專利名稱：用于制備飲料的插件、機(jī)器以及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備飲料的插件、機(jī)器以及系統(tǒng)。
已知提供本機(jī)器以及系統(tǒng)是用于制備各種飲料如咖啡、茶以及巧克力飲料的。通常，在此種系統(tǒng)中所用的飲料組分為松散形式或容于一容器內(nèi)。已知在某些機(jī)器中使用軟容器，如包含炒咖啡、磨碎咖啡或葉茶的濾紙袋。還已知在其它機(jī)器中使用筒形容器，筒形容器可為剛性、半剛性或可變形容器，而且在飲料制備過程中要穿孔。在上述兩種情況下，使用此種容器的機(jī)器特別適合于接受釀造頭內(nèi)的特定容器并且適合于讓水與/或液流通過容器以制備飲料然后將其分配出去。此種飲料制備機(jī)可用于商業(yè)市場或民用市場。在民用市場中，消費者并不希望從不同的飲料組分容器或?qū)嶋H上為松散飲料組分中制備飲料時使用分離的機(jī)器。因此本發(fā)明的一個目的就是提供一種插件、一種飲料制備機(jī)與一種飲料制備系統(tǒng)以使消費者可在一個單獨飲料制備機(jī)中使用各種容器或松散組分。一方面，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于飲料制備機(jī)的插件，該插件主要是為使用剛性的、半剛性的或可變形的筒體而設(shè)計的，這可使飲料制備機(jī)從可變形容器如濾袋中分配飲料組分。
相應(yīng)地，本發(fā)明提供一種插件，該插件用于一種包括釀造頭的飲料制備機(jī)中，釀造頭適合于接收剛性或半剛性筒體，釀造頭包括一個上指入口、一個下指出口以及一個可在打開構(gòu)型與閉合構(gòu)型間移動的閉合機(jī)構(gòu)，上指入口用于將水供應(yīng)到釀造頭，下指出口用于機(jī)器產(chǎn)生的飲料的外流，插件包括一個容腔與密封件，容腔上有一個開孔，通過開孔可將大量的飲料組分裝入容器中，插件的下部包括一個入口與一個出口，其中，在使用時，當(dāng)將插件插入飲料制備機(jī)的釀造頭中且閉合機(jī)構(gòu)移到閉合位置時，密封件與釀造頭接觸并對其密封以閉合容器的開孔從而限定一個含有飲料組分的釀造容腔，當(dāng)將插件插入釀造頭中后，插件的入口與出口分別與釀造頭的入口與出口相通，這樣，在使用中，來自釀造頭入口的水向上通過插件的入口進(jìn)入釀造容腔中，而且由水與飲料組分制成的飲料向下通過插件的出口流出釀造頭的出口。
具有優(yōu)勢的是，插件允許從飲料制備機(jī)中分配大量的飲料組分，飲料制備機(jī)設(shè)計的能夠適用剛性、半剛性或可變形筒體，其中飲料組分不需要容于筒體內(nèi)。
在使用中，裝入插件的飲料組分可以是松散的。如可將松散的炒咖啡、磨碎咖啡或葉茶裝入插件中。在這種情況下，插件最好在釀造容腔與插件出口之間包括有過濾器。這樣就防止了將磨料或葉子分配到杯子中。過濾器可覆蓋住出口孔本身。
另一方面，在使用中，裝入插件的飲料組分可容于一個包括過濾器的容器內(nèi)。該容器可以是可變形的。至少部分可由過濾紙或濾膜形成容器。有利的是，在不需要濾袋正確匹配釀造頭的情況下，插件可以分配濾袋或類似物體內(nèi)的飲料組分。
另一方面，容器可為剛性或半剛性筒體。筒體可為半球形、柱形、圓形或方形。插件自身可包含筒體。這使得飲料制備機(jī)可利用未與釀造頭特別匹配的筒體。
容器的開孔優(yōu)先為上指方向。
可將密封件裝在插件的上部，密封件優(yōu)先位于插件的上沿?；蛘?，密封件與容器彼此分離。還可以將密封件置于插件的下部。
密封件優(yōu)先包括一個密封環(huán)用以密封釀造容腔的周邊。密封件可為O形環(huán)。
密封件優(yōu)先由彈性材料制成。
容器可為杯形。當(dāng)插入釀造頭中后，杯子優(yōu)先為上指方向，但也可為下指方向。
插件優(yōu)先為剛性或半剛性的，這樣在使用中飲料制備機(jī)的閉合機(jī)構(gòu)在閉合時以充分的力擠壓插件，從而使密封件對釀造頭形成密封。
插件可對閉合機(jī)構(gòu)的檢視窗口形成密封。
插件優(yōu)先為剛性或半剛性的，這樣在使用中飲料制備機(jī)的閉合機(jī)構(gòu)在閉合時作用于插件的壓力將插件的下表面封閉在飲料制備機(jī)釀造頭的入口上。壓力確保了在分配時插件與釀造頭間不會有泄漏。
插件可形成一體。
或者，插件的下部可由不止一片形成。
插件可為圓盤狀。
插件可由塑料制成。
插件的入口與出口可處于同一平面內(nèi)。插件的入口與出口也可不在同一平面內(nèi)。
插件可包括一個孔口，用以在插件插入飲料機(jī)時接收飲料機(jī)的條形碼讀出器或RFID讀出器的窗口。
孔口可與插件的入口與出口處于同一平面內(nèi)。
插件的入口優(yōu)先裝于下部的周邊或其附近，插件的出口裝于下部的中心。因此，在使用中流動穿過插件從入口流入出口。在使用中，穿過插件的流動優(yōu)先基本上從入口向內(nèi)流向出口。有利的是流向中心出口的內(nèi)流使得飲料制備機(jī)具有緊湊的尺寸。
插件還包括用以將插件旋接到飲料制備機(jī)上的裝置。旋轉(zhuǎn)裝置優(yōu)先可使得插件在靠近閉合機(jī)構(gòu)的地方旋入水平方向，這樣就將插件的下表面密封在釀造頭的入口上。旋轉(zhuǎn)裝置可包括一個或多個支腿，支腿連接到釀造頭的一個或多個樞點上并可繞樞點旋轉(zhuǎn)。
插件還優(yōu)先包括以控制所述飲料制備機(jī)的操作的編碼裝置。編碼裝置可包括條形碼或射頻識別裝置(RFID)。
插件為一次性的。可由脆弱的薄膜對插件的入口與/或出口初步封閉。
或者，插件可為可重復(fù)使用的?？捎梢粋€蓋子打開或閉合容器的開孔。蓋子與容器可為推或拉式安裝。
本發(fā)明還提供了一種飲料制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括飲料制備機(jī)與所述機(jī)器中使用的插件，所述插件如前面描述的那樣。有利的是飲料制備機(jī)特別緊湊，因為流入插件的內(nèi)流為向上方向而且外流為向下方向。這就免除了為釀造頭配備用于水、飲料或動力流動的導(dǎo)管的必要，從而機(jī)器的結(jié)構(gòu)得以簡化，并且降低了機(jī)器的整體高度。
飲料制備機(jī)優(yōu)先包括一種適合于接收剛性或半剛性筒體的釀造頭，釀造頭包括一個上指入口和一個下指出口，入口用以將水供應(yīng)到釀造頭，出口用于機(jī)器產(chǎn)生的飲料的外流。
釀造頭的入口可裝于釀造頭的周邊或其附近，釀造頭的出口可裝于釀造頭的中心。
將插件插入釀造頭以后，插件的入口與出口優(yōu)先處于釀造頭上指入口與下指出口的頂部。
飲料制備機(jī)的釀造頭優(yōu)先包括一個閉合機(jī)構(gòu)，閉合機(jī)構(gòu)可在打開構(gòu)型和閉合構(gòu)型間移動，在打開構(gòu)型中，可將插入釀造頭中，在閉合構(gòu)型中，閉合機(jī)構(gòu)以充分的力擠壓插件，從而使得插件的密封件封在釀造頭上以閉合容器的開孔。
飲料制備機(jī)的釀造頭優(yōu)先包括一個閉合機(jī)構(gòu)，閉合機(jī)構(gòu)可在打開構(gòu)型和閉合構(gòu)型間移動，在打開構(gòu)型中，可將插件插入釀造頭中，在閉合構(gòu)型中，插件被密封在飲料制備機(jī)釀造頭的入口上。
一個方面，釀造頭包括一個固定的下部和一個可轉(zhuǎn)動的上部。固定的下部包括釀造頭入口與出口，上部可在打開位置和閉合位置間轉(zhuǎn)動，在打開位置，可將插件插入釀造頭，在閉合位置，插件接合在固定下部和轉(zhuǎn)動上部之間。
插件可旋轉(zhuǎn)連接到釀造頭上，這樣釀造頭上部從打開位置到閉合位置的旋轉(zhuǎn)將插件旋入與固定下部的接觸中。
