CN115697145A - 用于将添加剂配量到流体中的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将添加剂配量到流体中的装置(100)，该装置包含阀主体(101)、流体入口(102)和流体出口(103)。第一通道系统在阀主体(101)中在流体入口(102)和流体出口(103)之间延伸，且第二通道系统在阀主体(101)中在流体入口(102)和流体出口(103)之间延伸，使得在操作状态下，流体可以或者通过第一通道系统或者通过第二通道系统从流体入口(102)流到流体出口(103)。阀主体(101)包含对接元件(120)，该对接元件被配置成用于对接用于添加剂的料筒(11)。提供了切换装置(104)，如果料筒(11)被对接，则可以切换该切换装置，使得当料筒(11)连接到对接元件(120)时，第二通道系统流体连接到料筒(11)。

Description

用于将添加剂配量到流体中的装置

技术领域

本发明涉及一种用于将添加剂配量到流体的装置，例如用于配量附加液体、气体或可溶于或可分散于液体中的固体的装置。特别地，该装置适用于对用于制备热饮料的装置除垢。特别地，该装置被配置为用于向流体供应添加剂的阀。该装置特别适用于将除垢剂供应到通向冲泡装置或用于制备热饮料的装置的水供应通道。

背景技术

先前已知的用于将配量添加剂到流体的阀(例如用于对具有水连接件的冲泡装置或咖啡机除垢的阀)涉及阀的切换和/或管线的移除和附接。

先前已知的解决方案的缺点是在对冲泡装置或咖啡机除垢时其容易出错。阀可能被错误地切换，或者管线可能被错误地移除或附接。此外，这些冲泡装置的除垢通常必须由技术人员来实行，因为该过程对于操作员来说太复杂且容易出错，使得对这些装置除垢与相当大的成本相关联。

文献US20140060338 A1公开了一种用于饮料机的除垢系统，该除垢系统配备有旁路管线，在该旁路管线中布置了包含水溶性除垢片剂的料筒。通过三通阀打开到旁路管线的连接，使得水流到料筒中，除垢剂从除垢片剂释放并且除垢溶液被进送到冲泡装置。当三通阀关闭时，水保留在旁路管线中，并且除垢剂仍然可以溶解在此水中。到旁路管线的流量被中断的时间越长，溶解除垢剂的浓度就变得越高。因此，除垢剂的浓度取决于两个除垢循环之间经过的时间。如果浓度太低，除垢可能不完全；如果浓度过高，与浓度过高的除垢剂溶液接触的部件可能腐蚀。

为了避免这个缺点，根据EP 3 501 351 A1，可以使用包含液体护理产品的料筒。该料筒在料筒颈部中包含止回阀，该止回阀可以借助于配量管线的端部处的联接装置的打开元件来打开。因此，对于这种解决方案需要具有止回阀的特殊料筒，该止回阀被配置成匹配联接装置的打开元件。还需要配量泵来递送液体护理产品，该配量泵通过配量管线将液体护理产品泵入到饮料机的水管线中。在DE 10 2011 081 010 A1中示出了另一变型，其需要使用特殊料筒。

因此，需要一种用于将添加剂配量到流体(例如用于制备热饮料的装置的除垢)的改进的装置，通过该装置，除垢可以用预定浓度的除垢剂以简单的方式实行。

发明目的

本发明的目的是提供一种用于将添加剂配量到流体中的装置，该装置易于操作、不易受到错误操纵的影响并且通过该装置可以预先确定除垢剂的浓度。特别地，该装置适用于与市售料筒一起使用，该料筒不包含用于添加剂的递送或配量实体。

发明内容

通过根据权利要求1的装置解决了本发明的问题。该装置的有利实施例是权利要求2至14的主题。通过根据权利要求15的方法解决了本发明的问题。

当在以下描述中使用术语“例如”时，这个术语指的是示例性实施例和/或变型，这不一定被解释为本发明教导的更优选应用。类似地，术语“优选地”、“优选的”应该被理解为是指来自一组示例性实施例和/或变型中的一个示例，其不必被解释为本发明的教导的优选应用。因此，术语“例如”、“优选地”或“优选的”可以指多个示例性实施例和/或变型。

以下详细描述包含根据本发明的装置的各种示例性实施例。对任何特定装置的描述仅被认为是示例性的。在说明书和权利要求中，术语“包含”、“包括”、“具有”被解释为“包含但不限于”。

一种用于将添加剂配量到流体中的装置包含阀主体、流体入口和流体出口，其中阀主体中的第一通道系统在流体入口和流体出口之间延伸，且第二通道系统在流体入口和流体出口之间的阀主体中延伸，使得在操作状态下，流体或者可以通过第一通道系统从流体入口流到流体出口，或者可以通过第二通道系统从流体入口流到流体出口。阀主体包含对接元件，该对接元件被配置为对接用于添加剂的料筒。提供了切换装置，如果料筒被对接，则可以切换该切换装置，使得当料筒连接到对接元件时，第二通道系统流体连接到料筒。切换装置特别地通过料筒在阀主体上的对接来致动。切换装置可在第一位置和第二位置之间移动，在该第一位置，流体入口经由第一通道系统连接到流体出口，在该第二位置，流体入口经由第二通道系统连接到流体出口。通过将料筒对接在阀主体上，切换装置从第一位置移动到第二位置。流体入口和流体出口之间经由第一通道系统的连接被切换装置中断，同时流体入口与流体出口之间经由第二通道系统的连接被切换装置打开。切换装置特别地包含至少一个滑动元件，通过该至少一个滑动元件可以中断流体入口和流体出口之间经由第一通道系统的连接，其中通过滑动元件同时打开流体入口和流体出口之间经由第二通道系统的连接。流体入口特别地可以被配置为进水口。流体出口特别地可以被设计成出水口。

根据实施例，切换装置包含用于向料筒供应流体的入口通道和用于从料筒中移除装载有添加剂的流体的出口通道。

特别地，如果不需要添加添加剂，流体入口可以通过溢流通道连接到流体出口。当切换装置处于第一位置时，溢流通道可以形成在覆盖件和切换装置之间。特别地，当切换装置处于第二位置时，溢流通道被关闭。

