CN103889287A - 用于液体起泡沫的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于液体起泡沫的设备(1)，它具有一个空气传送装置，液体借助该空气传送装置可混以空气。空气传送装置经由一个管道(7)与一个排出装置(8)连接。为从空气传送装置向排出装置(8)输送混入空气的液体，设置有一个泵(5)。在管道(7)内设置有至少一个流动阻力装置(18、28)，该流动阻力装置具有多个由弹性材料制成的、彼此毗连的、相对彼此可运动的阻力元件(20a、20b、20c)，在这些阻力元件之间形成用于混入空气的液体的通道。流动阻力装置(18、28)可这样定位靠着支座，以致阻力元件(20a、20b、20c)在以混入空气的液体加压时被压缩。

Description

用于液体起泡沫的设备
技术领域
本发明涉及一种用于液体起泡沫的设备，具有一个液体借其可混以空气的空气传送装置、一个经由管道与空气传送装置连接的排出装置和一个用于从空气传送装置向排出装置输送混入空气的液体的泵。
背景技术
例如由DE102008058934A1已知一种这样类型的设备。在已知的设备中，在排出喷嘴内设置一个筛网，已经起泡沫的液体通过该筛网排出。由此破坏包含泡沫内的大气泡并且取决于筛网的网孔大小形成小气泡。通过小气泡产生稳定的泡沫。
虽然借助已知的设备也可制造高品质的泡沫，但本发明人认为它仍有改进的余地。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的设备，该设备能够产生高品质的稳定泡沫。
该目的由此得以实现，即在管道内设置有至少一个流动阻力装置，该流动阻力装置具有多个由弹性材料制成的、彼此毗连的、相对彼此可运动的阻力元件，在这些阻力元件之间形成用于混入空气的液体的通道，并且流动阻力装置靠着支座可这样定位，以致阻力元件在以混入空气的液体加压时被压实。
本发明基于这种认识，即随着输送给流动阻力装置的混入空气的液体的压力增加，包含在流动阻力装置内的阻力元件被压实并且在此在阻力元件之间形成的通道的横截面下降。在输送给流动阻力装置的混入空气的液体的压力下降时，阻力元件例如由于其弹性和/或由于在混入空气的液体通过通道时在液体内出现的涡流而被弄松散。在此，在阻力元件之间形成的通道的横截面增加。因此在混入空气的液体通过流动阻力装置时产生非常细小微孔的和稳定的泡沫。这种泡沫具有高质量。流动阻力装置的弹性优选这样与由泵产生的输送压力协调一致，以致混入空气的液体在通过流动阻力装置时将1牛顿至400牛顿的力施加到流动阻力装置上。
在本发明的一种优选的构成中，流动阻力装置设置在排出装置内。该设备于是排放特别细小和均匀的泡沫。
事实证明非常具有优点的是，阻力元件是粒料颗粒。流动阻力装置然后可成本低廉地制造。粒料颗粒优选具有不同于球体的造型，例如具有基本上椭圆的形状和/或矩形的形状。单个粒料颗粒可以具有不同的几何形状和/或不同的尺寸。粒料颗粒的长度优选处于0.5至3.5mm特别是0.5至1.2mm的范围内。粒料颗粒的表面优选具有棱边、阶梯或台肩。但粒料颗粒的表面也可以是连续多变化的。粒料颗粒优选由具有肖氏硬度28至100的合成材料构成。
具有优点的是，泵是一个容积式泵，并且流动阻力装置设置在泵与排出装置之间，特别是在泵与一个用于加热混入空气的液体的连接到管道内的加热器之间。在此，在容积式泵不均匀地输送混入空气的液体时，通过流动阻力装置，在混入空气的液体内可能出现的压力峰值变平。在此，通过流动阻力装置还能够在排出装置处实现均匀的泡沫排放，其中，特别是尖角得到避免。容积式泵特别可以是软管泵、热油泵(Wellenpumpe)或膜片泵。但依据本发明的设备也可以具有其他任意的泵，特别是齿轮泵或叶轮式回转泵。
