CN101449928A - 具有一个多功能阀的饮料机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有一个多功能阀的饮料机，这种饮料机具有一个水箱(1)、一个加热装置(5)和一个煮泡室(10)，它们通过管路段(2)相互连接，并具有一个取决于压力并自动开启的阀(6；13)在位于加热装置(5)和热水室(10)之间的管路段(2)里，如下来改进这饮料机：阀门(6；13)在过压方向上是可以操纵的。

Description

具有一个多功能阀的饮料机

技术领域

本发明涉及一种饮料机，它有一个水箱、一个加热装置，尤其是一个质量少的连续式加热器，和一个煮泡室，它们通过各自位于其间的管路段相互连接起来。在热水室的上游它包括有至少一个取决于压力自动接通的阀门，该阀门可以设计成过压阀，尤其是在加热装置的上游，和/或设计成负压阀在热水室的上游的管路部位里的一个任意位置上。本发明还涉及一种多功能阀和将一种取决于压力自动接通的阀门应用作为与压力无关地可以操纵的，用于降低过压的阀门。

背景技术

DE 66 07 409 U1描述了一种在咖啡机里的负压阀，此外在一个加热装置和一个泡制漏斗之间。在咖啡机或者多饮料机里的低压阀原则上用于相同的目的。在该机器里可以配制饮料，这种饮料通过对在小盒或者垫里所含的浓缩物用热水冲淡或洗提而形成。为了防止所使用的小盒或者垫在取出时产生滴漏并节省浓缩物，应该将小盒完全倒空并使垫不再湿淋淋的。一种蒸气冲击可以用于此，这种蒸气冲击至少在应用一种少质量的连续式加热器或者一种热部件作为加热装置时通过提前断开水泵和加热装置中剩余水的一种似乎是突然的蒸发而产生。在加热装置下游的管路系统在结束配制过程之后因此充满了蒸汽。如果以后系统中的温度降低到水的沸点以下，那么蒸气就在管路里凝结并且其体积变小。因此产生了负压。为了避免通过从煮泡室里抽吸空气和带出余留液体而造成的压力平衡，在煮泡室上游有一个单向阀。因此就阻止了从煮泡室方向的压力平衡，并不阻止从反方向的。负压可以在那里引起使水从水箱穿过水泵一直吸到加热装置里并到加热装置的下游的管路段里。来自水箱的、按此方式在加热装置的下游到达管路段的水可能在一个以下的饮料配制过程中不再被加热。这导致饮料温度和饮料质量的降低。因而即使在现代的热饮料机中在煮泡室的上游布置有开头所述的负压阀，它在负压情况下提供了一种与大气的连接。相反在工作压力时该阀则可靠地关闭。

出于安全的原因另一方面采取了防止过压的措施。由DE 10 2004 046436 A1已知有一种在加热装置上游的过压阀。DE 10 2004 004 833 A1公开了一种在煮泡室处的安全开关，它阻止了在由于加热装置和/或输送装置的断开而使煮泡室打开时饮料机的运行。但这种措施例如在一种具有一个向上的、指向煮泡室的进水口的饮料机时，正如它在EP 1 440910 A1中公开的那样，可能是不够的。如果它只是容易延迟地动作，那么在煮泡室提前打开时就不能排除操作者受到损伤。

发明内容

本发明的任务是鉴于所提出的问题对热饮料机的功能安全性进行改进。

该任务按照本发明通过如下方法来解决：这本身自动的和取决压力而转换的阀门在煮泡室的上游可以附带地与压力无关地进行操纵。因此不仅从某一个达到的过压或者负压起自动地打开，而且可以附带地好象是按照要求在一个单独分开的操作过程中被打开。本发明因此遵循了配置有一个取决于压力而工作的阀门的原理，该阀门附带地也可以与压力无关地转换。为此阀门按照本发明包括有一个操纵装置，该装置例如出于安全原因可以使阀门实现另外一种与压力有关的转换。已有的阀门可以附带地实施这种功能，因此就不必设计一种用于此的固有的阀门。在一个多功能阀里的这种功能组合节省了材料成本和装配成本以及结构空间。

