CN101827546A - 用于为分配容器穿孔的穿孔装置 - Google Patents

用于为分配容器穿孔的穿孔装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种为容纳可溶或泡制产品的容器(100)穿孔的穿孔装置，该穿孔装置可与饮料泡制设备(50)相连，该穿孔装置包括：一主体(2)，该主体设有一第一面(3)，该第一面设有至少一个适于在一工作条件(C)下为所述容器(100)的一个壁(101)穿孔的锐利突起(5)；和管道装置(8)，用于使所述第一面(3)与所述主体(2)上相反的第二面(4)连通；所述至少一个锐利突起(5)包括设有凹槽装置(7)的侧壁装置(6)，所述凹槽装置与所述管道装置(8)连通并且布置成使得在所述工作条件(C)下将所述容器(100)的一内部容积(103)连接至所述管道装置(8)。

Description

用于为分配容器穿孔的穿孔装置
发明领域
本发明涉及自动的饮料制备设备，特别地，本发明涉及一种用于在饮料制备设备中为泡制产品的分配容器(portioned capsule)穿孔的穿孔装置，所述饮料特别是热饮料，比如咖啡、茶、甘菊等。
背景技术
自动的饮料制备设备是公知的，其使用例如由塑料、纸或金属材料制成的舱体、容器或盒体，所述舱体、容器式盒体来容纳预定量的咖啡或其它泡制产品。在这些设备中，高温液体(通常是水)通过具有基本上圆柱状形状的容器的第一壁在压力下被引入容器内部，饮料从与第一壁相对的第二壁流出。上述壁设有眼或可渗透部分，以允许水和饮料通过。
分配容器容纳在设备的泡制腔内，该设备通常可布置在开放位置和工作位置，在开放位置，允许将容器插入设备自身或者从设备自身中取出，在工作位置，容器的所述第一壁与热加压水所经过的泡制腔的闭合壁邻接。
在一些实施例中，泡制腔被固定，所述泡制腔的闭合壁沿直线运动以将容器插入，而且因此将容器封闭在所述泡制腔内。
如果分配容器被密封以便确保更好地保存容纳在容器内的产品和确保生产饮料的过程更卫生，穿孔装置是必需的，用于为容器的相对壁穿孔和用于将加压热水引入容器内，从而允许饮料流出。
为此，泡制筒的底壁设有多个适于为容器的第二壁穿孔的空心凸出部。由容纳在容器内的产品的溶液或泡制产品而获得的饮料通过壁中的突起所产生的孔渗透到布置在每个空心突起中的管道内。突起的管道与收集管道连通，所述收集管道向设备的分配喷嘴引导饮料。
空心突起的构造必须适于确保壁的紧密性，即，确保饮料仅经过突起的管道和收集管道。以这种方式，饮料不能流出来进入泡制筒。
类似地，泡制腔的闭合壁具有一个或多个基本上空心的突起，该突起适于为容器的第一壁穿孔和在其内部传送水。
在咖啡机的制造过程中，出于经济和结构轻的目的，咖啡机的多个部件，特别是其中的泡制筒和闭合活塞，通常通过注模工艺由塑料材料制成。
上述用于为容器穿孔的穿孔装置的缺点是由塑料材料制成的空心突起的易碎性，在咖啡机的较少次数的工作循环之后，所述突起在高温加压水的作用下受到破坏。突起的破坏使水所经过的相应管道堵塞和/或使容器的壁缺乏紧密性。由于水没有经过容纳在容器内的产品的所有量，导致饮料的质量较差。而且，由于饮料的一部分流出进入泡制腔，在设备内部发生分配的饮料减少的现象。
该缺陷迫使使用可从设备中移出并且可根据需要更换的穿孔元件。然而，该方案不能阻止饮料质量的逐渐下降和/或饮料自身部分流出进入泡制筒、或者使设备停用以便更换穿孔元件。而且，周期性地更换穿孔装置费用很高。
发明内容
本发明的一个目的是改进已知的用于在饮料制备设备(特别是热饮料制备设备)中为可溶或泡制产品(例如是咖啡、茶等)的分配容器穿孔的穿孔装置。
根据一些实施例，本发明的一个目的在于提供一种穿孔装置，所述穿孔装置确保容器的正确穿孔和确保水和/或饮料的最佳通过，同时所述穿孔装置具有高耐磨性和长的使用周期。
