CN1487804A - 从一包囊制备一饮料的饮料机用的注水装置 - Google Patents

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Abstract

一种从一个装有要提取的产品的包囊制备一种饮料的饮料机包括一个注入装置(3)和一个液压系统，注入装置(3)包括一个与一个供水管(9)连接的注入头(18)，液压系统用于把注入头移向一个位于注入头下的包囊座(4)。液压系统与一个活塞水管(11)连接，活塞水管(11)与一个泵(5)连接，泵(5)也给注入头供水。

Description

从一包囊制备一饮料的饮料机用的注水装置
技术领域
本发明涉及一种给一饮料机注入带压水的装置，该饮料机用于从一包囊制备一饮料，包囊装有要提取的产品。
背景技术
许多年来，人们知道叫做“espresso”的咖啡机，这种咖啡机使用一些包囊制备咖啡，包囊装有一些剂量的磨碎咖啡。
在这些饮料机中，一种液体在压力下进入到一个包囊内，该包囊通过一个包囊座位于饮料机的一个槽中，在包囊座的出口接受液体咖啡。
这些咖啡机一般包括一个带动水的泵、一个加热水的加热系统和一个把水注入到包囊中的装置。
使用时，把一个包囊放到一个带有手柄的包囊座中，并通过一个卡口系统把包囊座锁定在咖啡机上，使手柄进行一个旋转运动，把包囊放到咖啡机的槽中。
进行这个锁定操作时，包囊的顶部被一个凸起的注射喷嘴刺穿，加压时，一些位于包囊座底部的突起零件穿过药包的底部。
然后，通过注入装置在压力下把水注入到包囊中，并且提取的咖啡被接到一个位于包囊座下的杯子。
在这类咖啡机中，从注入喷嘴流出的热水压力可以达到16bar，因此通过带卡口系统把包囊座锁定在咖啡机上时需要实现完全密封，这就必须在通过旋转锁紧包囊座时在包囊座的手柄上施加一个很大的力。
这个施加在手柄上的力一般会使整个咖啡机转动，因此需要用空手使咖啡机保持就位。另外，这类系统不适于包囊装入和退出过程的自动化。
另外，体质弱的人或手臂残疾的人很难实现这种锁紧。
发明内容
本发明的目的是克服这些缺点，提供一种不再需要通过手工转动包囊座的手柄把包囊座锁定在咖啡机上的注水装置。
这种饮料机包括一个注水装置，注水装置包括一个与一个供水管连接的注入头、一个把注入头移向一个位于注入头下的包囊座的液压系统。液压系统与一个活塞水管连接，活塞水管通过一个控制锁定阀与一个泵连接，这个泵也给注入头供水。
供水管与注入头连接，并通过一个一定压力的泄压阀与泵连接，例如压力为4bars左右。
供水管通过一个排出阀向一个排出管道分支，以便可以在饮料提取周期结束时释放注入头中的压力。
锁紧控制阀包括一个位置，在这个位置中，活塞的水管与一个返回管连接，以便可以失去压力，并且排出液压系统中的水。
液压系统可以包括一个主体和一个带有一个环形密封圈的活塞。环形密封圈封闭一个与活塞的水管连接的密封空间。
另外，活塞和密封圈的形状和尺寸使得活塞在主体内倾斜时造成密封性丧失，因此失去液压系统中的压力。
注入头包括多个分布在一个内表面上的穿孔和注入尖头，以便像一个喷头一样把水注入到包囊中。
注入头的整体形状为一个盘子，盘子的直径使其可以以滑动安装在液压系统的主体内，并贴靠活塞，注入头与主体之间的径向间隙使注入头可以倾斜一个足够的角度，以便导致失去活塞的密封性。
注射头的板件可以设有一个延伸在一个连接供水管的连接部分与一个在一个多尖头板件以上的空间之间的通道，多尖头板设有沿供水注入管的钻孔和注入尖头。
注入头包括连接装置，一些回位弹簧连接在该连接装置上，回位弹簧的另一端固定在注水装置支座的框架上，以便使活塞和注入头返回它们的静止位置。
附图说明
