CN107427144A - 用于调制和分配饮料的基于胶囊的系统 - Google Patents

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Abstract

一种可从冷饮胶囊或热饮胶囊分配冷饮和热饮的饮料分配系统。所述冷饮胶囊或热饮胶囊被插入所述系统，并且盖被手动关闭，如果冷饮胶囊已经被插入，那么机构使所述胶囊沿着预定缝裂开，将冷混合流体注入所述胶囊，并且接着旋转所述胶囊以倒出所述冷饮或进一步将所述冷饮冲到杯中。如果热饮胶囊已经被插入，那么所述盖被关闭且旋转针刺穿所述胶囊的顶部。所述胶囊接着从底部被刺穿。热水接着可被注入所述胶囊的顶部，并且所述热饮可从底部被移除到杯中。

Description

用于调制和分配饮料的基于胶囊的系统
发明背景
发明领域
本发明总体上涉及用于饮料分配系统，并且更具体地涉及可分配冷饮和热饮两者的完整的饮料分配系统。
背景技术
存在多种分配来自胶囊的饮料(例如像一杯咖啡或茶)的装置和技术。在一种方法中，一次性容器贴合在杯的顶部上且具有用于接收饮料汁(诸如咖啡)的隔室，其中顶部上具有人必须灌入沸水到其中的大贮存器。这些装置可为一次性的，但是较为昂贵，咖啡暴露于空气，在空气中咖啡可能容易变质或被污染，且装置总体上不适用于自动咖啡调制机或其他饮料机。由于饮料的流速总体上较低，因此这些装置通常相对大于所分配的饮料体积。另外，这些装置可被设计成直立使用且只有底部区域可用于过滤流体，这促成过滤过程的迟缓。在一种构造中，将过滤器设置于密封接收容器中且接收容器与过滤器中间包括用于支撑过滤器的支撑构件。当过滤器变湿时，其松垂且适形于支撑构件，在所述支撑构件中具有孔以释放过滤的饮料但阻挡过滤器的输出。在压力下注水的应用中使用的这种过滤器设计将提供低流速。
存在若干知名的公司在咖啡间和茶间中提供专有基于胶囊的机器，包括Nestle的Nespresso和Special T、Green Mountain Coffee Roaster的Keurig、Starbucks Verismo、Kraft的Tassimo、Sara Lee的Senseo、Nescafe的Dolce Gusto、Illy、Lavazza的Blue和Britta Yource。Mars Flavia和Esio是利用袋式单次使用的分配系统的机器。另外，存在若干知名的公司在商业环境中经营单份饮料机，包括PHSI的Interpure、Waterlogic的Innowave、Vertex的Charm、Keurig、Nestle和Mars Flavia。
目前，存在其他机器尝试将类似的基于胶囊/粉囊包的单份使用点冷饮系统商业化。例如，由Primo Water获得的Omnifrio使用刺穿机构，其刺穿胶囊的顶部和底部，从而允许浓缩浆料排出。Bevyz使用压力机构来弹开胶囊，从而实现混合过程。Esio热饮系统&冷饮系统使用浆料小袋系统并且使饮料混合物泵送出小袋以便使所述饮料混合物与包装袋外的水混合。Brita的Yource使用基于胶囊的机器。
当在系统中分配冷饮时(在系统中，通过将通常为水的冷流体与粉末而不是浓缩液体混合调制饮料)，一项重大挑战是粉末在混合过程期间无法有效溶解。这可导致来自饮料系统的不良质量输出和机器本身中的难看且可能不健康的残留物。设计来在分配期间实现粉末与液体的有效混合的用于提供热、冷、周围温度、碳化、且混合的饮料的改进的系统(在饮料之间提供较少残渣或不提供残渣、污染或交叉污染)在美国申请号13/293,043、美国临时申请号61/411,786和国际申请号PCT/US2011/060050中有描述，所有申请以引用的方式并入本文。本公开描述一种用于提供混合饮料的另外的实施方案。
另外，现有技术中不存在既可分配冷饮又可分配热饮的机器或系统。具有可接收热饮或冷饮胶囊、处理胶囊且分配所希望的热饮或冷饮的单个饮料分配机器将是高度有利的。虽然热饮胶囊和冷饮胶囊的形状和大小可完全相同，但具有不同形状和大小的热饮胶囊和冷饮胶囊是有利的。维持常见的热饮胶囊(诸如众所周知的由Green Mountain Keurig所使用的咖啡胶囊)从由LaVit LLC所使用的冷饮胶囊中容易地识别所述热饮胶囊。这防止用户出错并且使得系统更易于识别所希望的是冷饮还是热饮。
