冷冻饮料分配器的控制的制作方法

冷冻饮料分配器的控制
相关申请的交叉引用
1.本技术要求2019年5月10日提交的美国临时申请序列号62/845,972以及2019年2月6日提交的美国临时申请序列号62/802,082的权益，所述申请的披露内容通过援引明确并入本文。背景
2.经由将包括糖浆、水以及任选地二氧化碳的配料的混合物在混合室中冷冻的装置来生产冷冻饮料。混合物在混合室的内表面上冷冻，该内表面被制冷剂从中穿过的螺旋盘管包围。旋转轴设置在该室内部，该旋转轴具有从混合室的内壁上刮下冷冻混合物的多个向外突出的叶片。一旦饮料处于期望的冷冻状态，就通过产品阀从该室中分配产品。
3.当前的冷冻饮料产品通常限于全卡路里冷冻饮料。含卡路里产品含有常见的糖，诸如蔗糖或者高果糖玉米糖浆(“hfcs”)，这些糖用作甜味剂。这些糖在冷冻饮料的冷冻点降低中起到重要作用。在冷冻饮料机的正常操作条件下，添加含卡路里甜味剂降低了产品的冷冻点，从而使得产品能以类似刨冰的状态进行分配。相比之下，低热量饮料或零卡路里饮料不含有常见的糖(诸如蔗糖或者玉米糖浆)，并且因此缺乏冷冻点降低剂。在没有这种经修改的冷冻点的情况下，低热量糖浆在常规的冷冻饮料机中会冷冻成冰块。
4.白利糖度值通常被定义为由糖构成的可溶固体的百分率。具有例如大于10度白利糖度的标准白利糖度值的溶液通常会更甜并且可能很难冷冻。另一方面，具有例如小于10度白利糖度的低白利糖度值的饮料可能比标准白利糖度溶液更容易冷冻得更硬且更快。由于低热量或低卡路里饮料的白利糖度值通常在约3.5至约5.0的范围内，因此在分配低热量或低卡路里冷冻饮料方面取得的商业成功是微乎其微的。
5.在用于低热量、低卡路里和降低卡路里的饮料的一些常规冷冻饮料机中，通过添加冷冻点抑制配料(诸如赤藓醇、钠、氯化钾或者任何其他食品级冷冻点抑制剂)来降低糖浆的冷冻点。能够产生具有小于约10的白利糖度值而同时具有全卡路里冷冻饮料的稠度(即，不具有大冰块)的低热量或低卡路里冷冻饮料的冷冻饮料机一直难以实现。概述
6.在本披露内容的第一方面，一种冷冻产品分配器包括产品桶，所述产品桶被配置成接收产品溶液。所述冷冻产品分配器包括制冷系统，所述制冷系统联接到所述产品桶并且被配置成冷却所述产品桶内的所述产品溶液。所述冷冻产品分配器包括温度传感器，所述温度传感器被配置成测量所述产品桶内的所述产品溶液的温度。所述冷冻产品分配器包括驱动马达，所述驱动马达被配置成使刮铲器叶片在所述产品桶内旋转。所述冷冻产品分配器包括扭矩传感器，所述扭矩传感器被配置成测量由所述驱动马达施加的扭矩。所述冷冻产品分配器包括控制单元，所述控制单元被配置成基于所述测量到的温度和所述测量到的扭矩来控制所述制冷系统的操作。
7.在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，所述控制单元被配置成将所述测量到的扭矩的变化率限制于扭矩的配置的变化率。
8.在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，所述控制单元被配置成将冷冻所述
产品桶内的所述产品溶液的变化率限制于冷冻的配置的变化率。
9.在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，所述扭矩传感器是被配置成测量由所述驱动马达汲取的电流量的电流传感器。
10.在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，所述控制单元被配置成控制所述制冷系统的压缩机的操作。所述控制单元被配置成在所确定的所述测量到的扭矩的变化率超过配置的变化率时关闭所述压缩机。所述控制单元被进一步配置成在关闭所述压缩机之后等待配置的延迟期。
11.在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，所述产品溶液具有小于10的白利糖度值。
12.在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，所述制冷系统包括热气体旁路，所述热气体旁路被配置成将来自所述压缩机的气体输出供应到蒸发器管线的输入端。所述热气体旁路包括切断阀，所述切断阀能够在打开位置与闭合位置之间进行配置，其中所述控制单元被配置成基于所述测量到的扭矩来指示所述切断阀打开或闭合。
13.在本披露内容的第一方面的一些实施方式中，所述制冷系统进一步包括在所述蒸发器管线上的温度传感器，其中，所述控制单元被配置成在确定由所述蒸发器管线上的温度传感器测量到的温度超过阈值温度时指示所述切断阀闭合。
14.在本披露内容的第二方面，一种控制冷冻产品分配器的方法包括操作制冷系统以冷却产品桶中的产品溶液。所述方法包括操作驱动马达以使刮铲器叶片在所述产品桶内旋转。所述方法包括通过温度传感器来测量所述产品桶内的所述产品溶液的温度。所述方法包括通过扭矩传感器来测量由所述驱动马达施加的扭矩。所述方法包括通过所述冷冻产品分配器的控制单元基于所述测量到的温度和所述测量到的扭矩来控制所述制冷系统的操作。
15.在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，所述控制单元被配置成将所述测量到的扭矩的变化率限制于扭矩的配置的变化率。
16.在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，所述控制单元被配置成将冷冻所述产品桶内的所述产品溶液的变化率限制于冷冻的配置的变化率。
