CN111770709A

CN111770709A - 具有能够移动的流出阻碍物的饮料提取单元

Info

Publication number: CN111770709A
Application number: CN201980014826.4A
Authority: CN
Inventors: N·奥布里格
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-10-13
Also published as: JP2021515628A; CA3093758A1; US20200405091A1; EP3764854A1; AU2019233584A1; RU2020133031A; WO2019175225A1; BR112020015674A2

Abstract

本发明涉及一种饮料提取单元(1)，该饮料提取单元用于从包含饮料配料的能够更换的单份分份胶囊(2)中提取饮料，并且被构造为具有流量限制构件，用于在不同的饮料压力和流量条件下提取胶囊。本发明还涉及包括该提取单元的饮料机。

Description

具有能够移动的流出阻碍物的饮料提取单元

技术领域：

本发明涉及在饮料提取装置中使用能够更换的分份胶囊进行饮料提取的领域。具体地讲，本发明涉及改进的提取单元，该提取单元可具体地根据不同可能的能够选择的提取模式来提取包含在胶囊中的饮料配料(诸如烘焙且研磨的咖啡)，该能够选择的提取模式涉及高饮料流量或低饮料流量，这取决于所选择的模式。

背景技术：

通过提取包含在分份容器(诸如胶囊、荚包或小袋)中的可提取配料(诸如能够冲煮的配料，例如烘焙且研磨的咖啡和/或茶)来制备饮料是众所周知的。

EP0512468涉及具有杯状主体和能够撕开的饮料出口膜的胶囊。膜通常是薄铝膜，该薄铝膜抵靠饮料提取装置的撕开提取板撕开，诸如EP0512470中所述。

EP0512470涉及用于使用具有撕开提取板的饮料提取单元来提取咖啡的系统，该系统包括多个凸起元件和其间的通道(称为“流格栅和凸纹表面元件”)，该系统适于接收密封胶囊，以经由水注射器在压力下将水引入胶囊中，使出口膜或盖(例如，铝膜)变形并在胶囊中上升的液体的压力的作用下撕开该出口膜或盖，以允许饮料从胶囊释放。

EP0602203涉及密封柔性小袋，该小袋呈适于在压力下提取的单独部分的形式，包含用于制备饮料诸如烘焙且研磨的咖啡的至少一种粉末状物质；该小袋包括两个相同的圆形、椭圆形或多边形形状的柔性片，该柔性片在彼此之间提供用于物质的空间并且在其周边上被密封，使得小袋相对于其密封平面是基本上对称的，当注入提取流体时，该小袋在小袋中的压力增加的作用下被打开。

EP0870457涉及提取单元，该提取单元类似于EP0512470，但适于容纳咖啡物质的闭合的不可渗透小袋，诸如EP0602203中所述。该装置包括上部构件，该上部构件包括旨在使小袋的上表面穿孔并允许将水引入小袋中的装置；下部构件，该下部构件具有用于容纳胶囊以及凸起部分和中空部分的接收器；其中小袋的提取表面抵靠凸起部分和中空部分逐渐且局部地被牵拉；提取表面根据路径在多个位置撕开，该路径由凸起部分和中空部分的位置预先确定并且在那里达到其破裂张力，以便允许液体在提取之后流动。下部部分通常包括允许饮料从中流过的流动孔。凸起部分和中空部分优选地呈被通道网络分开的截棱锥形式。

因此，现有技术的饮料提取系统通常利用能够更换的胶囊(例如，刚性胶囊、小袋或柔性荚包)，该胶囊包括能够撕开的饮料出口膜(例如，薄铝箔)，该饮料出口膜可仅在该膜抵靠撕开板的凸起元件发生充分变形时被撕开。撕开通常发生在凸起元件的边缘处，该凸起元件通常为多个小截棱锥或直线脊。撕开导致沿着这些凸起元件的边缘形成小孔口。这些孔口相对较小(例如，0.1mm-1.0mm长和0.1mm-0.3mm宽)，并且通常出口膜至少部分地适形于凸起元件的顶侧和上侧，从而甚至更多地减少流动开口面积。因此，该界面处的压降相对较高。此外，咖啡颗粒的过滤发生在该受限界面处，这是一个优点，因为胶囊内部不需要附加过滤器。因此，这种提取几何形状对应于在本申请中通常可被称为具有凸起元件的提取板的几何形状。然后将饮料流收集在通道中并通过通道中尺寸明确的小开口排出。

在现有技术的已知系统中，流量和压力由胶囊的固有特性和泵的性能决定。

背压高度取决于胶囊中研磨咖啡的压实程度。对于相同的咖啡共混物，压力的可变性可非常高。具体地讲，对于某些咖啡共混物，具体地讲，在低粒度中，压力可从5巴变成15巴。

发明内容：

本发明的优选目的是提供解决现有技术单元所遇到问题中的至少一些问题的饮料提取单元。

本发明的另一个优选目的是提供饮料提取单元，其中可以在不改变胶囊类型或者泵的类型或性能的情况下改变用于提取胶囊的饮料流量和/或压力。

本发明的又一个优选目的是提供饮料提取单元，其中可以减小用于提取给定类型的胶囊的压力的可变性。

本发明涉及用于从能够更换的胶囊中提取饮料的饮料提取单元，该能够更换的胶囊包含饮料配料，诸如烘焙且研磨的咖啡或茶叶，并且包括液体进入壁、饮料出口膜以及任选地周向凸缘，诸如膜密封到其上和/或密封在其处的凸缘。

