浅析自动售酒机构造设计

（大连富士冰山自动售货机有限公司，辽宁 大连 116600）

随着人们生活节奏的加快，人工成本的提升，智能化、网络化的推进，无人售货领域得到了飞速发展，自动售货机逐渐成为人们生活中必不可少的东西，如传统的饮料自动售货机，小食品自动售货机，近几年出现的盒饭机、乳品机、咖啡机，以及在国外普及的香烟机，但售卖酒类的机器还非常少见。一方面是因为酒类的包装形式不适合在自动售货机上售卖，另一方面因为在售卖方式管控和品种点位的选择上没有找到一个较为合理的模式。因此，该文就包装形式以及多种类酒饮品销售的机器端的解决方案进行设计说明[1]。

当前常见的酒品包装方式五花八门，但如果用于自动售卖领域都存在着易碎、不能翻转、难以辨别真伪等弊端，如何选择一种既利于投资者管控又利于机器销售的包装及售卖方式成为首先要解决的课题。因为酒的易挥发性和不同酒类需要在不同温度储存与饮用的特性，机器的温度控制与管路控制也是需要解决的课题。

1 包装方式的选择

目前市场上流通的酒品包装方式有瓷瓶、玻璃瓶、塑料桶、木桶等，这些形式的包装都不是很适合用于自动售货机中，特别是在补货频次、流量控制、储藏空间等问题上会产生很多管控难点。考虑到瓶装酒有着约定俗成的销售模式，且很难改变人们的购买方式，为解决新酒的销售痛点，弥补高端酒销售环节的价格提升问题，以散装酒作为突破点来设计该款机器。

BIB 是英文单词Bag-In-Box 的缩写，是由纸盒式的饮品包装演变而来，可口可乐将其作为原浆的储存售卖方式，日本也有部分机器将其作为鲜牛奶的售卖包装形式，因此，可以对BIB 包装进行合理地搭接、固定、连通，再配以不同的冷藏或加热手段，使其可以应用于酒类的自动售卖中。

2 整体布局设计

自动售酒机的盛酒容器选定为BIB 包装，将BIB 的前端接口与出酒管路系统连接，BIB 包装集中放在棚架上，可上下放置2 层，为保证BIB 内的酒品可以完全售卖，棚架设置成相对于地面倾斜的角度，且在棚架上设有开口与定位结构，保证BIB 包装出口向下倾斜但不会从棚架上掉落，出酒管路系统由液体泵、流量计、电磁阀组成，此处选用的管路系统中的所有配件都需要有足够的密封性来防止酒精挥发，且不与酒精反应，符合食品包装要求而且没有异味。因为部分酒的价格较高，对出酒精度也有严格的要求，所以每条出酒管路的长度要接近，并有序的固定在箱体上，这样才能在同一套算法下保证流量一致。因为许多酒的最佳品尝温度是不同的，如果想一机多用售卖多种酒类，机器必须有冷藏和加热功能，因此机器要区分出常温、冷藏、加热3 个区域。

考虑到白酒销量大、种类多，为了便于补货，白酒存放在箱体的下半部分，这样的布局也使得水泵的选择更加多样，可以选用一些自吸高较低的水泵，并且因为压差小的关系，流量控制也更加精准，机器的上半部分为冷藏箱的安装区，冷藏箱吊装在箱体顶部，当补满货物时，箱体下半部分的重量远高于上半部分，箱体稳定性较好。热水箱和补水箱安装在箱体左侧，所有管路均有序布局，使用导管、线卡等零件对其进行固定。

出酒口和出酒仓放置在箱体中部，箱体门上安装一个取出口，当箱体门关闭时出酒仓和箱体门的视觉感官是一体的，当箱体门打开时出酒仓不与箱体门一同动作，这样设计的好处是管路长度可以尽可能地缩短且不动作，在降低成本的同时提升可靠性。

在细节上，棚架相对于地面的倾斜角度为7°。棚架上的开口为“U”形开口，开口处设置了出酒管路固定结构，出酒管路固定结构设计为弧形卡扣结构。间隔定位结构为棚架表面向上翻起的挡板，挡板角度设计为与棚架垂直。

3 功能模块设计

3.1 白酒存放售卖模块

图1 是白酒存放部分的结构图，盛酒容器BIB 放置在棚架上，棚架相对于地面的倾角为7°，棚架上设有“U”形开口，BIB 包装的接头部分穿过“U”形开口，使其与管路系统紧密连接，“U”形开口可以保证接头不会在泵酒时窜动，且接头只有拧紧到一定程度后才能压入活塞连通酒路，这样酒液就不会在连接时洒出。棚架前端有折弯挡板，使BIB 包装的出酒口向下且位于最底端，从而保证BIB 包装内的酒液可以全部售卖不会出现残留。棚架可以设置为2 层，这样可以增大存酒量，而且当上下2 层存放同一种白酒时，可以通过控制电磁阀实现当一袋酒卖空后自动切换为另一袋酒进行售卖，并同时通知运营人员前来补货，这样做可以缩短补货的空白期，增加产品销量。