或者，當(dāng)釀造頭的上部處于打開位置時，將插直接裝到釀造頭的固定下部上。沒必要將插件連接到釀造頭上。
飲料制備機(jī)可包括一個讀出器以檢測位于插件上的條形碼和射頻識別裝置(RFID)。
系統(tǒng)還可包括大量的飲料組分。一個方面，飲料組分容于一個含有過濾裝置的容器內(nèi)。可從含有炒咖啡、磨碎咖啡、葉茶、粉狀咖啡、粉狀茶、奶油、熱牛奶咖啡混合物。巧克力飲料、液體巧克力、咖啡、茶與牛奶的組群中選擇飲料組分。容器至少部分由濾紙和濾膜形成。
本發(fā)明還包括一種使用飲料制備機(jī)分配飲料的方法，飲料制備機(jī)包括有一個適合于接收剛性和半剛性筒體的釀造頭，釀造頭包括一個上指的入口和一個下指的出口，入口用以將水供應(yīng)到釀造頭，出口用于機(jī)器產(chǎn)生的飲料的外流，方法包括以下步驟打開飲料制備機(jī)的閉合機(jī)構(gòu)；將插件插入釀造頭，插件如權(quán)利要求1-40任一所述并包含由大量的飲料組分；閉合閉合結(jié)構(gòu)以用充分大的力擠壓插件，從而插件的密封件對釀造頭形成密封以閉合容器的開孔；操作飲料制備機(jī)以使釀造頭入口中的水向上流經(jīng)插件的入口，流入插件的釀造容腔中；將釀造容腔內(nèi)由水與飲料形成的飲料分配，使其向下流經(jīng)插件的出口與釀造頭的出口。
將本發(fā)明的插件與一種或多種適合于飲料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的飲料組分裝在一起。比如說，飲料產(chǎn)品可以是咖啡、茶、巧克力或包含牛奶的牛奶場飲料。飲料組分可以是粉狀的、磨碎的、葉基的或液體的。飲料組分可以是難溶解的或可溶解的。示例包括炒咖啡、磨碎咖啡、葉茶、粉狀巧克力、湯類、液體牛奶基飲料、碳酸飲品與濃縮果汁。
在以下的說明中，名詞“上”與“下”及其等同語將用來描述發(fā)明的相對位置特征?！吧稀迸c“下”及其等同語應(yīng)理解為指插件在其正常取向上以插入飲料制備機(jī)及隨后的分配。此外，名詞“內(nèi)”與“外”及其等同語將用來描述發(fā)明的相對位置特征?！皟?nèi)”與“外”及其等同語應(yīng)理解為指插件(或其它元件)中分別靠近或遠(yuǎn)離插件(或其它元件)中心或主軸X的相對位置。
現(xiàn)在將舉例并參照附圖來描述本發(fā)明的實施例。在附圖中

圖1a為依據(jù)本發(fā)明的飲料制備機(jī)的正面透視圖；圖1b為圖1a中機(jī)器帶有釀造頭在打開位置時的正面透視圖；圖2為圖1a中機(jī)器的后透視圖，其中略去某些零件以便簡化；圖3為圖1a中機(jī)器的另一后透視圖，其中略去某些零件以便簡化；圖4為圖1a中機(jī)器釀造頭的透視圖，其中略去某些零件以便簡化；圖5為圖1a中機(jī)器釀造頭的另一透視圖，其中略去某些零件以便簡化；圖6為釀造頭在閉合位置時的截面圖；圖7為含有筒體的釀造頭在打開位置的截面圖；圖8為圖1a中機(jī)器的示意布局；圖9a與9b為圖1a中第一與第二編碼識別裝置的示意布局；圖10為本發(fā)明中包括一個條形碼的飲料的平面圖；圖11為筒體的外部構(gòu)件的截面圖，筒體用在本發(fā)明的飲料制備機(jī)中；圖12為圖11中外部構(gòu)件一個細(xì)節(jié)的截面圖，顯示了一個指向內(nèi)部的柱形伸出部；圖13為圖11中外部構(gòu)件一個細(xì)節(jié)的截面圖，顯示了一個槽縫；
圖14為圖11中外部構(gòu)件的俯視透視圖；圖15為圖11中外部構(gòu)件在相反方向的俯視透視圖；圖16為圖11中外部構(gòu)件的俯視平面圖；圖17為筒體內(nèi)部構(gòu)件的截面圖；圖18為圖17中內(nèi)部構(gòu)件的俯視透視圖；圖19為圖17中內(nèi)部構(gòu)件在相反方向的俯視透視圖；圖20為圖17中內(nèi)部構(gòu)件的俯視平面圖；圖21為處于組裝狀態(tài)的筒體的截面圖；圖22為依據(jù)本發(fā)明的插件的俯視透視圖；圖23為圖22中插件從下部的仰視透視圖；圖24為處在打開位置的飲料制備機(jī)的釀造頭的截面圖，圖例中容納了圖22中的插件。
飲料制備系統(tǒng)圖1a到圖9b顯示了本發(fā)明中飲料制備系統(tǒng)的飲料制備機(jī)201。飲料制備機(jī)201基本上包括一個含有水罐220的殼體210，一個熱水器225，一個抽水泵230，一個空氣壓縮機(jī)235，一個控制處理器、一個用戶介面240和一個釀造頭250。釀造頭250依次基本上包括一個夾持器251，識別裝置252，入口穿孔機(jī)253和出口穿孔機(jī)254。
飲料制備機(jī)201被設(shè)計得能夠從筒體1中分配飲料組分，如圖10到圖21所示。特別地將釀造頭250設(shè)計得能夠容納此種筒體1并且正確分配其中的飲料組分。依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種插件使得釀造頭也能分配飲料組分，無論飲料組分為松散形式還是包含在其它容器如軟箱中。但是，為幫助理解飲料制備機(jī)的靈活操作，首先將描述筒體1的一種示例，在描述插件之前，已經(jīng)描述了它在飲料制備機(jī)201中的運用。
用于系統(tǒng)的筒體如圖10到圖21所示，筒體1基本上包括一個外部構(gòu)件2、一個內(nèi)部構(gòu)件3和一個層制件5。外部構(gòu)件2、內(nèi)部構(gòu)件3與層制件5組裝而成筒體1，筒體1具有一個用以包容一種或多種飲料組分的內(nèi)部120、一個入口121、一個出口122與一個飲料流動道，飲料流動道貫穿內(nèi)部120并把入口121聯(lián)結(jié)到出口122上。入口121與出口122由層制件5進(jìn)行初始密封，在使用中通過對層制件5的穿孔或切削將其打開。外部構(gòu)件2、內(nèi)部構(gòu)件3與層制件5的空間內(nèi)聯(lián)限定了飲料流動道，如以下所述的那樣。筒體1還可有選擇地包含其它元件，如過濾器4，如下面將進(jìn)一步描述的那樣。
筒體1經(jīng)過特別設(shè)計以用于分配濾過產(chǎn)品如炒咖啡、磨碎咖啡或葉茶。但筒體1還可用于其它產(chǎn)品如巧克力、咖啡、茶、甜料、芳香酒、調(diào)味品、酒精飲料、加味牛奶、果汁、南瓜、醬油及甜點。
如可從圖15中看到的那樣，筒體1的總體形狀基本上為圓形或圓盤狀，筒體的直徑遠(yuǎn)大于其高度。如圖11所示，主軸X穿過外部構(gòu)件的中心。通常外部構(gòu)件2的總體直徑為74.5mm±6mm，總體高度為16mm±3mm。通常組裝起來的筒體1的容積為30.2ml+20％。
外部構(gòu)件2基本上包括一個具有彎曲環(huán)壁13的碗形外殼10，一個封閉頂11和一個敞開底部12。外部構(gòu)件2在頂部11處的直徑小于底部的直徑，這是由于從封閉頂11橫移向敞開底部12時環(huán)壁13的擴(kuò)口產(chǎn)生的。環(huán)壁13與封閉底部11共同限定了一個具有內(nèi)部34的容囊。
在封閉頂部11上以主軸X為中心的地方有一中空內(nèi)指的柱形伸出部18。如圖12可更清楚地看到的那樣，柱形伸出部18包括一個階梯型輪廓，階梯型輪廓具有第一、第二與第三區(qū)段19、20與21。第一區(qū)段19為直立圓柱形。第二區(qū)段20為截頭圓錐狀并向內(nèi)漸縮。第三區(qū)段21也是一直立圓柱體并由下面31隔離。第一、第二與第三區(qū)段19、20與21的直徑增量減少，從而當(dāng)從頂部11橫移向柱形伸出部18的閉合下面31時，柱形伸出部18的直徑遞減。在柱形伸出部18上第二與第三區(qū)段20與21的匯接處大致形成了一個臺肩32。