该单元包括：

-框架，

-注入部件，该注入部件用于容纳胶囊的液体进入壁并且包括至少出水口，该出水口用于将水注入胶囊中，和

-提取部件，该提取部件与注入部件界定提取室，胶囊在提取期间容纳在该提取室中，提取部件和注入部件能够相对移动以打开和闭合提取室，任选地在胶囊的所述凸缘处，胶囊能够插入打开的提取室中和/或能够从打开的提取室移除，并且胶囊在容纳在闭合的提取室中时是可提取的。

提取部件包括提取板，该提取板具有多个饮料出口以用于允许饮料流过提取板。

提取部件还包括流量限制构件，该流量限制构件相对于提取板以能够移动的方式布置在标准流出位置和减小流出位置之间，在该减小流出位置中通过阻塞饮料出口的一部分来使饮料出口的流动表面积与标准流出位置相比减小，被阻塞的出口部分地或完全地闭合。

因此，本发明的提取单元可被构造成允许饮料提取的流量和压力条件的变化，使得提取结果可被更好地控制并且变得不太依赖于由胶囊决定的流量和压力的条件。因此，压力可变性减小。

可通过靠近饮料出口中的至少一些饮料出口放置的一个或多个流量限制表面来减少流量，从而减少离开饮料出口的流量。流量和压力条件的变化保持相对简单和低成本，因为可以在不改变饮料提取原理的情况下在现有提取装置中实现本发明。

流量限制构件能够相对于提取板在标准流出位置和至少一个减小流出位置之间移动，在该标准流出位置中，基本上所有饮料出口都保持打开，在该至少一个减小流出位置中，流量限制构件选择性地阻塞饮料出口的一部分。

在闭合的提取室中的胶囊的整个提取过程期间，流量限制构件可相对于提取板保持固定。另选地，在提取过程期间，限制构件可相对于提取板移动，例如，限制构件在胶囊中配料的初始预润湿阶段期间防止或基本上抑制饮料从饮料出口流出，然后限制构件移动到允许饮料流过提取板的饮料出口中的至少一些饮料出口的位置。

因此，可获得的优点在于，可通过提取部件处的简单相对移动布置来相应地改变压力条件。因此，可增大压力，但同时可通过采用减小流出位置的流量限制构件来减小压力的可变性。

提取板可包括被构造用于在出口膜中提供孔口的多个凸起元件。例如：

-在将水注入提取室中之前，在出口膜中提供孔口；以及/或者

-通过由注入水(例如，在5巴至20巴诸如8巴至15巴的范围内的胶囊入口压力下)引起的胶囊中的压力升高，以便抵靠多个凸起元件推动出口膜，从而在出口膜中提供孔口。

如果胶囊入口处的压力在5巴至20巴的范围内并且当胶囊入口处的压力在5巴至20巴的范围内时，胶囊出口膜处的压力当然可以更低，并且当膜打开时甚至更低。

提取部件可不具有用于刺穿和/或切割出口膜的任何穿刺元件和/或切割元件。例如：在将胶囊容纳在提取室中之前，例如当制造胶囊时，孔口在出口膜中预先形成；以及/或者通过注入水而造成的胶囊中的压力升高来撕开和/或破坏膜，例如以便打开膜的预弱化部分和/或致动包括在胶囊内的膜开口元件，从而在出口膜中形成孔口。

例如，流量限制构件被布置成能够相对于提取板移动，该提取板在提取期间相对于框架基本上静止，以便通过阻塞饮料出口的一部分来减少通过提取板的饮料流量。

流量限制构件也可被布置成用于占据至少两个能够选择的减小流出位置，其中流动表面积以不同的值减小，例如，第一减小位置中的流动表面积低于第二流量减小位置中的流动表面积。

流量限制构件可被布置成相对于提取板在标准流出位置和减小流出位置之间平移地或旋转地或者平移地和旋转地移动。例如，提取板在提取期间相对于框架保持至少基本上静止。例如，当胶囊容纳在提取室中时，流量限制构件能够沿着垂直于胶囊的出口膜的线性方向相对移动。

流量限制构件可例如被成形为具有基板的柱塞，该基板包括连接到驱动轴的流量限制表面。这样的布置可在提取单元中实现而不复杂。

流量限制构件可被布置用于例如围绕流量限制构件和提取板之间或流量限制构件和提取部件之间的铰链或枢轴点相对于提取板以枢转运动移动。例如，铰链可被定位成与提取板的横向方向对准或平行并且偏移。铰链或枢轴点也可垂直于提取板的横向方向定位。

流量限制构件可被布置用于改变饮料出口在提取板上的流动表面积的相对位置。例如，流量限制构件可在以下位置之间能够旋转地移动：

-第一标准流出位置和第二标准流出位置，处于第一标准位置和第二标准位置的饮料出口具有基本上相同的流动表面积，处于第一标准流出位置的被阻塞的饮料出口与处于第二标准流出位置的被阻塞的饮料出口不相同；和/或

