CN107427153B - 饮料制备机 - Google Patents

Abstract

一种饮料制备机(1)尤其是咖啡机，包括用于容纳待萃取的饮料基质(4)的两个冲泡室(2，3)和用于切换对单独的冲泡室(2，3)的液体供应的阀(10)，其中该阀(10)是隔膜阀并且具有用于液体输入的入口(12)、用于第一冲泡室(2)的第一出口(14)和用于第二冲泡室(3)的第二出口(15)以及封闭膜(18)。

Description

饮料制备机

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的具有两个冲泡室的饮料制备机，且尤其是咖啡机。

背景技术

从现有技术中已经知道了许多饮料制备机，它们为了制备例如呈加奶咖啡或卡普奇诺形式的混合饮料而可以容纳两个不同的胶囊，它们同时和/或依次被处理。为了有针对性地给两个冲泡室供水而需要阀。通常采用软管夹管阀、电磁阀或陶瓷阀。

例如EP1961351B1示出了一种具有两个冲泡室的咖啡机，所述冲泡室能被依次操作。为了将供水从第一冲泡室切换到第二冲泡室，采用了两通陶瓷阀。该文献还提到了能使用电磁阀来代替陶瓷阀。

现有技术的缺点是，所述阀结垢且因而很快就影响到阀密封性。该问题虽然用软管挤夹管阀解决了，但软管夹管阀为此在每次关闭过程中都承受高的机械载荷，因而只能获得短暂的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点。尤其应该提供一种具有两个冲泡室的饮料制备机，它们能用可靠的阀来控制。还将提供一种具有少量活动件的阀。

该目的通过具有一种具有权利要求1的特征的饮料制备机完成。由从属权利要求中得到其它的实施方式。

饮料制备机尤其是指这样的机器，它基于分份胶囊可以制造出任何类型的液态食品或饮料。此时并未区分所制备的食品是否是咖啡、茶、含奶产品、即食汤、婴儿食品或能量饮料。但它尤其在此是这样的机器，其基于装有食品基质的分份胶囊通过将液体注入胶囊、溶解、萃取、冲泡食品基质等来制作液态食品。胶囊尤其也是指垫。

根据本发明的饮料制备机尤其是咖啡机包括用于容纳饮料基质的两个冲泡室和用于切换对单独冲泡室的液体供应的阀。该阀是具有封闭膜的隔膜阀并具有用于供应液体的入口和用于第一和第二冲泡室的第一和第二出口。

通过使用隔膜阀，可以实现成本很低的阀解决方案。另外，隔膜阀对结垢不太敏感。膜的运动阻碍了水垢的沉积。因为隔膜阀通常只执行很短的行程，故膜的磨损也可以很小并且可以保证长使用寿命。此外，在隔膜阀中通常只有膜接触待控液流，因而只有膜的刮擦或磨损能污染液流。

冲泡室可以被设计成直接容纳饮料基质，但或者被设计成容纳相应的分份胶囊。同样可以想到的是，该机器具有许多冲泡室，该阀相应地并非仅具有两个出口，而是有相应数量的多个出口。

该阀可以针对每个出口具有一个推杆，该封闭膜借此可被压迫到相应出口上且因此封闭该出口。通过采用独立的推杆来封闭出口，也可以实现阀的个别控制。因此例如可以想到，具有两个出口的阀具有四个不同状态：两个出口打开，两个出口关闭，第一出口打开而第二出口关闭，第一出口关闭而第二出口打开。推杆的使用还允许小心控制和操作该封闭膜。尤其是可以消除摩擦力。该封闭膜只被偏移和略微伸展。根据推杆的压紧力的不同，该封闭膜还承受附加的压力。或者，该封闭膜也可利用凸轮盘、凸轮轴或其它机构被直接或间接偏移。

该推杆可运动地安装在导向件中。导向件造成推杆只能在规定方向上运动。因此，例如借此保证了推杆底面平行于该出口的密封面布置并且在推杆运动时保持平行对齐。也相应地保持低的封闭膜机械载荷。

