CN107949306A - 带受控出口的发泡设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于产生流体泡沫的设备(100)，所述设备包括：其中可引入所述流体的容器(10)；可在所述容器(10)的内容积内旋转的发泡工具(20)，所述发泡工具能够使所述流体混合并发泡；允许从所述容器(10)分配所述流体制品的至少一个出口(23)；基座，所述基座能够保持所述容器(10)并且包括用于使所述发泡工具(20)旋转的驱动单元(30)；所述至少一个出口(23)根据限定所述容器(10)内所述流体的所述发泡的一个或多个参数被独立地致动成打开或者部分或完全闭合，这些参数为：制备时间、流体温度、由所述发泡工具在所述流体中施加的扭矩、所述发泡工具的旋转速度、或所述发泡工具的旋转方向。

Description

带受控出口的发泡设备

技术领域

本发明涉及用于使流体发泡的发泡设备，更具体地讲，本发明涉及用于使牛奶发泡的设备，该发泡设备包括可根据特定参数操作的出口。

背景技术

泡沫由水相和气(空气)相两种相组成，因此流体泡沫是通过使许多气泡捕获于流体结构中而形成的物质。产生流体泡沫不仅涉及这些气泡的生成，还涉及将这些气泡填充到并保留在整个流体结构中以提供稳定的泡沫。

使流体发泡时，面临的主要困难是要以受控且可重复的方式产生所需的泡沫，并且还要使泡沫稳定并保持其稳定给定时间段。

用于使牛奶发泡的设备在现有技术中是已知的，其中牛奶的发泡通常通过旋转部件在放置有牛奶的储罐或容器内移动来实现。通常，此旋转部件被构造为设置在容器底部部分处的搅打器。牛奶的发泡方式为：搅动牛奶，继而使空气捕获于液体膜内。然而，这些已知设备的问题在于很难实现所得泡沫的特性的精确控制和调节，因此流程的可重复性成为主要问题。

另外，现有技术包括为了致使发泡而将热蒸汽注入容器中所容纳的牛奶的设备。然而，由于需要精确控制后续发泡流程，因此可重复性通常成为这些已知设备的问题。

同样，在现有技术的设备中，有若干因素影响牛奶的发泡，例如旋转部件的速度或者注入牛奶中的蒸汽的温度和/或压力。

此外，在采用现有技术的已知混合和/或发泡设备中，出口通常始终保持打开，并且在杯具中递送的混合物在整个流程中没有相同的特性：事实上，在开始和稍后递送更像液体的泡沫(不稳定)或未正确混合的组合物，在之后递送更浓厚(并且更为稳定)的泡沫或更好地混合的组合物。对于发泡设备，大多数情况下，通常残留在容器中的泡沫过于浓厚而无法通过出口递送，这造成明显的卫生问题，因此需要频繁清洁容器和整个设备。

因此，本发明涉及一种用于使流体发泡优选地用于使牛奶发泡的设备，该设备具有可控的出口，该出口可根据特定参数操作，以避免已知现有技术的缺点。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种用于产生流体泡沫的设备，该设备包括：其中可引入流体的容器；可在容器的内容积内旋转的发泡工具，该发泡工具能够使流体混合并发泡；允许从容器分配流体制品的至少一个出口；基座，该基座能够保持容器并包括用于使发泡工具旋转的驱动单元。根据限定容器内流体的发泡的一个或多个参数，本发明设备的该至少一个出口被致动成打开或者部分或完全闭合。

优选地，根据以下参数中的一个或其组合致动出口：制备时间、流体温度、由发泡工具在流体中施加的扭矩、发泡工具的旋转速度、或发泡工具的旋转方向。

根据本发明，该至少一个出口优选地布置在容器中允许通过重力从容器分配流体制品的位置。另外优选地，该至少一个出口为足够柔性的以被可靠地按压和/或夹紧，从而部分或完全闭合。