-第一减小流出位置和第二减小流出位置，处于第一减小流出位置和第二减小流出位置的饮料出口具有相同或不同的流动表面积，处于第一减小流出位置的被阻塞的饮料出口与处于第二减小流出位置的被阻塞的饮料出口不相同。

应当指出的是，用于相对于提取板移动的流量限制构件的布置可采取许多变型形式，这些变型形式可根据提取装置的布置诸如可用空间以及提取装置的水平、竖直或倾斜取向来选择。例如，提取装置采取注入部件和提取部件的水平取向，使得容器能够通过重力作用插入在部件之间，诸如EP1859713B1、EP2205133B1或EP2608705B1中所述。提取装置也可为倾斜的，诸如WO 2017/001644中所述。

提取板可被布置成相对于流量限制构件平移移动，该流量限制构件在提取期间相对于框架保持至少基本上静止。

在一种模式下，流量限制构件包括至少一个连续流量限制表面，该连续流量限制表面被布置用于在减小流出位置中一次阻塞多于一个饮料出口。流量限制表面可例如采取全盘或部分盘的形式。

在另一种模式下，流量限制构件包括多个分立的流量限制元件；流量限制元件中的每个流量限制元件被布置用于单独地阻塞饮料出口。优点是确保更有效地阻塞饮料出口，并且在期望完全闭合饮料出口时降低泄漏的风险。

流量限制构件可包括多个分立的流量限制元件，该多个分立的流量限制元件被形成为从例如上述柱塞的基板延伸的凸起元件。凸起元件可被成形为单独地接合在提取板的互补形状的凹陷部分中，饮料出口嵌入在该凹陷部分中。这样的布置可提供对流体压力和泄漏的增加的阻力。

为了改善提取一致性，流量限制表面或分立的流量限制元件可为压力响应性的。例如，分立的流量限制元件的限制表面例如用弹簧弹性地安装，并且/或者在阻塞期间当抵靠提取板压缩时变形时弹性地变形。例如，流量限制表面或分立的流量限制元件可包括橡胶(例如，硅橡胶EPDM)或热塑性弹性体或软弹性塑料，或者可由其制成。

凸起元件可具有可变的可压缩长度和/或以可变的弹性弹性地安装。可变长度或弹性使得能够根据元件抵靠提取板的压缩水平来改变被阻塞的饮料出口的数量。为了阻塞较少的饮料出口，仅压缩较长或较硬安装的元件，并且较短或较软安装的元件保持未压缩或远离出口。为了阻塞更多饮料出口，较长/较硬安装的元件和较短/较软安装的元件均被压缩，但较长/较硬安装的元件明显比较短/较软安装的元件被压缩更多。因此，可通过改变流量限制构件相对于提取板的位置来获得不同的流出位置。

提取装置还可包括连接到流量限制构件和提取板的至少一个驱动构件，例如活塞，以便减小或增加提取板的流动表面积。

驱动构件可由以机械和/或电和/或液压原理工作的任何合适的驱动布置结构驱动。驱动构件可由螺线管致动器、液压致动器或电动马达例如步进马达驱动。驱动构件可经由传动装置例如齿轮传动装置和/或凸轮传动装置和/或杠杆传动装置连接到流量限制构件。

驱动构件可独立于提取室中的压力来操作流量限制构件，例如以实现期望的流量，诸如恒定流量。

驱动构件可独立于流出提取室的饮料的流量来操作流量限制构件，例如以在提取室中实现期望的压力，诸如恒定压力或压力分布。

驱动构件可操作流量限制构件以同时实现提取室中的压力在期望的压力范围内并且流出提取室的饮料的流量在期望的流量范围内。

驱动构件可布置有用于由饮料机的控制单元或由遥控装置(例如，移动计算机)控制的控制装置，例如电连接装置和/或通信连接装置。

本发明的另一方面涉及包括如上所述的饮料提取单元的饮料机。该机器包括：泵，该泵用于将水供应到提取单元；控制单元，该控制单元被构造用于例如经由一个或所述驱动构件控制流量限制构件在标准流出位置和减小流出位置之间的相对运动；以及任选地热调节器，诸如加热器和/或冷却器，例如流动加热器和/或流动冷却器，用于热调节由泵供应到提取单元的水。

控制单元可被构造成在从提取室中的胶囊中整个提取饮料期间保持流量限制构件和提取板相对静止。

控制单元可被构造成在从提取室中的胶囊提取饮料期间改变流量限制构件和提取板的相对位置。

机器可被构造成在从第一类型的胶囊中整个提取饮料期间保持流量限制构件和提取板相对静止，并且在从第二类型的胶囊中提取饮料期间改变流量限制构件和提取板的相对位置。

本发明的另一方面涉及胶囊用于这样的饮料机的用途。

压力通常在泵的下游和进水口的上游测量，例如在进水口和泵之间的流体管线中测量。通过例如在注入部件的进水口处存在止回阀和/或在注入部件的进水口中设置的限制，或通过接合在胶囊的进入壁中的穿刺构件，和/或通过胶囊中的配料和/或其他障碍物，可使提取室或胶囊中的压力与这样的测量压力相比降低。

