CN103260485A - 饮料制备机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有用于容纳食品级流体的罐（2）的饮料制备机器（1），所述罐包括：（i）带有侧壁、底壁和顶壁的储器本体，（ii）至少一个充填开口，（iii）至少一个分配开口，所述分配开口包括用于建立机器与罐之间的流体连接的分配阀，所述罐在小于其总容积的5%被充填时具有重量WE，而在其总容积的至少5%被充填流体时具有重量WF，所述阀可在罐具有重量WE且阀打开的第一位置与罐具有重量WF且阀关闭的第二位置之间往复移动，其特征在于，所述机器包括设置在罐（2）的至少一个壁附近的开关，使得：-当罐具有重量WF时，罐处于第一位置，使得其与开关接触，并且-当罐具有重量WE时，罐处于离开开关的第二位置，所述机器还包括用户警告装置，当开关未与罐壁接触时，该用户警告装置被致动以便警告用户罐需要再充填。

Description

饮料制备机器

技术领域

本发明涉及一种饮料制备机器，更具体地涉及一种带有水罐充填状态的自动检测的饮料制备机器。

背景技术

饮料制备机器在食品科学和生活消费品领域内是众所周知的。这些机器允许消费者在家制备给定类型的饮料，例如基于咖啡的饮料，如浓咖啡或冲煮类咖啡杯。

当今，大部分用于家庭饮料制备的饮料制备机器包括由可容纳用于饮料制备的分份成分的机器组成的系统。这些份量可以是软质易理包或垫，或小袋，但越来越多的系统使用半刚性或刚性份量，例如刚性易理包或胶囊。在下文中，将考虑本发明的饮料机器是操作刚性胶囊的饮料制备机器。

该机器包括用于容纳所述胶囊的容器和用于将流体、优选水在压力下喷射到所述胶囊中的流体喷射系统。在压力下喷射到胶囊中以制备根据本发明的咖啡饮料的水优选是热的，也就是说处于高于70℃的温度。然而，在一些特定情形中，水也可处于环境温度。在胶囊内容物的提取和/或溶解期间，为了溶解产品，胶囊腔室内部的压力通常为约1bar至6bar，而对于烘焙和研磨咖啡为2bar至12bar。这种制备过程与饮料制备的所谓的“冲煮”过程截然不同，特别是对于茶和咖啡，不同之处在于冲煮包含用流体（例如热水）长时间浸泡成分，而饮料制备过程允许消费者在数秒内制备饮料，例如咖啡。

在压力下提取和/或溶解封闭胶囊的内容物的原理是已知的并典型地包括将胶囊限制在机器的容器中，通常在用穿刺喷射元件、例如安装在机器上的流体喷射针刺穿胶囊的面之后将一定量的加压水喷射到胶囊中，从而在胶囊内部形成加压环境以提取物质或溶解物质，然后经胶囊释放所提取的物质或所溶解的物质。允许采用该原理的胶囊已例如在申请人的欧洲专利EP1472156B1和EP1784344B1中描述。

允许采用该原理的机器已例如在专利CH605293和EP242556中描述。根据这些文献，该机器包括用于胶囊的容器和以中空针的形式形成的穿孔和喷射元件，所述中空针在其远侧区域内包括一个或多个液体喷射孔口。该针具有双重功能：一方面其开启胶囊的顶部部分，而另一方面其形成进入胶囊的水输入通道。

该机器还包括用于储存用来在压力下溶解和/或浸泡和/或提取容纳于胶囊中的成分的流体的流体罐，在大部分情形中所述流体为水。该机器包括加热元件，例如煮器或热交换器，该加热元件能够将其中使用的水加热到工作温度（通常高达80-90℃的温度）。最后，该机器包括用于使水从罐可选地经加热元件循环到胶囊的泵元件。水在机器内循环的路线经由选择阀装置来选择，所述选择阀装置例如在申请人的欧洲专利申请EP2162653A1中描述的类型的蠕动阀。

