CN103476303B - 具有能变形的出口通道的饮料制备装置 - Google Patents

Abstract

一种饮料制备装置，设有液体储存器、连接到储存器的分送管线和用于将液体从液体储存器移置到分送管线中的泵，其中泵连接到控制单元并且被配置成以第一流速和以大于第一流速的第二流速提供液体到分送管线中，其特征在于，分送管线包括具有周边壁的出口通道，该周边壁设有至少一个能变形的壁部分，该周边壁在第一流速下围绕相对小的分送开口并且在第二流速下围绕较大的分送开口。

Description

具有能变形的出口通道的饮料制备装置

技术领域

本发明涉及饮料制备装置，该饮料制备装置设有液体储存器、连接到储存器的分送管线和用于将液体从液体储存器移置到分送管线的泵。泵连接到控制单元并且被配置成以第一流速和以大于第一流速的第二流速将液体提供到分送管线。

背景技术

从以本申请人的名义的NL1023023中已知这种饮料制备装置（特别是用于速溶饮料（比如咖啡）的制备的饮料制备装置）。在已知的饮料制备装置中，泵从冷水储存器中提供冷水到加热单元，加热单元将水加热到恰好低于100℃或者等于100℃的温度。随后，水在混合室中与饮料粉末（比如速溶咖啡）混合以制备饮料，并且该饮料经由竖直出口喷嘴从混合室中分送到杯子或者其它容器中。也可以直接分送热水而没有粉状成分的添加，例如用于制备茶。

已知的装置具有下述缺点：在低出口流速（比如，例如10ml/s）下，液体沿着竖直出口通道的壁流动并且粘附到壁上。在竖直出口通道结束的位置处，液体和壁之间的粘附导致从出口的不受控制的和不可预见的排出方向。在液体脱离出口通道的壁的位置处，形成液体射流，该液体射流由于重力而在不受控制的流动方向上运动到已经被放置在出口通道下方的容器中。该不受控制的输送可能导致飞溅和/或导致液体部分地分送到容器旁边。如果液体的流速增大，这可能导致液体的湍流。由此使得液体的输送是不规律的。在于分送管线中结合通风管的情况下，由于湍流而导致的出口通道中的液位上升可能导致液体以不期望的方式在另外的位置处离开该系统。

本发明的一个目的是提供一种饮料制备装置，通过该饮料制备装置液体能以稳定的和受控的方式分送。本发明的另一个目的是提供一种饮料制备装置，在该饮料制备装置中液体的排出能以不同的流速以受控制的方式发生。本发明的另一个目的是提供一种饮料制备装置，在该饮料制备装置中液体的受控排出能实质上在环境压力下实现。

发明内容

为此目的，根据本发明的饮料制备装置特征在于这样的事实：分送管线包括具有设有至少一个能弹性变形的壁部分的周边壁的出口通道，该周边壁在第一流速下围绕相对小的分送开口并且在第二流速下围绕较大的分送开口，其中能变形的壁部分具有的尺寸使得在第一流速和第二流速下的液体的排出速度相差不超过20%，优选地不超过10%。

周边壁优选地由通过一个或者多个竖直铰接区域相互连接的柔性或者刚性壁部分组成。在低流速下，能变形的壁部分将处于收缩或者松弛状态中，因此柔性或者刚性周边壁部分靠近彼此定位并且出口通道的横截面是相对小的。如果流速增大，则由于出口通道中的增大压力，能弹性变形的壁部分将变形，因此柔性或者刚性周边壁部分可以让开（giveway）并且设置成彼此间隔更大的距离，从而增大出口通道的横截面。

用在本申请上下文中的措辞“能弹性变形”理解为意思是，当在出口通道的横截面中观察时，在出口通道中的水压作用下壁部分的尺寸可重复地增大以及当没有水压或者水压减小时能弹性变形的壁部分的增大了的尺寸回复到较小的平衡尺寸。

在可替换的实施例中，出口通道的周边壁包括弹性壁部分，该弹性壁部分在压力增大时弹性变形使得周边壁的周边尺寸增大。在这种情况下，弹性壁部分可以（例如）是环状的或者管状的。通过弹性壁部分在所有侧上的膨胀，实现了在相对高的液体压力下将出口通道的分送开口有效调节到设定的液体流速。

