CN1499948A - 具有插入的膜盒加料系统的提取装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种膜盒式供给装置，该膜盒容纳了一种物质，该物质将在一种提取系统中在压力作用下被提取以便制备一种饮料，该食品装置包括一储存装置(10)，该储存装置(10)包括一些按照多种系列(11)安排的膜盒(51)；一些用于单独地使一个膜盒排放到该挤压系统的接收部分(40)中的装置(20)，其特征在于，该提取系统的接收部分(48)设置在排放装置(20)的下面以便允许自由的膜盒直接下落到该接收部分(40)中，并且该接收部分(40)包括一些可以释放流体提取物的膜盒打开装置。

Description

具有插入的膜盒加料系统的提取装置

本发明涉及制备饮料的领域，该领域使用了这样的原则，即通过压力水流的穿过提取在一称为“膜盒”的备用加料元件中所容纳的物质。本发明还特别涉及一种包括一膜盒供给和加料的系统。

已知用含有一定量的研磨焙炒的咖啡的膜盒制备诸如咖啡的饮料。这些膜盒具有如下优势：易于进行该饮料的制备操作，确保了没有可见的咖啡渣废物的较干净的制备，并且控制了所制备产品的量和品质。

膜盒的提取原则在于：(i)将该膜盒封闭到耐压的外壳中，(ii)通过针(或者一些针)或者刀具(或者一些刀具)整体穿刺该膜盒，其中这些针或者刀具位于一包括一通常称作“淋浴装置”的进水装置的一部分中，(iii)将一定量的热水引入到该膜盒中以便在该元件内部建立一压力环境从而然后生产出咖啡的流体提取物，(iv)穿过与该膜盒对置的表面释放出咖啡的流体提取物，其中该膜盒与一些突起部分接触，在膜盒中所建立的内部压力作用下而打开该膜盒。

大多数商业的提取装置，膜盒的加料被手动进行并且是在提取的膜盒支架中单个的进行；总体上说，与该底部对应的部分然后流出流体提取物。该膜盒支架可以具有不同形式；如现有的浓缩咖啡机的类型的与刺刀配合的汤匙形。还存在一些膜盒加料系统，该膜盒类型为具有可移动的抽屉的类型，可以将膜盒带入到在该提取系统中进行简化的、水平线性等用来加料的运动中。这样的一系统描述在属于本申请人的共同待审的欧洲号00110102.1的申请中。

然而还期望确保从一膜盒储备起供给膜盒，该膜盒储备并不需要直接通过该膜盒进行操作，而是相反地以更加自动的方式将这些膜盒设置在提取系统中。还期望设置一些性质相同的的膜盒储备，或者相反不同的储备，从而为加料提供很大的方便。这样的系统已经在多个出版物中描述过。例如在瑞士专利申请No471570中涉及自动咖啡机，该咖啡机包括水的加热和定量机构，以储存该容纳有咖啡粉末的加料料筒的机构，该加料机构与接收和传送这些料筒的机构配合以便将它们放置在热水的排出口前面并且以便在泡制之后排出这些料筒；所有这些机构由一些同步的动力元件致动。这样的一个装置然而却太复杂并且占用过大的地方，因为该膜盒在其储存点和其泡制点之间传递。

欧洲专利申请No.1046366涉及一种用于在一具有储藏室的提取单元中供给几份研磨的咖啡的供给装置和一些释放装置，其中该储藏室允许容纳多份咖啡，释放装置单独释放在该供给装置中的这些份咖啡。这些膜盒的释放系统相对复杂并且实施由一些致动元件对致动的多对撞针，其中这些致动元件对本身受一电磁铁控制。每组或者每管的多份咖啡具有其自己的一些导致该系统相对复杂、不太合理并且成本高的释放元件。另外，该系统要求这些必须同时动作以避免将这些份咖啡卡在该系统中的释放元件的运动非常精确并且完全同步。随着这些零件的反复运动和磨损，这样的系统被证明并不可靠并且易于发生或多或少的严重的故障。另外的缺点来自于容纳该份咖啡的提取腔室必须在该侧面上枢转以便沿提取支架的方向对齐，然后升起以便使所述支架进行线性运动。沿多个轴的复杂运动的重复组合可以影响该系统的精度，导致这些机械零件过早的磨损，因此降低了可靠性以及该装置的使用寿命。另一缺点来自于该提取是自下而上进行的，所提取的流体从该提取支架的上面出来；这使得必须设计一朝向咖啡杯的填充位置的供给管。这样的构造提出了一些排空流体的问题以及占用空间的问题。