发明概要
本发明包括完整的热饮和冷饮分配系统。所述分配系统是具有适配来接收饮料混合胶囊的隔室和可向客户显示消息且允许客户选择饮料选项的机器。本发明还包括饮料调制机构或子系统，用于完全控制热饮料和冷饮料调制的机械部分。
为了分配饮料，用户接近机器，将冷饮胶囊或热饮胶囊放入隔室中，关闭盖，并且在控制面板上选择饮料的类型(或者可由系统基于插入胶囊的类型自动进行选择)。
如果选择和胶囊呈现冷饮，那么当机器覆盖件关闭时机器打开胶囊。上部喷嘴注入少量的冷液体以与内容物混合且溶解(或稀释)所述内容物。第二喷嘴开始填充低于出口的容器(杯)。同时，内部机构使胶囊旋转大约九十度以将胶囊的内容物清空到容器中。冷饮胶囊可包含混合到过滤水中以产生冷饮的粉末或液体。饮料可为“家用配方”或经制造商许可的常见的大众市场品牌饮料。
通过开裂和揭开来打开冷饮胶囊。触及胶囊的此方法提供一种用于调制并递送饮料的有效且高效的方式。机械装置被适配来使胶囊沿着冲压到胶囊中的低于胶囊的顶覆盖件的折痕裂开。机械装置通常在用户关闭盖时沿着裂开的折痕揭开胶囊。例如，可在胶囊的唇缘中或正下方包括轻微折痕，所述轻微折痕可用于破开密封且允许随后将覆盖件揭开或撬开。如所陈述的，当揭开(例如，撕开胶囊)覆盖件时，饮品与液体混合流混合，在许多实施方案中，液体混合流将是水、冷水或热水、起泡的或静止的。
如果选择和胶囊呈现热饮，那么通过关闭盖由针在底部刺穿胶囊。关闭机器的盖迫使热饮胶囊下降到针上。注入针臂将针旋转到穿透胶囊的盖的位置。热液体被注入到热胶囊以酿造或混合热饮。热饮被通过喷入杯中的热饮的压力在其底部迫出孔。热饮胶囊可包含粉末、磨制物(诸如研磨咖啡)或者由注入的热液体(诸如热过滤水)酿造或与其混合的液体。
本发明的目的是提供一种瓶装水和其他水基即饮型(RTD)饮料的强有力的替代品。本发明旨在提供一种针对消费者的补水和饮料需求的方便、可靠且具有高性价比的使用点方案。本发明是一种单份饮料系统，其可通过基于冷胶囊的系统生产无限的冷却过滤水以及单份独特饮料。本发明可分配碳化的、风味的、增强的、超净化的过滤水和风味剂、热咖啡、热茶和冷茶、热巧克力以及热和冷的众多其他饮料。
附图描述
现在将注意力转向示出本发明的特征的若干附图：
图1示出完整热饮料和冷饮料分配系统的实施方案。
图2A和图2B示出通常的冷胶囊的一个实施方案。
图3示出系统的控制器和其他受驱动部件的示意图。
图4示出热/冷分配机构的实施方案的透视图。
图5A示出处于中性或起始构型的具有插入的冷胶囊的热/冷分配机构的侧面剖视图。
图5B示出具有插入的热胶囊和部署一半的注入针的热/冷机构的侧面剖视图。
图5C示出具有完全部署的注入针的图2B的机构的透视图。
图5D示出热/冷机构的底部透视图。
图6示出其中覆盖件部分关闭的热/冷机构的侧面剖视图。
图7示出其中覆盖件完全关闭的热/冷机构的侧面剖视图。
图8示出其中当灌入框架开始旋转冷饮胶囊时覆盖件完全关闭的热/冷机构的侧面剖视图。
图9示出其中覆盖件完全关闭的热/冷机构的侧面剖视图，其中灌入框架处于最大旋转位置。
图10示出其中覆盖件在中性构型中打开的热/冷机构的侧面剖视图，其中插入有热饮胶囊或k形杯。
图11示出其中覆盖件部分关闭且热胶囊安置在底针上的热/冷机构的侧面剖视图。
图12示出其中覆盖件完全关闭使得底针已经刺穿热胶囊的底部的热/冷机构的侧面剖视图。
图13示出其中覆盖件完全关闭、同时注入针在热胶囊上旋转的热/冷机构的侧面剖视图。
图14示出其中覆盖件完全关闭且注入针刺穿热胶囊的顶部的热/冷机构的侧面剖视图。
图15示出热/冷机构的前视图。
图16示出热/冷机构的左视图。
图17示出热/冷机构的右视图。
图18示出热/冷机构的后视图。
图19示出热/冷机构的顶视图。
图20示出热/冷机构的底视图。
图21A、图21B和图21C示出位于不同位置的热/冷机构的等轴视图。
图22示出本发明的替代实施方案的剖视图，其中热胶囊的顶部先于底部被刺穿。
图23-27示出在利用图22的实施方案分配热饮期间的事件顺序。
若干附图和说明已经被呈现来协助理解本发明。本发明的范围不限于图中示出的范围。
具体实施方式
本发明包括完整的热饮和冷饮分配系统。本发明还包括饮料调制机构或子系统，所述饮料调制机构或子系统可被插入壳体且从壳体移除以完全控制热饮和冷饮调制的机构部分。