当待制备的饮料为咖啡时，一种制备咖啡的有用方式是为消费者提供容纳烘焙和研磨咖啡粉的胶囊，使用喷射到胶囊中的热水来提取该胶囊。

已开发用于这种应用的胶囊，申请人的欧洲专利EP1784344B1或欧洲专利申请EP2062831中记载和主张了这种胶囊。

简而言之，此类胶囊通常包括：

-中空本体和喷射壁，该喷射壁不透液体和空气并附接到本体上且适合由例如机器的喷射针刺穿，

-容纳待提取的烘焙和研磨咖啡床的腔室，

-设置在胶囊的底端处的铝膜，其封闭所述胶囊，以保持腔室中的内部压力，所述膜与用于当腔室内部的内部压力达到特定预定值时在所述铝膜中刺出分配孔口的穿刺装置相关联，

-可选地，所述装置构造成打断流体射流以便降低喷射到胶囊中的流体射流的速度并使流体以降低的速度穿过物质床分配。对于用户来说关键的是知道机器罐中的水位何时过低而不能制备完整的饮料。

GB2140286A是1984年11月28日公开的Alfredo Cavalli的英国申请。其公开了一种包括水罐的饮料制备机器。该机器包括开关和连结在罐与开关之间的安装有弹簧的枢转杆机构。当罐容纳充足的水时，罐迫压在弹簧杠杆机构的一端上，并且杆的相对端迫压在开关上。当罐变空或至少未容纳充足的水时，罐足够轻以被弹簧杠杆机构提升，并且与开关接触的杠杆端移离所述开关，使得机器向机器的用户发送信号，以警告用户需要罐的再充填。

该已存在的方案相当昂贵和复杂：其使用可在一定数量的使用循环之后断裂的安装有弹簧的杠杆机构，使得饮料机可能需要维护。此外，由于安装有弹簧的杠杆由于需要分开制造并然后进行装配的特定部件而昂贵，使得该方案尤其昂贵和复杂。

本领域中开发了其它系统来避免上述问题。这些系统使用通过超声波探测或通过水罐内部的浮动磁体来测量水位的传感器和位于罐的下部中的、检测所述磁体何时随着从罐泵吸水而充分地向下移动的传感器。

然而，这些系统包括电子元件，这些电子元件昂贵并且也可能失效而使得它们需要维护。另外，这些磁性或超声传感器需要能量来工作，这是不期望的，因为这增加了机器的总能量消耗。

考虑到已有的技术，本发明的目的是为消费者提供一种饮料制备机器，该饮料制备机器能够检测其水罐何时未被充分地充填，同时包括尽可能简单、廉价并且可靠的检测系统。

发明内容

上述目的通过一种具有容纳食品级流体的罐的饮料制备机器来实现，所述罐包括：

（i）带有侧壁、底壁和顶壁的储器本体，

（ii）至少一个充填开口，

（iii）至少一个分配开口，所述分配开口包括用于建立所述机器与所述罐之间的流体连接的分配阀，

所述罐在小于其总容积的5%被充填时具有重量W_E，而在其总容积的至少5%被充填流体时具有重量W_F，所述阀能够在所述罐具有重量W_E且所述阀打开的第一位置与所述罐具有重量W_F且所述阀关闭的第二位置之间往复移动，其特征在于，所述机器包括设置在所述罐的至少一个壁附近的开关，使得：

-当所述罐具有重量W_F时，所述罐处于第一位置，使得所述罐与所述开关接触，以及

-当所述罐具有重量W_E时，所述罐处于离开所述开关的第二位置，

所述机器还包括用户警告装置，当所述开关未与罐壁接触时，所述用户警告装置被致动，以便警告用户所述罐需要再充填。

该开关方案比已有的水位传感器廉价并且更加可靠。特别地，该开关方案不需要复杂的结构，使得系统故障的风险降低，并且还减少了维护。该开关可为机械开关、接触开关或接近传感器。

在本发明的一非常优选的实施例中，所述阀为提升阀。这种提升阀为如本领域中公知的、传统的安装有弹簧的提升阀。这种提升阀是由通常呈圆形或椭圆形的孔——在本发明中，该孔是罐的分配开口——和位于轴（也称为阀杆）的端部上的通常呈盘形的锥形插塞组成的阀。所述轴通过滑动穿过阀导向件来引导插塞部分。在大部分应用中，压力差有助于密封所述阀并且在一些应用中还打开所述阀。在本发明的情形中，由罐的重量、也就是说由所述罐的充填状态决定压力施加。