通常，本发明设备中的驱动单元机械联接到发泡工具或产生磁场以使得发泡工具响应于该磁场而在容器内旋转。

根据本发明的实施方案，发泡工具在配方制备结束时的旋转速度等于或小于发泡工具在制备流程期间的旋转速度，并且其旋转方向可反向。

优选地，本发明设备中的该至少一个出口可从设备的其余部分移除和/或可展开，以便允许其清洁。

根据可能的布置，该至少一个出口优选地在较低位置处相对于容器径向或切向布置。

根据另一种可能的布置，该至少一个出口相对于容器的轴线垂直布置或相对于容器的轴线平行布置。

根据本发明的另一种布置为该至少一个出口相对于容器的轴线以一角度α倾斜布置，α通常介于0°和180°之间。

另一个布置为容器相对于保持所述容器的基座以特定角度β倾斜布置，β介于0°和90°之间，优选地为0°或介于5°和45°之间。

优选地，发泡工具包括一个或多个扰动元件，优选地为一个或多个起伏部/波状部。另外优选地，发泡工具还包括一个或多个孔以在发泡工具在容器中旋转时补偿抽吸效应。

根据本发明，设备还可以包括两个出口，在容器中将一个出口布置在另一个出口上方，通常在容器中将一个出口布置在另一个出口上方，每个出口根据限定容器内部流体的发泡的一个或多个参数被独立地致动成打开或者部分或完全闭合。

优选地，出口可根据要递送的目标配方顺序地操作。

另外，本发明的设备通常还可包括能够加热流体的加热单元。

附图说明

结合附图，在阅读本发明实施方案的以下详细描述后，本发明的其他特征、优点和目的对于技术人员而言将变得显而易见。

图1示出了根据本发明的带受控出口的发泡设备的一般剖视图。

图2a和2b示出了根据本发明的带受控出口的发泡设备的出口的两种可能布置，即切向或径向布置。

图3a和3b示出了根据本发明的带受控出口的发泡设备的出口的两种可能布置，即水平或垂直布置。

图4a和4b示出了在根据本发明的带受控出口的发泡设备中正在倾斜的容器的可能布置，出口分别为水平或垂直。

图5a和5b示出了在根据本发明的带受控出口的发泡设备中容器的两种可能布置，即水平或倾斜布置。

图6a和6b示出了根据本发明的带受控出口的发泡设备中两个出口的可能布置。

具体实施方式

如附图1中示意性地表示，本发明涉及包括容器10和发泡工具20的发泡设备100，其中容器中放置有待发泡流体。发泡工具20相对于静止的容器10移动，通常围绕轴21旋转。发泡工具20优选地被构造成圆盘或搅打器22，并且围绕通常布置在搅打器中心的轴21旋转。

此外，本发明的发泡设备100包括被构造成带动发泡工具20旋转的驱动单元30：实际上，驱动单元带动连接到搅打器22上的立轴21旋转。本发明的发泡设备100还包括出口23，在制备好发泡流体之后即可通过该出口进行分配。通常将出口23制成柔性的，优选地由硅制成，并且可控制或操作该出口(它可至少部分闭合，通常通过按压或夹紧构成出口23的柔性导管)。

根据本发明，通过设备控制出口23的方式使得其在容器20内的发泡流程的至少一部分期间保持闭合，并且出口在达到用于确定流体发泡特性的特定参数后即以受控方式打开，在本说明书的后面部分将对此进一步详细说明。

优选地，根据本发明，发泡工具20在容器10内居中布置，这意味着立轴21将布置在容器10的中心，即与容器轴线对齐。然而，也可以将发泡工具相对于容器10的中心或内容积偏心布置，即立轴21相对于容器的轴线偏置布置。另外根据本发明设备的另一种可能布置，发泡工具20(具体地讲是搅打器22)可在容器10的内容积内布置成偏斜或倾斜，即相对于容器轴线倾斜。