本发明的一些实施例的另一个目的是提供一种穿孔装置，所述穿孔装置以简单且经济的方式制成，并且该穿孔装置可容易且快速地安装在饮料制备设备上。
根据本发明，穿孔装置设置用于为容纳可溶或泡制产品的容器穿孔，所述穿孔装置可与饮料制备设备相连，所述穿孔装置包括：主体，所述主体的第一面设有至少一个适于在工作条件下为所述容器的壁穿孔的锐利突起；和管道装置，所述管道装置形成流体连通，以使所述第一面和所述主体的相反的第二面连通，其中，所述至少一个锐利突起包括设有呈一个或多个凹槽形式的凹槽装置的侧壁或侧面壁，所述凹槽装置连接至所述管道装置，并且布置成在所述工作条件下将所述容器的内部容积连接至所述管道装置。
由于有本发明，能够提供一种装置，所述装置在饮料制备设备的工作阶段允许为分配容器正确穿孔和允许水和/或饮料最佳地经过，所述装置可通过饮料制备设备与所述容器相连。
事实上，该装置包括多个彼此间隔开并且分布在第一面上的锐利突起或尖端。每个突起具有侧壁，所述侧壁设有多个连接至管道装置的相应通孔的凹槽。在穿孔工作条件下，每个突起在容器的壁中产生相应眼，局部地穿入容器的内部容积。由于制成容器的材料的塑性变形，所述眼的边缘基本上紧密地贴附到突起的侧壁上。以这种方式，从容器中流出的饮料的通过可仅经由连接至管道装置的所述凹槽来实现。类似地，上述边缘紧密地贴附到装置的第一面，从而在所述饮料泡制设备的泡制腔内阻止或极大地减少饮料扩散到所述管道装置外部。
同时，由于突起在整个范围内具有基本上实心的横截面(凹槽具有减小的尺寸并且形成在侧壁上)，所述突起具有很高的坚固性和机械强度，而且它们的使用周期显著大于已知穿孔装置的基本上空心突起的使用周期。
附图说明
参照附图根据下述说明将更好地理解本发明。所述附图示出了本发明的非限制性实施例，附图中：
图1示出了根据本发明主题的用于为泡制产品的分配容器穿孔的装置的平面图；
图2示出了根据图1的平面II-II剖切的横截面；
图3是图1装置的细节的放大图，其中示出了一个用于穿孔的锐利突起；
图4是根据图3的平面IV-IV剖切的横截面，其中示出了锐利突起在穿孔工作条件下与容器相连；
图5是饮料制备设备的局部横截面，所述饮料制备设备包括设有图1的穿孔装置的泡制腔和在开放条件下用于引入容器的闭合装置；
图6是图5的饮料制备设备的放大的局部横截面，其中泡制腔容纳容器，而且闭合装置处于闭合位置。
具体实施方式
参照图1至6，数字1表示用于为可溶或泡制产品的容器100穿孔的穿孔装置，所述穿孔装置可与饮料制备设备50的泡制腔或泡制筒51相连，所述饮料特别是热饮料，比如咖啡、茶、甘菊等。
穿孔装置1包括例如具有基本上圆形形状的基本上平的主体2，所述主体设有两个彼此平行并且相互相反的面3、4。
第一面3设有一个或多个锐利的穿孔突起或尖端5，所述穿孔突起或尖端适于在穿孔工作条件C下(图4)为所述容器100的底壁101穿孔，更详细的解释如下所述。
穿孔装置1还包括管道装置8，所述管道装置使第一面3与第二面4连通。所述管道装置8包括任何适于在主体2的第一面和第二面之间建立流体连通的构件。在一些实施例中，所述管道装置8呈跨过所述主体的整个厚度的孔或眼的形式。
在一个有利的实施例中，每个突起5具有实心的横截面和基本上圆锥形或棱锥形的形状，其中基部位于第一面3上，而且每个突起5包括设有呈一个或多个凹槽7形式的凹槽装置的侧壁6，所述凹槽装置连接至所述管道装置8并且布置成在所述操作条件C下将所述容器100的内部容积103连接至所述管道装置8。
优选地，凹槽装置包括一个或多个凹槽7，所述一个或多个凹槽成角度间隔开地布置在突起5的圆锥形侧壁6上并且基本上沿包含突起的纵轴线X的平面(即基本上平行于所述圆锥形侧壁6的母线)延伸。
在一个优选实施例中，凹槽7的数量例如为3个，而且它们彼此以120°成角度地间隔开。
有利地，凹槽7在侧面由两个基本上彼此平行的侧壁7c限定，在底部由由基本上平行于轴线X的第一部分7a和基本上平行于侧壁6的第二部分7b所形成的底壁限定。
