專利名稱：用密封囊中的粉末材料制備飲料的方法
技術領域：
本發明涉及一種用密封囊中的粉末材料制備飲料的方法。
盡管本發明的方法適于通過采用使加壓熱水流過密封囊中的粉末材料的方法而濾制任意類型的飲料，但是，下面的描述僅以示例性的方式對用于用杯形密封囊中的一定量的研磨咖啡制備咖啡飲料的方法進行了具體的介紹，其中所述密封囊一端由端壁封閉，另一端由整體連接到外部環形凸緣的密封壁封閉，所述外部環形凸緣從密封囊的側壁的一端徑向地向外延伸。
背景技術：
例如，在US-5 398 596中以及同一申請人的EP-1 219 217和EP-1 295 554中描述了上述類型的密封囊在濾煮器中的使用。
在采用非密封囊的濾煮機器中，濾煮通常以下述方式進行在加壓熱水分配組件的噴灑器和一活塞之間以液密的方式對囊進行軸向地密封，其中所述活塞能夠朝著和離開噴灑器移動，并具有濾煮飲料流出管道。
在采用上述類型的密封囊時，不能使用同樣的方法，該密封囊由不能夠承受軸向壓力的可變形材料制成，而非密封囊通常承受所述軸向壓力以確保其端壁在一端處與噴灑器液密接合而在另一端與活塞液密接合。
發明內容
本發明的目的是提供一種濾煮方法，使得能夠使用密封囊且不會影響其結構穩定性。
根據本發明，提供一種如權利要求1所述的，以及優選地如直接或間接引用權利要求1的從屬權利要求的其中任一項所述的，用密封囊中的粉末材料制備飲料的方法。
下面將參照附圖以實施例的方式描述本發明的非限制性實施方式，其中圖1示出了執行根據本發明的方法的機器的立體圖；圖2和3示出了圖1的機器在各個不同操作位置的軸向剖面，為了清楚起見，去除了一些部件；圖4示出了圖2所示部分在另一操作位置的放大詳細視圖；圖5示出了沿著圖2中的線V-V的剖面；圖6示出了沿著圖3中的線VI-VI的剖面；圖7示出了圖1中機器的部件分解視圖。
具體實施例方式
圖1中的數字1指示用于用密封囊2中的一定量的研磨咖啡制備咖啡飲料的整個濾煮機器，其包括杯形體部，該杯形體部由熱塑性材料制成并具有截頭圓錐形側壁3，側壁3在其大基部處具有外部環形凸緣4，并且在其小基部處由向內凸出的端壁5封閉。在側壁3的大基部處，杯形體部借助通常由金屬箔片制成的密封壁6以流體密封的方式封閉，并且密封壁6的外周與環形凸緣4的外表面成一整體。
機器1包括框架7，框架7又包括兩個大致為矩形的板8，板8對稱地位于水平軸線9的相對兩側并平行于水平軸線9，并在一個縱向端處通過橫向壁10彼此連接，在另一縱向端處通過橫向壁10a彼此連接，穿過橫向壁10a安裝有與軸線9同軸的加壓熱水分配組件11。
如圖2和圖3中所示，分配組件11包括已知的煮器12，其位于橫向壁10a外部并用于容納來自已知泵(未示出)的加壓水；和噴灑器13，其穿過橫向壁10a而連接到煮器12，以經過單向閥14從煮器12接收加壓熱水，單向閥14校準為當單向閥14上游的壓力達到指定值時打開。
分配組件11還包括管狀體部15，其夾在煮器12和噴灑器13之間，并在朝向煮器12的端部處具有整體地連接到橫向壁10a的環形凸緣16，并且具有與軸線9同軸并容納截頭圓錐形套筒17的端部的中央通孔，該套筒延伸穿過橫向壁10a中的孔18并整體地連接到煮器12。
如圖2中所示，在朝向煮器12的端部處，套筒17與供給管道19的出口連通，該供給管道穿過煮器12而安裝并在與套筒17連通的端部處限定用于支撐閥14的閘門20的球形座。
管狀體部15支撐包括圓板22的刺穿設備21，該圓板22與軸線9同軸，通過兩個環形密封件的插入而以流體密封的方式配合到管狀體部15的端部，并且由卡口接頭可移除地連接到管狀體部15，其中所述兩個環形密封件中的一個環繞板22的外周。板22具有與軸線9同軸的中央通孔23，并且在朝向煮器12的側部，包括通過插入的環形密封件以流體密封的方式安裝在套筒17與供給管道19接合的端部相對的端部內側的管狀突出部，從而限定用于彈簧24的座，閘門20由該彈簧推壓抵靠其球形座。
在板22之外，刺穿設備21還包括多個針25，這些針彼此成一整體并與板22成一整體，而且平行于軸線9從板22朝橫向壁10延伸。
大致為杯形，與軸線9同軸，其腔朝向煮器12，并且噴灑器13包括圓柱形側壁26，其以軸向滑動的方式安裝到管狀體部15的圓柱形外表面；和端壁27，其平行于并且朝向板22，并具有多個孔28，每個孔與相應的針25同軸。
