CN1278151A - 用于饮料自动配给器的调制装置 - Google Patents

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    • A47J31/36—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means
    • A47J31/3604—Coffee-making apparatus in which hot water is passed through the filter under pressure, i.e. in which the coffee grounds are extracted under pressure with hot water under liquid pressure with mechanical pressure-producing means with a mechanism arranged to move the brewing chamber between loading, infusing and ejecting stations
    • A47J31/3609—Loose coffee being employed
    • A47J31/3614—Means to perform transfer from a loading position to an infusing position

Abstract

本发明涉及一种调制装置,这种调制装置包括一个主体(10),该主体限定一个具有竖直轴线(V)的调制室(31),该调制室可以接纳一个安装成沿竖直轴线(V)移动的压力活塞(62),所述调制装置还包括一个液压加压器(61),这个液压加压器的活塞(35)与所述压力活塞相连,在一种加压液体的作用下,可以从静止位置进入工作位置。根据本发明,液压加压器(61)是一个单向作用加压器,一个伸缩件(34—134)使活塞(35)恢复其静止位置。本发明尤其适用于浓咖啡类型的咖啡调制机。

Description

用于饮料自动配给器的调制装置
本发明涉及一种用于由咖啡粉或其他粉剂制备成的饮料的自动配给器的调制装置，这种装置包括一个主体，该主体限定一个具有竖直轴线的调制室，这个调制室具有一个底部和一个出口，还包括通过一个出料机构活动安装在所述调制室中的一个过滤板，并且可以接纳一个安装成沿所述竖直轴线移动的压力活塞；所述调制装置还包括一个液压加压器，该液压加压器的活塞与所述压力活塞相连，在一种加压液体的作用下，可以从静止位置进入工作位置，在工作位置时，压力活塞在调制室中处于加压状态。
在饮料自动配给器方面，已经存在配有各种调制装置的不同类型的配给器。这些调制装置具有马达和减速器所使用的成本高的复杂机械运动件以及非常精密的杆式传动件。这些调制装置还需要对咖啡粉进行非常精确的定量，以防所述运动件和传动件发生阻塞。因此，这些调制装置的运转比较精确，要求对多种机械件进行严格的制造和装配。
为了弥补这些复杂昂贵结构的缺陷，已经有人提出用双向作用液压加压器制成的运动件取代上述机械化运动件和杆式传动件。但是，这种液压加压器不仅在其活塞的行程方面而且在对抗压力的平衡方面都难以控制，并且对于饮料自动配给器来说，例如可能要大批量生产的浓咖啡(espresso)咖啡制备机，费用非常高。
本发明旨在简化一些机构，使之更为安全可靠，在工业生产方面更为经济，在操作上灵活方便，以确保调制时获得最好效果。
使用一种单向作用液压加压器，用一个伸缩件使活塞返回其静止位置，即可达到这些目的。
