CN101626712B - 用于从料盒制备液体饮料的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从料盒制备液体饮料的设备，该设备包括：用于供应注入流体到料盒(111)中的供应单元(2)；构造成用以接纳和支承料盒的料盒支架(60)，所述料盒支架可与设备分离。该设备的互补插入装置(750)被构造成用以允许将料盒支架插入该设备中。料盒在注入位置定位在供应单元中，其注入面大致处于相对于水平面倾斜的平面中，注入装置从料盒的最高边缘偏移。料盒支架优选地包括具有沿角度(B)倾斜的支承面的直线楔形插入装置。

Description

用于从料盒制备液体饮料的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于从料盒制备液体饮料的系统。具体地，本发明涉及从容纳一种或多种食物成分的料盒制备热饮或冷饮。

背景技术

存在多种类型的用于从料盒制备饮料的系统。优选地需要以相当直接而不复杂的方式将料盒插入机器中，且允许料盒在使用后易于取下。

专利申请WO 2006/082064描述了一种具有可拆卸料盒支架的设备，该料盒支架包括注入器。该注入装置可以以偏移方式定位在料盒表面上；这使得可使流体在料盒内的流动最优化并因此促进例如某些成分的溶解或分散。然而，此设备存在的一个问题与当料盒支架的注入器与供应单元分离时的“喷泉(geyser)”或“鲸鱼(whale)”效应有关。此效应通过从料盒并经注入器溢出的加压液体射流表现出来，尤其是当料盒具有大的顶部空间体积时。此射流主要起因于在被注入料盒中的水加压期间容纳在料盒中并在料盒中被压缩的气体的压力的突然释放。当料盒中的气体的初始体积大时，料盒中气体压力的突然释放造成通过料盒的穿孔的翻腾液体的射流(“喷泉”效应)。此外，在与注入单元分离时，注入器的非常小的直径也促进了“喷泉”效应。

另一个问题起因于料盒支架的插入和关闭模式，该模式不直观且包括多种组合运动，尤其是在平移插入运动后在料盒支架上的向下压紧运动，以使供应单元和料盒支架互相集中在一起。一个优点将是使关闭模式使用起来既直观又简单，同时考虑到料盒中所使用的高的压力而提供关闭安全性。

发明内容

本发明的一个目的是提供这些问题的解决方案。

为此，本发明基于第一一般原理，该原理在于，通过使料盒注入面相对于水平面倾斜同时充分抬升料盒注入点、以及通过将此位置一直保持到注入装置相对于料盒分离之时为止，来限制或消除由于加压流体被注入时形成的升高的压力导致的通过料盒中至少一个注入点的液体或气-液混合物的再涌。

更具体地，本发明涉及一种用于从料盒制备液体饮料的系统，该系统包括一种设备，该设备包括：用于对料盒供应注入流体的供应单元；构造成用以接纳和支承料盒的料盒支架；能够相对于料盒支架移动以将注入流体注入到料盒中的注入装置；以及包括注入面的料盒，所述料盒被提供成用于容纳在料盒支架中。

料盒支架在注入位置被定位在供应单元中，使得料盒的注入面被大致保持在相对于水平面倾斜小于45度的平面中，且注入装置被构造成在移动时形成穿过料盒注入面的注入点，该注入点在注入装置与料盒注入面接合后从料盒的所述注入面的最高侧偏移。

因此，本发明旨在优选地通过保持料盒中一定体积的气体在注入点位置、并因此优选地在料盒中剩余液体的可能液位上方、直到注入装置在料盒中分离时为止，来减少液体或气体及液体加压再涌的危险。这样，在分离期间，主要以气体形式经注入点产生压力释放，减少了液体从料盒飞溅出来的危险，直到在料盒中实现充足和安全的气体压力下降。应当注意，如果料盒的注入面是水平的，则料盒中液体的液位可容易地达到注入点。另一方面，如果料盒过于倾斜，则不再可能将液体直接送到杯中。

料盒的注入面是大致平坦的或者可以稍微凸出或凹入。

优选地，该设备包括通过致动装置连接的注入支承件，以将料盒保持在倾斜位置而使注入装置与料盒注入面接合和分离。因此，料盒在注入装置分离时不会立即恢复其水平位置，而是其注入面保持在倾斜位置。因此，由于压力释放时间比较短(约1到3秒)，所以大大减少了加压液体飞溅的危险。

注入装置的分离还允许料盒直接通过注入点排气。

注入装置优选地构造成用以在相对于料盒注入面中心的最高象限内形成通过该注入面的注入点。术语“象限”应当理解为意指以料盒的中心为共同原点的两条正交直线所限定的注入面的任何区域。

