CN113660890B - 具有粉末容器的饮料分配器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于从饮料配料粉末制备饮料的饮料制备机器(100)，所述机器包括：‑至少一个容器(1,1a,1b,1c,1d)，该至少一个容器被构造成用于存储饮料配料粉末并包括用于分配至少一剂量的所述饮料配料粉末的粉末出口(11,11a,11b,11c,11d)；和‑旋转装置(2)，该旋转装置用以使所述至少一个容器(1)围绕旋转轴线(XX')旋转，其中所述旋转轴线相对于垂直位置倾斜，并且所述旋转轴线定位在所述至少一个容器的外部。

Description

具有粉末容器的饮料分配器

技术领域

本发明涉及从存储在容器中的可流动饮料配料粉末制备饮料的饮料分配器，并且从该容器分配一剂量的粉末以制备饮料。

背景技术

许多饮料通过将可溶饮料配料粉末与稀释液混合来制备。混合装置为人所知的是，通过将可溶饮料粉末与稀释液如水混合而更迅速地制备此类饮料。这些装置可包括在其中供给可溶组分和稀释液的混合室，或者混合可发生在饮用杯内。

无论粉末和稀释液以何种方式混合在一起，可溶饮料粉末通常存储在放置于混合室或杯上方的容器中，并且定量给料装置将一剂量的可溶饮料粉末定量给料和递送于混合室或饮用杯内。稀释液同时供给到混合室或杯，从而发生溶解。

存储可溶饮料粉末的一个主要问题是它们结块和拱陷(bridging)的风险。结块是呈块和团块的形式的粉末的聚结。拱陷在存储于容器中的粉末体积内形成空隙。这些缺陷直接影响粉末的定量给料稠度以及最终粉末的溶解，这取决于粉末的性质。这些缺陷直接影响从其制备的最终饮料的质量。

已提供不同解决方案来解决该结块和流动性问题。

首先，已知在存储容器内引入机械搅拌器，该机械搅拌器在定量给料单元被致动并且剂量被分配时自动移动，如WO2004000085或US2004173637所示。然而，此类机械装置在时间和复杂性方面影响罐的清洁操作。此外，当仅分配一剂量的粉末时，存储的粉末由轮搅拌，这意指在不存在饮料订单的情况下，粉末不被搅拌并且发生结块。此外，容器内的这些机械装置引起粉末的较小存储体积。最后，这些装置不会在远程位置处或拐角位置中系统性地搅拌粉末。

另一个解决方案在于靠近容器添加振动装置以便使粉末间接振动。可使用敲击臂或电磁振动器获得振动。这些类型的振动装置的缺点在于，它们不允许搅拌存储在容器中的整个粉末：仅搅拌靠近振动装置的部分粉末。整个粉末不能完全摇动。

当实施搅拌或振动时，以上两种解决方案通常是嘈杂的。

另一种解决方案在于向饮料粉末中添加抗结块剂，但该添加并未被消费者很好地感知到，有些(诸如SiO₂)根据监管法律甚至不再授权或推荐，并且最终这些添加剂可能影响饮料的味道。

需要改善存储在饮料制备机器中的饮料配料粉末的流动性。

提供可在其中使用不含抗结块剂的粉末的饮料制备机器将是有利的。

发明内容

在本发明的第一方面中，提供一种用于从饮料配料粉末制备饮料的饮料制备机器，所述机器包括：

-至少一个容器，该至少一个容器被构造成用于存储饮料配料粉末并包括用于分配至少一剂量的该饮料配料粉末的粉末出口，和

-旋转装置，该旋转装置用以使所述至少一个容器围绕旋转轴线旋转，

其中该旋转轴线相对于垂直位置倾斜，并且所述旋转轴线定位在所述至少一个容器的外部。

本发明的机器从饮料配料粉末制备饮料。该粉末优选为可溶饮料配料，如速溶咖啡、速溶茶、奶粉、巧克力粉。

机器通过使饮料配料与稀释剂(优选为水)接触来制备饮料。饮料配料与稀释液可通过任何装置接触，如射流头、混合室、搅打器室。混合操作可发生在为机器的部分的室中或定位于机器的接纳区域中的饮用杯中。

机器包括被构造成用于存储饮料配料粉末的至少一个容器。该容器存储多剂量的饮料配料粉末。该容器通常为可再填充的。在次优选的实施方案中，该容器为一次性的。

该容器包括用于分配至少一剂量的该饮料配料粉末的粉末出口。

优选地，机器包括多个容器。当容器填充有不同性质的粉末时，可制备不同性质的饮料(咖啡、脱因咖啡、茶或牛奶)或可制备多组分饮料(牛奶和咖啡)。

饮料制备机器包括用以使容器围绕旋转轴线旋转的旋转装置，该旋转轴线相对于垂直位置倾斜。

因此，旋转轴线并非垂直的。旋转轴线的方向(其行向量)包括水平分量。

容器的旋转移动引起容器在空间中的移动，并且由于旋转轴线的倾斜定向，在360°旋转期间，容器在返回到其初始位置之前被倒置。因此，保持在容器内的粉末在重力作用下沿容器的内壁滑动并被搅拌。结块、拱陷和聚结的风险得以避免，而无需添加任何添加剂来改善粉末的流动性。