通过下面对一个作为非限定例子给出并在附图中表示的实施例的描述可以更清楚地了解本发明的其他特征、目的和优点。
图1表示一个处于静止位置的本发明所述饮料机的示意图；
图2表示该饮料机在运行周期开始时的示意图；
图3表示该饮料机在注水和提取包囊中的内容阶段以制备一种饮料的示意图；
图4表示注入头清洗阶段中的示意图；
图5表示一个本发明所述注水装置的透视图；
图6表示图5所示注水装置的横剖面图；
图7表示图5所示注水装置的分解图；
图8表示图5-7所示注水装置的动态喷头的细节图；
图9表示图8所示动态喷头的横剖面图；
图10是注水装置和一个在注水装置下的包囊座的示意图，表示这种饮料机的一种安全作用。
具体实施方式
参照图1，一个从一个包囊2出发制备一种饮料的饮料机1包括一个注水装置3、一个用于安放包囊并且把包囊带到注水装置下面的包囊座4、一个供水泵5、一个水源6，如一个水槽、一个锅炉7和一个位于包囊座4的注水装置3下的回收槽8。
注水装置3通过一个供水管9与泵5连接。供水管9穿过锅炉7和一个一定压力、例如4bars的压力阀10，使得只有供水系统中达到一个一定的压力阈值时才能通过注水给注入头3供水。另外，注入头3通过一个活塞水管11和一个锁定控制阀12与泵5连接，例如锁定控制阀12是一个电动阀，它可以使活塞管11与泵5的输出管23连接，或者在一个第二位置与一个返回水槽6的管道13连接。泵5通过一个穿过一个流量计15的供水管14与水槽6连接，流量计15可以自动控制制备一种饮料需要注入的水的体积。
在压力阀10的下游，注水供应管9有一个一直延伸到回收槽8的出水管分支16。出水管16穿过一个注入水的出水阀17，例如阀门17是一个有二个位置的电动阀，一个打开位置和一个关闭位置。
注水装置3包括一个可拆卸的注水头18和一个把注水头移向包囊2的液压系统。在所示的实施例中，液压系统包括一个在注入装置的主体20中滑动的活塞19。活塞19有一个密封活塞与主体之间的空间22的密封圈21，以便通过活塞的水管11注水，并造成活塞19的移动。注入头18贴靠活塞19，因此当注入头18向包囊移动时被活塞带动。
现在借助图1-4描述这种饮料机为制备一种饮料而进行的操作。
图1表示静止位置，在这个位置中，锁紧控制阀12在第一位置，在这个位置，与注入装置3连接的活塞水管11与返回管13连接，使液压系统的空间22中的压力为大气压。注入头18和活塞19被弹簧保持在一个高位，例如下面描述的结构细节。
在图1的静止位置中，注入装置的排出阀在第一位置，在这个位置，注入供水管9通过管道16与回收槽8连接。
为了开始制备饮料的周期，将锁定控制阀向它的如图2所示第二位置移动，使活塞水管11与泵5的出水管23连接。另外，将注入排出阀17向它的第一位置移动，使得排出管16不再与供水管9连接。
泵提供的供水压力把活塞19以及注入头移向包囊，直到注入头贴靠包囊盖子的外周，包囊紧贴包囊座的上边缘，如图3所示。在这个位置，穿孔和注入尖头24刺穿包囊的盖子。因此活塞和注入头的移动受阻，并使供水管的压力上升，直至达到压力阀门10的压力限，使得给注入头供水，并且通过穿孔和注入尖头中的喷嘴把水注入到包囊中。当然，如有必要，锅炉在在这个周期期间运行，以便加热要注入的水。
最好有多个分布在注入头表面的穿孔和注入头24，使水在压力下以一个分布在包囊上表面的喷淋的形式注入，以便很好地润湿咖啡或其他制备饮料的物质，如茶或汤，然后通过包囊底部形成的穿孔流出。包囊座的底部设有一些穿孔和提取尖头25，用于达到一定压力时刺穿包囊。在注入周期中，活塞19上保持压力，以保证注入头的密封性，使注入头贴靠包囊座的上边缘，以便在注入水和蒸汽期间保证包囊座内的密封性。
由于压力阀，注入头贴靠包囊座的压力通过一个确定的最小压力来保证，以便保证一个好的和可靠的密封性。
