（大連富士冰山自動售貨機有限公司，遼寧 大連 116600）

隨著人們生活節(jié)奏的加快，人工成本的提升，智能化、網(wǎng)絡(luò)化的推進，無人售貨領(lǐng)域得到了飛速發(fā)展，自動售貨機逐漸成為人們生活中必不可少的東西，如傳統(tǒng)的飲料自動售貨機，小食品自動售貨機，近幾年出現(xiàn)的盒飯機、乳品機、咖啡機，以及在國外普及的香煙機，但售賣酒類的機器還非常少見。一方面是因為酒類的包裝形式不適合在自動售貨機上售賣，另一方面因為在售賣方式管控和品種點位的選擇上沒有找到一個較為合理的模式。因此，該文就包裝形式以及多種類酒飲品銷售的機器端的解決方案進行設(shè)計說明[1]。

當前常見的酒品包裝方式五花八門，但如果用于自動售賣領(lǐng)域都存在著易碎、不能翻轉(zhuǎn)、難以辨別真?zhèn)蔚缺锥?，如何選擇一種既利于投資者管控又利于機器銷售的包裝及售賣方式成為首先要解決的課題。因為酒的易揮發(fā)性和不同酒類需要在不同溫度儲存與飲用的特性，機器的溫度控制與管路控制也是需要解決的課題。

1 包裝方式的選擇

目前市場上流通的酒品包裝方式有瓷瓶、玻璃瓶、塑料桶、木桶等，這些形式的包裝都不是很適合用于自動售貨機中，特別是在補貨頻次、流量控制、儲藏空間等問題上會產(chǎn)生很多管控難點?？紤]到瓶裝酒有著約定俗成的銷售模式，且很難改變?nèi)藗兊馁徺I方式，為解決新酒的銷售痛點，彌補高端酒銷售環(huán)節(jié)的價格提升問題，以散裝酒作為突破點來設(shè)計該款機器。

BIB 是英文單詞Bag-In-Box 的縮寫，是由紙盒式的飲品包裝演變而來，可口可樂將其作為原漿的儲存售賣方式，日本也有部分機器將其作為鮮牛奶的售賣包裝形式，因此，可以對BIB 包裝進行合理地搭接、固定、連通，再配以不同的冷藏或加熱手段，使其可以應(yīng)用于酒類的自動售賣中。

2 整體布局設(shè)計

自動售酒機的盛酒容器選定為BIB 包裝，將BIB 的前端接口與出酒管路系統(tǒng)連接，BIB 包裝集中放在棚架上，可上下放置2 層，為保證BIB 內(nèi)的酒品可以完全售賣，棚架設(shè)置成相對于地面傾斜的角度，且在棚架上設(shè)有開口與定位結(jié)構(gòu)，保證BIB 包裝出口向下傾斜但不會從棚架上掉落，出酒管路系統(tǒng)由液體泵、流量計、電磁閥組成，此處選用的管路系統(tǒng)中的所有配件都需要有足夠的密封性來防止酒精揮發(fā)，且不與酒精反應(yīng)，符合食品包裝要求而且沒有異味。因為部分酒的價格較高，對出酒精度也有嚴格的要求，所以每條出酒管路的長度要接近，并有序的固定在箱體上，這樣才能在同一套算法下保證流量一致。因為許多酒的最佳品嘗溫度是不同的，如果想一機多用售賣多種酒類，機器必須有冷藏和加熱功能，因此機器要區(qū)分出常溫、冷藏、加熱3 個區(qū)域。

考慮到白酒銷量大、種類多，為了便于補貨，白酒存放在箱體的下半部分，這樣的布局也使得水泵的選擇更加多樣，可以選用一些自吸高較低的水泵，并且因為壓差小的關(guān)系，流量控制也更加精準，機器的上半部分為冷藏箱的安裝區(qū)，冷藏箱吊裝在箱體頂部，當補滿貨物時，箱體下半部分的重量遠高于上半部分，箱體穩(wěn)定性較好。熱水箱和補水箱安裝在箱體左側(cè)，所有管路均有序布局，使用導管、線卡等零件對其進行固定。

出酒口和出酒倉放置在箱體中部，箱體門上安裝一個取出口，當箱體門關(guān)閉時出酒倉和箱體門的視覺感官是一體的，當箱體門打開時出酒倉不與箱體門一同動作，這樣設(shè)計的好處是管路長度可以盡可能地縮短且不動作，在降低成本的同時提升可靠性。

在細節(jié)上，棚架相對于地面的傾斜角度為7°。棚架上的開口為“U”形開口，開口處設(shè)置了出酒管路固定結(jié)構(gòu)，出酒管路固定結(jié)構(gòu)設(shè)計為弧形卡扣結(jié)構(gòu)。間隔定位結(jié)構(gòu)為棚架表面向上翻起的擋板，擋板角度設(shè)計為與棚架垂直。

3 功能模塊設(shè)計

3.1 白酒存放售賣模塊

圖1 是白酒存放部分的結(jié)構(gòu)圖，盛酒容器BIB 放置在棚架上，棚架相對于地面的傾角為7°，棚架上設(shè)有“U”形開口，BIB 包裝的接頭部分穿過“U”形開口，使其與管路系統(tǒng)緊密連接，“U”形開口可以保證接頭不會在泵酒時竄動，且接頭只有擰緊到一定程度后才能壓入活塞連通酒路，這樣酒液就不會在連接時灑出。棚架前端有折彎擋板，使BIB 包裝的出酒口向下且位于最底端，從而保證BIB 包裝內(nèi)的酒液可以全部售賣不會出現(xiàn)殘留。棚架可以設(shè)置為2 層，這樣可以增大存酒量，而且當上下2 層存放同一種白酒時，可以通過控制電磁閥實現(xiàn)當一袋酒賣空后自動切換為另一袋酒進行售賣，并同時通知運營人員前來補貨，這樣做可以縮短補貨的空白期，增加產(chǎn)品銷量。