完整的饮料分配机的实施方案在图1中示出且包括：具有含冷水和热水或其他液体供应的覆盖件(201)的外部壳体(200)；控制饮料调制和分配的所有方面的控制器；和实际分配饮品的饮料调制机构。控制器与一个或多个用户控制面板(201)电连通，其中消息可显示给用户，并且用户可选择各种饮料。也可利用按钮(203)进行选择。在一些实施方案中，仅基于被插入胶囊的类型进行冷饮或热饮的选择。通常的选择可为冷饮(诸如果汁饮料、柠檬水、其他风味冷饮等)，而热饮可包括咖啡、茶、热巧克力等。处理器可为本领域已知的微控制器、微处理器或配置来存储指令并执行已存储指令的任何其他类型的处理器或计算机。控制器通常包括板上存储器或外部存储器。在一些实施方案中，控制器可具有通信能力且能够在网络(如因特网)上传达状态和接收命令。
热饮和冷饮都在密封胶囊中供应。冷饮胶囊(或简称冷胶囊)通常是具有安置密封盖的边缘的大致钻石形杯。杯可包含泡沫或液态冷饮混合物。每个冷胶囊通常在边缘上或边缘正下方具有凹槽、刮痕或凹痕。当胶囊由机器捕获且由用户向下按压从而关闭机器盖时，冷胶囊可被打开，从而允许边缘交会其端部中的一个上的突起。当胶囊旋转或向下移动时突起抵靠边缘的向上力致使边缘的部分沿着凹槽撕开，从而提供开口，在所述开口中冷流体可被注入到胶囊，从而致使混合的冷饮离开胶囊并且填充低于机构的杯。冷胶囊的通常的实施方案对于其冷饮分配系统(参见由与本发明相同的发明者中的一些所公布为2012/0231126的待审美国专利申请号13/293,043)类似于由纽约的LaVit LLC所供应的胶囊。图2示出通常的冷胶囊的实施方案。
热胶囊类似于由若干供应商供应用于咖啡分配的常见的杯。对于本发明，热胶囊除了仅咖啡之外可包含其他产品，包括例如茶或热巧克力或者任何其他热饮。
返回到图1，可看出本发明的系统的实施方案的视图。壳体(200)包括基座(300)和允许插入冷胶囊或热胶囊的触及盖或覆盖件(201)。控制面板(201)也安装在壳体(200)上，所述控制面板(201)允许用户选择和指挥饮料的调制。壳体(200)包含所有必要的部件，包括铅锤、液体加热、控制和感测以及热饮/冷饮分配模块或机构。
图2A示出具有边缘(305)和盖(303)的通常的冷胶囊(302)。当胶囊在由固定构件(304)捕获的同时被迫使向下旋转时，突起(301)把边缘(305)撬开。图2B示出被撬开的冷胶囊(302)。虽然图2B示出胶囊在两端都被打开，打开胶囊的优选方式是仅在一端打开。任一打开技术处于本发明的范围内。
图3示意性地示出可为本领域已知的固态控制器芯片的控制器(203)。控制器(203)电耦接到控制面板(202)，所述控制面板(202)可为触摸面板、LCD面板或任何类型的任何其他控制面板。控制器(203)是执行已存储指令的处理器，所述已存储指令除读取和书写控制面板(202)外，还控制通常为机械饮料调制模块(205)的一部分的一个或多个驱动马达(204)。控制器(203)可指挥饮料调制模块(205)根据用户选择调制和分配冷饮或者调制和分配热饮。控制面板(202)可显示将适当胶囊插入调制机构并且关闭覆盖件的消息。控制器(203)还可接收有关置于装置下方的杯的大小的指令，因而提供正确量的冷流体或热流体。在一些实施方案中，控制器(203)接收关于插入胶囊的类型的传感器或摄像头信息且继续调制冷饮或热饮。就摄像头而言，摄像头可读取胶囊上的标签或条形码。
通常，冷流体或热流体被过滤掉水；然而，过滤掉的不一定是水。其他流体可与一些饮品一起使用。具体地，对于一些冷饮，流体可为碳酸水。任何流体处于本发明的范围内。控制器(203)还可控制各种泵(206)、加热器(207)和阀(208)。另外，所述控制器(203)可利用温度传感器(209)读取热注入流体。控制器(203)、温度传感器(209)和加热器(207)可以闭环构型操作。最后，在本发明的一些实施方案中，控制器(213)可读取位于胶囊插入点附近的传感器或摄像头(210)以确定已插入的是冷胶囊还是热胶囊(或任何胶囊)。传感器(210)可包括两个或更多个传感器，一个用来确定任何东西是否已被插入，并且另一个用来确定已插入的是冷胶囊还是热胶囊。可存在用来读取胶囊上的标签或条形码的摄像头(212)。可存在红外LED传感器或任何其他类型的传感器。其他传感器(211)可任选地确定覆盖件是打开还是关闭(安置)和旋转构件在热/冷分配模块中的位置。如果覆盖件位于错误的位置，那么控制器(203)可在控制面板(201)上显示错误消息。