附图说明：

图1是根据本发明的一个实施方案的提取单元的前视平面图；

图2是图1中所示的提取单元沿着平面A-A的剖视图，该提取单元与胶囊处于闭合的位置；

图3是图1中所示的提取单元沿着平面A-A的剖视图，该提取单元与胶囊处于打开的位置；

图4是如图3所示的提取单元的一部分的放大视图(值得注意的是省略了注入部件和胶囊)，流量限制构件处于标准流出位置；

是如图3所示的提取单元的一部分的放大视图(值得注意的是省略了注入部件和胶囊)，流量限制构件处于减小流出位置；

图6至图9是具有连续流量限制表面的流量限制构件的第一示例的不同透视图；

图10至图12是流量限制构件的第二示例的不同视图，该构件设置有分立的流量限制元件；

图13是处于标准流动位置的图10至图12的流量限制构件以及提取板的组合的侧视图；

图14是图13的提取板的前视图；

图15是处于标准流动位置的图10至图12的流量限制构件以及提取板的组合的透视图；

图16示出了处于减小流出位置的图10至图12的流量限制构件以及提取板的组合的透视图；

图17至图19是具有连续流量限制表面的流量限制构件的第三示例的视图；

图20部分示意性地示出包括图1所示的提取单元的饮料机；

图21至图23示出旋转操作的流量限制构件的第四示例；并且

图24示出了在图20的饮料机中提取之后具有多个孔口的能够更换的胶囊。

具体实施方式：

相对于图1至图3以一般方式描述了根据本发明的示例性提取单元1。单元1被布置用于接收包含分份配料诸如烘焙且研磨的咖啡的能够更换的胶囊2。

在本示例中，胶囊2是具有被柔性出口膜闭合的相对刚性的杯的饮料配料胶囊。在可能的变型中，提取单元还可被构造成接收形成为柔性荚包或小袋的胶囊。荚包通常将由柔性壁形成。能够更换的胶囊2的示例包括液体进入壁3、周向凸缘4和饮料出口膜5。胶囊可包含一定剂量的烘焙且研磨的咖啡。饮料出口膜5不是液体能够渗透的，并且必须被穿孔、切割和/或撕开以使饮料提取物穿过其。饮料出口膜可由铝或者纸-聚合物、纸-铝或铝-聚合物-纸的层压体制成。饮料胶囊可包括形成液体进入壁3和凸缘4的杯状主体，饮料出口膜5焊接到该凸缘上。例如，出口膜可为30μm至50μm厚，优选地为约40μm厚(此处在不考虑可能的压印图案的情况下确定厚度)。荚包可包括在凸缘处密封的两个柔性壁。荚包可沿着凸缘的平面对称，从而提供从两个壁中的任一个壁提取饮料的可能性。因此，根据饮料提取单元中荚包的取向，一个壁形成进入壁，并且另一个壁形成饮料出口膜。

提取单元包括框架6、注入部件7和提取部件20。

如图2和图3所示，注入部件7被布置用于容纳胶囊的液体进入壁3，并且用于在饮料提取单元闭合时在提取室8中供应水。注入部件7包括用于注入水的至少一个出水口9。注入部件通常可包括形成用于接收液体进入壁的腔室的笼10，并且可包括用于对胶囊2的液体进入壁3进行穿孔的穿孔构件11。穿孔构件11可为从笼10的腔室的底部突出的刀片或针。在笼10的前端处可设置周向按压边缘12，以用于将提取室8闭合到胶囊的凸缘4上并且使凸缘压靠提取部件20。提取室8可由注入部件7的笼10的腔室界定直至按压边缘12。提取单元1通常包括用于向出水口9供应水的水管线15。可向提取单元提供热水器16，以将水加热到合适的温度，从而提取胶囊2的饮料配料。单元1的注入部件7可设置有适于具有给定直径的凸缘的胶囊的腔室。凸缘直径通常确定由注入部件抵靠提取部件按压的胶囊的相容性。然而，注入部件也可以以能够扩展的方式布置，以使提取室适应不同直径和/或长度的胶囊，诸如EP2906092、EP2906093或EP2908706中所述。

在该实施方案中，注入部件7可相对于框架6以静态或略微能够移动的方式安装，提取部件20以能够移动的方式安装，以便在打开的位置(图3)和其中形成提取室8的闭合的位置(图2)之间移动。提取部件20可诸如通过导轨75等在框架6中被侧向引导。提取部件20可由机动化或手动驱动组件17在打开的位置和闭合的位置之间驱动。在可能的变型中，注入部件7可以以能够移动的方式相对于框架6安装，并且提取部件20可被制成相对于框架固定安装。

在打开的位置，注入部件7远离提取部件20，以允许胶囊2在插入通道40中插入提取单元(图3)。为此，提取部件20可包括滑块19或与该滑块相关联(例如，两个侧向滑动沟槽)。如在图4中显而易见的是，提取部件可包括开口80或与该开口相关联，该开口具有对应于胶囊的形状，以允许胶囊2插入滑块19中并沿着通道40通过。提取部件还可包括止动装置81或与该止动装置相关联，诸如定位在滑块19中或其处的止动装置，用于在提取单元1处于打开的位置时使胶囊停止在通道40中，如图3所示，从而允许提取部件和注入部件一起相对移动，并且在它们处于闭合的位置时容纳胶囊(图2)。也可使用其他胶囊处理布置。几乎任何胶囊装载和卸载布置都可用于实现本发明。