安装有弹簧的提升阀设置在罐的分配开口处，使得其阀杆止靠在机器表面上，并且其弹簧在一端处与阀杆接触，而在另一端处与储器接触。这样，当所述罐容纳过少的水而使其重量过低时，通过提升阀的弹簧使罐移离传感器。当用水充填罐时，罐重量充分增加以平衡弹簧力，使得罐朝机器和开关压回。

当罐变空并离开开关定位时，所述开关致动机器中的显示系统，该显示系统警告用户关于罐的空状态。这种显示系统可为例如点亮的LED、合成语音消息、更复杂的系统如向用户显示文本消息的屏幕、或者它们的组合。

在一个实施例中，机器在检测到罐的空状态时致动饮料制备机器的泵，该泵将新鲜水从房屋的主水网泵吸到罐中。在这种情况下，饮料制备机器包括与所述房屋水网连接的流体连接件。

优选地，所述罐可从所述机器移除。该罐优选为由聚碳酸酯、聚乙烯、聚苯乙烯等制成的热塑性部件。

有利地，由机器从所述罐泵吸食品级流体，以通过溶解、浸泡和/或提取所述机器中存在的至少一种饮料前体成分来制备饮料。

优选地，所述至少一种饮料前体成分被容纳于在以下清单中选择的容器中:软质易理包、软垫、软质小袋、刚性或半刚性胶囊。

同样有利地，所述饮料前体成分在以下清单中选择：气体、液体、胶体、颗粒、成团或非成团粉末、草本提取物如植物叶子和/或茎干、磨碎的豆、或者它们的组合。

优选地，所述罐具有介于0.5升与5升之间、优选介于1.2升与2.5升之间的充填容积。这种容积对应于用于制备和供应例如至少5至6杯150ml至200ml或3至4大杯冲煮式咖啡而不必再充填所述储器的水量。

附图说明

本发明的另外的特征和优点通过以下参照附图陈述的目前优选的实施例而显而易见，在附图中：

图1是带有充填有水的罐的根据本发明的饮料机器的示意性剖视图；

图2是与图1相似的示意性剖视图，其中储器是空的。

具体实施方式

如图1所示，本发明的饮料制备机器1——在图中未完全示出——包括以可移除方式安装在机器1的特定凹部中的水罐2。

罐2包括充填开口——图中未示出——和被设计成与饮料机器的输入管道4流体连通的分配开口3。输入管道4与机器的泵连结，所述泵使流体从罐经机器朝容纳食品成分的胶囊被容纳在其中的机器提取头循环。

罐2的分配开口3包括用于根据罐的重量——也就是根据罐的充填状态——选择性地开启或封闭所述分配开口的提升阀5。

提升阀5包括带有杆基部7的阀杆6、呈穹顶形的杆头部8和杆密封件9，该杆密封件为设置在杆头部8的下缘周围的O形圈密封件。

提升阀5还包括阀弹簧10，该阀弹簧如图1所示以压缩状态设置在所述水罐2与所述机器1之间。

杆基部7包括一系列通孔11，这些通孔允许水从罐2到机器管道4的流体循环，即使所述杆基部7如图1所示止靠在机器的边缘12上。

当罐2如图1所示充填有水时，其重量W_F足以克服阀弹簧10的力而将所述罐压靠在机器输入管道开口上。在此情形中，罐与机器之间的界面由于密封O形圈13的存在而密封，所述O形圈在罐分配开口3附近安装在罐和/或机器上。

在该构型中，如图1所示，开关14通过与罐接触而被下压。开关14与设置在机器1内的数据控制开关系统板或芯片——图中未示出——连结。当开关14如图1中那样处于承压位置时，开关板检测到罐正下压开关14，这意味着所述储器被充分充填。

当罐2如图2所示变空或几乎变空时，其重量W_E不足以对抗由阀弹簧10施加在罐上的向上的力，使得罐移离机器。更具体地，所述罐移离开关。如图2所示，所述开关在没有力压迫它时向上移动，开关板检测到该位置并将其视作“储器空”。在这种情形中，数据控制板致动显示器上的消息（或将灯打开）以要求消费者再次充填罐。