在外部構(gòu)件2上朝向底部12形成了一個外突臺肩33。外突臺肩33形成一個與環(huán)壁13同軸的次壁15，這樣就在次壁15與環(huán)壁13之間限定了一個環(huán)形軌跡形成了一條管道16。管道16環(huán)繞外部構(gòu)件2的周邊。在與管道16同高的環(huán)壁13上有一系列的槽縫17以使外部構(gòu)件2的管道與內(nèi)部34有氣體與液體的聯(lián)系。如圖13所示，槽縫17包括環(huán)壁13上的垂直狹縫。提供有20-40個槽縫。在圖示實施例中有37個槽縫17，他們圍繞管道16的周邊基本上等距隔開。槽縫17在長度上優(yōu)先相隔1.4mm-1.8mm。通常每個槽縫的長度為1.6mm，為外部構(gòu)件2總體高度的10％。每個槽縫的寬度在0.25-0.35mm之間。通常，每個槽縫的寬度為0.3mm。槽縫17的寬度要充分窄以防止在儲存和使用時飲料組分穿入管道16。
在外部構(gòu)件的周邊形成了一個入口腔26。如圖15清晰顯示的那樣，柱形壁27將入口腔26限定在外部構(gòu)件2的內(nèi)部34內(nèi)，并將其與內(nèi)部34隔離開來。柱形壁27具有一個閉合頂面28和一個敞開下端29，閉合頂面28在與主軸X垂直的平面內(nèi)，敞開下端29與外部構(gòu)件2的底部12處在同一平面內(nèi)。如圖11所示，入口腔26通過兩個槽縫30與管道16相聯(lián)系?；蛘?，管道16與入口腔26可用一到四個槽縫相聯(lián)系。
外突臺肩33的下端裝配有一個外突法蘭35，外突法蘭35沿與主軸X垂直的方向延伸。通常法蘭35的寬度為2-4mm。將法蘭35的一部分加大以形成一個把手24，外部構(gòu)件2由把手24來固定。把手24裝配有一個上翻邊以改善抓舉。
外部構(gòu)件2由高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯或一片兩種或多種這些材料制成一個單個整片。從DSM UKLimited(Redditch，United Kingdom)的聚合物范圍內(nèi)可得到合適的聚乙烯。外部構(gòu)件可為不透明的、透明的或半透明的。制造法可為注塑法。
如圖17-20所示，內(nèi)部構(gòu)件3包括一個環(huán)形架41和一個下突柱形漏斗40。如圖17所示，主軸X穿過內(nèi)部構(gòu)件3的中心。
如從如18清晰看到的那樣，環(huán)形架41包括一個外緣51和一個內(nèi)轂52，它們由十個等距隔開的輻射狀輪輻53連接起來。過濾孔55形成于環(huán)形架41內(nèi)輻射狀輪輻53之間。在環(huán)形架41上安置一個過濾器4以覆蓋過濾孔55。過濾器優(yōu)先由高濕強(qiáng)的材料如非編織聚酯纖維材料制成。其它可用材料有不透水纖維素材料如包括編織紙纖維的纖維材料。編織紙纖維可摻雜聚丙烯纖維、聚氯乙稀纖維與/或聚乙烯纖維。將這些塑性材料合成纖維素中，從而纖維素材料能夠熱封。還可用一種由熱量與/或壓力激活的材料對過濾器4進(jìn)行處理或涂蒙，從而可以此種方式將其密封到環(huán)形架41上。
如圖17中截面輪廓所示那樣，內(nèi)轂52裝在比外緣51低的位置上，這樣環(huán)形架41就具有低斜的輪廓。
每個輪輻53的上表面都裝配有一個豎立腹板54，腹板54將環(huán)形架41上的過濾腔劃分成多個通道57。每個通道的各個面由腹板54限制，其下面由過濾器4限制。通道57從外緣51向下延伸并開裂到柱形漏斗40的開孔56，開孔56由腹板54的內(nèi)界限定。
柱形漏斗40包括一個外管42，外管42將內(nèi)漏嘴包容起來。外管42構(gòu)成柱形漏斗40的外部。在漏嘴43的上端用一個環(huán)形法蘭47將漏嘴43連接到外管42上。漏嘴43的上端有一個入口45，下端有一個出口44，入口45與通道57的開孔56相聯(lián)系，通過出口44將備好的飲料注入杯子或其它容器中。漏嘴43包括上端的截頭圓錐段48和下端的柱形段58。柱形段58可稍微成錐形，這樣它就逐漸縮向出口44。截頭圓錐段48有助于將飲料從通道57向下引導(dǎo)到出口44，而不會造成飲料的紊亂。截頭圓錐段48的上表面裝有四個支撐板49，它們圍繞柱形漏斗40的周邊并等距隔開。支撐板49相互間限定一個溝道50。支撐板49的上沿彼此同高并垂直于主軸X。
內(nèi)部構(gòu)件3可由如上所述的聚丙烯或類似材料制成一個單個整件，并且可由注塑法制造，如同制造外部構(gòu)件2那樣。
或者，內(nèi)部構(gòu)件2與/或外部構(gòu)件2可由生物可降解聚合物制成。示例適合材料有可降解聚乙烯(如由英國SymphonyEnvironmental，Borehamwood供應(yīng)的SPITEK)，生物可降解聚酰胺酯(如由Symphony Environmental供應(yīng)的BAK1095)，聚乳酸(由美國Cargil，Minnesota供應(yīng)的PLA)，淀粉基聚合物，纖維素衍生物以及多肽。
層制件5由兩層形成，第一層為鋁，第二層為鑄塑聚丙烯。鋁層厚度為0.02-0.07mm，鑄塑聚丙烯厚度為0.025mm。在組裝時此種層制件具有很高的抗彎性，所以具有特別的優(yōu)勢。因此可將層制件5先預(yù)切削到正確的尺寸與形狀，隨后將其傳送到生產(chǎn)線的組裝臺上，而不會扭曲。因此，層制件特別適合于鑄造。也可用其它材料如對苯二甲酸乙二醇聚酯/鋁/聚丙烯，聚乙烯/EVOH/聚丙烯，對苯二甲酸乙二醇聚酯/鍍金屬/聚丙烯與鋁/聚丙烯層制件?？捎幂亯涸咸娲鷽_切原料。
可由剛性或半剛性蓋而不是撓性層制件將筒體1閉合。
筒體1的組裝牽涉到以下步驟a)將內(nèi)部構(gòu)件3插入外部構(gòu)件2中；b)將過濾器4切削到一定形狀并將其放到內(nèi)部構(gòu)件3上，以置于柱形漏斗40上并安放在環(huán)形架41上；
c)用超聲焊接法將內(nèi)部構(gòu)件3、外部構(gòu)件4與過濾器4連接起來；d)使筒體1充滿一種或多種飲料組分；e)將層制件5固定在外部構(gòu)件2上。
下面將詳細(xì)討論這些步驟。
將外部構(gòu)件2定向使敞開底部12向上。然后將內(nèi)部構(gòu)件3插入外部構(gòu)件2，將外緣51松裝配到筒體1頂部11的軸向伸出部14上。同時外部構(gòu)件2的柱形伸出部18納入內(nèi)部構(gòu)件3柱形漏斗40的上部中。柱形伸出部18的第三區(qū)段21位于柱形漏斗內(nèi)，柱形伸出部18的閉合下面31壓在內(nèi)部構(gòu)件3的的支撐板上。然后將過濾器放在內(nèi)部構(gòu)件3上，這樣過濾材料就接觸到環(huán)緣51。之后用超聲焊接法將過濾器4連接到內(nèi)部構(gòu)件3上，同時在相同的處理步驟中，內(nèi)部構(gòu)件3也連接到外部構(gòu)件2上。環(huán)繞外緣51將內(nèi)部構(gòu)件3與過濾器4焊接起來。由環(huán)繞外緣51與腹板54上沿的焊縫將內(nèi)部構(gòu)件3與外部構(gòu)件2連接起來。
如圖21可清晰看到的那樣，連接好的外部構(gòu)件2與內(nèi)部構(gòu)件3在內(nèi)部120內(nèi)環(huán)形法蘭41以下與柱形漏斗40的外部限定了一個空區(qū)130，空區(qū)130形成了一個過濾腔。過濾腔130與環(huán)形架41以上的通道57由濾紙4隔開。
過濾腔130含有一種或多種飲料組分200。將一種或多種飲料組分裝進(jìn)過濾腔130。作為濾過的飲料，組分通常為炒咖啡、磨碎咖啡或葉茶。過濾腔130內(nèi)飲料組分的填裝密度可根據(jù)需要而變化。對于濾好的咖啡產(chǎn)品來說，通常過濾腔在5-14mm厚的過濾層內(nèi)含有5.0-10.2克的炒咖啡與磨碎咖啡。內(nèi)部120可有選擇地包含一個或多個物體，如球體，它們能自由地在內(nèi)部120內(nèi)活動，在排放飲料時，通過攪拌并擊碎飲料組分的沉積物來幫助混合。
