CN108882804B - 用于使用预包装胶囊制备饮料的冲泡单元、机器和系统 - Google Patents

Abstract

冲泡单元(1)包括：固定的支撑结构(2)，其中限定有冲泡区(5)，其中，液压激活的刺穿及液体供应装置(23，34，35)可移动地安装在收回的搁置位置与取出的工作位置之间；以及可移动的抽插件(3)，该抽插件形成用于胶囊(C)的接收部(10)，并且该抽插件可插入支撑结构(2)中以便将胶囊(C)放置在冲泡区(5)中以使胶囊(C)的顶壁(12)面向刺穿及液体供应装置(23，34，35)，并且该抽插件可从支撑结构取出以允许一旦已分配了饮料就将消耗的胶囊(C)弹出并且装载新的胶囊(C)。刺穿及液体供应装置(23，34，35)包括：多个尖端(35)，以用于刺穿胶囊(C)的顶壁(12)；以及管道(36)，以用于将加压液体的流供应至胶囊(C)的顶壁(12)上方的冲泡腔室并且在此之后穿过在顶壁(12)中由尖端(35)刺穿的孔而供应至胶囊(C)内部。该布置使得当抽插件(3)与胶囊(C)一起插入支撑结构(2)中时胶囊(C)的顶壁(12)处于倾斜平面中。在抽插件(3)中限定有排出通道(40)，该排出通道适于当在饮料已被制备并分配之后刺穿及液体供应装置(23，34，35)从取出的工作位置移动至收回的搁置位置时与在胶囊(C)的所述顶壁(12)上方的区域流体连通，以允许将剩余液体倾倒至排出通道(40)中。

Description

用于使用预包装胶囊制备饮料的冲泡单元、机器和系统

技术领域

本发明涉及一种用于使用预包装胶囊制备饮料的冲泡单元、机器和系统。

更具体地，本发明涉及一种冲泡单元，该冲泡单元包括：

支撑结构，该支撑结构在操作中是固定的，其中限定有冲泡区，在该支撑结构中，液压操作的刺穿及液体供应装置被安装成在收回的搁置位置与取出的工作位置之间可移动；以及

相关联的可移动的抽插件，该抽插件形成适于接收胶囊的接收部，并且该抽插件可插入支撑结构中以将胶囊放置在冲泡区中使得胶囊的顶壁面朝所述刺穿及液体供应装置以用于制备饮料，以及该抽插件可从支撑结构取出以允许在已经分配饮料之后将消耗的胶囊弹出并且装载新的胶囊；

其中，刺穿及液体供应装置包括：多个尖端，用于刺穿放置在冲泡区中的胶囊的所述顶壁；以及供应管，用于将加压液体的流供应至邻近于胶囊的顶壁并在该顶壁上方的腔室，并且在此之后穿过在胶囊的顶壁中由尖端刺穿的孔而供应至胶囊内部。

背景技术

从CN 103565277 A中已知这种类型的冲泡单元。在该文献中描述和示出的冲泡单元中，该布置使得在胶囊定位在其接收部中的情况下当胶囊保持器抽插件插入支撑结构中时，胶囊的顶壁基本上处于水平平面中。为了制备饮料，将加压的热水供给到限定在胶囊的顶壁(盖子)上方的冲泡腔室中，该壁向下“凸出”以形成一种碗状件。一旦饮料已经被分配，在所消耗的胶囊的顶壁上剩余一定量的水，当用户从支撑结构取出抽插件时，这些水可能会溅出，从而引起可能的事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种克服以上提及的现有技术的缺点的冲泡单元。

根据本发明借助于以上限定类型的冲泡单元完全实现了该目的和其他目的，其特征在于该布置使得在胶囊放置在其接收部中的情况下当抽插件插入支撑结构中时胶囊的顶壁基本上处于相对于水平平面倾斜的平面中，并且其中，在抽插件中限定有排出通道，该排出通道适于当在饮料已被制备并分配之后刺穿及液体供应装置从取出的工作位置行进至收回的搁置位置时与胶囊的顶壁上方的区域液压连通，以允许使残余液体从前述区域朝向排出通道排出。