本发明的驱动单元30可包括直接联接并带动立轴21旋转的电机，或者也可与发泡工具20机械分离：在第二种情况下，驱动单元30将产生磁场，使得搅打器22响应于该磁场可在容器10内围绕立轴21移动。因此，在这种情况下，驱动单元30和搅打器22将以一定距离隔开，使得搅打器22可至少部分定位在由驱动单元30产生的磁场内。在该实施方案中，驱动单元30将优选地包括至少一个第一磁体，并且搅打器22也将包括至少一个第二磁体，使得至少一个第一磁体和至少一个第二磁体将适于以无接触方式将驱动单元30的旋转转移到搅打器22。由于搅打器22由磁力驱动，(轴21与搅打器22之间)发泡工具20的摩擦将更少，从而导致能耗更少并且设备使用寿命更长。

通常驱动单元30以提供可在其上放置发泡设备100的基座的方式进行构造，如图1所示。

根据本发明，容器10优选地被构造成壶等，该壶可方便地与设备100的其余部分分离，具体地讲是与驱动单元30分离，从而允许其便利的清洁。另外根据本发明，可通过设备100制备冷泡沫、热泡沫或室温泡沫。

因此，出口23可从其完全打开位置变化到其至少部分闭合或完全闭合位置。通过改变对柔性管施加的压缩，孔的大小可根据需要变化和调节，并且根据将限定流体发泡过程的特定参数进行控制。优选地，出口23的闭合根据所述参数由设备100自动进行。

通常，本发明设备中出口23的致动是自动进行的，因此用户无需对其进行操作。优选地，这通过致动夹紧或按压元件的马达来进行，夹紧或按压元件一旦被致动，即在出口23上方进行按压，由于该出口被制成足够柔性的，压缩或夹持该出口可使得其部分或完全闭合产品的排出通道。允许此类功能的任何机械布置都是可能的，并且包含在本发明的范围内。此布置的优点在于夹紧元件或机械布置实际仅触碰出口23的外部部分，因此不接触流体并且没有污染风险。

图6a和6b示出的布置不是只有一个出口23，而是有两个出口，通常一个出口布置在另一个出口上方。每个出口独立控制并且也独立夹紧或按压。通常，布置在容器下部的出口分配流体或液体流体，并且布置在该出口上方的出口则将分配流体泡沫。这两个出口独立控制并且通过独立的夹紧元件部分或完全闭合。即，通过独立控制每个出口的孔，可利用本发明的设备递送配方，因为只需不同地和/或按顺序致动出口，即可根据需要将泡沫和/或流体的不同层一个置于另一个上方。

限定发泡并控制出口23的打开/闭合的参数通常为：泡沫制备经过的时间、容器10内流体或发泡流体的温度、由搅打器22施加的扭矩(与容器中流体的密度和粘度直接相关)、搅打器22的旋转速度、搅打器22的旋转方向等等。通常，本发明的设备控制这些参数中的一个或多个，并打开或闭合(完全或特定程度)出口23，因为这些参数直接影响流体的发泡特性。例如，在设备中的制备流程开始时，出口23完全闭合：当搅打器22在容器10内开始旋转时(该旋转导致流体温度升高)，容器10内的流体通常处于较低温度(室温或冷)。在该过程期间，搅打器的旋转方向及其旋转速度取决于预期泡沫的类型具有特定值。另外，通过测量搅打器22施加的扭矩，还可推断泡沫的密度或粘度，从而经过的时间、流体的温度和扭矩(假设旋转速度值和旋转方向没有改变)这些参数为设备100提供有关已经在制备的泡沫类型的信息，这些信息可随后自动触发出口23的打开(完全或特定程度打开)。这显然允许分配在设备中制备的泡沫。

优选地，同样根据本发明，在流程结束时以及为了帮助完全分配和排空容器10内的任何剩余泡沫(可称为排空过程，区别于制备或发泡过程)，搅打器22的旋转可保持不变并以相同速度进行，或者可降低旋转速度(甚至降低至完全停止搅打器22)，并且也可以所用的标称速度或更低速度反向旋转。

