CN102123638B - 用于使液体起泡的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于产生泡沫的设备，包括适于同时执行泵浦功能以及执行至少一种液体和气体的混合过程的装置(1)。另外，所述设备包括适用于向泵浦装置(1)提供液体和气体的装置(2)，以及适用于从泵浦装置(1)排放泡沫的装置(3)。为了使得该设备能够产生热泡沫，设置了用于提供蒸汽的装置(4)，其被布置为使得将蒸汽直接提供到泵浦装置(1)，尤其是提供到泵浦装置(1)的出口侧。这种将加热功能赋予泵浦装置(1)的方式具有许多优点，包括对最紧凑的设计的选择。另外，该蒸汽可以用于清洁泵浦装置(1)。此外，还提供了一种饮料制作机，诸如咖啡机或者蒸馏咖啡机，其包括根据本发明的起泡设备。

Description

用于使液体起泡的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于使诸如牛奶的液体起泡的设备，包括：

泵浦装置，适于执行泵浦功能，特别用于将流体从流体入口侧转移到流体出口侧，同时增加流体中的压力；

液体提供装置，用于在泵浦装置的流体入口侧将液体提供到该泵浦装置；以及

气体提供装置，用于在泵浦装置的流体入口侧将气体提供到该泵浦装置。

另外，本发明涉及饮料制作机，诸如咖啡机或者蒸馏咖啡机，其包括前述的起泡设备，以及本发明还涉及一种用于使例如牛奶的液体起泡和加热该液体的方法，其中设置泵浦装置用于混合液体和气体从而使该液体起泡，其中该泵浦装置，适于执行泵浦功能，特别用于将流体从流体入口侧有效地转移到流体出口侧，同时增加流体中的压力，其中在该泵浦装置的流体入口侧，将该液体和该气体提供至泵浦装置，以及其中在该泵浦装置的流体出口侧，还将蒸汽提供至泵浦装置。

背景技术

具有在前文中提及的用于使诸如牛奶的液体起泡的设备是已知的。例如，US 2005/0233043公开了一种用于产生牛奶泡沫的设备和方法，其中使用泵从容器中抽吸牛奶，并将牛奶传送到该设备的出口。在抽吸过程中，使牛奶传送经过连续流加热器并使牛奶被加热。另外，可以将空气添加到牛奶中用于使牛奶起泡。

基于连续流加热器在该已知设备中的应用，有可能使用同一个的设备来产生冷或者热牛奶泡沫。特别地，连续流加热器仅仅在需要产生热牛奶泡沫时处于激活状态，而当需要产生冷牛奶泡沫时处于去激活状态。

与连续流加热器一样，应用适于基于传导性将热传递到牛奶泡沫的加热器的缺点在于需要清洁用于与牛奶泡沫接触的加热器表面。当将机械泵用于产生牛奶泡沫时会遇到同样的缺点，因为在使用之后需要清洁泵的内部。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于使诸如牛奶的液体起泡的设备，该设备可以包括机械泵，该机械泵能够在对起泡的液体进行加热的过程以及使起泡的液体保持冷状态的过程之间切换，并且该设备具有改善的清洁能力。该目的通过这样一种设备来实现，该设备包括泵浦装置、液体提供装置和气体提供装置，并且另外包括用于在泵浦装置的流体出口侧向泵浦装置提供蒸汽的装置。

根据本发明，将蒸汽直接地提供到泵浦装置中，泵浦装置即为其中液体和用于使液体起泡的气体混合且随后进行起泡过程的装置。这种执行方式具有大量重要优势。第一，不需要具有附加的加热腔室等。通常，由于蒸汽用于加热，所以起泡设备可以不具有附加的加热传导表面，从而可以在不增加需要清洁的区域的情况下实现加热起泡的液体。第二，蒸汽可以非常适合用于对泵浦装置的内部进行蒸汽清洁。第三，仅仅将蒸汽用于加热目的允许在热和冷之间进行切换而没有大的余温作用。第四，基于泵浦、起泡和加热的所有功能被结合的事实，该起泡设备能够非常紧凑和简单。