提取部件20包括提取板21，该提取板被构造用于在提取单元的闭合的位置与胶囊的饮料出口膜交接。提取板可以以这样的方式布置，使得当胶囊处于适当位置且提取单元处于注入部件和提取部件的闭合的位置时，出口膜与提取板接触(图2和图20)。提取部件具有饮料出口22，用于排出在提取期间流出胶囊的液体饮料提取物。饮料出口22可通过提取板21提供。

如图14所示，饮料出口22的数量及其尺寸可改变。在优选的模式下，出口的数量为约10个至30个，诸如15个或20个至25个，例如24个，并且其直径在约0.1mm至1mm的范围内，诸如0.3mm至0.8mm，例如0.4mm至0.6mm。直径足够小，使得可能与胶囊的打开的或开放的膜5协作的出口过滤咖啡颗粒以至少基本上防止此类颗粒从室8穿过提取板21。

如图3和图20所示，提取部件20可与提取板21下游的饮料导向引导件18相关联，以例如经由具有提取部件20的出口24的收集器25从饮料出口22导向饮料提取物。导向引导件可用于将饮料分配到饮料接收器(图20)，诸如分配到杯或马克杯，以及分配到收集的废物(图3)，例如在与提取单元1相关联的废物收集器中，例如在机器100内部。导向引导件18可在一端处包括用于将饮料提取物导向到接收器的分配出口，如图20所示，并且在相对端处包括用于将残余物从出口22引导到废物收集器的排出边缘，如图3所示。导向引导件18能够在饮料分配位置和残余物收集位置之间枢转，在该饮料分配位置中，接收在引导件18中的液体被传递到引导件的分配出口，在该残余物收集位置中，接收在引导件18中的液体被传递到引导件的排出边缘上(图3和图20)。导向引导件18和/或收集器25(当存在时)可包括附加特征结构，诸如蒸汽提取器、分流器、附加收集器、分配器和/或消泡器。

提取板21可包括多个凸起或凸纹元件26，这些元件被构造用于通过在其中形成孔口来打开胶囊的出口膜5。例如，确定凸起元件的数量和形状以用于对胶囊的出口膜进行穿孔，例如撕开和/或切割。在将水注入提取室8中之前，例如当提取部件20和注入部件7相对地一起移动时，通过元件26在出口膜中提供孔口91；以及/或者通过由注入水(例如，在5巴至20巴诸如8巴至15巴的范围内的胶囊注入压力下)引起的胶囊中的压力升高，以便抵靠多个凸起元件26推动出口膜，从而通过元件26在出口膜中提供孔口91。

压力还高度取决于出口膜的穿孔阻力，并且因此取决于出口膜的材料和厚度。

提取部件可不具有用于刺穿和/或切割出口膜的任何穿刺元件和/或切割元件。任选地：在将胶囊容纳在提取室中之前，例如在制造胶囊时，孔口在出口膜中预先形成；以及/或者通过注入水而造成的胶囊中的压力升高来撕开和/或破坏膜，例如以便打开膜的预弱化部分和/或致动包括在胶囊内的膜开口元件，从而在出口膜中形成孔口。

提取板可具有周边支撑部分41，该周边支撑部分不具有凸起元件26，用于将胶囊的凸缘(当存在时)支撑在单元中的适当位置。提取板通常是大致盘形的，可能装配有突出的组装部件。提取板可以是横向刚性部件，即，没有轴向移动的周边部件和/或移动的中心部件。例如，提取板由基本上整体的部件制成。

提取部件20包括流量限制构件27，该流量限制构件相对于提取板21可移动地布置。因此，当限制构件27相对于提取板21移动时，限制构件27或提取板或两者能够相对于框架6移动。

流量限制构件可用于通过阻塞多个饮料出口来减小由提取板的多个饮料出口22形成的流动表面积，以用于减小通过提取板的饮料流动面积。可通过部分地闭合某些或所有饮料出口并且使其他饮料出口完全打开来减少流量。可通过完全闭合某些饮料出口并且部分地闭合其他饮料出口和/或使其他饮料出口不被阻塞来减少流量。

当饮料出口被流量限制构件的作用阻塞时，在提取板上游形成所得的背压。

考虑图3和图4，流量限制构件27可通过驱动构件30在流量减小位置和自由或标准位置之间移动。驱动构件可被布置成例如在两个位置之间在平移方向上相对于提取板移动限制构件。为此，限制构件27的轴77可被引导成沿着提取部件例如其前部部件的引导开口42平移。驱动构件30可由螺线管致动器、液压致动器和/或电动马达例如步进电动马达驱动，其可连接到限制构件的基板28的轴77或直接连接到基板。例如，液压活塞可经由流体管线由饮料机的水泵致动，该流体管线与向注入部件的水注入无关。

在图4所示的自由或标准位置，限制构件27移动远离提取板，并且所有饮料出口22保持打开。可在出口22和限制构件27之间保持几毫米的距离，以防止饮料出口22的流动表面积减小。

