CN106535726A - 用于特别是通过胶囊来制备液体产品的机器 - Google Patents

Abstract

一种用于制备液体食物产品的机器包括泵（4），所述泵（4）具有泵壳（30），所述泵壳（30）具有入口（34）和出口（35），在所述泵壳（30）中限定了圆筒（38），活塞（41）在所述圆筒（38）中至少部分地延伸，以限定可变容积的工作室。在所述电机（33）的轴（33a）和所述活塞（41）之间存在传动布置结构（44、48），所述传动布置结构（44、48）构造成用于引起所述活塞（41）的具有在前进位置和缩回位置之间的预定行程的往复运动，并且由此，改变所述工作室的容积。所述泵（4）具有引入阀（42‑43）和输送阀（52‑53），用于相应地将所述工作室连接成与所述泵壳（30）的入口（34）和出口（35）流体连通。所述传动布置结构（44、48）包括促动构件（44），所述促动构件（44）通过所述电机（33）的轴（33a）来驱动旋转，并且被操作性地耦接到所述活塞（38）。所述促动构件（44）限定了凸轮路径（47），所述活塞（41）经由相对应的凸轮从动件（48）耦接到所述凸轮路径（47）。所述凸轮路径（47）被预先布置用于确定所述活塞（41）在所述前进位置和所述缩回位置之间的所述预定行程。

Description

用于特别是通过胶囊来制备液体产品的机器

技术领域

本发明总体涉及用于制备液体食物产品、特别是能够通过胶囊获得的液体产品的机器。

背景技术

通常为用于制备咖啡和可溶性产品的机器的所指类型的机器通常设有泵，所述泵能够被驱动用于促使水从水箱到输注室。通常沿水箱和输注室之间的供应线路设置用于加热水的装置。

用于这类机器中的泵通常是振动泵，所述振动泵的电促动器通过螺线管构成。这类泵（例如，参见EP1205663 A1）具有主体（通常由塑料材料制成），所述主体带有具有入口和出口的腔，所述入口和所述出口彼此大致同轴。阀主体的腔包括轴向对准到入口的圆筒形室。可滑动地安装在圆筒形室中的是由铁磁材料制成的活塞，所述活塞是轴向中空的，并且通过弹簧朝向正常的前进位置促动。所述泵具有：引入阀（intake valve），其具有基本上在圆筒形室的与入口相反的端部处限定的阀座；以及具有相对应的复位弹簧的打开/关闭元件。设置在与引入阀相对的位置的是输送阀，所述输送阀通过止回阀构成。在圆筒形室的外侧上安装有线圈，所述线圈具有相对应的隔磁衬套和磁性间隔。

在操作中，以周期的方式来供应螺线管的线圈，以引起活塞的往复运动。特别是，当供应线圈时，活塞抵抗相对应的弹簧的作用收回，从而引起引入阀的打开。处于泵的入口处的水流动到活塞中，并且占据在引入阀和输送阀之间包括的中空空间，所述输送阀在该步骤中关闭。随后中断对线圈的供应，其中，活塞被相对应的弹簧朝向初始的前进位置促动，以便再次关闭引入阀。此外，活塞的前进引起包含在前述中空空间中的水的压缩，从而使输送阀打开，并且因此，使水朝向泵的出口移动。在线圈的新的供应之后，如上所述，活塞收回，从而引起输送阀的重新关闭和引入阀的新的打开。线圈的供应周期的频率当然是非常高的。

这些泵是在操作期间的相当大的振动和噪声的源。这类泵的另一问题在于相对应的活塞的缩回和前进中的行程无法相应地精确限定，只要它们通过螺线管和弹簧获得。因此，在存在反压力的情况下，活塞的行程能够变化。这也意味着这些泵的控制一般是复杂的，例如在输送或压力的调节方面，并且暗示着机器的控制系统将具有可获得的反馈信号。由于这个原因，机器必须配有复杂和昂贵的测量传感器，例如容积传感器和压力传感器。

由权利要求1的前序部分所基于的US5392694 A，也已知一种用于制备液体产品的机器，所述机器包括泵，所述泵具有活塞和具有圆筒形腔的泵壳，其中，活塞以往复运动移动。所述泵具有引入阀和输送阀，二者与圆筒形腔流体连通。当通过活塞的后退确定在圆筒形室中存在低于大气压力的压力时，引入阀打开。相反，当通过活塞的前进确定在圆筒形室中存在高于输送压力的压力时，输送阀打开。往复运动通过具有旋转轴的电动机产生，与所述旋转轴相关联的是曲轴类型的传动布置结构。特别地，与电机的轴相关联的是与使偏心轮旋转的齿轮啮合的蜗杆。与偏心轮相关联的是曲柄的第一端，所述曲柄的第二端替代地与活塞相关联。该解决方案呈现出如下优点，即：活塞的前进行程和缩回行程被精确地限定。然而，所述传动布置结构是笨重和噪声较大的。

然后，在已知类型的用于制备液体产品的机器中使用的泵一般受到启动灌注（priming）问题的影响，这是由于在启动时的可能的不准确操作的情况下，空气偶尔存在于泵的主体内。