根据具体容器(形状、材料、尺寸)和具体存储的粉末(容易聚结)，可沿低于360°或大于360°的角度来实施旋转，粉末搅拌的效果随这些参数而变化。

优选地，旋转轴线根据相对于垂直位置至少15°并且至多90°的角度相对于垂直位置倾斜，优选地根据包含在45°与70°之间的角度相对于垂直位置倾斜。

根据使用的机器类型，可考虑其它要求来限定轴线的倾斜角，诸如机器的尺寸(特别是其高度和深度)和全局机器的人体工程学特性。

在一个实施方案中，机器包括被构造成支撑至少一个容器的容器支撑件，并且旋转装置被构造成使所述支撑件旋转。

当机器包括多个容器时，该支撑件使得所有容器能够一起旋转，从而通过仅针对所有容器使用一个旋转装置来简化机器的架构。

在一个优选的实施方案中，容器的内壁呈现被构造成在容器围绕旋转轴线旋转期间搅拌粉末的形状和/或内部可移动元件。

具体地，内壁可呈现至少一个拐角，或者可包括从内壁升起的至少一个元件。

可移动元件可为附接到内壁并在容器的旋转期间围绕铰接部自由旋转的片状物，或者在容器内自由移动或最终远程附接到内壁的至少一个球。

一般来讲，机器包括与至少一个容器的粉末出口协作的至少一个定量给料装置。

当机器包括多个容器时，机器可包括被设计成与每个容器的粉末出口协作的一单个定量给料装置，或者优选地，机器可包括专用于并附接到每个容器的粉末出口的多个定量给料装置。

机器的旋转轴线定位在至少一个容器的外部。其效果是，整个容器围绕旋转轴线旋转，并且能够沿以轴线为中心的圆形路径循环。

优选地，机器包括多个容器，并且所有容器均被构造成围绕一个共同旋转轴线旋转。

所有容器沿相同圆形路径循环，并且连续保持相同位置。

由于对所有容器使用相同旋转轴线，因此存在位置增益，特别是与对齐的分配器相比。

优选地，容器定位在围绕该共同旋转轴线的共同圆形路径上。在该优选的实施方案中，容器被定位在圆盘传送带布置中。

因此，容器中的一个容器的移动(例如为了将容器定位在粉末分配位置中)引起所有其它容器的移动以及所有容器中的粉末的搅拌，即使这些其它粉末并未被分配，从而避免了结块和聚结的风险。

另一个优点是，可将若干剂量的不同粉末从不同容器连续分配于同一混合室或同一杯内以制备多组分饮料。

根据该最后一个实施方案，优选的是：

-每个容器均包括被构造成与该容器的粉末出口协作以便从粉末出口定量给料和分配至少一剂量的粉末的专用定量给料装置，并且

-所述机器包括能够致动每个容器的定量给料装置的一个致动器，并且

-对于多个容器中的每个容器，旋转装置被构造成将所述容器放置在以下位置中：

.一个第一定量给料位置中，其中所述容器的定量给料装置能够与所述致动器协作，以及

.至少一个其它位置中，其中所述容器的定量给料装置不能够与致动器协作。

在每个容器中，定量给料装置与容器的粉末出口协作。通常，定量给料装置附接到粉末出口。定量给料装置协作使得其能够在静止时闭合容器的出口，并且在被致动时定量给料存储在容器中的粉末并向下分配剂量。

一般来讲，定量给料装置是包括预定义体积的腔的体积定量给料单元，一剂量的粉末通过该腔引入，然后向下分配到机器的另一部分。定量给料装置可为料筒、滑动室、旋转穿孔盘或任何类似装置。

通常，定量给料装置和容器附接在一起，并且形成可接纳于机器内的容器接纳区域中的组件。优选地，该接纳区域呈现与组件的外部形状配合的形状。该接纳区域通常由上文提及的机器的容器支撑件支撑。因此，定量给料装置与其专用存储容器一起旋转。一般来讲，接纳区域被构造成用于使得定量给料单元能够与在机器内保持固定的致动器协作。因此，机器仅需要一个致动器。

定量给料装置被设计成能够通过诸如马达的致动器移动，从而实现定量给料装置的旋转移动或定量给料装置的平移移动。

此外，机器的旋转装置被构造成将每个容器放置在以下位置中：

-一个第一定量给料位置中，其中所述容器的定量给料装置能够与所述致动器协作，以及

-至少一个其它位置中，其中该容器的定量给料装置不能够与致动器协作。

因此，当要从一个确定的容器分配一剂量的粉末时，旋转装置使容器旋转，直到该确定的容器的定量给料装置定位在第一位置中，其中其定量给料装置能够与致动器协作。旋转到第一定量给料位置的移动使该确定的容器内的粉末得以搅拌而且使所有其它容器内的粉末得以搅拌。因此，避免了结块和拱陷的风险。

在该第一定量给料位置中，定量给料装置被放置成靠近致动器以便准备好致动。

优选地，该第一定量给料位置对应于其中容器能够被置于机器内的最低位置。

仅一个容器可保持在第一位置中，其中其定量给料装置能够与致动器协作。如果对于所选择饮料的制备，需要定量给料和分配来自不同容器的特定粉末，那么旋转装置旋转以便将存储该特定粉末的每个容器连续定位在第一定量给料位置中。

当容器不处于第一定量给料位置中时，所述容器的定量给料装置不可由致动器致动。该容器保持闭合。

在一个实施方案中，机器包括一个容器旁边的至少一个蒸气排放管。

因此，当在第一定量给料位置下方制备饮料时，旋转装置能够使容器旋转以便将该导管定位在饮料制备位置上方。在饮料制备期间产生并上升到室上方的蒸汽、蒸气、粉尘、薄雾或任何突出物可通过蒸气排放管排出。通常，导管的远端连接到风扇以便促进蒸气的排出。优选地，风扇产生从导管的远端到饮料制备位置的空气流以便将蒸气吹到机器外部。

优选地，机器包括多个蒸气排放管，每个导管定位在放置在旁边的两个容器之间。因此，旋转装置能够使刚刚从其定量给料粉末的最后一个容器略微旋转，以便将下一个闭合导管定位在饮料制备位置上方。

该排放管的侧壁可由容器的外侧壁限定，或者可被设计在容器支撑件内。

优选地，至少一个容器定向在饮料制备机器内，使得在其中所述容器的定量给料装置能够与所述致动器协作的第一位置中，粉末出口被定位在容器的最低点处并向下定向。

此外，优选的是，所述至少一个容器被成形为使得当所述容器处于其中所述容器的定量给料装置与所述致动器协作的第一位置时，容器的内壁形成围绕粉末出口并向下渐缩到粉末出口的料斗。