另一方面，由于只有一个泵同时给活塞供水并提供要注入到包囊中的水，活塞上的压力在各种情况下始终大于包囊中的压力，以保证系统的密封性与压力变化无关，即注入头贴靠包囊座的力始终大于包囊中的压力在注入头上产生的力。
另外，该系统不复杂，并且不需要补充的泵或产生压力的装置来移动注入头。
一旦制备饮料需要的液体量在经过流量计的控制后排出，供水泵停止，并且排出阀17移向它的第一位置，使包囊2和注入头18中的压力被释放，剩余的热水可以穿过排出阀返回，以便流到回收槽8中。
就在注入头清洗作业后，锁紧控制阀12移向它的第一位置，以便可以使活塞22的空间中的水返回到水槽6中。
该系统的一个优点是，用于移动活塞的水是冷水，使得没有任何热水返回到槽中，而热水具有有利于细菌繁殖的缺点。因此这个最后阶段结束于图1所示的静止位置。
参照图5、6、7，注水装置3包括：一个由一个底板形成的支撑框架27、一个例如7可以是饮料机外壳一部分的中间壁28、一个上板29和注入头18，这些板和壁固定在一起，但是通过分离和固定装置31保持互相分开，例如分离和固定装置31的形式为一些通过螺钉和螺帽33固定在板件上的支柱32；一个液压系统30固定在上板29下面。
下板27包括一个从它的边缘向它的中心延伸的槽形引导装置34，便于一个包囊座在注入头18下的就位和正确方向。包囊座包括一个互补的引导装置，例如形状为一个靠近手柄37一侧的下表面36下面的突起35(见图10)。
液压系统包括隐蔽在它的空心下部的主体20、滑动的活塞19和注入头18。
主体20包括包括一个空心的柱形部分38和一个盖子部分39，盖子部分包括一个与活塞19的水管连接的装置40。在这个例子中，连接装置包括在一个穿过上板的孔眼中的突出部分，该突出部分带有一个喷嘴41，以便产生一个把活塞的水注入到主体20和活塞19形成的空间中的通道。
主体20的柱形部分38包括三个对称分布的长形槽42，这些长形槽从它的自由下边缘43向盖子部分39的方向延伸一定距离。
活塞19包括一个盘形厚板和一个横截面形状基本为V形的环形密封圈21。密封圈位于板件上圆周上的一个阶梯槽44中。
只要活塞不倾斜，密封圈21就可以使主体20的柱形部分的下壁与活塞19之间密封接触。但是，当活塞从它的正常操作位置倾斜一个角度时，如图10所示，则失去密封性。本发明在这方面的优点是提高了饮料机的安全性，因为一个卡在包囊座4的上边缘与注入头18之间的物体使活塞倾斜，导致失去密封性，因此失去液压系统中的压力，使得活塞降低的力量变得非常小。
图8、9详细表示的注入头18包括一个盘形板45，该盘形板包括一个向上突起的环形上边46和一个向下突出的环形下边47。盘形板45的直径与主体20的空心柱形板38的直径形成一个足以使注入头倾斜并足以使活塞19倾斜一个足够角度的间隙，以保证失去考虑密封圈特性的密封性。
注入头18另外包括三个从板件的柱形外表面49的径向延伸的杆48，这些杆中的每一个有一个用于在注入头插入到主体的空心主体部分后分别穿过主体20的一个槽42的位置和尺寸。这些杆作为另一端固定在上板上的回位弹簧50的连接装置，以便在喷头的排出周期后以及在装置的静止位置期间使活塞19返回到它的高位中。一个多尖头喷淋板51以密封的方式固定，贴靠下边缘47的内表面52，以便在喷淋板与注入头板件的中心部分之间形成一个分配注入水的空间53。注入头的板件45有一个通道54，通道54设有一个用于与饮料机的供水管9连接的接头55，通道54通到用于注水的空间53中。提供到空间53中的水穿过喷嘴56注入到包囊中，喷嘴56穿过穿孔尖头24。
注水装置还设有一个检测包囊座4是否在注入头下的正确位置的存在传感器57。主要为了安全的原因，只要包囊座没有在相对传感器57的一个确定的位置中，即在注入头下的正确位置，注水和提取饮料的周期的起动就受阻。