发明内容

就其总体而言，本发明的目标在于提供一种在开始处所提到的类型的机器，所述机器具有其操作以降低的振动和噪声为特征的泵，并且从构造的角度来看具有紧凑和简单的结构，但是起作用和可靠的。本发明的另一目标在于提供一种这样的机器，即：其控制系统能够以简单和廉价的方式来控制相对应的泵的一些操作量。本发明的另一目标在于提供一种这样的机器，其中，消除或至少显著减少了可能的启动灌注问题。

根据本发明，前述目标中的至少一个一般因呈现权利要求1中记述的特征的用于制备饮料和液体产品的机器而实现。本发明的有利的改进方案形成从属权利要求的主题。这些权利要求形成关于本发明本文所提供的技术教导的组成部分。

附图说明

参照附图，通过后续的详细描述，本发明的另外的目的、特性和优点将清晰地呈现出来，附图仅作为非限制性示例提供，并且在附图中：

- 图1为根据本发明的用于制备液体产品的机器的可能的实施例的示意图；

- 图2为根据本发明的可能的实施例的机器的泵的剖切透视图；

- 图3和图4为在两种不同操作状态下的图2的泵的示意性剖面图；

- 图5为与图4的视图相似的视图，其中，表示了泵的启动灌注系统的一些部件；

- 图6和图7为在第一操作模式中的图2-5的泵的局部和示意性的剖切透视图；

- 图8、图9和图10为在第二操作模式中的图2-5的泵的局部和示意性的剖切透视图；

- 图11和图12为图3-10的泵的局部和示意性的剖切透视图，其中，启动灌注系统相应地处于非操作位置和操作位置；以及

- 图13和图14为图3-10的泵的局部和示意性的剖视图，其中，前述启动灌注系统相应地处于非操作位置和操作位置。

具体实施方式

在后续描述中，说明了各种具体细节，这些具体细节旨在提供对实施例的深入理解。这些实施例可在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下提供，或可利用其他方法、部件、材料等来提供。在其他情况下，对本领域技术人员而言显而易见的结构、材料或操作未被详细示出或描述，使得将不会模糊实施例的各方面。在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的引用意在指示关于所述实施例所描述的特定的构造、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，可存在于本说明书的不同位置的例如“在实施例中”或“在一个实施例中”之类的用语不一定指的是一个和相同的实施例。此外，特定的构造、结构或特性在一个或多个实施例中可以任何适当的方式来组合。本文所用的引用仅为了方便而提供，并且因此，不限定实施例的保护范围或范围。

图1中示意性地表示了根据本发明的可能的实施例的用于制备液体产品的机器。

作为一个整体通过1来标示的所述机器包括液体的源2，所述液体的源2这里被假定为是用于冷水的水箱。水箱2具有出口管道3，泵4在所述出口管道3上操作。优选但不一定在泵4的下游设置在管道3上的是类型本身已知的水加热元件，例如锅炉5。在所表示的示例中，锅炉5的出口被连接到管道6，用于将热水和/或加压蒸汽供应到通过7标示的分配设备的入口，所述分配设备例如滑动分配器。当分配器7处于第一操作位置（在左边，如在图1中观察）时，它将管道6设置成与管道8连通，所述管道8供应用于输送热水和/或蒸汽的外部喷嘴的喷嘴9；替代地，当分配器7处于第二操作位置（在右边，如在图1中观察）时，管道6被设置成与管道10流体连通用于将加压热水供应到输送组件11。最后，当分配器7处于非操作位置（在中心处，如在图1中观察）时，管道6与管道12流体连通用于使水返回到水箱2中。

图1的方案仅仅是示例，其中，分配器7可以是电机驱动的，或通过合适的连接器和电动阀装置来替代，所述电动阀装置能够通过机器1的控制系统来支配，例如在机器未设有喷嘴9的情况下。在手动操作的分配器的情况下，优选地与之相关联的是用于检测分配器所呈现的位置的电传感器装置（例如，一个或多个微动开关）。

一般而言，组件11具有支撑结构，在所述支撑结构内存在酿造室或输注室的第一部分11a和第二部分11b，二者中的至少一个部分相对于另一个可移动。例如，前述部分可以包括杯形的主体或胶囊保持器以及注射器。然后，组件11具有供胶囊12插入到组件中的系统。连接到酿造室的一部分的是管道10，而另一部分具有用于输送能够利用胶囊12获得的饮料或其他液体产品的出口。按照已知的技术，水和/或蒸汽被泵4促动到酿造室11a-11b中，以便通过胶囊12，并且由此，产生通过机器1来输送的液体产品（在密封胶囊的情况下，酿造室的部分11a和11b还可设有穿孔末端（perforation tip）等）。

输送组件11可具有本领域中已知的任何一种类型，例如，如在以本申请人的名义提交的WO 2013/182923 A1、WO 2013/150480 A1、WO 2013/140282 A1、WO 2013/111088A1、WO 2013/038318 A1、WO 2012/168917 A1、WO2012168918 A1中的一个或多个中所描述的，关于能够在根据本发明的机器中使用的筒（无论密封与否）的可能的类型的描述，读者也参考上述文献。另一方面，应当注意的是，本发明也可应用于使用由纸质材料制成的荚包的机器，以及应用于如下机器中，即：所述机器的酿造室被设计用于直接接收液体产品的前体（precursor），而没有胶囊或荚包的中介，例如粒状或粉状的制剂，例如研磨咖啡。