17.在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，所述扭矩传感器是被配置成测量由所述驱动马达汲取的电流量的电流传感器。
18.在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，控制所述制冷系统的操作包括控制所述制冷系统的压缩机的操作。
19.在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，控制所述制冷系统的操作包括在所确定的所述测量到的扭矩的变化率超过配置的变化率时关闭所述压缩机。
20.在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，控制所述制冷系统的操作包括在关闭所述压缩机之后等待配置的延迟期。
21.在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，所述产品溶液具有小于10的白利糖度值。
22.在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，控制所述制冷系统的操作包括控制热气体旁路的操作以将来自所述压缩机的气体输出供应到蒸发器管线的输入端。
23.在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，控制所述热气体旁路的操作包括基
于所述测量到的扭矩来指示切断阀打开。
24.在本披露内容的第二方面的一些实施方式中，控制所述热气体旁路的操作进一步包括基于所述蒸发器管线的测量到的温度超过阈值温度而指示所述切断阀闭合。
25.在本披露内容的第三方面，一种冷冻产品分配器包括产品桶，所述产品桶被配置成接纳产品溶液，所述产品桶包括被配置成直接接触所述产品溶液的热传递表面。热传递室联接到所述热传递表面，并且包括热传递介质。制冷系统联接到所述热传递室，并且被配置成冷却所述热传递室内的所述热传递介质。第一温度传感器被配置成测量所述产品桶内的所述产品溶液的温度。第二温度传感器被配置成测量所述热传递介质的温度。驱动马达被配置成使刮铲器叶片在所述产品桶内旋转。控制单元被配置成基于所述产品的所述测量到的温度和所述热传递介质的所述测量到的温度来控制所述制冷系统的操作。
26.在本披露内容的第三方面的一些实施方式中，所述热传递介质是具有低于所述制冷系统的操作温度的冷冻点的流体。
27.在本披露内容的第三方面的一些实施方式中，所述产品的冷冻点高于所述热传递流体的所述冷冻点。
28.在本披露内容的第三方面的一些实施方式中，所述控制单元被配置成控制所述制冷系统的操作以将所述热传递介质维持在冷却温度。
29.在本披露内容的第三方面的一些实施方式中，所述冷却温度随时间或所述产品的温度而变。
30.在本披露内容的第三方面的一些实施方式中，所述控制单元被配置成基于所述产品的温度而开启所述制冷系统的压缩机，并且被配置成基于所述热传递介质的温度而关闭所述压缩机。
31.在本披露内容的第三方面的一些实施方式中，所述控制单元被进一步配置成在关闭所述压缩机之后等待配置的延迟期。
32.在本披露内容的第四方面，一种控制冷冻产品分配器的方法包括操作制冷系统以冷却包围产品桶的热传递介质。所述产品桶包括与所述产品桶中的产品溶液直接接触的热传递表面。所述方法包括操作驱动马达以使刮铲器叶片在所述产品桶内旋转。所述方法包括通过第一温度传感器来测量所述产品桶内的所述产品溶液的温度。所述方法包括通过第二温度传感器来测量所述热传递介质的温度。所述方法包括通过所述冷冻产品分配器的控制单元基于测量到的第一温度和测量到的第二温度来控制所述制冷系统的操作。
33.在本披露内容的第四方面的一些实施方式中，所述热传递介质是具有低于所述制冷系统的操作温度的冷冻点的流体。
34.在本披露内容的第四方面的一些实施方式中，所述产品的冷冻点高于所述热传递流体的所述冷冻点。
35.在本披露内容的第四方面的一些实施方式中，控制所述制冷系统的操作包括将所述热传递介质维持在冷却温度。
36.在本披露内容的第四方面的一些实施方式中，所述冷却温度随时间或所述产品的温度而变。
37.在本披露内容的第四方面的一些实施方式中，控制所述制冷系统的操作包括基于所述产品的温度而开启所述制冷系统的压缩机。控制所述制冷系统的操作进一步包括基于
所述热传递介质的温度而关闭所述压缩机。
38.在本披露内容的第四方面的一些实施方式中，所述方法进一步包括在关闭所述压缩机之后等待配置的延迟期。
39.通过以下结合附图和权利要求作出的详细描述将更清楚地理解这些和其他特征。
附图说明
40.为了更加完整地理解本披露内容，现在参考结合附图和详细描述作出的以下简要描述，其中，相同附图标记表示相同部分。
41.图1是根据本披露内容的若干方面的示例性冷冻产品分配器的系统框图。
42.图2是用于图1的冷冻产品分配器的控制算法的流程图。
43.图3示出了针对标准白利糖度溶液和低白利糖度溶液，将冷冻产品分配器的扭矩在未解冻的情况下随时间的变化进行比较的实验结果的曲线图。
44.图4示出了针对标准白利糖度溶液和低白利糖度溶液，将冷冻产品分配器的扭矩在解冻的情况下随时间的变化进行比较的实验结果的曲线图。
45.图5是根据本披露内容的若干方面的具有热气体旁路的示例性冷冻产品分配器的系统框图。
46.图6是用于图5的冷冻产品分配器的控制算法的流程图。