本发明还涉及一种包括此类冲泡单元的用于制备饮料的机器，以及一种用于制备饮料的系统，该系统包括此类机器和适用于此类冲泡单元的至少一个胶囊。

附图说明

本发明的进一步特征和优点将从将参考附图仅以非限制性实例的方式提供的以下详细描述中变得清楚，在附图中：

-图1是根据本发明的冲泡单元的透视图；

-图2是图1的冲泡单元的底部透视图；

-图3是以抽插件取出的配置示出的前述图的冲泡单元的另一透视图；

-图4是用于制备饮料的机器的液压图，该机器包括根据本发明的冲泡单元；

-图5是类似于图3所示的局部剖视的透视图；

-图6是穿过图1的线VI-VI的轴向截面图；

-图7是穿过图1的线VII-VII的另一个轴向截面透视图；

-图8和图9是以两个不同的操作状态示出的前述图的冲泡单元的轴向截面图；

-图10是根据本发明的另一冲泡单元的局部分解透视图；

-图11和图12是图10的冲泡单元的轴向截面图并且示出了两个不同的操作状态；以及

-图13是根据本发明的又另一冲泡单元的轴向截面图。

具体实施方式

在附图中并尤其在图1至图9中，根据本发明的用于制备饮料的冲泡单元总体上用1表示。

在所示实施方式中，冲泡单元1包括支撑结构2和与支撑结构2相关联的可移动的胶囊保持器抽插件3。

支撑结构2包括具有基本上管状的上部部分4a和中空的下部部分4b的模制本体4，其中限定有图3、图5和图10中用5表示的冲泡区。支撑结构2的上部部分4a由盖子6在上面封闭，用于冷水的流的入口配件7和用于热水的流的入口配件8连接到该盖子，这些配件的功能在下文中更好地描述。另一方面，在支撑结构2的下部部分4b中，形成有排放配件9以用于排出至收集容器(在图4的图中用Y表示)。

在可移动的抽插件3中限定有接收部10(参见例如图3)，该接收部适于容纳本身已知类型(例如由申请人以“A MODO MIO”品牌生产和销售的类型)的胶囊C。在所示的实施方式中，胶囊C是具有基本上杯形本体11的类型，优选地具有基本上截头椎体的形状，其由顶壁或盖子12在上面封闭。

如例如在图6中可以看到的，在抽插件3中的接收部10的底部处设置有多个刺穿尖端13，这些刺穿尖端面向上，并且在其中形成有相应的通路以用于通过使用定位在这种接收部中的胶囊C制造的饮料的流出。尖端13由板14承载，该板在形成于抽插件3的下部部分中的流出管道15上方延伸。流出管道15用于将最终的饮料分配到收集容器16(诸如杯子、玻璃器等)中(图4)。

尤其参考图3、图5和图6，在所示的实施方式中，支撑结构2在本体4的下部部分4b中限定有两个面对且平行的凹部17，这些凹部适于充当用于从抽插件3横向突出的两个对应的侧壁18的滑动引导件。

当抽插件3借助于受引导地线性滑动而完全插入本体4的下部部分4b中时，如图1、图2和图7至图9所示，位于接收部10中的胶囊C布置在限定于支撑结构2中的冲泡区5中，其中，顶壁12面向上。一旦通过使用由此引入冲泡区5中的胶囊C制备并分配了饮料时，抽插件3就可以被取出以允许弹出消耗的胶囊C并装载新的胶囊(如果有的话)。

在进一步描述根据本发明的冲泡单元之前，适当的是参考图4中所示的图来描述包括这种冲泡单元的用于制备饮料的机器的结构。

这种机器(在图4中总体上用M表示)包括壳体(未示出)，在该壳体中安装有电动泵20(例如，振动泵)以用于泵送从容器或储器W中取出的水的流。在泵20的输出侧或排出侧，液压回路分叉并具有管道21，该管道通过三通双位常闭电磁阀22到达根据本发明的冲泡单元1的冷水入口配件7。该配件与设置在冲泡单元1的支撑结构2内部(如下文中更好地描述)的单作用液压缸23的工作腔室23a连通。在泵20的下游，另一个管道24通向本身已知类型的电加热装置25(煮器)，该电加热装置的输出端连接至根据本发明的冲泡单元1的热水入口配件8。