每个凹槽7具有基本上恒定的宽度L。
在一个改进的实施例中，未示出，凹槽7包括相应的基本上凹入的拱形底壁。
在装置的另一个实施例中，未示出，凹槽7具有可变的宽度，特别是具有基本上与到所述第一面3的距离成比例的宽度。
在另一个实施例中，未示出，凹槽7具有基本上可变的横截面。
在一个有利的实施例中，未示出，凹槽7具有由求解二次曲面方程而获得的表面部分所形成的侧壁7c和底壁7a、7b。
管道装置包括多个形成在穿孔装置1的主体2中的通孔8，每个通孔8连接至突起5的相应凹槽7。
特别地，每个凹槽7终止于例如具有圆形形状的开放的空腔9，相应的通孔8在所述空腔的底部9a上。
以这种方式，每个突起5被三个空腔9围绕，相应凹槽7终止于所述空腔9。
空腔9的功能详细描述如下。
在装置的一个特定实施例中，对应于每个突起5的基部，还设置了环形洞或沟槽10，该洞或沟槽将三个空腔9彼此连接起来。
在穿孔装置1的一个改进的实施例中，图中未显示，突起5设置成具有例如三角形或正方形的多边形基部的棱锥形状。在这种情形中，凹槽7均形成在所述突起5的侧壁的相应平面上。
每个通孔8包括第一部分8a和第二部分8b。通孔8的第一部分8a具有细长的孔眼形状，所述孔眼基本上与相应凹槽7对准并且终止于相应空腔9的底部9a。第二部分8b具有基本上圆柱截面，将第一部分8a连接至穿孔装置的第二面4。
从图中可看出，每个突起5设有基部，所述突起通过该基部连接至主体2的所述第一面3。通孔8设计成使得该孔8布置在相应突起的相应基部的侧面。以这种方式，每个突起5可制成实心的而不是制成如现有技术的穿孔装置的空心的，只是该突起5还具有非常窄的一个或多个凹槽7。流出被突起5穿孔的盒体或容器的液体沿凹槽7流动并通过相对于相应突起5的基部布置在旁侧的通孔8流出泡制腔。
特别地，与第二面4相应地设置收集室12，所述通孔8的第二部分8b终止在所述收集室12，所述收集室12布置成邻接设在泡制腔51的底壁53上的座59。
穿孔突起5围绕所述穿孔装置1的中心轴Z分布在第一面3上，其分布方式使得确保在设备50的工作条件下泡制水基本上均匀地通过。
而且，穿孔装置1包括多个相对于中心轴线Z相互成角度分隔开的另外的孔11，所述另外的孔11设置用于允许所述穿孔装置1以可去除方式(例如通过螺纹连接装置)固定到咖啡机50的泡制腔51的底壁53。
特别是参照图4，在穿孔工作条件C下，每个穿孔突起5在容器100的第一壁101中形成相应眼，局部穿入容器的内部容积103中。由于制成容器100的材料的塑性变形，所述眼的边缘101a以基本上紧密的方式贴附到突起5的侧壁6上。以这种方式，液体(即从容器100流出的饮料)的通过可仅经由连接至空腔9的凹槽7和通孔8实现。
以类似的方式，上述边缘101a以基本上紧密的方式贴附到穿孔装置的第一面3上，从而阻止或极大地减小液体扩散到空腔9外部，所述空腔用作用于收集所述液体的收集井腔。
在穿孔装置1的第二面4的相应位置，从通孔8流出的液体被收集在收集室12中，所述收集室面向泡制腔51的底壁53上的座59，所述泡制腔51连接至分配管道58。
以这种方式，穿孔装置1确保饮料正确且最佳地从容器100经由凹槽7和通孔8流出，同时阻止所述饮料不均匀且不希望地扩散到穿孔装置1的第一面3上和泡制腔51内。
穿孔装置1的穿孔突起5从而在沿轴线X的整个范围内具有基本上实心的横截面，该横截面基本上被具有相对有限尺寸的凹槽7减小或减弱。由于该理由，即使穿孔突起5由塑料材料制成，穿孔突起5也具有很强的坚固性和机械强度，并且具有很长的使用周期，该使用周期显著大于已知穿孔装置的空心突起的使用周期。
类似地，通孔8包括具有尺寸减小的细长孔眼形状的第一部分8a，而且第一部分8a的数量大于穿孔突起5的数量，以便为穿孔装置1的主体2提供更大的坚固性和硬度，该穿孔装置因此不具有大尺寸的贯通眼。
穿孔装置1例如通过注模工艺利用适于食品应用的适当塑料材料以单件形式制成。