47.图7是根据本披露内容的若干方面的具有热传导阻隔物的示例性冷冻产品分配器的系统框图。
48.图8是用于图7的冷冻产品分配器的控制算法的流程图。
49.图9示出了适用于实施本披露内容的若干实施例的示例性计算机系统。详细描述
50.一开始，应当理解，尽管下文说明了一个或多个实施例的说明性实施方式，但是可以使用任何数量的技术(不论是当前已知的还是存在的技术)来实施所披露的系统和方法。本披露内容决不应当受限于下文说明的说明性实施方式、附图和技术，而是可以在所附权利要求的范围连同其等效物的完整范围内加以修改。使用短语“和/或”指示可以使用选项列表中的任一个或任何组合。例如，“a、b、和/或c”是指“a”、或“b”、或“c”、或“a和b”、或“a和c”、或“b和c”、或“a和b和c”。
51.低白利糖度冷冻饮料产品(例如，具有小于10度白利糖度的产品)在冷冻产品分配器中比标准白利糖度产品(例如，具有大于10度白利糖度的产品)冷冻得更硬且更快。因此，低白利糖度产品在冷冻产品分配器中的粘度可以迅速地变化，并且分配器的刮铲器叶片在尝试从冷冻饮料分配器的产品桶上刮下冰时可能会打滑。
52.因此，未决的披露内容的冷冻产品分配器提供了一种控制器，该控制器被适配用于除了产品的温度范围之外还控制冷冻速率。控制器被配置成监测产品的温度以及向刮铲器叶片施加的扭矩。例如，可以基于监测刮铲器马达的电流汲取来测量扭矩。可以对扭矩的每次测量加时间戳，以便随时间跟踪扭矩并且确定扭矩的变化率。可以通过设定扭矩的最大增加速率来控制冷冻速率。在确定所监测的扭矩的增加速率超过最大速率时，可以将冷冻产品分配器的压缩机关闭预定时间段。
53.在一些实施方式中，代替在确定所监测的扭矩的增加速率超过最大速率时关闭压
缩机，可以在压缩机与蒸发器之间打开热气体旁路。来自压缩机的相对热气体增加了蒸发器的温度并且由此减小产品的冷冻速率。在打开热气体旁路之后，可以另外将压缩机关闭一定时间段。
54.在一些实施方式中，代替通过经由蒸发器与产品之间的直接热接触严密地控制热传递速率来控制冷冻速率，可以使用中间热传递流体。例如，蒸发器可以定位在热传递室内，所述热传递室填充有乙二醇溶液或者在蒸发器操作温度下不容易冷冻的其他热传递流体。以此方式，可以控制蒸发器以将热传递流体冷却至冷却温度，进而对冷冻产品分配器中的产品进行冷却。通过解除蒸发器与冷冻产品分配器中的产品之间的直接热接触，可能不需要对蒸发器的温度进行严密控制。如上所述，具有热传递流体的冷冻产品分配器可以另外基于扭矩测量和/或使用热气体旁路来控制冷冻速率。
55.现参考附图，图1是根据本披露内容的若干方面的示例性冷冻产品分配器的系统框图。尽管在非碳酸冷冻产品的背景下使用如本文所描述的冷冻产品分配器100，但是应当理解，本发明同样适用于任何类型的冷冻或部分冷冻的可分配产品或者糖食，诸如碳酸饮料、冰淇淋、酸奶、咖啡饮品等等。
56.产品分配器100可以包括产品供应102，该产品供应中储存有液体产品。例如，产品供应102可以包括产品浓缩物。产品供应102可以提供特定风味、或品牌的产品或者饮料调味剂，即，樱桃调味剂等等。如上所述，产品供应102可以是碳酸或非碳酸的。产品供应102可以容纳在任何类型的常规储存结构中，诸如糖浆罐、盒中袋、加仑桶(figal)或者类似类型的容器。泵104流体地联接到产品供应102并且被配置成从产品供应102抽吸产品。泵104通常邻近产品供应102定位并且可以具有常规设计，诸如隔膜泵、活塞泵、齿轮泵或者任何其他合适的泵。泵104和产品供应102可以定位在产品分配器100本身的框架之外。
57.产品分配器100还可以包括水源106，并且可选地包括气体源108。水源106可以是任何类型的便携式水源，诸如水箱或者市政供水。气体源108可以提供二氧化碳气体或者任何类型的用于碳酸饮料的压缩气体。气体源108可以容纳在任何类型的加压气体容器中。气体源108上可以具有调节器(未示出)，以便对气体的流量进行计量。气体源108和调节器可以定位在产品分配器100的框架之外。
58.产品供应102和水源106可以连接到定位在产品分配器100内的流量控制装置110。流量控制装置110可以含有多个计量阀，诸如容积式阀等等，以对来自产品供应102的适当量的浓缩物流量以及来自水源106的适当量的水流量进行计量，以便将期望的产品混合。
59.流量控制装置110进而可以连接到产品桶112。对于碳酸饮料，膨胀室114可以定位在流量控制装置110与产品桶112之间。流量控制装置110与产品桶112之间的流体管线可以与同气体源108连通的气体管线合并，以便将二氧化碳或其他类型的气体引入到流体流量中。流体和二氧化碳气体混合，以便形成碳酸饮料。膨胀室114然后用于减小或平衡流体流量中可能存在的压力量，而不损失碳酸化作用。膨胀室114可以具有常规设计。替代性地，常规的碳酸化器罐可以用于将流体流量与气体流量混合，如本领域中已知。
60.在上文提供的示例中，产品浓缩物由产品供应102提供。在一些实施方式中，预先混合的产品可以由产品供应102提供并且用泵104直接泵送到产品桶112，或者从产品供应102直接倒入到产品桶112中。本披露内容设想了用于容纳冷冻产品分配器的其他已知配置的其他变型。
61.如本领域的技术人员已知，产品桶112中可以容纳产品。例如，对于碳酸产品，进入的流体通常被加压，并且产品桶112将保持此压力。产品桶112也可不加压，具体取决于其中使用的产品。产品桶112可以是金属、塑料、或者其他刚性结构，并且可以至少部分地由泡沫或其他绝缘体包封。如下文更详细地描述，产品桶112可以由蒸发器管线116环绕，以便至少部分地冷冻其中的产品。