在需要时在管道内可以在泵与流动阻力装置之间设置一个止回阀，该止回阀允许从空气传送装置向排出装置流动的流通过。通过这种措施也可以在排出装置处实现均匀的泡沬排放。
在本发明的一种优选的构成中，加热器构成为低压热水器，其中，在加热器与排出装置之间设置一个可控的排出阀，并且排出阀这样与控制装置控制连接，以致富集空气的液体在加热器内具有0.5bar至4bar的压力，特别是1bar至3bar的压力。压力优选即使在断开泵的情况下也施加。这可以由此实现，即在断开泵之前首先利用控制装置关闭排出阀，从而富集空气的液体然后在包含在处于止回阀与排出阀之间的管道容积中。由此避免在设备用作为奶沫设备时富集空气的奶形成堵塞流动阻力装置的皮和/或奶块。
在本发明的一种具有优点的实施方式中，阻力元件构成为纤维状的并相互连接成可弹性变形的毛线。在此，纤维状阻力元件优选由弹性耐高温的材料构成，特别是由金属构成。毛线的单根纤维具有不同的横截面尺寸。此外，单根纤维的横截面尺寸也可以从纤维的一端朝另一端那边变化。
在本发明的一种优选的构成中，阻力元件由天然材料构成，特别是由椰纤维和/或毛发构成。阻力元件于是在使用后可以按照简单方式有利于环境地清除。
在另一种具有优点的实施方式中，阻力元件通过切削加工的切屑或切屑段形成，它们沿纵向延伸方向具有基本上恒定的横截面。切屑优选具有不同于圆形的横截面几何形状，特别是多角的横截面形状。切屑的宽度可以在0.1mm和7mm之间，特别是在0.2mm和3mm之间和优选在0.3mm和1mm之间。切屑的厚度可以在0.1mm和1mm之间和优选在0.2mm和0.6mm之间。实验表明，利用这种类型的切屑可以产生非常细小微孔的稳定的泡沫。切屑例如可以利用车床以精确确定的横截面尺寸制造。由此保证泡沫始终不变的高质量。
具有优点的是，阻力元件由合成材料构成，特别是由聚四氟乙烯、聚甲醛(POM)或聚酰胺(PA)构成。由此即使在高温下也可以达到阻力元件所需的弹性。此外保证阻力元件的食品纯正性。
在本发明的一种优选的构成中，阻力元件包含在依次设置在管道内的孔板或筛网之间，它们以其延伸平面横向于管道的纵向延伸定向并从一个静止位置可彼此靠近地运动，同时压缩阻力元件，其中，此外远离空气传送装置的孔板或此外远离空气传送装置的筛网构成为支座，阻力元件在以混入空气的液体加压时可定位靠着该支座。通过孔板或筛网，一方面阻止阻力元件从在两个孔板或筛网之间所包含的容积中出来。孔板或筛网的孔的横截面尺寸为此这样与阻力元件的尺寸匹配，以致它们不能穿过这些孔。但另一方面，在以液体通流流动阻力装置时，富集空气的液体的压力经由孔板或筛网更好地传递到阻力元件上，从而流动阻力装置被更强地压缩。
事实证明非常具有优点的是，入口侧的孔板或入口侧的筛网的通流横截面小于出口侧的孔板或出口侧的筛网的通流横截面。由此阻力元件被富集空气的液体的压力更强地压缩或压实。
在本发明的进一步的构成中，阻力元件和必要时孔板或筛网设置在可松开地与管道和/或排出装置可连接的筒的内腔中。阻力元件和必要时孔板或筛网由此可以在需要时按照简单方式与筒一起更换并且通过相应的备件替代。流动阻力装置由此可以按照简单方式保持清洁卫生。筒优选具有约5-50mm的外径和4-60mm的轴向长度。
附图说明
下面借助附图对本发明的实施例进行详细说明。其中：
图1依据本发明设备的示意框图；