因此，在第一阶段，所述活塞确保压力活塞在加压液体的作用下下降到调制室中并进行压缩，在第二阶段，确保所述压力活塞在伸缩件的作用下进行举升并从调制室中自动抽出。另外，为了制备名副其实的浓咖啡，必须确保某些基本参数，即调制室中的水温和咖啡粉的致密度。这种致密度或者取决于咖啡粉的粉碎程度，或者取决于其吸湿程度，通过这种单向作用加压器可以得到保证，这种加压器在加压时自动与粉剂相配合；一个调制周期刚结束，伸缩件就自动推开所述加压器。实际上，所述加压器和压力活塞工作起来无需采用控制上下行程结束的微动开关。因为不配置任何调节运动的辅助操纵杆系统，所以也不会阻塞在中间位置上。
在第一实施例中，伸缩件是一个螺旋弹簧，单向作用加压器具有相应结构。
在第二实施例中，伸缩件由一种气体取代，单向作用加压器的结构与弹簧式加压器略有不同。
根据本发明一个最佳特征，调制装置的主体布置在缸体的侧面，液压加压器的上杆支承着一个形成悬臂的臂，臂的自由端同压力活塞相连，因此，两个活塞的行程沿着差不多相平行的方向进行。
由于这种结构，调制装置在高度上结构紧凑，不管大批量生产中构件制造的精确度缺陷如何，调制装置工作起来都安全可靠。另外，外形尺寸的缩小同饮料自动配给器的低成本有直接联系。
根据本发明另一个特征，配置一个在调制周期结束时使渣饼干燥的构件，为此，压力活塞包括一个使调制品通过的内管，这个内管具有三个孔口，第一孔即调制品入口孔通到活塞的下端面，第二孔即出口孔形成排放调制品的小龙头，第三孔口形成空气进口，布置在活塞的上部；另外，所述压力活塞轴向活动地安装在枢轴上，所述第三孔口包括一个密封件，当活塞与臂的下部接触时，所述密封件可以封闭所述孔口。
根据本发明另一个特征，配置一个排出调制室中形成的渣饼的出料机构，一方面，该出料机构包括一个同过滤板相连的杆，这个杆沿竖直轴线进行安装，并在主体中滑动，在其外端部具有一个小板，所述过滤板由一个布置在主体和小板之间的弹簧朝调制室的底部复位；另一方面，所述出料机构包括一个横向连接到加压器的下杆上的臂，这个臂转动地安装在所述杆上，该臂的一个端部与一个凸轮的一个凸轮槽接合，所述凸轮由一个翼板加以支承，该翼板在加压器下方一个竖直平面上进行延伸，而所述臂的另一个端部可以在活塞头部从其下部位置进入其上部位置时与小板相接合，或者可以在活塞头部从其上部位置进入其下部位置时与所述板相脱离。
根据本发明一个重要特征，调制装置包括一个排出调制品渣滓的排出装置。这个排出装置包括一个朝上伸出的导向托架，该导向托架同加压器相连，并支承一个杆，该杆围绕一个相对于竖直轴线横向布置的轴转动地加以安装，在其自由端具有一个刮板，通过一个与臂相连的指杆这个刮板可以在出口区域进行摆动清除的横向运动，当活塞头部到达其静止位置时，所述指杆与所述杆上在所述轴处的一个凹口相接合。
这种排出装置结构极为简单，仅仅要求配置单独一个活动件，制成后无需任何调节，因此，既提高工作的安全可靠性，又降低生产成本。
下面参照附图及非限制性实施例，对本发明特征和优越性加以描述。
附图如下：
图1是本发明一个调制装置的正视图；
图2是图1所示调制装置的左视图；
图3是图1所示装置的局部竖直剖面图，表示出调制室、液压加压器和出料机构；
图4是图2所示装置的局部竖直剖面图，表示出瞬时加热器，未示出出料机构；
图5是本发明一个压力活塞的放大正视图；
图6是图5所示压力活塞的竖直剖面图；
图7是图5所示压力活塞的仰视图；
图8是沿图5中VIII-VIII的俯视图；
图9是安装到本发明调制装置上的一个杆式渣滓排出装置的正视示意图；
图10是尤其图3所示液压千斤顶的一个盖子的局部剖面图；
图11是尤其图3和4所示出料机构的一个细部的平面图；
图12是图10的仰视图，未示出密封圈；
图13，14，15，16，17和18是本发明调制装置不同的局部剖面图，表示出一个调制周期期间内各个不同的工作阶段；
图19表示出调制装置的其他实施例，是本发明一种新型液压加压器的局部剖面图。