62.定位在产品桶112内的可以是刮铲器叶片118。刮铲器叶片118进行旋转，以便防止其中的产品完全冷冻。刮铲器叶片118还可以从桶112的内表面上刮下部分冷冻的产品。在图1所示的示例中，刮铲器叶片118包括连接到中心轴120的多个偏置叶片段。本披露内容设想了其他刮铲器叶片配置和取向，诸如螺旋钻、螺杆等等。刮铲器叶片118由驱动马达122驱动以在产品桶112内围绕中心轴120旋转。
63.产品桶112与喷嘴124连通，使得冷冻产品可以从喷嘴124分配。例如，在消费者致动分配按钮或杆件(未示出)时，冷冻产品可以从产品分配器110的喷嘴124分配。
64.产品分配器100还包括制冷系统126，以便至少部分地冷冻产品桶112内的产品。制冷系统126可以包括与冷凝器130流体连通的压缩机128。风扇132或另一种类型的通风装置可以冷却冷凝器130，如本领域中已知。进而，冷凝器130可以与膨胀阀134流体连通。例如，膨胀阀134可以是预定长度的毛细管。
65.膨胀阀134可以与蒸发器116流体连通，该蒸发器定位在产品桶112周围。在一些实施方式中，蒸发器116可以冷缩配合到产品桶112的外表面上。制冷系统126的部件中的每一个可以由一系列流体管线连接。
66.控制单元136可以控制产品分配器100的操作。控制单元136可以包括微处理器，以便整体地控制制冷系统126和产品分配器100的其他元件。控制单元136被编程，以便适应减缓产品桶112中的产品的冷冻速率。
67.具体地，控制单元136被配置成监测产品桶112中的产品的温度。控制单元136还被配置成通过测量由驱动马达122施加的扭矩来监测产品桶112中的产品的冷冻速率。例如，温度传感器138(诸如热敏电阻器或热电偶)可以与产品桶112中的产品热连通，并且被配置成将温度的测量提供到控制单元136。
68.在产品桶112中的产品开始冷冻时，产品的粘度增加。因此，由驱动马达122汲取来使刮铲器叶片118转动的电流的量同样增加。因此，控制单元136被配置成通过经由电流表140测量由驱动马达汲取的电流来测量由驱动马达122施加的扭矩。本披露内容设想了用于测量由驱动马达122施加的扭矩的其他传感器。由电流表140提供的测量到的电流可以作为模拟或数字信号供应到控制单元136。在一些实施方式中，电流表140可以将测量到的电流转换为由驱动马达122提供的扭矩值，并且将所确定的扭矩值供应到控制单元136。如参考图2详细地描述，使用来自温度传感器138和电流表140的测量，控制单元136根据需要开启或关闭制冷系统126的压缩机128以防止产品冷冻。
69.控制单元136可以被配置有期望的产品温度范围，诸如要从产品分配器100分配的产品的最低温度和最高温度。在一些实施方式中，最低温度可以根据产品设定为处在产品的冷冻点的预定范围内。最低温度可以被设定为防止产品桶112内的产品完全冷冻。对于低白利糖度产品，预定范围将比标准白利糖度产品更接近于产品的冷冻点。例如，低白利糖度产品的最低温度可以被设定为与产品的冷冻点相差1℃以内。相比之下，标准白利糖度产品
的最低温度可以被设定为与产品的冷冻点相差3℃以内。本披露内容设想了其他温度范围。
70.控制单元136可以被配置有产品的期望的冷冻速率。例如，可以针对产品来设定如由电流表140随时间测量到的电流汲取的变化。对于低白利糖度产品，冷冻速率可以被配置成小于用于标准白利糖度产品的冷冻速率。
71.控制单元136可以被配置成通过产品分配器100上的用户界面(未示出)或者通过经由外部编程装置(诸如移动电话或由服务技术人员携带的专用服务接口装置)对控制单元136进行编程来设定期望的产品温度和期望的冷冻速率。
72.在使用中，糖浆或者来自产品供应102的其他类型的浓缩物或产品可以经由泵104泵送到流量控制装置110。同样，来自水源106的水被提供到流量控制装置110。对于碳酸产品，各配料在该流量控制装置中进行混合，然后朝向膨胀室114流动。在该过程中，流体与二氧化碳或者来自气体源108的其他类型的压缩气体混合。产品然后从膨胀室114流动到桶112。对于非碳酸产品，混合后的配料直接流动到产品桶112。然后产品在该产品桶中由制冷系统126部分地冷冻，同时经由刮铲器叶片118进行混合和旋转。然后经由喷嘴124供给冷冻产品。
73.图2是用于图1的冷冻产品分配器100的控制单元136的控制算法200的流程图。在202处，控制单元136被配置成设定产品温度范围。例如，控制单元136被配置成设定要从产品分配器100分配的产品的最低温度(t
低
)和最高温度(t
高
)。
74.在204处，控制单元136被配置成设定产品的冷冻速率。例如，控制单元136被配置成设定由驱动马达122提供的扭矩的最大增加速率。如上文所提及，当产品在产品桶112中冷冻时，粘度增加，从而导致由驱动马达122施加的扭矩增加，以使刮铲器叶片118转动。在一些实施方式中，扭矩的最大增加速率被设定为：τ＝rt τ0ꢀꢀ
等式(1)，其中τ是在给定时间处的最大扭矩，r是所配置的扭矩增加速率，t是时间，并且τ0是由驱动马达122施加的初始扭矩。r和τ0的值可以在204处根据要分配的产品来配置。
75.在206处，控制单元136经由温度传感器138来感测产品桶112中的产品的温度(t
p
