。
当达到离子交换树脂的容量时，该滤筒必须更换为新的滤筒。将滤筒与水箱分离并且从机器上去除，安装新的滤筒并且使其连接到水箱。已经观察到，在重新连接新的滤筒之后，对滤筒初次填充水的时间非常长，通常不能立即使用该机器。此问题主要是由于存在被截留在离子交换树脂中的空气导致的，所述空气阻止水快速流动：因为空气的唯一出口对应于水的进口，进入滤筒的水流阻止了空气离开滤筒，从而对滤筒的填充被迅速阻塞。对于具有矩形或方形截面的滤筒尤其注意到存在此问题。
在现有技术中还已经观察到，滤筒中的离子交换树脂的全部体积没有被待处理的水均等地穿过。在具有用于水穿过的方形或矩形截面的滤筒中尤其注意到此问题，其中，设置在拐角附近的离子交换树脂未被穿过。当更换滤筒时，离子交换树脂的一部分尽管仍能够工作但是被抛弃。
发明内容
本发明的目标是一种与饮料生产设备一起使用的用于水处理的改进的滤筒，所述滤筒在初次装配在机器中时可迅速地充满水。
本发明的另一目标是提供一种减少在使用期间被截留在离子交换树脂中的空气的量的滤筒。
本发明的另一目标是提供这样一种滤筒，其中离子交换树脂的全部体积被水均匀地穿过以增加寿命。
根据第一方面，本发明涉及一种水处理单元，包括：
-隔室，所述隔室具有上部进水口和底部出水口，
-水分配板，所述水分配板将所述隔室分成上部部分和下部部分，所述下部部分容纳水处理物质，并且所述水分配板具有多个孔，所述多个孔具有这样的分布，即，所述分布使得通过上部进水口引入的水流过距所述隔室的上部进水口更远的孔。
本发明适于利用重力供给的水处理单元，水在该单元的上部部分被引入并且在该单元的下部部分被输送。该水处理单元的主隔室设计为用于保持能够处理水的水处理物质。所述隔室被水分配板水平地分隔。该水分配板有助于分配在隔室的进水口处被引入的水通过水处理物质。水分配板是覆盖隔室的整个水平截面的板。整个板上穿有孔。所述孔根据特定的分布设置在该板中，所述特定分布使得水流过距隔室的上部进水口较远的孔。所述分布同时涉及孔的大小分布以及孔的位置分布。
所述使水流过距隔室的上部进水口较远的孔的作用可通过水分配板中的多个孔的这样的分布实现，即，所述分布使得距隔室的上部进水口越远的孔的截面积越大和/或数量越多。根据本发明的一个模式，水分配板可具有多个孔的这种分布，即，距隔室的上部进水口越远的孔的截面积越大。则距隔室的上部进水口较近的孔的截面积小于距隔室的侧壁较近的孔的截面积。孔的截面积可随着距隔室的上部进水口越远而逐渐增大。根据一个具体实施例，水分配板中的孔可根据以隔室的上部进水口为中心的球圆形形式分布，相同圆形上的所有孔具有相同截面。根据本发明的另一模式，水分配板可具有多个孔的这种分布，即，距隔室的上部进水口近的孔比距隔室的上部进水口远的孔少。根据本发明，还可根据上述两种模式的组合构想水分配板，也就是说，距隔室的上部进水口越远，孔的数量越多且孔的截面积越大。由于该水分配板，从隔室进水口引入的水可同时且均等地流过贯穿板的表面的所有孔。这样，不存在水通过水分配板下方的水处理物质的主导方式，所有水处理物质以最优方式被使用。
优选地，所述孔具有的截面使得它们保持水处理物质。此实施例防止通常为粉末或小颗粒的水处理物质通过所述孔向上流动并且到达通常与水处理单元连接的水箱，否则在水箱壁透明的情况下将导致水具有差的外观。因此，所述孔优选地具有过滤功能。
水分配板的孔可具有任何形式。它们可以全部具有相同形式，或者根据它们在板中的位置具有不同形式。在一个优选实施例中，所述孔具有凹槽的形式，这些凹槽随着距隔室的上部进水口越远而越多和/或越长。
为了使水很好地流过水处理单元，通常优选的是水分配板远离隔室顶壁，优选地距隔室顶壁至少5mm。
本发明尤其适合于这样的隔室，即，该隔室的水平截面具有角度，特别是方形或矩形截面。
一般地，面对隔室的上部进水口的水分配板的孔的截面积大于围绕该孔的水分配板的孔的截面积。该孔使得一旦水被引入处理单元，则空气能够从隔室的下部部分排出。然而，该孔的截面积必须不会导致水主要流过该孔。该孔的截面积是以下两者的折衷：即，足够大以使空气能够逸出的截面积，和足够小以防止流过该孔的水比流过水分配板的其它孔的水多的截面积。一个管可连接到面对隔室的上部进水口的该孔，以将空气引导至隔室外部。
水分配板的表面可优选地根据至少5°的角度从面对隔室的上部进水口的点向边缘倾斜。则该板的面对隔室的上部进水口的所述点稍高于与隔室的侧壁接触的水分配板的边缘。
根据本发明的一个优选实施例，隔室的上部进水口位于隔室的顶侧的中心。则在水分配板中的孔的分布相对于板的中心进行。
