CN104969041A - 用于饮料制备机器的通流测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于饮料制备机器的通流测量装置，所述通流测量装置用于测量借助于泵输送以制备饮料的液体，所述通流测量装置包括壳体(3)、旋转体(7)和接收器单元(19)，所述壳体围出流动路径，所述旋转体安装在所述壳体(3)内并且由输送通过所述流动路径的液体驱动，并且具有至少一个编码器元件(10，10.1)，所述接收器单元位于围出所述流动路径的壳体(3)的外侧，所述接收器单元布置成从所述至少一个编码器元件(10，10.1)接收信号，所述通流测量装置的特征在于，所述旋转体(7)具有至少一个驱动体(9)，所述驱动体布置成其水撞击侧相对于所述旋转体(7)的旋转轴线的纵向方向倾斜；并且，围出所述通流测量装置(1)的流动路径的所述壳体(3)是具有其它功能的模块例如水连接模块(2)或者一个组件的一部分。

Description

用于饮料制备机器的通流测量装置
技术领域
本发明涉及一种用于饮料制备机器的通流(throughflow)测量装置，该通流测量装置用于测量借助于泵输送以用于饮料制备的液体，包括：壳体，该壳体围出流动路径/通流路径；旋转体，该旋转体安装在壳体内并由被输送通过流动路径的液体驱动并且具有至少一个编码器元件；和接收器单元，该接收器单元位于围出流动路径的壳体的外侧，所述接收器单元设置成从所述至少一个编码器元件接收信号。
背景技术
饮料制备机器——例如咖啡机——特别是在其形式为所谓的全自动机器的情况下，具有用于检测通过泵输送的液体流量的通流测量装置。饮料制备需要此信息。泵将水从储存容器输送到为了加热水而设置的热块。通过利用通流测量装置，与其中仅检测输送液体的泵的工作持续时间并且将其用作饮料制备的基础的实施例相比，可以更精确地检测所输送的液体流量。此外，所述类型的饮料制备机器需要水连接模块，咖啡机内的液体路径经由该水连接模块与水供给源连接。该通流测量装置设置在水连接模块与泵之间并且借助于软管与这些中的每一者连接。
在引言中提到的类型的已知的通流测量装置是具有以叶片式叶轮的方式设计的旋转体的通流测量装置。叶片式叶轮设置成可旋转地安装在壳体中。为了驱动叶片式叶轮，该壳体具有入口管道，该入口管道相对于叶片式叶轮切向地布置，以便流入的流体撞击作为设计为叶轮的旋转体的驱动体的叶片，这些叶片定向成它们的平面平行于叶片式叶轮的旋转轴线。壳体的一部分是中央出口管道，所输送的液体经该中央出口管道从叶轮的旋转轴线区域自通流测量装置传输出来并供给以用于饮料制备。该叶片式叶轮带有作为编码器元件的至少一个磁体。在壳体的外侧，与至少一个磁体的旋转路径相对齐地布置有作为磁敏接收器的霍尔传感器，使得可以检测经过的磁体的运动。以此方式检测叶片式叶轮的转速。由于壳体容积和关于叶片式叶轮的转速的用于驱动叶片式叶轮所需的参数是已知的，所以可以从叶片式叶轮的单位时间转速来推导经叶片式叶轮的壳体输送的液体流量。
即使可以借助于所述类型的通流测量装置以基本上足够的精度来确定通过泵输送以用于制备饮料的液体流量，但还是存在必须接受的缺陷。这些缺陷例如涉及所要求的壳体尺寸，其对于仅有限的安装空间可用的实施例而言是不利的。由于该尺寸，所述类型的通流测量装置因此有时无法布置在饮料制备机器中实际上希望的位置，而仅能布置在可获得足够安装空间的位置。在这种实施例的情况下，还需要接收在泵送过程结束之后残留在壳体中的水量，该水量在下一个液体输送过程开始时被供给以用于饮料制备。被供给以用于饮料制备的该残留液体量对于叶片式叶轮的旋转运动仅仅是不足够的，使得就这一点而言，为了制备期望的饮料而计量的液体会发生一定的波动。
以这里讨论的现有技术作为出发点，本发明基于提出一种用于饮料制备机器的通流测量装置的目的，该通流测量装置能够以更节省空间的形式实现并且因此具有小巧的结构。
发明内容
根据本发明，借助于如引言中所述的一般的通流测量装置来实现所述目的，在所述通流测量装置中，旋转体具有至少一个驱动体，所述驱动体设置成使得其水撞击侧相对于旋转体的旋转轴线的纵向范围倾斜，并且，围出该通流测量装置的流动路径的壳体是具有其它功能的模块例如水连接模块或者一个组件的一部分。