原理上这自动的取决于压力而转换的阀门可以设计成过压阀或者设计成负压阀。按照本发明的一种有利的设计方案，这阀门是指一种过压阀，它在过压方向上可以附带地与压力无关地进行操纵。阀门因此也可以在一个极限压力之下附带地进行操作，在此极限压力时阀门自动地转换动作，例如被开启。因此可以有目标地避开阀门操纵的自动化问题并可能随之产生对于阀门操作的其它条件。以下就称这种阀门方案为“双过压阀”。

按照本发明的一种备选设计方案可以在煮泡室上游布置一个自动地取决于压力进行转换动作的负压阀，这负压阀在出现负压时在阀门通过方向的反方向上在负压时也是可以通过的。因此它同样也起作用，但并不同时地既如同一个已知的负压阀，也如同一个过压阀，确切地说用于降低多余的并在一定条件下对使用者有危险的过压。本发明因此也在这里遵循功能组合的原理，其方法是现在虽是一个阀，但既起到负压阀又起到过压阀的作用。这种多功能阀为此设计成双向阀门，这阀门在一个通过方向上按负压来动作，而在反方向上则用于降低过压。通过阀门的双重功能又可以降低制造费用并且同时节省了结构空间。为了将这种多功能阀区别于先前提到的双过压阀，本发明的这第二种方案的阀以下称为“双向阀”。

按照本发明的一种有利设计方案，双向阀可以进行操纵用于相反于负压方向实现通过。在负压阀中根据达到的负压，那就是说取决于压力和自动地转换并实现所希望的压力平衡，与负压阀的功能相反，在降低过压时在一个固有的操纵过程中并与压力无关地使双向阀动作。为此它具有一个操纵装置用于其在过压情况下的操纵。

两个多功能阀(双过压阀，双向阀)优先被用于从系统里导出过压，如果煮泡室在煮泡运行时无意地被提前打开的话。出于安全原因应该使过压也就是说不经过通常的路线通过煮泡室并因此向着使用者被导出，而是在饮料机的一个尽可能背离使用者的范围里降低。因此可以防止由于使用者的误操作而造成的损伤。

按照本发明的另一种有利的设计方案，无论是双过压阀还是双向阀都可以机械地或电气地与煮泡室连接耦合，从而它就打开，用于在过压方向上实现通过，如果煮泡室打开了的话。因此就是说在煮泡室的一种提前的或者通常的开启和过压阀的开启之间建立起一种自动性。阀门与煮泡室的直接连接耦合造成了：一旦煮泡室被打开，阀门就可靠地开启。由此提供了附带的安全性，这是因为过压阀的开启耦合于煮泡室的打开，而并不强制地耦合于存在有过压。因为没有过压时阀门的开启是没有危害的，而相反在有过压时阀门的不开启则可能对于使用者来说在打开煮泡室时是有危害的。

按照本发明的一种有利设计方案，多功能阀可以与煮泡室电子地耦合。因此释放机构的结构可以设计得更简单并在一定条件下节省占地位置。此外阀门的释放随之产生其它一些条件，就是说不仅有煮泡室的打开，而且例如存在有某一个最小的过压，从这过压起必须使过压卸压并且这是合理的。过压可以用传感器来进行检测。在按照本发明的阀门和煮泡室之间的电耦合还可能是特别有利的，如果它们在空间上相互远离开的话。空间间距则可以通过导电体跨接，或者阀门和煮泡室可以分别通过一个控制装置连接。在煮泡室和阀门之间的较大的空间间距可能在双过压阀时存在，如果阀门布置在水箱和加热装置之间的管路段里的话。作为通常的过压阀它在那里阻止过压的建立形成，如果在加热装置里由于钙沉积应该要有积水的话。