根据本发明的一个方面，料盒的注入面相对于水平面以2到25度、优选5到20度之间的角度倾斜。

根据本发明一个可能的方面，料盒支架可与设备分离，且设备包括互补插入装置，该互补插入装置允许将料盒支架从其分离位置插入其在供应单元中的插入位置。

注入装置还构造成形成尺寸足够的注入点，以能够以较低速度快速(高流量)排气。注入装置优选地包括单个注入针。注入针优选地在料盒的注入面中形成直径至少为1mm、优选地在约1.5mm到2.5mm之间的开口。其目的是形成足够大的开口以降低气体逸出的速度并增加其逸出时的流量。因此，减少了压力释放时间，同时减少了气体逸出所用的动力并因此减少了液体从料盒飞溅出来的危险。

优选地，用于将注入流体输运到料盒中的管道通过注入针。管道的孔口可沿管道的轴线定位或者可稍微倾斜以便将射流导向料盒底部并从中心偏移。这种设备使得易于在注入装置周围、更准确地在管道周围实现密封。然而，可设想单独定位的针和用于输送加压流体的管道以及确保同时围绕针和进入料盒的流体进口进行密封的装置。当管道通过针时，针具有短的长度以便防止液体经针回升。针的有效长度因此优选地在约2到10mm之间，优选地在4到7mm之间。

根据本发明的另一个特征，注入支承件包括凸起接合部分，以将料盒的所述注入面朝向料盒内部驱动，并因此减小料盒的内部体积。通过料盒上方的接合部分获得的体积使得可减小料盒中的气体的体积，料盒中的气体然后能够在料盒中压力增加期间被压缩并能因此保存一补偿空间，该补偿空间允许料盒中的气体在重新打开设备移动可动注入支承件期间至少释放部分压力。可动支承件的接合部分例如可以是凸出的表面部分。优选地，料盒的注入面为可在可动支承件的接合部分的接合作用下容易地变形的柔性隔膜。

可与注入装置相关联地设置密封装置，以在所述注入装置与料盒的注入面之间至少局部地和直接地提供密封。

当料盒在使用前被严密地密封时，料盒的注入面可由于料盒中气体压力升高而凸出。该气体压力可起因于成分在密封料盒后的排气(例如，二氧化碳)，还起因于在生产期间注入的惰性气体。另一方面，注入面可由于制作(液体)期间在充填和关闭时在料盒中形成的部分真空而凹入。注入面还可由于任何其它原因而凸出或凹入。例如，注入面可以由于容纳在料盒中的成分的质量而通过变形凸出。

料盒支架在设备的供应单元中的互补插入装置包括与导槽相关联的肋板。除容易使用和简单外，本发明的另一个优点是能够相对于供应单元取下料盒支架，同时将料盒保持在倾斜位置，以便允许充分排气而不会有“喷泉”效应的危险。

肋板和/或引导肋板优选地是直线的。它们可以是连续的或者形成不连续的部分，只要沿希望的插入方向执行平移引导即可。

根据第一可能的实施例，供应单元的插入装置沿相对于水平面的倾斜平面定向，从而料盒支架在其从供应单元插入和取下期间被沿着所述倾斜平面的方向引导，并因此用于将料盒的注入面保持在所述倾斜角度。互补插入装置形成厚度例如大致恒定的肋板/槽，也就是说，料盒支架的每一侧的上、下引导脊状部大致互相平行。

根据第二可能的实施例，互补插入装置呈楔形。这可具有多个优点。第一个优点是能够沿大致水平面引导料盒支架的插入，同时将料盒的注入面保持在所述倾斜平面的方向。第二个优点是能够通过流体在料盒中的压力提供至少一部分用于将料盒支架夹紧在插入位置的力。因此，通过设备的机械关闭构件将要施加在料盒支架上的机械夹紧力可以较弱。另一个优点是能够逐渐减小注入装置与料盒之间的距离，这减少了撕裂料盒的危险并有利于将料盒支架插入到设备中。

例如，楔形插入装置包括料盒支架的导槽或肋板，其每一侧的上、下脊状部汇聚从而形成可变的厚度。供应单元的插入装置于是包括具有大致互补的形状的导槽或肋板。优选地，上、下脊状部沿着插入方向汇聚。

根据一个实施例，注入装置包括由注入支承件支承的单个注入针，该注入支承件能够移动而与料盒接合。

根据本发明的一个方面，局部密封装置可与所述注入针相关联。“局部装置”应当理解为意指靠近与料盒表面接合的密封针在针周围定位，以便防止液体沿着料盒外表面溢出的装置。该装置可从注入点靠在料盒表面上更大或更小程度地延伸。局部密封装置优选地是能够补偿与流体在料盒的表面上施加的压力相关的间隔变化和/或任何可能的游隙的弹性装置。密封装置例如可以是围绕所述注入针的基部的由弹性体或硅树脂制成的环或壁。该环或壁的直径可在2mm到至多为与料盒的注入面相当的范围内。

密封装置还可在可动支承件上延伸，以大致配合在料盒的整个注入面上。在此情况下，密封装置可以是由弹性体或硅树脂材料制成的覆盖件，其覆盖注入支承件的与料盒的注入面相接触的表面。