尤其是图1至4所示的调制装置用于咖啡自动制备机，这种调制装置包括：一个冷水供给器；一个咖啡粉配给器，咖啡粉或者来自咖啡粉储存器，或者来自同配给器相连的一个咖啡磨；一个加热器，用于加热冷水；一个电动水循环泵，同冷水供给器和加热器相连，用于进行调制并起液压加压器的作用；以及一个电子控制装置，用于控制调制作业的周期。
这种调制装置包括一个主体10，主体10限定一个具有竖直轴线V的调制室31，调制室31具有一个底部11和一个出口15，还包括通过一个出料机构16活动地安装在所述调制室中的一个过滤板36，并且可以接纳一个安装成沿竖直轴线V移动的压力活塞62，所述调制装置还包括一个液压加压器61，这个液压加压器的活塞35同所述压力活塞相连，在一种加压液体例如由电动泵驱动的水的作用下，可以从静止位置进入工作位置，在工作位置时，压力活塞62在调制室31中处于压缩状态(见图15和16)。
尤其如图3和4所示，瞬时加热器60同限定调制室31的主体10制成一个整件，并包括一个插入到主体10中的加热电阻26。这种电阻例如是屏蔽电阻，呈一个U形别针状，插入到主体10侧壁上的一个槽29中，它差不多在所述主体的整个高度上加以延伸，以便全面加热调制室31和若干直导管30，这些导管平行于轴线V，用于使冷水通过，冷水通过布置在主体10底部的入口32进入所述导管中。
为了使上述这种咖啡制备机具有“蒸汽排出”功能，本发明调制装置还包括一个辅助加热器83，这个辅助加热器固定在主体10的侧壁44上，构成一个扁的室45，由电阻26加热，并具有一个进水口81和一个蒸汽出口82。
根据本发明，液压加压器61是一个单向作用加压器，一个伸缩件使活塞35恢复其静止位置。根据本发明第一特征，所述伸缩件是一个螺旋弹簧34。这个弹簧或者是具有若干非拼接螺圈的圆柱形弹簧，或者是具有若干非拼接螺圈的圆锥形弹簧，具有较大的轴向压缩下沉量，因此，可以充分利用加压器的高度空间。
根据图19所示的本发明另一个实施例，伸缩件由一种气体134取代。这种气体最好是中性气体。这种气体例如通过一个布置在加压器61底部19的充气阀17进行输入。
在图1至18所示的第一实施例中，液压加压器包括一个缸体18，这个缸体在其两端由一个上盖28和底部19加以封闭，一个上杆65和一个下杆38分别穿过所述上盖和所述底部进行滑动，所述上杆通过一个臂101同压力活塞62相连，所述下杆与出料机构16相连接，所述杆65和38与活塞头部35相连，所述活塞头部滑动地安装在缸体18中，可以在上部位置和下部位置之间进行移动，在上部位置，活塞头部35由来自泵的液体的压力(7至10巴)加以推动，液体通过一个布置在上盖28上的出入管71(见图10)输入，并由一个三通电动阀(未示出)进行供给，在下部位置，活塞头部35由布置在该活塞头部下面的弹簧34朝上部位置推动。
为了确保加压器的良好密封性，上盖28(见图10和12)具有一个强制接纳缸体18的边缘的支承面74，以及一个用于密封圈75’的支承面75，所述密封圈75’对穿过开在所述上盖上的一个孔76的杆65进行密封。另一方面，活塞头部35具有一个密封件35’。
在图19所示的另一个实施例中，相似的零件采用相同的标号，液压加压器61包括一个缸体18，这个缸体在其两端由一个上盖28和底部19加以封闭。底部19接纳用于充入气体134的充气阀17，而上盖28由杆65穿过。活塞头部35具有密封件，这个密封件包括两个周边密封圈111和113。
由于采用这种单向作用型混合式液压加压器，因此，本发明调制装置的结构简单可靠，价格低廉。实际上，通过一个辅助电动阀以及若干同活塞头部相连的行程检测器来控制活塞的问题得到解决，以及，由于弹簧或气体仅仅使所述活塞头部保持在上部位置，而不对上盖28施加异常压力，由此而配置电动泵。