)。在208处，控制单元136确定产品的感测到的温度是否大于最高温度。如果是的话，则在210处，控制单元136指示压缩机128开启。
76.否则，在212处，控制单元136确定产品的感测到的温度是否小于最低温度。如果是的话，则在214处，控制单元136指示压缩机128关闭并且在206处继续操作，如上所述。在一些实施方式中，控制单元136可以在关闭压缩机128之后且在进行到操作206之前等待延迟期，以便防止压缩机128发生短期循环。
77.在216处，控制单元136经由电流表140来感测由驱动马达122施加的扭矩。控制单元136可以维护扭矩读数的数据库，每个扭矩读数与对应的时间戳一起存储，以便跟踪扭矩随时间的变化。在218处，控制单元136确定扭矩随时间的变化是否超过扭矩的配置的变化率。例如，控制单元136可以确定在给定的时间段内两个连续的扭矩读数的差值，并且确定该差值是否大于如相对于该给定的时间段归一化的扭矩的配置的变化率。替代性地，控制单元136可以针对给定的时间对等式1求解并且确定感测到的扭矩是否大于通过等式1计算的扭矩。本披露内容设想了确定扭矩的变化率的其他变型。
78.如果控制单元136在218处确定扭矩随时间的变化超过扭矩的配置的变化率，则在
220处，控制单元136指示压缩机128关闭220。在222处，控制单元136在进行回到206之前等待配置的延迟期。例如，延迟期可以被设定为在30秒至2分钟之间。本披露内容设想了其他延迟期以限制将产品冷冻的变化率。在一些实施方式中，在222之后，控制单元136可以指示压缩机128再次开启。
79.否则，如果控制单元136在218处确定扭矩随时间的变化未超过扭矩的配置的变化率，则控制单元136往回进行到206。
80.图3示出了针对标准白利糖度产品和低白利糖度产品，将冷冻产品分配器的扭矩在未解冻的情况下随时间的变化进行比较的实验结果的曲线图。例如，曲线图310示出了针对标准白利糖度产品的随时间变化的扭矩，并且曲线图320示出了针对低白利糖度产品的随时间变化的扭矩。图4示出了针对标准白利糖度产品和低白利糖度产品，将冷冻产品分配器的扭矩在解冻的情况下随时间的变化进行比较的实验结果的曲线图。例如，曲线图410示出了针对标准白利糖度产品的随时间变化的扭矩，并且曲线图420示出了针对低白利糖度产品的随时间变化的扭矩。在图3和图4中提供的示例中，标准白利糖度产品具有10.9的白利糖度值，而低白利糖度产品具有7.3的白利糖度值。
81.如图所示，低白利糖度溶液的速冷冻率低于标准白利糖度产品的冷冻速率。在一些实施方式中，低白利糖度溶液的冷冻速率是在标准白利糖度溶液的冷冻速率的70％至80％之间。通过限制低白利糖度溶液的冷冻速率，冷冻产品分配器能够分配冷冻刨冰产品并且防止低卡路里或零卡路里产品冷冻成冰块。
82.图5是根据本披露内容的若干方面的具有热气体旁路142的示例性冷冻产品分配器500的系统框图。冷冻产品分配器500基本上类似于上文描述的冷冻产品分配器100，其中相同数字表示相同部分。冷冻产品分配器500另外包括热气体旁路142，该热气体旁路被配置成将热气体选择性地供应到蒸发器管线116，以增加蒸发器管线116的温度并且由此减小产品桶112中的产品的冷冻速率。
83.热气体旁路142包括切断阀144和膨胀阀146。切断阀144被配置成由控制单元136选择性地控制为处于打开位置或闭合位置。在闭合位置，切断阀144防止来自压缩机128的压缩的制冷剂穿过切断阀144。相反，当切断阀处于闭合位置时，来自压缩机128的制冷剂流过如上所述的冷凝器130。在打开位置，切断阀144允许来自压缩机128的压缩的制冷剂穿过切断阀144和膨胀阀146，以将热气体直接供应到蒸发器管线116，而不用首先通过冷凝器130进行冷却。换句话说，热气体旁路142绕过冷凝器130。膨胀阀146可以是毛细管或者被配置成减小热气体的压力的其他膨胀阀。在各种实施方式中，膨胀阀146可以提供比膨胀阀134更多、更少或相等的压降量。
84.通过增加蒸发器管线116的温度，热气体旁路142进行操作来将热量选择性地注入到产品桶112中的产品中，从而减小产品的冷冻速率。温度传感器148(诸如热敏电阻器或热电偶)定位在蒸发器管线116的出口处，并且被配置成测量蒸发器管线116的出口处的温度。温度传感器148被配置成将指示蒸发器管线116的出口的温度的信号供应到控制单元136。在蒸发器管线116的出口的温度超过阈值蒸发器温度时，控制单元136被配置成通过指示切断阀144处于闭合位置来关闭热气体旁路142。例如，阈值蒸发器温度可以在产品的冷冻点温度以上或以下1℃至3℃内。可以使用其他阈值蒸发器温度。在一些实施方式中，在蒸发器管线116的出口的温度超过阈值蒸发器温度时，可以另外关闭压缩机128。
85.图6是用于图5的冷冻产品分配器500的控制单元136的控制算法600的流程图。在602至618处，控制单元136以与在上文描述的202至218中基本上相同的方式操作。
86.如果控制单元136在618处确定扭矩随时间的变化超过扭矩的配置的变化率，则在620处，控制单元136通过指示切断阀144打开来开启热气体旁路142。因此，来自压缩机128的热压缩气体输出通过切断阀144和膨胀阀146供应到蒸发器管线116，从而增加蒸发器管线116的温度。