在本发明的范围内，泵浦装置可以包括任何适当类型的机械泵，即任何能够将液体和用于产生泡沫的目的的气体混合、且能够实现将各种流体从流体入口侧转移到流体出口侧的泵。例如，泵浦装置可以包括具有两个啮合齿轮的齿轮泵。在这种情况下，如果蒸汽提供装置适于在从齿轮泵的流体入口侧到流体出口侧的方向观察时在齿轮的啮合区域的正后方提供蒸汽，则是优选的，因为以这种方式，可以实现对起泡的液体的优化加热过程，而不会影响到齿轮泵的泵浦和起泡功能。特别地，如果所述蒸汽供应装置适于在基本平行于齿轮泵的齿轮的旋转轴而定向的流中将蒸汽提供给齿轮泵，则是有利的。在这种情况下，蒸汽被引导使得主要与齿轮并排地流动，其大部分的热容量实际上可以用于加热所产生的泡沫。

本发明还涉及一种用于使液体起泡和加热该液体的方法，其中设置泵浦装置用于混合液体和气体从而使该液体起泡，其中在该泵浦装置的流体入口侧，将该液体和该气体提供至泵浦装置，以及其中在该泵浦装置的流体出口侧，还将蒸汽提供至泵浦装置。使用蒸汽进行加热以及在泵浦装置的流体出口侧将蒸汽直接馈送至泵浦装置的优势与已经针对根据本发明的起泡设备而提到的那些优势相同。

应当注意US 6099878公开了一种用于使液体起泡的设备，例如根据本发明的一种用于使诸如牛奶的液体起泡的设备，其中将蒸汽提供到泵浦装置的流体入口侧的下游。

出于在上文中提及的原因，当泵浦装置包括具有两个啮合齿轮的齿轮泵以便在从齿轮泵的流体入口侧到流体出口侧的方向观察时在齿轮的啮合区域的正后方提供蒸汽时，是有利和实用的，其中优选的选择是在基本平行于齿轮泵的齿轮的旋转轴而定向的流中提供蒸汽。

本发明进一步涉及一种用于清洁起泡设备的泵浦装置的方法，其中通过该设备的蒸汽提供装置将蒸汽提供给该泵浦装置。蒸汽清洁产生了良好的结果，并且蒸汽提供装置适合用于执行两种不同的功能(即，执行对起泡的液体的加热过程，或者执行对泵浦装置的清洁过程)的事实有助于得到起泡设备的紧凑设计。

本发明的上述和其他方面将会参考以下对根据本发明的包括齿轮泵的起泡设备的实施方式的描述来进行阐述，本发明的这些方面从以下的描述中将清楚可见。

附图说明

现在将参考附图更加详细地描述本发明，在附图中，相同或类似部分由相同附图标记来指示，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的起泡设备的多个部件的截面视图，特别是齿轮泵，其中能够进一步看到在齿轮泵的流体入口侧连接到齿轮泵的入口管道的一部分以及在齿轮泵的流体出口侧连接到齿轮泵的出口管道的一部分；

图2示意性地示出了齿轮泵的第一非截面视图，其中可以进一步看到在齿轮泵的流体入口侧连接到齿轮泵的入口管道的一部分、在齿轮泵的流体出口侧连接到齿轮泵的出口管道的一部分、以及在齿轮泵的流体出口侧连接到齿轮泵的入口管道的一部分；以及

图3示意性地示出了齿轮泵的另一非截面视图，其中可以进一步看到在齿轮泵的流体出口侧连接到齿轮泵的出口管道的一部分以及在齿轮泵的流体出口侧连接到齿轮泵的入口管道的一部分。

具体实施方式

附图示出了作为根据本发明的起泡设备的一部分的齿轮泵1，以及连接到该齿轮泵1用于将流体提供到齿轮泵1或者用于从齿轮泵1排放流体的各个管道2、3和4的一部分。并未作为整体示出根据本发明的起泡设备，应当注意通常起泡设备适于通过混合液体和气体来产生泡沫。在下面的描述中，将假设液体是牛奶，气体是空气，然而这并不会改变可以在本发明的范围内选择其他流体的事实。

将要理解，起泡设备具有用于使牛奶和空气进入的入口以及使牛奶泡沫排出的出口。起泡设备可以进一步包括适用于容纳一些牛奶的容器。齿轮泵1用于将牛奶和空气吸入到其内部，将这两个成分混合，以及将以这种方式得到的牛奶泡沫朝着该设备的出口转移。现在将基于图1来说明这种操作方式。