根据实施例，切换装置包括入口柱塞和出口柱塞以及分离元件。

特别地，入口柱塞可以包括基座主体和基座元件，其中肩部被配置为基座主体和基座元件之间的过渡件。出口柱塞可以包括基座主体和基座元件，其中肩部被配置为基座主体和基座元件之间的过渡件。

入口柱塞的基座元件可以包含轴向孔，其中第一弹簧元件设置在轴向孔中。出口柱塞的基座元件可以包含轴向孔，其中第二弹簧元件设置在轴向孔中。

入口密封件可以布置在入口柱塞的肩部上。出口密封件可以布置在出口柱塞的肩部上。

根据实施例，切换装置可以通过对接料筒而从第一位置切换到第二位置，其中在第二位置，入口通道打开用于向料筒供应流体，并且出口通道打开用于从料筒中取出装载有添加剂的流体。

特别地，切换装置可以包括移位主体。

根据实施例，对接元件包含内螺纹，该内螺纹被配置成与料筒颈部上的外螺纹接合。

根据实施例，对接元件布置在阀主体的凹部中。

根据实施例，阀主体包含布置在流体入口或流体出口与对接元件之间的密封件。

特别地，流体可以是水。特别地，添加剂可以是除垢剂或包含除垢剂。特别地，添加剂可以包括糖浆。特别地，添加剂可以包含浓缩物。添加剂也可以是附加物质。

一种用于将添加剂配量到流体中的方法包括包含阀主体、流体入口和流体出口的装置，其中阀主体中的第一通道系统在流体入口和流体出口之间延伸，且第二通道系统在流体入口和流体出口之间延伸，使得流体在操作状态下可以或者通过第一通道系统从流体入口流到流体出口，或者通过第二通道系统从流体入口流到流体出口。当流体通过第一通道系统时，没有添加剂被添加到流体中，其中当流体通过第二通道系统时，添加剂被添加到流体中。

该方法可以用于例如对用于制备热饮料的装置除垢。该方法可以用于将糖浆添加到苏打水流中。该方法可以用于将浓缩物配量到流体中。该方法可以用于将添加剂配量到流体中。该方法同样适用于添加多种附加物质或添加剂。

热饮料可以包括例如咖啡、茶、牛奶、可可或汤。热饮料也可以被理解为是指被加热的另一液体食物，例如汤。这种液体食品以饮料的方式被消费。

一种用于制备热饮料的装置可以特别地包括用于使用提取剂从提取材料产生提取物的设备。特别地，提取剂可以是水。该设备可以包含用于提取剂的供应管线、根据前述实施例中的一个的用于除垢的装置、加热装置、冲泡装置和提取物收集容器。冲泡装置包含提取材料。供应管线被配置成向加热装置供应提取剂。为经加热的提取剂提供从加热装置到冲泡装置的连接管线。冲泡装置包含用于提取材料的接收元件，该接收元件对于提取剂是可渗透的，使得通过经加热的提取剂与提取材料的接触可以获得提取物。提取物收集容器被配置为收集提取物。用于确定提取剂的体积流量测量值的流量计布置在供应管线中。根据实施例，供应管线包含用于除垢的装置，并且如果必要的话包含控制阀。

该设备可以包含控制单元，其中该控制单元包括计算单元、比较单元和存储器单元。存储器单元包含许多配量规格，这些规格包含用于制备提取物的提取剂的所期望的体积流量和所期望的温度。配量规格中的一个可以通过输入装置来选择，该输入装置包含经加热的提取剂的所期望的体积流量和所期望的温度。特别地，可以通过输入装置选择用于启动用于除垢的装置的配量规格。控制阀的打开时间可以由计算单元根据所期望的体积流量来确定，其中体积流量测量值可以通过比较单元与所期望的体积流量进行比较，使得控制阀可以以这样的方式调节，即所期望的体积流量对应于体积流量测量值。

上述装置可以用于制备各种热饮料(诸如咖啡、茶和汤)的设备。热饮料可以被淋湿并在压力下冲泡或提取。

附图说明

根据本发明的装置根据一些示例性实施例在下面示出。在附图中

图1示出了根据第一实施例的装置，其中料筒处于第一位置，

图2是图1的装置，其中料筒处于第二位置，

图3是穿过图2的装置的截面图，

图4是根据第二实施例的呈平面图的形式的装置，

图5是穿过图4的装置的纵向剖视图，其中料筒处于第二位置，

图6是穿过图4的装置的截面图，

图7是根据第三实施例的处于第一位置的装置的纵向剖视图，

图8是根据第三实施例的处于第二位置的装置的纵向剖视图，

图9示出了根据前述实施例中的一个的装置用于制备热饮料的装置的实施例。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的用于将添加剂配量到流体中(例如将除垢剂配量到水流中用于对用于制备热饮料的装置进行除垢)的装置10。根据该实施例，该装置安装在属于该装置的流体管线中。

为此，提供了流体入口2(示意性示出)和流体出口3。流体入口2和流体出口3两者都可以具有用于连接到流体管线的适配器元件(未示出)。装置10包含在流体入口2和流体出口3之间延伸的第一通道系统以及在流体入口2和流体出口3之间延伸的第二通道系统，使得流体或者可以通过第一通道系统从流体入口2流到流体出口3，或者可以通过第二通道系统从流体入口2流到流体出口3。阀主体1包含对接元件20，该对接元件被配置为对接用于添加剂的料筒11。提供了切换装置4、5、28，如果料筒11被对接，则可以切换该切换装置，使得当料筒11连接到对接元件20时，第二通道系统流体连接到料筒11。切换装置4、5、28包含用于向料筒供应流体的入口通道21和用于从料筒11移除装载有添加剂的流体的出口通道22。

特别地，如果不需要添加添加剂，流体入口2通过溢流通道14、15连接到流体出口3。当切换装置处于第一位置时，溢流通道形成在覆盖件12和切换装置4、5、28之间。根据图1，切换装置包括入口柱塞4和出口柱塞5以及分离元件28。入口柱塞4包括基座主体41和基座元件42。肩部43形成基座主体41和基座元件42之间的过渡件。入口密封件6布置在肩部43上。基座元件42包含轴向孔44。第一弹簧元件8布置在轴向孔44中。