87.在622处，控制单元136从温度传感器148接收指示蒸发器管线116的出口的温度的信号。控制单元136确定蒸发器管线116的出口的温度是否超过阈值蒸发器温度。如果否的话，则切断阀144保持打开以继续将热气体供应到蒸发器管线116。否则，在蒸发器管线116的出口的温度超过阈值蒸发器温度时，控制单元136在624处通过指示切断阀144闭合来关闭热气体旁路142。在一些实施方式中，控制单元136可以另外指示压缩机128在预定时间段内关闭。
88.否则，如果控制单元136在618处确定扭矩随时间的变化未超过扭矩的配置的变化率，则控制单元136进行回到606。
89.图7是根据本披露内容的若干方面的具有热传导阻隔物的示例性冷冻产品分配器700的系统框图。冷冻产品分配器700基本上类似于上文描述的冷冻产品分配器100，其中相同数字表示相同部分。冷冻产品分配器700另外包括热传递室150，该热传递室中定位有热传递流体152。在所示的示例中，蒸发器管线116被示出为穿过热传递室150，而不与产品桶112的热传递表面156进行直接热接触。相反，热量经由中间的热传递流体152在热传递表面156与蒸发器管线116之间间接地传递。在使用中，产品桶112的热传递表面156与产品桶112中提供的产品亲密接触，并且被配置成冷却该产品桶中的产品。在一些实施方式中，蒸发器管线116可以定位在热传递室150之外。
90.热传递流体152充当蒸发器管线116与热传递表面156之间的中间热传递介质。热传递流体152可以是乙二醇溶液，或者在蒸发器管线116操作温度下不容易冷冻的其他热传递流体。例如，蒸发器管线116可以具有
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10℃或更低的温度，远低于产品桶112中的产品的冷冻点。热传递流体152具有低于蒸发器管线116的操作温度的冷冻温度。在一些实施方式中，热传递流体152可以是凝胶或固体材料，诸如铝块。
91.温度传感器154(诸如热敏电阻器或热电偶)被定位成测量热传递流体152的温度。温度传感器154被配置成将指示热传递流体152的温度的信号供应到控制单元136。
92.控制单元136被配置成控制制冷系统126，以便将热传递流体152维持在预定的冷却温度。冷却温度是产品桶112中的产品经由热传递表面156暴露所处的温度。例如，控制单元136被配置成使压缩机128的操作循环，以便将热传递流体152维持在冷却温度。在温度传感器154测量到热传递流体152的温度高于冷却温度时，控制单元136将制冷系统126控制为开启以对热传递流体152进行冷却。在温度传感器154测量到热传递流体152的温度低于冷却温度时，控制单元136将制冷系统126控制为关闭以将热传递流体152维持在冷却温度。在关闭制冷系统126之后，控制单元136可以在再次开启制冷系统126之前等待预定时间段，以便避免压缩机128发生短期循环。冷却温度可以随时间或产品温度而变。
93.例如，控制单元136可以操作来在首次将产品引入到产品桶112中的第一时间段内将热传递流体152维持在最低温度。例如，最低温度可以是蒸发器管线116的操作温度。在第
一时间段内提供最低温度最小化在将新产品装载到产品桶112中时的降温时间。在第一时间段之后，冷却温度可以在第二时间段内随时间的变化而升高，以限制产品的冷冻速率。例如，在第二时间段内，冷却温度可以在线性基础上、在非线性基础上或在某一其他基础上随时间而升高。在第二时间段结束时，冷却温度将处于最大温度。例如，最大温度可以处于产品的冷冻点或者处在产品的冷冻点的阈值温度(例如，1℃至3℃)以内。冷却温度可以维持在最大温度，以便将产品桶112中的产品保持在期望的冷冻温度，以维持成刨冰或冷冻浆体。例如，最大温度可以是产品的设定点温度。
94.在另一个示例中，控制单元136可以操作来将热传递流体152维持在最小温度，直到产品温度传感器138测量到产品已达到第一阈值温度为止。在达到第一阈值温度之后，冷却温度可以根据如由温度传感器138测量到的产品温度来升高以限制产品的冷冻速率。例如，冷却温度可以在线性基础上、在非线性基础上或在某一其他基础上随着温度传感器138测量到的温度而升高，直到达到最大温度为止。在达到最大温度之后，控制单元可以操作来将热传递流体维持在最大温度。
95.通过解除蒸发器与冷冻产品分配器中的产品之间的直接热接触，可能不需要对蒸发器管线116的温度进行严密控制。因此，冷冻产品分配器700更能适应制冷系统126的维护条件，诸如脏污的冷凝器130，否则这可能会影响蒸发器管线116的温度。
96.可以使用用于控制冷却温度的其他变型。例如，冷却温度可以简单地始终维持在最大温度，以便限制产品的冷冻速率。设想了冷冻产品分配器700的其他变型，诸如另外基于扭矩测量和/或使用热气体旁路来控制冷冻速率，如上所述。
97.图8是用于图7的冷冻产品分配器的控制算法800的流程图。在802和806至814处，控制单元136以与在上文描述的202和206至214中基本上相同的方式操作。在804处，控制单元136被配置成设定产品的冷却温度。例如，控制单元136被配置成根据时间或产品的温度来设定冷却温度。
98.在818处，控制单元136经由温度传感器154来感测热传递流体152(诸如乙二醇溶液)的温度。在820处，控制单元136确定热传递流体152的温度是否小于在804处配置的冷却温度。如果控制单元136确定热传递流体152的温度小于冷却温度，则在814处，控制单元136指示压缩机关闭。在816处等待预定延迟期之后，控制算法进行回到806。否则，如果控制单元136确定热传递流体152的温度不小于冷却温度，则控制算法进行回到806。本披露内容设想了控制算法800的其他变型。例如，作为对关闭压缩机814的替代或补充，可以开启热气体旁路以升高蒸发器管线116的温度，以便将热传递流体152的温度维持在冷却温度。