根据本发明的一个特征，设置夹紧装置以将料盒支架夹紧在供应单元中。为此，夹紧装置包括夹紧面，该夹紧面独立于其本身在料盒的注入面上的密封功能夹紧在料盒和/或料盒支架上。夹紧装置还包括致动装置，可调节该致动装置以便采用稳定的夹紧位置靠在料盒的至少一个不变形的支承面上夹紧可动支承件，优选地料盒的边缘压靠在料盒支架的夹紧边缘上。致动装置可包括例如可被手动致动的肘杆、齿轮或凸轮装置。

本发明还涉及本身独立于料盒的设备。为此，该设备包括：料盒支架，其包括用以接纳料盒的壳体；用于供应注入流体的供应单元，该供应单元包括固定的基部和注入支承件，该注入支承件能够相对于基部移动并且可被致动成与料盒支架接合，在该注入支承件上设有注入装置，以在支承件与料盒支架接合后将注入流体注入到料盒中。料盒支架在注入位置在供应单元中在相对于水平面倾斜小于45度的平面中定位。可动支承件可移动而与料盒支架接合，以将注入装置定位成相对于可动支承件的中心轴线和从料盒支架的壳体中的大致最高侧偏移，同时将料盒支承件保持在供应单元中的倾斜位置。

本发明还涉及料盒支架本身。

料盒支架因此用来被插入到用于从容纳至少一种食物物质的料盒制备液体的流体供应单元中。料盒支架包括：用以接纳料盒的壳体；自由端和插入供应单元中的装置，该装置包括至少一个肋板和/或导槽部分。所述肋板和/或导槽部分优选地具有可变的厚度，从而形成直线楔形插入装置。

优选地，肋板或槽部分包括一对下脊状部，该一对下脊状部沿着一对上脊状部的方向并朝向料盒支架的自由端汇聚。

优选地，插入装置由定位在壳体两侧的两个肋板和/或槽部分形成。

如上所述，这种插入装置具有在所述插入装置的几何形状和料盒中的加压流体的组合作用下对于供应单元的机械夹紧功能。此装置的另一个功能是，使得可将料盒支架保持于在插入位置倾斜的构型，以将空气的体积保持在注入点的高度，这减少了在注入装置与料盒分离时加压流体再涌的危险。

优选地，插入装置的所述肋板和/或槽的厚度包括一对下脊状部，该一对下脊状部优选地沿着一对上脊状部的方向并朝向料盒支架的自由端汇聚。上、下脊状部用作用于将料盒支架插入供应单元的引导件，并因此优选地是直线的。

优选地，上、下脊状部形成约5到20度的角度。

料盒支架优选地还具有在与自由端相对的一侧的套管(sleeve)，从而可有利于操作料盒支架。

在一个可能的可供选择的方案中，注入装置可构成料盒支架的一部分。

本发明的设备的其它特征构成本说明书的一部分。

本发明还涉及一种用于减少通过料盒中的至少一个注入点的液体或气-液混合物的再涌的方法，该再涌是由制备液体饮料期间在加压流体被(注入)装置注入料盒中时形成的升高的压力造成的，该方法包括：通过相对于料盒移动注入装置来刺穿料盒的注入面；在注入期间，通过将料盒的注入点布置得比所述注入面的中心高来将料盒保持在相对于水平面稍微倾斜的位置。

优选地，根据本发明的方法，将料盒保持在相同的倾斜位置而使注入装置与料盒分离。料盒的注入面优选地保持成相对于水平面以5到20度之间的角度倾斜。

料盒可包括本体，该本体由刚性或半刚性材料制成、通过柔性气密隔膜密封。其还可以是由透气材料制成的例如由滤纸制成的小袋，或者是柔性料盒与柔性小袋的组合。

附图说明

本发明的其它特征和优点将在阅读以下作为非限制性示例并参考附图给出的描述后显现，在附图中：

图1是根据本发明的液体制备系统的简化总图；

图2示出根据第一实施例的设备、尤其是处于打开位置的供应单元和处于分离位置的料盒支架的透视图；

图3示出与图2相似的透视图，其中料盒支架处于插入位置且供应单元处于打开位置；

图4示出与图2和图3相似的透视图，其中供应单元处于关闭位置，亦即处于注入位置；

图5示出在打开位置沿图4的平面P的横截面图；

图6示出在注入位置沿P的另一个横截面图；

图7示出料盒的注入面的示意图；

图8示出根据第二实施例的设备、尤其是处于打开位置的供应单元和处于分离位置的料盒支架的透视图；

图9示出与图8相似的透视图，其中料盒支架在注入装置与料盒支架接合之前处于插入位置；

图10示出在供应单元的关闭位置沿图8的纵向中心轴线的截面图。

具体实施方式

图1以简化形式示出用于分配从料盒制备的液体的系统，该系统包括设备或机器1以及适合于所述设备的料盒3。液体可以是热饮或冷饮例如咖啡、卡布奇诺或茶，或者任何其它食物制品例如沙司、汤等。