该水位检测：

-使用当罐与机器连接时开启和封闭水罐的弹簧，

-仅需要简单的电开关。

当罐中的水位降低时，罐的重量也降低。

当该重量达到临界重量时，水连接器弹簧提升罐，使得检测开关被致动，并向用户提供关于低水位的指示。

弹簧10的力根据罐W_E的重量（罐在其空状态下的重量）被适当调节，使得所述弹簧足够刚强以使罐移离机器，但未刚强到使得一旦罐容纳最低量的水（通常，一旦罐内存在至少10ml的水）就使所述罐移离机器，所述罐足够重以向下推动阀弹簧并致动开关。

应理解，对本文所述的目前优选的实施例的各种变更和修改对本领域技术人员来说将是显而易见的。可以作出这些变更和修改而不脱离本发明的精神和范围并且不削弱其附带的优点。因此，预期这些变更和修改为所附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种具有用于容纳食品级流体的罐（2）的饮料制备机器（1），所述罐包括：

（i）带有侧壁、底壁和顶壁的储器本体，

（ii）至少一个充填开口，

（iii）至少一个分配开口，所述分配开口包括用于建立所述机器与所述罐之间的流体连接的分配阀，所述罐在小于其总容积的5%被充填时具有重量W_E，而在其总容积的至少5%被充填流体时具有重量W_F，所述阀能够在所述罐具有重量W_E且所述阀打开的第一位置与所述罐具有重量W_F且所述阀关闭的第二位置之间往复移动，其特征在于，所述机器包括设置在所述罐（2）的至少一个壁附近的开关，使得：

-当所述罐具有重量W_F时，所述罐处于第一位置，使得所述罐与所述开关接触，以及

-当所述罐具有重量W_E时，所述罐处于离开所述开关的第二位置，

所述机器还包括用户警告装置，当所述开关未与罐壁接触时，所述用户警告装置被致动，以便警告用户所述罐需要再充填。

2.根据权利要求1所述的饮料制备机器（1），其中，所述阀是安装有弹簧的提升阀，所述提升阀设置在所述罐（2）的所述分配开口处，使得所述提升阀的阀杆止靠在机器表面上，并且所述提升阀的弹簧在一端处与所述阀杆接触，而在另一端处与所述储器接触。

3.根据权利要求1或2所述的饮料制备机器（1），其中，所述罐（2）能够从所述机器移除。

4.根据前述权利要求中任一项所述的饮料制备机器（1），其中，由所述机器从所述罐（2）泵吸所述食品级流体，以通过溶解、浸泡和/或提取所述机器中存在的至少一种饮料前体成分来制备饮料。

5.根据权利要求4所述的饮料制备机器（1），其中，所述至少一种饮料前体成分被容纳于在以下清单中选择的容器中：软质易理包、软垫、软质小袋、刚性或半刚性胶囊。

6.根据权利要求4或5所述的饮料制备机器（1），其中，所述饮料前体成分在以下清单中选择：气体、液体、胶体、颗粒、成团或非成团粉末、草本提取物如植物叶子和/或茎干、磨碎的豆或者它们的组合。

7.根据前述权利要求中任一项所述的饮料制备机器（1），其中，所述罐（2）具有介于0.5升与5升之间、优选介于1.2升与2.5升之间的充填容积。

8.根据前述权利要求中任一项所述的饮料制备机器（1），其中，当所述罐（2）离开所述开关定位时，所述开关致动所述机器中的警告用户关于所述罐的空状态的显示系统。

9.根据权利要求8所述的饮料制备机器（1），其中，所述显示系统是LED灯、合成语音消息、向用户显示文本消息的屏幕或者它们的组合。

10.根据前述权利要求中任一项所述的饮料制备机器（1），其中，所述饮料制备机器包括与房屋水网连接的流体连接件和与所述连接件连结的泵，所述泵在检测到所述罐（2）的空状态时被致动，以便将新鲜水从房屋水网泵吸到所述罐中。

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