优选的是，当容器处于第一定量给料位置时，该料斗呈现相对于水平位置倾斜至少40°的锥形壁。

由于重力下落，以上特征使得能够完全且快速地装载定量给料装置的计量腔。此外，料斗有利于容器的完全排空。

优选地，容器的内壁被设计成使得当容器从第一位置旋转360°时粉末被移动，并且当容器返回到第一位置时粉末被引导落入料斗中。

因此，即使容器内仍有少量粉末，该设计也确保当容器处于第一位置时，最后剂量的粉末被引导到料斗并保持在料斗内。

内壁的设计考虑到以下事实：容器在完全旋转期间被倒置，并且因此粉末滑动并连续撞击不同内壁。具体地，优选的是，当容器被倒置时，与料斗相对的内壁相对于水平位置倾斜，该后一壁的最低位置面向料斗。因此，在其中容器被倒置的旋转点处，铺设在该倾斜内壁上的粉末被引导在面向料斗的位置处滑动。进一步的旋转将容器放回其第一位置中并引起粉末落入料斗内。

优选地，与相对于水平位置倾斜的料斗相对的该内壁平行于机器的旋转轴线XX'。因此，机器保持紧凑。

对于该具体实施方案，当旋转轴线XX'相对于垂直位置包含在45°与70°之间时，观察到在机器的抗结块、粉末排空和紧凑性方面的最佳效果。

一般来讲，当机器包括多个容器时，对于每个容器，机器包括用于将容器存储在机器内的专用接纳区域。

在一个实施方案中，一个容器及其专用接纳区域包括相协作的防呆(fool-proofing)形状，或者呈现相同颜色或将相同名称的粉末写在其上以便确保每个容器在机器内的恰当位置。在该实施方案中，相同粉末总是定位在机器内的相同位置处，并且机器的控制单元被构造成基于容器的该固定位置及其专用存储的粉末来制备饮料。

机器可包括用以检测每个接纳区域内的容器的存在的容器检测器。

优选地，机器包括一个容器检测器，并且该检测器被定位成在旋转装置的一次完整旋转期间检测每个接纳区域中的容器的存在。基于对存在于机器内的容器的检测，机器的控制单元被构造成提议使用来自存在于机器内的容器的粉末制备饮料。例如，控制单元被构造成通过用户界面仅呈现可从存在于机器中的容器制备的饮料的选择。

在一个另选的实施方案中，每个容器可包括识别装置，并且机器可包括至少一个识别装置读取器。

通常，识别装置提供关于至少存储在容器内的粉末的性质的信息。可使用识别装置提供其它信息，如定量给料信息、粉末搅拌频率、粉末储藏期限等。

对于该实施方案，接纳区域可接纳任何容器，识别装置读取器使得机器的控制单元能够识别存储在内部的粉末的性质及其在机器内的位置。识别装置可为机械的、磁性的、光学的(如条形码)、电子的(如RFID标签)。

机器每个接纳区域可包括一个识别装置读取器，或者优选地，机器可仅包括一个识别装置读取器，并且读取器被定位成能够在由旋转装置旋转期间读取存在于接纳区域中的容器的识别装置。一次完整旋转使得能够识别每个容器并辨识每个容器在机器内的位置。

在一个实施方案中，机器包括一个粉末水平传感器，该传感器被定位成检测每个容器中的粉末的水平。

优选地，传感器被定位成当容器处于或接近第一定量给料位置时检测粉末的水平。在该位置处，粉末被收集到粉末出口，并且对低水平粉末的检测变得更容易。此外，可在定量给料粉末时，或者刚好之前或刚好之后，即在容器被固定时实施检测。

一般来讲，机器包括用于使一剂量的稀释液与至少一剂量的饮料配料接触的至少一个室。

室通常定位在至少一个容器下方以便通过重力下落从其接收该剂量的饮料配料粉末。

室优选为用于从饮料配料粉末和稀释液制备饮料的混合室。一般来讲，混合室包括用以接收饮料配料剂量的敞口顶部、至少一个稀释液入口和底部处的饮料出口。

根据一个实施方案，混合室包括被构造成用于将呈射流形式的稀释液引入室内的至少一个稀释液入口。室优选地被构造成使得在室中形成液体涡流并且让稀释剂射流冲击涡流。混合室可为WO 2008/071613或WO2018/091358中所述的混合室。

根据另一个实施方案，混合室包括碗和搅打器。搅打器由马达致动来混合粉剂与稀释剂并且通常会使它们的混合物产生泡沫。

通常，混合室定位在容器的粉末出口下面，使得粉末可通过重力下落从容器通过室的顶部递送于室中。

一般来讲，混合室的顶部是敞口的使得粉末可通过重力下落自由流入其内。“敞口”是指室的顶部没有被覆盖，例如，没有被盖子覆盖。

稀释剂入口连接到稀释剂供应系统。稀释液一般是水。

也可使用当前已知的用于使饮料配料与稀释液接触的其它类型的装置，如将稀释液射流递送于饮用杯中的喷射器。

根据一个实施方案，机器包括被构造成能够在分配操作期间将杯定位在至少一个容器的粉末出口下面的杯接纳区域。

一般来讲，机器包括稀释液流体系统。稀释液流体系统可包括用以将所需稀释液递送于室中的稀释液罐、稀释液泵和稀释液加热和/或冷却装置。

稀释液流体系统可连接到上文提及的室或喷射器。

在第二方面中，提供一种使用诸如上文所述的饮料制备机器制备饮料的方法，

-该方法包括以下步骤：从所述至少一个容器分配一剂量的饮料配料粉末，并且

-其中该方法包含以下步骤：至少在该分配步骤之前旋转容器。

利用在分配步骤之前旋转容器的该步骤，该容器内的粉末在分配之前已被搅拌和解聚。因此，避免了任何结块或拱陷，并且在分配期间获得了一致的定量给料。

优选地，制备方法包括订购饮料的步骤，并且继该步骤之后并在分配步骤之前实施旋转步骤。

因此，旋转步骤刚好发生在分配之前，并且定量给料稠度甚至得到改善。

在机器包括多个容器和一个第一定量给料位置的情况下，在分配之前的该旋转步骤避免了从保持并固定在第一定量给料位置处的容器定量给料和分配粉末持续一定时间。

优选地，在该方法中，旋转步骤以预定规则时间间隔实施。

因此，即使在一段时间内未订购饮料，粉末也被定期搅拌和解聚，从而限制了任何结块或拱陷的开始。

预定规则时间可取决于容器的形状和/或容纳在一些容器中的粉末的性质，一些粉末需要更频繁的搅拌。

在旋转步骤期间，容器可沿一次完整旋转(360°)或更多次完整旋转进行旋转。

优选地，交替或随机实施顺时针旋转和逆时针旋转。两个方向上的旋转避免了粉末聚结在容器的一个区中。

当机器包括遵循相同圆形路径的多个容器时，旋转方向的选择可基于在已订购饮料之后到达第一定量给料位置的最短方式。

对于如上所述并包括多个容器的饮料制备机器，所有容器均被构造成围绕一个共同旋转轴线旋转，并且容器被定位在围绕共同旋转轴线的圆形路径上，制备饮料的方法可包括以下步骤：