通過在層制件5的周邊形成焊縫126將層制件5連接到外突法蘭35的下表面上從而將層制件5固定到外部構(gòu)件2上。焊縫126延伸將層制件5封在入口腔26柱形壁27的下沿上。而且，焊縫125形成在層制件5與柱形漏斗40外管42的下沿之間。層制件5形成過濾腔130的底壁并將入口腔26與柱形漏斗40密封起來。但是，在分配之前，在層制件5與漏嘴43下沿之間會存在一個小間隙123。依據(jù)層制件5的材料特性，可以使用各種焊接方法，如熱焊接與超聲焊接。
有利的是，內(nèi)部構(gòu)件3跨越在外部構(gòu)件2與層制件5之間。內(nèi)部由有相當(dāng)剛性的材料如聚丙烯形成。這樣，當(dāng)壓縮筒體1時，內(nèi)部構(gòu)件3就形成了一個承載構(gòu)件，它將層制件5與外部構(gòu)件2間隔開。在使用中筒體1優(yōu)先承受130-280牛的壓載。壓力用來使筒體避免在內(nèi)部增壓下失效，還將內(nèi)部構(gòu)件3與外部構(gòu)件2擠壓在一起。這確保了通道與孔口的內(nèi)部尺寸固定不變并且在對筒體1加壓時也不會改變。
為使用筒體1，首先要將其插入飲料制備機(jī)中并用飲料制備機(jī)的穿孔構(gòu)件將入口121與出口122打開，穿孔構(gòu)件對層制件5穿孔并將其折起來。受壓含水介質(zhì)，通常為水，進(jìn)入筒體1中，通過入口121進(jìn)入入口腔26中，壓力在0.1-2巴之間。從那里將水引導(dǎo)流經(jīng)槽縫30，環(huán)繞管道16，并通過多個槽縫17進(jìn)入筒體1的過濾腔130中。迫使水呈輻射狀向內(nèi)通過過濾腔130，并使之與其中所含的飲料組分200混合。同時迫使水向上通過飲料組分。由水通過飲料組分而形成的飲料穿過過濾器4與過濾孔55并進(jìn)入設(shè)在環(huán)形架41上的通道57中。過濾器4對輪輻53的密封以及邊緣51與外部構(gòu)件2的焊接確保了不會由短路，并且全部飲料都必須通過過濾器4。
然后飲料沿腹板54間的輻射狀通道57向下流動，經(jīng)過開孔56并進(jìn)入柱形漏斗40中。飲料沿支撐板47間的溝槽50通行，向下流過漏嘴43并到達(dá)出口44，在出口44處，將飲料排放到容器如杯子中。
飲料制備機(jī)優(yōu)先包括一個空氣清洗器，其中在分配循環(huán)末尾壓縮空氣被迫通過筒體1以將剩余飲料徹底沖到容器中。
上述筒體1作為一種筒體的例子，用該種筒體飲料制備機(jī)的釀造頭能夠分配。其它類似筒體可用來分配其它類型飲料，如泡沫牛奶、濃咖啡、巧克力飲料。
飲料制備機(jī)如圖1a所示，殼體210包容機(jī)器201的其它元件并使其保持在適當(dāng)位置。殼體210優(yōu)先全部或部分由硬塑料如丙稀腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)制成?；蛘撸瑲んw210可全部或部分由金屬材料如不銹鋼或鋁制成。殼體210優(yōu)先包括一個合瓣設(shè)計，合瓣具有前半部211與后半部212，在組裝時，它們允許機(jī)器201元件進(jìn)入以供安裝，并且隨后能接合在一起從而限定了殼體210的內(nèi)部213。后半部212由一個凹槽214用來連接水罐220。殼體210具有棘爪、橋臺、輪轂與螺紋部分以將機(jī)器201的元件保持在適當(dāng)位置而不需要單獨的底盤。這降低了機(jī)器201的總體成本與重量。殼體210的底部215優(yōu)先裝配由支腳以使機(jī)器穩(wěn)定站立。或者，底部215自身可具有穩(wěn)定支撐的形狀。
殼體210的前半部211包括一個用以分配飲料的分配臺270。分配臺271包括一個容器架271，容器架的中空內(nèi)部形成一個滴盤272。容器架的上表面273裝有隔柵274，容器置于隔柵上?？蓮臍んw210中去除滴盤272以清空積聚的水。在殼體210的前半部容器架271的上方有一凹槽275以與容器的尺寸相容。
如圖1a與圖1b所示，釀造頭250位于容器架上方并朝向殼體210的頂部。隔柵274相對釀造頭250的高度優(yōu)先可調(diào)整以容納不同尺寸的容器。當(dāng)將容器插入或從分配臺270抽出時，容器優(yōu)先盡量靠近釀造頭250，從而盡可能減少了分配的飲料在接觸容器前必須下行的高度。這盡可能減少了飲料的噴濺與摻雜氣泡的損失。隔柵274與釀造頭250間優(yōu)先可插入高度為70mm-110mm的容器。
機(jī)器用戶界面240位于殼體210的前面，它包括一個開/停按鈕241，多個狀態(tài)指示器243-246。
狀態(tài)指示器243-246優(yōu)先包含一個發(fā)光二極管(LED)以指示機(jī)器201的備用狀態(tài)。一個發(fā)光二極管244會指示出是否機(jī)器201操作中出現(xiàn)錯誤，而且一個或多個發(fā)光二極管243-246指示出機(jī)器201在手動模式還是在自動模式運作。可控制發(fā)光二極管243-246以恒定強(qiáng)度照射、間歇閃爍或依據(jù)機(jī)器201的狀態(tài)兩者同時出現(xiàn)。發(fā)光二極管可為多種顏色，如綠色、紅色與黃色。
開/停按鈕241控制分配循環(huán)的啟動，它為手動按鈕、開關(guān)或其它。
可提供容積調(diào)節(jié)控制以使機(jī)器201的使用者手動調(diào)節(jié)傳送飲料的容積，而不會改變其它操作特性。容積調(diào)節(jié)控制優(yōu)先調(diào)節(jié)的20％左右容積。容積調(diào)節(jié)按鈕可以是旋鈕、直線滑塊、帶漸增或漸減按鈕的數(shù)字讀出器或其它。更為經(jīng)常的是，使用者通過操作開/停按鈕241來調(diào)節(jié)容積。
可在機(jī)器201上配置一個手動動力開關(guān)(無圖)?；蛘?，僅僅通過動力供應(yīng)插頭從供電干線的插入或拔除來控制動力供應(yīng)。
水罐220位于殼體210的后面并連接到殼體210的后半部212上。水罐220包括一個大致柱體221，根據(jù)美學(xué)需求，柱體221可為正圓形或平截頭體。儲罐有一入口以供裝水，使用時用一個手除蓋222將其封閉。朝向儲罐的下端配有一個出口，它與水泵230相聯(lián)系。水罐220可由透明或半透明材料制成以使消費者能夠觀測到儲罐中的剩余水量?；蛘?，水罐220可由不透明材料制成，但必須配有一個檢測孔。此外，替代以上這些，水罐220可配備有一個低位傳感器，當(dāng)儲罐中水位低于預(yù)設(shè)水平時阻止水泵230的運作并有選擇地激發(fā)報警器如一個發(fā)光二極管。水罐220內(nèi)部容量優(yōu)先為1.5升。
如圖8示意的那樣，水泵230在操作上連接在水罐220與熱水器225之間并由控制處理器控制。泵在最大壓力2.5巴下提供的水的最大流速為900毫升/分。在正常使用中，優(yōu)先將壓力限制在2巴。通過循環(huán)切斷泵的電力供應(yīng)，由控制處理器將水經(jīng)過機(jī)器201的流速控制到泵的最大流速的一個百分比。優(yōu)先以最高流速的10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％來驅(qū)動泵。抽取水的容積的精確度優(yōu)先為±5％，從而分配的飲料的最終容積的精確度也為±5％。適合的泵有Ulka S.r.l.(Pavia，Italy)生產(chǎn)的改進(jìn)型(RTM)EP8泵。在水泵230的上游或下游的流線上優(yōu)先裝有一個測定體積的流動傳感器(無圖)。測定體積的流動傳感器優(yōu)先為旋轉(zhuǎn)式傳感器。
