CN112674605A - 用于制备热饮的蒸汽分配设备 - Google Patents

Abstract

一种用于制备热饮的蒸汽分配设备包括：加热器(1)、蒸汽棒(9)、连接到加热器(1)的第一出口(4)并且被构造成将蒸汽输送到棒(9)的蒸汽输送管道(11)以及用于将蒸汽输送到棒(9)并排放冷凝水的阀(12)。阀(12)包括：中空主体(15)、蒸汽入口连接部(13)、蒸汽出口连接部(38)和用于排放冷凝水的排放连接部(41)、轴向地容纳在所述中空主体(15)中并且能够沿着所述纵向轴线(X‑X)在任一方向上进行轴向运动的杆(24)、与所述杆(24)轴向地接合以使杆轴向运动的控制杠杆(14)。

Description

用于制备热饮的蒸汽分配设备

技术领域

本发明涉及一种用于制备热饮的蒸汽分配设备，该设备具有用于预先排放在从先前的蒸汽分配操作起所经过的阀关闭期间形成在阀上游的蒸汽管道中的冷凝水的装置。

背景技术

如已知的，例如，用于酒吧、饭店和类似场所的浓缩咖啡机通常配备有用于产生蒸汽的加热器和用于将蒸汽分配到容器中的棒。传统地，由棒分配的蒸汽用于加热制备被公知为“卡布奇诺”的饮料用的奶和/或使该奶起泡。

更详细地，加热器包括出口，该出口经由输送管道连接至分配阀，进而连接至蒸汽棒。

由于在一个蒸汽分配操作与另一个蒸汽分配操作之间经过了特定的时间段，所以实际上会发现，尽管设置了适当的绝热措施，但在加热器的出口和分配阀之间的部分中，蒸汽输送管道中的温度下降导致蒸汽在管道的这种部分中冷凝。

这会导致冷凝液的形成，根据管道的该部分的尺寸和长度以及绝热条件和从最后一次蒸汽分配操作起所经过的时间，冷凝液会达到或超过10克或12克的量。

这种冷凝液(如果没有从其形成的管道中去除的话)在蒸汽由蒸汽棒分配用以加热奶时会最终注入加热后的奶中，并且由于其密度相对于奶较低，因此会留在奶表面，从而引起消费者不愉快的感觉。

在现有技术中，已经尝试通过各种配置来解决蒸汽输送管道中的冷凝液的问题。

这些尝试之一在于，例如在US 20170332825 A1中公开的，在将蒸汽输送到阀的管道的部分中提高绝热效率。

例如在US 20170332832 A1中公开的，一种不同的现有技术解决方案包括在总是在一个蒸汽分配操作与另一个蒸汽分配操作之间可能发生冷凝的管道的部分中设置加热元件。

这些通常是非常昂贵且效率低下的配置。

另一个现有技术的替代方案包括在将蒸汽棒引入要加热的流体中之前，通过简单地打开分配阀并在短时间内保持分配阀打开来去除在分配阀上游形成的冷凝液。

然而，这种操作方法的缺点在于冷凝液被自由地排放到机器的杯架上，同时产生热水和蒸汽并可能弄脏台面。

发明内容

因此，本发明的目的之一是通过给分配阀装备能够由分配阀自身致动并且能够朝向收集和排出管道引导冷凝水的装置来消除分配阀上游的蒸汽输送管道的部分中产生的冷凝水，同时通过阀的附加操作将纯蒸汽分配到蒸汽棒中。

本发明的另一目的是给饮料加热棒供应根据打开/关闭阀用的控制构件的预设位置确定的至少一个预定蒸汽流(优选地多个不同蒸汽流)，以根据要提供的加热类型自动地调整蒸汽流，与常规阀的使用中的不受控制的分配相比，这样积极地节约了能源。