99.应当了解，本文关于各个附图所描述的逻辑操作可以被实施为(1)在计算装置(例如，图9中所描述的计算装置)上运行的一系列计算机实施的动作或程序模块(即，软件)，(2)计算装置内的互连机器逻辑电路或电路模块(即，硬件)和/或(3)计算装置的软件和硬件的组合。因此，本文所讨论的逻辑操作不限于硬件和软件的任何特定组合。实施方式是取决于计算装置的性能和其他要求的选择问题。因此，本文所描述的逻辑操作被不同地称为操作、结构装置、动作或模块。这些操作、结构装置、动作和模块可以用软件、固件、专用数字逻辑以及其任何组合来实施。还应当了解，可以执行比附图中所示和本文所描述的操作更多或更少的操作。这些操作还可以按照与本文所描述的顺序不同的顺序执行。
100.参考图9，示出了可以在其上实施本发明的实施例的示例计算装置900。例如，控制
单元136可以被实施为计算装置，诸如计算装置900，该计算装置被编程为实施参考图2、图6和图8示出并描述的任何控制算法。应当理解，示例计算装置900仅是可以在其上实施本发明的实施例的合适的计算环境的一个示例。可选地，计算装置900可以是已知的计算系统，包括但不限于个人计算机、服务器、手持装置或膝上型装置、多处理器系统、基于微处理器的系统、网络个人计算机(pc)、小型计算机、大型计算机、嵌入式系统和/或包括多个任何上述系统或装置的分布式计算环境。分布式计算环境使得连接到通信网络或其他数据传输介质的远程计算装置能够执行各种任务。在分布式计算环境中，程序模块、应用程序和其他数据可以存储在本地和/或远程计算机存储介质上。
101.在实施例中，计算装置900可以包括协作来执行任务的彼此通信的两个或更多个计算机。例如，但不通过限制的方式，可以以允许同时和/或并行处理应用程序的指令的方式来对应用程序进行分区。替代性地，可以以允许由两个或更多个计算机同时和/或并行处理数据集的不同部分的方式来对由应用程序处理的数据进行分区。在实施例中，计算装置900可以采用虚拟化软件来提供多个服务器的并未直接结合到计算装置900中的多个计算机的功能。例如，虚拟化软件可以在四个物理计算机上提供二十个虚拟服务器。在实施例中，以上所披露的功能可以通过在云计算环境中执行一个应用程序和/或多个应用程序来提供。云计算可以包括使用动态可扩展计算资源经由网络连接来提供计算服务。云计算可以至少部分地由虚拟化软件来支持。云计算环境可以由企业建立和/或可以基于需要从第三方提供商租用。一些云计算环境可以包括企业拥有和操作的云计算资源以及从第三方提供商租用和/或租借的云计算资源。
102.在其最基本的配置中，计算装置900通常包括至少一个处理单元920和系统存储器930。取决于计算装置的确切配置和类型，系统存储器930可以是易失性的(诸如随机存取存储器(ram))、非易失性的(诸如只读存储器(rom)、闪速存储器等)或两者的某种组合。在图9中用虚线910示出了这种最基本的配置。处理单元920可以是执行计算装置900的操作所需的算术运算和逻辑运算的标准可编程处理器。虽然仅示出了一个处理单元920，但是可以存在多个处理器。因此，虽然指令可以被讨论为由处理器执行，但是这些指令可以由一个或多个处理器同时地、连续地执行或以其他方式执行。计算装置900还可以包括总线或用于在计算装置900的各个部件之间传达信息的其他通信机构。
103.计算装置900可以具有附加特征/功能。例如，计算装置900可以包括附加存储装置，诸如可移除存储装置940和不可移除存储装置950，包括但不限于磁盘或光盘或磁带。计算装置900还可以含有允许装置诸如通过本文所描述的通信路径与其他装置进行通信的网络连接980。网络连接980可以采用以下形式：调制解调器；调制解调器组；以太网卡；通用串行总线(usb)接口卡；串行接口；令牌环卡；光纤分布式数据接口(fddi)卡；无线局域网(wlan)卡；无线电收发器卡，诸如码分多址(cdma)、全球移动通信系统(gsm)、长期演进(lte)、全球微波接入互操作性(wimax)和/或其他空中接口协议无线电收发器卡；以及其他已知的网络装置。计算装置900还可以具有输入装置970，诸如键盘、小键盘、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、触摸屏、语音识别器、读卡器、纸带读取器或其他已知的输入装置。还可以包括输出装置960，诸如打印机、视频监视器、液晶显示器(lcd)、触摸屏显示器、显示器、扬声器等。附加装置可以连接到总线，以便有助于计算装置900的部件之间的数据通信。所有这些装置在本领域中是公知的，并且在此不需要进行详细讨论。
104.处理单元920可以被配置成执行在有形计算机可读介质中编码的程序代码。有形计算机可读介质是指能够提供使计算装置900(即，机器)以特定方式操作的数据的任何介质。可以利用各种计算机可读介质来向处理单元920提供指令以供执行。示例有形计算机可读介质可以包括但不限于以任何方法或技术实施的易失性介质、非易失性介质、可移除介质和不可移除介质，以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息。系统存储器930、可移除存储装置940和不可移除存储装置950都是有形计算机存储介质的示例。示例有形计算机可读记录介质包括但不限于集成电路(例如，现场可编程门阵列或专用ic)、硬盘、光盘、磁光盘、软盘、磁带、全息存储介质、固态装置、ram、rom、电可擦除程序只读存储器(eeprom)、闪速存储器或其他存储器技术、cd