图2空气富集装置的空气富集构件的纵剖面图；
图3止回阀的纵剖面图；
图4集成到筒中的流动阻力装置的第一实施例的纵剖面图；
图5流动阻力装置的出口侧的俯视图；
图6流动阻力装置的入口侧的俯视图；
图7在图4中所示流动阻力装置的纵剖面图，其中，流动阻力装置装入一个管道内；
图8流动阻力装置的第二实施例的纵剖面图；以及
图9流动阻力装置的第三实施例的纵剖面图。
具体实施方式
在图1中整体采用1标记的用于液体起泡沫的设备具有一个用于奶3的储备容器2。奶3可以借助在储备容器2内的一个在图中未详细示出的冷却装置冷却到约6摄氏度，以避免形成细菌。
储备容器2经由一个吸入管道4与优选构成为软管泵的容积式泵5的吸入口连接。吸入管道4在其远离泵5的、在使用位置浸入奶3中的端部具有一个止回阀6，该止回阀沿泵5的输送方向允许通过而逆着输送方向则闭锁。
泵5在其压力侧经由一个另外的管道7与排出装置8连接。因此奶3借助泵5可以从储备容器2向排出装置8输送。
在吸入管道4内设置一个在图2中详细示出的空气富集构件9，该空气富集构件具有一个与吸入管道4连接的用于奶3的第一入口10、一个与空气输送管道11连接的用于空气的第二入口12和一个与管道7连接的出口13。经由第二入口12横向于奶3的输送方向输送混入奶3的空气。
在空气输送管道11内设置一个可调的空气调节阀14。空气调节阀14的远离空气富集构件9的接口与一个输入管道15连接，该输入管道的口这样设置，以致污染的空气不被吸入。在输入管道15内还可以设置一个活性炭过滤器。
在管道7内设置一个用于加热混入空气的液体的加热器16。加热器16构成为具有0.4升储液罐的低压热水器。在低压热水器中的工作压力优选在2.4bar到4bar之间。在加热器16内设置一个在图中未详细示出的蛇形管，混入空气的奶3被引导通过该蛇形管。在加热器16的内部中设置一个加热到预先确定温度的载热体，它将其热量经由蛇形管排放到通过蛇形管引导的奶3上。此外在管道7内还设置一个电磁排出阀17，借助其可以中断奶流。
在排出阀17与加热器16之间在管道7内设置一个由富集空气的奶通流的第一流动阻力装置18。第一流动阻力装置18借助一种在图中未详细示出的螺栓连接可松开地与管道7可连接。
正如从图4可看出的那样，第一流动阻力装置18具有大致圆柱体的筒19，其横截面尺寸大致相当于管道7的一个其中设置流动阻力装置18的管道段的内横截面尺寸。筒19具有一个沿圆周方向环绕的、大致管形的界定内腔的圆周壁，在内腔中设置大量由合成材料构成的形成散装物料的弹性粒料颗粒作为阻力元件20a，其中，彼此相邻的粒料颗粒相互浮动地贴靠在一起。
筒19这样填充散装物料，以致粒料颗粒在筒19的内腔中可以彼此相对运动。在其粒料颗粒之间形成通道，富集空气的奶可以流过这些通道。
筒19具有一个通过第一孔板21形成的端壁。该第一端壁在一个平面内延伸，该平面垂直于筒19的圆周壁的纵向中轴线延伸。第一孔板21的边缘毗连筒19圆周壁的内表面。正如从图4和5可以看出的那样，筒19的圆周壁在其内侧具有多个沿圆周方向彼此错开的第一凸起部22a，第一孔板21平放在这些第一凸起部上。
此外从图5可以看出，第一孔板21具有大量用于奶沫的第一通孔24。这些第一通孔24的净宽度小于阻力元件20a的相应尺寸，从而这些阻力元件不会穿过第一通孔24。从图4可以看出，阻力元件20a平放在第一孔板21上。
筒19在其远离第一孔板21的吸入侧的端部具有一个通过第二孔板24形成的第二端壁，该第二端壁平行于第一端壁延伸并且沿轴向方向通过松散物料与该第一端壁隔开距离。第二孔板24的边缘毗连筒19的圆周壁的内表面。正如从图4和6可以看出的那样，筒19的圆周壁在其内侧具有多个沿圆周方向彼此错开的、搭接第二孔板25的第二凸起部22b。