图1还以极端示意性的方式突出了机器1的控制系统，所述控制系统包括：包括处理装置的控制单元15，例如，微控制器16；以及非易失性存储器装置17，在其中编码的是用于机器的操作的指令，例如，呈一个或多个操作程序的形式。

控制单元15、并且具体而言微控制器16被预先布置用于控制：机器1的加热装置，其在这里通过锅炉5的电阻来表示；以及泵4，其用于实施机器的一个或多个可能的操作模式。

在示例中，虚线箭头18和19作为示例相应地指示从单元15到泵4和到锅炉5的控制线路。虚线箭头20作为示例指示在与分配器7相关联的传感器装置和单元15之间的可能的控制线路，使得单元15将知道在分配器上手动赋予的操作位置（如已提到的，在自动操作的情况下，可以是单元15来控制这样的分配器的定位或替代它的阀装置的操作状态）。如已强调的，这里提供的方案仅具有以直观的方式突出感兴趣的各部分之间的功能连接的目的，形成本发明的主题的机器的液压和电路布局可以根据需要来各种不同地构造。

图2为根据本发明的机器的泵的示意图，所述泵作为一个整体通过附图标记4来标示。泵4包括壳30，所述壳30此处通过以不漏流体的方式耦接在一起的杯形主体30a和盖30b形成。在优选实施例中，壳30和/或组成它的部分由塑料材料、特别是可注射模制的热塑性材料制成。

壳30限定了腔31，位于所述腔31内的是泵送布置结构，所述泵送布置结构作为一个整体通过32来标示，所述泵送布置结构能够经由电促动器33来驱动。壳30、即其不漏流体的腔31具有进入口34（也参见图3-6）和输送出口35。

在例如此处所例示的实施例之类的优选实施例中，出口35被限定在壳30的轴向端部处，而入口34处于所述壳的侧向位置。在一个这样的实施例中，促动器33优选地位于壳30的另一轴向端部处，从而使得作为一个整体可获得泵4的紧凑构造。为此目的，如在所例示的情况下，盖30b也可被成形为使得限定了用于促动器33的前部的定位座。

泵4的电促动器33为电机，所述电机具有从电机的壳突出的旋转轴33a。在本发明的优选实施例中，电机33为具有概念本身已知的直流电机。另一方面，具有一些其他类型的旋转轴的电动机并未从本发明的范围排除，例如，无刷电机、步进电机或交流电机。

在本发明的优选实施例中，泵送布置结构32包括活塞保持器组件或模块36。在所示示例中，模块36包括例如由塑料材料、特别是热塑性材料的单件制成的基本上圆筒形的固定主体。优选地经由轴向密封件和径向密封件，模块36以不漏流体的方式安装在腔31内。为此目的，在示例中，径向O型环36a被设置成在模块36的内周面和下盖30b的中央突起的周面之间操作，并且轴向O型环36b在模块36和主体30a的面对的端面之间操作，其中，出口35位于O型环36b限定（circumscribe）的区域中。如例如在图3中可以清楚地看到的，在模块36的周壁中限定的是通路37，所述通路37用于将模块本身的内部设置成与腔31的入口34流体连通。

在活塞保持器模块36中限定了一个或多个室或圆筒。在示例中，限定了沿模块36的轴向方向延伸的两个圆筒38，所述两个圆筒38处于与彼此并且相对于电机33的轴33a的旋转轴线R大致平行的位置。也参照图3，模块36的腔的一部分39a被限定在圆筒38之下，相对于模块36静止的板40被收容在所述部分39a中，所述板40被安装在圆筒38的基部处，并且限定了通孔（未示出），所述通孔各自轴向对准到相应的圆筒。通过板40的前述孔安装有优选地由例如热塑性材料之类的塑料材料制成的相应的活塞41的圆柱形部分。每个活塞41至少部分地在相对应的圆筒38内延伸，以便限定可变容积的工作室。优选地，在圆筒38的近端处和在板40的孔中限定了用于活塞41的相应的引导和密封衬套40a的定位座。板40也可由塑料材料制成。

在例如所例示的实施例之类的优选实施例中，在圆筒38内设置有阀装置，所述阀装置能够与活塞41相互作用，以便提供液体的泵送。

在例如所示实施例之类的一个实施例中，活塞41具有轴向腔41a，并且在它们的上端处限定了阀座41b，相应的打开/关闭元件42支承在所述阀座41b上。例如由橡胶制成的打开/关闭元件42被轴向对准到活塞41，并且通过螺旋弹簧43的第一端支撑，所述螺旋弹簧43的相对端例如通过机械干涉而被约束在相对应的圆筒38的远端处。如下文中将会清楚地呈现的，阀43-43为引入阀。

通过44标示的是例如由塑料材料制成的促动构件，所述促动构件通过电机30的轴33a驱动旋转，所述轴33a特别是绕轴线R可旋转的。构件44被收容在模块36的下部腔39a中并且被装配到轴33a，所述轴33a穿过盖30b的相对应的孔，与所述相对应的孔操作性地相关联的是密封装置。在所示示例中，在相对于前述孔的伸展部（stretch）外围的位置，盖30b限定了用于收容两个径向O型环45的座，所述两个径向O型环45与轴33a协作，以防止水朝向电机33的泄漏。此外，优选地，盖30b的上表面还限定了环形浮凸46（图3），所述环形浮凸46限定了供轴33a通过的孔的上端。促动构件44在底部处安置在浮凸46上，以便最小化构件本身和盖30b的上表面之间的接触表面。