在根据本发明的通流测量装置的情况下，所述旋转体具有倾斜布置的驱动体，所述驱动体相对于旋转体的旋转轴线倾斜。借助于这种措施，使具有至少一个编码器元件的旋转体能够被液流轴向地撞击，以便向旋转体赋予流量测量所需的旋转运动。因此，在这种实施例的情形中，旋转体可以在流动路径的一个区段中以其平面相对于主流动路径成横向的方式布置。在这种安装布置的情形中，旋转体仅需要特别小的安装空间。最终，所需的安装空间和在液体流动方向上的安装长度仅仅使得所需的运动自由度大于旋转体的高度。不言而喻，由于这一点，饮料制备机器内所需的安装空间小于旋转体被液流切向地撞击的情形。该至少一个驱动元件的倾斜布置还使得例如可以将倾斜度设定成使得相比于与从流动路径通过的水的实际流速对应的情形，旋转体更快地旋转。利用该旋转体，所述至少一个编码器元件也因此更快地旋转，这提高了测量精度。尤其在通过流动路径的流速不是特别高的情况下，这是适用的。此外，液流对旋转体的轴向冲击确保了不仅自发地检测流动路径内发生的流动，而且整个所输送的水流量与当前泵送过程相关联。在这方面，通流测量装置可以构造成使得不会残留液体死角。
为了进一步减小安装空间，规定通流测量装置的壳体是饮料制备机器的另一个模块或组件的一部分，例如水连接模块的一部分。由于连接测量装置的特殊构型，这一点容易实现，尤其还在不需要较大安装空间的情况下实现。在所述类型的一个实施例的情形中，所述另一个组件或模块的壳体通常同样为通流测量装置的流动路径所需的壳体。如果所述类型的模块为水连接模块，则该模块具有流入开口，水连接模块能够经由该流入开口与水供给源连接(或者在安装状态下与水供给源连接)，例如与饮料制备机器的新鲜水储存容器连接。
在一个优选的示例性实施例中，所述旋转体具有相对于彼此以一定角度间隔布置且形式为叶片的多个驱动体。当然，旋转体还可以仅具有一个或两个驱动体，所述驱动体因此以螺旋或螺旋部段的方式形成。
根据一个改进方案，为了改善液流的冲击，对于旋转体的至少一个驱动体，规定在旋转体的沿流动方向的上游定位有引导元件。该引导元件用于将流入壳体中或流入旋转体可旋转地安装在其中的壳体区段中的水转移到所述至少一个驱动体上。所述驱动体通常沿径向与旋转体的毂连接。在这种实施例的情形中，该引导元件因此用于将流入的水引导或转移到流动路径中，该流动路径位于径向外侧并且所述一个或多个驱动体位于其中。所述引导元件可以是板的形式，所述板阻止从流动路径通过的自由流动，并且具有一个或多个允许输送的液体通过的孔口。所述孔口优选定位成与所述至少一个驱动体在轴向上对齐。如果设置多个驱动体，有利的是引导元件具有通常关于旋转体的旋转轴线彼此沿直径方向相对定位的多个孔口。
为了进一步改善旋转体的驱动，可以规定引导元件中的孔口关于其纵向轴线在与旋转体的驱动体的倾斜方向相反的方向上倾斜。在此情形中，在一个优选的示例性实施例中，规定孔口的纵向轴线的倾斜度配置成使得所述孔口的纵向轴线垂直于旋转体的驱动体或水撞击表面延伸。
不言而喻，如果引导元件形成有一个或多个孔口，则甚至会检测出流动路径内的水的最轻微运动。
在另一个优选的示例性实施例中，规定旋转体形成在引导元件与作为围出流动路径的壳体的一部分的底座之间。出于此目的，优选的是，引导元件抵靠在与流动方向相反地定向的止挡部上，并且承载朝向底座的方向的第一支承枢轴。第二支承枢轴从底座自身突出以便与引导元件的第一支承枢轴对齐。两个支承枢轴接合在旋转体的对应的支承套管中。作为对旋转体安装在第一和第二支承枢轴上的上述安装的替代，旋转体也可以承载一个或甚至两个所述支承枢轴，所述支承枢轴然后接合在引导元件和/或底座的对应的支承套管中。在如上所述的一个实施例中，底座同时用于转移主流动路径，例如具体地，从流入开口转移到相对于所述流入开口成一定角度布置的出口中。在这种实施例的情形中，有利的是，底座同时被用作接收器单元的托架。在这种实施例的情形中，底座优选具有用于收纳接收器单元的腔室。
通常提供磁体作为所述一个或多个编码器元件。对应的磁敏接收器通常为霍尔传感器，其用作接收器单元。
在许多情形中，作为水连接模块的一部分的所述类型的通流测量装置还具有安装在其中的过滤器。所述过滤器位于旋转体的沿所输送的液体的流动方向的上游。
带有其至少一个编码器元件的旋转体直接定位在流动路径中，这与上述一个或多个驱动体的设计相结合，实际上还允许检测与实际输送方向相反的在流动路径内的液体运动。这样，利用所述类型的通流测量装置，还可以检测与主输送方向相反的液流，即使这些液流可能仅仅很小。因此，相应地以更大的精度检测通过泵实际输送以用于制备饮料的液体流量。