熱水器225位于殼體210內(nèi)部內(nèi)。加熱器225的額定功率為1550W，它能夠在一分鐘內(nèi)將來自水泵230處的初始溫度約為20℃水加熱到工作溫度85℃左右。一個分配循環(huán)與加熱器225能夠啟動隨后的分配循環(huán)之間的延遲時間小于十秒。在分配循環(huán)期間，加熱器將選定溫度保持在±2℃的誤差范圍內(nèi)。用于分配循環(huán)時間傳送到釀造頭250的水的溫度可為83℃或93℃。加熱器225能夠快速將傳輸溫度從標(biāo)稱溫度85℃調(diào)整到83℃或93℃。加熱器225具有一個超溫截止，當(dāng)溫度超過98℃時，它會關(guān)掉加熱器。用一個三通閥將加熱器225輸出的水供給到釀造頭250。如果水流的壓力可以接受，那么就將水送到筒體1中。如果壓力低于或高于預(yù)定極限值，那么就用三通閥將水轉(zhuǎn)到滴盤復(fù)原容器270中。
用一個單向閥將空氣壓縮機(jī)235操作連接到釀造頭250上并用控制處理器實施控制?？諝鈮嚎s機(jī)235在1.0巴壓力下提供的空氣的最大流速為500毫升/分。在使用中要將將35毫升的工作容積加壓到2.0巴?？諝鈮嚎s機(jī)235最好可產(chǎn)生兩種流動速度快(最大)流速與慢流速。
飲料制備機(jī)201的控制處理器包括一個模件與一個存儲器。控制處理器操作連接到熱水器225、水泵230、空氣壓縮機(jī)235與用戶介面240上并對它們實施控制。
控制處理器的存儲器含有關(guān)于飲料制備機(jī)201一個或多個操作參數(shù)一個或多個變量。操作參數(shù)有在操作階段通過飲料制備機(jī)1的水的溫度、飲料筒體1的裝載速度、浸濕步驟的存在與否、飲料的總共分配體積、在排放階段的水的流速以及清洗階段的流速與周期。
用于操作參數(shù)的變量儲存在存儲器中。在筒體1上或內(nèi)部配有編碼以指示操作參數(shù)用于筒體1內(nèi)飲料的最佳分配。編碼為二進(jìn)制格式且包括有多個數(shù)位，數(shù)位與控制處理器存儲器中儲存的變量相對應(yīng)。
圖4到圖7顯示了釀造頭250。釀造頭250的夾持器251包括一個固定的下部255、一個可旋轉(zhuǎn)的上部256與一個旋轉(zhuǎn)式筒體支座257，旋轉(zhuǎn)式筒體支座257位于固定下部255與可旋轉(zhuǎn)上部256之間。上部256、下部255與筒體支座繞一個公共鉸鏈軸258轉(zhuǎn)動。圖4到圖7中所示的帶有某些機(jī)器201元件的夾持器251略去以簡化圖形。
可旋轉(zhuǎn)的上部256與旋轉(zhuǎn)式筒體支座257通過夾緊裝置280相對固定下部255移動。夾緊機(jī)構(gòu)280包括一個夾緊柄，夾緊柄具有第一與第二構(gòu)件或部件281與282。夾緊柄的第一部件281包括一個U形臂，U形臂在兩個第一樞點283上旋接于上部256上，夾持器251的每側(cè)有一個樞點。
夾緊柄的第二部分包括兩個偏心橫臂282，分別分配在夾持器251的兩側(cè)，偏心橫臂282分別在位于鉸鏈軸258上的第二樞點285處旋接于上部256上，鉸鏈軸258將上部256與固定下部255連接起來。每個偏心橫臂282都是往復(fù)式構(gòu)件，包括一個圓筒282a、一個桿282b與一個彈性套筒282c。圓筒282a具有內(nèi)膛，它的一端旋接于鉸鏈軸258。桿282b滑動裝于圓筒282a的內(nèi)膛中。桿282b的相反端在第三樞點處旋接于U形臂281上。第三樞點286未與上部256與下部255連接在一起，并可相對其自由移動。彈性套筒282c外部安裝在桿282b上，使用時在圓筒282a的橋臺表面與桿282b之間延伸。彈性套筒282c容納偏心橫臂282的縮短但將其偏置到一種延伸構(gòu)型中。由圓筒282a內(nèi)桿282b的相對運動，從而第三樞點286可朝向或遠(yuǎn)離鉸鏈軸258運動。彈性套筒282c優(yōu)先由硅形成。當(dāng)所述實施例使用兩個偏心橫臂282時，很明顯閉合機(jī)構(gòu)的構(gòu)型中可只用一個偏心橫臂282。
U形臂281環(huán)繞于夾持器251的前部并包括兩個下垂鉤形構(gòu)件287，兩個鉤形構(gòu)件分別位于夾持器251的兩側(cè)，并分別有一個面向鉸鏈軸258的凸輪表面288。夾持器251的固定下部255裝有兩個輪轂259或棘爪，它們分別位于下部255兩側(cè)大致與鉤形構(gòu)件287相齊的前沿260處或附近。
如圖4所示，U形臂281可由一片注塑品形成，它包括一個人類工程學(xué)機(jī)械手抓手與結(jié)合到臂上的鉤形構(gòu)件287。
筒體支座257旋接于夾持器251的上部255與下部256之間。支座257裝配有一個大致圓形凹槽290，在使用時凹槽290接收飲料筒體1。凹槽290含有一個不規(guī)則體291以容納飲料筒體1的把手部分24并防止飲料筒體1在夾持器251中的轉(zhuǎn)動。筒體支座相對固定下部255具有彈性，這樣在打開位置，如圖7所示，筒體支座257偏出與固定下部255的接觸，從而筒體支座257移出與出口與入口穿孔構(gòu)件254、253的接觸。筒體支座257配有一個開孔292，當(dāng)筒體支座257移進(jìn)封閉位置時，開孔292用來接收入口與出口穿孔機(jī)253、254以及筒體識別裝置252的頭部300的穿入。
上部255包括一個大致圓形體310，它容有一個圓形檢視窗口312，在分配循環(huán)期間可通過圓形檢視窗口312觀測到飲料筒體1，還可從視覺上確定是否筒體已經(jīng)裝入機(jī)器201中。檢視窗口312為杯形，具有下指邊緣311。檢視窗口312能夠相對上部255的實體310作軸向移動。實現(xiàn)相對移動的一種配置為提供一個波形彈簧(無圖)，或類似彈性裝置如橡皮環(huán)，置于檢視窗口312與圓形體310之間。在另一配置中，在檢視窗口312與實體310間安裝一系列螺旋狀壓縮彈簧(無圖)。在上述兩種情況下，彈性裝置可使檢視窗口312相對圓形體310作小幅度軸向移動。
當(dāng)夾持器251處于閉合位置時，檢視窗口312擠向飲料筒體1，使其偏向下部256。在一種配置中，檢視窗口的邊緣311接觸并擠壓飲料筒體的法蘭35。同時窗口312接觸筒體1的閉合頂部11。在另一種配置中，只有檢視窗口312接觸筒體1的閉合頂部11，邊緣311與法蘭35之間并無接觸。邊緣311施加于法蘭35的壓力與/或窗口312施加于閉合頂部11的壓力確保筒體1與夾持器251間的液封。
下部255包括入口與出口穿孔機(jī)253、254以及筒體識別裝置252的頭部300。入口穿孔機(jī)253包括一個中空針狀管260，中空針狀管260具有一個尖端261以在使用時在飲料筒體1的層制件5上穿孔。如圖7所示，入口穿孔機(jī)253與一根水管262能流體相通，水管262穿過下部255并連接到熱水器225的出口管263上。出口穿孔機(jī)254在型式上類似于在申請人的歐洲專利EP0389141與EP0334572中描述的出口穿孔機(jī)，它包括一個末端開口的圓形或D形截面的柱筒264，其尺寸大于漏嘴43的尺寸。出口穿孔機(jī)254上端的弧形部分265做成鋸齒形以對飲料筒體1的層制件進(jìn)行穿孔并最終切割。上端的剩余部分呈圓形軸向縮減至少到鋸齒形部分鋸齒266的根部以在飲料在其中分配時折疊或拉動切割層制件5使其遠(yuǎn)離出口孔。出口穿孔機(jī)254在漏嘴43的外部對層制件5穿孔，并且當(dāng)筒體支座257處于閉合位置時擱靠在漏嘴43與排放溝槽40的外壁42之間的環(huán)面上。出口穿孔機(jī)254將切割層制件105折回環(huán)面內(nèi)。從而出口穿孔機(jī)254與切割層制件105可避開排放的飲料。
出口穿孔機(jī)254由突起邊沿254a環(huán)繞，它相對高出于周邊約0.5mm.