每个料盒容纳一种或多种以固体、液体、凝胶体或糊状物形式的食物成分。其例如可以是容纳烤制碾磨咖啡粉、速溶咖啡、奶粉或者液体浓缩物、可可或以叶子或速溶形式的茶。

料盒有利地是在EP 1 472 156 B1中所描述的类型。具体地，料盒3可包括形式为柔性隔膜的注入壁10和管道44，流体(亦即一定量的热水或冷水)经该隔膜从供应单元注入，该管道用来引导所制备的液体直接注入杯中。隔膜可附接在料盒本体的密封边缘上。料盒可包括容纳成分的气密内腔室。该腔室可在注入腔室中的流体的压力升高的作用下被刺穿以允许所制备的流体流出。可通过专门用于料盒的刺穿装置与至少一个腔室的内隔膜相结合来执行用于输送液体的刺穿。可通过使该内隔膜靠在刺穿装置上变形直到达到隔膜材料的破裂应力来执行刺穿。也可通过在料盒中液体压力增加期间使出口隔膜爆裂来打开料盒，也就是说不使用任何内部刺穿元件。该料盒的一个优点是，可通过减缓成分的流动以及通过促进成分与加压流体的相互作用在受到控制的4到20巴数量级的料盒内部压力下执行提取、溶解或渗滤。此原理使得与采用低压渗滤方法相比可产生更多泡沫。另一个优点是，可同时如专利EP 1 472 156 B1中所述限制液体与设备之间的接触。本发明当然不局限于使用根据所述专利的料盒。例如，隔膜和打开装置可由过滤元件例如纸质过滤器和/或塑料过滤器以及包括液体收集通道和/或分配开口的过滤器支承件代替。

可以理解，根据本发明的设备可与任何类型的料盒相关地使用，包括用于制备饮料的低压系统的豆荚形式的料盒。

在本说明书中，术语“注入流体”主要涉及热水或冷水或者涉及水和空气的混合物。

该设备可包括支承结构40，其中安装有加压流体供应单元2且包括可与设备分离的料盒支架6。料盒支架下方布置有服务区域41，该服务区域例如包括杯支承件42。该设备另外包括与泵、水加热器和流体回路相关联的储水器例如可拆卸的储器，以在需要时对流体供应单元2供应热水和/或冷水。该设备还包括适度复杂的控制装置，该控制装置允许用户从预先确定的选择范围选择用于制备热/冷制品的多个选项和/或待分配的的多个饮料容量。控制装置可与控制器相关联，该控制器选择性地控制泵、水加热器以及与流体回路相关联的阀的接通。控制装置可以是具有杆、阀或者一个或多个控制按钮的类型的装置。

图2至7示出根据本发明的设备的第一实施例。料盒支架6和加压流体供应单元2包括被构造成允许沿优选方向A将料盒支架6插入单元中的互补插入装置7。装置7使得料盒支架可与设备分离。术语“可分离”是指，料盒支架当处于“分离”位置时未通过永久连接装置连接到设备上、尤其是连接到供应单元7上并且能被随意地带到周围各处，使得其料盒一经用过就可被腾空以便能被重新装载新料盒10。因此可容易地冲洗或清洁料盒支架，以从其表面去除任何食物残余物。

然而，本发明还可涉及一种料盒支架，其不能与设备或供应单元分离、但可从抽屉打开位置插入供应单元中。“抽屉打开”构型是指通过止动装置停止料盒支架的行进，以允许装填料盒而无需完全取下料盒支架。可以理解，料盒支架因此还可以布置成采取抽屉打开位置并且如果需要则可分离，例如用于清洁。

用于将料盒支架插入供应单元中的互补插入装置7可采取各种形式。互补装置优选地布置成允许仅通过用户沿插入方向A在料盒支架上推动而将料盒支架直接和大致直线地插入供应单元中。料盒支架在移动并且注入装置与料盒接合前定位在供应单元中的基准位置。

根据一个可能的实用实施例，插入装置包括分别在料盒支架6的侧部和供应单元的基部20的内侧上形成为彼此互补的引导肋板18和导槽19。根据本发明的原理，所述插入装置7侧向地并且优选地沿着相对于水平面H稍微倾斜的方向延伸。因此，料盒支架以稍微向下倾斜的构型插入供应单元中。

在与流体供应单元2相同的一侧，基部20以不可移动的方式固定在设备上。该基部20上安装有形式为可相对于基部移动的圆盘的注入支承件4。在根据本示例的其余描述中称为“可动支承件”的此注入支承件可在形成夹紧装置的一部分的致动装置22的作用下沿基部并以结合了旋转和轴向位移的运动方式移动；这允许更容易地将支承件靠在料盒支架和料盒上，并补偿公差和功能游隙。

可动支承件4包括注入装置5，该注入装置5优选地从可动支承件的中心轴线I偏移地定位(图5)。然后通过降低支承件4在注入装置接合后将可动支承件的中心轴线I与料盒的注入面的中心O对齐(图6)。