上述过程可通过连接至设备100的控制系统自动控制，或者也可触发要完成或由用户执行的特定操作。在任一种情况下，发泡过程将在设备内受控并且将根据要获得的流体泡沫的所需值或特性(实际上，我们可称之为配方的值)致动出口23。

即使出口23可部分打开或闭合包含在本发明的范围内，其通常的作用将是完全闭合或完全打开：在发泡过程开始时闭合，在泡沫制备好并分配至杯具等物中时打开(显然在容器内部剩余泡沫的排空过程期间，出口23保持打开)。

根据本发明，出口23可从设备100的其余部分移除并且也可展开，以便允许其便利的清洁。出口23的直径通常介于2和20mm之间，优选地介于4和10mm之间。出口23的管被制成柔性的，其硬度允许其被可靠地夹紧或按压成至少部分闭合。出口23将通常具有介于40和70肖氏硬度之间的硬度。

此外，本发明设备的不同实施方案或执行也是可能的，如附图中所示。出口23可相对于轴21倾斜特定角度α，α介于90°和180°之间。通常，出口23布置在容器基座的外围直径，相对于容器基座的周边切向或径向布置，如图2a和2b中所示。优选地，出口23布置在容器的下部。例如，在图3a至3b中示出了另一种布置，其中出口23可垂直于轴21或平行于轴21布置(即，垂直布置成容器10或壶)。还可以将容器10相对于在其中布置有驱动单元30的基座倾斜布置(参见图4a、4b)：将相对于所述基座形成β角，β角通常介于0°和90°之间，优选地为0°或介于5°和45°之间。

设备100还可以包括LED或类似的警报元件，此类元件在配方和发泡过程结束之后闪烁或变色，使得用户了解过程的终止。

如图5a中所示，当容器在设备10中垂直布置时，优选的是搅打器22包括扰动元件，扰动元件有助于空气在流体结构中的掺入以将流体发泡，从而增强搅打器旋转形成的涡流。图5b中示出的情况将优选包括平坦的搅打器，该搅打器布置在相对于水平基座倾斜或偏斜角度β的容器10中：在该情况下，容器10的倾斜足以掺入空气以将流体发泡，并且搅打器22中的扰动元件将并非必需。使得搅打器22为平坦时，优点在于更易于清洁，因为没有其中可保持或保留流体的腔。搅打器22还可包括孔以补偿搅打器靠近容器底部旋转时形成的抽吸效应，并且搅打器没有过高的抽吸阻力。为了增强发泡，搅打器22还包括通常以起伏部的形状提供的一个或多个扰动元件。这些起伏部的深度通常介于0.5和5mm之间，更优选地为1mm。这些起伏部在搅打器22的其中一面或两面提供，或者甚至可在容器10的内壁上提供，通常在流体通常移动的下内壁上提供。

此外，如图6a至6b中所述，本发明的设备可包括不止一个出口23，通常为两个，优选地将一个出口布置在另一个出口上方：该实施方式在递送在容器中制备的泡沫和流体时有利，下方出口分配流体部分并且上方出口分配泡沫。两个出口也如之前针对仅一个出口所述那样进行控制。

通过本发明的设备可获得具有不同特性的泡沫，通常被称为微泡沫的具有小泡沫尺寸的液体泡沫(例如用于制备咖啡拉花)或内部具有更大气泡尺寸的更浓厚泡沫。

在发泡过程期间，作为搅打器22的典型旋转速度值，本发明将使搅打器以介于2000rpm和8000rpm之间的速度，优选地以介于2500rpm(形成气泡较小的更像液体的泡沫)和4000rpm(形成更浓厚的泡沫)之间的速度旋转。通常在容器内部剩余泡沫的排空过程期间，搅打器将以降低速度旋转，优选地介于300rpm和500rpm之间。

