CN110799073B - 包括切换阀门的饮料制作设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种饮料制作机，包括压力控制的切换阀门(1)，其包括以下部件：阀门体部(20)，包括内部切换空间(21)；切换装置(40)，被可移动地布置在内部切换空间(21)中，并且包括两个功能性阀门构件(41、42)，这两个功能性阀门构件被布置且配置为在切换装置(40)的相应位置中密封阀门体部(20)的相应的流体出口(23、24)；位置设定装置(30)，用于在在位置设定装置(30)的一侧作用在位置设定装置(30)上的流体压力的影响下移位切换装置(40)；以及偏置机构(70)，作用在切换装置(40)以及与其联接的位置设定装置(30)的整体上。位置设定装置(30)的至少功能性部分(31)的一侧对饮料制作机的导管系统开放。

Description

包括切换阀门的饮料制作设备

技术领域

本发明涉及一种饮料制作设备，被设计为在其一种操作模式中通过允许饮料基础材料与热萃取液之间相互作用来制作热饮，并且在其另一种操作模式中通过将发泡气体供应给液体来使液体发泡，所述饮料制作设备包括：第一功能性单元，被布置且配置为容纳一定量的饮料基础材料，并且接收一定量的热萃取液；第二功能性单元，被布置且配置为容纳一定量的待发泡的液体，并且接收一定量的发泡气体；加热单元，被布置且配置为为了获取一定量的热萃取液或一定量的热发泡气体而加热一定量的输入液体；泵单元，被布置且配置为将输入液体泵送到加热单元，并且其可能够操作为实现输入液体的至少两种不同流量中的一种流量；切换阀门，被布置在加热单元的下游，且被联接到加热单元、第一功能性单元、以及第二功能性单元；以及，导管系统，被布置且配置为使流体能够通过饮料制作设备传输，并且其包括：将泵单元连接到加热单元的泵导管、将加热单元连接到切换阀门的阀门体部的流体入口的阀门导管、相应地另外将第一功能性单元的切换阀门的阀门体部的第一流体出口连接到第一功能性单元的第一导管、以及将切换阀门的阀门体部的第二流体出口连接到第二功能性单元的第二导管。

背景技术

一种在本领域中已知的被设计为执行制作热饮和发泡液体的功能性的饮料制作设备。一种众所周知的热饮的示例是咖啡、以及一种众所周知的待发泡的液体的示例是牛奶。另外，一种众所周知的饮料基础材料的示例是研磨咖啡、一种众所周知的热萃取液的示例是热水、以及一种众所周知的发泡气体的示例是蒸汽。这些示例被隐含在现有技术与本发明的以下描述中，其中要注意的是：应被理解的是本发明不在任何方式中限于这些示例。

根据一种已知选项，合并制作咖啡与发泡牛奶两种功能性的饮料制作设备被装备有两个分隔的加热单元，一个加热单元被适配于将水加热至适合被用作煮制咖啡的温度，并且另一个加热单元被适配于将水加热至更高的温度以使水挥发并生成蒸汽。根据另一个已知选项，通过具有可以被用在至少两种不同操作模式中的单个加热元件，成本可以被节省。在此类状况中，电气控制的切换阀门被用于将加热单元的输出流体(即，热水或蒸汽)导引到在饮料制作设备中正确的方向(即，导引到咖啡煮制单元或牛奶发泡单元)。本发明处于后者选项的背景中，并且目标为提供电气控制的阀门的备选方案，以便进一步减少成本。

WO2010/121299A1公开了一种饮料制作设备的示例，如上文所提到地包括两个不同的功能性单元，即：咖啡煮制单元与牛奶发泡单元，并且还包括单个加热单元，以及电气控制的切换阀门。WO2006/033049A1涉及一种压力释放阀门，其在饮料制作设备中被使用，阀门包括由膜被分成两部分的外壳，并且膜包括中央刚性部分和中央凸部，通过中央刚性部分和中央凸部，阀门的入口和出口可以相应地被关闭。

发明内容

本发明的目标是提供一种饮料制作设备，其具有在前文中说明的至少两种不同的功能性，并且包括切换阀门，即：能够接收流体并执行切换功能以便朝向至少两个不同的目的地输出流体的阀门。根据本发明的饮料制作设备的切换阀门应该构成迄今为止被使用在饮料制作背景中的现有切换阀门的便宜又实际可靠的备选方案。

