CN103702596B - 用于在饮料生产机中定向胶囊的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在饮料生产机中定向与馈送胶囊（C）的装置，其包含：容器（7），其接收随机地定向的胶囊（C）；转子（9），其可围绕旋转轴（A‑A）旋转且至少部分地布置在所述容器（7）中，所述转子具备至少一个布置在周边的胶囊接收座（9S），所述胶囊接收座被成形以拾取在明确地确定的定向上定向的胶囊（C）；胶囊卸除导管（17），其具有布置在所述容器（7）中且延伸到所述容器（7）外部的导管入口（17A）；其中所述转子被布置成围绕所述旋转轴（A‑A）旋转，以便在使用期间，将胶囊（C）朝所述导管入口（17A）上方的位置提升，所述胶囊接收座（9S）被布置成使胶囊（C）在重力的影响下从所述上方位置释放到所述导管入口（17A）中。

Description

用于在饮料生产机中定向胶囊的装置

技术领域

本发明涉及饮料制备机的领域，且特别地而非排外地，涉及用于从单服胶囊、囊包或粉盒生产饮料的自动售货机的领域。

更具体地，本发明涉及用于将预包装的饮料成分的胶囊馈送到饮料生产机的饮料制备单元的装置的改进。

背景技术

饮料生产机（特别地而非排外地，咖啡制备机）是已知的，其使用含有预定量成分的胶囊、囊包或粉盒来制备饮料。特别地，咖啡制备机是已知的，其使用由铝箔、塑料等等制成的胶囊或粉盒，这些胶囊或粉盒含有通过加压热水来从其中提取咖啡饮料的咖啡粉。胶囊被逐个地引入泡制单元中。泡制单元通常包含胶囊被引入其中的泡制室。泡制室是关闭的，且加压热水流过胶囊以从包含在其中的成分提取香味。

通常，胶囊相对于与泡制室的轴正交的平面是非对称的。它们常常有彼此不相同的前表面和后表面。胶囊必须以正确地定向的位置引入泡制单元中。

在家用机中，当必须执行泡制循环时，常常由用户一次引入一个胶囊。在一些机器中，且特别地在自动售货机中，提供了在其中存储一定数量的胶囊的胶囊存储器或容器，从而允许执行若干泡制循环而无需每次引入新的胶囊。

US-A-6240832揭露用于泡制单元的胶囊馈送装置。该胶囊馈送装置包含呈纵向延伸的管状壳体形式的胶囊匣子。一定数量的预定向的胶囊布置在匣子里，使得当需要时它们可以逐个地馈送到泡制单元中。

填充胶囊匣子需要时间，这是因为胶囊必须以预定的定向位置引入。在自动售货机中，大量胶囊必须装载在匣子里。这个操作是费时的且因此昂贵的。

EP-A-1571951揭露一种胶囊定向与馈送设备，其从匣子接收随机地定向的胶囊且逐个地使所述胶囊适当地定向，使得胶囊可以按适当地定向的位置朝布置在胶囊定向设备下面的泡制单元馈送。这个设备是特别复杂且昂贵的。大量的机械组件使该装置容易出现故障。

US-A-2009/0250482揭露用于定向待馈送到泡制单元的胶囊的一种不同的自动分配装置。在这个已知装置中提供容器，胶囊被随机地放置到该容器中。容器围绕倾斜的轴旋转且具备布置在周边的沟槽。沟槽被成形，使得胶囊仅仅在它们适当地定向时能通过沟槽落下。胶囊以适当地定向的位置通过沟槽离开旋转容器，并且落入到通道中，胶囊从该通道馈送到泡制单元。

这个已知的装置虽然简单，但不完全可靠。

发明内容

本发明提供一种用于在饮料生产机中定向胶囊的新型装置，其是特别地有效率的、便宜的且可靠的。

根据一些实施例，提供一种用于在饮料生产机中定向与馈送胶囊的装置，其包含：容器，其接收随机地定向的胶囊；转子，其可围绕旋转轴旋转且至少部分地布置在所述容器中；以及胶囊卸除导管，其具有布置在容器中且延伸到所述容器外部的导管入口。转子有利地具备至少一个布置在周边的胶囊接收座，所述接收座被成形以拾取胶囊。座被成形以使得胶囊仅仅在相对于座的明确地确定的定向上定向时进入座。此外，转子被布置成围绕旋转轴旋转，从而将胶囊朝导管入口上方的位置提升。所述转子上的胶囊接收座接着被布置成使胶囊在重力的影响下从所述上方位置释放到导管入口中。