根据本发明另一个最佳特征，调制装置的主体10布置在缸体18的侧面，液压加压器61的杆65具有形成悬臂的臂101，该臂的自由端9同压力活塞62相连，因此，活塞35和62的行程沿差不多平行的方向进行。另外，压力活塞62活动地安装在一个枢轴99上，这个枢轴与臂101相连，在压力活塞的上部62a和臂的下部101a之间保持一个小间隙(见图5和6)。
相对于一种使加压器对准调制室的竖直轴线V的布置来说，上述结构使调制装置在高度方向上的体积大为减小。另一方面，在加压器61和压力活塞62之间进行悬臂连接，可以使所述活塞进行活动连接而无需复杂的机构，因此，当所述活塞插入所述调制室并在其中滑动时，可以确保压力活塞62和调制室31之间良好的一致性和/或同心性。为了便于使压力活塞插入，出口15的边缘可以略呈喇叭口。这种悬臂结构的另一个优越性是，当放入调制室31中的粉剂用量不当时，在加压器61和压力活塞62之间，由杆65、臂101、枢轴99这个传动系统所产生的作用力分布均匀，
根据图5和6所示的另一个特征，压力活塞62包括一个使调制品通过的内管42，这个内管具有三个孔口，第一孔口即调制品入口孔42c通到压力活塞的下端面43，第二孔口即出口孔42b形成一个排放调制品的小龙头64，第三孔口42a形成空气进口，布置在活塞的上部62a。小龙头64同杯子的一个注入口(未示出)直接相连。压力活塞62在其一端具有一个头部63，该头部包括一个周边密封圈46以及一个调制品过滤器52，这个过滤器通过一个螺钉48固定在所述头部上，所述螺钉拧在一个孔51中。另外，如图6所示，由于装在臂101上的孔98中的枢轴99的轴向间隙，因此，压力活塞62轴向活动地安装在所述枢轴上。所述第三孔口42a包括一个密封件13，当压力活塞62压缩装在调制室31中的粉剂时，当活塞与臂101的下部101a接触时，所述密封件封闭所述孔口。
轴向活动的压力活塞与第三孔口42a相结合这种安装方法的优越性在于形成一个外部空气进气口，当所述压力活塞从其压缩位置到其排出位置进行举升运动时，在调制室31中形成负压，从而使足够多的新鲜空气进入到管42中，风干过滤板36上的渣饼。
根据本发明另一个特征，一方面，出料机构16包括一个与过滤板36相连的杆20，这个杆沿竖直轴线V进行安装，在主体10中滑动，在其外端部具有一个小板22，过滤板36由一个布置在主体10和小板22之间的弹簧21朝调制室31的底部11复位；另一方面，出料机构16包括一个横向连接到加压器61的下杆38上的臂67，这个臂通过一个支承板连接件66转动地安装在所述杆上，所述支承板连接件与所述杆和摩擦弹簧68相连接，所述臂的一个端部70与一个凸轮69(见图3和11)的一个凸轮槽69a相接合，所述凸轮由一个翼板72加以支承，该翼板在加压器61下方一个竖直平面上延伸，而另一个端部73可以在活塞头部35从其工作位置进入其静止位置时与小板22相接合，或者可以在活塞头部35从其静止位置进入其工作位置时与所述板相脱离。所述凸轮69具有一个相对于小板22返回到臂67的一个侧向位置的斜面69b。
所述出料机构16由于不配置任何调节机构或调整连接机构，臂67本身根据其端部70在普通凸轮69中的运动情况定位在小板22的下方，所以结构简单，费用不高。这种出料机构通过其简单的结构，在调制周期每次结束时，也就是说，在液压加压器61的活塞头部35朝其静止位置的行程结束时，可确保过滤板36及时地进行举升。
为了排出由管42中的气流风干的渣饼，调制装置包括一个从过滤板36排出调制物品渣滓的排出装置。这个排出装置最好如图2，4，9，14和18所示，包括一个朝上伸出的导向托架24，这个导向托架同加压器61相连并且支承一个杆25，该杆围绕一个相对于竖直轴线V横向布置的轴102转动地加以安装，在其自由端103具有一个刮板23，这个刮板通过一个与臂101相连的指杆40可以在出口15区域进行摆动清除的横向运动，所述指杆横向伸出，当活塞头部35到达其静止位置时，所述指杆与所述杆25上在轴102处的一个凹口41相接合。这种渣滓排出装置结构也非常简单，直接进行自动化操作，制成后无需任何调节。单杆25在加压器行程结束时直接进行作用，并且由于轴102的凹口41的靠近定位而在排出位置进行剧烈摆动。应当指出，图19所示的排出装置和出料机构在其实施中与上述两装置是不同的，不属于本专利申请的组成部分。