出口穿孔機(jī)254有利地可從下部255中取出以將其比如在洗碗機(jī)中徹底清潔?？扇〕龅某隹诖┛讬C(jī)254容于下部255的凹槽267中，。入口穿孔機(jī)253與/或出口穿孔機(jī)254可由金屬如不銹鋼或塑性材料制成。有利的是，通過使用層制件5從而可使用塑性切割元件，用一種非金屬材料可對層制件5進(jìn)行穿孔與切割。因此，穿孔機(jī)253、254可制得不太尖銳以降低對消費者的傷害危險。此外，塑性穿孔元件不易于生銹。入口穿孔機(jī)253與出口穿孔機(jī)24優(yōu)先形成單個整體部件，它可從下部255中取出。
在使用時，夾持器251的上部256可從打開位置移到閉合位置，在打開位置處，如圖1b所示，將夾持器256垂直定向或朝向豎直方向，在閉合位置處，將上部256大致水平定向，并且其與固定下部255與筒體支座257相接合。通過操作夾緊柄，可將上部256從打開位置移動到閉合位置。為閉合上部256，用戶握緊夾緊柄的U形臂281并向下拉動。因此，上部256的旋轉(zhuǎn)首先使檢視窗口的邊沿311與飲料筒體1的法蘭35在筒體支座257處接觸，并且/或窗口312自身與筒體1的閉合頂部接觸。上部256的持續(xù)旋轉(zhuǎn)將上部256與筒體支座257向下旋轉(zhuǎn)到與下部255相接觸。U形臂281的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)使得U形臂281相對上部256與下部255旋轉(zhuǎn)，從而上部256的鉤形構(gòu)件287與下部255的輪轂接合，凸輪表面288跨在輪轂259上。在此旋轉(zhuǎn)的最后階段，將筒體1壓縮在筒體支座257與檢視窗口312之間。因此，反作用于波形彈簧或螺旋形彈簧的偏向力將檢視窗口312相對上部256的圓形體310軸向移動。此種移動允許飲料筒體1與飲料制備機(jī)內(nèi)容限的收縮并確保應(yīng)用于筒體的壓縮力保持在可接受的范圍內(nèi)。由波形彈簧或螺旋狀彈簧緩和的機(jī)構(gòu)的夾緊力保證了對筒體的夾緊壓力。對于在法蘭35與筒體1的閉合頂部11上作用有擠壓力的配置，現(xiàn)已知要求壓力在130-280牛之間。作用力優(yōu)先為約200牛。小于130牛的作用力不能提供充分的密封，而大于280牛的作用力則會導(dǎo)致筒體1元件的塑性失效。對于僅在筒體1的閉合頂部11上作用有擠壓力的配置，現(xiàn)已知要求壓力在50-280牛之間。人們將注意到此種配置可應(yīng)用較低的壓力水平而不會對筒體1的密封產(chǎn)生負(fù)面影響。在閉合釀造頭的過程中，當(dāng)筒體1的層制件5與環(huán)繞出口穿孔機(jī)254的突起邊沿254a接觸時，就會拉伸筒體1的層制件5，這樣層制件5就彈出平面，因為柱形漏斗的外管42遠(yuǎn)端相對法蘭35向上移動了0.5毫米。此種運動還確保了施加于筒體的壓縮力通過承載內(nèi)部構(gòu)件3穿過筒體1的中心部。在閉合位置處，由檢視窗口312的邊沿311將筒體1夾緊在法蘭35的周圍，并通過與檢視窗口312以及突起254a的接觸將筒體1牢牢地夾持在筒體的閉合頂部11與內(nèi)部構(gòu)件3的外管42之間。這些夾緊力有助于避免在加壓時筒體1的失效，并且保證了內(nèi)部構(gòu)件3與外部構(gòu)件2彼此的充分安置，還確保了所有內(nèi)部通道與孔口在內(nèi)部加壓時能夠保持其預(yù)想尺寸。
可在夾持器251的第一與第二樞點283、285間拉一條假想數(shù)據(jù)線。如可從如7看到的那樣，在打開位置處，第三樞點286位于數(shù)據(jù)線最靠近固定下部255的一側(cè)。當(dāng)上部256到達(dá)閉合位置時，夾緊柄的第三樞點286最遠(yuǎn)可從固定下部25處穿過將第一與第二樞點283、285連接到數(shù)據(jù)線相反端的數(shù)據(jù)線。從而，U形臂281從第二穩(wěn)定位置“突穿”到第二穩(wěn)定位置。通過縮短偏心橫臂282并壓縮彈性套筒282c可容納突穿動作。當(dāng)?shù)谌龢悬c286通過假想數(shù)據(jù)線后，彈性套筒282c的恢復(fù)作用將其繼續(xù)移離假想數(shù)據(jù)線。夾緊柄從而具備雙穩(wěn)態(tài)操作，其原因在于桿件在打開或閉合位置是穩(wěn)定的，但當(dāng)?shù)谌龢悬c286位于連接第一與第二樞點283、285的假想數(shù)據(jù)線上時，桿件是不穩(wěn)定的。從而，夾緊柄的突穿動作提供了一種導(dǎo)致明確閉合動作的主動閉合機(jī)構(gòu)，其中在夾緊柄轉(zhuǎn)動的最后階段，U形臂281與第二臂284的突穿動作迫使鉤形構(gòu)件287牢固接合到輪轂259中。此外，彈性套筒282c會阻止上部256的重新打開，因為要求有一個最小的力充分壓縮套筒282c以將第三樞點286移回數(shù)據(jù)線，并且數(shù)據(jù)線連接第一與第三樞點283、285。有利的是，鉤形構(gòu)件287與輪轂259的互相接合而不是夾緊柄的轉(zhuǎn)動防止了上部與下部的分離。當(dāng)對釀造頭250內(nèi)部加壓時，這將有助于避免釀造頭在操作時的開啟。
識別裝置252的目的是使機(jī)器201識別已插入的飲料筒體1的類型并相應(yīng)地調(diào)整一個或多個操作參數(shù)。在一種典型實施例中，識別裝置252包括一個光學(xué)條形碼讀出器，該讀出器讀取飲料筒體1的層制件5已印好的條形碼320。編碼優(yōu)先為白底黑帶以使對比度最大化。并不要求條形碼320遵循一定的印刷標(biāo)準(zhǔn)，但可使用某些條形碼標(biāo)準(zhǔn)格式，如EAN-13，UPC-A或Interleaf 2 of 5。光學(xué)條形碼讀出器包括一個或多阿嘎發(fā)光二極管321以照射條形碼320，一個聚焦透鏡322以獲取條形碼的圖像，一個電荷耦合裝置(CCD)323以產(chǎn)生所獲圖像的電信號以及用于發(fā)光二極管與電荷耦合裝置的輔助電路。在下部中用于容納條形碼讀出器的空間有限。可用一個或多個鏡子324將發(fā)光二極管321發(fā)出的光線反射到并非處于下部255內(nèi)的聚焦透鏡上。圖9a與9b為示意性配置。下部255包括一個與飲料筒體1上條形碼320一樣大的一個孔口326。由一個窗口，優(yōu)先為玻璃，將孔口326封閉，窗口能夠傳輸由條形碼讀出器產(chǎn)生的信號。在使用中，由信號處理軟件譯解所產(chǎn)生的電信號，結(jié)果轉(zhuǎn)送到控制處理器。無論條形碼讀取是否有誤，軟件都能夠識別。在錯誤信息呈送到消費者之前，可對條形碼320進(jìn)行若干次重新掃描。如果機(jī)器201無法讀取條形碼，那么消費者可用手動操作模式用飲料筒體1來分配飲料?；蛘?，筒體1可包括一個RFID編碼以供RFID讀出器來讀取。
釀造頭250可包含一個筒體傳感器以探測筒體是否處在夾持器251中。
釀造頭250還可包含一個鎖緊傳感器以探測是否夾持器251已恰當(dāng)閉合。鎖緊傳感器優(yōu)先包括一個微動開關(guān)，當(dāng)夾持器251閉合并鎖緊后，就會激發(fā)微動開關(guān)。筒體傳感器與鎖緊傳感器優(yōu)先順序連接起來，從而在分配循環(huán)啟動之前，兩種傳感器的輸出肯定是令人滿意的，也就是說，筒體的存在與機(jī)構(gòu)的鎖緊。
機(jī)器201的操作包括將飲料筒體1插入釀造頭250，執(zhí)行含有飲料分配的分配循環(huán)以及將筒體1從機(jī)器中取出。
機(jī)器201的操作行為由嵌在控制處理器中的軟件來決定。
為插入筒體1，如上所述，要將夾持器251打開以露出筒體支座257。然后將筒體1放在筒體支座257的凹槽290內(nèi)，這樣筒體的手柄24就處于不規(guī)則體291內(nèi)。直接將筒體1的光學(xué)或磁性條形碼320定位在筒體支座257中的孔口326上方。如上所述，隨后操作夾緊柄將夾持器251閉合。在閉合期間，入口與出口穿孔機(jī)253與254在筒體1的層制件5上穿孔以形成筒體入口121與出口122。如上所述，由出口穿孔機(jī)254切割而成的層制件5被折疊成環(huán)繞漏嘴43的環(huán)面。當(dāng)夾持器251環(huán)繞筒體支座257與上部256間的邊沿35與/或窗口311與筒體1頂部11間邊沿35夾緊筒體1時，就形成了充分的整體液封以承受分配期間建立的壓力。
消費者操作開/停按鈕241可啟動工作循環(huán)。
工作循環(huán)包括筒體識別步驟與排放循環(huán)步驟。
假定筒體傳感器與鎖定傳感器的輸出令人滿意的話，那么就由如上所述的光學(xué)識別裝置252執(zhí)行筒體識別。一旦對條形碼320或RFID作出譯解，就會由控制處理器調(diào)整機(jī)器201的操作參數(shù)。排放循環(huán)隨后自動啟動。
排放循環(huán)包括四個主要步驟，并非所有飲料類型都用到全部步驟(i)預(yù)濕(ii)暫停(iii)釀造/混合(iv)清洗在預(yù)濕階段，由水泵230將儲水罐220處的水裝滿筒體1。裝水使得過濾腔130內(nèi)的飲料組分200得以潤濕。裝水速度可以是600毫升/分的“快”流速也可以是325毫升/分的“慢”流速。慢的裝載速度對于含有粘性流體飲料組分的筒體尤其有用，因為在以更高容量流速抽取之前，這些組分需要得到一定的稀釋。要選擇注入筒體1中的水的容量以確保在此階段水或飲料不會滴出筒體出口122。
暫停階段使得飲料組分200可在預(yù)濕階段注入的水中浸濕大預(yù)定時間。已知預(yù)濕預(yù)浸濕步驟是用來增加從飲料組分200處的的提取量并改善飲料的最終氣味的。當(dāng)飲料組分為炒咖啡與磨碎咖啡時，尤其要用到預(yù)濕與浸濕步驟。
在釀造/混合階段，水通過筒體1以從飲料組分200中生產(chǎn)飲料。水的溫度由控制處理器來決定，控制處理器發(fā)送指令到熱水器225將從儲水罐220流到釀造頭250的水加熱。水通過管道262，經(jīng)過入口閥與入口穿孔機(jī)253，進(jìn)入飲料筒體1的入口腔126中。釀造與/或混合以及隨后對飲料筒體1中飲料的分配如上所述，并參照飲料筒體1的型式。