-选择饮料类型，

-确定对应于所选择饮料的饮料配料粉末，

-致动旋转装置，直到存储确定的饮料配料粉末的容器到达其中该容器的粉末出口与定量给料装置协作的第一位置，

-致动该定量给料装置。

优选地，该方法包括在致动定量给料装置步骤之后的以下步骤：

-致动旋转装置，使得没有容器被置于第一定量给料位置中，然后

-通过至少将该剂量的粉末与稀释液混合来在室内制备饮料。

致动旋转装置使得没有容器被置于第一定量给料位置中的步骤确保在饮料制备期间没有产生的蒸气接触任何容器的定量给料装置。实际上，由于定量给料通常发生在制备饮料的混合室或杯上方，因此使容器移位的该旋转保护了该容器的定量给料装置。

通常，在确定对应于所选择饮料的饮料配料粉末的步骤中，也确定了粉末的量。然后，在致动定量给料装置的步骤中致动该装置，直到确定量的粉末被分配。如果粉末由于其强结块特性而难以定量给料，或者如果需要大量的预定量的粉末，那么可在完成定量给料步骤之前实施在完整360°旋转期间致动旋转装置的步骤，然后再次致动定量给料装置以便获得完整的预定量的粉末。

在本申请中，所谓“多个”是指一个以上。

本发明的以上方面可按任何合适的组合方式进行组合。此外，本文中的各种特征可以与上述方面中的一者或多者组合，以提供除了具体示出和描述的那些以外的组合。根据权利要求书、具体实施方式以及附图，本发明的另外的目的和有利特征将显而易见。

附图说明

参照以下附图将更好地理解本发明的特性和优点：

-图1A和图1B是根据本发明的饮料制备机器的示意图，

-图1C、图1D、图1E是该机器的另选的实施方案，

-图2是容器内的粉末在容器的旋转期间的移动的动态表示，

-图3是根据本发明的饮料制备机器的具体实施方案的示意图，

-图4是根据本发明的饮料制备机器的控制系统的框图。

具体实施方式

图1A、图1B示意性地示出了根据本发明的饮料制备机器100。图1A是机器沿包括旋转轴线XX'的平面的垂直横截面图，并且图1B是机器沿垂直于旋转轴线XX'的平面的垂直横截面图。

机器包括四个容器1a、1b、1c、1d，容器中的每个容器均存储饮料配料粉末10。容器可存储不同类型的粉末或相同粉末。存储不同粉末使得能够提供不同饮料，例如咖啡、牛奶、茶和可溶巧克力粉末，以及同一饮料中至少两种粉末的组合，例如咖啡和牛奶或茶和牛奶。如果与其它饮料相比，对于对应饮料的需求通常较高，那么可将相同粉末存储在多个容器中。

容器的数量不限于四个：可基于相同机器原理使用更少容器或更多容器。

机器可包括不同尺寸的容器。

每个容器包括用于分配存储在容器中的粉末10的粉末出口11a、11b、11c、11d。

机器包括旋转装置2，该旋转装置被构造成使容器11a、11b、11c、11d围绕旋转轴线XX'旋转。该轴线相对于垂直位置(O,y)沿角度α倾斜。该角度为至少15°并且至多90°(在那种情况下，轴线为水平的)。

该轴线在容器的外部，即容器被置于该轴线旁边，并且因此容器在该轴线旁边并围绕其旋转。所有容器均被构造成围绕该共同轴线XX'旋转。

容器沿该倾斜轴线的完全旋转引起使每个容器倒置的移动，并且因此引起存储在容器中的粉末的移动和搅拌。图1A和图1B示出了与容器1a相比，容器1c是如何倒置定位的。

如图1A所示，容器1a定位在机器内的最低可能位置处，其中其粉末出口11a向下定向，这对应于第一定量给料位置。由于重力，该容器内的粉末填充该容器的底部并靠近该粉末出口。当该容器1a围绕轴线XX'旋转时，其向上移动并到达由图1A中的容器1c保持的位置：在该位置中，容器被定位成倒置的，其中粉末出口向上定向。粉末在容器内自由移动，并且在重力作用下保持在容器的当前底部部分处，即与粉末出口相对的部分。继旋转之后，粉末已移动并已被搅拌。由于容器的旋转，粉末的任何拱陷或结块效应都会停止。随着旋转继续并且容器1a旋转回到其初始底部位置，粉末搅拌继续并且容器再次被倒置。

抗结块效应以极其简单的方式机械地获得，因为不需要在容器内引入复杂的搅拌机械装置。最终，根据粉末的聚结特性，可将搅拌装置特别地引入一个容器内。

此外，图1B示出了不同容器内的粉末在容器旋转时并根据它们的瞬时角位置的移动。虚线箭头示出了粉末10的移动：

-容器1a处于第一定量给料位置，并且粉末填充容器的底部，

-容器1b已从分配位置顺时针旋转90°，并且存储在内部的粉末沿内壁向下滑动，

-容器1c已从由容器1a保持的第一位置旋转倒置，并且存储在内部的整个粉末向下掉落。该位置中，整个粉末已被完全倒置搅拌。

-容器1d已从容器1c的位置顺时针旋转90°，并且保持在内部的粉末再次沿内壁向下滑动。

抗结块效果比使用振动装置获得的效果有效得多，因为旋转影响保持在容器内的整个粉末，整个粉末被倒置，如下所述的图2所示，并且不存在粉末的一部分未被搅拌并且发生局部结块效应的风险。