鉴于前文，本发明提供了一种饮料制作设备，被设计为在其一种操作模式中通过允许饮料基础材料与热萃取液之间的相互作用来制作热饮，并且在其另一种操作模式中通过将发泡气体供应给液体来发泡液体，所述饮料制作设备包括：第一功能性单元，其被布置且配置为容纳一定量的饮料基础材料，并且接收一定量的热萃取液；第二功能性单元，其被布置且配置为容纳一定量的待发泡的液体，并且接收一定量的发泡气体；加热单元，其被布置且配置为为了获取一定量的热萃取液或一定量的热发泡气体而加热一定量的输入液体；泵单元，其被布置且配置为将输入液体泵送到加热单元，并且其可被操作以实现输入液体的至少两种不同流量的一种流量；压力控制的切换阀门，其被布置在加热单元的下游，且被联接到加热单元、第一功能性单元、以及第二功能性单元，并且压力控制的切换阀门包括：阀门体部、切换阀门、位置切换装置以及偏置机构，阀门体部包括内部切换空间，能够从阀门体部的外侧通过在阀门体部中的至少一个流体入口进入内部切换空间，并且其与在阀门体部中的两个流体出口相关联，切换装置被可移动地布置在内部切换空间中，并且切换装置包括：第一功能性阀门构件以及第二功能性阀门构件，第一功能性阀门构件被布置且配置为在第一位置中密封切换装置的第一流体出口，第二功能性阀门构件被布置且配置为在第二位置中密封切换装置的第二流体出口，位置设定装置被布置在阀门体部中并被联接到切换装置，位置设定装置的至少功能性部分被布置且配置为能够在在位置设定装置的一侧作用在位置设定装置上的流体压力的影响下从默认位置被移位，并且偏置机构被布置且配置为朝向对应于位置设定装置的功能性部分的默认位置的位置偏置切换装置和与其联接的位置设定装置的整体；以及导管系统，被布置且配置为使流体能够通过饮料制作设备传输，并且导管系统包括：将泵单元连接到加热单元的泵导管、将加热单元连接到切换阀门的阀门体部的流体入口的阀门导管、以及相应地另外将切换阀门的阀门体部的第一流体出口连接到第一功能性单元的第一导管以及将切换阀门的阀门体部的第二流体出口连接到第二功能性单元的第二导管，其中切换阀门的位置设定装置的至少功能性部分的一侧对导管系统开放。

由前述根据本发明的饮料制作设备的限定得出，其包括压力控制类的切换阀门。这意味着，不需要电子器件来实现所期望的在饮料制作设备中的切换功能性。作为替代的，具有切换功能性所需要的全部条件是允许在切换阀门与其中相关压力(即，可指示饮料制作设备的实际操作模式的压力)占主导的区域之间的连通。尤其是，根据本发明，这可以由将切换阀门放置在这样的装置中来实现，即，在该装置中，位置设定装置的至少功能性部分的一侧与流体的流动连通。因为实现流体的流动需要具有压力差，所以允许来自流体流的流体作用在切换阀门的位置设定装置上使得压力施加在位置设定装置的功能性部分上。只要压力是相对低的，并且偏置机构能够抵消压力，位置设定装置的功能性部分就将会保持在默认位置中。当压力更高时，另一种平衡被设置，其涉及了位置设定装置的功能性部分被移位的位置。位置设定装置的功能性部分可以在至少两个位置的一个位置中的事实，即：默认位置与至少一个被移位的位置，可以被用于指挥切换装置的位置，尤其是：其中让切换装置处于阀门体部的第一流体出口被密封且第二流体出口被打开的位置，以及其中让切换装置处于阀门体部的第二流体出口被密封且第一流体出口被打开的位置。

根据本发明的饮料制作设备的切换阀门的设计可以被简单地适配于某些应用的特定要求。尤其是，其中阀门的一个切换位置到另一个切换位置的过渡点的获取可以由调整偏置机构来设置。在任何状况中，本发明提供了一种饮料制作设备，包括被动切换阀门，其在作为输入值的压力的基础上被自动地控制，该压力可作为被应用在流体的流动被呈现的情况中的切换功能性，其中不需要用于阀门的电控制。例如，在饮料制作设备中阀门的适当布置是阀门的位置设定装置的至少功能性部分的一侧对在设备的泵单元和加热单元之间延伸的导管开放的布置。

根据本发明的饮料制作设备的泵单元的可注意特点是：泵单元被布置且配置为实现输入流体的至少两种不同流量的一种流量。在此事实的基础上，切换阀门被启用以在流体压力差的影响下切换。因为切换阀门的位置设定装置的至少功能性部分对导管系统开放，优选地对泵导管开放，所以位置设定装置的功能性部分处于加压的流体的直接影响下的情况被实现。在第一功能性单元是咖啡煮制单元且第二功能性单元是牛奶发泡单元的示例中，事实是流体的流量在设备的牛奶发泡单元中更低，以便能够在设备的以制作咖啡为目的的另一操作模式中的与将水加热的加热单元相同的加热单元中制造蒸汽。因此，与牛奶发泡相关联的压降比与咖啡煮制相关联的压降更低。为了强化该效果，即，为了实现清楚的差别，可以有利地具有流动限制器，该流动限制器被布置且配置为局部地减小导管系统的内径，或如果切换阀门包括用于将切换阀门联接到导管系统的此类器件，则局部地减小切换阀门的导管器件的内径。