出口柱塞5包括基座主体51和基座元件52。肩部53形成基座主体51和基座元件52之间的过渡件。出口密封件7布置在肩部53上。基座元件52包含轴向孔54。第二弹簧元件9布置在轴向孔54中。

根据图1，第一通道系统由第一溢流通道14、连接通道16和第二溢流通道15形成。连接通道16将第一溢流通道14连接到第二溢流通道15。入口柱塞4可滑动地安装在装置10的阀主体1中的孔中。

入口柱塞4因此包含入口密封件6和第一弹簧元件8。入口密封件6用于关闭用于除垢剂的入口开口。当没有添加剂被添加到流过第一通道系统的流体中时，入口开口被关闭。

第一弹簧元件8至少部分地容纳在入口柱塞4的轴向孔44中，该轴向孔在该实施例中被配置为盲孔。第一弹簧元件8支撑在盲孔的底部上和阀主体1的覆盖件12上。需要覆盖件12以便能够将入口柱塞4和出口柱塞5安装在阀主体1的相对应的孔中。根据本实施例，用于入口柱塞4和出口柱塞5的轴向孔44、54彼此相邻布置，并且具有彼此平行行进的中心轴线。

出口柱塞5包含出口密封件7和第二弹簧元件9。出口密封件7用于关闭用于添加剂的出口开口25。当没有添加剂被添加到流过第一通道系统的流体流中时，出口开口25关闭。第二弹簧元件9至少部分地容纳在出口柱塞5的轴向孔54中，根据该实施例，该轴向孔被配置为盲孔。第二弹簧元件9支撑在盲孔的底部上和阀主体1的覆盖件12上。

阀主体1还包含凹部23，该凹部被配置成在其中接收料筒11。料筒11是这样的容器，其可以包含根据需要添加到流体中的添加剂。料筒11包含料筒颈部31，根据该实施例，该料筒颈部配备有外螺纹19。

第二通道系统由入口通道21、料筒11的内部和出口通道22形成。入口通道21连接到流体入口2。出口通道22通向流体出口3。料筒11容纳在阀主体1中时，第二通道系统仅对流体流开放。

在该实施例中，位于料筒颈部31上的外螺纹19为此被拧入对接元件20的内螺纹中。根据本实施例，阀主体1在其与覆盖件12相对的侧部上具有凹部23，该凹部被配置成至少接收料筒11的料筒颈部31。凹部23具有带有内螺纹的对接元件20，当料筒11连接到阀主体1时，该对接元件接收料筒颈部31的外螺纹19。

切换装置4、5通过料筒11的对接从第一位置切换到第二位置，其中在第二位置，入口通道21打开用于向料筒11供应流体，并且出口通道22打开用于从料筒11移除装载有添加剂的流体。根据该实施例，料筒颈部31的端部32搁置在入口柱塞4的基座主体41上和出口柱塞5的基座主体51上，同时料筒颈部31被拧入到位于凹部23中的阀主体1的对接元件20的内螺纹中。

图2示出了装置10，其中料筒11处于第二位置，例如处于除垢位置。在第二位置，第一通道系统对流体流关闭，第二通道系统打开。当料筒11的料筒颈部31上的外螺纹19被拧入到凹部23的对接元件20的内螺纹中时，基座主体41、51在覆盖件12的方向上移位。第一和第二弹簧元件8、9被压缩。入口密封件6和出口密封件7从它们在阀主体1中的座26、27升起，使得入口通道21和出口通道22打开。流体现在可以通过入口通道21流入料筒11。流体吸收位于料筒11内部的添加剂，并通过出口通道22(该出口通道通向流体出口3)离开料筒11，作为装载有添加剂的流体流。

第一通道系统通过入口柱塞4和出口柱塞5的移位而关闭。尽管流体可以继续进入第一溢流通道14，但是入口柱塞4的端部区域被推入覆盖件12中的相对应的第一封闭腔17中，由此连接通道16被关闭。流体现在不能进入连接通道16。出口柱塞5的端部区域也被推入到覆盖件12中的相对应的第二封闭腔18中，由此从连接通道16到第二溢流通道15的连接被中断。装载有添加剂的流体通过流体出口3离开装置10。

基座主体41容纳在阀主体1的入口开口24中。入口开口24是入口通道21的一部分。入口开口24的内径大于基座主体41的外径，使得流体可以在基座主体和由入口开口24形成的阀主体1的内壁之间流动。

基座主体51容纳在阀主体1的出口开口25中。出口开口25是出口通道22的一部分。出口开口25的内径大于基座主体51的外径，使得流体可以在基座主体和由出口开口25形成的阀主体1的内壁之间流动。

料筒11的料筒颈部31具有小于凹部23的内径的外径。因此，流体可以在料筒颈部31外部和料筒颈部31内部流动。为了防止泄漏，密封件29因此布置在凹部23中，这防止流体到达对接元件20并从那里到达环境。

图3示出了穿过根据图2的装置10在以虚线和两个箭头标记的截面平面处的截面，该截面在图2中与附图的平面成直角行进。观察方向是料筒11的方向。该截面示出了阀主体1、入口通道21、出口通道22、入口柱塞4的基座主体41、出口柱塞5的基座主体51、入口开口24和出口开口25。根据该实施例，两个基座主体41、51与相对应的入口开口24和出口开口25不同心，使得流体的主要体积流量被引导到料筒11中，并且只有流体中的一小部分能够进入料筒颈部31和凹部23之间的空间。

图3还示出了形成用于入口密封件6的座(参见图1)的肩部26和形成用于出口密封件7的座的肩部27，且此时装置处于图1中示出的位置。因为基座主体41、51的外径明显小于旨在用于接收入口柱塞4和出口柱塞5的孔的内径，所以流体可以围绕基座主体41、51流动，并且从流体入口2流入料筒11，并且然后从料筒11流到流体出口3。

图1和图2还示出了移位主体13，当料筒被插入阀主体1的凹部23中时该移位主体位于料筒颈部31的内部。移位主体13可以是阀主体1的一部分，或者可以通过在入口柱塞4和出口柱塞5之间延伸的分离元件28连接到阀主体1。移位主体13和分离元件28之间的连接可以被配置为螺纹连接、插塞连接或卡扣连接。连接选项本身对于本领域技术人员来说是已知的，并且因此在此处不再进一步描述。