可动支承件4绕着枢转销23安装在基部20上，该枢转销位于支承件的前侧上，并且被轴向地引导成允许可动支承件靠在料盒支架上以结合了轴向和旋转运动的方式移动。如图5所示，可动支承件包括平行于支承件4的横向平面的销，该销安装在基部的一个或多个轴向引导凹座或槽24中，从而允许支承件同时沿着旋转方向和轴向平移方向移动。其优点主要在于，与进行纯直线和轴向运动的情况相比，这实现了一种能够补偿功能游隙同时避免磨损的设置，同时在重新打开期间使料盒的边缘34与可动支承件分离。

通过致动系统22将可动支承件从其打开位置、亦即其远离料盒支架的位置致动到其注入位置。可设想各种致动系统。根据所示的实施例，致动装置为与手动杆30相关联的肘杆29。在一个自动化的实施例中，该杆可由马达代替。优选地，致动系统位于可动支承件的竖直上方且附装在基部上。更具体地，杆30包括两个侧向隔开的臂86、87，这些臂一方面通过两个侧向隔开的固定销44铰接在固定的基部两个分支件24、25的端部上，而另一方面通过其它两个可动销46铰接在肘杆的一对臂31上。

应当注意，致动系统22优选地与弹性返回装置(未示出)相关联。弹性返回装置可与杆和/或肘杆相关联，以便当没有通过料盒的被夹/被困边缘在致动装置上施加反作用力时自动将注入支承件重新定位在抬升位置或远离料盒支架，从而允许通过致动和锁定装置锁定支承件。锁定装置也可定位在固定的基部与可动支承件4之间。作为弹性返回装置的示例，设置弹簧以在不存在料盒支架的情况下或者在料盒支架中不存在料盒——当料盒支架被插入在图3的位置而不具有料盒时——的情况下使杆自动返回到根据图3的抬升位置。

图5示出流体供应单元及料盒支架在供应单元中的布置的细节，其中可动注入支承件4处于抬升位置。

根据本发明的一个优选实施例，注入装置5侵入料盒中。换言之，注入装置穿过料盒的注入面且至少部分延伸到料盒内部。它们可包括例如固定在可动支承件4上的注入针(injection spike)13，该注入针13刺穿或切割料盒的上表面。开始时，料盒的注入面10可稍微凸出。该针具有通过其中的管道14，管道14用于将注入流体(热水或冷水)输送到料盒中。注入针通过支承件延伸并经由一个或多个连接器49在料盒的相对侧延伸。连接器的一分支件可设置有两个分开的进口55，56，进口55、56允许供应热流体以及供应常温或低温流体。这些进口与柔性供应管连接，柔性供应管本身与流体系统(未示出)的其余部分连接。可通过一个或多个阀(未示出)对向注入装置供应热流体或冷流体做出选择。如图5所示，注入针终止于具有优选地小于0.5mm的小截面的排出孔口中，从而能够将流体射流高速导入料盒中。优选地，在插入料盒中时，该孔口相对于管道14轴向地并在料盒底部的方向上定向(图6)。射流的偏移位置、方向及高的速度有助于在料盒内部产生流体湍流，并因此旨在促进某些成分的溶解和分散——即使使用冷水作为注入流体。

根据本发明的一种可能性，注入装置包括形式为由弹性材料制成的覆盖件的密封装置16，该覆盖件在注入支承件4的整个表面上延伸。

注入装置可包括局部围绕注入针的基部的凸起环形部分17。这使得可在注入装置的接合期间通过在此位置增加料盒的注入面中的局部压力来改善针周围的局部密封。

密封装置可以是由弹性体材料、硅树脂或低硬度塑料制成的可弹性变形的覆盖件。

应当理解，料盒的注入面也可以是柔性的。开始时，该表面可由于容纳在料盒中的气体的存在而稍微凸出，然后在此情况下在密封装置16施加的轴向机械压力的作用下部分变形。通过密封装置16与料盒的注入面的变形的组合作用实现通过补偿游隙的密封。注入面的变形发生在料盒被注入流体加压时。然后在料盒内部产生内推力，该内推力朝向密封装置定向以紧靠所述装置压紧料盒的表面10。因此，料盒的整个注入面靠在密封覆盖件的表面上以密封方式被压紧。这因此具有如下优点：即使是损坏的料盒，亦即注入面已被意外刺穿的料盒，也可在设备中正常工作。

覆盖件16可由不连续的/分立的元件(discrete element)代替，例如仅在针周围布置的由弹性材料制成的环。

借助于支承件的弹性表面提供的密封，通过注入针注入的加压流体被直接保持在针形成的孔的基部，或者紧邻该基部，并因此不能在料盒的表面10与可动支承件4的表面之间重新出现。这也减少了设备与液体接触的表面面积，从而防止任何液体回升的可能性。系统还因此呈现相对于料盒支架的密封性，并因此不依赖于料盒支架在设备中的实际夹紧。