在有利的实施例中，根据本发明的饮料制作设备的切换阀门包括流体密封件，被布置且配置为防止流体从内部切换空间流到位置设定装置。在此类实施例中，可以被确保的是由来自阀门内侧的流体不达到阀门的位置设定装置的功能性部分的内侧，这原本会引起来自阀门内侧的压力施加在位置设定装置的功能性部分上，此类压力施加可以引起一旦作用在位置设定装置的外侧上的压力下降，位置设定装置的功能性部分就(几乎)立刻切换回默认位置。因此，在饮料制作设备包括咖啡煮制单元和牛奶发泡单元的背景中，可以只要设备的泵单元被操作以实现设备的咖啡煮制功能性，位置设定装置的功能性部分就保持在相关的移位的位置中，并且一旦泵单元被关断，位置设定装置的功能性部分就回到默认位置。这可能涉及将水或甚至咖啡喷射到牛奶发泡单元中，其应当被避免。解决该问题的一种通常方式是用额外的止回阀来装备饮料制作设备。然而，更便宜的解决方案在于实现内部切换空间和位置设定装置之间的切换阀门中的流体密封，其另外提供了确保位置设定装置的功能性部分的内侧在所有情况下都受到大气压的可能性。

在根据本发明的饮料制作设备的实际实施例中，压力控制的切换阀门包括承载轴，被布置且配置为承载切换装置，并且被布置且配置为将位置设定装置联接到切换装置。在此类配置中，当位置设定装置的功能性部分在压力的影响下被移位时，承载轴与切换装置二者也被移位。因此，具有承载轴是具有在位置设定装置和切换装置之间的联接的实际选项，并从而启用了切换阀门的压力控制的切换功能性。

如在前文中说明的，在流体密封件被应用在内部切换空间和位置设定装置之间的状况中时，流体密封件可以包括密封环，被布置且配置为在内部切换空间和位置设定装置之间的阀门体部中的位置紧密地包围承载轴。备选地，可行的是承载轴通过在内部切换空间和阀门体部中相邻的空间之间的内部通道延伸，使得内部通道的一部分不受约束，以便允许流体沿着承载轴流过通道。

假设如前文中所提到的切换阀门被装备有承载轴，可行的是阀门的偏置机构包括螺旋弹簧，被布置且配置为围绕承载轴，在阀门体部上的固定基部和在承载轴上的基部之间延伸。通常地，任何适合类型的弹簧可以被应用，在阀门体部上的固定基部和在承载轴上的基部之间延伸。鉴于紧凑且坚固的配置被获取的事实，具有被布置为围绕承载轴的螺旋弹簧是非常实际的。

如在前文中所说明的，切换阀门的位置设定装置的至少部分从默认位置的位移是在切换阀门的功能性中重要的因素。在本发明的框架内，存在用于实际上实现此类位移的许多可能性。例如，其可以是位置设定装置的至少部分在流体压力的影响下变形。鉴于此，可行的是位置设定装置至少部分地由柔性材料制成。位置设定装置可以包括膜，以及在该状况中，位置设定装置和偏置机构的组合可以与膜阀门相似。通过在膜的有效性表面积的尺寸与切换装置的功能性阀门构件的有效性表面积的尺寸之间选择适合的关系，切换阀门的正确操作可以被确保。在任何状况中，最可行的是切换阀门包括导管，被布置且配置为使流体能够在膜的中央部分的位置处接触位置设定装置。

在本发明的框架内，切换阀门的切换装置的功能性阀门构件的密封功能性可以任何适合方式被实现，其中可行的是假设功能性阀门构件二者有相似的设计，但是这并不必要。例如，可行的是切换装置的第一功能性阀门构件与第二功能性阀门构件的至少一个功能性阀门构件包括密封环，并且阀门体部的内部表面部分被布置且配置为构成密封环的座。备选地，可行的是阀门体部被装备有至少一个密封环，并且切换装置的第一功能性阀门构件与第二功能性阀门构件的至少一个功能性阀门构件被定形为像用于同密封环合作的座。密封环的实际事例是O型圈，其可以是任何适合的类型的，包括以相对较软著称的类型以及包括两个相对较硬部分的类型。另一种实际的可能性是切换装置的第一功能性阀门构件与第二功能性阀门构件的至少一个功能性阀门构件包括凸部，并且与相应的流体出口相关联的通道被提供有密封环，密封环被布置且配置为紧紧地环绕凸部。在此状况中，当凸部处于密封环包围凸部的部分的位置时，流体出口被密封；以及当凸部已经从密封环完全地收回时，密封被破坏。具有凸部和密封环的组合的优势可以是凸部相对于密封环的移动可以有效地实现从凸部和/或密封环移除任何(水垢)沉淀，从而实现切换阀门的自清洁功能性，在此基础上切换功能随着时间流逝仍可以被保留。

本发明的上文所述的以及其他方面将会参考以下压力控制的切换阀门以及被设计为在操作模式的一种操作模式中制作咖啡并在操作模式的另一种操作模式中发泡牛奶的饮料制作设备中的切换阀门的应用的具体实施方式来阐述并变得清晰。