如下面将更详细描述的，在冲泡单元1中，热水入口配件8通过常闭止回阀26可连接至冲泡区5，该常闭止回阀适于在供应到其入口的热水具有足以克服弹簧26a的作用的压力时打开，以允许将热水的流供应至冲泡区5并通过借助于抽插件3定位在其中的胶囊C，以便制备饮料。

上面参考图4描述的机器M基本上通过以下方式操作。当泵20被激活并且几乎同时电磁阀22被通电时，从容器W取出的冷水的流被泵送到管道21中，并且穿过电磁阀22和冲泡单元1的入口配件7到达液压缸23的腔室23a。冷水的流也被泵送到管道24中，并然后通过加热器装置25加热，直到到达止回阀26，该止回阀最初保持关闭。缸23的活塞23b(如在下面将更好地阐明)由于供应到腔室23a的加压水而移动并且借助于尖端13引起定位在冲泡区5中的胶囊C的顶壁12的穿孔。当缸23的活塞23b到达其冲程的末端时，在止回阀26的入口处的水压开始增加。只要该压力能够克服由弹簧26a施加的反作用力，阀26就打开并且加压热水的流到达冲泡区5并穿过先前刺穿的胶囊C，以允许借助于浸泡来制造所期望的饮料，饮料通过抽插件3的分配管道15被供给至收集容器16。只要用户停止泵20，阀22就断电并返回其常闭状态，以允许缸23的活塞23b在复位弹簧23c的作用下返回至其初始位置(图4)并且通过同一电磁阀22将冷水从腔室23a朝向容器W排出。然后，用户可以移除抽插件3以弹出消耗的胶囊C，然后机器M准备好开始新的工作循环。

现在再次参照图5至图9，在本体4的上部部分4a内部限定有宽的、基本上圆柱形的中央腔体30，该中央腔体容纳包括外部管状部31a和内部管状部31b的固定结构31，该外部管状部和内部管状部通过环形壁31c在下面彼此连接，该环形壁的截面具有阶梯形轮廓(尤其参见图7)。结构31的内部管状部31b的上端液密地耦接至中空本体32的出口管道，该中空本体安装在盖子6上并且连接至热水入口配件8。在空心体32中限定有腔室32a，该腔室容纳已经参考图4的图描述的止回阀26。

如图6中看到的，结构31的内部区域(尤其是在结构31的壁31a、31b与31c之间的区域)通过此图中用33表示的管道来与冷水入口配件7连通。

在本体4的上部部分4a内部，已经参考图4描述的单作用缸23的活塞23b密封且可滑动地安装在外管状壁31a周围和固定结构31的管状壁31b内部。活塞23b尤其具有围绕结构31的壁31a的管状外壳23d、可密封地在结构31的管状部分31b内滑动的管状部分23e、以及连接管状部分23d和23e的环形下壁23f(尤其参见图6)。

如在图7至图9中可以看到的，在本体4的上部部分4a的外壁与活塞23b的外管状部分23d之间限定有多个接收部(在这些图中只能看到其中一个)，其中，容纳有如上面参照图4描述的压缩弹簧23c。这些弹簧趋于向上推动活塞23b并将其保持在图6、图7和图9中所示的搁置位置中。弹簧23c在上面反作用在活塞23b的对应横向附属件上。

在所示的实施方式(图8和图9)中，环形凸起23g从活塞23b的环形壁23f的下表面向下延伸。在环形突起内部保持有环形板34，该环形板在下面设置有面朝下的多个实心刺穿尖端35。环形板34具有中央开口，该中央开口与限定在活塞23b的管状部分23e内的管道36同轴(图6)。

保护盘37与环形板34相关联并且设置有多个通路，刺穿尖端35可以延伸穿过这些通路。盘37在上面具有管状结构37a(图6)，该管状结构轴向可滑动地安装在板34的中央开口中。螺旋弹簧38置于活塞23b的中央管状部分23e与盘37之间并且趋于使后者保持在图6所示的状态(其中，该盘在刺穿尖端35下方延伸)，以便于胶囊C的顶壁12与尖端35的分离，并且当抽插件3被取出时防止用户(例如，在清洁操作期间)受到这些尖端35的伤害。保护盘37具有图6中用39表示的中央开口。