根据本发明的另一方面，一通道可连接进水口的一部分与出水口。此通道使得能够从饮料机器的水箱引入未处理的水，其中本发明的水处理单元直接插入该饮料机器的供水装置中。这样，饮料机器的供水装置被供给已穿过过滤材料的经处理的水与已流过该直接通道的未处理的水的混合物。这种实施例允许根据被引入水处理单元的水的品质-通常为自来水，对用于生产饮料的水的离子含量进行精确调节。如果自来水的离子浓度高，则优选地不通过该通道部分地引入，而是利用过滤材料全部进行处理。如果自来水的离子浓度低，则不必对全部自来水进行处理以获得相同品质的经处理的水。
隔室可在水分配板下方被划分成垂直的子隔室。此实施例使得水能够沿隔室的全部高度更好地分配，并且迫使水即使在水分配板之下的隔室的角落中仍垂直流动。
通常，隔室包括位于底部出水口附近的内部过滤元件，所述过滤元件具有保持水处理物质的通道。这种过滤元件可以是在隔室的底面上方延伸通过整个隔室水平截面的过滤板。此过滤元件旨在防止水处理物质与经处理的水一起离开水处理单元。
该水处理物质可以是食品滤筒中常用的任何物质。这种物质可设计成与水进行化学的和/或物理的相互作用。优选地，该物质是用于防止水垢形成的软水剂，以及除氯剂。
尽管已经结合饮料生产设备描述了本发明的水处理单元，但是本发明的水处理单元可与需要使用经处理的水的任何其它机器一起使用。
本发明还涉及一种包括如上所述的水处理单元的饮料生产设备，该水处理单元的进水口与水箱协作，并且该水处理单元的出水口与饮料生产设备的供水装置协作。该供水装置通常通过管子与泵送装置和加热装置连通，以提供用于生产饮料的热水。优选地，饮料生产设备的供水装置是能够优选地通过柔性阀装配在出水口内的管。
本发明的水处理单元尤其适合于生产茶饮料的饮料生产设备，这是因为茶饮料的品质对于水中的离子的存在非常敏感。
本发明还涉及一种水处理单元，该水处理单元包括具有上部进水口和底部出水口的隔室，所述隔室的一部分容纳水处理物质，并且，该水处理单元包括设置在底部出水口内的柔性阀，所述柔性阀能够通过从外部将管插入所述柔性阀而打开，并且能够通过从所述柔性阀移除该管而闭合。
根据该优选实施例，所述阀包括：
-阀头，该阀头具有延伸通过该阀头的孔口，该孔口在所述管插入其中时打开，并且在所述管被移除时闭合以截断通过其中的流体，
-第一阀凸缘，该第一阀凸缘使所述阀靠在水处理单元的隔室的底壁的内侧上，
-第二阀凸缘，该第二阀凸缘使所述阀靠在水处理单元的隔室的底壁的外侧上。
该阀座可具有沿水处理单元的隔室的内侧的方向成拱形的弯曲表面。
优选地，所述阀具有一体形成的单件式构造。所述阀可由回弹的柔性材料模制而成。
在另一方面，本发明涉及一种包括如上所述的水处理单元的饮料生产设备，其中所述管是饮料生产设备的供水装置的一部分。
最后，本发明涉及柔性阀在闭合流体容器的流体出口方面的应用，所述流体出口可连接到管以供应流体，所述阀包括：
-阀头，该阀头具有延伸通过该阀头的孔口，该孔口在所述管插入其中时打开，并且在所述管被移除时闭合以截断通过其中的流体，
-第一阀凸缘，该第一阀凸缘使所述阀靠在流体容器的底壁的内侧上，
-第二阀凸缘，该第二阀凸缘使所述阀靠在流体容器的底壁的外侧上。
本发明的水处理单元具有这样的优点，即，在初次使用时被非常迅速地填充水，通常在15-30秒之间。这样，机器操作者可在无需长时间等待的情况下，更换水处理单元和使用机器来制备饮料。
此外，本发明的水处理单元使得能够消除可能被截留在水处理物质中的空气，从而限制了细菌在所述物质内生长的危险，这对于用于饮料生产的水很重要，并且能够提高水处理单元的寿命。
此外，由于水通过整个隔室表面更好的分配，所有水处理物质的体积能够接触水和处理水。这提高了水处理单元的寿命。
无论水处理单元的隔室的形式如何，都可实现本发明。随着时间的经过，已经注意到，饮料生产机器可采取非常规的设计形式，尤其是带有角度的非圆形形式。这种机器的水处理单元可通过使用本发明中限定的重新分配水的板而受益于上述优点，所述重新分配水的板提高了对水处理物质的整个体积的使用。
最后，在水处理单元的隔室的出口处使用柔性阀可提供这样的优点，即，当必须从机器中移除水处理单元时避免了水的泄漏。此优点是由于所述阀的快速闭合特性导致的。在现有技术中，已知通过止回阀来闭合出水口，该止回阀包括柱塞、弹簧和例如为O型圈的密封件。当从饮料机器中移除水处理单元时，该柱塞和O型圈被弹簧保持在闭合位置。当水处理单元被固定在饮料机器中时，柱塞被弹簧向上挤压，从而使得密封件离开其闭合位置并且使得水能够沿柱塞流动。由于本发明的柔性阀由单件柔性材料制成，因此它提供了比现有技术的止回阀更简单且成本更低的方案。