冷饮或热饮的实际调制和分配由现在将详细描述的可插入热/冷分配机构或模块来处理。
热/冷分配机构
本发明部署可插入饮料分配模块或机构，所述可插入饮料分配模块或机构可使用先前描述的密封胶囊来分配冷饮且可使用类似于本领域已知的用于分配咖啡的标准胶囊的胶囊来分配热饮。冷饮胶囊可包含用于任何冷饮的粉末或液体混合物；热胶囊可包含用于任何热饮(包括咖啡、茶和热巧克力、或任何其他热饮)的粉末混合物。
本发明通过使用适配来操纵两种类型的胶囊的唯一机构来处理冷饮和热饮两者。当热饮是所希望的时，用户将冷饮胶囊插入机构且关闭机器盖。冷饮胶囊的形状和冷饮胶囊安置在机构中的方式致使所述冷饮胶囊在盖被抵靠如先前所描述的突起部分向下推动而关闭时被撬开。冷液体诸如水或其他冷流体接着可被注入胶囊，从而混合内容物且迫出内容物并且产生冷饮。
当热饮胶囊被插入机构时，由于形状不同，关闭机器盖不会打开这种类型的胶囊。然而，关闭机器盖确实会将热胶囊向下按压在底部刺穿针上，从而在热胶囊的底部中形成孔。注入针臂接着在热饮胶囊上从竖直休止位置旋转到水平位置，从而致使注入针刺穿胶囊的顶部。热液体接着在压力下被迫使或注入到热饮胶囊以产生热饮。酿造的或混合的热饮被从流动到杯中的位置迫出底部孔或底部针到达热喷口。
转到图4，可看到热/冷分配机构的实施方案的透视图。此机构或头部配合到先前描述的代替冷饮专用机构的饮品分配机器中。图4的机构包括接合来形成单一壳体的上部壳体(1)和下部壳体(3)。覆盖件或盖(22)被附接成使得可用后销钉或后铰链枢转关闭或枢转打开。覆盖件(22)通常被偏转关闭，但可用手轻易打开和关闭。
机构包括位于其中心中的竖直的、大致上圆柱形的空腔(29)，所述空腔(29)在覆盖件(22)打开时被配置来接收且固持冷饮胶囊或热饮胶囊。小突出唇缘或框架(5)允许胶囊紧密地安置，但在空腔(29)中可移除。唇缘(5)还防止颠倒插入任一类型的胶囊。热饮胶囊通常高于冷饮胶囊。因此，所述热饮胶囊在空腔(29)中较低安放。这提供一种利用传感器、摄像头或其他技术识别两种类型的胶囊之间的差别的方法。另外，胶囊可具有条形码或指示胶囊的类型和胶囊所包含的饮料的类型的其他可读取标识。
覆盖件(22)与上部壳体(1)配合且利用一对链环(20)耦接到连杆框架(18)，所述连杆框架(18)也向下枢转且用来迫使冷饮胶囊打开以便打开所述冷饮胶囊，并且使热饮胶囊向下迫使到底部传递针上。
图5A示出图4的机构的侧面剖视图。覆盖件(22)用铰链销钉(30)在每一侧上枢转打开和枢转关闭从而将覆盖件(22)附接到链环基座(2)。链环基座(2)安装在下部壳体(3)上，所述链环基座(2)为覆盖件(22)提供基架。覆盖件(22)利用链环条(20)耦接到连杆框架(18)，所述连杆框架(18)在覆盖件(22)关闭时还向下移动。图5A示出安置在空腔(29)中的冷胶囊(31)。在此情况下，当覆盖件(22)被用户关闭时，链环条(20a)将连杆框架(18)向下迫使到冷胶囊(31)上。冷胶囊(31)向下移动且抵靠突起(图2A中示出)旋转并且被迫打开。
在图5A中可看出空腔(29)并不是简单的圆柱形，而是具有下部圆柱形部分(32)和带锥度圆锥形上部部分(33)。上部部分(33)被适配来接收且固持先前所论述类型的冷胶囊。下部大致圆柱形部分(32)被适配来接收且固持热胶囊，所述热胶囊与冷胶囊相比具有较小直径和不同形状，比冷胶囊低地安置。空腔(29)的底部具有竖直针(25)，所述竖直针(25)用来在机器覆盖件(22)关闭时刺穿热胶囊的底部。
当使用热胶囊时，在覆盖件(22)关闭且热胶囊的底部被刺穿后，注入针臂在热胶囊上从竖直休止位置旋转到水平位置，这致使注入针(24)刺穿热胶囊的顶部。这可在图5B-5C中看出。在图5A中，可看到注入针(24)在水平或休止位置附接到注入软管(28)。这是注入针(24)的起始或休止位置，在所述起始或休止位置注入针臂(9)处于竖直位置。图5B是具有插入的热胶囊和部署一半的注入针(24)的机构的侧面剖视图。图5C是具有完全部署且抵靠热胶囊的顶部密封的注入针(24)的机构的透视图。