移位主体13用于将流体引入添加剂中。移位主体13可以用于确保来自入口通道21的流体流被引导通过添加剂，并在其通过料筒11的途中吸收添加剂。在没有移位主体13的情况下，可以形成部分流体流，这将形成添加剂的旁路，因此没有或有很少的添加剂将被通过料筒11的流动路径上的流体流吸收。

移位主体13还具有这样的优点，即在料筒11的组装或拆卸期间，没有添加剂或流体进入环境中。当料筒与切换装置4、5对接时，移位主体位于料筒颈部31的内部。料筒通常没有被完全填充。这意味着料筒11的最大80％的体积填充有添加剂。如果料筒11不能安装在竖直位置，而是安装在倾斜位置，则移位主体13确保添加剂不会泄漏出来。

如果因为添加剂已经用完而拆卸料筒11，那么移位主体13找到了另一有利的用途。在拆卸期间，料筒11完全填充有流体。如果料筒11被移除，流体可能溢出，特别是如果料筒11不处于竖直位置。然而，流体的一部分被移位主体13移位。如果料筒11被拆卸，则存在于入口通道21或出口通道22中或料筒颈部31中的任何流体可以流入由移位主体13释放的空间中，使得料筒11不再完全填充有流体，并且因此可以被移除，而没有任何流体泄漏出来并进入环境中。

图4以平面图示出了根据第二实施例的装置50，其中相同的附图标记用于该实施例中与前一实施例相同或具有相同效果的元件。图4示出了阀主体1和插入到阀主体1中的覆盖件12。第二实施例与第一实施例的不同之处尤其在于，覆盖件12不是放置在阀主体1上，而是插入到阀主体1中。覆盖件12由锁紧环40保持在适当位置。

图5示出了根据图4的装置50的纵向剖视图，其中料筒11处于第二位置，即对接位置，根据该位置，流体流过料筒11以吸收位于其中的添加剂。装置50也可以用于例如对用于制备热饮料的装置除垢。装置50例如附接在属于该装置的流体管线中。然而，装置50可以安装在任何流体管线中。装置50包含示意性示出的流体入口2和流体出口3。流体入口2和流体出口3两者都可以具有用于连接到流体管线的适配器元件(未示出)。装置50包含在流体入口2和流体出口3之间延伸的第一通道系统以及在流体入口2和流体出口3之间延伸的第二通道系统，使得流体或者可以通过第一通道系统从流体入口2流到流体出口3，或者可以通过第二通道系统从流体入口2流到流体出口3。阀主体1包含对接元件20，该对接元件被配置为对接用于添加剂的料筒11。提供了切换装置4、5、28，当料筒11被对接时，可以以这样的方式切换该切换装置，即当料筒11连接到对接元件20时，第二通道系统流体连接到料筒11。切换装置包含用于向料筒供应流体的入口通道21和用于从料筒11移除装载有添加剂的流体的出口通道22。

特别地，当不需要添加添加剂时，流体入口2通过溢流通道14、15连接到流体出口3。当切换装置处于第一位置时，溢流通道形成在覆盖件12和切换装置4、5、28之间。根据图5的切换装置包括入口柱塞4和出口柱塞5以及分离元件28。入口柱塞4包括基座主体41和基座元件42。肩部43形成基座主体41和基座元件42之间的过渡件。入口密封件6布置在肩部43上。基座元件42包含轴向孔44。第一弹簧元件8布置在轴向孔44中。

出口柱塞5包括基座主体51和基座元件52。肩部53形成基座主体51和基座元件52之间的过渡件。出口密封件7布置在肩部53上。基座元件52包含轴向孔54。第二弹簧元件9布置在轴向孔54中。

根据图5，第一通道系统由第一溢流通道14、连接通道16和第二溢流通道15形成。当切换元件处于第一位置时，连接通道16将第一溢流通道14连接到第二溢流通道15，这在图中未示出。入口柱塞4布置在第一溢流通道14中，且出口柱塞5布置在第二溢流通道15中。入口柱塞4可滑动地安装在装置50的阀主体1中的凹部23中。

入口柱塞4因此包含入口密封件6和第一弹簧元件8。入口密封件6用于关闭用于添加剂的入口开口24。当没有添加剂被添加到流过第一通道系统的流体中时，入口开口24被关闭，这在图5中未示出。

第一弹簧元件8至少部分地容纳在入口柱塞4的轴向孔44中，该轴向孔在该实施例中被配置为盲孔。第一弹簧元件8支撑在盲孔的底部上和阀主体1的覆盖件12上。需要覆盖件12以便能够将入口柱塞4和出口柱塞5安装在阀主体1的相对应的孔中。根据本实施例，用于入口柱塞4和出口柱塞5的轴向孔44、54彼此相邻布置，并且具有彼此平行行进的中心轴线。

出口柱塞5包含出口密封件7和第二弹簧元件9。出口密封件7用于关闭用于添加剂的出口开口25。当没有添加剂添加到流过第一通道系统的流体流中时，出口开口25关闭，这在图5中未示出。第二弹簧元件9至少部分地容纳在出口柱塞5的轴向孔54中，根据该示例性实施例，该轴向孔被设计为盲孔。第二弹簧元件9支撑在盲孔的底部上和阀主体1的覆盖件12上。

阀主体1还包含适于在其中接收料筒11的凹部23。料筒11是这样的容器，其可以包含可以根据需要添加到流体中的添加剂。料筒11包含料筒颈部31，根据该实施例，该料筒颈部配备有外螺纹19。

第二通道系统由入口通道21、料筒11的内部和出口通道22形成。入口通道21连接到流体入口2。出口通道22通向流体出口3。如图5所示，料筒11容纳在阀主体1中时，第二通道系统仅对流体流开放。

在该实施例中，位于料筒颈部31上的外螺纹19为此被拧入对接元件20的内螺纹中。根据本实施例，阀主体1在其与覆盖件12相对的侧部上具有凹部23，该凹部被配置成至少接收料筒11的料筒颈部31。根据该实施例，该凹部23还包含入口柱塞4和出口柱塞5。