附图说明
从以下参照附图给出的对当前优选实施例的描述中，可以看到本发明的其它特征和优点，在附图中：
图1示出了集成在水连接模块中的通流测量装置的分解图形式的透视图；
图2以截面图示出了集成在水连接模块中的图1的通流测量装置，以及
图3在偏转90°的第二剖切平面中示出了图2的组件图。
具体实施方式
在图示的示例性实施例中，用于检测由泵输送的液体体积的通流测量装置1集成在水连接模块2中。水连接模块2包括壳体3。该壳体3属于大致圆柱形设计且具有进水口4，在图示的示例性实施例中，该进水口4是壳体3的上部开口。水供给源的水管线连接部件——例如与蓄水容器连接的软管部件——插入进水口4中或为此目的穿过壳体3设置的开口中。所述软管部件经由其外壁抵靠壳体3的内壁密封。水连接模块2的出水口5呈管嘴形式。当带有其通流测量装置1的水连接模块2用于饮料制备机器例如咖啡机中时，与泵连接的抽吸软管安装在出口5上。出口5相对于壳体3的纵向轴线沿径向延伸。
水出口模块2的一部分是布置在壳体3内的筛板6。
图中示出的示例性实施例的通流测量装置1包括旋转体7。旋转体7以叶轮方式形成并且包括毂8，叶片9形式的多个驱动体在该毂8上一体地形成为沿径向突出。叶片9相对于旋转体7的纵向轴线倾斜。在图示的示例性实施例中，叶片9的倾斜度为大约45°。
毂8的下侧(图1中不可见)设置有两个圆柱形的插座，所述插座相对于旋转体7的旋转轴线彼此沿直径方向相对，并且其中分别插入有一个编码器磁体10、10.1。承载套管11从毂8的两个平坦侧面插入旋转体7中，以便与所述旋转体的纵向轴线和旋转轴线对齐。
引导元件12直接位于旋转体7的沿流动方向的上游，该引导元件12利用沿径向被容纳在环绕的沟槽13中的密封环14密封地抵靠在壳体3的内壁上。在其朝向筛板6的侧面上，引导元件12具有以凸耳方式形成的手柄15，并具有沿径向突出的组件编码装置16。组件编码装置16接合在壳体3的内壁上的沟槽17中，该沟槽17沿纵向轴线的方向延伸。引导元件12具有两个孔口18、18.1。这些孔口沿直径方向彼此相对布置。孔口18、18.1用于允许吸入的液体通过。孔口18、18.1定位成与旋转体7的叶片9对齐，所述叶片9当沿流动方向看时位于这些孔口的紧邻的下游。在图示的示例性实施例中，孔口18、18.1沿与旋转体7的叶片9的倾斜方向相反的方向倾斜(参看图3)。
通流测量装置1还包括接收器单元19，连接电缆经由连接插头20与该接收器单元19连接。接收器单元19包括霍尔传感器。
带有其通流测量装置1的水连接模块2的上述部件的布置可以从图2的截面图中看到。壳体3在下侧具有构成壳体3的下端部的底板21。同时，底板21沿出口5的方向转移流入的液体。用于容纳接收器单元19的腔室22形成在底板5中。腔室22在径向上开放，使得接收器单元19可以从侧面被压入腔室22中并被固定在其中。
两个支承枢轴23、23.1用于将旋转体7安装在壳体3内。这两个支承枢轴中的一个——支承枢轴23——一体地形成在引导元件12上。第二支承枢轴23.1在底板21的构成底座24的一侧上一体地形成，以便与支承枢轴23对齐。两个支承枢轴23、23.1都呈圆锥形式。支承枢轴23、23.1接合在旋转体7的支承套管11中，所述支承套管11关于其几何形状具有互补设计。引导元件12在肩部25上就位，该肩部25的肩部表面朝向进水口4的方向。筛板6安装在手柄15上并由手柄15保持，并且筛板6位于引导元件12的朝向进水口4的一侧上。
图2还示出了以下事实：编码器磁体10、10.1(在此情形中为编码器磁体10)和接收器单元19的霍尔传感器26的运动路径布置成沿纵向轴线方向对齐。
在剖切平面相对于图2的剖切平面(该剖切平面穿过引导元件12的区域中的边缘)偏转90°的剖视图中，图3示出了孔口18相对于旋转体7的叶片9的(在这方面)相对地倾斜布置的倾斜情况。
紧固元件一体地形成在壳体3的外侧面上，壳体借助于所述紧固元件被紧固在机器——在此情形中为饮料制备机器——中。
按照其可能的其中一个用途，带有其通流测量装置1的水连接模块2被用作饮料制备机器例如所谓的全自动咖啡机的一部分。
对图中所示的示例性实施例的描述表明通流测量装置1仅需要极少量的安装空间。通流测量装置1仅以微小的程度增加了水连接模块2需要的安装空间。