在煮泡室的操纵和多功能阀之间的耦合按照本发明的一种对此备选的设计方案中机械地进行。因此可以在过压情况下实现阀门释放过程的高可靠性。机械的耦合可能对于双向阀来说是有利的，这双向阀设置在空间附近用于操纵煮泡室，就是说尤其是布置在加热装置的下游和煮泡室的上游的管路段里。无论是过压阀还是负压阀都应该尽可能地快。它们被布置得离煮泡室越远，那么越有以下危险：水位于它们和煮泡室之间的管路段里。但是水用其相对大的质量延迟地对负压阀的激活动作和有干扰地在降低过压时起作用。因此无论是负压阀还是过压阀优先被定位于紧靠于煮泡室。因此将两个阀部件组合成一个共同的功能构件作为双向阀也是有利的。

对于负压阀或者过压阀来说已知有一些机构，在这些机构中例如使球克服弹簧力密封地压在阀座上。如果负压力或者过压力超过了弹簧力，那么所加的压力使球离开阀座，并且阀门克服弹簧力而开启。为了设计成多功能阀在球上设有一个操纵装置，借助于此装置使球克服弹簧力而移动并因此可以使阀开启。

按照本发明的一种有利的设计方案，阀门作为密封元件具有一个柔性圆盘，它置于一个阀座上并在负压时在变形的情况下，但没有移动地离开阀座，因此也可以实现自动的负压平衡，其中在柔性圆盘里一方面是在负压情况下规定了阀的开启力的弹性元件，另一方面是阀座体，二者组合了起来。因此可以实现一种双向阀的特别紧凑的结构。作为用于这圆盘的材料，硅树脂特别良好地适合，因为上面不会形成沉积。因此阀门不易积钙。

按照本发明的另一种有利设计方案，在阀门过压操纵时柔性圆盘可以移动并离开阀座。在过压情况下使阀门迎着过压方向打开，因此就使柔性圆盘迎着压力方向从阀座上离开。因为柔性圆盘也可能变形，因此可以使操纵行程设计得足够长，从而使圆盘完全离开阀座。

开头所述的任务此外还通过一种多功能阀来解决，这种阀取决于压力自动地转换动作并且附带地可以优先在过压方向上与压力无关地进行操纵。在过压卸压或者负压卸压时是否进行自动的取决压力的转换动作并不重要。无论如何重要的是：这本身自动转换动作的阀门附带地可以在过压方向上进行操纵并为此包括有一个操纵装置。这种功能组合节省了制造和装配的费用。

开头所述的任务此外通过应用一种本身就已知的、取决于压力自动转换动作的阀门在一个饮料机的一个水箱和一个煮泡室之间来解决，其方法是它同时用作为与压力无关地可以操纵的过压阀。本发明因此遵循阀的功能组合原理，即一方面作为自动转换动作的阀门，另一方面是附带的可以操纵的蒸气导出阀门。原则上说，阀门是否取决于压力和自动地作为过压阀或者负压阀转换动作并不重要。对于一种过压卸压来说无论如何它在二种情况下都可以与当前存在的压力无关地在一个固有的操纵过程中转换动作。