本发明的主要目标因此是提出一种供给装置和与一膜盒提取系统相连的加料装置，其中该膜盒提取系统更加简单，体积小并且使用可靠而没有提取流体的流出和清空的问题。

通过膜盒的供给装置完成了该目标，其中该膜盒容纳一种物质，该物质将在一提取系统中在压力下被提取，以便制备一饮料，该供给装置包括一储存装置和一些将一膜盒单独排放到该提取系统的一接收部分中的装置，其中该储存装置包括一些按照多个系列给出的膜盒，其特征在于，该提取系统的接收部分设置在这些排放装置的下面以便可以直接使自由的膜盒下落在该接收部分中，该接收部分包括一些膜盒打开装置和一些引导流体提取物的装置，其中这些打开装置可以释放该流体提取物。

这样的结构因此有助于一更直接、快捷的供给系统，并且用于限定可能导致过早的磨损并且降低该装置的使用寿命的机械作用。

根据一优选实施例，这些加料装置包括：一包括一通道的支撑装置，在该支撑装置上该存储装置可以旋转移动，其中该通道设置成可以使一膜盒相对该通道根据一系列的对齐结构下降到提取系统的接收部分中；和

一相对所述的通道可在两个位置之间移动的阻挡装置，其中在一个位置中通道被该阻挡装置挡住以便相对该通道保持该膜盒在储存装置中，而在另一个位置中打开该通道以便使该膜盒下降到提取系统的接收部分中。

因此，这样的结构有利地对于膜盒加载来说实施减少的数量的零件，这些零件为所有系列的膜盒所共用；即例如限定了具有两个共用位置的一支撑装置和一阻挡装置的通道。这样的结构还可以允许由该膜盒借助两个位置的装置通过和随后的释放而快速选择所期望系列中的膜盒，这样导致了可靠和快速。

根据一优选实施方式，该阻挡装置包括该提取系统的一互补的部分，该互补部分在阻挡装置位于通道的阻挡位置时，与提取系统的接收部分对齐。另一方面，在加入该膜盒之后该通道的阻挡用来将在同一直线中聚集提取系统的结合的部分；从而还通过限定零件数目因此降低了进行加料所必须的控制装置(马达)和提取系统的定位装置来协助降低该系统的复杂性。

更具体地说，该提取系统的互补部分是一个装备有一些用于引导水到该膜盒中的装置的淋浴装置。“淋浴装置”应理解为用于实现打开该膜盒以便供水的提取系统部分。因此本发明提出该部分与可移动的阻挡装置相连以便当该提取系统处在关闭位置时使其移动与阻挡装置的移动相协调，以便简化该装置并且相对现有技术降低加料的时间。

根据本发明的另外一方面，提取系统的接收部分包括一可移动的空腔以便容纳该膜盒；一些移动装置，这些移动装置可以沿用于允许提取的两个部分的对齐的方向靠着淋浴装置封闭地移动该空腔。换句话说，通过关于平移的运动获得对该提取系统的封闭；因此比现有技术的特别是申请EP1046366的旋转平移组合运动更加不复杂。从而获得的组装装置更快速、更精确、在一定时间内磨损更小并且因此寿命延长。

在一种优选方式中，这些移动装置包括一活塞和一可由流体加压的、使得该活塞移动的压力腔室，和因此的沿该淋浴装置的方向的空腔和一可以通过活塞的回退返回到空腔的打开位置的弹性回复装置。这样的系统的使用特别可靠并且导致安全的关闭并且耐压。然而其它关闭系统还可以构造为机械致动的类型例如通过电马达或者其它类似的装置控制该可移动的提取部分沿一螺纹杆的移动。

根据本发明的另一方面，将一个膜盒单个地排放到提取系统的接收部分中的排放装置还包括与阻挡元件的运动协调的分隔元件，以便插入到通道对面的系列膜盒中的第一膜盒和该系列膜盒中的第二膜盒之间，此时阻挡元件移入打开位置中以便使所述第一膜盒下降。这样的结构还通过避免使用一独立的控制元件来帮助该装置的简化。