在相应的近端区域中，活塞41以如下方式被耦接到促动构件44，即：后者的旋转将确定具有在相对于圆筒本身的远端的最大前进的位置和最大缩回的位置之间的预先设定的行程的每个活塞41在相应的圆筒38中的往复的轴向移位，并且由此，改变相对应的工作室的容积。在优选实施例中，促动构件44限定了凸轮路径47，每个活塞41经由相对应的凸轮从动件48与所述凸轮路径47协作。凸轮路径47相对于旋转轴线R是大致倾斜的，以便确定活塞41的往复的轴向移位。在所例示的情况下，活塞41的运动是基本上正弦的，并且凸轮和凸轮从动件之间的耦接使得一个活塞41的最大前进的位置对应于另一个活塞41的最大缩回的位置。在所示的具体情况下，对应于构件44的完整旋转的是每个活塞41的两个完整的往复移位。

在特别有利的实施例中，促动构件44包括鼓形凸轮（drum cam），即，基本上圆柱形的主体，在所述主体的周面上限定有凸轮路径47，所述凸轮路径47此处通过相对于旋转轴线R倾斜的环形槽获得，凸轮从动件47被接合在所述凸轮路径47中。在示例中，凸轮从动件47被构造为从活塞的基部侧向突出的元件，所述元件优选为大致圆柱形的，并且被接合在限定了凸轮路径的槽中。在下文中，为简单起见，构件44将被称为“凸轮”。

模块36的每个圆筒38被连接成借助于相应的止回阀或逆止阀与输送出口35流体连通，所述相应的止回阀或逆止阀起输送阀的作用。如下文中将呈现的，这样的止回阀能够在相对应的活塞41从最大缩回的位置移位到最大前进的位置期间呈打开位置。

在一个实施例中，设置在模块36的与凸轮44相对的部分中的是与圆筒38的数量相对应的数量的阀壳体。因此，在所示实施例中，设置了优选为圆筒形的两个壳体49，所述两个壳体49在模块36与腔39a相反的端面处打开，并且在优选地平行于圆筒38的位置朝向圆筒38轴向延伸。每个壳体49经由处于其自己近端处的端口（仅在图2中表示出这些端口中的一个并且其通过49a来标示）与圆筒38流体连通。相反，壳体49的远端与阀壳30的出口35流体连通，这在此处是通过处于O型环36b所限定的区域中的在模块36和壳主体30a的轴向端部的面对表面之间限定的径向通路（radiusing passage）50。

在每个壳体49的近端区域中限定了阀座51（图3），在所述阀座51上，例如由橡胶制成的打开/关闭元件52通过相对应的螺旋弹簧53来促动。这里，弹簧53的与相对应的打开/关闭元件52相反的端部安置在壳主体30a的轴向端部的内表面上。因此，如可以注意到的，在所例示的输送阀中，打开/关闭元件52被弹簧53保持在设置在活塞上的相对应的阀座51的正常的关闭位置。

在泵4的正常操作期间，电机33被驱动以引起凸轮44的旋转。优选地，电机33沿主要的或预定的旋转方向被促动，所述主要的或预定的旋转方向此处将被假定为是顺时针的旋转方向，所述旋转方向在图3的下部中通过箭头F来指示。模块36的下部腔39a提供了泵4的通风区域（draught area）。假定存在连接到水箱的入口34和通路34，实际上，腔39a在水箱压力下至少部分地填充有水。

如先前所述，凸轮44的旋转引起活塞41的往复运动，其中，一个活塞前进并且另一个收回。图3相应地图示了右侧的活塞41和左侧的活塞41的最大前进和最大缩回的状态，而图4图示了相反的状态。

例如，参照右侧的活塞41，在最大前进的位置（图3），在弹簧43的最大压缩的状态下，其腔41a被相对应的引入阀的打开/关闭元件42封闭。随着活塞41收回，弹簧43逐渐扩展，从而暂时维持打开/关闭元件42仍处于关闭活塞的腔41a的状态下。活塞的缩回使相对应的圆筒38的可变容积的室的容积增加。室内的流体将其压力降低至低于引入压力的值，并且由压力差引起的力使引入阀打开，即，引起打开/关闭元件42和活塞上的相对应的阀座41b之间的分离，从而获得轴向腔41a的打开（弹簧42当然为此目的来校准）。接下来，在腔部分39a给定的通风区域中，活塞41到达（图4）最大缩回的位置。在该步骤中，输送阀52-53处于关闭位置。同时，为左侧的活塞41提供相反的运动顺序。

如可以理解的，在一个活塞41缩回的过程中，确定了圆筒38、即相应的工作室的有用容积的增加，其中，当相对应的打开/关闭元件42处于打开状态中时，水从腔部分39a通过中空的活塞41移动到圆筒本身。相反，在相同活塞的后继的前进过程中，工作室的容积减小，而包含在其中的水至少在打开/关闭元件42移动到关闭活塞的腔41a的状态中之后经受压缩。这使输送阀52-53打开，即，引起其打开/关闭元件对抗相对应的弹簧的作用的后退。然后，打开/关闭元件52释放相对应的阀座51，从而使得水能够从圆筒38移动到壳体49，并且随后，经由连接通路50移动到输送出口35。然后，活塞41在圆筒38内后继的缩回使得输送阀52-53能够借助相对应的弹簧的作用而重新关闭。