因此阀门作为多功能阀起作用，但不必为此自身进行重大修改设计。例如将操纵装置设置在阀座体上这就够了，用这操纵装置可以使阀门迎着过压方向打开。

按照本发明的应用的一种有利的设计方案则应用多功能阀用于蒸气导出，如果使煮泡室打开的话。因此尤其是在饮料机错误操作时，在一个配制过程期间，避免对使用者造成损伤。

附图说明

以下根据附图为了实例的缘故还对本发明的原理进行详细叙述。附图所示为：

图1：一种饮料配制机的构造简图；

图2：双向阀连同操纵装置的一个细部图；

图3：负压时阀门的一个剖视图；

图4：过压时阀门的一个剖视图。

具体实施方式

按图1所示的一种垫式饮料机一或多种饮料机原则上包括有一个新鲜水水箱1，它使新鲜水经过一个液体输入管2通过一个流量计3和一个泵4流入一个加热装置5里。泵4同时设计成单向装置，以便使水通过由于水在加热装置5里的加热而引起的压力在泵4不动作时返回流至水箱，而是流向煮泡室的方向。在泵4和加热装置5之间设有一个取决于压力而开启的过压阀6，它使一个在一定条件下产生的在新鲜水水箱1和加热装置5之间的过压通过一个回液管路7导出。按照本发明它可以设计成按上面说明的“双过压阀”并且附带地与压力无关地进行转换动作。在所示的结构中然而它只是用于取决于压力的过压降低，这种过压降低是由于在加热装置5中例如受积钙影响的压力故障。

在加热装置5的下游设有一个温度传感器8。接着它在下游在液体输入管路2里直接在煮泡室10之前设有一个单向阀9。在温度传感器8和单向阀9之间有一个分支11，它使一个排出管路12进入大气，接上液体输入管路2。在排出管路12中设有一个双向阀门13作为多功能阀。

为了配制饮料，泵4将新鲜水从水箱1送入加热装置5。在那里将水加热并输送给煮泡室10。为了保证精确数量的或定量的热水设有流量计3，对于成功地配制饮料所必需的温度则由温度传感器8来监测。在煮水过程结束之后泵4就中止水的送进，而加热装置5还继续运行。还在加热装置5里的水由于没有后续流过来的水的冷却作用而迅速地被转化成蒸气并产生一种蒸气压力，此压力将留在加热装置5下游在液体输入管路2里的液体推压，经过煮泡室12而流入准备好的杯子里。此外蒸气压力还将在煮泡室10里的一个饮料盒中余下的液体冲洗掉或者说吹干一个位于热水室10里的饮料垫。在取出一个用过的垫或者说饮料盒时的滴漏因此就可以基本上避免，这就简化了饮料机的操纵。

如果在饮料配制过程结束之后加热装置5断开了的话，那么在加热装置5下游的输入管路2里的蒸气就冷却下来。其体积减小，因此在煮泡室10上游的管路段2里就产生一个负压。为了使这负压不会将余留液体-或者余留底物从煮泡室10吸到新鲜水输入管路2里，单向阀9阻止了通过煮泡室10的压力平衡。例如可以设计成弹性切槽的膜片。然而由于老化和加工公差可能使其功能受到损害，因它不再完全保证气密。然而为了避免由煮泡室10的压力平衡，它有目的地通过排出管路12建立起来。因此如果在液体输入管路2里产生一个负压，那么就提前地通过这然后起到负压阀作用的双向阀13使它降低。

不仅通过在饮料制备过程中泵4的压力，而且首先通过这在加热装置5中加热了的水，尤其是在一个制备过程结束时，在液体输入管路2里产生一个很大的压力直至形成蒸气冲击。作为一个制备过程的结束。这个压力对于一个使用者来说在误操作饮料机时可能有危险。如果他无意中并且错误地提前打开煮泡室10，那么他可能敏感地被立即喷出的蒸气烫伤。为了克服这种情况，在提前打开煮泡室10时双向阀13不仅用作为负压阀，而且也用作为蒸气导出阀。为此它与煮泡室10机械地耦合连接，从而一旦煮泡室10被打开，该阀就开启。由于在排出管路12的管路长度中阻力较小，因此蒸气压力基本上都通过双向阀13泄压并且最好的话以只是还可以忽略的规模通过煮泡室10泄压。排出管路12的开口为了使用者的安全起见背离使用者布置在饮料机上，这样排出的蒸气就不会喷向使用者。

排出管路12的分支11紧靠着煮泡室10附近布置。这可以使煮泡室10和双向阀13实现一种紧凑的结构。靠近煮泡室10此外还简化了作为蒸气导出阀的双向阀13与煮泡室10的一个开、一关操纵装置的机械耦合。