现在仅参照图13至18来概述用于饮料自动配给器的调制装置的工作情况，咖啡粉通过一个料斗T(图13)注入(箭头F)。
在一个调制周期的第一阶段(图13和14)，单向作用液压加压器61在弹簧34的作用下处于静止位置，压力活塞62保持在调制室31的上方，这样可以将一定用量的咖啡粉90注入到所述调制室中；刮板23通过与凹口41接合的指杆40同调制室的出口15保持一定距离；因为臂67由凸轮69即斜面69b的上部保持在小板22的侧上方，所以出料机构16处于平衡状态。
在所述调制周期的第二阶段(图15，16)，借助于电动泵将加压液体92注入到活塞头部35上方的缸体18中，使所述活塞头部克服弹簧34的作用处于其工作位置，在这个工作位置，弹簧完全被压缩，因此确定压力活塞62的相应行程，以及对调制室31中咖啡粉90的压力。在这种压缩过程中，臂101封闭空气入口孔42a，出料机构的臂67由凸轮69即狭窄导向件69c定位在小板22的正下方。使用单独一个电动泵和三通电动阀，从入口32注入冷水，注入的水在形成热交换器的导管30中进行瞬时加热，并且在预定的加压时间内穿过咖啡粉90，然后，如此加工制作的调制品经过管42，流经龙头64，通过一个未示出的软管，流向分配件，注入到若干置于咖啡制备机的一个机架上的咖啡杯中。应当指出，在这个阶段，杆25(图16)和刮板23处于等待状态，指杆40朝底部方向离开凹口41。
在调制周期的第三阶段即结束阶段(图17和18)，由电子控制装置控制的三通电动阀切断对加热器60供给冷水，使液体从加压器61排出，加压器61通过弹簧34进行作用，弹簧34自动放松，使活塞头部35返回其静止位置。在活塞头部35的这种运动过程中，一方面，臂67由凸轮69的凸轮槽69a定位在小板22的下面，并且克服弹簧21的作用朝上推动过滤板36，使之在弹簧34放松结束时位于调制室31的出口15处，另一方面，在活塞35进行举升运动的同时，借助直角悬臂65-101，压力活塞62脱离调制室31。在所述压力活塞的行程期间，臂101通过枢轴99拉动所述压力活塞，使空气在第三孔口42a处流过，以便所述空气进入管42直至孔口42c，风干以及较好地压缩要排出的渣饼90。然后，在加压器61的活塞头部35的行程即将结束时，由臂101支承的指杆40接合在杆25的凹口41中，从而使刮板23进行摆动清除的剧烈运动，强制性地从过滤板36清除掉渣饼90，使之从调制室31的出口15排出。调制周期一结束，凸轮69通过其斜面69b使臂67进行侧向重新定位，从而在复原弹簧21的作用下，使过滤板36下降到调制室31底部；一个新的调制周期刚开始，刮板23就恢复在等待位置。
本发明尤其适用于浓咖啡类型的咖啡制备机。

Claims (10)

1.一种用于由咖啡粉或其他粉剂制备成的饮料的自动配给器的调制装置，这种调制装置包括一个主体(10)，该主体限定一个具有竖直轴线(V)的调制室(31)，该调制室具有一个底部(11)和一个出口(15)，还包括通过一个出料机构(16)活动安装在所述调制室中的一个过滤板(36)，并且可以接纳一个安装成沿竖直轴线(V)移动的压力活塞(62)；所述调制装置还包括一个液压加压器(61)，这个液压加压器的活塞(35)与所述压力活塞相连，在一种加压液体的作用下，可以从静止位置进入工作位置，在工作位置时，压力活塞在调制室中处于加压状态，其特征在于，液压加压器(61)是一个单向作用加压器，一个伸缩件(34-134)使活塞(35)恢复其静止位置。