如从本描述中的其余部分将更加明显的，包括活塞23b和带有尖端35的板34的组件形成了用于借助于插入到冲泡单元的支撑结构2中的抽插件3而定位在冲泡区5中的胶囊C的刺穿及热水供应装置。

在抽插件3中，在用于胶囊C的接收部10周围限定有环形通道，并且该环形通道在附图中用40表示。

活塞23b在其下部部分形成有向下突出的环形壁23h。该布置使得当活塞23b处于升高的搁置位置时(图7和图9)，环形壁23h从插入冲泡单元的支撑结构2中的抽插件3的环形通道40向外(即，上方和外部)延伸。相比之下，当活塞23b下降到其工作位置(其中相关联的环形板34的尖端35刺穿由抽插件3承载的胶囊C)时，活塞23b的环形下壁23h被插入该抽插件3的环形通道40中，以防止冲泡区的覆盖胶囊的部分与侧向通路41之间的连通，否则这将能够使环形通道40与冲泡单元的排出配件9流体连通。

如例如在图7中可以看到的，在结构31的环形壁31c中形成有多个开口31d，在环形腔室30中所包含的加压水可以通过该多个开口流动并因此冲击活塞23b的下方环形壁23f。

在用于制备饮料的机器M中的冲泡单元1的布置使得抽插件3在支撑结构2中的引入和取出在相对于水平平面的倾斜平面中进行，如尤其从图5、图8和图9中可以理解的。抽插件3以向下的平移运动插入支撑结构2中。该布置使得在胶囊C定位在其接收部10中的情况下当抽插件3插入支撑结构2中时，胶囊C的顶壁12基本上处于相对于水平平面倾斜的平面中.

以上参照图1至图9描述的根据本发明的冲泡单元1基本上如下操作。

为了制备饮料，用户将胶囊C放入抽插件3的接收部10中，然后将该抽插件插入支撑结构2中并将其向上滑动以使其处于图7所示的操作状态。因此，胶囊C布置在活塞23b和相关联的板34下方，该板34支承尖端35。然后用户激活机器M，由此泵20被激活并且电磁阀22被通电。作为结果，冷水的流到达冲泡单元1的入口配件7，然后穿过结构31的通路31d到达活塞23b上方的腔室30。然后活塞23b沿胶囊C的方向下降，直到保护盘37搁置在胶囊的顶壁12上。活塞23b的进一步下降使板34克服被压缩的弹簧38的反作用力来接近盘37，使得尖端35刺穿胶囊C的顶壁12并穿透到胶囊中，如图8所示。同时，抽插件3的刺穿尖端13穿透通过胶囊C的底壁。由活塞23b承载的下唇封24以液密的方式封闭胶囊C的顶壁12的周边部分。当活塞23b不能再进一步下降时，止回阀26的入口处的液压压力增加，直到它克服其弹簧26a的阻力。然后，加压热水的流到达限定在活塞23b内的通路36，并到达活塞23b的下部部分与胶囊C的顶壁12之间的区域。顶壁12略微向下弯曲，以形成小的碗状件，并且加压热水通过限定在尖端35与由胶囊的顶壁12中的尖端形成的对应孔的边缘之间的环形通路进入胶囊C。由此完成了饮料的冲泡，并且饮料通过限定在抽插件3的下刺穿尖端13中的通路并然后通过该抽插件的排出管道15流出。一旦完成了饮料的分配，用户就停用机器M：泵20停止并且电磁阀22返回其常闭状态，如图4所示。在弹簧23c的作用下，活塞23b返回到初始升高位置(图9)。在这种运动中，活塞23b承载着板34，该板的尖端35与消耗的胶囊C脱离。当活塞23b移动远离胶囊C的顶壁12时，其下环形结构23h离开抽插件3的通道40，并且仍在该壁上的残留水由于胶囊的倾斜而可以落入围绕接收部10的管道40中并流动穿过抽插件3的通路41和支撑结构2的排出管道9。这有利地在用户从支撑结构2拉出抽插件3之前完成，使得在这发生时不存在引起不希望的飞溅的风险。然后可以从抽插件3中移除消耗的胶囊C，并且在期望进行新的饮料制备时可以将新的胶囊C引入该抽插件。