一旦从转子的座释放，胶囊便可（例如通过在重力的影响下的滑动）沿着卸除导管朝饮料制备单元转移。从座上卸除的胶囊的定向基本上是进入饮料制备单元的正确位置。因此，根据本发明的定向与馈送装置能够利用单个旋转部件（转子）定向胶囊，且一旦已经针对进入饮料制备单元或存储区（胶囊随后从存储区馈送到饮料制备单元）适当地定向时便将胶囊排出在卸除导管中，而无需用于定向目的的进一步操作。所得装置是简单且可靠的，包含减少数目的组件且和缓地处理胶囊。

根据一些实施例，转子包含多个布置在周边的胶囊接收座。这增加装置的输出速率，而不必增加转子的旋转速度。

在一些实施例中，容器是圆柱形的，且转子与容器同轴。

根据一些实施例，每个胶囊接收座被成形以使得保持在其中的胶囊以以下状态定向：其中胶囊的轴基本上与转子的旋转轴正交，且较大前表面径向地向内面向所述旋转轴定向，且较小后表面径向地向外（亦即，背离所述旋转轴）定向。

胶囊可沿着卸除导管前进。然而，在优选实施例中，胶囊在重力的作用下沿着卸除导管前进，例如通过沿其滑动。在一些实施例中，为了有助于胶囊由于重力沿着卸除导管的前进，在操作位置中，转子被布置成使其旋转轴关于水平面倾斜（例如，倾斜10°到80°之间的角度）。卸除导管可具备至少一个第一入口部分，其基本上与转子的旋转轴平行，倾斜有助于胶囊由于重力沿着卸除导管的前进移动。

卸除通道可被成形且被布置以便将胶囊直接卸除到饮料制备单元中，诸如具有泡制室的泡制单元中。然而，在优选实施例中，胶囊卸除导管连接至收集通道或存储区，在所述卸除导管中卸除的胶囊以定向位置收集在所述收集通道或存储区中，从而形成正确地定向的胶囊的堆叠，以准备好在需要时（亦即，在请求饮料时）朝饮料制备单元传送。

收集通道形成胶囊存储器，使得若干胶囊可以适当地定向的位置布置且随后在需要时一个接一个地馈送到饮料制备单元中。因此，转子的移动变得至少部分地与饮料制备单元的操作独立。

根据另一方面，本发明涉及饮料生产机，其包含饮料制备单元和如上所述的胶囊定向与馈送装置。

根据又一方面，本发明涉及用于在饮料制备机中定向与馈送胶囊的方法，其包括：提供容器，所述容器具有至少部分地布置在所述容器中的转子，所述转子可围绕旋转轴旋转且具备至少一个胶囊接收座。方法进一步包括将胶囊随机地馈送到所述容器中，且使胶囊逐个地进入到所述转子的所述至少一个胶囊接收座中。通过旋转所述转子，在胶囊接收座中接收的每个胶囊被移动到释放位置中且以定向位置释放到卸除导管中。

优选地，转子的旋转轴关于水平面倾斜，从而从较低位置拾取每个胶囊且将胶囊朝较高位置提升。胶囊接着在重力的影响下从所述较高位置释放，从而从胶囊接收座掉落到卸除导管中。

根据一些实施例，方法进一步包括将定向的胶囊直接地或通过胶囊存储区从卸除导管馈送到饮料制备单元中（而无需进一步定向）的步骤。这意味着离开转子的胶囊接收座的胶囊的定向基本上对应于胶囊在饮料制备单元中的定向。“基本上对应”意味着胶囊可以在无需额外屈伸或旋转动作的情况下进入饮料制备单元，但需要至少轻微的倾斜移动来使胶囊轴的定向调整有限的角度（例如，大约0°到30°）。