根据已提及的一个特征，当料盒支架容纳料盒且料盒支架被插入流体供应单元中时，可动注入支承件4及注入装置可通过夹紧装置尤其是夹紧部分60上的致动系统22锁定在注入位置。可动支承件4包括支承在料盒边缘34上的夹紧面部分60。边缘34本身支靠在料盒支架的支承或夹紧边缘40上。该(料盒)边缘因此被限制在部分60与料盒支架的边缘40之间。致动装置、尤其是由杆致动的肘杆因此施加压缩夹紧力，该压缩夹紧力被可动支承件4传输到料盒边缘。只有当料盒因此存在于料盒支架中时，才发生肘杆的由于移动通过其“僵硬”点(“stiff”point)而实现的锁定，从而产生迫使肘杆通过其“僵硬”点所需要的过大的厚度并因此获得稳定的支承夹紧位置。在将加压流体引入料盒中的操作模式中，该夹紧对于确保料盒支架的不可移动方面的安全性很重要。夹紧还有助于牢固地保持边缘34，以密封料盒而不存在其隔膜10从料盒本体的边缘剥离的危险。

在不存在料盒或料盒支架的情况下，依靠作用在肘杆上的杆降低可动支承件4不会产生支承作用，并因此不会在肘杆上产生足够的反作用力。由于存在与杆和/或肘杆相关联的弹性返回装置，所以杆沿着重新打开的方向枢转，这使得肘杆自用户不再下压杆的时刻起向上回升。因此，当料盒支架已被取下时或者当料盒尚未接合在料盒支架中时，不可能将可动支承件保持在稳定的下降位置。可动支承件因此返回到打开位置，从而允许取出料盒支架或将料盒支架与其料盒一起插入设备中。

可以理解，在供应单元中施加在料盒支架上的夹紧力并非主要由密封装置承担。这是一个优点，因为在单元中密封功能与夹紧料盒支架的功能是部分分开的；后一种功能用来防止料盒支架在设备受到压力时分离的任何可能性。这也使得可在料盒的柔性部分上实现密封并且尽可能靠近注入点而不会有使料盒的注入面破裂的危险，特别是当该表面为柔性隔膜时。于是推定，就压缩而言，密封装置也承受较小的压力并因此保持其弹性，从而更长久地保持其密封能力。

可动支承件的致动和锁定装置当然可以是不同于肘杆的其它结构。它可以是例如凸轮或齿轮系。

可动支承件的厚度可由调节装置调节。有必要进行调节以确保致动装置即使在构成系统的各种构件、即料盒和设备本身出现磨损、公差、可能的热膨胀的现象时也正常工作。调节使得例如能调节切换肘杆通过其“僵硬”点所需的切换力。调节装置允许致动装置关闭所用的力被调节，并因此影响注入装置施加在料盒表面上的力，以确保料盒中在高压条件下的良好密封。

本发明的一个问题在于减少这样的危险，即，在从料盒取出注入装置后——更具体地，从注入针的侵入部分——形成溢出以及在与料盒注入面相同的一侧上的液体射流。此现象的发生通常一方面是由于当流体在料盒中加压期间料盒容纳一定体积的压缩气体，该体积然后在注入装置分离期间快速膨胀。

为了克服该缺点，根据本发明的设备提出一个解决方案，其一方面在于，将料盒支架6保持在相对于水平面H倾斜少数几度的构型，以便使料盒的注入面10相对于同一水平面大致倾斜；另一方面在于，将注入装置5布置在料盒表面10或料盒支架的大致最高侧上，以便将气泡保持在注入点的位置。图7示出注入面10和注入点50的示意图。为了确定根据本发明的注入面的倾斜度并考虑所述表面的可能的凸出度或凹入度，通常采用从料盒边缘34开始的平面投射面(plane projected surface)S作为注入面的基准面。定义为“注入面”的该面S与水平面H成角度A，如图5所示。当料盒定位在料盒支架中且料盒支架被正确插入基部中时，该面由四个虚拟的象限51、52、53、54组成。优选地，注入点定位在相对于水平面位置最高的象限51内。更优选地，注入装置被布置成使得注入点定位成与右手区段D(穿过中心)的相对于水平面最倾斜的一侧对齐。优选地，面S的倾斜角度在2到25度之间，更优选地在约5到20度之间。

另外一个解决方案还在于在注入前减小料盒的内部体积以及在从料盒取下注入装置时恢复腔室的体积。料盒体积的这种变化使得可形成足够的吸收体积以至少部分地补偿料盒内部升高的压力。然后气体膨胀不再通过将液体射流驱动到料盒外部而突然发生，而是气体趋于在取下注入装置后至少部分地在料盒的变形体积内膨胀。

为此，设置可动支承件的凸起接合部分15，其被构造成用以将料盒的壁10朝向料盒内部驱动并因此减小料盒的内部体积。接合面形成可动支承件的下壁16的部分。由于料盒的注入面具有充分的柔性，例如是厚度为零点几毫米的隔膜，因此，当可动支承件进于注入位置时，该表面在与可动支承件的凸起接合部分15接触时发生变形。如图6所示，在注入单元靠在料盒支架上关闭期间，凸起接合部分15向内推动料盒隔膜以使其凹入。接合部分15可如前文所述由用作料盒表面上的密封元件的弹性材料制成。