经由对所设置的所有活塞而言以往复的方式发生的所述移位周期，将水从泵4的入口34促动到出口35。

所描述的泵4具有非常紧凑的结构，从而在任何情况下使得可以获得对本文所述的应用而言充足的压力和流量。根据本发明的机器的一个实质性优点通过如下事实来表示，即：代替螺线管，将电动机用于泵使得能够增加控制泵的可能性，并且减少机器的部件数量。电机33的使用使得与传统上在用于制备饮料的机器上使用的泵相比，能够大幅减少操作的振动和噪声。

如上所述，在优选实施例中，泵33的电机为直流电机，其优选地具有永磁体（或具有收集器）。这类电机具有非常低的成本，可靠并且控制简单。

在一个实施例中，控制单元15具有用于测量电机33所吸收的电流的装置，所述装置作为一个整体在图1中通过A来标示。例如，测量装置18可以包括集成在控制单元15的电子板中的电表。另一方面，使用其他类型的传感器或电流传感器（amperometrictransducer）并未从本发明的范围中排除。

在一个实施例中，控制单元15被构造成用于基于经由装置18检测的电机33所吸收的电流的值，来推断泵4的出口35处的压力。以这种方式，控制逻辑完全能够自主计算压力值，从而避免需要给机器1配备特意提供的压力传感器。为此目的，例如，在与微控制器16相关联的存储器装置17中，信息例如以表格的形式被编码，针对每个检测到的吸收电流值，控制单元15将所述信息用于计算压力值的目的。

在一个实施例中，控制单元15被预先布置用于计算电机33的转数（每分钟转数（r.p.m.））。将理解的是，如果直流电机的电压-电流特性曲线是已知的，则极容易得到相对应的转数。为此目的，如已提到的，控制单元能够通过为此目的设计的装置A获得电机33所吸收的电流的值。另一方面，电机33的供应电压或电枢电压（armature voltage）的值可以是设置的参数，并且因此，对于控制单元15是已知的。然而，没有什么来防止设置用于改变电机33的供应电压或电枢电压、并且由此改变其速度的装置，所述装置在图1中示意性地示出并且通过V来标示。在任一情况下，前述电压值对于单元15而言是已知的，所述单元15因此能够计算电机的转数，而无需特定传感器。为此目的，在存储器装置17中编码的是表示电机的电压-电流特性曲线的信息。

在一个实施例中，控制单元15被预先布置用于基于相对应的电机33的旋转速度（每分钟转数）来计算泵4的流量。将理解的是，通过泵4传输的液体的量与活塞41的移位速度成比例变化，并且因此，在最终分析中，与电机33的速度成比例变化。同样，针对这样的计算，例如在试验的基础上获得的信息被编码在存储器装置17中，所述信息表达了电机33的速度和泵4的流量之间存在的关系。基于该信息和以先前描述的方式获得的每分钟转数信息，控制单元15能够计算泵4的流量的值。以这种方式，不需要给机器1配备特意提供的流量或容积传感器。当然，在相同的基础上，还可以通过改变电机33的速度来精确地控制泵4的输送。

在可能的实施例中，控制系统设有用于测量电机33所吸收的电流的装置A和用于改变其供应电压的装置V二者。在这样的实施例中，控制单元15可以被预先布置用于根据电机33所吸收的电流来改变供应电压（并且因此，速度），以便保证恒定的压力。对此目的而言必要的信息在这种情况下也被编码在存储器装置17中。

在一个实施例中，泵4的电机33是双向电机；即，它能够沿相反的方向被驱动，而不会危害所描述的操作。例如，在使用直流电机的优选的情况下，旋转的逆转可通过逆转电枢电压或激励电压来获得，其中，控制系统15预先布置有特意提供的逆转装置，所述逆转装置在图1中通过I来标示。

在本发明的实施例中，泵4具有启动灌注系统（priming system），其包括再循环阀，所述再循环阀能够通过相对应的促动布置结构来驱动，以使泵4的输送压力达到大气压力。为此目的，在特别有利的实施例中，促动布置结构被预先布置用于使再循环阀在电机的轴沿次要方向、即与正常促动的方向（先前限定为主要方向或预定方向，并且假定为是顺时针的旋转方向）相反的方向旋转之后打开。

参照图5，在一个实施例中，设置在模块36的与凸轮44相对的部分中的是用于前述再循环阀的壳体60，此处所述壳体60处于与凸轮44、即与旋转轴线R基本上同轴的位置。应当注意的是，图5与图4相似，但在其中利用附图标记来标示的仅是对理解所提及的启动灌注系统的操作而言有用的部件。

壳体60以相似于图3和图4的壳体49的方式来构建，其中，相对应的下部端口60a具有优选为圆形的截面，所述下部端口60a在这种情况下与活塞保持器模块内部的腔的上部部分39b连通，该上部的腔部分相对于圆筒38处于中间位置。限定在壳体60的下部区域中的是阀座61，而壳体60的上端与连接通路50、即与出口35连通。壳体60内的再循环阀具有与输送阀相似的概念，其中，相对应的打开/关闭元件62被相对应的弹簧63促动到阀座61正常关闭的位置。