胶囊通常具备前表面、后表面和在前表面与后表面之间延伸的侧壁。胶囊通常具有对称轴。前表面和后表面与所述轴大致正交。通常，前表面和后表面是大致圆形的且侧壁是大致圆柱形的或圆锥形的，当然还可设想棱柱形或角锥形胶囊。在一些实施例中，胶囊在根据最后的定向大致定向轴的状态下离开胶囊接收座，所述最后的定向是胶囊轴在进入饮料制备单元时所采取的定向。在一些实施例中，转子和胶囊卸除导管被布置成使得胶囊轴是大致竖直的或大概竖直的。通过例如与卸除导管和/或存储区（诸如收集通道）的壁的简单的相互作用，是可能沿着从较高位置（胶囊在此处由于重力从转子释放）到饮料制备单元的轨道对胶囊轴进行微小调整。

以上简要描述陈述了本发明的各种实施例的特征，以便可以更好地理解随后的详细描述且以便可以更好地了解对现有技术的当前贡献。当然，存在本发明的其他特征，其将在下文中描述且其将在附加权利要求书中陈述。就此方面来说，在详细地解释本发明的若干实施例之前，应理解，本发明的各种实施例未必将其应用限于在下文的说明书中陈述或在附图中图示的构造的细节和组件的布置。本发明能够进行其他实施例且能够以各种方式实践和执行。此外，应理解，在本文中采用的措辞和术语是出于描述的目的的，且不应认为是限制性的。

附图说明

通过参考如下详细描述并结合附图考虑，将易于获得并且同样更好理解对本发明所公开实施例的更完整了解以及其许多伴随的优点，其中：

图1图示与泡制单元组合的胶囊定向与馈送装置的侧面和部分剖面图；

图2图示胶囊定向与馈送装置的透视图；

图3图示图1的胶囊定向与馈送装置的放大图；

图4示出依照图3的线IV-IV的视图；

图5图示在不同位置中的图4的装置的细节图。

具体实施方式

示例性实施例的如下详细描述参考附图。不同附图中的相同标号标识相同的或相似的元件。另外，附图未必按比例绘制。此外，如下详细描述不限制本发明。相反地，本发明的范围由附加权利要求书限定。

遍及说明书对“一个实施例”或“一实施例”或“一些实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在所揭露的主题的至少一个实施例中。因此，在遍及说明书的不同位置处出现的短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”或“在一些实施例中”未必指代（多个）相同的实施例。另外，特定特征、结构或特性可以任何适当方式在一个或多个实施例中组合。

图1图示与饮料制备单元（诸如，泡制单元）组合的胶囊定向与馈送装置。胶囊定向与馈送装置和泡制单元可布置在例如自动售货机内部或不同饮料制备机内部。在以下描述中，将具体地参考用于生产基于咖啡的饮料的胶囊，但应理解，本发明也能用来处理含有不同种类成分的用于生产冷的或热的不同饮料的胶囊。所述成分可适用于用加压或不加压的热水提取，诸如特别地咖啡粉，或可溶于热水或冷水中的成分，或必须用热水或冷水稀释的浓缩成分，或应被包装成各个独立胶囊并被逐个地引入到饮料制备单元中的任何其他种类的产品。

胶囊可以是单剂或多剂胶囊，且可由任何适当材料（诸如塑料、铝箔等）制成。胶囊可以是密封的且在具备穿孔或开口装置的泡制单元中处理。在其他实施例中，胶囊可以是在一侧密封的且在另一侧透水的，且仅需要一个穿孔或开口装置。在更进一步实施例中，胶囊可以是在两侧透水的，使得在饮料生产单元中无需开口、刺穿或穿孔装置。

将胶囊定向与馈送装置整体指定为1，且布置在泡制单元3上方。图1中表示的泡制单元3与US-A-6240832中揭露的泡制单元类似。然而，应理解，泡制单元可与附图中所示的泡制单元不同。还可设想不同的饮料制备单元。

在胶囊定向与馈送装置1和泡制单元3之间，布置收集通道5，胶囊C由胶囊定向与馈送装置1馈送到收集通道中。在收集通道5中收集的胶囊全部以相同方式定向。在附图中所示的实施例中，胶囊C是截头体形状的，其具有前表面FF和后表面FB。凸缘FL从前表面FF圆周地延伸。在前表面FF与后表面FB之间的胶囊的侧表面具有截头圆锥形状。胶囊的形状可以与仅出于说明的目的在附图中具体示出的形状不同。重要的仅仅是胶囊必须是定向的，亦即，其具有彼此不相同的前表面和后表面。