根据本发明的另一个有利特征，该阻挡装置包括该膜盒的排出装置，通过阻挡元件移动到打开位置的作用，该排出装置将该膜盒排出到该提取系统的接收部分外面，以便释放用于使新的膜盒通过该通道下降的接收部分。这样的结构给出了同样的考虑，即避免使用由一些由附加控制装置独立控制的元件，而是利用了阻挡装置本身的运动。

这些特征和它们的优势以及其它可能性将借助于随后的说明书和附图将被很好地理解，附图包括：

图1是具有根据本发明的膜盒加料系统的提取装置的透视图；

图2是类似于没有膜盒存储装置的装置的类似透视图；

图3是图2的装置的下部视图；

图4是类似图3但没有该提取系统的接收部分的视图；

图5是由图3的沿箭头A指示的方向的型面图；

图6是在该装置中加料/排放该膜盒步骤时的图5的D-D截面图；

图7是图3的沿箭头B指示的方向的型面视图；

图8是图7的A-A截面视图，具有含有一膜盒的提取系统，该膜盒在该提取系统的锁止之前的位置被提取；

图9是图3的沿箭头B指示的方向的型面图，但是该系统位于锁止位置(回复弹簧被压缩)；和

图10是图9的沿B-B的截面图。

根据本发明的提取装置1部分示出在图1中，以便易于理解本发明的主要特征。该装置包括设置成将多个系列的膜盒集中的膜盒存储装置或者循环输送装置10，其中这些膜盒设置在可拆卸的备用元件11中。这些膜盒因此被以自由的方式堆积在该备用元件或者上料装置11中。这些备用元件可以占有在一些管子支架12上面的选定的位置，这些管支架12构成了该循环输送装置的底部。这些管支架具有与备用元件相同结构的管子形状，以便这些备用元件适于对齐从而供给膜盒。这些管支架12的长度是与选定的缓冲库存相关的，该缓冲库存是更换可拆卸的加料装置11时将它们卸下的情况下确保提供服务所必须的。这些管支架是贯通的以便使这些膜盒从上向下通过。这些管支架彼此连接以便构成一易于旋转移动而不会有显著变形的刚性组件。这些加料元件11安装在由垂直间隔的导向轮13，14构成的中心组件上的轨道上，这些导向轮13，14与一些可拆卸连接装置15相连，这些可拆卸连接装置15用于保持这些膜盒。这些连接装置可以如图所示为一些夹子或者其它任何类似装置。这些导向轮13，14安装成旋转连接在中心轴(未示出)上以便可以驱动该循环输送装置10组件旋转。

图2示出了这些膜盒排放装置和连接这些排放装置上的该提取装置。因此这些排放装置包括一片型支架20，该支架固定在该装置的底盘上。该片型支架20由一中央孔200所穿过，以便可以穿过存储系统的轴(未示出)。该存储系统10因此可以相对该固定的平行支架20旋转运动。该片型支架20具有上表面210，该上表面210构成一支撑装置和限定在设置到这些管支架12中的膜盒上的限定装置；这些管支架12可围绕该片型支架20滑动地移动。

根据本发明，该片型支架20包括一设置成相对该片型支架偏心的、但是位于这些管支架12的移动环形轨迹22中的通道21，该环形轨迹用虚线表示。该通道21具有相应于管支架的开口截面的截面的开口。因此，当将一管支架与该片型支架的通道21对齐固定时，在所选则的管支架的码垛中最下面的膜盒调整为与该通道21相对。

在该片型支架下面设有一阻挡组件30，该阻挡组件30用于控制在通道中的膜盒下降。该阻挡组件构成相对于该片型支架20邻接的大致三角形形状的底部31，该底部31可以相对该片型支架按照两个极限位置以三角形的方式移动；这两个极限位置一个相应阻挡该通道，另一个对应打开该通道。该底部31因此可以围绕中心轴I移动并且受一些带有齿轮33之类的装置(未示出的驱动装置)控制。该底部受一些诸如示出的凹槽类型的导向装置34的引导以便精确调节该底部31在其两个位置之间的移动。

该底部31包括与该通道截面大致等同的截面的开口32。该开口32可移动地设置在该管支架的移动轨迹中，该管支架位于片型支架的对置侧面。同样地，该底部包括一环形的提取淋浴装置35，该提取淋浴装置35设置在该轨迹22中与开口32间隔相同距离。该提取淋浴装置35包括一些在其表面上的淋浴装置36和一些供应热水的装置(未示出)。这些淋浴装置36可以为一些针，刀具或者任何类似的装置。