凹部23具有带有内螺纹的对接元件20，当料筒11连接到阀主体1时，该对接元件接收料筒颈部31的外螺纹19，如图5所示。

切换装置4、5通过料筒11的对接从第一位置切换到第二位置，其中在第二位置，用于向料筒11供应流体的入口通道21以及用于从料筒11移除装载有添加剂的流体的出口通道22打开。根据该实施例，在料筒颈部31被拧入到位于凹部23中的阀主体1的内螺纹20中之前，料筒颈部31的端部32搁置在入口柱塞4的基座主体41上和出口柱塞5的基座主体51上。

因此，图5示出了装置50，其中料筒11处于第二位置，例如处于除垢位置。在第二位置，第一通道系统对流体流关闭，第二通道系统打开。当料筒11的料筒颈部31上的外螺纹19被拧入到凹部23的对接元件20的内螺纹中时，基座主体41、51在覆盖件12的方向上移位。第一和第二弹簧元件8、9被压缩。入口密封件6和出口密封件7从它们在阀主体1中的座26、27升起，使得入口通道21和出口通道22打开。流体现在可以通过入口通道21流入料筒11。流体吸收位于料筒11内部的添加剂，并通过出口通道22(该出口通道通向流体出口3)离开料筒11，作为装载有添加剂的流体流。为此，提供了月牙形突起45、55，这些突起在图6中以截面示出。

第一通道系统通过入口柱塞4和出口柱塞5的移位而关闭。根据该实施例，流体不能进入第一溢流通道14，因为该通道被入口柱塞4关闭。出口柱塞5也关闭了与第二溢流通道15的连接。装载有添加剂的流体通过流体出口3离开装置50。

基座主体41容纳在阀主体1的入口开口24中。入口开口24是入口通道21的一部分。入口开口24的内径大于基座主体41的外径，使得流体可以在基座主体和由入口开口24形成的阀主体1的内壁之间流动。

基座主体51容纳在阀主体1的出口开口25中。出口开口25是出口通道22的一部分。出口开口25的内径大于基座主体51的外径，使得流体可以在基座主体和由出口开口25形成的阀主体1的内壁之间流动。

至少在未被对接元件20占据的区域中，料筒11的料筒颈部31具有小于凹部23的内径的外径。因此，流体可以在料筒颈部31外部和料筒颈部31内部流动。为了防止泄漏，密封件29因此布置在凹部23中，这防止流体到达对接元件20并从那里能够到达环境。

图5还示出了形成用于入口密封件6的座(参见图1)的肩部26和形成用于出口密封件7的座的肩部27，且此时装置处于图1中示出的位置。因为根据图5，基座主体41、51的外径也显著小于旨在用于容纳入口柱塞4和出口柱塞5的孔的内径，所以流体可以围绕基座主体41、51流动，并从流体入口2流入料筒11，并且然后从料筒11流到流体出口3。

图5还示出了移位主体13，当料筒被插入阀主体1的凹部23中时该移位主体位于料筒颈部31的内部。根据该实施例，移位主体13连接到在入口柱塞4和出口柱塞5之间延伸的分离元件28。移位主体13和分离元件28之间的连接可以被配置为螺纹连接、插塞连接或卡扣连接。连接选项本身对于本领域技术人员来说是已知的，并且因此在此处不再进一步描述。

移位主体13用于将流体引入添加剂中。移位主体13可以用于确保来自入口通道21的流体流被引导到添加剂上或穿过添加剂，并在其通过料筒11的途中吸收添加剂。在没有移位主体13的情况下，可以形成部分流体流，这将形成添加剂的旁路，因此没有或有很少的添加剂将被通过料筒11的流动路径上的流体流吸收。

移位主体13还具有这样的优点，即在料筒11的组装或拆卸期间，没有添加剂或流体进入环境中。当料筒与切换装置4、5对接时，移位主体位于料筒颈部31的内部。料筒通常没有被完全填充。这意味着料筒11的最大80％的体积填充有添加剂。如果料筒11不能安装在竖直位置，而是安装在倾斜位置，则移位主体13确保添加剂不会泄漏出来。

如果因为添加剂已经用完而拆卸料筒11，那么移位主体13找到了另一有利的用途。在拆卸期间，料筒11完全填充有流体。如果料筒11被移除，流体可能溢出，特别是如果料筒11不处于竖直位置。然而，流体的一部分被移位主体13移位。如果料筒11被拆卸，则存在于入口通道21或出口通道22中或料筒颈部31中的流体可以流入由移位主体13释放的空间中，使得料筒11不再完全填充有流体，并且因此可以被移除，而没有流体泄漏并进入环境中。

图6示出了穿过根据图5的装置50的以虚线和两个箭头标记的截面平面的截面，该截面在图5中与附图的平面成直角行进。观察方向被选择成对应于覆盖件12的方向。该截面示出了阀主体1、入口通道21、出口通道22、入口柱塞4的基座主体41、出口柱塞5的基座主体51。根据该实施例，两个基座主体41、51同心地布置在用于入口柱塞4和出口柱塞5的相对应的凹部23中，因此提供了突起45，该突起形成流体入口3和位于附图的平面前方的入口开口24之间的连接。提供相对应的突起55，该相对应的突起形成出口开口25(此处不可见)和流体出口3之间的连接。

图7示出了穿过处于第一位置的根据第三实施例的装置100的纵向剖视图。装置100可以用于对用于制备热饮料的装置除垢。装置100可以安装在与该装置相关联的流体管线中。装置100也可以布置在包含必须对其添加添加剂的流体的任何流体管线中。为此，提供了流体入口102(示意性示出)和流体出口103。流体入口102和流体出口103两者都可以具有用于连接到流体管线的适配器元件(未示出)。装置100包含在流体入口102和流体出口103之间延伸的第一通道系统以及在流体入口102和流体出口103之间延伸的第二通道系统，使得流体或者可以通过第一通道系统从流体入口102流到流体出口103，或者可以通过第二通道系统从流体入口102流到流体出口103。阀主体101包含对接元件120，该对接元件被配置为对接用于添加剂的料筒11。提供了切换装置104，当料筒11被对接时，可以以这样的方式切换该切换装置，即当料筒11连接到对接元件120时，第二通道系统流体连接到料筒11。切换装置104包含用于向料筒供应流体的入口通道121和用于从料筒11移除装载有添加剂的流体的出口通道122。