在图5所示的流量减小位置，流量限制构件27与提取板21接触接合以用于减少通过提取板21的饮料流量。该位置可通过操作驱动构件30以使限制构件27抵靠提取板21移动直到建立紧密接触来获得。限制构件27可具有流量限制表面43，该流量限制表面在提取板的后部上施加足以抵抗提取期间的流体压力并保持饮料出口被阻塞的闭合力。

图6至图9表示具有连续限制表面43的流量限制构件27A，该连续限制表面小于提取板中饮料出口的覆盖表面。限制构件的基板28可具有界定切口45的部分盘的形状。流量限制表面43可阻塞确定数量的饮料出口，而切口被界定为使一个或若干个不受限制的饮料出口270保持打开，如图5和图12所示。因此，在提取期间，饮料流被迫通过不受限制的饮料出口270离开。例如，限制构件可被设计成阻塞大部分饮料出口，例如出口总数的2/3或更多，例如24个出口中的18个出口或20个出口。

流量限制构件27A可在以下位置之间旋转地移动：

-第一标准流出位置和第二标准流出位置，处于第一标准流出位置和第二标准流出位置的饮料出口具有相同或至少基本上相同的流动表面积，处于第一标准流出位置的被阻塞的饮料出口与处于第二标准流出位置的被阻塞的饮料出口不相同；以及/或者

如图21至图23所示，流量限制构件27A可在旋转方向R上移动，以便相对于提取板移位切口45的角位置，并且相应地移动饮料可流过的不受限制的出口270的位置。切口45的位置可从包括例如介于0度和180度之间的角度移动。在图21中，流量限制构件的位置通过参考以0度观察。在这样的位置处，切口处于最低位置，并且提取板中的打开的出口270定位在提取板的下半部中。在图22中，流量限制构件已相对于参考位置沿顺时针方向旋转90度。切口处于中间位置，并且打开的饮料出口270等距地分布在提取板的中线下方和上方。在图23中，流量限制构件已相对于参考位置沿顺时针方向旋转180度，并且切口是打开的出口270定位在提取板的上半部中的最高位置。因此，饮料出口的流动表面积的位置可改变，同时保持面积的值相对恒定。流动表面积相对于提取板的位置变化对于改变提取条件诸如咖啡提取率、克丽玛的质量或其他参数可能是重要的。具体地讲，与较高位置(图22或图23)相比，较低的开口表面位置(诸如图21中的位置)可有利于改善咖啡克丽玛和/或降低提取率。

显然，流量限制构件27A可以以0至360度范围内的任何可能的角度值移动。还可以在与方向R相反的方向上控制旋转。切口的表面也可改变，以便增加打开的出口的数量，或者相反地，减少出口的数量。例如，基板可包括盘的第一部分和盘的界定切口的第二部分。还应当指出的是，流量限制构件27A可保持静止(相对于框架)，并且提取板21可相对于流量限制构件27A旋转移动。在另一个替代形式中，两个元件27A、21均可相对于彼此和相对于框架旋转移动。

在其中提取板如图5所示直立取向的模式下，限制构件27可被布置用于阻塞上部饮料出口271并且使下部饮料出口270保持不被阻塞。上部饮料出口271通常是定位在穿过提取板的水平平面B上方的出口。水平平面可位于提取板的竖直高度的1/4和3/4之间，更优选地在1/3和2/3之间。优点在于，可成功地防止通过胶囊上部(当胶囊水平定位在单元中时)中的咖啡床天然存在的优先水路径，并且可获得更有效的咖啡提取。

图10至图16示出了具有多个分立的流量限制元件46的流量限制构件27B。流量限制元件中的每个流量限制元件可被布置用于单独地阻塞一个饮料出口的流。例如，流量限制元件由突出元件形成，该突出元件在限制构件的前部从基板28延伸。流量限制元件可被成形为接合在通向饮料出口22的提取板的互补形状的凹陷部分47中(图15)。凹陷部分可向外变宽以有利于流量限制元件的定中心。流量限制元件可被成形为以耐压且不透液体的方式阻塞出口22。作为另外一种选择，流量限制元件可部分地闭合出口，从而抑制从中穿过的流。

分立的流量限制元件可为压力响应性的。例如，元件46可由能够弹性变形的材料诸如橡胶(例如，硅胶、EPDM)、TPA或软聚合物制成。作为另外一种选择，元件可被弹性地安装。

图17和图18示出了具有连续限制表面43的流量限制构件27C。限制表面的尺寸可被设计成在流量减小位置覆盖提取板的所有饮料出口，如图8所表示。限制表面可保持在饮料出口的最小距离处，例如约0.05mm，以确保饮料流在提取板和限制构件之间通过的小间隙44。由该间隙产生的流动表面积小于饮料出口的总表面积，使得获得显著的背压和流量减少。

在图17和图18的模式下，流量限制构件还可以以确保流量限制表面43闭合所有饮料出口22的方式移动以紧靠提取板的表面。可选择这样的完全闭合位置，诸如用于操作胶囊中配料的预润湿，并且保持例如几秒。然后，流量限制构件可移动远离提取板以使所有饮料保持打开和不受阻碍。