胶囊定向与馈送装置1包含容器7。如附图中所示，容器7可以是具有圆形剖面的圆柱形的，当然不同形状也可以是适当的。A-A指示容器7的对称轴。轴A-A关于水平面倾斜角度α。

装置1进一步包含转子9，其围绕轴A-A旋转且至少部分布置在容器7内部。

表示转子9的旋转轴的轴A-A的角度α可以视需要进行调整。在附图中，容器7具备连接至托架11的延伸件7A，托架可固定到机器的框架（未示出），其中布置有胶囊定向与馈送装置1和泡制单元3。组件7A和11可通过螺杆互相连接，其允许根据需要来调整容器7且因此转子9的旋转轴A-A的倾斜。

在一些实施例中，转子9可以可旋转地支撑在支撑件上，所述支撑件提供在容器7的内部或外部且未示出。

转子9具备使转子围绕轴A-A旋转的适当构件。通过实例，在附图所揭露的实施例中，转子具备围绕转子9拓展且布置在容器7外部的有齿冠顶9C。冠顶9C的齿与电动机13的齿轮11啮合。在一些实施例中，电动机13支撑在容器7的外表面上，当然不同布置是可能的。

转子9包含在其周边上的至少一个胶囊接收座9S。优选地，提供多个这样的座9S。在附图所揭露的实施例中，提供四个这样的座9S且它们围绕转子9的圆周拓展均一地隔开。

座9S的形状和/或尺寸使得胶囊C可仅仅以预定定向进入座9S。在所示实施例中，胶囊C和座9S的形状使得一个胶囊C仅仅能以以下状态进入相应的座：其中较大前表面FF径向地向内定向（亦即，朝转子9的旋转轴A-A定向）且后表面FB径向地向外朝容器7的侧壁定向。

在一些实施例中，存储器给料斗15布置在容器7前面。存储器给料斗15含有大量随机地分布的胶囊C（特别地参见图1和图3）。在一些实施例中，容器7和给料斗15可设计为单个容器，或容器7可以充分大以容纳整个所需数量的胶囊。

在一些实施例中，胶囊馈送器可布置在容器7上游以将胶囊馈送到容器中。在优选实施例中，如在附图中所揭露的，胶囊由于重力进入容器7。当转子9围绕轴A-A旋转时，随机地进入容器的所述胶囊C由提供在转子9上的布置在周边的胶囊接收座9S逐个地拾取。转子9的旋转方向由箭头f9示出（特别地参见图2、图4和图5）。以此方式，以随机定向进入容器7的各个独立胶囊C在最底下的座9S中接收，且由围绕旋转轴A-A旋转的转子9提升，直到胶囊C到达在容器7内部的最上面位置。

转子9在中心是中空的，且提供胶囊卸除导管17，其在容器7内部延伸穿过转子9。在一些实施例中，卸除导管17被设计为收集通道5的延伸件。

在一些实施例中，卸除导管17具有矩形剖面（特别地参见图2、图4和图5）。胶囊卸除导管17至少在其顶部部分地打开，以形成导管入口17A，从而接收由于重力从最上面的座9S释放的胶囊C。导管入口17A布置在转子9的最上面部分的下方。卸除导管17关于水平面倾斜且从导管入口17A延伸到容器7的外部。卸除导管17的倾斜使得由转子释放的胶囊C通过导管入口27落入到导管17中且根据箭头F沿着卸除导管滑动，直到胶囊C到达一个开口，胶囊由于重力从这个开口落入到纵向地延伸的收集通道5内部。为此目的，卸除导管17在容器7内部且穿过转子9延伸到充分大的程度，以便在每次容纳有胶囊C的相应座9S沿着容器7内部的圆形轨道到达最上面位置时接收由于重力落下的胶囊C。

卸除导管17可适当地成形（参见图4和图5），以便防止胶囊C在转子9的旋转的施力下沿着圆形轨道到达最上面的位置之前离开座9S。为此目的，在卸除导管17的一侧上，可提供搁置表面19，胶囊C搁置在所述搁置表面上而不会在转子9的向上旋转期间离开相应座9S。