图10至图12示出了实施方式的第一变体。在这些图中，将与先前使用的相同的参考数字再次给予已经描述的部分和元件。在根据图10至图12的实施方式中，在支撑结构2的下部部分4b中形成的引导结构17(图10)基本上成形为楔状物的形式，并且抽插件3具有锥化为楔状物的对应的侧壁部分18。抽插件3借助于直线平移运动(例如在水平平面中)被引入到支承部分2中。然而，由抽插件3承载的胶囊C操作性地相对于水平平面倾斜(如在图11和图12中可以看到的)，类似于上面结合图1至图9的实施方式所描述的。对于其余部分，根据图10至图12的变体的结构和操作模式对应于先前描述的实施方式的结构和操作模式。

图13示出了实施方式的另一变体。同样在该图中，将与先前使用的相同的参考数字给予已经描述的部分和元件。在图13的变体中，在抽插件3中形成的环形管道或通道40不具有前述实施方式的出口通路41，因此其外侧壁是封闭的。然而，该通道40的容量充分增加，使得在制备饮料之后，从胶囊C的顶表面落入该通道中的残留水(在图13中以50表示)被包含在所述管道或通道的下部部分中，与其顶边缘相距一距离，以便排除在取出抽插件3期间用户可能无意中使这种残留水飞溅的风险。一旦抽插件3已经被取出，用户就可以通过单次操作来排出胶囊C和包含在抽插件的通道40中的残留水50。

当然，本发明的原理保持不变，在不背离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，实施方式和结构细节相对于在此仅通过非限制性实例的方式描述和说明的那些实施方式和结构细节可以大幅改变。

Claims (4)

1.一种用于制备饮料的冲泡单元(1)，包括

支撑结构(2)，所述支撑结构在操作中是固定的并且在所述支撑结构中限定有冲泡区(5)，在所述支撑结构中，液压操作的刺穿及液体供应装置能移动地安装在收回的搁置位置与取出的工作位置之间，以及

相关联的能移动的抽插件(3)，所述抽插件形成适于接收包含用于制备饮料的物质的胶囊(C)的接收部(10)，并且所述抽插件能插入所述支撑结构(2)中以将所述胶囊(C)放置在所述冲泡区(5)中以使所述胶囊(C)的顶壁(12)面向所述刺穿及液体供应装置，而且所述抽插件能从所述支撑结构取出以允许在已分配饮料之后将消耗的胶囊(C)弹出并且装载新的胶囊(C)；

其中，所述刺穿及液体供应装置包括：多个尖端(35)，以用于刺穿放置在所述冲泡区(5)中的所述胶囊(C)的所述顶壁(12)；以及管道(36)，以用于将加压液体的流供应至邻近于所述胶囊(C)的所述顶壁(12)并在所述顶壁上方的冲泡腔室并且然后穿过在所述胶囊(C)的所述顶壁(12)中由所述尖端(35)刺穿的孔而供应至所述胶囊(C)内部；

其中，所述冲泡单元被配置为使得在所述胶囊(C)定位在所述接收部(10)中的情况下当所述抽插件(3)被插入所述支撑结构(2)中时，所述胶囊(C)的所述顶壁(12)处于相对于水平平面倾斜的平面中，

其中，在所述抽插件(3)中限定有排出通道(40)，所述排出通道适于当在饮料已被制备并分配之后所述刺穿及液体供应装置从所述取出的工作位置移动至所述收回的搁置位置时与在所述胶囊(C)的所述顶壁(12)上方的区域流体连通，以允许将剩余液体从所述区域倾倒至所述排出通道(40)，

并且其中，所述抽插件(3)的所述排出通道(40)具有出口通路(41)，当所述抽插件(3)在所述取出的工作位置中被插入所述支撑结构(2)中时，所述出口通路适于通过所述刺穿及液体供应装置返回至所述收回的搁置位置而与布置在所述支撑结构(2)中的排出管道(9)流体连通。

2.根据权利要求1所述的冲泡单元，其中，所述抽插件(3)的所述排出通道(40)具有的容量大于在所述刺穿及液体供应装置返回至所述收回的搁置位置时能被倾倒至所述排出通道(40)中的剩余液体的体积。

3.一种用于制备饮料的机器(M)，包括根据权利要求1或2所述的冲泡单元(1)。

4.一种用于制备饮料的系统，包括根据权利要求3所述的机器(M)。

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