当可动支承件4与料盒支架分离时，接合部分15不再靠在料盒上施加压力，注入面趋于通过料盒内部的气体膨胀作用至少部分地返回至其原始位置。

第二可能的实施例在图8至10中示出。在此情况下，料盒支架60和供应单元的基部200安装有楔形互补插入装置750。料盒支架布置成通过简单的滑动沿供应单元的边缘被插入。料盒支架具有用于当插入和取下料盒支架时容易操纵的手柄682。这些装置的原理是允许通过滑动而插入，然后在互补插入装置的几何形状及施加在料盒中的流体压力的组合作用下将料盒支架在其插入位置充分楔入基部中。只要系统被加压，料盒与供应单元之间的摩擦力就增加，使得在供应单元的内表面与料盒支架之间执行夹紧。

与前述实施例一样，该设备包括可与流体供应单元2分离的料盒支架60，流体供应单元2如图1所示固定在设备的其余部分上。料盒支架具有向顶部敞开并形成壳体以接纳料盒3的自由支承部分110。料盒因此支靠在由该自由部分形成的空腔或壳体中，且其边缘340支靠料盒支架的上边缘712。

料盒支架60包括形成厚度可变的肋板710的两个侧边缘。更具体地，边缘或脊状部的厚度沿料盒支架的自由插入端的方向减小。肋板的下脊状部711形成斜坡，并沿着料盒支架向单元中插入的方向在上脊状部712的方向上汇聚。肋板因此具有由脊状部711、712限定的厚度，该厚度沿着料盒支架的自由端的方向逐渐减小。在料盒支架的每一侧，下脊状部711用来支靠形成在基部中的每个槽的下脊状部713。优选地，基部的脊状部713可大致水平或稍微倾斜。料盒支架的下脊状部711因此相对于料盒支架的上支承边缘712形成倾斜角度B，料盒的边缘340支靠在该上支承边缘712上。该角度B优选地在2到20度之间，例如约4-6度。这样，通过沿下脊状部711、713引导肋板同时保持边缘712倾斜而将料盒支架以大致水平或稍微倾斜的构型插入基部200中。由于肋板的角度，料盒的注入面111在插入及保持在注入位置期间保持倾斜。

因此可清楚地理解，楔形插入装置可具有多种功能。利用“莫尔斯锥度(Morse taper)”原理的第一种功能是利用注入压力的游隙补偿和/或“自锁”夹紧功能。第二种功能与料盒的注入点的抬升以避免流体再涌相关。另一种功能还有利于料盒支架在供应单元的插入装置中的接合，尤其是通过尤其在开始插入料盒支架时保持注入针尽可能远离料盒表面，以便因此避免撕裂或划破料盒的注入面，尤其是当料盒的注入面具有稍微凸出的形状时。

供应单元本身具有支承件40，在该支承件40上布置有可沿旋转方向移动的注入装置500。更具体地，形式为圆盘的可动支承件40围绕位于圆盘一侧例如后方的旋转轴线460安装在基部的延伸体282上。可动支承件与从图1至6的实施例中一样由肘杆类型的致动装置275和杆276致动。注入装置与从图1至6的实施例的注入装置相同。在关闭期间，可动支承件40穿过在供应单元的固定基部中形成的开口，以靠在料盒表面上压紧。可动支承件包括凸出形状的接合部分150，该接合部分150使得能够由于与前文所述相同的原因在关闭期间减小料盒的体积。

料盒345的边缘靠在供应单元的固定基部的内表面上的夹紧主要通过“莫尔斯锥度”效应执行，该效应通过楔形几何形状和料盒中的压力升高的组合作用而施加。

本发明当然不局限于在此描述的任何实施例，而是要扩展到落在所附权利要求的范围内的其它可能的实施例。

Claims (28)

1.一种用于从料盒制备液体饮料的系统，该系统包括一设备，所述设备包括：

-用于对所述料盒供应注入流体的供应单元；

-构造成用以接纳和支承料盒的料盒支架；

-能够相对于所述料盒支架移动以将注入流体注入到所述料盒中的注入装置；以及

-包括注入面的所述料盒，所述料盒被设置成容纳于所述料盒支架中，

其特征在于，

所述料盒支架在注入位置被定位在所述供应单元中，使得所述料盒的所述注入面被大致保持在相对于水平面倾斜成小于45度的平面中，以及

所述注入装置被构造成用以在所述注入装置靠在所述料盒的所述注入面上接合后从所述料盒的最高侧偏移。

2.根据权利要求1的系统，其特征在于，所述设备包括通过致动装置连接的注入支承件，以将所述料盒保持在倾斜位置而使所述注入装置与所述料盒的所述注入面接合和分离。

3.根据权利要求1或2的系统，其特征在于，所述注入装置构造成用以在相对于料盒注入面中心(O)的最高象限内形成通过该注入面的注入点。

4.根据权利要求1或2的系统，其特征在于，所述料盒的注入面相对于水平面以2到20度之间的角度倾斜。

5.根据权利要求1或2的系统，其特征在于，所述料盒支架可与设备分离，所述设备包括允许将料盒支架从其分离位置插入到其在所述供应单元中的注入位置的互补插入装置。

6.根据权利要求5的系统，其特征在于，所述互补插入装置包括与导槽相关联的肋板。

7.根据权利要求6的系统，其特征在于，所述互补插入装置相对于水平面沿着一倾斜平面定向，使得所述料盒支架在其插入和从所述供应单元取下期间被沿着所述倾斜平面的方向引导。