空氣清洗包括壓縮氣體吹過飲料制備機(jī)與飲料筒體1以確保所有的飲料得以分配并且流動道已清理完畢以分配另一種飲料。釀造/混合階段結(jié)束時不會立即開始空氣清洗以使絕大部分的飲料去清理流動道。在避免了在空氣清洗開始時內(nèi)壓出現(xiàn)無法接受的峰值。
在正常的操作中，用戶通過操作開/停按鈕241關(guān)掉機(jī)器201。
一旦運作循環(huán)完成，消費者通過打開夾持器251并手動去除且安置筒體以去掉筒體1?；蛘?，機(jī)器201可配備一個自動彈射機(jī)構(gòu)以自動打開夾持器251去除筒體。
系統(tǒng)所用插件依據(jù)本發(fā)明一個方面，上述飲料制備機(jī)中所用插件400如圖22到圖24所示。
插件基本上以上述支座257為形式。但插件400裝配有一個直立柱形伸出部401，伸出部401限定了一個容器，在使用中，可將大量的飲料組分裝入容器中。以橡膠或彈性O(shè)形環(huán)403為形式的密封件插入或連接到開孔伸出部401的上沿?；蛘?，O形環(huán)402可從伸出部401上松脫或永久連接到上部401上?；蛘?，可將O形環(huán)402連接到釀造頭上，如連接到檢視窗口312上。
如同帶有支座257那樣，插件400包括兩個相關(guān)支腿407，在支腿的遠(yuǎn)端具有C形夾子裝置406用來以與上述同樣的方式連接飲料制備機(jī)201支座257那樣連接飲料制備機(jī)201的樞點上。插件400由伸出部401限定的容器在周邊附近配有一個入口孔口405，在容器的中心具有一個出口孔口404。圖23圖解了插件400的仰視圖。如圖所示，入口孔口405可由碟形凹槽包繞?；蛘?，入口孔口可以是平面內(nèi)的一個簡單孔。插件400的下表面417也可配有一個凹槽415用以接收條形碼或RFID以供飲料制備機(jī)201的條形碼讀出器或RFID讀出器的讀取，其讀取方式如同上述飲料制備機(jī)201的讀取。或者，條形碼可直接應(yīng)用在插件400的下表面417，而不需要凹槽415。
插件400的出口孔口404裝配有一個向下的相關(guān)柱形伸出部410，如圖24所示，通過去除可去除入口與出口穿孔機(jī)253、254可將柱形伸出部容納在閉合的釀造頭上。
在使用中，插件400與釀造頭255共同了限定一個釀造容腔，釀造容腔具有一個入口和一個出口，入口由插件400的入口孔口405提供，出口由插件400的出口孔口404提供。人們將會理解，釀造容腔的入口指向上方，出口指向下方。
當(dāng)機(jī)器的閉合機(jī)構(gòu)閉合時，O形環(huán)403在釀造容腔的周邊提供了環(huán)密封用以防止容器中流體的泄漏。
如圖24所示，可在轉(zhuǎn)動支座257與可去除入口與出口穿孔機(jī)253、254的位置將插件400插入上述類型的飲料制備機(jī)。配備支座257以后，插件400可繞飲料制備機(jī)的軸孔轉(zhuǎn)動。
在使用時，將飲料組分放進(jìn)由伸出部401限定的容器中，從而將大量的飲料組分裝入由插件400限定的釀造容腔中?？稍趯⒉寮?00旋接在飲料制備機(jī)上之前或之后執(zhí)行此項裝載操作。優(yōu)先地，插件400保持連接在飲料制備機(jī)201上，用戶將飲料組分裝到容器中。
飲料制備機(jī)閉合機(jī)構(gòu)的操作同如上所述完全一樣。尤其是，應(yīng)當(dāng)注意到閉合機(jī)構(gòu)閉合時，釀造頭對O形環(huán)403與插件伸出部401的上沿施加一個向下的力以將插件封在釀造頭上。根據(jù)伸出部401的結(jié)構(gòu)與尺寸，可由檢視窗口311的頂部或檢視窗口向下的相關(guān)邊沿對邊沿施加壓力。此外，由飲料制備機(jī)的閉合機(jī)構(gòu)施加的向下的壓力將插件400的下表面417封在釀造頭的固定下部255上以確保插件400入口孔口405與釀造頭下指入口間的密封，并確保在分配時在這一點上不會有水的泄漏。釀造頭250的下部255優(yōu)先在入口處裝配一個橡膠密封420，橡膠密封420稍凸出于下部255的平面用以在上指入口與插件400間提供改善的密封。
裝入插件400的釀造容腔中的飲料組分可為松散的或容于容器如有濾紙制成的軟濾袋中。使用濾袋的優(yōu)勢是可快速裝載飲料組分并在分配后更輕易地去除飲料組分。
在分配期間，飲料分配機(jī)將水從釀造頭250的上指入口向上引入釀造容腔中。將水與釀造容腔中的飲料組分混合并將生成的飲料通過出口孔口404向下分配進(jìn)釀造頭250下的容器中。飲料制備機(jī)操作的其它方面如同上述筒體操作的有關(guān)方面。飲料制備機(jī)的識別裝置是專門用于讀取下表面上的，優(yōu)先為凹槽415內(nèi)的，條形碼或RFID的。
現(xiàn)已將插件400描述為專門與含于容器如濾袋中的飲料組分一起使用的。正如指出的那樣，飲料組分可為松散形式的。在這種情況下，可在插件400中裝一個過濾器以防止剩余飲料組分的排放。一種優(yōu)選配置為穿過出口孔口404的上邊界安置一個平面過濾器。
人們將會明白，插件400有利地為剛性或半剛性的以能夠?qū)㈤]合機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的向下的壓力傳遞到密封件403與釀造頭下部255上，從而確保良好的密封。
穿過插件400的流動基本上從入口405向內(nèi)流向出口404。而且，因為一個部分402有利地同時配有入口405與出口404，從而插件400的結(jié)構(gòu)得以簡化。
在以上的說明中，已將插件描述為用來限定一個釀造容腔。應(yīng)當(dāng)理解，插件與飲料制備機(jī)可與不需要釀造的飲料組分如溶液、稀釋液或其它水的混合物結(jié)合使用，但不背離本發(fā)明的范圍。
在上面的例子中已將插件詳細(xì)描述為對于機(jī)器201支座257的一種替代。但是，人們將會理解插件可以是任何可插入飲料制備機(jī)的物體，無論是否連接，以使飲料組分的分配可以是松散形式或容于容器如，但不局限于，下面權(quán)利要求書中陳述的軟袋中。
權(quán)利要求
1.一種用于飲料制備機(jī)的插件，該飲料制備機(jī)包括一個適合于接收剛性或半剛性筒體的釀造頭，該釀造頭包括一個將水供應(yīng)到釀造頭的上指入口、一個用于機(jī)器產(chǎn)生的飲料的外流的下指出口以及一個可在打開構(gòu)型與閉合構(gòu)型間移動的閉合機(jī)構(gòu)，釀造所述插件包括一個容器與密封件，容器上有一個開孔，在使用時通過開孔可將大量的飲料組分裝入容器中，插件的下部包括一個入口與一個出口，其中，在使用時，當(dāng)將插件插入飲料制備機(jī)的釀造頭中且閉合機(jī)構(gòu)移到閉合位置時，密封件與釀造頭接觸并對其密封以閉合容器的開孔從而限定一個含有飲料組分的釀造容腔，當(dāng)將插件插入釀造頭中后，插件的入口與出口分別與釀造頭的入口與出口相通，這樣，在使用中，來自釀造頭入口的水向上通過插件的入口進(jìn)入釀造容腔中，而且由水與所述量的飲料組分制成的飲料向下通過插件的出口流出釀造頭的出口。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插件，其中在使用時裝入容器中的所述量的飲料組分為松散的。
3.依據(jù)權(quán)利要求2所述的一種插件，其中插件在釀造容腔與插件出口之間具有過濾裝置。
4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種插件，其中在使用時裝入容器中的所述量的飲料組分容于一個含有過濾裝置的容器中。
5.依據(jù)權(quán)利要求4所述的一種插件，其中容器為可變形的。
6.依據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種插件，其中容器至少部分由濾紙或濾膜形成。
7.依據(jù)權(quán)利要求4-6任一所述的一種插件，其中容器為一個濾袋。
8.依據(jù)權(quán)利要求4所述的一種插件，其中容器為剛性或半剛性的筒體。
9.依據(jù)權(quán)利要求8所述的一種插件，其中筒體在形狀上可為半球形、柱形、圓形或正方形中的任一種。
10.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中容器的開孔為上指方向。
11.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中密封件位于插件的上部。
12.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中密封件位于插件的上沿。
13.依據(jù)權(quán)利要求1-11任一所述的一種插件，其中密封件與容器彼此分離。
14.依據(jù)以上任一權(quán)利要求任一所述的一種插件，其中密封件包括一個密封環(huán)以密封釀造容腔的周邊。
15.依據(jù)權(quán)利要求14所述的一種插件，其中密封件包括O形環(huán)。
16.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中密封件由彈性材料形成。
17.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中容器為杯形，并且當(dāng)插件位于所述機(jī)器中時，杯子為上指或下指方向。
18.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中插件為剛性或半剛性的，這樣，在由飲料制備機(jī)的閉合機(jī)構(gòu)閉合所述閉合機(jī)構(gòu)下，使用時施加到插件的壓力以充分的力擠壓插件，以便于密封件密封釀造頭。
19.依據(jù)權(quán)利要求18所述的一種插件，插件可對閉合機(jī)構(gòu)的檢視窗口形成密封。
20.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中插件為剛性或半剛性的，這樣，在由飲料制備機(jī)的閉合機(jī)構(gòu)在閉合所述閉合機(jī)構(gòu)下，在使用時施加于插件的壓力將插件的下表面封在飲料制備機(jī)釀造頭的入口上。