还参照图6至图10，再循环阀62-63的促动布置结构包括第一下部旋转构件，所述第一下部旋转构件作为一个整体通过65来标示，所述第一下部旋转构件例如由塑料制成，为简单起见在下文中称为“销”。销65具有下部66（例如，参见图5和图10），所述下部66能够经由外螺纹/内螺纹耦接约束到凸轮44的主体。在示例中，前述部分是圆柱形的并且带有外螺纹，因而提供了外螺纹66。在另一侧上，凸轮44在中心处具有带螺纹的圆筒形座，所述圆筒形座提供了内螺纹44a。显然，在讨论中的部件上的外螺纹和内螺纹的相对的布置结构是可能的，即使这将带来它们的总体尺寸的增加。然后，销65具有大致螺柱形（stud-shaped）的上部67，用于再循环阀62-63的促动。

然后，所述促动布置结构包括作为一个整体通过68来标示的上部旋转构件，所述上部旋转构件例如也由塑料制成，并且为简单起见在下文中定义为“制动装置（arrest）”。制动装置68在销65的部分66之上被安装在上部腔部分39b中，以便能够绕轴线R转动，但例如借助于概念本身已知的合适的支撑件或间隔件而被轴向约束，所述合适的支撑件或间隔件延伸到腔部分39b中，并且优选地还具有保证部件44、65和68之间的同轴性的目的（在图6-10中，这样的支撑件或引导件是部分可见的，并且通过72来标示）。

制动装置68具有轴向通路69（图6-8），销35的杆（stem）67经由棱柱形耦接接合在所述轴向通路69中。换言之，杆67和通路36之间的耦接使得杆67能够在通路69中轴向平移，但防止前者在后者中的任何旋转。在示例中，为此目的，杆67具有截面，所述截面具有非圆形的几何构型，特别是四边形的，并且通路69的至少一个伸展部具有相对应的互补形状。

再循环阀62-63的促动布置结构包括至少一个防旋转系统或棘轮机构，所述至少一个防旋转系统或棘轮机构构造成用于使得制动装置68能够沿此处为顺时针方向的电机的优先方向F旋转，并且制止或防止制动装置68沿相反的方向旋转。在图6-10中所示的示例中，制动装置68具有：部分68a，其具有圆形的轮廓，以便引导旋转；以及部分68b，其周围轮廓限定了多个齿70。此外，所述棘轮机构还包括弹性抵靠部分68a的外轮廓的元件71。在示例中，该元件71通过薄片（lamina）、优选为金属薄片构成，其中，固定部分通过72所标示的支撑件来保持就位，并且其中，此处定义为“制动部分”的相对部分沿基本上径向的方向弹性地压在制动装置68的带齿部分的外侧上。制动装置68和薄片71的相对应部分的轮廓以如下方式来成形，即：制动装置的顺时针旋转能够自由地发生，其中，齿70在薄片71的制动部分之下滑动，而在齿与薄片的制动部分接合之后，防止逆时针旋转。参照图6-7，在泵的操作的步骤中，销65的下部外螺纹66被完全地螺接到在凸轮44中限定的内螺纹44a中。电机33的轴33a沿顺时针方向F的旋转引起凸轮44的旋转，这促动活塞41。销65在相对于凸轮44的旋转中固定，并且因此，借助杆67和制动装置68之间的棱柱形耦接，后者也是自由转动的，只要经由凸轮44施加的转矩高于薄片71的弹性反应的力。在这样的操作步骤中，杆67被完全降下到通路69中，如例如在图6和图7中可以看到的。

在控制系统发出用于逆转电机的旋转的命令的情况下，部件44、65和68趋于沿顺时针方向转动，但当薄片71接合齿70时，通过棘轮机构防止制动装置68的旋转，并且也以这种方式防止销65的旋转：例如，参见图8至图10，其中，通过箭头B指示逆时针旋转。由于外螺纹/内螺纹耦接，凸轮44能够替代地沿顺时针方向转动，从而使销65的外螺纹66从内螺纹44a逐渐旋开，如例如图8和图9中强调的。因此，销65作为一个整体逐渐上升。杆67随之发生的上升带来打开/关闭元件62抵抗相对应的弹簧63的作用的升起，从而使再循环阀打开。假定杆67的截面的形状和/或尺寸小于端口60a的形状和/或尺寸，则泵4的输送出口35被设置成与腔39a-39b流体连通，并且因此，最终与进入口34流体连通。一方面，图11和图13，并且另一方面，图12和图14，精确地图示了销65的最大下降和最大上升的状态，这相应地对应于再循环阀62-63关闭的状态和打开的状态。在销65上升的过程中，其防旋转系统优选地被激活。特别是，销处于外螺纹66和杆67之间的中间位置的棱柱形部分65a到达在引导件72的下部中限定的相对应的座72a（在图11和图12中可见）。该座72a具有两个相对的平面表面，销65的前述棱柱形部分35a能够在所述两个相对的平面表面之间穿过，以便停止销自身的旋转。优选地，前述座72a在顶部处具有至少一个引入部（lead-in），例如倾斜的平面，以便促进棱柱形部分65a插入其中。此外，在完成外螺纹66从内螺纹44a旋开的状态下（图10），并且在通过棱柱形耦接65a-72a防止销65旋转的情况下，凸轮44也能够继续转动。