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rom、数字多用盘(dvd)或其他光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储装置。
105.对电气工程领域和软件工程领域而言很重要的是，可以通过将可执行软件加载到计算机中来实施的功能可以通过已知的设计规则转化为硬件实施方式。在以软件还是硬件来实施概念之间的决策典型地取决于对设计的稳定性以及要产生单元的数量的考虑，而不是从软件域转变为硬件域时所涉及的任何问题。通常，仍受制于频繁变化的设计可以优选地以软件来实施，因为重新开发硬件实施方式比重新开发软件设计昂贵得多。通常，将会大量生产的稳定设计可以优选地以硬件(例如，以专用集成电路(asic))来实施，因为对于大型生产运行，硬件实施方式可能比软件实施方式更便宜。通常，设计可以软件形式进行开发和测试并且随后通过已知的设计规则转换为与软件的指令硬接线连接的专用集成电路中的等效硬件实施方式。采用与由新asic控制的机器相同的方式的是特定机器或设备，同样地，已利用可执行指令编程和/或加载的计算机可以被视为特定机器或设备。
106.在示例实施方式中，处理单元920可以执行存储在系统存储器930中的程序代码。例如，总线可以将数据传送到系统存储器930，处理单元920从该系统存储器接收并且执行指令。系统存储器930接收到的数据可以可选地在由处理单元920执行之前或之后存储在可移除存储装置940或不可移除存储装置950上。
107.应当理解，本文所描述的各种技术可以结合硬件或软件或者在适当的情况下结合其组合来实施。因此，当前所披露的主题或其某些方面或部分的方法和设备可以采用在有形介质中体现的程序代码(即，指令)的形式，诸如软盘、cd
‑
rom、硬盘驱动器或任何其他机器可读存储介质，其中，当程序代码被加载到诸如计算装置等机器中并由其执行时，所述机器变为用于实践当前所披露的主题的设备。在可编程计算机上执行程序代码的情况下，计算装置通常包括处理器、可由处理器读取的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入装置以及至少一个输出装置。一个或多个程序可以实施或利用结合当前所披露的主题所描述的过程，例如，通过使用应用编程接口(api)、可重用控制件等。此类程序可以用高级过程语言或面向对象的编程语言来实施，以与计算机系统进行通信。然而，如果需要，这些程序可以用汇编语言或机器语言来实施。在任何情况下，语言可以是编译语言或解释语言，并且其可以与硬件实施方式结合。
108.本文可以参考方法、系统、设备和计算机程序产品的框图和流程图来描述方法和系统的实施例。应当理解，框图和流程图的每个框以及框图和流程图中的框的组合可以分别由计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以被加载到通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备上以便产生机器，使得在计算机或其他可编程数据处理设备上
执行的指令产生用于实施在一个或多个流程框中指定的功能的装置。
109.这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指引计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包括用于实施在一个或多个流程框中指定的功能的计算机可读指令的制品。还可以将计算机程序指令加载到计算机或其他可编程数据处理设备上以使一系列操作步骤在计算机或其他可编程设备上执行从而产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实施在一个或多个流程框中指定的功能的步骤。
110.因此，框图和流程图的框支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令装置。还应当理解，可以通过执行特定功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合来实施框图和流程图的每个框及框图和流程图中框的组合。
111.虽然本披露内容已提供了若干实施例，但是应当理解，在不脱离本披露内容的精神或范围的情况下，可以以许多其他特定形式实施所披露的系统和方法。本发明示例应被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于本文中给出的细节。例如，各种元件或部件可以在另一系统中组合或整合，或者某些特征可以被省略或不实施。
112.此外，在不脱离本披露内容的范围的情况下，在各种实施例中被描述和示出为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法进行组合或整合。被示出或讨论为彼此直接耦合或通信的其他物件可以通过某个接口、装置或中间部件间接耦合或通信，不论是电气地、机械地还是以其他方式。改变、替代以及变更的其他示例可以由本领域的技术人员确定并且可以在不脱离本文所披露的精神和范围的情况下做出。