到目前为止所描述的装置的操作从以上描述显而易见。胶囊C以完全随机的定向进入容器7。胶囊总是以相同的定向进入座9S。转子9旋转（箭头f9）且提升啮合在座9S中的各个独立胶囊直到胶囊到达最上面的位置，胶囊从最上面的位置落入到卸除导管17中（其中前表面FF向下定向）。胶囊C从卸除导管17滑动直到它们到达收集通道5，从而在收集通道5底部上堆放，在收集通道底部提供适当保持部件23。转子9可保持旋转直到整个收集通道5充满正确地定向的胶囊C。

可例如通过光学传感器（包含光发射器E和光接收器R）来检测收集通道5的填充。可提供不同传感器布置（例如，电容器传感器、微交换器或任何其他适当布置）来检测胶囊在收集通道内部的水平。在其他实施例中，可提供计数器。

一旦收集通道5已被胶囊填充满，转子9就可停止。每次执行泡制循环时，一个独立胶囊C从收集通道5的底部排入泡制单元3中。为此目的，提供分配部件25。这些分配部件本身是已知的，且可以任何适当方式设计，例如如US6240832中所揭露的那样。

装置1可被控制以使得在每次执行泡制单元时使转子9旋转，以便再次重填充收集通道5。

不同于其他现有技术装置，根据本发明的胶囊定向与馈送装置含有有限数目的组件且向胶囊赋予简单移动来实现最终正确定向。这导致简单且可靠的装置。

Claims (12)

1.一种用于在饮料生产机中定向与馈送胶囊（C）的装置，其包含：

容器（7），其随机地接收定向的胶囊（C）；

转子（9），其可围绕旋转轴（A-A）旋转且至少部分地布置在所述容器（7）中，所述转子具备至少一个布置在周边的胶囊接收座（9S），所述胶囊接收座被成形以拾取在确定方向上定向的胶囊（C）；

胶囊卸除导管（17），其具有布置在所述容器（7）中且延伸到所述容器（7）外部的导管入口（17A）；

其中所述转子被布置成围绕所述旋转轴（A-A）旋转，使得在使用期间，将胶囊（C）从导管入口（17A）下方的位置朝所述导管入口（17A）上方的位置提升，所述胶囊接收座（9S）被布置成使得胶囊（C）在重力的影响下从所述上方位置释放到所述导管入口（17A）中。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述转子（9）包含多个布置在周边的胶囊接收座（9S）。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述容器（7）是圆柱形的，所述转子（9）与所述容器（7）同轴。

4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其中每个胶囊接收座（9S）被成形以使得保持在其中的胶囊（C）以以下状态定向：其中所述胶囊的轴与所述转子（9）的所述旋转轴（A-A）正交，且较大前表面（FF）径向地向内定向，从而面向所述旋转轴（A-A），且较小后表面（FB）径向地向外定向。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中在所述转子（9）的操作位置中，所述旋转轴（A-A）关于水平面倾斜。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述转子（9）的所述旋转轴与水平面形成10°到80°之间的角度（α）。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述胶囊卸除导管（17）连接至收集通道（5），在所述卸除导管（17）中卸除的胶囊以定向位置收集在所述收集通道中。

8.一种饮料生产机，其包含饮料制备单元（3）和根据权利要求1-7中任一项所述的装置，所述胶囊卸除导管（17）被布置成将定向的胶囊传送到所述饮料制备单元（3）。

9.根据权利要求8所述的饮料生产机，其包含胶囊存储器（15），其中所述胶囊随机地布置，所述存储器（15）连接至所述装置以将胶囊分配到所述容器中。

10.一种用于在饮料制备机中定向与馈送胶囊的方法，其包括：

提供容器（7），所述容器（7）具有至少部分地布置在所述容器（7）中的转子（9），所述转子可围绕旋转轴（A-A）旋转且具备至少一个胶囊接收座（9S）；

将胶囊（C）随机地馈送到所述容器（7）中；

使胶囊逐个地进入到所述至少一个胶囊接收座（9S）中；

旋转所述转子且使所述胶囊以定向位置释放到卸除导管（17）中，

其中通过所述转子的旋转将胶囊（C）从导管入口（17A）下方的位置朝所述导管入口（17A）上方的位置提升。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述转子围绕关于水平面倾斜的轴旋转，以便从较低位置拾取所述胶囊且将所述胶囊朝较高位置提升；且其中所述胶囊在重力的影响下从所述较高位置释放到所述卸除导管（17）中。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其包含：将所述胶囊从所述卸除导管（17）馈送到饮料制备单元（3）中。