图1示出了齿轮泵1的截面图，因此在该图中可以看到齿轮泵1的内部。齿轮泵1是传统的齿轮泵，且包括两个啮合齿轮10、11以及用于驱动这些齿轮10、11其中之一的轴12、13的电动机。在图中并未示出电动机，但是从图3中可以看到用于容纳该电动机的外壳5。在图1中通过箭头示意性地绘制出了在电动机操作期间齿轮10、11旋转的方向。

在所示的示例中，将牛奶和空气经由单个入口管道2提供至齿轮泵1，该入口管道2在称为流体入口侧的一侧连接至齿轮泵1。入口管道2被布置为使得在齿轮泵1的齿轮10、11啮合的位置处提供牛奶和空气，其中牛奶和空气的流初始垂直于齿轮10、11的旋转轴来定向。在齿轮泵1的内部，迫使牛奶和空气在齿轮10、11的带齿的周边上连同齿轮10、11一起流动。在该过程中，牛奶和空气被混合从而产生牛奶泡沫。在特定点处，牛奶泡沫到达齿轮泵1的另一侧，称为流体出口侧。在该侧，出口管道3连接到齿轮泵1，牛奶泡沫经过该出口管道3从齿轮泵1排出并且进一步朝着起泡设备的出口传送，在起泡设备的出口处，可以定位用于容纳牛奶泡沫的容器。

牛奶、空气和牛奶泡沫均不能通过齿轮10和11之间，即不能通过齿轮10和11啮合的区域。因此，这些流体经过齿轮泵1的唯一路径是沿着齿轮10、11的外围，其中由于齿轮10、11正在进行的旋转和齿轮10、11之间阻塞的通路而没有办法向后。在该过程中，压力增加，其中，在齿轮泵1的流体出口侧的压力高于流体入口侧的压力。

该起泡设备能够根据设备用户的选择，产生冷牛奶泡沫或者热牛奶泡沫。为此，根据本发明，用于向齿轮泵1提供蒸汽的入口管道4在齿轮泵1的流体出口侧连接到齿轮泵1。该蒸汽入口管道4可以在图2和图3中看出，在图1中，该入口管道4的位置通过虚线示出。从图1中可以清楚看出，蒸汽入口管道4被布置为使得在从流体入口侧到流体出口侧的方向观察时在齿轮的啮合区域的正后方的位置提供蒸汽。在该位置处，蒸汽可以执行其加热功能，而不会妨碍齿轮泵1的泵浦功能或者牛奶和空气的混合过程。特别地，蒸汽入口管道4布置为使得在基本平行于齿轮10、11的旋转轴的方向的流中提供蒸汽，从而使得蒸汽不直接对准齿轮10、11，并且可以将其大部分热容量实际用于加热牛奶泡沫。

从前述描述可以清楚的是，在根据本发明的起泡设备中，在期望时使用蒸汽来加热牛奶泡沫。一般而言，本发明可以被表示为直接将蒸汽馈送到起泡设备的机械起泡部件中。这种事实的重要优势在于除了用于向齿轮泵1提供蒸汽的装置以外，该起泡设备不需要包括用于实现可能的加热的单独装置。本发明的实现是将泵浦功能、混合功能和加热功能结合到起泡设备的单个部件中。另外，可以将蒸汽用于清洁齿轮泵1内部的目的，从而使得无需为了实现清洁功能而采取附加的措施。因此，根据本发明的设备具有较为简单和极其紧凑的设计。

根据本发明的起泡设备可以用作独立设备，但是也可以在更大的系统中被布置为一个单元。例如，该起泡设备可以结合到诸如咖啡机或者蒸馏咖啡机的饮料制作机中，该饮料制作机必须提供牛奶配方。

提供到齿轮泵1的蒸汽可以以本身已知的任何适当的方式来产生。为此，该起泡设备可以与蒸汽发生器结合，并且还可以与用于容纳用来制作蒸汽的水的水箱结合。

在示出的根据本发明的起泡设备的实施方式中，牛奶和空气通过单个管道2提供到齿轮泵1。然而，这并不改变可以使用单独管道的事实。

应注意，根据本发明的起泡设备可以包括与前面描述的齿轮泵1不同的另一适当类型的机械泵。根据本发明，在任一情况下，起泡设备包括用于向泵特别是泵的流体管道出口侧提供蒸汽的装置。用于向泵提供流体以及用于将流体从泵排出的装置并非必须是管道，而是可以以另外的适当方式来具体实施。例如，提供/排放装置可以包括经过一块材料延伸的通道。