附图说明

现在将参考附图来更详细地说明本发明，其中等同或相似的部分由相同的附图标记来指示，并且其中：

图1图解地示出了切换阀门的第一实施例的截面视图；

图2和图3图示了切换阀门的两种不同的位置；

图4图解地示出了装备有切换阀门的饮料制作设备的部件；

图5图示了切换阀门的备选实施例；以及

图6图示了切换阀门的阀门体部的功能性阀门构件和流体出口通道的组合的备选设计。

具体实施方式

图1至图3涉及切换阀门1的第一实施例。基本上，切换阀门1被设计为取决于切换阀门1的位置，将引入的流体流指引到两个可能的目的地的一个目的地。在所示出的示例中，切换阀门1具有模块化配置，包括导管件10和阀门体部20。另外，在所示出的示例中，阀门体部20由三个部段组成：包括位置设定装置30的第一部段、包括切换装置40的第二部段、以及作为阀门体部20的端部件50的第三部段。下文中将描述位置设定装置30与切换装置40的功能，其中要注意的是这些功能不会以任何方式与切换阀门1的模块化配置关联，以使本描述能够同等地应用于切换阀门的非-模块化实施例。

阀门体部20包括内部切换空间21，能够从阀门体部20的外部、通过在阀门体部20中的流体入口22而进入内部切换空间21。切换装置40被可移动地布置在内部切换空间21中，并且切换装置包括：第一功能性阀门构件41和第二功能性阀门构件42，第一和第二功能性阀门构件以间隔布置的方式(即，位于承载轴60的不同的纵向位置)被支撑在承载轴60上。第一功能性阀门构件41用于防止流体流从内部切换空间21到达在阀门体部20中的第一流体出口23。相似的，第二功能性阀门构件42用于防止流体流从内部切换空间21到到在阀门体部20中的第二流体出口24。在所示出的示例中，功能性阀门构件41、42二者都包括O型圈。

如在前文中提到的，切换装置40被可移动地布置在内部切换空间21中。尤其是，承载轴60被布置成能够沿着其纵向方向移动，并且鉴于切换装置40被支撑在承载轴60上的事实，切换装置40也能够沿着所提到的方向移动。在图1中并且还在图2的示意性表示中图示了切换装置40的一个可能的极端位置，在该极端位置中，第二功能性阀门构件42接触阀门体部20的第二锥形内部表面部分26，并借此防止流体沿着承载轴60而朝向第二流体出口24流动。在图1至图3的表示中，这个极端位置是切换装置40在内部切换空间21中最靠右的位置。下文中，这个位置将被称为第二极端位置。切换装置40的另一个可能的极端位置在图3的示意性表示中被图示。这个极端位置中，第一功能性阀门构件41接触阀门体部20的第一锥形内部表面部分26，并借此防止流体沿着承载轴60朝向第一流体出口23流动。在图1至图3的表示中，这个位置是切换装置40在内部切换空间21中最靠左的位置。下文中，这个位置将被称为第一极端位置。

接续前文，在所示出的示例中，切换阀门1的切换功能由在内部切换空间21中将切换装置40从一个极端位置移动到另一个极端位置来实现，其中在极端位置的每个极端位置中，相应的流体出口23、24的密封基于相应的功能性阀门构件41、42与阀门体部20的相应的锥形内部表面部分25、26的密封接触而获得。切换装置40的尺寸，尤其是两个功能性阀门构件41、42之间的距离，被适配于内部切换空间21的尺寸，从而确保在切换装置40的极端位置的每个极端位置中，流体通向流体出口23、24中的一个流体出口被阻挡，而流体通向流体出口23、24中的另一个流体出口被允许。

承载轴60的位置以及切换装置被布置在承载轴60上的切换装置40的位置在流体压力的影响下被设定。特别地，位置设定装置30被设计为结合偏置机构70来实现流体压力与承载轴60和切换装置40的定位之间的适合的关系，切换装置偏置机构70被设计为作用在位置设定装置30、切换装置40以及承载轴60的整体上。在所示出的示例中，位置设定装置30包括膜31，所述膜被布置在导管器件10与阀门体部20的交界面处。偏置机构70可以任何合适的形式被实现。例如，偏置机构70可以包括螺旋弹簧71，该螺旋弹簧环绕承载轴60被布置，在位于阀门体部20上的固定基部和位于承载轴上的基部之间延伸。为了清楚起见，只在图1中图示了偏置机构70，并且在图2和图3的示意性表示中没有图示。

如将在后文中参考图4来说明的，导管器件10包括小导管系统，小导管系统旨在当切换阀门1在饮料制作设备100中被放置就位时，被集成到饮料制作设备100的更大的导管系统中。特别地，在如图1中所示出的切换阀门1的第一实施例中，导管器件10包括流体入口导管11，该流体入口导管从在导管器件10中的流体入口12向上延伸到位于导管器件10与阀门体部20的交界面处的位置，该位置对应于膜31的中央部分32。另外，导管器件10包括流体出口导管13，该流体出口导管从位于导管器件10与阀门体部20的交界面处的另一位置延伸到在导管器件10中的流体排放口14。