该机器使得能够使用不含任何抗结块剂的饮料配料粉末。

在图1A中，容器1a、1b、1c、1d由容器支撑件21支撑，并且旋转装置2被构造成使该支撑件旋转。因此，只要一个容器旋转，所有容器就会同时旋转。具体地，如果一个容器被选择用于饮料制备并且被移动以使其粉末出口向下定位，那么其旋转到该分配位置会引起所有其它容器的旋转以及所有存储的粉末的搅拌，即使这些粉末并未分配。

旋转装置2通常包含具有旋转轴23的马达22，所述轴与容器或容器支撑件21协作。

如图1A、图1B所示，机器100包括一个定量给料装置3，该定量给料装置被构造成与每个容器的粉末出口11a、11b、11c、11d协作以便从每个粉末出口分配至少一剂量的粉末。该剂量的粉末可被分配在饮用杯6或混合室内，在该饮用杯或混合室内，该剂量的粉末与由管或喷嘴52引入的稀释液接触。

该定量给料装置由致动器31控制，该致动器通常为具有旋转轴的马达，该旋转轴使得定量给料装置的机械元件能够旋转或平移。定量给料装置包括计量腔，该计量腔待填充有粉末并且可通过平移或旋转在填充和计量位置与排空和分配位置之间移动。该定量给料装置可包括诸如WO2009/144239中所述的旋转盘或诸如WO 2019/016149中所述的定量给料抽屉。

旋转装置2被构造成将每个粉末出口11a、11b、11c、11d定位在其中它们能够与定量给料装置3及其致动器31协作的第一位置中。该第一位置对应于最低位置，该最低位置可由机器内的容器保持使得粉末可通过重力从该位置直接落入定位在下方的混合室或杯内。该第一位置由图1A和图1B中的容器1a保持。

图1C至图1E示出了图1A、图1B的机器的另选的实施方案。

图1C是机器100沿包括旋转轴线XX'的平面的垂直横截面图，类似于图1A、图1B的机器，不同的是每个容器1a、1b、1c、1d包括分别与对应粉末出口11a、11b、11c、11d协作的专用定量给料装置3a、3b、3c、3d。该机器仅包含一个致动器31，并且旋转装置2被构造成将每个定量给料装置3a、3b、3c、3d定位在其中它们能够与致动器31协作的第一位置中。该第一位置由图1C中的容器1a的粉末出口11a的定量给料装置3a保持。

图1D是图1C的机器100沿垂直于旋转轴线XX'的平面的垂直横截面图。

在该视图中，显而易见的是，该机器包括定位在放置于旁边的两个容器之间的蒸汽导管4。

一旦通过致动器31致动定量给料装置3a而将粉末定量给料于杯6(或另选地，任何类型的混合室)中，旋转装置便使容器和蒸汽导管旋转，直到蒸汽导管4中的一个蒸汽导管定位在杯6上方。然后，可将稀释液引入杯6(或室)中以通过溶解该剂量的粉末来制备饮料。如果蒸汽、粉尘或薄雾从杯6升起，那么其由导管4引导和排出。因此，容器1a及其定量给料装置11a远离湿度源的旋转防止定量给料装置3a内的粉末结块的任何问题，这将阻塞该定量给料装置或产生卫生问题。在图1D的示意图中，蒸汽导管4是弯曲导管，该弯曲导管具有在定位在杯6上方时垂直定向的第一部分和基本上垂直于第一部分(例如，基本上平行于轴线XX')的第二部分，以便将湿气从机器中排出。

图1D的机器示出了机器中的粉末水平传感器24的存在。当容器(图中的3a)在该传感器前方旋转时，该传感器能够检测粉末的水平。

粉末水平传感器24能够在容器定位在其前方时控制每个容器内的粉末的存在。如果粉末水平传感器检测到不存在粉末或检测到不足以从其制备饮料的水平，那么优选地，控制单元被构造成防止从用户界面选择该饮料。

在图1D的机器中，每个容器1a、1b、1c、1d分别包括识别装置14a、14b、14c、14d。此外，机器100还包括用以读取该识别装置的一个读取器26。

读取器26被定位成使得其能够在容器旋转时读取每个容器的识别装置14a、14b、14c、14d。

识别装置能够检测被设计成接纳容器的每个区域中的容器的存在，因为在一些接纳区域中可能不存在容器。同时，识别装置提供关于容器和/或存储在容器内部的粉末的信息，诸如：

-粉末的性质，

-容器的体积，

-由与容器相关联的定量给料装置计量的粉末的体积，

-存储在容器中的粉末的储藏期限，

-从存储在容器中的粉末制备饮料的配方(粉末剂量、稀释比率、稀释液温度等)，和/或

-存储在容器中的粉末的推荐搅拌频率。

每个容器均可定位在机器内的任何接纳区域中。在容器的第一完整旋转期间，每个识别装置可由读取器26读取，并且对于每个容器，相应容器和/或粉末信息以及在设备内的相对位置由机器的控制单元识别和存储以供将来制备饮料。

基于该识别并继饮料的选择和订购步骤之后，机器的控制单元被构造成识别存储制备所需的粉末的容器的当前位置并将该容器旋转到第一定量给料位置，并且在所述位置处致动定量给料装置。

基于由读取器26提供的信息，机器的控制单元可被构造成调适机器的用户界面并呈现可基于存在的粉末选择和订购的饮料清单，以及关于每种饮料的附加一般信息。

在未示出且次优选的模式中，容器的每个接纳区域可包括用以读取引入所述区域内的容器的识别装置的读取器。

图1E示出了图1D的机器的替代形式。机器100包括被构造成分别接纳一个专用容器1a、1b、1c、1d的接纳区域15a、15b、15c、15d。每个接纳区域专用于一个容器，例如区域15a被构造成接纳包括咖啡的容器1a，区域15b被构造成接纳包括奶粉的容器1b，区域15c被构造成接纳包括巧克力的容器1c，并且区域15d被构造成接纳包括脱咖啡因咖啡的容器1d。在图1E中，每个接纳区域及其专用容器呈现彼此适配的对应形状，使得操作者将每个容器正确地定位在恰当的对应接纳区域中。另选地，可将相同颜色用于容器及其区域，或者可将容器或饮料的名称写在其两者上。