从图6可以看出，第二孔板25具有大量用于富集空气的奶3的第二通孔25。第二通孔25的净宽度小于阻力元件20a的相应尺寸，从而这些阻力元件不会穿过第二通孔23，而是包含在孔板21、25之间。从图4可以看出，第二孔板平放在松散物料上。第二通孔25设置在第二孔板25的一个环形区域中，该区域界定第二孔板25的一个中间的圆盘形的其中没有通孔的区域。第二孔板25因此构成为冲击盘。由此相比在第一孔板21情况下，借助泵产生的压力有更大部分传递到第二孔板25上。
从图5可以看出，筒19在出口侧平放在设置在管道7的内壁上的第一支座部位27上。通过比较图4与图7可以看出，第二孔板25轴向在筒19内可运动并且在通流第一流动阻力装置18时朝第一孔板21方向相对于筒19移动。在此，孔板21以约50牛顿至200牛顿的力压靠第一流动阻力装置18，从而包含在筒19内的松散物料在以富集空气的奶3通流第一流动阻力装置18时被压缩。通过第一流动阻力装置18，通过泵5引起的在富集空气的奶中的压力波动被削弱。
在排出装置8内设置一个第二流动阻力装置28，借助其从富集空气的奶3产生非常细小的、稳定的奶沫并且将其排放到一个处于排出装置8之下的杯子29内。排出装置8分两个部分，其中一个部分在分离部位具有一个设置第二流动阻力装置28的空隙。由此第二流动阻力装置28可以按照简单方式从排出装置8移开或设置在排出装置8中。
排出装置8具有一个在图中未示出的第二支座部位，第二流动阻力装置28平放在其上。通过第二支座部位，防止第二流动阻力装置28沿通流方向在排出装置8内移动。
在第一实施例中，第二流动阻力装置28与第一流动阻力装置18结构相同。
在第二实施例中，第二流动阻力装置28取代松散物料具有一种可弹性变形的由合成材料构成的切屑(图8)。阻力元件20b在此通过依次设置的彼此相对可运动的切屑段形成。作为选择，阻力元件20b也可以构成为分开的切屑20b。切屑具有大致矩形的横截面，其中切屑的宽度为3.5mm而厚度为0.5mm。
阻力元件20b在筒19内设置在孔板21、25之间。第二实施例的筒19与第一实施例的筒一致。第二实施例的孔板21、25也与第一实施例的孔板结构相同。那里的说明因此相应地也适用于第二实施例。
在本发明的第三实施例中，第二流动阻力装置28具有形成毛线的纤维状阻力元件20c(图9)。在此，阻力元件20c由椰纤维构成。阻力元件20c在筒19内设置在孔板21、25之间。第三实施例的筒19与第一实施例的筒一致。第三实施例的孔板21、25也与第一实施例的孔板结构相同。那里的说明因此相应地也适用于第三实施例。
为控制所述设备，设置有一个在图中未详细示出的具有按键的控制装置。通过操纵按键通知控制装置要制造一份奶沫。控制装置据此操纵泵5以及打开排出阀17。泵5因此将奶3从储备容器2通过加热器16泵送到排出装置，由此加热奶3。通过使奶流过空气富集部件9，空气经由空气输送管道11进入奶并混入其中。
混入空气的奶在加热器16内被加热，由此进一步起泡沫。进一步起泡沫的奶首先被引向第一流动阻力装置18，以便补偿通过泵引起的压力波动，并且然后经由排出阀17到达第二流动阻力装置28。在富集空气的奶通过第二流动阻力装置28时，阻力元件20a、20b、20c被压缩，其中，产生细小和稳定的奶沫。
还需要提及的是，第一流动阻力装置18在需要时可以取消，特别是在泵5具有均匀的输送压力时。