本领域技术人员应当明白的是，本发明的范围并不仅限于前面所讨论的示例，而是可以在并未脱离所附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下存在若干修改和变型。尽管已经在附图示出且在说明书中详细描述了本发明，但是这样图示和说明应当理解为仅仅是说明性的或者示例性的，而非限制性。本发明并不限于所公开的实施例。

在实现要求保护的本发明时，本领域技术人员通过研究附图、说明书和所附权利要求书能够理解和实现对所公开实施方式的各种改变。在权利要求书中，词语“包括”并不排除其他步骤或者元件，不定冠词“一”或者“一个”并不排除多数。在互相不同的从属权利要求中引用了特定措施的事实并不表明这些措施的结合不能被进一步地使用。权利要求书中的任何附图标记不应理解为对本发明的范围的限制。

在上文中，已经描述了用于产生泡沫的设备。该起泡设备包括装置1，该装置1适于同时执行泵浦功能以及执行至少一种液体和气体的混合过程。另外，该设备包括：装置2，该装置2适用于向泵浦装置1提供液体和气体，尤其是提供到被表示为流体入口侧的泵浦装置1的一侧，以及装置3，该装置3适用于从泵浦装置1排放泡沫，尤其是从被表示为流体出口侧的泵浦装置1的一侧。为了使得该设备能够产生热泡沫，设置了用于提供蒸汽的装置4，其被布置为使得将蒸汽直接提供到泵浦装置1，尤其是提供到泵浦装置1的出口侧。这种将加热功能赋予泵浦装置1的方式具有许多优点，包括对最紧凑的设计的选择。另外，该蒸汽可以用于清洁泵浦装置1。

Claims (14)

1.一种用于使液体起泡的设备，包括：

泵浦装置(1)，适于执行泵浦功能，同时增加流体中的压力；

液体提供装置(2)，用于在泵浦装置(1)的流体入口侧将液体提供到所述泵浦装置(1)；

气体提供装置(2)，用于在泵浦装置(1)的流体入口侧将气体提供到所述泵浦装置(1)；以及

蒸汽提供装置(4)，用于在泵浦装置(1)的流体出口侧将蒸汽提供到所述泵浦装置(1)。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述液体是牛奶。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述泵浦装置(1)用于将流体从流体入口侧有效地转移到流体出口侧。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述气体是空气。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述泵浦装置包括具有两个啮合齿轮(10，11)的齿轮泵(1)，以及所述蒸汽提供装置(4)适于在从齿轮泵(1)的流体入口侧到流体出口侧的方向观察时在齿轮(10，11)的啮合区域的正后方提供蒸汽。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述蒸汽提供装置(4)适于在基本平行于齿轮泵(1)的齿轮(10，11)的旋转轴而定向的流中将蒸汽提供给齿轮泵(1)。

7.一种饮料制作机，其包括根据权利要求1所述的设备。

8.根据权利要求7所述的饮料制作机，其中所述饮料制作机是咖啡机或者蒸馏咖啡机。

9.一种用于使液体起泡和加热所述液体的方法，其中设置泵浦装置(1)用于混合液体和气体从而使所述液体起泡，其中所述泵浦装置，适于执行泵浦功能，同时增加流体中的压力，其中在所述泵浦装置(1)的流体入口侧，将所述液体和所述气体提供至所述泵浦装置(1)，以及在所述泵浦装置(1)的流体出口侧，还将蒸汽提供至泵浦装置(1)。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述液体是牛奶。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述泵浦装置(1)用于将流体从流体入口侧有效地转移到流体出口侧。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述泵浦装置包括具有两个啮合齿轮(10，11)的齿轮泵(1)，以及在从齿轮泵(1)的流体入口侧到流体出口侧的方向观察时在齿轮(10，11)的啮合区域的正后方提供蒸汽。

13.根据权利要求12所述的方法，其中在基本平行于齿轮泵(1)的齿轮(10，11)的旋转轴而定向的流中将蒸汽提供给齿轮泵(1)。

14.一种用于清洁根据权利要求1所述的设备的泵浦装置(1)的方法，其中通过所述设备(1)的蒸汽提供装置(4)将蒸汽提供给所述泵浦装置(1)。