该阀可以具有用于控制推杆的凸轮盘。借助凸轮盘，可以很简单地使单独的推杆运动。用于控制推杆的凸轮盘能可转动地安装在阀中。代替凸轮盘，也可以采用凸轮轴或其它的致动件。但是，凸轮盘是一个成本很低廉的解决方案并且可以简单地通过传动机构来控制。凸轮盘可以具有大致平行于推杆运动方向的转动轴线。

该阀可以具有两部分壳体，其中优选第一壳体部包括分配板，在该分配板中不仅形成有所述入口，也形成有所述出口，且优选也设置相应的软管接头。第二壳体部可以具有紧固机构用于能将阀安装在饮料制备机中。这样的紧固机构例如可以是卡爪或螺纹容座。该阀可以具有带有接口的软管接头，该接口允许快速可靠地更换软管。例如每个软管端可以配设有适配接头，其可连接至软管接头的接口。

该阀可具有第一和第二流通位置，在所述第一和第二流通位置上，第一和/或第二出口是打开的。相应地，连接至该出口的各个冲泡室可以个别地或同时地被供水。

可以如此设计这些流通位置，即在第一流通位置上只有第一出口是打开的，在第二流通位置上只有第二出口是打开的。因此可以保证在每种情况下仅有一个冲泡室被供水。因此防止在两个冲泡室内同时冲泡饮料。相应地，也可以保证在每个冲泡室内有所需要的萃取压力，萃取压力由设于阀的输入侧的泵提供。这样的配置结构在需要依次准备以制成例如层状饮料时是有利的。

该阀可以具有关闭位置，在该位置上所有的出口被封闭。这样的设计意味着在冲泡过程结束时不会再有液体漏滴入冲泡室。这样可以相应防止饮料制备机的不希望有的脏污或不必要的滴流装置填充。另外可以由此防止液体从冲泡室进入阀并污染阀。尤其对于含奶饮料的制备来说，这是一个强制性卫生特征，因为阀无法由使用者清洗或只能相当费力地由其清洗。

该阀可以是安全阀并且具有在预定压力下可打开的结构。例如因此可以阻止堵塞的冲泡室导致泵或整个机器受损。在此，该阀例如可以如此设计，它在18巴压力之前都可靠密封且从20巴-25巴压力起与其设定无关地打开以便又降低压力。例如该封闭膜可以被设计成是可压缩的。因此，可以用密封面上的接触压力来控制密封作用。即使在阀关闭时，封闭膜可被阀内的过压压缩，使得实际上封闭的出口在随后打开。例如在阀关闭位置上，因此在所有出口全都封闭时，推杆作用于封闭膜的接触压力小于在出口仅单侧打开时的推杆接触压力。因此，可以获得分级的安全功能。例如在5巴-8巴的压力下可以进行完全关闭的阀的释放。这是有利的，使得阀内的压力以及相应的泵和机器加热器内的压力可以在其使用之后降低。尽管如此，关闭的阀还是阻止在冲泡过程结束后的漏滴。在出口仅单侧打开的情况下，安全功能只在推杆接触压力增大时晚一些做出反应。因此，在例如达到18巴的高压下可以实现饮料的冲泡或萃取。只在达到或超过20巴-25巴压力时，封闭的出口才允许通过。

可环绕每个出口设置平面密封面。这样的平面密封面保证了被推杆压紧到密封面上的封闭膜均匀支承在该面上且封闭该出口。通过平面构型，推杆也可以具有包括平面的底面。这样的平面很容易制造。相应地可以实现良好的密封作用。

例如该密封面可以具有这样的直径，其小于或等于相应推杆的底面的直径。但也可以想到的是，推杆底面的直径被设计成小于密封面的直径。但在此要注意的是，推杆底面至少应贴靠密封面且相应大于出口的直径。该密封面和推杆的底面必须重叠。因此，阀制造时的容许公差不太重要且能相应选择较大的容许公差。密封面和推杆底面相应位于优选是彼此平行的平面中。