转到图5B，可看到注入臂(9)通过枢轴(34)与第一驱动链环(10)和第二驱动链环(11)附接。注入臂(9)附接到局部齿轮(17)。当局部齿轮(17)被致使旋转通过一定角度时，注入针(24)从图5A中示出的休止位置连续旋转到图5C中示出的最终位置，注入针已经刺穿热胶囊。图5B示出通过旋转周期一半的注入针(24)。局部齿轮(17)由耦接到驱动马达(未示出)的较小驱动齿轮(8)进行驱动。当马达旋转驱动齿轮(8)时，局部齿轮(17)作出局部旋转，从而致使注入针臂(9)在热胶囊(27)上从竖直位置移动到水平位置，从而致使注入针(24)刺穿热胶囊顶部。
图5C示出具有完全部署的注入针(24)的机构的上侧透视图。在此构型中，注入针(24)已刺穿热胶囊，并且热液体可通过注入软管(28)注入到胶囊。驱动注入针的机构包括为注入针旋转子系统提供支撑的链环基座(2)和电枢安装件(6)。可看到第一驱动链环(10)附接到局部齿轮(17)。注入臂(9)附接到局部齿轮(17)(图5B中示出)。在图5C中可看出局部齿轮(17)、因而驱动齿轮(图5B中示出)侧向位于组件的大约中心处。
转到图5D，可看到机构的底部透视图，其中覆盖件(22)处于关闭构型。下部壳体(3)附接到上部壳体(1)且覆盖件(22)在打开位置与关闭位置之间枢转。在图5D中示出关闭位置。在组件的底部，可看到热喷管(4)和冷饮孔口(35)。在组件的下背部，存在固持驱动马达(未示出)的马达安装件(13)。驱动马达直接驱动耦接到局部齿轮(图5C中示出)的驱动齿轮(8)。安装支架(7)用来安装驱动齿轮(8)。
如先前陈述的，本发明可分配冷饮和热饮两者。现在将分步解释针对两种情形采用的顺序过程。
冷饮分配
返回到图5A，可看到处于静止或休止构型的分配机构的剖面，其中覆盖件(22)打开。覆盖件(22)通过链环条(20)耦接到连杆框架(18)。连杆框架(18)完全凸起。先前所描述类型的冷胶囊(31)被示出插入到分配空腔(29)。冷饮胶囊(31)具有边缘，所述边缘允许所述冷饮胶囊(31)在空腔(29)中安置得高，所述边缘位于部分圆锥形的上部区域(33)中。
图6示出当用户正关闭覆盖件(22)时的机构。覆盖件的向下行进已致使边缘框架(18)通过两个链环条(20)的动作向下枢转到胶囊(31)上并且枢轴(36)捕获胶囊。
图7示出当用户最终将覆盖件(22)推动到完全关闭时的机构。如先前已经描述的，因为胶囊边缘的外缘在胶囊主体被向下按压时抵靠突起(图2A中示出)，所以此最后推动致使冷胶囊(31)沿着其边缘上或其边缘正下方的带条纹的裂痕撬开。荚状框架(16)是将冷胶囊撬成打开构型的旋转构件。
图8示出覆盖件(22)关闭且冷胶囊(31)已经被撕开之后的机构。整个荚状框架(16)和连杆框架(18)向前旋转以准备分配冷饮。马达、通常为步进马达和其他驱动齿轮(未示出)将冷胶囊(31)旋转到清空位置。
图9示出荚状框架(16)已经完全旋转冷胶囊之后的机构。这是冷饮分配构型，其中当冷液体流被注入到冷胶囊(31)的主体时分配冷胶囊(31)的内容物。即饮型冷饮通过孔口分配出组件的底部、通过冷饮出口(35)直接进入杯。
在冷饮被分配之后，系统旋转回初始中性位置。用户可在打开覆盖件(22)时处置用完的冷胶囊(31)。在一些实施方案中，另外的机构(未示出)迫使用完的冷胶囊(31)进入处置区域。
热饮分配
图10示出其中覆盖件(22)完全打开且热饮胶囊(27)插入到空腔(29)的机构的侧面剖视图由于热胶囊(27)比冷胶囊更接近圆柱形(尽管稍微锥化)，所以所述热胶囊(27)的边缘不会延伸出远至冷胶囊上的边缘，并且所述热胶囊(27)的边缘往往会在空腔(29)中安置较低。热胶囊(27)下方存在底针(25)，所述底针(25)在覆盖件(22)完全关闭时将刺穿热胶囊的底部。注入针(24)处于中立位置或休止位置且边缘框架(18)凸起。
图11示出当用户关闭覆盖件(22)时的机构。边缘框架(18)已经响应于连杆(20)向下旋转且安置在热胶囊(27)的顶部，从而将所述热胶囊(27)捕获。热胶囊(27)正置于底针(25)上，但所述底针尚未刺穿胶囊。
图12示出其中覆盖件(22)被完全关闭的机构。关闭覆盖件的力已经致使边缘框架(18)将胶囊(27)向下按压到底针(25)上，从而迫使底针刺穿胶囊(27)的底部。系统准备酿造热饮。