膜31具有柔韧的特性，并且膜31因此能够在流体压力的影响下变形，所述流体压力在导管器件10所在的一侧(该侧将在下文中被称为膜31的外侧)作用在膜31上。在无载荷的条件下，膜31处于默认位置，该默认位置是仅在偏置机构70的影响下被设定的位置，并且该默认位置可以是膜31在其中未变形的位置，但是这在本发明的框架内是不必要的。膜31的所述默认位置被选择为使得切换装置40的第一极端位置(即，在其中第一功能性阀门构件41抵靠阀门体部20的第一锥形内部表面部分25而使得第一流体出口23被密封的极端位置)在这个默认位置被实现。

从闲置条件开始，当流体的流动在导管器件10中被发起，流体压力在膜的外侧在膜31的中央部分32上累积。当流体压力变大到足以抵消由偏置机构70在相反的方向上施加在膜31上的压力时，位置设定装置30、切换装置40以及承载轴60的整体的位移被实现，直到第二功能性阀门构件42抵靠阀门体部20的第二锥形内部表面部分26并且切换装置40的第二极端位置被实现。因此，在这种情形中，第二流体出口24被密封，并且通过流体入口22被供应到内部切换空间21的流体仅被允许从内部切换空间21朝向第一流体出口23流动。在另一方面，当流体压力未变大到足以抵消由偏置机构70在相反方向上施加在膜31上的压力时，膜31的默认位置被保持。因此，在这类情形中，第一流体出口23被密封，并且通过流体入口22被供应到内部切换空间21的流体仅被允许从内部切换空间21朝向第二流体出口24流动。

接续前文，切换装置40的不同密封位置可以基于流体沿着位置设定装置30的膜31流动通过导管器件10的不同情况的压力差被获取。假设在一种情形中，流体以未大到足以抵消由偏置机构70施加的相反压力的压力被供应，以及在另一种情形中，流体以大到足以抵消由偏置机构70施加的相反压力的压力被供应、并且引起位置设定装置30、切换装置40以及承载轴60的整体从切换装置40的第一极端位置移位到第二极端位置，在这两种情形之间形成了差异，并且流体可以通过在给定情形中的适合的流体出口23、24被引导出阀门体部20。在该方式中，以可靠的方式实现了切换阀门1的自动切换，而不需要除了在前文中所描述的结构性机构的任何其他机构。

图4用于图示切换阀门1在饮料制作设备100中的应用，特别地，饮料制作设备100被设计为在其一种操作模式中制作咖啡以及在其另一种操作模式中使牛奶起泡，并且具有单个加热单元110，该单个加热单元取决于实际的操作模式设置而用于制作热水或蒸汽。在不同操作模式中涉及不同的流体压力的事实基础上，切换阀门1适于在饮料制作设备100中实现前文描述的切换功能，从而在一种操作模式中热水仅被允许朝向正确目的地、即咖啡酿造单元120流动，并且在另一种操作模式中蒸汽仅被允许朝向正确的目的地、即牛奶发泡单元130流动。不旨在提供饮料制作设备100的完全且宽泛的描述。替代地，仅提及了与本发明的语境中的饮料制作设备100有关的那些方面。图4仅提供了示意性的饮料制作设备100的各种部件的表示，包括切换阀门1，其中尤其需要注意的是切换阀门1的偏置机构70在图4中未示出。

切换阀门1被布置在咖啡制作设备100中以便通过液体入口22从加热单元110接收流体(即，热水或蒸汽)。基本上，与饮料制作设备100的咖啡煮制模式相关联的流体压力比与饮料制作设备100的牛奶起泡模式相关联的流体压力高。鉴于此，切换阀门1以这样的方式被布置在饮料制作设备100中：第一流体出口23被连接到咖啡煮制单元120，并且第二流体出口24被连接到牛奶起泡单元130。当流体压力相对低时，切换阀门1的位置设定装置30的膜31的默认位置被保持。如在前文中所说明的，这个位置对应于切换阀门1的切换装置40的第一极端位置，在该第一极端位置中，第一流体出口23被密封，并且流体仅可以通过第二流体出口24从切换阀门1被排出。因此，当饮料制作设备100被操作以制造蒸汽时，与牛奶起泡单元130相关联的流体出口24被打开，然而另一个流体出口23被关闭。当流体压力相对高时，在作用在膜31上的压力以及膜31因此而变形的影响下，位置设定装置30、切换装置40以及承载轴60的整体的位移被获取。在这个过程中，切换装置40的第二极端位置被设置，在该第二极端位置中，第二流体出口24被密封，并且流体仅可以通过第一流体出口23从切换阀门1被排出。因此，当饮料制作设备100被操作以制备热水时，与咖啡煮制单元120相关联的流体出口23被打开，而另一个流体出口24被关闭。

在饮料制作设备100中，切换阀门1的导管器件10的小的导管系统被整合到饮料制作设备100的大的导管系统140中，该大的导管系统用于使流体能够通过饮料制作设备100被传输。出于加压流体以使实际的流动可以被获取的目的，饮料制作设备100被装备有泵单元150。如在图4中图示的，饮料制作设备100还可以包括水箱160，但其并不改变在饮料制作设备100的操作期间，水可以从任何适合的源被引入的事实。