如将在下文中更好地解释的，这些和其它目的通过一种具有如所附权利要求1所述的特征的用于制备热饮的蒸汽分配设备来实现。

附图说明

现在将参照本发明的通过说明而非限制的方式给出并在附图中示出的一个实施方式更详细地说明本发明，其中：

-图1示出了根据本发明的用于制备热饮的蒸汽分配设备的特定元件的示意图；

-图2示出了阀的纵向截面的分解立体图；

-图3示出了蒸汽分配阀的纵向截面，其中冷凝水排放装置处于待机位置；

-图4示出了蒸汽分配阀的纵向截面，其中冷凝水排放装置处于排放位置；

-图5示出了蒸汽分配阀的纵向截面，其中冷凝水排放装置处于具有预定的流值的蒸汽分配位置；

-图6示出了用于控制阀的杆的控制杠杆和所述杆的端部之间的操作接合的示意图；

-图7示出了阀的蒸汽流调节体及其用于调节蒸汽输送缝隙的轴向开口的环形构件的分解立体图。

具体实施方式

参照图1，示出了根据本发明的用于制备热饮(优选地用于加热奶和/或使奶起泡)的蒸汽分配设备100的总体特征。

设备100可以被设置为独立设备，或者可以被集成在用于制备例如咖啡、浓缩咖啡、卡布奇诺咖啡、茶等的热饮的机器中。

设备100包括被构造成产生蒸汽的加热器(boiler)1、贮水器(在附图中未示出)和给送泵3。该给送泵3被构造成从贮存器中抽水并经由入口管道2将水给送到加热器1。

在稳定状态下，在正常工作条件下，加热器1使用给送到入口管道2中的水产生约120℃的平衡温度的热水和蒸汽的混合物。

加热器1包括被构造成仅拦截混合物的气相的第一出口4。

加热器1还包括被构造成仅拦截混合物的热水相的第二出口5，热水相可经由管道6被输送到由旋钮8的角位移控制的常规阀7。

设备100还包括用于将蒸汽引入要加热的液体中的棒9。优选地，这种棒9由被设计成浸入容纳在容器中的例如奶的液体中的管状桶构成。通过将蒸汽引入奶中，棒9可以以常规方式加热奶和/或使奶起泡。

还优选地，这种棒9具有便于控制和操纵棒的绝热操作手柄10。

设备100还包括连接到加热器的第一出口4并且被构造成将蒸汽输送到棒9的蒸汽输送管道11。

管道11在其连接部13处连接至阀12。

除了用于蒸汽分配之外，阀12还包括用于预先排出因为先前分配操作而在阀关闭期间在蒸汽输送管道11中以及在阀本身12中形成的冷凝水的部件。

通过控制杠杆14来分配蒸汽，杠杆14经由销16固定到阀12的筒状主体15的外部，由此如下文进一步说明的，杠杆14可以由操作员成角度地移过各种位置。

特别地参照图2，阀12包括前述的筒状主体15，筒状主体15具有内部筒状腔17并且沿着被标记为X-X的轴线纵向地延伸。

中空主体15还具有用于连接到未示出的支撑构件的凸缘18，凸缘18围绕端部19设置，端部19中形成有第一开口20。

支撑构件可以形成设备100的支撑框架或用于制备诸如咖啡的热饮的其中集成有设备100的机器的框架的一部分。

在轴向上与开口20相反的端部处，中空主体15具有为筒状轴向腔22提供访问的第二开口21。轴向腔22终止于位于筒状腔17内部的端部23。

轴向腔22具有定位在其中的柱状杆24，柱状杆24可以沿着轴线X-X轴向移动。如下文进一步说明的，杆24的第一端25被设计成保持在腔22的外部，以与控制杠杆14配合来控制阀12，而第二端26被设计成伸入筒状腔17。

杆24和轴向腔22的内壁之间的液压密封由O形环27、28、29和30提供，该O形环被放置为抵靠在支座(abutment)31上，杆24的最终部分32从支座31延伸。

在这种杆24上，在O形环28的位置与O形环29的位置之间设置有环形凹槽(groove)33，并且如下面进一步解释的，当将杆24放置在轴向腔22内时，当控制阀12以执行前述任务时，蒸汽输送管36的部分34和35在环形凹槽这里打开。

因此，部分34和35通向设备100的棒9所连接处的连接部38的腔37。

管道41的用于排放形成在阀12和阀12的上游的管道11中的冷凝水的第一部分40在轴向管道22的端部23侧的端部部分39处径向延伸，用于还在远离阀12操作的区域地排放冷凝水。

参照图3、图4和图5，结合图2，在筒状主体15的腔17内部示出了总体上以42标记的筒状元件，该筒状元件用作流调节器。

该筒状元件42具有中央通孔43和面向轴向腔22的端部39的第一轴向套筒44，其中所述套筒装配通过这种轴向腔22的开口23，并且所述套筒与轴向腔22之间插有O形环45。

如图7的分解立体图所示，在通过形成环形凹部48而围绕轴向套筒44配置的轴环部47的外筒状表面46中，这种筒状元件42在这种外表面46上形成多个出屑槽49。

这些出屑槽可以被形成为轴向凹槽的形式，或者可以被设计为螺旋凹槽。

环形元件50在轴环形式的部分47上同心地径向装配到腔17的内壁。当筒状元件42平行于轴线X-X相对于所述环形元件50移位时，所述出屑槽49的开口完全地或部分地露出。