图13示出当驱动马达(未示出)开始转动驱动齿轮(8)(其驱动局部齿轮(17))时的下一步。这致使注入臂(9)向前枢转，从而带着注入针(24)朝向热胶囊(27)的顶部。
图14示出当注入臂已经到达其最低位置时注入针(24)刺穿热胶囊(27)的顶部。驱动齿轮(8)和局部齿轮(17)已经结束它们所允许的旋转且已经停止。热流体现在可在压力下通过注入针(24)被注入到热胶囊(27)。注入针密封件(23)将注入针(24)密封到热胶囊(27)的顶部，从而防止在注入期间泄漏。热饮现在酿造或混合。热饮被迫出通过热胶囊的底部且通过热喷口(4)(图5D和图20中示出)被分散到杯中。
在热饮被分散之后，用户(或下一个用户)在打开覆盖件(22)之后可处置用完的热饮(24)。
热/冷分配机构的外部视图
图15、图16、图17、图18、图19和图20示出从每个主要方向的热/冷分配机构的外部。图15示出前视图。图16示出左视图。图17示出右视图。图18示出后视图。图19示出顶视图。图20示出底视图。
转到图15，看到热/冷机构的前视图。覆盖件(22)、边缘框架(18)和注入针(24)可见。覆盖件(22)被示出为处于打开位置。
图16示出机构的左视图。可看到覆盖件(22)、连杆(20)和枢轴(34)。销钉铰链(30)允许覆盖件(22)枢转。开口框架(5)和开口荚状框架(16)也可见。为了打开冷胶囊或将热胶囊向下按压到底针上，开口荚状框架(16)从图16中示出的水平位置旋转到竖直位置。所述旋转围绕销钉(37)。
图17示出机构的右视图。同样，可看到覆盖件(22)和连杆(20)。如已经论述的，由不同马达驱动的特殊的局部齿轮组件(38)致使荚状框架(16)旋转以便允许冷胶囊的内容物被分散。
图18示出机构的后视图。这里，覆盖件(22)从背侧看到且向下关闭，并且远离视点。注入针驱动齿轮(8)可穿过下部壳体的后部中的狭槽看到。
图19示出最多包括覆盖件(22)的顶视图，而图20示出底视图。可看到热喷口(4)和冷胶囊(35)。另外，驱动马达安装件(13)、注入针驱动齿轮(8)和局部齿轮(17)位于单元的后部中。最后，可看到注入软管(28)离开壳体的顶部后部。
图21A-21C示出机构在三个不同位置的三个透视图。可看到先前所描述的大部分特征。特别感兴趣的是荚状框架(16)，所述荚状框架(16)旋转来打开冷胶囊，而边缘框架(18)用来限制旋转。下部浇注框架固持冷饮部分。此下部浇注框架由下部齿轮(38)驱动来向前旋转以允许冷饮分配。上部浇注框架(19)旋转来安置任一类型的胶囊。
本发明的特定实施方案可配备有确定是冷胶囊还是热胶囊已经被插入到机构(或任何胶囊已经被插入)的传感器。此传感器可耦接到控制器，使得当用户已经根据他或她的选择插入错误类型的胶囊时，机器可显示错误消息且实际上不分配饮料或致使注入针部署到冷胶囊上。在发生错误的情况下，用户可被赋予移除错误插入的胶囊并且将其丢弃或者纠正他或她的选择以匹配所插入的胶囊的机会。因为当覆盖件(22)完全关闭、冷胶囊已经被撕开或者底针已穿透热胶囊时，不可能移除错误插入的胶囊且稍后使用。如果错误插入的胶囊被移除，那么所述胶囊应被丢弃。
在本发明的不同实施方案中，热分配被配置成使得在热胶囊的底部被出口针刺穿之前顶部被入口针刺穿。
转到图22，可看到此实施方案的剖视图。热胶囊(27)以类似于先前所描述的实施方案的方式安置在空腔(29)中。胶囊(27)置于由载体弹簧(51)向上弹簧加载的载体(50)上。覆盖件(22)是打开的。出口针(25)位于胶囊(27)下方。入口注入针(24)被示出为处于收缩位置、远离胶囊(27)。
图23-27示出调制和分配热饮的顺序。在图23中，覆盖件(22)已经被关闭。边缘框架(18)迫使杯载体(50)和胶囊(27)部分向下抵靠载体弹簧(51)。出口针(25)维持低于胶囊(27)且不会刺穿胶囊。
在图24中，马达驱动的臂(11)开始使入口注入针(24)旋转朝向胶囊的顶部，同时出口针(25)继续维持低于胶囊(27)。臂(11)由耦接到马达的齿轮驱动。
在图25中，当臂(11)到达大约水平位置时，入口注入针(24)刺穿胶囊(27)的顶部。出口针(25)仍低于胶囊(27)的底部且尚未刺穿所述胶囊(27)。
在图26中，马达驱动的臂(11)开始迫使胶囊(27)进一步向下抵靠弹簧且到达出口针(25)上。塑料胶囊底部(54)可在发生刺穿之前稍微倾斜。