为了有一个不检测包囊座以外物体的可靠系统，包囊座设有一个位于手柄37相反一侧的磁铁58，该磁铁嵌在处于运行位置的存在传感器57的一个互补的槽59中。在这个例子中，传感器57是一个磁场传感器。其他非磁性或没有适当形状的物体不会被传感器57检测出，因此保证高水平的安全性。
本发明所述的饮料机可以很容易地通过比较简单的机构使包囊的装入和退出自动化，因为不需要有一个把包囊座锁定在注入装置上的机构，而是简单地把包囊座放在注入装置下。对于一个如图中所示的包囊座手工装入系统，简单地把包囊座放到注入头下可以实现便宜的轻质材料如塑料制成的包囊座，这样还可以提供几个包囊座，每个用于一种不同的饮料，以便使一种饮料的味道不被另一种饮料的味道所破坏。
本发明所述装置还有一个具有不需要泵的简单液压系统的优点。

Claims (12)

1.从一个装有要提取的产品的包囊制备一种饮料的饮料机，所述饮料机包括一个水注入装置(3)和一个液压系统，所述注入装置(3)包括一个与一供水管(9)连接的注入头(18)，所述液压系统用于把注入头移向一个位于所述注入头下的包囊座(4)，所述液压系统与一个活塞水管(11)连接，所述活塞水管(11)通过一个锁定控制阀(12)与一个泵(5)连接，所述泵(5)也给注入头供水。
2.如权利要求1所述的饮料机，其特征在于，与所述注入头(18)连接的供水管通过一个一定压力的压力阀(10)与所述泵(5)连接。
3.如权利要求2所述的饮料机，其特征在于，所述阀(10)在一个4bars左右的压力下接通。
4.如上述权利要求之一所述的饮料机，其特征在于，供水管(9)通过一个排泄阀(17)分出一个排泄管(16)，以便在提取饮料的周期结束时可以释放所述注入头中的压力。
5.如上述权利要求之一所述的饮料机，其特征在于，所述锁定控制阀(12)包括一个用于所述活塞水管(11)的位置，所述活塞水管(11)与一个返回管(13)连接，以便可以失去压力，并且排出液压系统中的水。
6.如上述权利要求之一所述的饮料机，其特征在于，所述注水装置(3)包括一个主体(20)和一个活塞(19)，所述活塞(19)带有一个封闭一个密封空间(22)的环形密封圈(21)。
7.如上述权利要求所述的饮料机，其特征在于，所述活塞(19)和所述密封圈(21)的形状和尺寸为：当所述活塞在主体(20)中倾斜时造成失去密封性，因此失去液压系统中的压力。
8.如上述权利要求之一所述的饮料机，其特征在于，所述注入头(18)包括多个分布在一个用于像一个喷淋头一样地把水注入到包囊中的内表面上的穿孔和注入尖头。
9.如上述权利要求之一所述的饮料机，其特征在于，所述注入头的整体形状为一个盘子，它的直径使其可以滑动安装在液压系统的主体(20)中，并贴靠所述活塞(19)。
10.如上述权利要求之一所述的饮料机，其特征在于，所述注入头(18)与主体(20)之间的径向间隙使注入头可以倾斜一个足够的角度，以便使贴靠所述注入头的活塞(19)失去密封性。
11.如上述权利要求之一所述的饮料机，其特征在于，所述注入头的板件设有一个通道(54)，所述通道(54)延伸在一个连接供水管(9)的连接部分(55)与一个多尖头板(51)以上的空间(53)之间，所述多尖头板(51)设有穿孔和注入尖头(24)。
12.如上述权利要求之一所述的饮料机，其特征在于，所述注入头(18)包括连接装置(47)，一些另一端固定在所述注水装置的一个支撑框架的回位弹簧连接在所述连接装置(47)上，所述回位弹簧用于使所述注入头(18)的活塞返回它们的静止位置。
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