参照图5和6，饮料制备设备50是已知类型的设备，包括闭合装置52，所述闭合装置例如包括可绕相应轴线在开放位置A和旋转位置之间旋转的闭合活塞，在开放位置A，允许引入一个容器100，在旋转位置，闭合装置与设在穿孔装置1的底壁53上的一个泡制腔51对准。特别地，所述穿孔装置1通过螺纹固定装置固定到所述底壁53，使得所述装置的收集室12邻接底壁的座59。
而且，闭合活塞52可沿一条相应轴线Y滑动，以使得在闭合条件B下，将容器100插入泡制腔51并且将容器100封闭在泡制腔51内。
在闭合条件B下，容器100的底壁101的外环形部分邻接穿孔装置1，所述底壁101被内弯，即形成朝容器100的内部容积103取向的凸面。与壁101相对的另一壁102被插在所述闭合活塞52的壳体60中的板54的另外的锐利突起55穿孔，所述壳体60包括用于泡制液体的入口孔61。
另外的穿孔突起55适于戳破所述另一壁102，以使水通过，而无需确保密封，由于仅泡制水穿过闭合活塞52，因而不需要密封。
事实上，板54通过入口孔61连接至供给管道56，所述供给管道由适于从热水器供给加压热水的泵供水，所述泵是已知类型的，因此未示出。
另外的突起55为容器100的另一壁102穿孔，以允许热水进入。容器100的内部容积103中的热水的压力使壁101外倾，该壁101因此可在穿孔条件C下(图4)被穿孔装置1的突起5穿孔。
在一个改进的实施例中，未示出，容器100具有基本上平面的壁101。在这种情形下，闭合条件B和穿孔条件C彼此匹配，由于闭合活塞52在泡制腔51中压缩容器100，使得分别通过突起5和另外的突起55同时为壁101和另一壁102穿孔。
在设备50的另一个实施例中，图中未示出，闭合活塞52也包括穿孔装置1，所述穿孔装置1与安装在泡制腔51的底部的穿孔装置相同，并且插入壳体60中。
应该理解的是，附图仅示出了一个仅用于具体说明本发明的实例，在不偏离本发明的基本构思的范围的情况下，本发明可改变其形式和布置方式。提供所附权利要求书中的附图标记以便于参照说明书和附图阅读权利要求书，并不限制权利要求书所表示的保护范围。

Claims (28)

1.一种穿孔装置，所述穿孔装置用于在饮料制备设备(50)中为容纳可溶或泡制产品的容器(100)穿孔，所述穿孔装置包括：主体(2)，所述主体的第一面(3)设有带有侧壁(6)的至少一个锐利突起(5)，所述锐利突起(5)适于在工作条件(C)下为所述容器(100)的壁(101)穿孔；和至少一个流体连接装置(8)，用于使所述第一面(3)与所述主体(2)上的相反的第二面(4)连通，其特征在于，所述侧壁(6)设有至少一个凹槽(7)，所述至少一个凹槽(7)与所述至少一个流体连接装置(8)连接并且布置成在所述工作条件(C)下将所述容器(100)的内部容积(103)连接至所述流体连接装置(8)。
2.根据权利要求1所述的穿孔装置，其中所述锐利突起(5)具有基本上实心的横截面和基本上圆锥形或棱锥形形状。
3.根据权利要求1或2所述的穿孔装置，其中所述主体(2)具有基本上平面形状。
4.根据权利要求1、2或3所述的穿孔装置，其中所述至少一个突起设有基部，所述突起通过所述基部连接至所述主体(2)的所述第一面(3)，所述流体连接装置(8)布置在所述基部的旁侧。
5.根据前述权利要求中任一项所述的穿孔装置，其中所述至少一个凹槽(7)具有底壁，所述底壁至少部分地基本上平行于所述锐利突起(5)的轴线(X)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的穿孔装置，其中所述至少一个凹槽(7)具有基本上恒定的宽度(L)。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的穿孔装置，其中所述至少一个凹槽(7)具有能够变化的宽度(L)。