在图27中，胶囊底部(54)由出口针(25)在胶囊载体冲程的底部处刺穿。热流体接着可在压力下通过入口注入针灌输到胶囊中以产生热饮。如在其他实施方案中，完成的热饮可通过出口针(25)运输出胶囊的底部且通过热孔口分散到杯。
在分配完成之后，马达驱动的臂(11)返回到图22中示出的竖直位置。胶囊载体被载体弹簧(51)向上迫使到图23中示出的位置。最后，当覆盖件(22)打开时，用完的胶囊被载体弹簧(51)进一步向上迫使到图22中示出的位置，在所述位置所述用完的胶囊可被手动或自动移除。
若干描述和说明已经被呈现来协助理解本发明。本领域技术人员将理解，可在不脱离本发明的精神的情况下做出众多修改和变化。这些修改和变化中的每一个均在本发明范围内。

Claims (31)

1.一种适配来分配热饮和冷饮的饮料分配装置，其包括：
壳体；
安装在所述壳体上的控制面板，所述控制面板被配置来容许选择饮料；
位于所述壳体中的控制器，所述控制器与所述控制面板通信；
安装在所述壳体中的处于所述控制器的控制下的马达驱动的热饮/冷饮分配模块，所述热饮/冷饮分配机构包括：
包含载体的底盘，所述底盘被适配来接收和固持包含冷饮混合物的冷胶囊和包含热饮混合物的热胶囊；
安装在所述底盘上的覆盖件，所述覆盖件可在打开位置与关闭位置之间枢转；
位于所述底盘的底表面上的至少一个饮料出口；
与所述覆盖件配合的冷饮调制机构，所述机构被适配来当所述覆盖件关闭时打开插入的冷饮胶囊；所述冷饮调制机构还被适配来将所述打开的冷饮胶囊从水平位置旋转到已旋转位置，从而允许注入的冷液体流混合且将其内容物通过所述出口迫出；
同样与所述覆盖件配合的热饮调制机构，所述热饮调制机构包括胶囊载体，所述胶囊载体被配置来接收和固持包含热饮混合物的胶囊，所述胶囊载体被配置来当所述覆盖件关闭时向下抵靠弹簧移动；所述机构还包括附接到低于所述胶囊底部的所述底盘的出口针、附接到马达驱动的臂的入口注入针，所述入口注入针被适配来在所述臂被旋转时刺穿所述胶囊的顶部，其中在所述胶囊的顶部被刺穿后，所述马达驱动的臂迫使所述胶囊进一步向下抵靠所述弹簧，从而致使所述出口针刺穿所述胶囊的底部；所述机构接着通过所述入口注入针将热液体注入到所述胶囊且通过所述出口针回收热饮并且将所述热饮运输到所述出口。
2.如权利要求1所述的饮料分配装置，其中所述马达驱动的臂通过多个齿轮耦接到所述马达。
3.如权利要求1所述的饮料分配装置，其中所述冷胶囊具有边缘且被适配来沿着所述边缘上或正下方的凹槽裂开。
4.如权利要求1所述的饮料分配装置，其中所述冷胶囊包含粉末状的冷饮混合物。
5.如权利要求1所述的饮料分配装置，其中所述冷胶囊包含液态冷饮混合物。
6.如权利要求1所述的饮料分配装置，其中所述热胶囊包含咖啡、茶或热巧克力混合物。
7.如权利要求1所述的饮料分配装置，其中所述控制器是适配来执行存储指令的微控制器。
8.如权利要求7所述的饮料分配装置，其中所述存储指令允许用户通过所述控制面板选择冷饮或热饮，当选择冷饮时致使冷液体注入到所述胶囊，或当选择热饮时致使热液体灌输到所述胶囊。
9.如权利要求1所述的饮料分配装置，其中所述空腔具有大致上圆柱形底部部分和部分圆锥形上部部分。
10.如权利要求1所述的饮料分配装置，其中所述覆盖件链接到边缘构件，所述边缘构件被适配来当所述覆盖件关闭时将所述冷胶囊或所述热胶囊紧固在所述空腔中且将所述热胶囊向下迫使朝向所述出口针而不会刺穿所述胶囊的底部。
11.如权利要求10所述的饮料分配装置，其还包括旋转构件，所述旋转构件通过使所述冷胶囊沿着其中所述冷胶囊的边缘部分交会附接到所述底盘的突起的轨迹旋转来打开所述冷胶囊，从而致使所述冷胶囊边缘远离所述冷胶囊撬开。
12.如权利要求1所述的饮料分配装置，其还包括传感器，所述传感器电连接到所述控制器，所述传感器与所述空腔配合来通知所述控制器是冷胶囊还是热胶囊已经被插入到所述空腔。
13.如权利要求12所述的饮料分配装置，其中所述传感器是读取所述冷胶囊或所述热胶囊上的标签的摄像头。
14.如权利要求1所述的饮料分配装置，其还包括单独的热孔口和冷孔口。
15.如权利要求1所述的饮料分配装置，其中所述冷液体是过滤水。
16.如权利要求15所述的饮料分配装置，其中所述水被碳化。