在环形元件50和筒状元件42之间放置附加的O形环51。

筒状元件42在与形成有第一轴向套筒44的面相反的面上具有环形腔52，并且第二轴向套筒53以中心孔在相反的套筒44的轴向孔43的线上延伸的状态从环形腔52的中心延伸。

这种第二轴向套筒53具有与其抵靠地从前方接合并被诸如贝氏垫圈的弹性构件组56施力的带有垫圈(gasket)55的活塞头54，该弹性构件组作用于沿着轴线X-X延伸的套筒57的端部，套筒57是形成用于封闭筒状主体15的腔17的插塞的主体58的一部分。

前述插塞主体58在其外端配备有用于管道11的连接部13，管道11运送来自加热器1的蒸汽。

通路59形成在连接部13和插塞主体58的内部，用于运送流过径向通路60、61并因此可以到达作为筒状主体15的腔17的一部分的腔室62的蒸汽。

插塞主体58还形成用于被标记为63的螺旋弹簧的支座，该螺旋弹簧接合在主体42的环形腔52中，并将主体42保持为抵靠环形元件50。

活塞头54连接至控制杆64的端部，控制杆64轴向地装配在蒸汽入口管道59中。

参照图6，可以注意到，经由销16安装到阀12的筒状主体15并且由此可以围绕该销成角度地移动的用于控制阀12的杠杆14具有凹部65，凹部65的底部形成有多个台阶66、67、68，台阶66、67、68在杠杆的主体中具有不同的深度。

用于控制阀12的控制杆24在凹部65内延伸，并且根据杠杆14的位置，控制杆24的端部25接触凹部底部的台阶66、67、68中的一者，各台阶对应控制杆在通路22内的相应轴向位置，并因此对应阀的相应操作模式。

例如，在图6中示意性地示出的配置中，允许杆24的端部25抵靠最深台阶66的杠杆14的位置导致杆24如图3所示地被定位，其中带有垫圈55的活塞头54被弹性构件组56施力而抵靠流调节体42，从而关闭对轴向通道43的访问，同时同一流调节体42被弹簧63施力而抵靠腔17中的环形元件50，并且阻塞与通路36的连接，并因此阻塞与其它蒸汽输送通路34、35和37的连接。

在这些条件下，阀12处于关闭或待机位置。

杠杆14的角位移使杆24的自由端25移动到最浅的台阶67，并导致杆24的不同轴向位置，例如图4所示，其中杆24的端部26仅使活塞头55移位，以克服弹簧组56的施力，并且使轴向通道43打开，并且使在筒状腔17中形成的冷凝水被排放到轴向管道22的端部部分39，最后排放到排放管道40、41。

杠杆14的任何进一步的角位移导致杆24的端部25与台阶68接合，并且将杆24轴向移位至例如图5所示的位置，在该位置中，肩部30与O形环31通过与第一套筒44在前方接合而引起流调节体42的轴向位移，并阻塞通路43以防止蒸汽通过冷凝水排放管道40、41。

这种移位导致形成在筒状表面46上的出屑槽49相对于环形元件50部分或全部露出。

这些出屑槽允许筒状腔17仅与管道36连接，管道36允许蒸汽经由管道34、35到达连接至棒9的连接部38。

在所有其它通道关闭的情况下，假设台阶68具有通过杆24的相对定位而允许轴向狭缝49完全打开的深度，阀12将仅能够以最大流量输送蒸汽。

否则，通过改变凹部66的底部的台阶数并通过改变其相对于台阶68的深度，或者减小其深度，控制杆24的不同轴向定位将造成轴向狭缝49被部分地打开并且通过凹部66的台阶的相应深度建立预定的减少的蒸汽流的输送。

因此，利用本发明的设备，当设备闲置时形成的冷凝水可以从阀12中排出，并且可以根据要提供的加热类型，即，取决于要加热或要起泡(如果液体是奶)的液体的量，自动建立不同的蒸汽分配流，从而可以节省电能并降低成本。

Claims (7)

1.一种用于制备热饮的蒸汽分配设备(100)，所述设备包括：

-加热器(1)，其被构造成产生蒸汽并且包括第一出口(4)；

-蒸汽棒(9)，其被构造成将蒸汽引入容器；

-蒸汽输送管道(11)，其连接至所述加热器(1)的第一出口(4)，并被构造成将蒸汽输送至所述棒(9)；

其特征在于，所述设备包括阀(12)，所述阀用于将蒸汽分配到所述棒(9)并且排放在从先前的分配操作起所经过的所述阀(12)的关闭期间形成在所述阀(12)中和形成在所述阀(12)上游的所述蒸汽输送管道(11)中的冷凝水，所述阀(12)介于所述棒(9)和所述蒸汽输送管道(11)之间，并且所述阀(12)包括：