8.根据权利要求6或7的系统，其特征在于，所述互补插入装置是大致直线的楔形引导装置。

9.根据权利要求1的系统，其特征在于，所述注入装置包括由注入支承件支承的单个注入针，所述注入支承件能够移动而与所述料盒接合。

10.根据权利要求9的系统，其特征在于，所述注入针在所述料盒的注入面中形成直径至少为1mm的开口。

11.根据权利要求9的系统，其特征在于，所述注入支承件包括凸起接合部分，以将料盒注入面朝向料盒内部驱动，并因此减小料盒的内部体积。

12.根据权利要求11的系统，其特征在于，所述接合部分是凸出的且与所述注入针间隔开。

13.根据权利要求9至12中任一项的系统，其特征在于，与所述注入装置相关联地设置有一密封装置，以在注入装置与料盒的注入面之间直接提供密封。

14.根据权利要求13的系统，其特征在于，所述密封装置是围绕注入针的基部的密封环。

15.根据权利要求13的系统，其特征在于，所述密封装置在所述注入支承件上延伸，以大致配合在所述料盒的整个注入面上。

16.根据权利要求14或15的系统，其特征在于，所述密封装置由弹性体材料制成。

17.根据权利要求14或15的系统，其特征在于，所述密封装置由硅树脂材料制成。

18.根据权利要求1或2的系统，其特征在于，所述料盒包括具有边缘的本体，形成所述注入面的柔性隔膜密封于所述边缘上。

19.根据权利要求18的系统，其特征在于，所述料盒的注入面在所述注入装置接合前是凸出的，而在所述注入装置接合后发生变形成大致为凹入的。

20.一种用于从料盒制备液体饮料的设备，包括：

-料盒支架，该料盒支架包括用以接纳料盒的壳体；

-用于供应注入流体的供应单元，该供应单元包括固定的基部和注入支承件，所述注入支承件能够相对于所述基部移动且能够被致动成与料盒支架接合，在该注入支承件上布置有注入装置，以用于在所述注入支承件与料盒支架接合后将注入流体注入料盒中，

其特征在于，

所述料盒支架在注入位置在所述供应单元中在相对于水平面以小于45度倾斜的平面中定位，

以及，所述注入支承件能够移动而与所述料盒支架接合，以将所述注入装置布置成相对于注入支承件的中心轴线偏移和从料盒支架的壳体中的大致最高侧偏移，同时将所述料盒支架保持在供应单元中的倾斜位置。

21.一种料盒支架，该料盒支架用来插入到用于从容纳至少一种食物物质的料盒制备液体的流体供应单元中，所述料盒支架包括：

-用以接纳料盒的壳体；

-自由端；

-插入所述供应单元中的装置，所述装置包括至少一个肋板和/或导槽部分，

其特征在于，

所述肋板和/或导槽部分具有可变厚度，从而形成直线楔形插入装置，以便料盒支架以稍微倾斜的构型插入供应单元中。

22.根据权利要求21的料盒支架，其特征在于，所述肋板或槽部分的厚度包括一对下脊状部，所述一对下脊状部在一对上脊状部的方向上并朝向所述料盒支架的所述自由端汇聚。

23.根据权利要求22的料盒支架，其特征在于，所述上、下脊状部形成约5到20度的角度。

24.一种用于减少通过料盒中的至少一个注入点的液体或气-液混合物的再涌的方法，所述再涌由制备液体饮料期间当加压流体被注入装置注入料盒中时所形成的升高的压力造成，所述方法包括：

通过相对于所述料盒移动注入装置来刺穿料盒的注入面；

在注入期间，将料盒的注入点布置成比所述注入面的中心高而将料盒保持在相对于水平面稍微倾斜的位置。

25.根据权利要求24的方法，其特征在于，将所述料盒保持在相同的倾斜位置而使注入装置与料盒分离。

26.根据权利要求25的方法，其特征在于，所述料盒的注入面相对于水平面以5到20度之间的角度保持倾斜。

27.根据权利要求24至26中任一项的方法，其特征在于，所述料盒在可取下的料盒支架中保持在一倾斜位置，所述料盒支架本身相对于加压流体供应单元保持倾斜。

28.根据权利要求24至26中任一项的方法，其特征在于，所述料盒包括由刚性或半刚性材料制成的、通过柔性气密隔膜密封的本体。

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