如图3所示，该提取的下部子组件40相连地安装在该片型支架20上。该子组件40在加料时构成该膜盒的接收部分。因此，因为固定杆41a，41b将子组件40连接到片型支架上，所以阻挡系统的底部31相对该子组件40沿导向装置34移动。

回到图2，分隔元件37设置在片型支架上的循环输送装置侧面处，该片型支架的功能是将位于通道21对面的膜盒分开，此时通道21与阻挡装置的开口32重合。因此，分隔元件与底部31运动结合以便共同的从对置侧移动到该底部的开口32。该阻挡元件例如是一倒L型元件，该元件具有与相对该片型元件的高的片型支架大致平行的分隔壁，例如该壁可以插入到所选系列的第一膜盒和该系列的第二膜盒之间，此时该阻挡元件移入到打开位置中以便使第一膜盒降落。

该提取系统的接收子组件40现在将参照图5和6被描述。这些膜盒用共同标记5识别，并且单个地用50，51，52，53表示。该接收子组件包括一相对固定装置41a，41b固定的外部凸缘42，一从该凸缘延长出的固定的底座43，该底座43用于在恰当的位置容纳该膜盒。该底座因此具有一些用于支撑该膜盒的边缘53的边缘。在对应用于打开该通道的阻挡系统31的底部的移动方向的侧面上，该底座具有一通道430。该通道涉及用于排出用过的膜盒到该底座外面。通过一排出装置37进行该排出，该排出装置37位于该底部31下面。在通道对面侧设有一凹槽431，该凹槽431允许在提取系统回到位置时该排出装置37的通过。

在该底座43下面设有一具有一分配板45的可移动腔室44，该分配板用于实现打开该膜盒从而释放流体提取物。该分配板因此具有针型突起，可以在该膜盒中足够的水压作用下穿刺该膜盒。该腔室44可以平移移入该凸缘42的孔中。

该腔室朝向底部延伸一流出沟槽46，以允许靠重力该提取流体直接流入到容器(未示出)中。一些移动装置60设计用来控制腔室移入到凸缘中。这些装置包括一由腔室44本身、凸缘42，流出沟槽46、内部加压腔室47、一些用于密封腔室47的连接件48，49和一压力流体入口49构成的活塞组件。这些装置连接到一些弹性回复装置上，这些回复装置包括一位于凸缘42和支撑71之间的回复弹簧70，以允许腔室44回到打开位置。

根据本发明的装置的主要功能现在将参照附图详细描述。

在第一时间，在使用者选择系列膜盒中的膜盒或者期望的加料装置后，该循环输送装置10被手动或者一位于该装置下面的电马达驱动。当容纳期望的膜盒的管支架重合地位于该片型支架20的通道21中时，该循环输送装置被固定。可以根据不同的自动模式进行选择膜盒。例如，加料装置11可以带有一诸如位于该装置中的阅读器可读取条形码的识别装置。该条形码给出了关于容纳在该加料装置中的膜盒的类型的指示信息。这些指示信息由阅读器阅读并且由控制系统处理，该控制系统控制循环输送装置的马达。因此，该加料装置的相对位置不会影响对该膜盒的选择。

在选择了期望的加料装置之后，该装置位于图2所示的位置中，该膜盒51位于通道21中。该通道被阻挡装置30阻挡，该阻挡装置30的底部31，即通过在提取系统的接收部分40上的淋浴装置35处于关闭位置。膜盒51的下降因此受阻挡装置30的旋转移动控制以便使该片型支架的通道21与图6示出的阻挡底部的开口32重合。同时在之前的提取周期时被提取的膜盒50，通过排出装置37穿过该通道430被排出。该排出装置可以为一刀具或者按钮，该工具或者按钮可以将膜盒50挤出该底座，并且相反的可在相反方向上弯曲以便该工具或者按钮可以被折叠与新的配合在该底座中的膜盒接触。该刀具相对开口32设置以便在新的膜盒51下降之前排出用过的膜盒50。在新的膜盒51下降到底座43中时，该分隔装置37与阻挡装置的底部31一起移动以便插入到下降的膜盒51和该系列中的第二个膜盒52之间。该第二个膜盒52因此保持在该管支架中。