特别地，当不需要添加添加剂时，流体入口102通过溢流通道114连接到流体出口103。当切换装置104处于第一位置时，溢流通道114形成在覆盖件112和切换装置104之间。根据图7，切换装置104包括基座元件142和移位主体113。肩部143形成基座元件142和移位主体113之间的过渡件。弹簧元件108布置在基座元件142和覆盖件112之间。

根据图7，第一通道系统由溢流通道114形成。在第一位置，基座元件142位于流体入口102和流体出口103下方，使得通过溢流通道114的通过阀主体101的无阻碍的流量是可能的。当没有添加剂被添加到流过第一通道系统的流体流中时，入口开口被关闭。

弹簧元件108支撑在基座元件142和阀主体101的覆盖件112上。需要覆盖件112，以便能够将切换装置104安装在阀主体101中的相对应的凹部123中。

阀主体101的凹部123也用于容纳料筒11，该料筒可以如前面的实施例中那样设计，并且因此设置有相同的附图标记。料筒11是这样的容器，其可以包含可以根据需要添加到流体流中的添加剂。料筒11包含料筒颈部31，根据该实施例，该料筒颈部配备有外螺纹19。

第二通道系统由入口通道121、料筒11的内部和出口通道122形成。当切换装置104处于第二位置时，入口通道121连接到流体入口102。出口通道122通向流体出口103。当料筒11容纳在阀主体101中的对接元件120中时，第二通道系统仅对流体流开放。

在该实施例中，位于料筒颈部31上的外螺纹19为此被拧入对接元件120的内螺纹中。根据本实施例，阀主体101具有凹部123，该凹部被配置成至少接收料筒11的料筒颈部31。凹部123包含对接元件120。

切换装置104通过料筒11的对接从第一位置切换到第二位置，其中用于向料筒11供应流体的入口通道121以及用于从料筒11移除装载有添加剂的流体的出口通道122在第二位置打开。根据该实施例，当料筒11被拧入位于凹部123中的阀主体101的对接元件120的内螺纹中时，料筒颈部31的端部32搁置在切换装置104的基座元件142上。

图8示出了装置100，其中料筒11处于第二位置，例如处于除垢位置。在第二位置，第一通道系统对流体流关闭，第二通道系统打开。当料筒11的料筒颈部31上的外螺纹19被拧入到凹部123的对接元件120的内螺纹中时，切换装置104在覆盖件112的方向上移位。布置在它们之间的弹簧元件108被压缩。当入口开口覆盖流体入口102的相对应的出口开口并且出口通道122的出口开口覆盖流体出口103的入口开口时，入口通道121和出口通道122打开。流体现在可以通过入口通道121流入料筒11。流体吸收位于料筒11内部的添加剂，并通过出口通道122(该出口通道通向流体出口103)离开料筒11，作为装载有添加剂的流体流。

第一通道系统通过切换装置104的移位而关闭。流体不能再进入溢流通道114，因为入口被切换装置104的外壁堵塞。装载有添加剂的流体通过流体出口103离开装置100。

切换装置104通过防扭曲装置(未示出)保持在阀主体101的凹部123中，以确保流体入口102在第二位置与入口通道121对准，并且流体出口103与出口通道122对准。

料筒11的料筒颈部31具有小于凹部23的内径的外径。在该实施例中，流体不能流出料筒颈部31，因为料筒颈部的端部搁置在切换装置104的基座元件142的肩部143上。为了防止任何泄漏，未示出的密封元件可以布置在肩部143上，其中密封元件可以包含弹性材料。

根据该实施例，阀主体101包含布置在流体入口102或流体出口103与对接元件120之间的密封件129。可以利用该密封件129防止切换装置104和阀主体121之间的任何泄漏。覆盖件112还包含密封件106，该密封件防止覆盖件112和阀主体101之间发生任何泄漏。覆盖件112通过固定装置，例如固定环140固定，使得即使由弹簧元件108的压缩引起的增加的压力作用在处于第二位置的覆盖件112上，该覆盖件也保持在其位置。

当切换装置104处于第一位置时，该装置也由固定装置115固定。例如，固定装置115可以包括固定环。

图7和图8中还示出了位移主体113，当料筒被插入到阀主体101的凹部123中时，该位移主体位于料筒颈部31的内部。根据该实施例，移位主体113是切换装置104的一部分。根据该实施例，移位主体113和基座元件142由单件制成。移位主体113和基座元件142之间的连接也可以被配置成螺纹连接、插塞连接或卡扣连接。连接选项本身对于本领域技术人员来说是已知的，并且因此在此处不再进一步描述。移位主体113用于将流体引入添加剂中。移位主体113可以用于确保来自入口通道21的流体流被引导到添加剂上或穿过添加剂，并在其通过料筒11的途中吸收添加剂。在没有移位主体113的情况下，可以形成部分流体流，这将形成添加剂的旁路，因此没有或有很少的添加剂将被通过料筒11的流动路径上的流体流吸收。

移位主体113还具有这样的优点，即在料筒11的组装或拆卸期间，没有添加剂或流体泄漏到环境中。当料筒与切换装置104对接时，移位主体113位于料筒颈部31的内部。料筒11通常没有被完全填充。这意味着料筒的最大80％的体积填充有添加剂。如果料筒11不能安装在竖直位置，而是安装在倾斜位置，则移位主体113确保添加剂不会泄漏出来。

如果因为添加剂已经用完而拆卸料筒11，那么移位主体113找到了另一有利的用途。在拆卸期间，料筒11完全填充有流体。如果料筒11被移除，流体可能溢出，特别是如果料筒11不处于竖直位置。然而，流体的一部分被移位主体113移位。如果料筒11被拆卸，则在入口通道121中或出口通道122中或料筒颈部31中的任何流体可以流入由移位主体113释放的空间中，使得料筒11不再完全填充有流体，并且因此被移除，而没有任何流体泄漏出来并进入环境中。