图2表示了具有一个双向阀23的一个管路段的结构实例。液体输入管路20在一个分支部位21里分成一个输入管路24和一个排出管路段22；该输入管路24至一个煮泡室或者说至一个串联于前面的单向阀，该排出管路段22在轴向连接在输入管路20上。排出管路段22通向双向阀23。

双向阀23包括有一个阀芯26，它在其向着液体输入管路20的一边装有一个柔性硅树脂圆盘28作为阀座体28。在其对面的、背离液体输入管路20的端部阀体26装有一个密封圆盘30，同样由硅树脂制成。阀芯26被一个圆柱形阀壳体32包围住，该阀壳体32在其端面处分别设有一个用于圆盘28的阀座34和一个用于圆盘30的阀座36。阀座34，36因此形成一个环形的凸缘，其中阀座36具有一个在剖视图中为直角形的阀座棱边38，而阀座34则设计成一个倒圆的凸肩40。

阀芯26在阀壳体32里滑动。它有一种(未示出的)星形或十字形断面，断面具有径向辐射，辐射的端部在阀壳体32里导向。阀壳体32因此在阀芯26部位里在其轴向方向上或在阀芯26的运动方向上可以流过液体，可以对阀芯26环绕冲刷。阀芯26在阀壳体32之内在其两个运动方向A上的运动或者受限于圆盘28贴靠在其阀座34上(见图2)或者由于位于对面的圆盘30接触到其阀座36(见图4)而受到限制。大约在圆柱形阀壳体32的中间径向分支出一个卸压通道42，该通道建立了从阀壳体32的内腔至周围环境的连接。

在圆盘30一侧在阀芯26上连接了一个操纵推杆44，该推杆布置在运动方向A上并通过一个旋转杠杆46与一个弹簧预紧的操纵杠杆48运动耦合。一个压力弹簧50在一个负压方向U上并克服过压使操纵杠杆48预张紧。压力弹簧50对双向阀23加载，就是说在过压时在开启方向上。它克服关闭力S，该力在煮泡室10关闭时被活化作用。关闭力S由煮泡室在运行时的闭锁而引起。相互相反指向的，但从大小来说同样大小的力偶一边是压力弹簧50的弹簧力，另一边是关闭力S，这保证了：当取消煮泡室的关闭时，也就是说关闭力S被取消时双向阀23就被可靠地打开。压力弹簧50的尺寸可以设计得如此之强，以至于它可以克服过压使双向阀23开启。关闭力S可以设计成同样大小，以便在煮泡室关闭时使双向阀23保持关闭。

如果在液体输入通道20里当煮泡室关闭时产生一种不希望的负压，那么双向阀23就自动地使其平衡。图3表示了空气经过导出通道32在阀芯26上的沿着通过阀壳体32而流入液体输入管路20里。圆盘28的柔性如此来确定大小，以至于负压使它的边缘离开阀座34。倒圆的阀座轴肩40附带地使空气更容易流入液体输入管道20。压力弹簧50的弹簧力和关闭力S的平衡使得：阀芯26，尤其不在过压方向上移动并因此阻止了空气的流入。仅仅是圆盘28的尺寸设计就可以实现自动的负压平衡，而不必单独地操作双向阀23。

相反，如果双向阀23应该要降低液体输入管路20里的过压的话，那就必需进行操纵。在打开煮泡室10时关闭力S就取消，从而压力弹簧50使操纵杠杆48在方向U上移动。旋转杠杆46接着将阀芯26在相反方向上一直推至圆盘30最大限度地止挡于其阀座36上。圆盘28从其阀座34上离开并迎着过压方向。

图4表示在过压时完全打开的阀门23。然而以前，在阀芯26开始移动时，圆盘28同样也发生变形，现在是在相反的方向上，如图3所示那样。阀芯26因此必须走过一定的路程段，在阀门23开启之前。它必须在确定压力弹簧50和杠杆46，48的尺寸时加以考虑。