可替换地，出口通道的壁可以完全地由弹性材料制成。

通过选择能变形材料、壁厚和能变形材料的几何形状，可将增大压力下的变形特性设置成使得实际上在任何流速下产生层流并且实现受控的输送。

在根据本发明的饮料制备装置的实施例中，周边壁在出口通道的横截面中形成闭合轮廓，在该闭合轮廓中，该至少一个能变形的壁部分在出口通道的纵向方向上延伸。

能变形的壁部分可以包括线形或者条带形铰链，随着其由于增大的压力而变形，连接于其上的周边壁部分可以让开。

已经发现出口通道的具有至少三个端点、其中能变形的壁部分至少位于这些端点的位置处以及相邻端点之间的星形轮廓是用以产生稳定的液体排出的适合形状。通过这种轮廓，能够实现恒定的流速，特别是在环境压力附近的范围中。

优选地，由能弹性变形的材料制成能变形的壁部分，使得当液体压力减小时分送开口的横截面快速地回复到它的期望的较小尺寸。

具有能变形的壁部分的出口通道可以用于分送热和冷饮料（包括水）两者。当用于分送热饮料时，能变形的壁部分优选地由耐热塑料制成，使得它可以用在具有用于将液体加热到在60℃和100℃之间、优选地在70℃和90℃之间的温度的加热元件的饮料制备装置中。用于制造能弹性变形的壁部分的适合的材料是例如天然橡胶、热塑性弹性体和硅酮橡胶。

能变形出口通道可以具有水平或者竖直定向并且可以在多个压力下操作。在一实施例中，出口通道大体上竖直地定向并且出口通道中的液体压力实际上等于环境压力。

为了在损坏的情况下能够以简单的方式更换能变形的壁部分，则如果该壁部分被结合在能拆卸地连接到排出管线上的喷嘴中是优选的。该喷嘴能通过夹具配合、螺纹连接或者通过卡口耦合而连接到排出部分上，使得其可以通过适合的工具拆卸。

附图说明

下面将通过附图以实例的方式更详细地解释说明根据本发明的饮料制备装置的一些实施例，附图中：

图1示出了设有具有柔性能变形的壁部分的出口通道的饮料制备装置的简图，

图2示出了具有星形横截面的、特别是在大体上与环境压力相等的液体压力下使用的能变形喷嘴的立体图，

图3a和图3b分别示出了能变形喷嘴在小流速和大流速下的闭合轮廓形式的横截面，

图4示出了用在其中液体压力高于环境压力的装置中的具有环状弹性壁部分的喷嘴的实施例，以及

图5示出了用在相对高的液体压力下的管状弹性喷嘴的实施例。

具体实施方式

图1示出了饮料制备装置1，特别是用于制备热饮（比如咖啡）的装置。装置1包括冷水储存器2、加热装置3、分送管线4、分送元件5和出口通道6。出口通道6包括例如能弹性变形喷嘴7的形式的能变形的壁部分。

冷水储存器2通过供给管线10填充，供给管线连接到总水管上。冷水储存器10中的液面传感器11测量水位并且提供测量信号到控制器12，该控制器连接到供给管线10中的龙头（tap，栓塞）13。当储存器2中的水位落到预定值之下时，控制器12打开龙头13直到储存器中的水位已经达到设定的最大值。冷水经由泵14通过冷水管线15提供到加热装置3。通风管16连接到冷水管线15以允许该管线中的气泡逸出到环境中。提供到加热装置3的水的量通过流速计17在控制单元18中确定，并且当期望量的冷水已经被提供到加热装置3时，泵被切断。控制单元18设有一个或者多个控制元件20，比如按钮或者键，通过该控制元件，用户可以例如通过选择饮料的某一类型或者某一量（其可取决于容纳饮料的容器22（例如，小杯子、大杯子或者水壶）的尺寸）而输入期望的水量或者期望的流速。