图1 白酒棚架结构示意图

3.2 红酒存放售卖模块

因为红酒中含有糖分等物质不可以常温存放，饮用温度越低，香气就越淡，丹宁就越粗糙。饮用温度越高，香气就越滞重，最佳的饮用温度根据种类的不同在8 ℃～18 ℃，所以自动售酒机中需要加入一个冷藏箱，冷藏箱需要放置在箱体上半部，为了让箱体更稳定，冷藏箱的重量不能过大。传统的压缩机制冷方式由于重量高、噪音大，不适合应用在自动售酒机中，该文采用的是半导体制冷方式。

因为管路难以清洗，所以为了保证食品卫生安全，采用一次性管路替代可重复利用的管路，并选用蠕动泵进行流量控制，这种设计的优点是嚅动管连接在BIB 包装上，在不使用时嚅动管的顶端是闭合封死的，在使用时将嚅动管卡入蠕动泵中，剪切掉嚅动管顶部的密封管头，售卖时嚅动泵转动带动内部转子转动，挤压嚅动管出酒，在红酒售罄后将BIB 包装与嚅动管一同扔掉，这样可以最大限度地保证系统的卫生。

冷藏箱结构如图2 所示，半导体制冷模块安装在箱体后部，由风扇强制换热，其中热端放置在冷藏箱外部，在自动售酒机的背面开通散热孔，使用风扇强制换热，可保证环境温度在32 ℃时，冷藏箱温度仍能维持在12 ℃左右。箱体内部增加导风板，导风板与水平方向的夹角为45°，导风板的作用是让风能够在冷藏箱内循环，从而使冷藏箱内部的温度更加均匀。箱体内设置有酒箱托盘，该托盘也是倾斜安装的，可以保证BIB 包装内部的酒液售空不残留，托盘下部安装了蠕动泵，蠕动泵底端开口可以直接将连接BIB 包装的嚅动管伸出冷藏箱，冷藏箱顶部安装了吊架结构，其吊挂于售酒机顶部且可以进行抽拉式安装。冷藏箱门为带密封磁条的保温门，这样可以保证箱体的冷量不会流失，为了防止箱体内部生锈，整体使用304 不锈钢材料[2]。

图2 冷藏箱剖视图

为了实现无补货空白的连续销售模式，冷藏箱配备了2 个酒箱与2 套嚅动泵，当一袋售空时自动切换到另一袋售卖，并同时提示补货。

3.3 黄酒存放售卖模块

黄酒在烫热的过程中会产生极微量地对人体健康无益的甲醇、醛、醚类等有机化合物，但会随着温度的升高挥发掉，同时，脂类芳香物会随着温度的升高而蒸腾，从而使酒味更加甘爽醇厚、芬芳浓郁，所以黄酒的最佳饮用温度在40 ℃左右。

为了既能保证黄酒的售卖温度，又能保证黄酒长期储藏不变质，需要先将黄酒储藏在冷藏箱中，此时红酒与黄酒共用同一个冷藏箱，但出酒方式需要区分开，红酒从蠕动泵泵出后直接售卖在杯中，但黄酒泵出后需要经过一个加热的过程，该过程使用热水箱加热，管路内部的黄酒与管路外部的热水进行对流换热，热水箱中增加搅拌装置加快水的流速，从而提高对流换热系数，根据预先确定好的冷藏温度与出酒温度，通过计算控制热水温度与管路长度，达到目标状态后进行售卖。热水箱自动补水，水位通过浮球进行控制，回路如图3 所示。

当水位达到下水位时，高水位的浮球、低水位的浮球均处于自由落下状态，此时高低水位的浮球开关均处于闭合状态，继电器线圈通过24 V 电压，继电器触点5 闭合，触点8 闭合，水泵通电，开始上水。当水上升到高水位时，高水位的浮球、低水位的浮球均浮起，如图3 所示高水位、低水位的开关均断开，继电器线圈无DC24V 电压，继电器触点5，触点8 均断开，此时水泵断电，停止上水。当又一次用水时，水位降低，此时高水位的浮球的开关处于闭合状态，但是未达到低水位，低水位的浮球的开关处于断开状态，触点8 处于断路，水泵不通电，此时不上水。所以仅是在低水位开关被触发的时候上水，高水位开关触发的时候停止上水，实现了液位控制。热水箱自动补水功能通过1 个高低液位浮球液位开关，一个水泵，一个双路中间继电器实现，通过自保持电路功能实现电路搭接，不需要软件控制水位即可处于理想状态[3]。

图3 热水箱回路图

4 结语

综上所述，该机器可以同时实现常温白酒，冷藏红酒，加热黄酒的售卖，该产品填补了多品种无人售酒机行业的空白。