或者也可以想到如此设计该推杆，它可以至少部分进入出口中。因此，封闭膜的密封作用不再是在平面密封面上，而是在位于出口的进入区且例如呈锥形构型的密封面上封闭。

该阀可以由使用者通过驱动杆机械移动。通过机械可调性，实现了很简单的阀结构。尤其是该阀不容易出故障，因为未采用用于控制阀控制的电气部件和/或电子部件。

该驱动杆例如可以直接与阀的凸轮盘连接。因此，驱动杆的运动直接作用于凸轮盘，凸轮盘又控制阀的推杆。

该驱动杆可以与机器的用户界面的控制件机械联接。此时该控制件能线性移动地安置和支承在饮料制备机上。饮料制备机通常具有用户界面，使用者借此调整期望饮料的类型或至少接通机器。通过与用户界面的相应控制件的机械联接，又可以实现很简单可靠的阀控制。

该控制件能在下述方向上可移动地安装在饮料制备机上，该方向基本平行于常用的且要由使用者操作的冲泡室闭合用手柄的运动平面地取向。尤其是，该控制件此时可以设置在手柄的运动范围内，从而使用者能在符合人机工程学的手运动中同时或前后衔接地操作该手柄并操控该控制件。

该控制件可以与机器控制装置组合。因此可行的是，只用直接控制阀位置的唯一的控制件也能控制饮料制备。例如，通过将控制件从中间位置移动，可以将饮料制备机从备用模式中唤醒，并且在该控制件移动至碰到此时阀被正确设定的止挡时触发冲泡过程。不言而喻的是，对于冲泡过程也必须使泵和适用情况下的加热器投入运行。此时该机器可以具有直流流量计，其在输送了预定液体量之后又关掉泵。但或者，泵的关掉也可以由使用者通过使控制件复位至中央位置来进行。

该驱动杆可以具有齿部段，齿部段与该控制件的齿条啮合。借助齿部段/齿条组合的接合是很可靠的结构形式并且尤其易于实现。此外，排除了不希望有的打滑。

或者，该阀的凸轮盘可被带有相应传动装置和用于正确调节阀位置的位置识别机构的电动机驱动。例如可采用伺服马达或步进马达。通过这样的机电解决方案，阀可以在任意位置被装在机器中。尽管如此，阀还是可通过设于机器的用户界面上的控制件来控制。不言而喻的是，该控制件必须具备相应的开关触点以实现阀的控制。

该封闭膜可以具有可压缩材料，尤其是硅树脂材料或者三元乙丙橡胶(EPDM)。尤其是，该封闭膜也可以由所述可压缩材料构成。这种材料符合食品要求，且在密封功能方面具有良好的性能。

附图说明

以下，结合仅示出实施例的附图来详述本发明，其中：

图1以示意图示出现有技术的饮料制备机，其具备两个冲泡室和切换阀；

图2以立体图示出根据本发明的饮料制备机；

图3a以立体图示出图2的饮料制备机的阀；

图3b以另一立体图示出图3a的阀；

图4以立体图示出图3的阀连同图2的饮料制备机的控制件；

图5以分解图示出图3的阀；

图6以穿过推杆的横截面图示出图3的阀；

图7a以图6的横截面示意图示出处于第一流通位置的阀；

图7b示出图7a的处于关闭位置的阀；

图7c示出图7a的处于第二流通位置的阀。

具体实施方式

图1以示意图示出了现有技术的饮料制备机，其具有两个冲泡室2、3和切换阀5。在冲泡室2、3中各自容纳一个胶囊，胶囊装有饮料基质4。两个冲泡室具有注入器，它将液体注入相应的冲泡室或相应的胶囊。注入器与切换阀5相连，该切换阀控制水流向单独的冲泡室2、3。

在图2中以立体图示出了根据本发明的饮料制备机1。饮料制备机1如图1的饮料制备机那样具有可被单独地控制的两个冲泡室(未示出)。为此，饮料制备机1具备控制件36，借此可以选择相应的冲泡室。在此，控制件36在运动方向38上可移动地安装在饮料制备机1的表面上。根据控制件36位置的不同，水从水箱7经可选的水加热器、泵和隔膜阀10(见图3-7)被引入相应的冲泡室。