17.如权利要求1所述的饮料分配装置，其中所述热液体是过滤水。
18.如权利要求17所述的饮料分配装置，其中所述过滤水处于足以酿造咖啡的温度。
19.如权利要求1所述的饮料分配装置，其中所述壳体还包含加热器机构。
20.一种适配来分配热饮和冷饮的饮料分配装置，其包括：
包含空腔的底盘，所述底盘被适配来接收和固持包含冷饮混合物的冷胶囊或包含热饮混合物的热胶囊；
枢转安装到所述底盘的覆盖件，所述覆盖件可在打开位置与关闭位置之间枢转；
位于所述底盘的底表面上的热饮出口，和同样位于所述底盘的所述底表面上的冷饮出口；
与所述覆盖件配合的冷饮调制机构，所述冷饮调制机构被适配来在所述覆盖件关闭时打开插入的冷饮胶囊，所述冷饮调制机构还被适配来将所述打开的冷饮胶囊旋转到在由冷液体注入以调制冷饮时可清空内容物的位置，所述冷饮离开所述冷饮出口进入杯中；
热饮调制机构，所述热饮调制机构被适配来旋转马达驱动的注入针，直到所述注入针刺穿且穿透所述热胶囊的顶表面或盖，并且接着将所述热胶囊下降到输出针上，使得所述输出针在所述注入针已经穿透所述顶表面之后刺穿所述热胶囊的底表面，所述注入针被适配来将热液体灌输到所述热胶囊中以调制热饮，所述热饮被运出所述输出针并且离开所述热饮出口进入杯中。
21.如权利要求20所述的饮料分配装置，其中所述注入针安装在旋转构件上，所述旋转构件被适配来将所述注入针从休止位置旋转到活动位置，其中所述注入针穿透到所述热胶囊中。
22.如权利要求21所述的饮料分配装置，其中所述注入针由耦接到具有多个齿轮的所述旋转构件的驱动马达来驱动。
23.如权利要求20所述的饮料分配装置，其中所述冷胶囊具有边缘且被适配来沿着所述边缘上或正下方的凹槽撕开。
24.如权利要求20所述的饮料分配装置，其中所述冷胶囊包含粉末状的冷饮混合物。
25.如权利要求20所述的饮料分配装置，其中所述冷胶囊包含液态冷饮混合物。
26.如权利要求20所述的饮料分配装置，其中所述热胶囊包含咖啡、茶或热巧克力混合物。
27.如权利要求20所述的饮料分配装置，其中所述空腔具有大致上圆柱形底部部分和部分圆锥形上部部分。
28.如权利要求20所述的饮料分配装置，其中所述覆盖件链接到边缘构件，所述边缘构件被适配来当所述覆盖件关闭时将所述冷胶囊或所述热胶囊紧固在所述空腔中且向下迫使所述热胶囊。
29.如权利要求20所述的饮料分配装置，其还包括旋转构件，所述旋转构件通过使所述冷胶囊沿着其中所述冷胶囊的边缘部分交会附接到所述底盘的突起的轨迹旋转来打开所述冷胶囊，从而致使所述边缘部分的一部分远离所述冷胶囊撬开。
30.一种饮料分配器，其包括：
具有覆盖件的壳体；
位于所述壳体中的控制器；
位于所述壳体中的水加热器和水温传感器，所述水加热器和水温传感器被配置成由所述控制器以闭环操作控制来将用于注入的水变成足以用于热水酿造或混合的温度；
位于所述壳体中的胶囊接收设备，所述胶囊接收设备被配置来接收冷饮胶囊或热饮胶囊，所述胶囊接收设备可操作地耦接到胶囊操纵部分，所述胶囊操纵部分被适配来当所述覆盖件关闭时打开插入的冷饮胶囊，或者当所述覆盖件关闭时迫使插入的热饮胶囊向下朝向底部刺穿针；
位于旋转臂上的热水注入针，所述热水注入针被适配来首先刺穿插入的热胶囊的顶表面，接着将所述热胶囊向下迫使到所述底部刺穿针上，所述热水注入针被适配来在压力下将所述热水灌输到所述热饮胶囊中，从而产生酿造的或混合的热饮；
冷水流动系统，所述冷水流动系统被适配来使预定量的冷水流入插入的、打开的冷饮胶囊，从而致使其内容物溶解或混合；
所述胶囊操纵部分还被适配来在其内容物已经溶解或混合之后使插入的冷饮胶囊旋转大约九十度，从而致使所述内容物灌入容器中；
所述冷水流动系统还被适配来在所述内容物灌入所述容器中时使另外的冷水流入所述容器中，从而产生冷饮。
31.一种饮料分配器，其被适配来通过以下方式从胶囊分配冷饮：打开所述胶囊且将冷流体注入其中从而与其内容物混合，接着将所述内容物灌入容器中，同时将另外的冷流体注入所述容器以产生冷饮；所述饮料分配器还被适配来通过以下方式从胶囊分配热饮：首先刺穿所述胶囊顶部，接着刺穿所述胶囊底部，接着将热液体注入所述胶囊顶部，并且接着从所述胶囊底部将热饮回收到容器中。
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