处于过压的蒸气可以在阀门23打开时环绕圆盘28流动，流入阀壳体32里和围绕阀芯26周围，并经过排出管路通道42排出至周围环境里。排出管路通道例如可以垂直向下指向一个准备好的饮料容器，或者被引入一个在饮料容器的停放平面以下的溢流池里。弹簧50将环形圆盘30密封地压在其阀座36上，因此蒸气就不能在一个平行于阀芯26的运动方向A上并因此有可能向着使用者漏泄出去。

因为对于这在前面详细叙述过的双向阀来说它是指一个实施例，因此通常专业人员可以对其在广泛的范围里进行修改，而并不偏离本发明的范围。阀门机构的具体结构方案尤其是可以与这里所述的不一样。机械的耦合连接同样也可以设计成另一种形式，如果这由于位置原因或者说设计方面的原因必需要的话。另外并不排除应用不定冠词“一”，因此有关的特征也可以多重地存在。

标号表

1    新鲜水水箱                 28         柔性硅树脂圆盘

2    液体输入管路               30         环形圆盘

3    流量计                     32         阀壳体

4    泵                         34，36     阀座

5    加热装置                   38         阀座边棱

6    过压阀                     40         阀座凸肩

7    回液管路                   42         排出通道

8    温度传感器                 44         操纵推杆

9    单向阀                     46         旋转杠杆

10   煮泡室                     48         操纵杠杆

11   分支                       50         压力弹簧

12   排出通道

13   双向阀                     A          阀芯26的操纵方向

20   液体输入管路               U          过压时的操纵方向

21   分支                       S          关闭力

22   排出管段

23   双向阀

24   至煮泡室的输入管路

26   阀芯

Claims (11)

1.饮料机，具有一个水箱(1)、一个加热装置(5)和一个煮泡室(10)，它们通过各自布置于其间的管路段(2)相互连接起来，还具有一个取决于压力自动转换动作的阀门(6；13；23)，在位于水箱(1)和煮泡室(10)之间的管路段(2)里，其特征在于，阀门(6)可以附带地与压力无关地进行操纵。

2.按权利要求1所述的饮料机，具有一个取决于压力自动转换动作的过压阀(6)，在位于水箱(1)和加热装置(5)之间的管路段(2)里，其特征在于，过压阀(6)在过压方向上可以与压力无关地进行操纵。

3.按权利要求1所述的饮料机，具有一个取决于压力自动转换动作的负压阀(13)，在煮泡室(10)前面的管路段(2)里，其特征在于，负压阀(13；23)在过压时在与负压时的贯通方向的反方向上，也就是在过压方向上是贯通的。

4.按权利要求3所述的饮料机，其特征在于，阀门(13)为了实现通流可以迎着负压方向进行操纵。

5.按上述权利要求之一所述的饮料机，其特征在于，阀门(6；13；23)与煮泡室(10)耦合连接，从而一旦煮泡室(10)打开的话，那么为了通行阀门在过压方向上打开。

6.按权利要求5所述的饮料机，其特征在于，阀门(6；13)与煮泡室电耦合连接。

7.按权利要求5所述的饮料机，其特征在于，阀门(6；13；23)与煮泡室(10)机械地耦合连接。

8.按权利要求1至7中之一所述的饮料机，其特征在于，阀门(23)作为密封元件包括有一个柔性圆盘(28)，它置于一个阀座(34)上并在变形的条件下可以从阀座(34)上离开。

9.按权利要求8所述的饮料机，其特征在于，柔性圆盘(28)在阀门(23)过压操纵时可以通过移动从阀座(34)上离开。

10.多功能阀门(6；13；23)，它取决于压力自动转换动作并且可以附带地，优先在过压方向上与压力无关地进行操纵，尤其是按照权利要求1至9中之一所述使用在一个饮料机里。

11.一种取决于压力的自动转换动作的阀门(6；13；23)应用在饮料机的管路(2)中，在储水箱(1)和煮泡室(10)之间，作为用于降低过压的蒸气导出阀，一旦煮泡室(10)被打开的话，尤其是按权利要求1至9中之一所述。

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