在一个实施方案中，机器可包括被构造成接纳相同容器并因此接纳相同类型的粉末的多个相同接纳区域。例如，机器可包括两个咖啡容器。该实施方案回答了其中一种类型的饮料比其它类型的饮料更频繁订购的情况。

对于该实施方案，机器的控制单元被构造成基于每个接纳区域始终包括相同预定性质的饮料和/或相同预定类型的容器的信息来制备饮料。

机器包括能够检测每个接纳区域15a、15b、15c、15d中的容器的存在的容器检测器25。在所示图1E中，检测器能够检测容器1a、1c和1d的存在。基于该检测步骤，机器的控制单元被构造成提议制备仅包含咖啡、巧克力和脱咖啡因咖啡的饮料。因此，控制单元可被配置成从机器的用户界面的选择中擦除包含牛奶的饮料的选择。例如，如果用户界面包括触摸屏，那么包含牛奶(如卡布奇诺或拿铁玛奇朵)的饮料可在屏幕中被擦除或加阴影。

在操作者刚刚重新填充了容器并将它们装载到其相应接纳区域内之后，机器的控制单元可在继步360°旋转之后非常快速地了解每个容器的存在。

以类似方式，粉末水平传感器24能够在容器定位在其前方时控制每个容器内的粉末的存在。如果粉末水平传感器检测到不存在粉末或检测到不足以从其制备饮料的水平，那么控制单元被构造成防止从用户界面选择该饮料。

在所有以上实施方案中，第一位置对应于定量给料和分配位置。优选地，容器被设计并定向在饮料制备机器内使得粉末出口定位在容器的最低点处，并且当后者处于第一位置时向下定向。因此，即使当容器内的粉末的水平为低时，定量给料的稠度也得到改进。

图2是容器1内的粉末10在分配器的旋转的五个不同角位置(n°1、n°2、n°3、n°4、n°5)中的移动的动态表示：每个图示出了：

-在顶部处，机器的前视图，其示出了容器在机器内的位置，并且

-在每个前视图下方，机器内的容器沿包括旋转轴线XX'的平面的对应垂直横截面。这些横截面示意性地示出了容器内的粉末在围绕轴线XX'的完全旋转期间根据容器的角位置的移动。

在位置n°1中，容器1处于最低位置，该最低位置对应于第一定量给料和分配位置，粉末出口11能够与定量给料装置3协作，此处定量给料装置为包括计量腔的可平移抽屉。在该位置中，粉末10将容器的底部-料斗16-和粉末出口11向下填充到定量给料装置3。

在位置n°2中，容器1从位置n°1顺时针旋转约120°。由于粉末出口11的旋转，粉末从粉末出口11滑动并掉落到面向底部出口的相对壁121，因为该相对壁121现在被定向在下方。

在位置n°3中，容器1从第一位置顺时针旋转180°，粉末出口11被完全倒置，并且整个粉末已从粉末出口11落下。

在位置n°4中，容器继续顺时针旋转，粉末出口11再次定位回容器的较低位置处，并且粉末再次沿出口11的方向回落直到到达位置n°5。

在一次旋转期间，已强力搅拌整个粉末10，粉末的任何部分均未保持固定。粉末结块得以防止，并且优化了定量给料期间的流动性。

在上述移动期间，粉末10撞击容器的内壁三次(在位置n°2处撞击相对壁121，在位置n°3处撞击侧壁122，在位置n°4处撞击料斗)，其作用在于任何团块或聚结的粉末均被打碎。

当内壁121基本上平行于旋转轴线并且旋转轴线相对于垂直位置倾斜达包含在45°与70°之间的角度时，尤其会发生该效果。利用旋转轴线的该角度范围，不必设计较大料斗16，因为粉末的移动总是将粉末驱动到容器的同一侧。优点是容器的紧凑体积(具体地，容器支撑件的直径)和机器的紧凑占用面积。

图2示出了容器的内壁的设计可如何被最佳地成形为迫使粉末始终滑回粉末出口11内：

-容器的壁形成内部料斗16，该内部料斗在容器处于位置n°1或n°5时将粉末带到饮料出口，并且

-在位置n°2和n°3中，与饮料出口11相对的壁121被定向以便迫使粉末滑动到面向料斗16的底部收集点。因此，当容器倒转回到位置n°4和n°5时，粉末直接落入粉末出口11内。

在示出的附图中，存储在容器11中的粉末的体积大于料斗16的内部体积，因此粉末的一部分10a在第一定量给料位置n°1或n°5处掉落在料斗16外。在多次定量给料操作之后，当粉末的体积减小并变得小于料斗的内部体积时，容器中的粉末在完全旋转期间的上述移动确保所有粉末系统地落入料斗的内部体积内。

图3是根据本发明的饮料制备机器100的具体实施方案的示意图。

机器包括用于存储粉末的多个容器1和旋转装置2，诸如图1C至图1E或图2中所述。

机器通过溶解从混合室7内的容器中的至少一个容器分配的一剂量的可溶饮料配料来制备饮料。

混合室7包括：

-进水口，该进水口用于引入水以溶解饮料粉末，和

-饮料出口，该饮料出口用于将饮料分配于放置在机器的饮料分配区域8中的饮用杯6中。通常，饮料出口位于室的底部处。

混合室可为无搅打器的或并非如此。

机器可任选地包括水分配出口，该水分配出口通常用于仅将水分配于饮用杯6中，或者可呈现具有使存在于饮用杯6中的饮料14产生泡沫的功能的喷嘴形式，如WO 2009/144219中所述。