8.根据权利要求7所述的穿孔装置，其中所述至少一个凹槽(7)的宽度与到所述第一面(3)的距离基本上成比例。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的穿孔装置，其中所述凹槽(7)具有基本上能够变化的横截面。
10.根据权利要求9所述的穿孔装置，其中所述凹槽(7)包括侧壁(7c)和底壁(7a、7b)，所述侧壁(7c)和底壁(7a、7b)作为由求解二次方程而获得的表面部分而形成。
11.根据前述权利要求中任一项所述的穿孔装置，其中每个突起具有多个在所述侧壁(6)上成角度地间隔开的凹槽(7)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的穿孔装置，其中所述流体连接装置包括至少一个在所述主体(2)中在所述第一面和所述第二面之间延伸的通孔(8)。
13.根据权利要求11和12所述的穿孔装置，其中所述流体连接装置(8)包括多个通孔(8)，所述通孔中的每一个连接至所述至少一个锐利突起(5)的相应凹槽(7)。
14.根据权利要求13所述的穿孔装置，其中每个通孔(8)包括布置成基本上与相应凹槽(7)对准的细长孔眼(8a)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的穿孔装置，包括至少一个在所述第一面(3)上介于所述凹槽(7)和所述流体连接装置(8)之间的空腔(9)。
16.根据权利要求13和15或14和15所述的穿孔装置，包括多个空腔(9)，所述空腔中的每一个与相应凹槽(7)相连并且与相应通孔(8)相连。
17.根据权利要求16所述的穿孔装置，其中每个通孔(8)终止于相应空腔(9)的底表面(9a)。
18.根据权利要求16或17所述的穿孔装置，包括沟槽装置(10)，所述沟槽装置与所述至少一个锐利突起(5)的基部相应并且布置成使所述多个空腔(9)彼此连接起来。
19.根据权利要求18所述的穿孔装置，所述沟槽装置(10)包括至少一个具有基本上环形形状的沟槽。
20.根据前述权利要求中任一项所述的穿孔装置，其中所述第二面(4)设有收集室(12)，所述流体连接装置(8)终止于所述收集室(12)。
21.根据前述权利要求中任一项所述的穿孔装置，包括多个布置在所述第一面(3)上并且在所述第一面(3)上彼此间隔开的锐利突起(5)。
22.根据前述权利要求中任一项所述的穿孔装置，包括多个另外的通孔(11)，所述另外的通孔用于以能够去除的方式将所述穿孔装置(1)固定到饮料制备设备(50)上。
23.根据前述权利要求中任一项所述的穿孔装置，其中所述主体(2)和所述至少一个锐利突起(5)以单件方式形成，优选通过模制工艺形成。
24.一种饮料制备设备，特别是热饮料制备设备，包括：至少一个泡制腔(51)，该泡制腔适于接收可溶或泡制产品的容器(100)；和闭合装置(52)，所述闭合装置能够运动以将所述容器(100)封闭在所述泡制腔(51)内并且供给用于制备饮料的加压液体，其特征在于，所述泡制腔(51)布置用于在相应端壁(53)上容纳用于为所述容器(100)穿孔的根据权利要求1至23中任一项所述的穿孔装置(1)。
25.根据权利要求24所述的设备，其中所述端壁(53)包括座(59)，所述座适于邻接所述穿孔装置(1)的收集室(12)并且被连接至用于分配饮料的分配管道(58)。
26.根据权利要求24或25所述的设备，其中所述闭合装置(52)设有用于为容器(100)穿孔的一相应穿孔装置(1)。
27.根据权利要求26所述的设备，其中所述闭合装置(52)包括适于接收所述相应穿孔装置(1)的壳体(60)。
28.根据权利要求27所述的设备，其中所述相应穿孔装置(1)插在所述壳体(60)内，使得一相应收集室(12)面向设在所述壳体(60)中的泡制液体入口孔(61)。
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