图9示出了将前述实施例中的一个的装置用于制备热饮料的装置的实施例。该装置可以是使用提取剂63从提取材料68生产提取物80的系统60的一部分，包括用于提取剂63的供应管线64、加热装置66、冲泡装置61和提取物收集容器78。如果系统60用于生产热饮料，提取剂63可以是水。对于这种应用，供应管线64连接到水连接件。水连接件可以配置为蓄水池、水箱或水管。如果需要的话，水连接件可以包含水处理系统，例如除垢系统。提取剂63的压力在一至二巴的范围内，该压力可以基本上对应于水管线中提供的压力。

前述实施例中的一个的装置10、50、100可以布置在供应管线64上的任何期望的位置处。

供应管线64被配置为向加热装置66供应提取剂63。根据本实施例，加热装置66包含用于加热提取剂63的加热元件81。可以提供温度测量装置82来确定加热装置66中占主导地位的温度。温度测量装置82可以包括温度传感器或温度探针。

为经加热的提取剂63提供从加热装置66到冲泡装置61的连接管线67。温度测量装置83可以布置在连接管线67中，优选地直接在它连接到加热装置66的地方。

根据图9，冲泡装置61包含压力容器62。提取材料68布置在这个压力容器62的内部，并且因此被示意性地示出。在供应管线64中，存在用于增加提取剂63的压力的装置，例如泵65。供应管线64、加热装置66、连接管线67和冲泡装置61形成封闭系统，使得除了管线损失之外，在系统中没有压力损失发生，并且经加热的提取剂63的压力基本上对应于由用于增加压力的装置施加的压力。提取材料68可以布置在接收元件69中或该接收元件上，该接收元件可以被配置为用于制备热饮料的过滤器保持器、胶囊、袋或垫。为了制备热饮料，压力通常在从5巴高达(包含)20巴的压力范围内。

根据本实施例，压力传感器71设置在泵65和加热装置66之间的供应管线64中。由泵65生成的压力可以通过压力传感器71来测量。由压力传感器71确定的测量压力值被传输到控制单元70。此外，泵65可以包含角速度传感器或流量计，借助于该角速度传感器或流量计可以确定流过泵65的体积流量或吞吐量。角速度、体积流量或吞吐量的相对应的测量值也可以传输到控制单元70。根据该实施例，流量计72因此直接位于泵65上，而不是泵65的上游，如图9中可能的变型所示。当然，流量计72也可以位于泵65的上游。

可选地，提取剂63可以通过控制阀73配量。为此，控制阀73可以由控制单元70以这样的方式控制，即当体积流量的测量值对应于在提取过程的特定阶段中所需的、将被进送到冲泡装置61的经加热的提取剂63的比例时，控制阀73关闭。用于配量提取剂63的配量规格可以包含单阶段或多个阶段。控制阀73特别地可以被配置为比例阀。

在供应管线64中使用用于提取剂63的加压装置使得能够生成被最小压力分布或最大压力分布覆盖的一个或多个流量分布。这意味着，通过调节泵65或控制阀73，可以设定相对应地不同的压力或体积流量。在提取过程的持续时间期间，压力或体积流量可以改变，也就是说，提取过程可以包括多个阶段，其中阶段中的每一个的特征可以在于不同的压力或体积流量。

这意味着在提取过程的持续时间期间，加压装置下游的供应管线64中的体积流量或压力可以改变。因此，连接管线67中的体积流量或压力也可以改变。

多通阀74可以可选地布置在连接管线67中。多通阀74位于加热装置66和冲泡装置61之间。根据本实施例，多通阀74具有流体连接的三种不同组合；它被配置为三通阀。根据该实施例，多通阀74具有三个不同的位置和三条流体管线。这些流体管线中的一条是连接管线67，经加热的提取剂63可以通过该管线供应到多通阀74。另一第二流体管线是连接管线75，通过该连接管线，经加热的提取剂63可以被供应到冲泡装置61。可以提供第三流体管线，该第三流体管线被配置为废水管线76，用于将经加热的提取剂63供应到废水罐或废水通道。

在多通阀74的第一位置，连接管线67连接到连接管线75，用于实行提取过程。在第一位置，与废水管线76的连接被中断，使得没有经加热的提取剂63被供应到废水管线76。

在多通阀74的第二位置，连接管线67连接到废水管线76。与连接管线75的连接在第二位置被中断，使得没有经加热的提取剂63被供应到连接管线75。在第二位置，连接管线67和供应管线64可以被冲洗。

为了利用经加热的提取剂63预热连接管线67和多通阀74，以便为随后的提取精确设定温度，这可能是有利的。因此，可以实现用于提取的最佳温度条件。特别地，任何温度分布可以被精确地设定，特别是通过控制单元70。控制单元70包含计算单元85、比较单元86和存储器单元87。存储器单元87包含多个配量规格，该多个配量规格包含用于生产提取物80的提取剂63的所期望的体积流量和所期望的温度。可以通过输入装置89选择配量规格中的包括经加热的提取剂63的所期望的体积流量和所期望的温度的一个。控制阀73的打开时间可以借助于计算单元85根据所期望的体积流量确定。可以通过比较单元86将所测量的体积流量值与所期望的体积流量进行比较，使得可以以这样的方式调节控制阀73，使得所期望的体积流量对应于所测量的体积流量值。

在多通阀74的第三位置，可以建立连接管线75和废水管线76之间的连接。在第三位置，与连接线67的连接被中断。与环境相比仍然升高的压力容器62中的压力可以被降低，尤其是在提取结束时。废水管线76也可以用于在含有除垢剂的水进入冲泡装置61之前将其排出，使得除垢剂不能进入冲泡装置。

多通阀74可以具有所描述的位置中的两个或三个，这意味着也可以提供双通阀来代替所示的三通阀。

冲泡装置61包含提取材料68。泡制装置61包含用于提取材料68的接收元件69，该接收元件对于经加热的提取剂63是可渗透的，使得通过经加热的提取剂63与提取材料68的接触可以获得提取物80。提取物80经由出口77离开冲泡装置，以便至少部分地填充提取物收集容器78。提取物收集接收器78被配置为收集提取物80。提取物收集容器78特别地可以包括用于接收热饮料的杯子。