饮料制作设备100的导管系统140包括：将泵单元150连接到加热单元110的泵导管141、将加热单元110连接到阀门体部20的流体入口22的阀门导管142、将阀门体部20的第一流体出口23连接到咖啡煮制单元120的第一导管143，以及将阀门体部20的第二流体出口24连接到牛奶发泡单元130的第二导管144。阀门开关1以这样的方式被布置在饮料制作设备100中：在饮料制作设备100的操作期间，位置设定装置30的膜31受制于流体从泵单元150流动到加热单元110的影响。尤其是，在所示出的示例中，切换阀门1的导管器件10的小的导管系统被整合到泵导管141中，使得膜31的外侧(即，膜31的旨在受制于外部压力的一侧)被暴露于通过泵导管141流动的流体。

与旨在制造用于煮制咖啡而制备热水的情形相比，当旨在制造用于发泡牛奶的蒸汽时，水以更低的流量被供应到加热单元110，以使水可以在加热单元110中滞留更长的时间，并受到足够长时间的加热以便蒸发。在实际的示例中，与蒸汽生成相关联的流量在0.5至1ml/s的范围中，而仅与加热水相关联的流量在4至7ml/s的范围中。在实际的状况中，为了实现切换阀门1的适当的功能，可能有利的是，采取措施以确保与在不同的流量下流动的水相关联的流体压力之间具有清晰的差异。这可以由在适当的位置应用流动限制器15来实现，该适当的位置可以是如在图4中图示的在切换阀门1的导管器件10中的位置，或是在饮料制作设备100的大的导管系统140中的位置。流动限制器15用于局部地减少导管内径，并且借此用于增加以不同流量流动的水之间的的压差。例如在实际的情况中，流动限制器15可以包括具有在0.8至1.2mm范围中的直径的孔口。

图5图示了切换阀门2的备选实施例。在如前文中所描述的切换阀门1的第一实施例中，除了希望在切换装置40的极端位置中的一个极端位置处被封离流体的那些部件之外，阀门体部20的所有内部部件都允许与流体接触。这可能不总是被期望的，例如，考虑到对防止水影响制造一些部件的材料的要求，和/或对避免其中膜31承受着来自阀门体部20的内部(即在其内侧)的流体压力、以及由偏置机构70所施加的压力的情形的要求。鉴于此，可行的是，提供这样的切换阀门2，即，在该切换阀门2中，承载轴60通过如在图5中图解地示出的诸如O型圈的流体密封件61被引导，其中流体密封件61防止通过阀门体部20中的流体入口22被供应到内部切换空间21的流体到达位置设定装置30。另外，在所示出的示例中，阀门体部20被提供有使膜31的内侧与环境空气之间能够连通的空气入口33，从而确保大气压在膜31的内侧总是主导的。

具有如所提到的流体密封件61的额外益处是，切换装置40的基本直径不需要相似于或大于位置设定装置30的膜31的直径，这原本对于为了避免这样的情形是有利的，即，在该情形中，切换装置40会在泵单元150已经在饮料制作设备100的咖啡煮制模式中被操作以泵送水之后被关断的时刻，从第二极端位置移动回第一极端位置，以及在该情形中，存在水或甚至咖啡由于切换装置40从第二极端位置移动回第一极端位置而被喷射到牛奶发泡单元130中的风险。除了具有流体密封件61以外，切换阀门2的该备选实施例的配置可以与切换阀门1的第一实施例的配置类似。为了完整性起见，要注意的是，偏置机构70未在图5中图示，但是这不表示在切换阀门2的备选实施例中没有此类机构。

在图1至图5所示出的设计中，切换装置40包括两个环形形状的功能性阀门构件41、42，其中这些阀门构件41、42中的每个阀门构件旨在与阀门体部20的锥形内部表面部分25、26合作，用于实现密封功能。然而，要注意的是在本发明的框架中切换装置40的备选设计也是可能的。在这一点上，图6图示了具有凸部和密封环的组合的可能情形，其中密封环被布置且和配置为紧密地环绕所述凸部。尤其是，图6示出了第二功能性阀门构件42的一部分，以及被形成为销43的凸部，所述销自阀门构件42延伸。销43可以移动进出被形成为O型圈44的密封环，该密封环被布置在通向第二出口24的通道的入口处。如在图6中所示出的销43和O型圈44的配置与切换装置40的第二极端位置相关联，并且用于密封第二出口24。当切换装置40被移位到第一极端位置时，销43从O型圈44缩回，从而在该位置实现从内部切换空间21到第二出口24的自由通路。使用凸部43和密封环44的组合的益处在于具有自洁作用，因为每一次凸部43相对于密封环44移动，都能够将可能存在于凸部43和/或密封环44上的任何(水垢)沉积物刮除。为了完整性起见，要注意的是在图6中示出的位于第二功能性阀门42一侧的凸部43和密封环44的组合也可以相似地被提供在第一功能性阀门构件41一侧。