在新的膜盒下降并且旧的膜盒排出之后，控制阻挡装置30以便回复到位例如图7和8所示。该下降-排出然后回复到位的循环可以非常快，大约1/2-(1+1/2)秒。在示出的加料位置中，在该底部中设计的淋浴装置35与提取系统的接收部分40对齐地设置。回复到位还用于由于退回分隔装置而将膜盒52下降以接触片型支架20。

随后的步骤包括在待提取的膜盒51上封闭该提取系统。因此，压力腔室47被通过开口49的注射水流加压；因此使可移动腔室44向高处移动直到建立该腔室的充足的密封为止，其中该腔室的密封通过下部组件和淋浴装置35形成。该膜盒可以具有一些边缘，这些边缘在关闭时被夹住以便保持关闭时膜盒处在良好的位置。一旦关闭提取系统，该膜盒就在关闭时的压力作用下受到淋浴装置的针的穿刺。用于进行提取的处于足够高的温度的水可以通过该淋浴装置35引入到该膜盒中。该膜盒的内部压力随着引入的水量的增加而增加，直到获得了与该分配板45的突出元件接触而使该膜盒的下表面破裂为止。如图10所示，提取的流体可以从该膜盒中出来并且靠重力穿过流出沟槽46流出。诸如咖啡杯的容器放在该沟槽46下面以便接收流体。

然后可以开始新的加料-排放循环。

以优选示例地并参照优选实施例描述了本发明。然而应该理解到在本领域普通技术人员能力内本发明可以包括多种典型和类似方案。

Claims (11)

1.膜盒供给装置，该装置容纳一种在压力作用下在一提取系统中被提取以便制备一饮料的物质，该装置包括一根据多个系列供给的膜盒的存储装置，一些用于将一膜盒单个地排到该提取系统的接收部分中的装置，其特征在于，该提取系统的接收部分设置在排放装置的下面以便使自由膜盒直接降落到该接收部分中，该接收部分包括一些将可以释放流体提取物的膜盒打开的装置和一些引导这些提取物的装置。

2.根据权利要求1所述的供给装置，其特征在于，这些排放装置包括：

一支撑装置，在该支撑装置上可以旋转移动该存储装置，该支撑装置包括一通道，该通道设置成可以根据相对该通道一系列对齐的结构使一膜盒降落到该提取系统的接收部分中，和

一可相对所述的通道在两个位置间移动的阻挡装置，其中在一个位置中，通道被阻挡装置阻挡以便相对该通道保持该膜盒在存储装置中，在另一个位置中打开该通道以便使得膜盒降落到提取系统的接收部分中。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，该阻挡装置包括该提取系统的一互补部分，在阻挡装置位于通道的阻挡位置时该互补部分与提取系统的接收部分对齐。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，提取系统的互补部分是一装备有用于引导水到膜盒中的装置的淋浴装置。

5.根据权利要求3或者4所述的装置，其特征在于，该提取系统的接收部分包括一用于设置该膜盒的可移动的空腔和一些可以移动的装置，其中这些可以移动的装置允许沿两个进行提取的部分的对齐的方向靠着淋浴装置封闭地移动该腔室。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，这些移动装置包括一活塞、一用于移动活塞的可加压的压力腔室和因此的在淋浴装置方向中的空腔和一弹性回复元件，其中该回复元件通过活塞的后退可以使其回到打开该空腔的位置。

7.根据权利要求2-6任一项所述的装置，其特征在于，该可移动的阻挡装置相对于支撑装置同轴安装以便沿在两个位置之间的弧线部分移动。

8.根据权利要求2-7任一项所述的装置，其特征在于，将一个膜盒单独地排到该提取系统的接收部分中的排放装置还包括一与该阻挡元件的运动协调的分隔元件，使得插入到位于该通道对面的该系列膜盒中的第一膜盒和该系列膜盒的第二膜盒之间，此时阻挡元件沿打开方向移动以便使所述的第一膜盒降落。

9.根据权利要求2-8任一项所述的装置，其特征在于，该阻挡装置包括一排出膜盒的装置，在阻挡装置移动到打开位置的作用下该排出装置将膜盒排到提取系统的接收部分之外，以便解放该接收部分从而使新的膜盒经过该通道下降。

10.根据上述任一项权利要求所述的装置，其特征在于，提取系统的接收部分的打开装置是压力分配板，该压力分配板装备了许多打开该膜盒的突起和一些流出流体提取物的开口。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，该系统的接收部分的引导装置包括一流出沟槽，该流出沟槽位于压力分配板的下面。

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