圖1 白酒棚架結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 紅酒存放售賣模塊

因為紅酒中含有糖分等物質(zhì)不可以常溫存放，飲用溫度越低，香氣就越淡，丹寧就越粗糙。飲用溫度越高，香氣就越滯重，最佳的飲用溫度根據(jù)種類的不同在8 ℃～18 ℃，所以自動售酒機中需要加入一個冷藏箱，冷藏箱需要放置在箱體上半部，為了讓箱體更穩(wěn)定，冷藏箱的重量不能過大。傳統(tǒng)的壓縮機制冷方式由于重量高、噪音大，不適合應(yīng)用在自動售酒機中，該文采用的是半導體制冷方式。

因為管路難以清洗，所以為了保證食品衛(wèi)生安全，采用一次性管路替代可重復利用的管路，并選用蠕動泵進行流量控制，這種設(shè)計的優(yōu)點是嚅動管連接在BIB 包裝上，在不使用時嚅動管的頂端是閉合封死的，在使用時將嚅動管卡入蠕動泵中，剪切掉嚅動管頂部的密封管頭，售賣時嚅動泵轉(zhuǎn)動帶動內(nèi)部轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，擠壓嚅動管出酒，在紅酒售罄后將BIB 包裝與嚅動管一同扔掉，這樣可以最大限度地保證系統(tǒng)的衛(wèi)生。

冷藏箱結(jié)構(gòu)如圖2 所示，半導體制冷模塊安裝在箱體后部，由風扇強制換熱，其中熱端放置在冷藏箱外部，在自動售酒機的背面開通散熱孔，使用風扇強制換熱，可保證環(huán)境溫度在32 ℃時，冷藏箱溫度仍能維持在12 ℃左右。箱體內(nèi)部增加導風板，導風板與水平方向的夾角為45°，導風板的作用是讓風能夠在冷藏箱內(nèi)循環(huán)，從而使冷藏箱內(nèi)部的溫度更加均勻。箱體內(nèi)設(shè)置有酒箱托盤，該托盤也是傾斜安裝的，可以保證BIB 包裝內(nèi)部的酒液售空不殘留，托盤下部安裝了蠕動泵，蠕動泵底端開口可以直接將連接BIB 包裝的嚅動管伸出冷藏箱，冷藏箱頂部安裝了吊架結(jié)構(gòu)，其吊掛于售酒機頂部且可以進行抽拉式安裝。冷藏箱門為帶密封磁條的保溫門，這樣可以保證箱體的冷量不會流失，為了防止箱體內(nèi)部生銹，整體使用304 不銹鋼材料[2]。

圖2 冷藏箱剖視圖

為了實現(xiàn)無補貨空白的連續(xù)銷售模式，冷藏箱配備了2 個酒箱與2 套嚅動泵，當一袋售空時自動切換到另一袋售賣，并同時提示補貨。

3.3 黃酒存放售賣模塊

黃酒在燙熱的過程中會產(chǎn)生極微量地對人體健康無益的甲醇、醛、醚類等有機化合物，但會隨著溫度的升高揮發(fā)掉，同時，脂類芳香物會隨著溫度的升高而蒸騰，從而使酒味更加甘爽醇厚、芬芳濃郁，所以黃酒的最佳飲用溫度在40 ℃左右。

為了既能保證黃酒的售賣溫度，又能保證黃酒長期儲藏不變質(zhì)，需要先將黃酒儲藏在冷藏箱中，此時紅酒與黃酒共用同一個冷藏箱，但出酒方式需要區(qū)分開，紅酒從蠕動泵泵出后直接售賣在杯中，但黃酒泵出后需要經(jīng)過一個加熱的過程，該過程使用熱水箱加熱，管路內(nèi)部的黃酒與管路外部的熱水進行對流換熱，熱水箱中增加攪拌裝置加快水的流速，從而提高對流換熱系數(shù)，根據(jù)預先確定好的冷藏溫度與出酒溫度，通過計算控制熱水溫度與管路長度，達到目標狀態(tài)后進行售賣。熱水箱自動補水，水位通過浮球進行控制，回路如圖3 所示。

當水位達到下水位時，高水位的浮球、低水位的浮球均處于自由落下狀態(tài)，此時高低水位的浮球開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，繼電器線圈通過24 V 電壓，繼電器觸點5 閉合，觸點8 閉合，水泵通電，開始上水。當水上升到高水位時，高水位的浮球、低水位的浮球均浮起，如圖3 所示高水位、低水位的開關(guān)均斷開，繼電器線圈無DC24V 電壓，繼電器觸點5，觸點8 均斷開，此時水泵斷電，停止上水。當又一次用水時，水位降低，此時高水位的浮球的開關(guān)處于閉合狀態(tài)，但是未達到低水位，低水位的浮球的開關(guān)處于斷開狀態(tài)，觸點8 處于斷路，水泵不通電，此時不上水。所以僅是在低水位開關(guān)被觸發(fā)的時候上水，高水位開關(guān)觸發(fā)的時候停止上水，實現(xiàn)了液位控制。熱水箱自動補水功能通過1 個高低液位浮球液位開關(guān)，一個水泵，一個雙路中間繼電器實現(xiàn)，通過自保持電路功能實現(xiàn)電路搭接，不需要軟件控制水位即可處于理想狀態(tài)[3]。

圖3 熱水箱回路圖

4 結(jié)語

綜上所述，該機器可以同時實現(xiàn)常溫白酒，冷藏紅酒，加熱黃酒的售賣，該產(chǎn)品填補了多品種無人售酒機行業(yè)的空白。