在前文中，膜31被提到作为适合在位置设定装置30中使用的部件的示例。总体上，根据本发明，任何部件或部件的组合都可以被使用在饮料制作设备100的切换阀门1、2中，只要具有用于引起切换装置40在流体压力的影响下切换装置位移、以及用于实现以下情形的设置即可，即，在所述情形中，只要压力在一定阈值之下，切换装置40就被保持在第一极端位置，以及当压力高于所述阈值时，结合偏置机构70，切换设备40便被推到第二极端位置，所述偏置机构70影响所述阈值的值并且在无载荷情况中确保切换装置40到第一极端位置的复位。偏置机构70可以包括实际部件，诸如在前文中提到的螺旋弹簧71，或是包括部件的组合，该组合被添加至包括位置设定装置30和切换装置40的配置，但例如基于所述配置的一个或多个部件的弹性特性，所述组合也可以是在此类结构中的固有属性。位置设定装置30与切换装置40可以任何适合的方式彼此耦接，如所示出的承载轴代表非常实用的选项。

在本发明的框架内，饮料制作设备100可以是任何类型的饮料制作设备，并且除了如在本文中所示出且描述的部件意外，还可以包括多个其他部件，诸如除了切换阀门1、2以外的一个或多个阀门。总体上，切换阀门1、2适合被用在任何其中要求基于饮料制作设备的操作模式而在至少两个可能的方向中的一个方向上引导流体的环境中，其中各种操作模式涉及不同的流体压力参数。

对本领域中的技术人员将是清楚的是，本发明的范围不限于前文所述的示例，在不偏离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对其进行若干修正和修改。本发明旨在将本发明解释为包括所有落入权利要求或其等同物范围内的所有此类修改和变型。即使本发明已经在附图和说明中被详细地图示且描述了，此类图示和说明只被考虑为说明性的或示例性的，而不是限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。附图是示意性的，其中可能已经省略了针对本发明的理解不必须的细节，并且其不必要是成比例的。

在实践所要求保护的发明中，从对附图、说明以及所附权利要求的学习，本领域的技术人员可以理解并且影响所公开的实施例的变型。在权利要求中，术语“包括”不排除其他步骤或元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除复数。在权利要求中的任何附图标记不应被构建为限制本发明的范围。

除非另外明确指出，否则针对特定实施例讨论或与之相关的元件和方面可以与其他实施例的元件和方面适当地组合。因此，在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。

在本文中使用的术语“包括”将由本领域中的技术人员理解为涵盖术语“由…构成”。因此术语“包括”对应于一个实施例意味着“由…构成”，但可以在另一个实施例中意味着“至少包含/包括所限定的种类且选择性地包含/包括一个或多个其他种类”。

简而言之，本发明提供了饮料制作设备100，包括压力-控制的切换阀门1、2，其包括以下部件：阀门体部20，包括内部切换空间21；切换装置40，被可移动地布置在内部切换空间21中，并且包括两个功能性阀门构件41、42，其被布置且配置为在切换装置40的相应位置中密封阀门体部20的相应的流体出口23、24；位置设定装置30，用于位置设定装置在位置设定装置30的一侧作用于位置设定装置30上的流体压力的影响下移位切换装置40；以及偏置机构70，作用在切换装置40以及与其耦接的位置设定装置30的整体上。饮料制作设备100还包括导管系统140，被布置且配置为使流体能够通过饮料制作设备100传输，并且切换阀门1、2的位置设定装置30的至少功能性部分31的一侧对导管系统140开放。

Claims (14)

1.一种饮料制作设备(100)，被设计为在所述饮料制作设备的一种操作模式中通过允许饮料基础材料与热萃取液体之间相互作用来制作热饮，并且在所述饮料制作设备的另一种操作模式中通过将发泡气体供应给液体来使液体发泡，所述饮料制作设备包括：

-第一功能性单元(120)，被布置且配置为容纳一定量的所述饮料基础材料，并且接收一定量的热萃取液体；

-第二功能性单元(130)，被布置且配置为容纳一定量的待发泡的液体，并且接收一定量的发泡气体；

-加热单元(110)，被布置且配置为为了获取一定量的热萃取液体或一定量的热发泡气体而加热一定量的输入液体；

-泵单元(150)，被布置且配置为将所述输入液体泵送到所述加热单元(110)，并且能够被操作用以实现所述输入液体的至少两个不同流量中的一种流量；

-压力控制的切换阀门(1，2)，被布置在所述加热单元(110)的下游，所述压力控制的切换阀门(1，2)被联接到所述加热单元(110)、所述第一功能性单元(120)以及所述第二功能性单元(130)，所述压力控制的切换阀门(1、2)包括阀门体部(20)、切换装置(40)、位置设定装置(30)以及偏置机构(70)，所述阀门体部(20)包括内部切换空间(21)，能够从所述阀门体部(20)的外部、通过所述阀门体部(20)中的至少一个流体入口(22)进入所述内部切换空间(21)，并且所述内部切换空间(21)与所述阀门体部(20)中的两个流体出口(23，24)相关联，所述切换装置(40)被可移动地布置在所述内部切换空间(21)中并且所述切换装置包括第一功能性阀门构件(41)和第二功能性阀门构件(42)，所述第一功能性阀门构件(41)被布置且配置为在所述切换装置(40)的第一位置密封第一流体出口(23)，所述第二功能性阀门构件(42)被布置且配置为在所述切换装置(40)的第二位置密封第二流体出口(24)，所述位置设定装置(30)被布置在所述阀门体部(20)中并且被联接到所述切换装置(40)，所述位置设定装置(30)的至少功能性部分(31)被布置且配置为能够在流体压力的影响下从默认位置移位，所述流体压力在所述位置设定装置(30)的一侧作用在所述位置设定装置(30)上，并且所述偏置机构(70)被布置且配置为朝向与所述位置设定装置(30)的所述功能性部分(31)的所述默认位置相对应的位置偏置彼此联接的所述切换装置(40)与所述位置设定装置(30)的整体；以及