21.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中插件形成一體。
22.依據(jù)權(quán)利要求1-20任一所述的一種插件，其中插件不止由一片形成。
23.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中插件為圓盤狀。
24.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其由塑料組成。
25.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中插件的入口與出口處于同一平面。
26.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，還包括一個孔口，用于在插件插入飲料機(jī)時接收飲料機(jī)中條形碼讀出器或RFID讀出器的窗口。
27.依據(jù)權(quán)利要求26所述的一種插件，其中孔口與插件的入口以及出口處于同一平面。
28.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中插件的入口位于插件的周邊或附近，插件的出口位于插件的中心。
29.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中在使用時通過插件的流動從入口流到出口。
30.依據(jù)權(quán)利要求29所述的一種插件，其中在使用時通過插件的流動基本上從入口向內(nèi)流向出口。
31.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，還包括有將插件旋接到飲料制備機(jī)上的裝置。
32.依據(jù)權(quán)利要求31所述的一種插件，其中在閉合機(jī)構(gòu)閉合時，旋轉(zhuǎn)裝置將插件轉(zhuǎn)動到水平方向，從而將插件的下表面封在釀造頭的入口上。
33.依據(jù)權(quán)利要求31或32所述的一種插件，其中旋轉(zhuǎn)裝置包括一個或多個支腿，支腿連接到釀造頭的一個或多個樞點上，并可繞樞點轉(zhuǎn)動。
34.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，還包括編碼裝置用以控制所述飲料制備機(jī)的操作。
35.依據(jù)權(quán)利要求34所述的一種插件，其中編碼裝置包括條形碼或射頻識別裝置(RFID)。
36.依據(jù)以上任一權(quán)利要求所述的一種插件，其中插件為一次性的。
37.依據(jù)權(quán)利要求36所述的一種插件，其中由脆弱的薄膜對插件的入口與/或出口進(jìn)行初步封閉。
38.依據(jù)權(quán)利要求1-35任一所述的一種插件，其中插件為可重復(fù)使用的。
39.依據(jù)權(quán)利要求38所述的一種插件，其中由一個蓋子封閉容器的開孔。
40.依據(jù)權(quán)利要求39所述的一種插件，其中蓋子與容器為推或拉安裝。
41.一種飲料制備系統(tǒng)，其包括一個飲料制備機(jī)和一個所述機(jī)器所用的插件，所述插件如以上任一權(quán)利要求所述。
42.依據(jù)權(quán)利要求41所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中飲料制備機(jī)包括一個適合于接收剛性或半剛性筒體的釀造頭，釀造頭包括一個上指入口與一個下指出口，上指入口用于將水供應(yīng)到釀造頭，下指出口用于機(jī)器產(chǎn)生飲料的外流。
43.依據(jù)權(quán)利要求42所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中其中釀造頭的入口位于下部釀造頭的周邊或附近，釀造頭的出口位于釀造頭的中心。
44.依據(jù)權(quán)利要求42或43所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中，在將插件插入釀造頭時，插件的入口與出口擱置在釀造頭上指入口與下指出口孔的頂部。
45.依據(jù)權(quán)利要求42-44任一所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中飲料制備機(jī)的釀造頭包括一個可在打開構(gòu)型與閉合構(gòu)型間移動的閉合機(jī)構(gòu)，在打開構(gòu)型中可將插件插入釀造頭中，在閉合構(gòu)型中，閉合機(jī)構(gòu)將插件擠壓，并對插件的密封構(gòu)件施加充分的作用力以密封釀造頭從而閉合容器的開孔。
46.依據(jù)權(quán)利要求42-44任一所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中飲料制備機(jī)的釀造頭包括一個可在打開構(gòu)型與閉合構(gòu)型間移動的閉合機(jī)構(gòu)，在打開構(gòu)型中可將插件插入釀造頭中，在閉合構(gòu)型中，將插件封在飲料制備機(jī)釀造頭的入口上。
47.依據(jù)權(quán)利要求42-46任一所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中釀造頭包括一個固定下部與一個可轉(zhuǎn)動上部，所述固定下部包括釀造頭入口與出口，所述上部可從可將插件插入釀造頭中的打開位置和將插件接合在固定下部與可轉(zhuǎn)動上部之間的閉合位置轉(zhuǎn)動。
48.依據(jù)權(quán)利要求47所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中可將插件旋接到釀造頭上，從而釀造頭上部從打開位置到閉合位置的轉(zhuǎn)動將插件旋入與固定下部的接觸中。
49.依據(jù)權(quán)利要求47所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中當(dāng)釀造頭的上部處于打開位置時，可將插件直接安置到釀造頭的固定下部上。
50.依據(jù)權(quán)利要求41-49任一所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中飲料制備機(jī)包括一個讀出器以探測插件上的條形碼或射頻識別裝置(RFID)。
51.依據(jù)權(quán)利要求41-50任一所述的一種飲料制備系統(tǒng)，還包括大量的飲料組分。
52.依據(jù)權(quán)利要求51所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中所述量的飲料組分含于包括過濾裝置的容器中。
53.依據(jù)權(quán)利要求51或52所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中可從含有炒咖啡、磨碎咖啡、葉茶、粉末咖啡、粉末茶、奶油、熱牛奶咖啡混合物、巧克力或液體巧克力、咖啡、茶與牛奶的組群中選擇飲料組分。
54.依據(jù)權(quán)利要求52或53所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中容器為可變形的。
55.依據(jù)權(quán)利要求52-54任一所述的一種飲料制備系統(tǒng)，其中容器至少部分由濾紙或濾膜構(gòu)成。
56.一種使用飲料制備機(jī)分配飲料的方法，該飲料制備機(jī)包括一個適合于接收剛性或半剛性筒體的釀造頭，該釀造頭包括一個用于將水供應(yīng)到釀造頭的上指入口與一個用于機(jī)器產(chǎn)生飲料的外流的下指出口釀造。該方法包括以下步驟打開飲料制備機(jī)的閉合機(jī)構(gòu)；將插件插入釀造頭，該插件如權(quán)利要求1-40任一所述并包含有大量的飲料組分；閉合閉合結(jié)構(gòu)以用充分大的力擠壓插件，從而插件的密封件對釀造頭形成密封從而閉合容器的開孔；操作飲料制備機(jī)以使釀造頭入口中的水向上流經(jīng)插件的入口，流入插件的釀造容腔中；將釀造容腔內(nèi)由水與飲料形成的飲料分配，使其向下流經(jīng)插件的出口與釀造頭的出口。
全文摘要
一種用于飲料制備機(jī)(201)的插件(400)，該飲料制備機(jī)(201)包括一種適合于接收剛性或半剛性筒體(1)的釀造頭(250)，該釀造頭(250)包括一個上指入口(253)、一個下指出口(254)以及一個可在打開構(gòu)型與閉合構(gòu)型間移動的閉合機(jī)構(gòu)，上指入口用于將水供應(yīng)到釀造頭(250)，下指出口用于機(jī)器(201)產(chǎn)生的飲料的外流，插件(400)包括一個容器(401)與密封件(403)，容器(401)上有一個開孔，通過開孔可將大量的飲料組分裝入容器中，插件的下部包括一個入口(405)與一個出口(404)，其中，在使用時，當(dāng)將插件(400)插入飲料制備機(jī)(201)的釀造頭(250)中且閉合機(jī)構(gòu)移到閉合位置時，密封件(403)與釀造頭(250)接觸并對其密封以閉合容器(401)的開孔從而限定一個含有飲料組分的釀造容腔，當(dāng)將插件(400)插入釀造頭(250)中后，插件(400)的入口(405)與出口(404)分別與釀造頭(250)的入口(253)與出口(254)相通，這樣，在使用中，來自釀造頭(250)入口(253)的水向上通過插件(400)的入口(405)進(jìn)入釀造容腔中，而且由水與飲料組分制成的飲料向下通過插件(400)的出口(404)流出釀造頭(250)的出口(254)。
文檔編號A47J31/40GK1942126SQ200580011597
公開日2007年4月4日 申請日期2005年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月17日
發(fā)明者A·M·哈利戴, N·A·漢森, C·D·巴拉德, S·S·帕內(nèi)薩 申請人:卡夫食品研發(fā)公司