然后，旋转方向被逆转，即，使得电机33再次沿优先方向F转动（基本上依循图10、图9和图8的顺序）。再循环阀的弹簧63作用在打开/关闭元件62上，并且因此，作用在销65的杆67上，从而维持外螺纹和内螺纹之间的接触。凸轮44的顺时针旋转趋于引起销65和制动装置68的相似旋转。然而，如特别是在图12中可以看到的，在销的中间部分65a和座72a之间确定的棱柱形耦接阻止销65朝向升起位置（旋开）的旋转。以这种方式，凸轮44的顺时针旋转确定销65的外螺纹66螺接到凸轮44的内螺纹44a中，从而使销自身降低，所述销在该步骤中是静止的。因此，销65的降低引起先前提到的防旋转系统65a-72a的释放。此时，再循环阀关闭，并且销65和凸轮44固定地旋转。

内螺纹44a的口可被有利地构造成用于促进外螺纹66再次螺接到内螺纹44a中。

在泵4的操作期间，可能发生的是，空气存在于一个或多个圆筒68内，从而危害活塞在泵送水方面的有效性。在这样的状态下，打开/关闭元件52和相对应的弹簧53无法产生高于输送线路（delivery circuit）上存在的压力的压力。因此，阀52-53不会打开，并且泵4不会使流体移位。因此，以前述方式获得的再循环阀62-63的打开使得能够获得水从泵4的输送部朝向引入部的再循环，以便使得能够将输送压力带回到大气压力，这使得能够消除可存在于泵4中的任何空气。

当然，泵的电机33沿与优先方向F相反的方向B的旋转引起相似于先前所述的活塞41的轴向运动。然而，引入压力和输送压力是相应的，并且即使活塞继续使水移位，也没有流体在进入口和输送出口之间的真正的迁移，其中，所有的水在泵自身内再循环。

在一个实施例中，再循环阀62-63打开的循环被设置在液体产品的每个输送结束时。因此，在这样的情况下，在胶囊12插入到机器中并且酿造室关闭之后，例如通过按压按钮，饮料的输送开始，其中，控制系统沿优先的旋转方向F启动电机33。在输送结束时（通过按压按钮确定，或一旦在输送一定量的饮料之后已经过给定的时间），控制系统停止电机33，并且发出供其沿与优先方向相反的方向短暂旋转的命令，以便获得再循环阀62-63的打开，并且因此，获得泵的启动灌注，如先前所述。在这种状态下，存在于管道中用于输送到输送组件11的水也能够朝向泵4的内部流回。

再循环阀打开的状态可以被维持，直到液体产品的下一次输送，或者该阀能够通过沿优先旋转方向的短暂促动再次关闭（阀62-63的关闭也意味着电机33的非常短的促动，并且因此，意味着在输送部35处泵送可忽略的量的液体）。

因此，所提出的解决方案使得能够利用一个和相同的电机33来获得阀的打开，用于泵4的启动灌注，并且因此，无需特定的专用促动器和/或复杂的启动灌注布置结构。

通过以上描述，清楚地呈现了本发明的特性，也同样呈现了由此提供的优点。

显然，本领域技术人员对于作为示例描述的机器可以作出许多变型，而不由此脱离在后续权利要求中限定的本发明的范围。

外螺纹66和内螺纹44a之间的螺纹可以是左手螺纹，并且防旋转布置结构70-71可以被构建成防止顺时针旋转并使得构件68能够逆时针旋转。在这种情况下，上述操作原理保持不变，除了如下事实，即：再循环阀的关闭利用凸轮44的逆时针旋转（旋紧）来获得，而在其顺时针旋转（旋开）的情况下，获得再循环阀的打开。

在可能的变体实施例中，活塞保持器组件36可包括具有相对应的活塞41的仅一个圆筒38，或多个圆筒和多于两个的活塞。

Claims (15)

1.一种用于特别是通过胶囊（12）来制备液体食物产品的机器，至少包括：

- 液体的源（2）；

- 输送组件（11），其具有酿造室（11a、11b），所述酿造室（11a、11b）构造成用于接收液体食物产品的前体、特别是包含在胶囊（12）中的前体，并且用于在所述液体通过所述酿造室（11a、11b）之后输送所述食物产品；

- 泵（4），其用于将来自供应（2）的液体泵送通过所述输送组件（11）的酿造室（11a、11b），并且由此，引起所述食物产品的输送；以及

- 控制系统（15），其构造成用于控制所述泵（4）的具有旋转轴（33a）的电动机（33），

其中，所述泵（4）具有泵壳（30），所述泵壳（30）具有入口（34）和出口（35），在所述泵壳（30）中限定了圆筒（38），活塞（41）在所述圆筒（38）中至少部分地延伸，以限定可变容积的工作室；

其中，在所述电机（33）的轴（33a）和所述活塞（41）之间存在传动布置结构（44、48），所述传动布置结构（44、48）构造成用于引起所述活塞（41）的具有在前进位置和缩回位置之间的预定行程的往复运动，并且由此，改变所述工作室的容积，所述传动布置结构（44、48）包括促动构件（44），所述促动构件（44）通过所述电机（33）的轴（33a）来驱动旋转，并且被操作性地耦接到所述活塞（38），