如图20所示，饮料机100包括提取单元1。饮料机通常包括泵34和控制单元35，该泵用于向提取单元供应水，该控制单元被构造用于例如经由驱动构件30控制流量限制构件(27、27A、27B、27C)的相对运动，该驱动构件使穿刺构件在两个或更多个位置之间移动。饮料机还可包括水箱36，用于经由流体管线37向泵34供应水。机器可包括热调节器，诸如加热器和/或冷却器，例如流动加热器和/或流动冷却器，用于热调节由泵34供应到提取单元的水。机器可包括用于测量进料到提取单元的注入部件的水的流速的水流传感器76。流速测量可用于在给定饮料供应期间测量进给水的体积，并且在达到期望的体积(超浓缩咖啡、浓缩咖啡、大杯咖啡或美式咖啡所需的体积，或者用户限定的体积)时停止泵，并且/或者用于在操作期间由控制单元控制泵动作(泵的回路控制)。

饮料机100可包括用于选择提取单元的压力和/或流速的模式选择器38。模式选择器38可例如包括用户界面上的物理或虚拟按钮。模式选择器也可被布置在咖啡机的一定距离处，诸如在远程用户界面，例如智能电话等上。模式选择器可包括至少一种高压或减小流出提取模式，其中控制单元操作泵以向提取单元供应水，同时将流量限制构件保持在回缩位置，如图5所示。

饮料机还可包括电动马达39，用于在注入部件相对于提取部件的打开的位置和闭合的位置之间自动致动提取单元的驱动组件17。在用户已对模式选择器38进行选择之后，马达39通常由控制单元35控制。

控制单元35被布置用于根据在模式选择器上选择的提取模式来控制驱动构件30。在减小流出提取模式下，控制单元致动驱动构件30以将流量限制构件定位在流量减小位置。提取压力的可变性有利地减小。在标准提取模式下，控制单元沿相反方向致动驱动构件30以将流量限制构件定位在自由流动位置(即，标准流出位置)或将其保持在自由流动位置，即，流量限制构件远离提取板。两个位置之间的选择可根据插入提取单元中的胶囊的类型(例如，咖啡共混物特性)来确定。这样的选择可以是自动的，诸如通过识别胶囊的类型(例如，识别颜色、条形码、金属、标签等)。

当然，机器100可通过适当地定位合适的流量限制构件而被构造用于两种以上的提取模式。

控制单元35可被构造成：在从提取室8中的胶囊2中整个提取饮料期间保持流量限制构件27、27A、27B、27C和提取板21相对静止；和/或在从提取室中的胶囊提取饮料期间改变流量限制构件和提取板的相对位置(例如，以在提取开始时提供预润湿步骤)。机器可被构造成在从第一类型的胶囊中整个提取饮料期间保持流量限制构件和提取板相对静止，并且在从第二类型的胶囊中提取饮料期间改变流量限制构件和提取板的相对位置。

Claims

1.饮料提取单元(1)，所述饮料提取单元用于从能够更换的胶囊(2)中提取饮料，所述能够更换的胶囊包含饮料配料，并且包括液体进入壁(3)、饮料出口膜(5)以及任选地周向凸缘(4)，诸如膜(5)密封到其上和/或密封在其处的凸缘(4)，所述单元包括：

-框架(6)；

-注入部件(7)，所述注入部件用于容纳所述胶囊的所述液体进入壁(3)并且包括至少出水口(9)，所述出水口用于将水注入所述胶囊中；和

-提取部件(20)，所述提取部件与所述注入部件(7)界定提取室(8)，所述胶囊(2)在提取期间容纳在所述提取室中，所述提取部件(20)和所述注入部件(7)能够相对移动以打开和闭合所述提取室，任选地在所述胶囊的所述凸缘处，所述胶囊能够插入打开的提取室中和/或能够从打开的提取室移除，并且所述胶囊在容纳在闭合的提取室中时是可提取的，

所述提取部件(20)包括提取板(21)，所述提取板具有多个饮料出口(9)以用于允许所述饮料流过所述提取板(21)，

其特征在于所述提取部件(20)还包括流量限制构件(27、27A、27B、27C)，所述流量限制构件相对于所述提取板(21)以能够移动的方式布置在标准流出位置和减小流出位置之间，在所述减小流出位置中通过阻塞所述饮料出口的一部分来使所述饮料出口的流动表面积与所述标准流出位置相比减小，被阻塞的出口部分地或完全地闭合。

2.根据权利要求1所述的饮料提取单元，其中所述提取板(21)包括多个凸起元件(26)，所述多个凸起元件被构造用于在所述出口膜中提供孔口(91)，任选地：

-在将水注入所述提取室中之前，通过所述元件(26)在所述出口膜中提供所述孔口(91)；以及/或者

-通过由例如在5巴至20巴诸如8巴至15巴的范围内的胶囊注入压力下注入水引起的所述胶囊中的压力升高，以便抵靠所述多个凸起元件(26)推动所述出口膜，从而通过所述元件(26)在所述出口膜中提供所述孔口(91)。