2.根据权利要求1所述的调制装置，其特征在于，液压加压器(61)包括一个缸体(18)，该缸体在其两端由一个上盖(28)和一个底部(19)加以封闭，一个上杆(65)和一个下杆(38)分别穿过所述上盖和所述底部进行滑动，所述上杆通过一个臂(101)同压力活塞(62)相连，所述下杆与出料机构(16)相连接，所述杆(65和38)与一个活塞头部(35)相连，所述活塞头部滑动地安装在缸体(18)中，可以在静止位置和工作位置之间进行移动，在静止位置，活塞头部(35)由一个布置在上盖(28)上的管(71)所输入的一种液体的压力加以推动，在工作位置，活塞头部(35)可以由布置在该活塞头部下面的伸缩件(34-134)朝上部位置推动。
3.根据权利要求1或2所述的调制装置，其特征在于，伸缩件是一个螺旋弹簧(34)。
4.根据权利要求1或2所述的调制装置，其特征在于，伸缩件是一种气体(134)。
5.根据权利要求2至4中之一所述的调制装置，其特征在于，活塞头部(35)具有一个密封件(35’)。
6.根据权利要求2至5中之一所述的调制装置，其特征在于，主体(10)布置在缸体(18)的侧面，液压加压器(61)的上杆(65)支承着一个形成悬臂的臂(101)，这个臂的自由端(9)与压力活塞(62)相连，因此，两个活塞(35，62)的行程沿差不多平行的方向进行。
7.根据权利要求2至6中之一所述的调制装置，其特征在于，压力活塞(62)活动地安装在一个枢轴(99)上，这个枢轴与臂(101)相连，并且在压力活塞(62)的上部(62a)和臂的下部(101a)之间形成一个轴向小间隙。
8.根据权利要求7所述的调制装置，其特征在于，压力活塞(62)包括一个使调制品通过的内管(42)，这个内管具有三个孔口，第一孔即调制品入口孔(42c)通到活塞的下端面(43)，第二孔即出口孔(42b)形成排放调制品的小龙头(64)，第三孔口(42a)形成空气进口，布置在活塞的上部(62a)；另外，所述压力活塞(62)轴向活动地安装在枢轴(99)上，所述第三孔口(42a)包括一个密封件(13)，当活塞与臂(101)的下部(101a)接触时，所述密封件可以封闭所述孔口。
9.根据权利要求2至8中之一所述的调制装置，其特征在于，一方面，出料机构(16)包括一个同过滤板(36)相连的杆(20)，这个杆沿竖直轴线(V)进行安装，在主体(10)中滑动，并在其外端部具有一个小板(22)，所述过滤板(36)由一个布置在主体(10)和小板(22)之间的弹簧(21)朝调制室(31)的底部(11)复位，另一方面，所述出料机构包括一个横向连接到加压器(61)的下杆(38)上的臂(67)，这个臂转动地安装在所述杆上，所述臂的一个端部(70)与一个凸轮(69)的一个凸轮槽(69a)相接合，所述凸轮由一个翼板(72)加以支承，该翼板在加压器(61)下方一个竖直平面上延伸，而另一个端部(73)或者可以在活塞头部(35)从其下部位置进入其上部位置时与小板(22)相接合，或者可以在活塞头部(35)从其上部位置进入其下部位置时与所述板相脱离。
10、根据权利要求2至9中之一所述的调制装置，其特征在于，这种调制装置包括一个排出调制品渣滓的排出装置，该排出装置包括一个朝上伸出的导向托架(24)，这个导向托架同加压器(61)相连，并且支承一个杆(25)，该杆围绕一个相对于竖直轴线(v)横向布置的轴(102)转动地加以安装，在其自由端(103)具有一个刮板(23)，通过一个与臂(101)相连的指杆(40)这个刮板可以在出口(15)区域进行摆动清除的横向运动，当活塞头部(35)到达其静止位置时，所述指杆与所述杆(25)上在所述轴(102)处的一个凹口(41)相接合。
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