连接管线75中占主导地位的压力可以使用压力计84来测量。所测量的压力值可以传输到控制单元70。利用压力计84确定的测量压力值可以通过位于控制单元70中的计算单元85和比较单元86来使用，用于覆盖表征提取过程的压力分布。

因此，提取过程可以根据需要通过控制单元70来控制，因为可以设定不同的流率、压力、温度和各个冲泡或提取阶段之间的暂停。

根据本实施例，当冲泡装置中没有提取材料68时，连接管线67、多通阀74、连接管线75、冲泡装置61、阀88和出口77可以通过经加热的提取剂预热。因此，在实际的提取过程期间，经加热的提取剂在其到达提取材料68之前没有冷却或只有不明显的冷却。因此，经加热的提取剂的温度可以被精确地调节，使得在提取过程期间可以获得改善的温度稳定性。

根据实施例中的每一个，提取材料68可以利用对于整个提取材料68基本上相同的压力进行提取，使得可以进行具有从提取材料68到经加热的提取剂63中的改善的传质的更均匀的提取，使得提取物80中的提取材料的可溶组分的浓度增加。

对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明构思的情况下，除了所描述的示例性实施例之外，许多其他变型也是可能的。因此，本发明的主题不受前面描述的限制，而是由权利要求限定的保护范围来确定。对于权利要求或说明的解释，权利要求的尽可能广泛的阅读是决定性的。特别地，术语“包含(include)”或“包含(contain)”应当被解释为以非排他的意义指代元件、部件或步骤，从而指示元件、部件或步骤可以存在或使用，它们可以与没有明确提及的其他元件、部件或步骤组合。当权利要求涉及可能由A、B、C到N元件或部件组成的群组中的元件或部件时，这种语言应该被解释为仅需要该群组中的单个元件，而不是A和N、B和N的一种组合或者该群组中的两个或更多个元件或部件的任何其他组合。

Claims (15)

1.一种用于将添加剂配量到流体中的装置(10、50、100)，所述装置包含阀主体(1、101)、流体入口(2、102)和流体出口(3、103)，其中所述阀主体(1、101)中的第一通道系统在所述阀主体(1、101)中在所述流体入口(2、102)和所述流体出口(3、103)之间延伸，且第二通道系统在所述流体入口(2、102)和所述流体出口(3、103)，间延伸，使得在操作状态下，流体能够通过所述第一通道系统从所述流体入口(2、102)流到所述流体出口(3、103)，或者通过所述第二通道系统到所述流体出口(3、103)，或者通过所述第二通道系统从所述流体入口(2、102)流到所述流体出口(3、103)，其中所述阀主体(1、101)包含对接元件(20、120)，所述对接元件被配置为用于对接用于添加剂的料筒(11)，其中提供切换装置(4、5、28、104)，如果所述料筒(11)被对接，则所述切换装置能够被切换，使得当所述料筒(11)连接到所述对接元件(20、120)时，所述第二通道系统流体连接到所述料筒(11)。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述切换装置(4、5、28、104)包含用于向所述料筒(11)供应流体的入口通道(21、121)和用于从所述料筒(11)移除装载有所述添加剂的流体的出口通道(22、122)。

3.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中如果不需要添加所述添加剂，则所述流体入口(2、102)经由溢流通道(14、15、114)连接到所述流体出口(3、103)。

4.根据权利要求3所述的装置，其中当所述切换装置处于第一位置时，所述溢流通道形成在覆盖件(12、112)和所述切换装置(4、5、28、104)之间。

5.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中当所述切换装置(4、5、28、104)处于第二位置时，所述溢流通道(14、15、114)关闭。

6.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中所述切换装置(4、5)包括入口柱塞(4)和出口柱塞(5)以及分离元件(28)。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述入口柱塞(4)包括基座主体(41)和基座元件(42)，其中肩部(43)被配置为所述基座主体(41)和所述基座元件(42)之间的过渡件，其中所述出口柱塞(5)包括基座主体(51)和基座元件(52)，其中肩部(53)被配置为所述基座主体(51)和所述基座元件(52)之间的过渡件。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述基座元件(42)包含轴向孔(44)，其中第一弹簧元件(8)设置在所述轴向孔(44)中，其中所述基座元件(52)包含轴向孔(54)，其中第二弹簧元件(9)设置在所述轴向孔(54)中。

9.根据权利要求7或8中的一项所述的装置，其中入口密封件(6)布置在所述肩部(43)上，出口密封件(7)布置在所述肩部(53)上。

10.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中所述切换装置(4、5、104)能够通过对接所述料筒(11)而从第一位置切换到第二位置，其中在所述第二位置中，所述入口通道(21、121)打开，用于向所述料筒供应所述流体，并且所述出口通道(22、122)打开，用于从所述料筒中取出装载有所述添加剂的所述流体。

11.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中所述切换装置包括移位主体(13、113)。

12.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中所述对接元件(20、120)包含内螺纹，所述内螺纹被配置为接合料筒颈部上的外螺纹(19)。

13.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中所述对接元件(20、120)布置在所述阀主体(1、101)的凹部中。

14.根据前述权利要求中的一项所述的装置，其中所述阀主体包含布置在所述流体入口(2、102)或所述流体出口(3、103)与所述对接元件(20、120)之间的密封件(29、129)。

15.一种用于将添加剂配量到流体中的方法，包括包含阀主体(1、101)、流体入口(2、102)和流体出口(3、103)的装置，其中所述阀主体(1、101)中的第一通道系统在所述流体入口(2、102)和所述流体出口(3、103)之间延伸，且第二通道系统在所述流体入口(2、102)和所述流体出口(3、103)之间延伸，使得流体能够在操作状态下或者通过所述第一通道系统从所述流体入口(2、102)流到所述流体出口(3、103)，或者通过所述第二通道系统从所述流体入口(2、102)流到所述流体出口(3、103)，其中当所述流体通过所述第一通道系统时没有添加剂被添加到所述流体中，其中当所述流体通过所述第二通道系统时所述添加剂被添加到所述流体中。

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