在机器中提供水供应系统5，以便在水分配出口4或混合室7中供水。

水供应系统可包括：

-罐56，

-水泵55，该水泵用于从罐泵送水。泵可为任何类型的泵，诸如活塞泵、隔膜泵。

-水加热器54，和/或最终的水冷却器，

-最后为温度传感器，该温度传感器用以测量泵送的水的温度，

-优选地单向阀53，该单向阀防止在泵未被致动时空气在流体系统中的引入和水的滴落，

-最终，三通阀51将水转移到水分配出口52或混合室7。该阀通常是由电机致动的电磁阀，并且由机器的控制系统命令。

机器包括用以将上述不同元件容纳在内的壳体101。优选地，壳体包括在容器1前方的门103，以便使得操作者能够将其从机器移除以进行再填充、清洁或维护。在该实施方案中，优选的是门定位在旋转轴线的上端处，通常机器包括用以从由机器提供的多个选择中选择饮料并订购所选择饮料的用户界面102。优选地，该界面定位在可打开的门103上，如箭头所示。优选地，门垂直于旋转轴线XX'定向，其结果是前门相对于垂直位置倾斜，从而为使用用户界面的人提供容易的人体工程学触摸。另选地，该界面可定位在机器的壳体的另一部分上。

参考图1D或图1E以及图4，现将考虑饮料制备机器的控制系统200：控制系统200可操作以控制饮料制备机器的部件来制备饮料。控制系统200通常包括：用户界面22、处理单元201、功率源202、存储器203、粉末传感器24以及识别装置读取器26(图1D的机器)或存在检测器25(图1E的机器)。

用户界面22包括使得用户能够通过用户界面信号与处理单元201进行交互的硬件。更具体地，用户界面接收来自用户的命令，用户界面信号将该命令作为输入传输到处理单元201。例如，命令可为关于要制备的饮料的选择的信息。处理单元201还可将信息输出到用户界面22。

粉末传感器24、存在检测器25和识别装置读取器26可操作以向处理单元201提供输入信号以监测饮料制备方法。输入信号可为模拟或数字信号。

处理单元201包括布置成集成电路(通常布置成微处理器或微控制器)的存储器、输入和输出系统部件。处理单元18可包括其它合适的集成电路，诸如：ASIC、可编程逻辑装置(诸如PAL、CPLD、FPGA、PSoC)、片上系统(SoC)、模拟集成电路(诸如控制器)。对于这样的装置，在适当的情况下，上述程序代码能够被认为是编程逻辑或者另外包括编程逻辑。处理单元61还可包括上述集成电路中的一者或多者。

处理单元201通常包括用于存储指令作为程序代码和任选数据的存储器单元63。为此，存储器单元通常包括：用于存储程序代码和操作参数作为指令的非易失性存储器，例如EPROM、EEPROM或闪存，用于临时数据存储的易失性存储器(RAM)。存储器单元可包括单独或集成的(例如在半导体管芯上)的存储器。对于可编程逻辑设备，指令可被存储为编程逻辑。

存储在存储器单元203上的指令可以被理想化为包括饮料制备程序。程序可响应于该输入(诸如来自用户界面22的命令和/或粉末传感器24的信号和/或存在检测器25或识别装置读取器26的信号)由处理单元201执行。程序的执行使得处理单元1控制机器的以下部件：用户界面22、旋转装置2、水供应系统5(特别是水泵、加热器和/或冷却器、阀，这取决于该系统的部件)和定量给料致动器31。

在装载容器之后的步骤中，处理单元201可操作以：

-提供输出，该输出是旋转装置2的旋转以便使存在检测器25或识别装置读取器26前方的每个容器接纳区域或容器旋转，

-关于接纳区域内的容器的存在与否，接收来自存在检测器25的输入，或者关于容器的性质及其在机器内的相对角位置接收来自识别装置读取器26的输入，

-根据存储在存储器单元203上的程序代码(或编程逻辑)处理和存储输入，

-提供输出，该输出是通过用户界面呈现可从装载的容器订购的饮料。

在机器的非分配状态中，处理单元201可操作以提供输出，该输出是根据存储在存储器单元203上的程序代码致动旋转装置2。

程序代码提供用于容器旋转的规则，以便搅拌粉末并防止容器内的结块和拱陷。代码可以预定规则时间间隔、旋转方向、旋转时长或完整旋转次数等来设定旋转。

规则可取决于容器的形状和/或存储在一些容器中的粉末的性质。存储在存储器单元203中的规则可基于在由读取器26识别容器期间提供的输入来调整或学习。

在由消费者制备饮料的步骤中，处理单元201可操作以：

-接收来自用户界面22的输入，即特定饮料的订单，

-根据存储在存储器单元203上的程序代码(或编程逻辑)处理输入；

-提供输出，该输出为饮料制备过程。更具体地，该输出包括以下操作：

.致动旋转装置2以将对应于订购的饮料的容器定位在第一定量给料位置处，

.致动定量给料致动器31以分配对应于订购的饮料的粉末的量，

.致动旋转装置2以将容器定位在第一位置旁边，

.致动稀释液供应系统5以分配与粉末接触的稀释液。

如果饮料由不同组分(诸如牛奶和咖啡)构成，那么最终重复以上操作。

程序的一部分通常基于饮料配方，该饮料配方可与饮料粉末与稀释液的比率、引入稀释液和/或饮料粉末的时间顺序相关。

在致动定量给料致动器31的步骤之后，处理单元201可操作以：

-接收来自温度传感器24的输入，

-根据存储在存储器单元203上的程序代码(或编程逻辑)处理输入，特别是应用以下指令：如果测量的粉末水平低于预定值，那么提供以下输出：通过用户界面删除对从该粉末制备的饮料的呈现。

虽然已参考以上所示的实施方案描述了本发明，但应当理解，如权利要求书所保护的本发明不以任何方式受限于这些示出的实施方案。

在不背离如权利要求书所限定的本发明范围的情况下，可以做出各种变化和修改。此外，对于具体的特征如果存在已知的等同物，则应如同在本说明书中明确提到的那样来并入此类等同物。