图3a和图3b以两个不同的立体视角示出了图2的本发明饮料制备机1的隔膜阀10。隔膜阀10具有三个软管接头11，其中的一个软管接头用于输入通道12a，而两个软管接头用于第一和第二输出通道14a、15a(见图4)。在此，输入通道12a通向入口12，而第一和第二输出通道14a、15a分别通向第一或第二出口14、15(见图7a-7c)。隔膜阀10具有驱动杆33，其配设有齿部段34并就位在隔膜阀10的驱动轴31上。通过驱动杆33的移动和/或通过驱动轴31的转动，该入口和进而输入通道12a可与第一出口或与第二出口连通。

图4又示出了图3的隔膜阀，在此附加示出根据图2的本发明机器的控制件36。又能看到三个软管接头11以及输入通道12a和输出通道14a、15a。控制件36可沿运动方向38移动。控制件36在此具备齿条37，齿条与驱动杆33和相应的齿部段34配合。因此，通过控制件36的运动使驱动杆33绕转动轴线32转动。该转动被传递给隔膜阀的驱动轴31，使得隔膜阀例如能从关闭位置29移动到第一流通位置27或第二流通位置28(见图7a-7c)。

图5以分解图示出了图3的隔膜阀10。又能看到这三个软管接头11，它们形成输入通道12a和两个输出通道。软管接头11分别配设有接口，该接口允许简单更换软管。软管接头11被集成在分配板17中。隔膜阀10还具有封闭膜18，封闭膜用于在分配板17的内侧封闭两个出口14、15(见图6)。封闭膜18基本呈具有周向凸起的扁平圆形膜。封闭膜18借助可移动地安装在导向件23内的两个推杆19、20被移动。此时两个推杆19、20被凸轮盘25驱动。凸轮盘25具有驱动轴31，其如图4所示与驱动杆33抗转动地固定联接。驱动杆33具有齿部段34。隔膜阀10被阀体26和分配板17包围。此时，封闭膜18不仅封闭单独的出口14、15，也同时以其周向凸起连同导向件33一起确保阀室13的密封(见图6)。相应地，绝对干燥地进行推杆19、20和凸轮盘25的控制运动，因而也不会出现冲泡水被刮屑等弄脏。

在图6中以穿过推杆19、20的横截面图示出了隔膜阀10，在此，该截面并未居中穿过驱动轴31。驱动杆33就位在凸轮盘25的驱动轴31上，该驱动轴限定了转动轴线32。凸轮盘25具有带斜面即真正凸轮的结构，该凸轮使推杆19、20移动离开其静止位置。在所示的图中，两个推杆19、20处于静止位置。这两个推杆19、20与封闭膜18有效接合以便能相应地使封闭膜偏移。在封闭膜18下方形成阀室13，阀室通过软管接头11经输入通道12a被灌充冲泡水。根据推杆19、20位置的不同，膜18被压到第一出口14的或第二出口15的密封面16上。密封面16在两个出口14、15处在一个平面内的情况下呈环形围绕出口14、15设置。密封面16是支承面，膜18能通过推杆19、20被压到该支承面上。

图7a-图7c以横剖示意图示出了在各不同位置上的图6的隔膜阀10的功能，在这里，分别以立体图示出了凸轮盘25的相应位置。在图7a中，隔膜阀10处于第一流通位置27。控制盘25以其凸轮相应压迫推杆20，该推杆又使封闭膜18偏移并压抵至第二出口15的密封面16上。第二出口15因此被关闭。通过入口12，阀室13由泵被灌充优选是水的液体，使得封闭膜18可以从第一出口14的密封面16抬起。推杆19处于其静止位置，在此位置上，凸轮盘25的凸轮不作用。虽然推杆19能以其底面21贴靠封闭膜18，但它未压迫至第一出口14的密封面16上。相应地，在有内压的情况下存在着在入口12与第一出口14之间的相应流体连通。这种流体连通用箭头来表示。

在图7b中，隔膜阀10处于关闭位置29。相应地，凸轮盘25的凸轮作用于两个推杆19、20。封闭膜18通过两个推杆19、20被压迫到第一和第二出口14、15的各自密封面16上。因此，出口14、15被关闭。即使通过入口12将加压液体压入阀室13，两个出口14、15在某个时刻前一直保持关闭。如此设计凸轮盘25的凸轮，即推杆19、20未被完全移动。相应地，在出乎意料的5巴-8巴的过压情况下，膜18可被相应压缩和顶起。该过压可以经两个出口14、15减弱。这在图中用点画箭头来表示。