Claims (13)

1.用于液体起泡沫的设备(1)，具有一个液体借助其可混以空气的空气传送装置、一个经由管道(7)与空气传送装置连接的排出装置(8)和一个用于从空气传送装置向排出装置(8)输送混入空气的液体的泵(5)，其特征在于，在管道(7)内设置有至少一个流动阻力装置(18、28)，该流动阻力装置具有多个由弹性材料制成的、彼此毗连的、相对彼此可运动的阻力元件(20a、20b、20c)，在这些阻力元件之间形成用于混入空气的液体的通道，并且流动阻力装置(18、28)靠着支座可这样定位，以致阻力元件(20a、20b、20c)在以混入空气的液体加压时被压实。
2.按权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，流动阻力装置设置在排出装置(8)内。
3.按权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，阻力元件(20a)是粒料颗粒。
4.按权利要求1至3之一所述的设备(1)，其特征在于，泵(5)是一个容积式泵，并且流动阻力装置(18、28)设置在泵(5)与排出装置(8)之间，特别是在泵(5)与一个用于加热混入空气的液体的连接到管道内的加热器(16)之间。
5.按权利要求1至4之一所述的设备(1)，其特征在于，在泵(5)与流动阻力装置(18、28)之间在管道(7)内设置一个止回阀(6)，该止回阀允许从空气传送装置向排出装置流动的流通过。
6.按权利要求5所述的设备(1)，其特征在于，加热器(16)构成为低压热水器，在加热器(16)与排出装置(8)之间设置一个可控的排出阀(17)，并且排出阀(17)这样与控制装置控制连接，以致富集空气的液体在加热器(16)内具有0.5bar至4bar的压力，特别是1bar至3bar的压力。
7.按权利要求1至6之一所述的设备(1)，其特征在于，阻力元件(20c)构成纤维状的并相互连接成可弹性变形的毛线。
8.按权利要求1至7之一所述的设备(1)，其特征在于，阻力元件(20a、20b、20c)由天然材料构成，特别是由椰纤维和/或毛发构成。
9.按权利要求1至8之一所述的设备(1)，其特征在于，阻力元件(20b)通过切削加工的切屑或切屑段形成，这些切屑或切屑段沿纵向延伸方向具有基本上恒定的横截面。
10.按权利要求1至9之一所述的设备(1)，其特征在于，阻力元件(20a、20b、20c)由合成材料构成，特别是由聚四氟乙烯、聚甲醛或聚酰胺构成。
11.按权利要求1至10之一所述的设备(1)，其特征在于，阻力元件(20a、20b、20c)包含在依次设置在管道内的孔板(21、25)或筛网之间，这些孔板或筛网以其延伸平面横向于管道(7)的纵向延伸定向并从一个静止位置可彼此靠近地运动，同时压缩阻力元件(20a、20b、20c)，并且此外远离空气传送装置的孔板(25)或此外远离空气传送装置的筛网构成为支座，阻力元件(20a、20b、20c)在以混入空气的液体加压时可定位靠着该支座。
12.按权利要求1至11之一所述的设备(1)，其特征在于，入口侧的孔板(21)或入口侧的筛网的通流横截面小于出口侧的孔板(25)或出口侧的筛网的通流横截面。
13.按权利要求1至12之一所述的设备(1)，其特征在于，阻力元件(20a、20b、20c)和必要时孔板(21、25)或筛网设置在可松开地与管道和/或排出装置可连接的筒(19)的内腔中。
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