-导管系统(140)，被布置且配置为能够通过所述饮料制作设备(100)实现流体传输，所述导管系统(100)包括：泵导管(141)，其将所述泵单元(150)连接到所述加热单元(110)；阀门导管(142)，其将所述加热单元(110)连接到所述切换阀门(1，2)的所述阀门体部(20)的所述流体入口(22)；以及还有第一导管(143)，其将所述切换阀门(1，2)的所述阀门体部(20)的所述第一流体出口(23)连接到所述第一功能性单元(120)；和第二导管(144)，其将所述切换阀门(1，2)的所述阀门体部(20)的所述第二流体出口(24)连接到所述第二功能性单元(130)，其中所述切换阀门(1，2)的所述位置设定装置(30)的至少功能性部分(31)的一侧对所述导管系统(140)开放。

2.根据权利要求1所述的饮料制作设备(100)，其中所述切换阀门(1，2)的所述位置设定装置(30)的至少功能性部分(31)的一侧对所述泵导管(141)开放。

3.根据权利要求1或2所述的饮料制作设备，包括流动限制器(15)，所述流动限制器被布置且配置为局部地减少所述导管系统(140)的内径。

4.根据权利要求1或2所述的饮料制作设备(100)，其中所述切换阀门(1，2)包括导管器件(10)，被布置且配置为将所述切换阀门(1，2)连接到所述导管系统(140)，以及其中所述切换阀门(1，2)包括流动限制器(15)，所述流动限制器被布置且配置为局部地减少所述导管器件(10)的内径。

5.根据权利要求1-2中任一项所述的饮料制作设备(100)，其中所述切换阀门(1，2)包括流体密封件(61)，所述流体密封件被布置且配置为防止流体从所述内部切换空间(21)流到所述位置设定装置(30)。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的饮料制作设备(100)，其中所述切换阀门(1，2)包括承载轴(60)，所述承载轴被布置且配置为承载所述切换装置(40)，并且将所述位置设定装置(30)联接到所述切换装置(40)。

7.根据权利要求6所述的饮料制作设备(100)，其中在所述切换阀门(1)中，所述承载轴(60)延伸通过所述内部切换空间(21)与所述阀门体部(20)中的相邻空间之间的内部通道，使所述内部通道的一部分不受约束，从而允许流体沿着所述承载轴(60)流过所述通道。

8.根据权利要求6所述的饮料制作设备(100)，其中在所述切换阀门(2)中，所述流体密封件包括密封环(61)，所述密封环被布置且配置为在所述阀门体部(20)中的位于所述内部切换空间(21)与所述位置设定装置(30)之间的位置紧密地包围所述承载轴(60)。

9.根据权利要求7-8中任一项所述的饮料制作设备(100)，其中在所述切换阀门(1，2)中，所述偏置机构(70)包括螺旋弹簧(71)，所述螺旋弹簧被布置为围绕所述承载轴(60)，所述承载轴在位于所述阀门体部(20)上的固定基部与位于所述承载轴(60)上的基部之间延伸。

10.根据权利要求1、2、7和8中任一项所述的饮料制作设备(100)，其中在所述切换阀门(1，2)中，所述位置设定装置(30)的至少部分能够在流体压力的影响下变形。

11.根据权利要求1、2、7和8中任一项所述的饮料制作设备(100)，其中在所述切换阀门(1，2)中，所述位置设定装置(30)包括膜(31)。

12.根据权利要求11所述的饮料制作设备(100)，其中所述切换阀门(1，2)包括导管(11)，所述导管被布置且配置为能够使流体在所述膜(31)的中央部分(32)的位置处使用所述位置设定装置(30)。

13.根据权利要求1、2、7、8和12中任一项所述的饮料制作设备(100)，其中在所述切换阀门(1，2)中，所述切换装置(40)的所述第一功能性阀门构件(41)和所述第二功能性阀门构件(42)中的至少一个功能性阀门构件包括密封环，并且其中所述阀门体部(20)的内部表面部分(25，26)被布置且配置为构成所述密封环的座。

14.根据权利要求1、2、7、8和12中任一项所述的饮料制作设备(100)，其中在所述切换阀门(1，2)中，所述切换装置(40)的所述第一功能性阀门构件(41)和所述第二功能性阀门构件(42)中的至少一个能性阀门构件包括凸部(43)，并且其中与相应的流体出口(23，24)相关联的通道被提供有被布置且配置为紧密地包围所述凸部(43)的密封环(44)。

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