图7c现在示出了在第二流通位置28上的隔膜阀10。凸轮盘25以其凸轮压迫推杆19，推杆又将封闭膜18压抵到第一出口14的密封面16上。出口14因此被关闭。推杆20处于静止位置，并且封闭膜18通过阀室13内的压力从入口12起被顶离第二出口15的密封面16。第二出口15因此被打开。相应的流体连通用箭头来表示。

在根据图7a和图7c的两个流通位置27、28上，各有一个出口14、15是打开的，而另一个出口是关闭的。通过采用可压缩的封闭膜18，允许实现安全功能。当例如在根据图7a的流通位置27情况下真正打开的出口14被关闭或堵塞时，则尽管推杆20完全偏移，封闭膜18也可通过形成的内压进一步压缩，使得过压通过真正关闭的出口15被减弱和限制。于是可以防止软管、泵、加热器或机器的损伤。通过相应的结构设计和/或通过选择阀膜18的材料性能，可以如此调整安全功能，即，阀膜例如只在20-25巴的过压情况下使用。相应可以保证，仍然例如可以利用高达18巴的压力提取获得意式浓香咖啡。但显然也可调节出其它压力值。

Claims (15)

1.一种饮料制备机(1)，包括用于容纳饮料基质(4)的两个冲泡室(2,3)和用于切换对单独的冲泡室(2,3)的液体供应的阀(10)，其特征是，该阀(10)是隔膜阀并且具有用于供应液体的入口(12)、用于第一冲泡室(2)的第一出口(14)和用于第二冲泡室(3)的第二出口(15)以及封闭膜(18)。

2.根据权利要求1所述的饮料制备机(1)，其特征是，该阀(10)针对每个出口(14,15)具有推杆(19,20)，该封闭膜(18)能通过该推杆被压到相应的出口(14,15)上。

3.根据权利要求2所述的饮料制备机(1)，其特征是，该阀(10)具有用于控制该推杆(19,20)的凸轮盘(25)。

4.根据权利要求3所述的饮料制备机(1)，其特征是，该凸轮盘(25)可转动地安装在该阀(10)内以控制该推杆(19,20)。

5.根据权利要求1所述的饮料制备机(1)，其特征是，该阀(10)具有第一和第二流通位置(27,28)，在所述第一和第二流通位置上所述第一和/或第二出口(14,15)是打开的。

6.根据权利要求5所述的饮料制备机(1)，其特征是，在第一流通位置(27)上唯有第一出口(14)是打开的，在第二流通位置(28)上唯有第二出口(15)是打开的。

7.根据权利要求1所述的饮料制备机(1)，其特征是，该阀(10)具有关闭位置(29)，在该关闭位置上，所有的出口(14,15)被关闭。

8.根据权利要求1所述的饮料制备机(1)，其特征是，该阀(10)是安全阀并且具有在预定压力能打开的结构。

9.根据权利要求1所述的饮料制备机(1)，其特征是，环绕每个出口(14,15)地设有在一个平面内延伸的密封面(16)。

10.根据权利要求9所述的饮料制备机(1)，其特征是，该密封面(16)所具有的直径小于或等于相应的推杆(19,20)的底面(21)的直径。

11.根据权利要求1所述的饮料制备机(1)，其特征是，该阀(10)能由使用者通过驱动杆(33)机械调节。

12.根据权利要求11所述的饮料制备机(1)，其特征是，该驱动杆(33)与用户界面的可移动安装的控制件(36)机械联接。

13.根据权利要求12所述的饮料制备机(1)，其特征是，该驱动杆(33)具有与该控制件(36)的齿条(37)配合的齿部段(34)。

14.根据权利要求3和权利要求4至10中任一项所述的饮料制备机(1)，其特征是，所述阀(10)的凸轮盘(25)能被带有相应传动装置和用于正确调节阀位置的位置识别机构的电动机驱动。

15.根据权利要求1所述的饮料制备机(1)，其特征是，该封闭膜(18)具有可压缩的材料。