其中，所述泵（4）具有引入阀（42-43）和输送阀（52-53），用于相应地将所述工作室连接成与所述泵壳（30）的入口（34）和出口（35）流体连通，所述引入阀（42-43）被构造成用于相应地因所述活塞（41）朝向其前进位置和缩回位置的移位而呈打开位置和关闭位置，并且所述输送阀（52-53）被构造成用于相应地因所述活塞（41）朝向其缩回位置和前进位置的移位而呈打开位置和关闭位置，

所述机器其特征在于：所述促动构件（44）具有凸轮路径（47），所述活塞（41）经由相对应的凸轮从动件（48）耦接到所述凸轮路径（47），所述凸轮路径（47）被构造成用于确定所述活塞（41）在所述前进位置和所述缩回位置之间的所述预定行程。

2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于：

- 在所述泵壳（30）内限定有至少一个另外的圆筒（38），相应的另一活塞（41）在所述另外的圆筒（38）中至少部分地延伸，以限定另一可变容积的工作室；

- 所述泵（4）具有至少一个另外的引入阀（42-43）和至少一个另外的输送阀（52-53），用于相应地将另一工作室连接成与所述泵壳（30）的入口（34）和出口（35）流体连通；

- 所述另一活塞（41）经由相对应的凸轮从动件（48）耦接到所述促动构件（44）的凸轮路径（47），所述凸轮路径（47）被预先布置用于确定所述活塞（41）和所述另一活塞（41）在相应的前进位置和缩回位置之间的预定行程，

其中，优选地，所述圆筒（38）处于与彼此并且相对于所述电机的轴（33a）平行的位置。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的机器，其特征在于，所述促动构件包括鼓形凸轮（44）。

4.根据权利要求2和3所述的机器，其特征在于，所述凸轮路径（47）以如下方式来构造，即：所述活塞（41）的前进位置对应于所述另一活塞（41）的缩回位置，并且反之亦然。

5.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述促动构件（44）能够按照与所述电机（33）的轴（33a）的旋转轴线（R）重合的轴线旋转。

6.根据权利要求2或权利要求4所述的机器，其特征在于，所述泵壳（30）限定了收容活塞保持器组件（32）的腔（31），所述活塞保持器组件（32）限定了所述圆筒（38）或每个圆筒。

7.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于：

- 所述活塞（41）或每个活塞具有近端和远端，通腔（41a）在所述近端和所述远端之间延伸；

- 所述引入阀（42-43）或每个引入阀处于相对应的圆筒（38）内，并且被构造成用于呈现相对应的活塞（41）的通腔（41a）在相应的远端处的相对应的打开和关闭的位置；以及

- 至少在所述缩回位置，所述活塞（41）或每个活塞（41）的近端处于在所述泵壳（30）内限定的通风区域（39a）中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述电机（33）为直流电机。

9.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述控制系统（15）包括以下各项中的至少一个：

- 用于测量所述电机（33）所吸收的电流的装置（A）；

- 用于控制所述电机（33）的供应电压的装置（V）；以及

- 用于控制所述电机（33）的旋转速度的装置（V）。

10.根据权利要求9所述的机器，其特征在于，所述控制系统（15）被预先布置用于计算以下各项中的至少一个：

- 所述泵（4）的出口（35）处的压力，这是基于所述电机（33）所吸收的电流的值；

- 所述电机（33）的每分钟转数，这是基于所述电机（33）的供应电压的值和所述电机（33）所吸收的电流的值；

- 所述泵（4）的流量，这是基于所述电机（33）的每分钟转数。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的机器，其特征在于，所述控制系统（15）被预先布置用于改变以下各项中的至少一个：

- 所述泵（4）的流量，这是通过改变所述电机（33）的旋转速度；

- 所述泵（4）的出口（35）处的压力，这是通过根据所述电机（33）所吸收的电流来改变所述电机（33）的供应电压。

12.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述电机（33）是双向电机，并且所述控制系统（15）包括用于控制所述电机（33）的旋转方向在主要方向（F）和次要方向（B）之间的逆转的装置（I）。

13.根据前述权利要求中任一项所述的机器，其特征在于，所述泵（4）具有启动灌注系统，所述启动灌注系统包括再循环阀（60-63）和相对应的促动布置结构（44、65、68、71）。

14.根据权利要求12和13所述的机器，其特征在于，所述促动布置结构（44、65、68、71）被预先布置用于使所述再循环阀（60-63）在所述电机（33）沿所述次要方向（B）旋转之后打开。

15.根据权利要求13或权利要求14所述的机器，其特征在于，所述促动布置结构包括：

- 第一旋转构件（65），其具有上部（67）和下部，所述上部（67）用于所述再循环阀（60-63）的控制，所述下部通过利用外螺纹（66）和内螺纹（44a）的耦接来耦接到所述促动构件（44）；

- 第二旋转构件（68），其轴向约束在第一构件（65）的下部之上，第二构件（68）具有轴向通路（69），所述第一构件（65）的上部（67）经由棱柱形耦接接合在所述轴向通路（69）中；

- 至少一个防旋转布置结构（70、71），其构造成用于使得所述第二构件（68）能够沿所述主要方向（F）旋转，并且防止所述第二构件（68）沿所述次要方向（B）旋转。