-沿着纵向轴线(X-X)延伸的主要为纵向的中空主体(15)，所述中空主体(15)包括：

-轴向腔(17)，蒸汽入口连接部(13)，其位于所述中空主体(15)的一个轴向端部，所述入口连接部(13)连接到所述蒸汽输送管道(11)以接收来自所述加热器(1)的蒸汽并将蒸汽输送到所述腔(17)中；

-蒸汽出口连接部(38)，其连接到所述棒(9)，用于将蒸汽输送到所述棒(9)；

-冷凝水排放连接部(41)；

-杆(24)，其轴向地容纳在形成在所述中空主体(15)中的通路(22)中，所述通路(22)具有开口(21)，所述开口(21)面向所述阀(12)的外部，并且所述通路(22)以通向所述腔(17)的开口(26)终止，所述杆(24)被设计成沿着所述纵向轴线(X-X)在两个方向上执行轴向运动；

-控制杠杆(14)，其可操作地与所述杆(24)接合，以适应所述杆(24)的从关闭位置在弹性构件(56、63)的施力下的所述轴向运动，所述杆(24)适于通过所述杆(24)的第一轴向运动产生用于在所述入口连接部(13)和所述排放连接部(41)之间建立液压连通的通道，并且适于响应于所述杆(24)的第二轴向运动在所述入口连接部(13)和连通所述棒(9)的所述出口连接部(38)之间建立液压连通。

2.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于：

-所述中空主体(15)的所述腔(17)包括用于调节蒸汽流的筒状元件(42)，所述筒状元件(42)具有中心通孔(43)和面向所述轴向腔(22)的端部部分(39)的第一轴向套筒(44)，其中所述第一套筒(44)在所述轴向腔(22)和所述第一套筒(44)之间插有O形环(45)的情况下装配通过所述轴向腔(22)的开口(23)。

3.根据权利要求1和2所述的设备，其特征在于，所述筒状元件(42)具有轴环部(47)，所述轴环部的外筒状表面(46)围绕所述第一轴向套筒(44)设置，从而形成环形间隙(48)，所述外筒状表面(46)上形成有多个凹槽(49)。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述筒状元件(42)能够操作地连接至环形元件(50)，所述环形元件(50)同心地布置在所述轴环部(47)上，所述轴环部(47)在所述筒状元件(42)平行于所述轴线X-X轴向位移时部分地或全部地露出所述凹槽(49)的开口。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，所述中空主体(15)的所述腔(17)包括：活塞头(54)，其具有密封件(55)，所述密封件(55)抵靠所述筒状元件(42)的所述轴向通孔(43)的面向所述腔(17)的内部的开口；杆(64)，其一个端部连接到所述活塞头(54)并且轴向地容纳在形成在盖状体(58)内的所述蒸汽输送管道(59)中，所述盖状体(58)适于封闭所述筒状主体(15)的所述腔(17)；弹性元件组(56)，其介于所述活塞头(54)和所述盖状体(58)之间以保持所述活塞头(54)附着抵靠所述筒状元件(42)的所述轴向通孔(43)的面向所述腔(17)的内部的开口。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于，所述筒状主体(15)的所述腔(17)包括介于所述筒状元件(42)和所述盖状体(58)之间的弹性构件(63)，其中所述筒状元件(42)用于调节蒸汽流，所述弹性构件(63)用于对所述筒状元件(42)施力使所述筒状元件(42)抵靠所述轴向管道(22)的末端部分(39)的面向所述腔(17)的开口(23)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于，所述控制杠杆(14)与所述杆(24)可操作地接合以适应所述杆(24)从封闭位置开始的轴向运动，所述控制杠杆(14)包括凹部(65)，所述凹部(65)的底部形成有在所述杠杆主体中的具有不同深度的多个台阶(66、67、68)，根据所述杠杆(14)所采取的角位置，用于控制所述阀(12)的所述控制杆(24)使其端部(25)与所述凹部(65)的底部的所述台阶(66、67、68)中的一者接触，其中所述杠杆(14)所采取的角位置分别对应于所述控制杆(24)的在所述通路(22)中的相应轴向位置并且由此分别对应于所述阀(12)的相应操作模式。

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