本发明的容器10最典型的构造是直圆柱构造。然而，也可能的情况是，容器10的外部形状被制成直圆柱形，而容器的内腔例如为截头圆锥形。然而，显然任何其它形状或构造的容器也是可能的并且包含在本发明的范围之内。

在下文中，考虑到牛奶的发泡给出本发明的描述。然而，本发明并不限于将牛奶作为流体，也可应用于其它流体，例如巧克力、咖啡等。因此，也可通过本发明来实现不同于奶泡的其它泡沫。本发明中谈及牛奶时，应将其理解为不仅是纯牛奶，而且也是由发泡剂如酪蛋白、蛋白质或其它物质制成的发泡型流体。同样在本发明中，起泡和发泡应理解为同义词。

本发明的发泡设备可提供冷泡沫、凉泡沫、室温泡沫和/或热泡沫。为了提供热流体泡沫，发泡设备100优选地还包括加热器或加热单元，由于另外可用的能量和/或蛋白质变性，加热器或加热单元可增强发泡效果。而且，通常需要热奶泡来制备类似卡布奇诺等饮料。加热器可集成在发泡工具20中或容器10中或基座30中。

本发明的发泡设备100也可包括可用于在进行流体发泡时避免飞溅的盖子或盖。

虽然已参考本发明的优选实施方案描述了本发明，但本领域的技术人员可在不脱离所附权利要求所限定的本发明范围的情况下作出许多修改和更改。

Claims (15)

1.用于产生流体泡沫的设备(100)，包括：

其中能够引入流体的容器(10)；

能够在所述容器(10)的内容积内旋转的发泡工具(20)，所述发泡工具能够使所述流体混合并发泡；

允许从所述容器(10)分配流体制品的至少一个出口(23)；

基座，所述基座能够保持所述容器(10)并且包括用于使所述发泡工具(20)旋转的驱动单元(30)；

其特征在于根据限定所述容器(10)内所述流体的发泡的一个或多个参数，将所述至少一个出口(23)致动成打开或者部分或完全闭合。

2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中根据以下参数中的一个或其组合致动所述出口(23)：制备时间、流体温度、由所述发泡工具在所述流体中施加的扭矩、所述发泡工具的旋转速度、或所述发泡工具的旋转方向。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的设备(100)，其中所述至少一个出口(23)布置在所述容器(10)中允许通过重力从所述容器(10)分配所述流体制品的位置。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述至少一个出口(23)为足够柔性的以被可靠地按压和/或夹紧，从而部分或完全闭合。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述驱动单元(30)机械联接到所述发泡工具(20)或产生磁场以使得所述发泡工具(20)响应于所述磁场而在所述容器(10)内旋转。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述发泡工具(20)在配方制备结束时的旋转速度等于或小于所述发泡工具(20)在制备流程期间的旋转速度，并且其旋转方向能够反向。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述至少一个出口(23)能够从所述设备(100)的其余部分移除和/或能够展开，以便允许其清洁。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述至少一个出口(23)相对于所述容器(10)径向或切向布置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述至少一个出口(23)相对于所述容器(10)的轴线垂直布置或相对于所述容器(10)的轴线平行布置。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述至少一个出口(23)相对于所述容器(10)的轴线以一角度(α)倾斜布置，所述角度(α)优选地介于90°和180°之间。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述容器(10)相对于保持所述容器(10)的所述基座以特定角度(β)倾斜布置，所述角度(β)优选地介于0°和90°之间，优选地为0°或介于5°和45°之间。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述发泡工具(20)包括一个或多个扰动元件，优选地为一个或多个起伏部。

13.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述发泡工具(20)包括一个或多个孔以在所述发泡工具(20)在所述容器(10)中旋转时补偿抽吸效应。

14.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述设备(100)包括两个出口，在所述容器(10)中将一个出口布置在另一个出口上方，每个出口根据限定所述容器(10)内所述流体的发泡的一个或多个参数被独立地致动成打开或者部分或完全闭合。

15.根据权利要求14所述的设备(100)，所述出口根据要递送的目标配方顺序地操作。