如本说明书中所用，词语“包括”、“包含”和类似词语不应理解为具有排他性或穷举性的含义。换句话讲，这些词语旨在表示“包括但不限于”的意思。

附图中的标引列表：

饮料制备机器 100

容器 1、1a、1b、1c、1d

粉末出口 11、11a

内壁 12、121、122

识别装置 14

接纳区域 15a、15b、15c、15d

料斗 16

旋转装置 2

容器支撑件 21

马达 22

轴 23

水平检测器 24

容器检测器 25

识别装置读取器 26

定量给料装置 3、3a、3cb、3c、3d

致动器 31

蒸汽导管 4

水供应系统 5

三通阀 51

喷嘴 52

单向阀 53

加热器 54

泵 55

罐 56

饮用杯 6

饮料 61

混合室 7

杯接纳区域 8

壳体 9

粉末 10

壳体 101

用户界面 102

门 103

控制单元 200

处理单元 201

功率源 202

存储器单元 203

Claims (19)

1.一种用于从饮料配料粉末制备饮料的饮料制备机器(100)，所述饮料制备机器包括：

-至少一个容器(1,1a,1b,1c,1d)，所述至少一个容器被构造成用于存储饮料配料粉末并包括用于分配至少一剂量的所述饮料配料粉末的粉末出口(11,11a,11b,11c,11d)，和

-旋转装置(2)，所述旋转装置用以使所述至少一个容器(1)围绕旋转轴线(XX')旋转，其中所述旋转轴线相对于垂直位置倾斜，并且所述旋转轴线定位在所述至少一个容器的外部。

2.根据权利要求1所述的饮料制备机器，其中所述旋转轴线根据相对于垂直位置至少15°并且至多90°的角度相对于垂直位置倾斜。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的饮料制备机器，其中所述容器的内壁(12)呈现被构造成在所述容器围绕所述旋转轴线旋转期间搅拌粉末的形状和/或内部可移动元件。

4.根据权利要求3所述的饮料制备机器，其中所述机器包括被构造成与所述至少一个容器的所述粉末出口(11)协作的至少一个定量给料装置(3)。

5.根据权利要求4所述的饮料制备机器，其中所述机器包括多个容器(1a,1b,1c,1d)，并且所有容器均被构造成围绕一个共同旋转轴线旋转。

6.根据权利要求5所述的饮料制备机器，其中：

-每个容器(1a,1b,1c,1d)包括被构造成与所述容器的所述粉末出口(11a,11b,11c,11d)协作以便从所述粉末出口定量给料和分配至少一剂量的粉末的专用定量给料装置(3a,3b,3c,3d)，并且

-所述机器包括能够致动每个容器的所述定量给料装置的一个致动器(31)，并且

-对于多个容器(1a,1b,1c,1d)中的每个容器，所述旋转装置(2)被构造成将所述容器置于以下位置中：

.一个第一定量给料位置中，其中所述容器的所述定量给料装置(3a,3b,3c,3d)能够与所述致动器(31)协作，以及

.至少一个其它位置中，其中所述容器的所述定量给料装置不能够与所述致动器(31)协作。

7.根据权利要求6所述的饮料制备机器，其中所述机器包括一个容器(1)旁边的至少一个蒸气排放管(4)。

8.根据权利要求6所述的饮料制备机器，其中每个容器(1a,1b,1c,1d)被设计并定向在所述饮料制备机器内使得当所述容器定位在所述第一定量给料位置中时，所述粉末出口(11)定位在所述容器的最低点处并向下定向。

9.根据权利要求6所述的饮料制备机器，其中每个容器(1a,1b,1c,1d)被设计成使得当所述容器处于所述第一定量给料位置时，所述容器的所述内壁形成围绕所述粉末出口并渐缩到所述粉末出口的料斗。

10.根据权利要求9所述的饮料制备机器，其中所述容器的所述内壁被设计成使得当所述容器从所述第一定量给料位置旋转360°时所述粉末被移动，并且当所述容器返回到所述第一定量给料位置时所述粉末被引导落入所述料斗中。

11.根据权利要求5所述的饮料制备机器，其中对于每个容器(1a,1b,1c,1d)，所述机器包括用于将所述容器存储在所述机器内的专用接纳区域(15a,15b,15c,15d)。

12.根据权利要求11所述的饮料制备机器，其中所述机器包括用以检测每个接纳区域内的所述容器的存在的容器检测器(25)。

13.根据权利要求5所述的饮料制备机器，其中每个容器包括识别装置(14a,14b,14c,14d)，并且所述机器包括用以识别每个容器的至少一个识别装置读取器(23)。

14.根据权利要求5所述的饮料制备机器，其中所述机器包括一个粉末水平传感器(24)，所述传感器被定位成检测每个容器中的粉末的水平。

15.根据权利要求1-2中任一项所述的饮料制备机器，其中所述机器包括用于使一剂量的稀释液与至少一剂量的饮料配料粉末接触的室(7)。

16.一种使用根据前述权利要求1-15中任一项所述的饮料制备机器制备饮料的方法，其中：

所述方法包括以下步骤：从所述至少一个容器分配一剂量的饮料配料粉末，并且

其中所述方法包括以下步骤：至少在所述分配步骤之前旋转所述容器。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述方法包括订购饮料的步骤，并且继所述订购步骤之后并在所述分配步骤之前实施所述旋转步骤。

18.一种使用根据权利要求6至10中任一项所述的饮料制备机器制备饮料的方法，其中：

所述方法包括以下步骤：从所述至少一个容器分配一剂量的饮料配料粉末，并且

其中所述方法包括以下步骤：至少在所述分配步骤之前旋转所述容器；

其中所述方法还包括以下步骤：

-选择饮料，

-确定对应于选择的饮料的所述饮料配料粉末，

-致动旋转装置，直到存储所述确定的饮料配料粉末的所述容器到达其中所述容器的所述粉末出口与所述定量给料装置协作的所述第一定量给料位置，

-致动所述定量给料装置。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述机器包括用于使一剂量的稀释液与至少一剂量的饮料配料粉末接触的室(7)，其中所述方法包括在致动所述定量给料装置的所述步骤之后的以下步骤：

-致动所述旋转装置使得没有容器被置于所述第一定量给料位置中，然后

-通过至少将所述剂量的饮料配料粉末与稀释液混合来在所述室内制备所述饮料。