3.根据权利要求1所述的饮料提取单元，其中所述提取部件不具有用于刺穿和/或切割所述出口膜的任何穿刺元件和/或切割元件，任选地：

-在将所述胶囊容纳在所述提取室中之前，例如在制造所述胶囊时，所述孔口在所述出口膜中预先形成；以及/或者

-通过注入水而造成的所述胶囊中的压力升高来撕开和/或破坏所述膜，例如以便打开所述膜的预弱化部分和/或致动包括在所述胶囊内的膜开口元件，从而在所述出口膜中形成所述孔口。

4.根据任一前述权利要求所述的饮料提取单元，其中所述流量限制构件(27)能够相对于所述提取板(21)在标准流出位置和至少一个减小流出位置之间移动，在所述标准流出位置中，基本上所有饮料出口(22)都保持打开，在所述至少一个减小流出位置中，所述流量限制构件(27)选择性地阻塞所述饮料出口的一部分，任选地，所述流量限制构件(27)能够移动到预润湿位置中，在所述预润湿位置，所述构件防止或基本上抑制饮料从所述出口流出。

5.根据权利要求4所述的饮料提取单元，其中所述流量限制构件(27)被布置用于占据至少两个能够选择的减小流出位置，其中所述饮料出口的所述流动表面积以不同的值减小。

6.根据权利要求4或5所述的饮料提取单元，其中所述流量限制构件(27)被布置成相对于所述提取板在所述标准流出位置和所述减小流出位置之间平移地或旋转地或者平移地和旋转地移动，所述提取板(21)在提取期间任选地相对于所述框架(6)保持至少基本上静止。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的饮料提取单元，其中所述流量限制构件能够在以下位置之间旋转地移动：

-第一标准流出位置和第二标准流出位置，处于所述第一标准流出位置和所述第二标准流出位置的所述饮料出口具有相同或至少基本上相同的流动表面积，处于所述第一标准流出位置的被阻塞的饮料出口与处于所述第二标准流出位置的被阻塞的饮料出口不相同；和/或

-第一减小流出位置和第二减小流出位置，处于所述第一减小流出位置和所述第二减小流出位置的所述饮料出口具有相同或不同的流动表面积，处于所述第一减小流出位置的被阻塞的饮料出口与处于所述第二减小流出位置的被阻塞的饮料出口不相同。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的饮料提取单元，其中所述流量限制构件(27A、27B)包括至少一个连续流量限制表面(43)，所述至少一个连续流量限制表面被构造成在所述减小流出位置中阻塞多于一个饮料出口。

9.根据权利要求4至8所述的饮料提取单元，其中所述流量限制构件(27C)包括多个分立的流量限制元件(46)，所述流量限制元件中的每个流量限制元件被布置用于单独阻塞一个饮料出口，任选地，所述多个分立的流量限制元件(46)被形成为从基板(28)延伸的突出元件，并且所述突出元件被成形为单独地接合在所述提取板的互补形状的凹陷部分(47)中，饮料出口(22)嵌入在所述凹陷部分中。

10.根据权利要求8或9所述的饮料提取单元，其中所述流量限制表面(43)或所述分立的流量限制元件(46)为压力响应性的，任选地，所述限制表面(43)或所述分立的流量限制元件(46)例如用弹簧弹性地安装并且/或者在阻塞期间当抵靠所述提取板压缩时弹性地变形，并且例如包括橡胶(例如，硅橡胶EPDM)或热塑性弹性体或软弹性塑料，或者由其制成。

11.根据权利要求10所述的饮料提取单元，其中所述分立的流量限制元件(46)具有可变的可压缩长度和/或以可变弹性弹性地安装，以根据所述凸起元件抵靠所述提取板的压缩水平来改变闭合出口的数量。

12.根据任一前述权利要求所述的饮料提取单元，所述饮料提取单元包括至少一个驱动构件(30)，例如活塞，所述至少一个驱动构件连接到所述流量限制构件(27)和所述提取板(21)以用于相对地移动所述流量限制构件和所述提取板，以便减小或增加所述提取板的所述流动表面积，任选地，所述驱动构件(30)由螺线管致动器、液压致动器和/或电动马达例如步进马达驱动。

13.包括根据任一前述权利要求所述的饮料提取单元的饮料机(100)，所述饮料机包括：泵(34)，所述泵用于将水供应到所述提取单元；控制单元(35)，所述控制单元被构造用于例如经由一个或所述驱动构件(30)控制所述流量限制构件(27、27A、27B、27C)在所述标准流出位置和所述减小流出位置之间的相对运动；以及任选地热调节器，诸如加热器和/或冷却器，例如流动加热器和/或流动冷却器，用于热调节由所述泵(34)供应到所述提取单元的水。

14.根据权利要求14所述的饮料机(100)，其中所述控制单元(35)被构造成：

-在从所述提取室(8)中的胶囊(2)中整个提取饮料期间保持所述流量限制构件(27、27A、27B、27C)和所述提取板(21)相对静止；

以及/或者

-在从所述提取室中的胶囊提取饮料期间改变所述流量限制构件和所述提取板的相对位置，

所述机器被任选地构造成在从第一类型的胶囊中整个提取饮料期间保持所述流量限制构件和所述提取板相对静止，并且在从第二类型的胶囊中提取饮料期间改变所述流量限制构件和所述提取板的相对位置。

15.容纳胶囊(2)用于在根据权利要求14或15所述的饮料机(100)中提取的用途。