热水（其在例如在60℃和100℃之间的温度下）从加热装置3通过分送管线4提供到分送元件5。通风管23将分送管线4连接到周围环境中以排出分送管线中的蒸汽泡以及以防止在该管线中形成过压。分送元件5可以包括如WO2008/013451中描述的其中热水与用于饮料的制备的粉状物质混合的混合室、热水加压从其中穿过的咖啡床、或者在热水被分送到容器22中的情况下的用于热水的直通导管。热水由于重力而在数十毫巴的过压（即，实际上环境压力）下流动通过出口通道6并经由出口通道6流动通过弹性喷嘴7而到达容器22。

为了实现在大流速（例如，70ml/s或者更大）和小流速（例如，10ml/s或者更小）两者下的通过出口通道6的层流，喷嘴7至少在条带形竖直区域21、21’和29、29’中由可容易地变形的材料、优选地弹性材料制成。

如图2中示出的一样，喷嘴7例如通过注塑成型制成并且该喷嘴包括具有中心星形导管25的出口24，中心星形导管具有至少三个柔性臂，优选地弹性臂26、27，其侧壁由于沿着带形区域21、21’和29、29’的液体压力而移动隔开。细长的出口24形成在基部28上，基部可以附接到出口通道6上。基部28可以附接到出口通道上以便是可去除的，从而能够容易地更换损坏了的出口24或者能够以简单的方式对其进行清洁。

图3a图示了沿着图2中的线3a穿过出口24的横截面并且示出了星形闭合轮廓30围绕相对小的横截面过流区域。图3b概略地示出了当流速增大时出口的闭合轮廓30弹性变形并且围绕较大的横截面过流区域，以这种方式图3a和图3b两者中的流速是层流的并且优选地彼此大约相等。

图4示出了喷嘴35的实施例，其中，壁部分36在出口通道37中形成内部限制并且由弹性材料制成，该弹性材料在相对高的压力下变形以使出口通道畅通并且当出口通道37中的压力减小时膨胀以形成内部限制。

最后，图5示出了其中出口通道40由圆柱形弹性材料（例如橡胶软管或者由其他适合弹性塑料制成的软管的形式）制成的实施例。

根据图4和图5的实施例在相对高的液体压力下操作并且较不适宜用于设有通气管的根据图1的饮料制备装置，这是因为较高的液体压力可能导致水回流到通气管中。

Claims (5)

1.一种饮料制备装置(1)，所述饮料制备装置设有液体储存器(2)、连接到所述液体储存器的分送管线(4)以及用于将液体从所述液体储存器(2)移置到所述分送管线(4)的泵(14)，其中，所述泵连接到控制单元(18)并且所述泵被配置成将液体以第一流速以及以大于所述第一流速的第二流速提供到所述分送管线，其特征在于，所述分送管线包括具有周边壁的出口通道(6)，所述周边壁设有至少一个能弹性变形的壁部分(7、21、21’、26、29、29’、36)，所述周边壁在所述第一流速下围绕相对小的分送开口并且在第二流速下围绕较大的分送开口，使得液体在所述第一流速和所述第二流速下的排出速度相差不超过20％，其中，所述周边壁在所述出口通道(6)的横截面中形成一闭合轮廓(30)，其中，所述至少一个能弹性变形的壁部分在所述出口通道的纵向方向上延伸，其中，所述闭合轮廓(30)是星形的，其中星形的所述闭合轮廓具有至少三个端点并且所述至少一个能弹性变形的壁部分(21、21’；29、29’；26)至少位于所述端点的位置处以及相邻端点之间。

2.根据权利要求1所述的饮料制备装置(1)，其中，在所述液体储存器(2)与所述分送管线(4)之间结合有加热装置(3)，用于将液体加热到60℃与100℃之间的温度。

3.根据权利要求1所述的饮料制备装置(1)，其中，所述出口通道(6)大体上竖直地定向并且所述出口通道中的液体压力实际上等于环境压力。

4.根据权利要求1所述的饮料制备装置(1)，其中，所述至少一个能弹性变形的壁部分(7、36)结合在能拆卸地连接至排出管线的喷嘴中。

5.用在根据前述权利要求中的任一项所述的饮料制备装置(1)中的出口通道(6)。