应理解，对本文所述的当前优选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伴随的优点。因此，这些变更和修改旨在由所附权利要求所涵盖。

Claims (14)

1.一种用于饮料制备机器的通流测量装置，所述通流测量装置用于测量借助于泵输送以用于饮料制备的液体，所述通流测量装置包括壳体(3)、旋转体(7)和接收器单元(19)，所述壳体围出流动路径，所述旋转体安装在所述壳体(3)内并且由通过所述流动路径输送的液体驱动，并且具有至少一个编码器元件(10，10.1)，所述接收器单元位于围出所述流动路径的壳体(3)的外侧，所述接收器单元布置成从所述至少一个编码器元件(10，10.1)接收信号，所述通流测量装置的特征在于，所述旋转体(7)具有至少一个驱动体(9)，所述驱动体布置成使所述驱动体的水撞击侧相对于所述旋转体(7)的旋转轴线的纵向方向倾斜；并且，围出所述通流测量装置(1)的流动路径的所述壳体(3)是具有其它功能的模块例如水连接模块(2)或者一个组件的一部分。
2.根据权利要求1所述的通流测量装置，其中，所述旋转体(7)布置在所述壳体(3)中，并且所述旋转体的旋转轴线平行于或至少基本平行于所述旋转体(7)安装于其中的壳体区段中的水的主流动路径的方向。
3.根据权利要求1或2所述的通流测量装置，其特征在于，所述旋转体(7)具有多个驱动体，所述多个驱动体关于彼此以一定角度间隔布置，并且呈叶片(9)的形式。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的通流测量装置，其中，直接在所述旋转体(7)的沿流动方向的上游设置有引导元件(12)，该引导元件(12)用于将流入的水转移到所述旋转体(7)的所述至少一个驱动体上。
5.根据权利要求3和4所述的通流测量装置，其中，所述引导元件(12)是阻止通过所述流动路径的自由流动的板，并且在所述板中形成有与相邻的旋转体(7)的至少一个驱动体(9)对齐的至少一个孔口(18，18.1)。
6.根据权利要求5所述的通流测量装置，其中，所述至少一个孔口(18，18.1)的纵向轴线沿与所述至少一个驱动体(9)的倾斜方向相反的方向倾斜。
7.根据权利要求6所述的通流测量装置，其中，所述至少一个孔口(18，18.1)的纵向轴线大致垂直于所述旋转体(7)的所述至少一个旋转体(9)的水撞击表面而延伸。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的通流测量装置，其中，所述引导元件(12)支靠在肩部(25)上，所述肩部(25)位于所述壳体(3)中并且朝向与流动方向相反的方向。
9.根据权利要求8所述的通流测量装置，其中，在所述肩部(25)的沿流动方向的下游设置有底板(21)，所述底板作为围出所述流动路径的所述壳体(3)的一部分，并且所述底板用于将水的流动方向转移到出口(5)的方向上。
10.根据权利要求9所述的通流测量装置，其中，以相对于彼此对齐的布置，所述引导元件(12)承载沿所述底板(21)的底座的方向突出的第一支承枢轴(23)，并且所述底座(24)承载沿所述引导元件(12)的方向突出的第二支承枢轴(23.1)，以用于安装所述旋转体(7)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的通流测量装置，其中，在所述底板(21)中设置有腔室(22)，所述接收器单元(19)布置在所述腔室中。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的通流测量装置，其中，所述至少一个编码器元件(10，10.1)为磁体，并且所述接收器单元(19)的形式为磁敏接收器，例如为霍尔传感器(26)。
13.根据权利要求12所述的通流测量装置，其中，所述至少一个编码器磁体(10，10.1)布置在所述旋转体(7)的毂(8)中。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的通流测量装置，其中，所述通流测量装置是水连接模块(2)的一部分。
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