如圖2和圖3所示，噴灑器13安裝成逆著被壓縮在管狀體部15的凸緣16和噴灑器13自身之間的彈簧29而在拔出息止位置(圖2)和縮回工作位置(圖3)之間移動，在該拔出息止位置，端壁27由已知的限位設備(未示出)保持與板22脫離，并且針25容納在噴灑器13內，在該縮回工作位置，端壁27接觸板22，并且針25從相應的孔28突出。
在分配組件11之外，機器1還包括液壓缸29，液壓缸29容納在框架7的板8和活塞31之間，與軸線9同軸并且朝向噴灑器13，還包括與軸線9同軸的固定管狀體部30，活塞31與軸線9同軸并安裝成沿著管狀體部30軸向滑動并穿過環32，該環32與管狀體部30形成為整體并且封閉該管狀體部30朝向分配組件11的那一端。
如圖2和圖3所示并且如圖6和圖7更詳細地示出，活塞31的中間部分由帶鰭的截面所限定，所述截面的兩個直徑地相對的徑向鰭33在使用時與形成于環32內表面中的相應溝槽相接合，以沿著管狀體部30軸向地引導活塞31，并且相對于管狀體部30鎖定活塞31繞軸線9的角位置。
活塞31包括環形端部凸緣35，環形端部凸緣35朝向管狀體部30的端壁36，從活塞31徑向延伸到管狀體部30，并且在活塞31和端壁36之間限定可變容積腔37，可變容積腔37由安裝到活塞31端部的環形密封件38以流體密封的方式封閉，并且通過加壓熱水供給管道39與外部連通。復位彈簧40安裝在環32和凸緣35之間，并且與軸線9同軸地卷繞，環繞活塞31的中間部分。
如圖2和圖3所示，在朝向噴灑器13的端部處，活塞31裝配有截頭圓錐形管狀突出部，該截頭圓錐形管狀突出部朝噴灑器13張開，與軸線9同軸，并且限定用于容納囊2的杯42的側壁41，并且其能夠通過活塞31的作用沿平行于軸線9的方向在從噴灑器13脫離的縮回位置(圖2)和向前的注入位置(圖3)之間移動，在該向前的注入位置中，使用時，杯42的自由邊緣43壓迫杯42內的囊2的凸緣4，使之以流體密封的方式抵靠噴灑器13。
杯42容納刺穿設備44，刺穿設備44包括靠在杯42底部的板45，并具有多個針46，針46平行于軸線9延伸并彼此形成為一個，并且使用時穿透囊2的端壁5，使得經濾煮的咖啡流出囊2并且通過形成為穿過針46和板45的多個孔而流入到流出管道47中。
板45由彈性保持環48鎖定到杯42的底部，如圖7清晰所示，彈性保持環48包括多個接合到形成于杯42側壁41的基部的相應貫穿槽50的外部突出部49。其中一個槽50留出來用于從外部緊固彈性環48，以及取下彈性環48和板45。
如圖1和2所示，機器1還包括位于噴灑器13和杯42之間的裝載設備51，裝載設備51在下方容納的囊2，并且將該囊2保持在與軸線9同軸的位置，同時密封壁6實質上接觸噴灑器13的端壁27。
裝載設備51包括入口管道52，入口管道52與框架7形成為一體并且其尺寸設置為允許插入囊2，其在實質上垂直于軸線9的豎直裝載方向上定位為使得密封壁6朝向噴灑器13。如圖1和5所示，入口管道52在朝向杯42的一側由兩個與軸線9交叉并且限定縫隙54的板55所限界，在朝向噴灑器13的一側由與軸線9交叉并且具有與縫隙54對齊的中央溝槽56的板55限界。在頂部，入口管道52具有環形凸緣57，環形凸緣57與蓋58相配合，蓋58鉸接到凸緣57以繞著與軸線9交叉的軸線在打開入口管道52的打開位置(如圖2的虛線所示)和封閉入口管道52的閉合位置之間轉動。蓋58在其內表面上裝配有具有通孔60的突出部59，當蓋58位于閉合位置時，通孔60與縫隙54和溝槽56對齊，并且當杯42移動到注入位置時，通孔60由銷釘61橫向地接合(圖3)，銷釘61剛性地安裝到活塞31的頂部并且將蓋58鎖定在閉合位置。
裝載設備51還包括夾緊設備62，夾緊設備62又包括兩個爪63(圖5)，爪63從凸緣57向下延伸，對稱地位于軸線9的相對側，并且每個爪包括頂部64和彎曲的底部65，底部65的凹面朝向另一底部65。每個頂部64在其頂端鉸接到平行于軸線9的相應的固定銷釘66，以逆著彈簧(未示出)而在分別閉合和打開夾緊設備62的閉合位置和打開位置之間擺動。在閉合位置，頂部64限定的漏斗形的座67，漏斗形的座67向上與入口52的內側連通，向下與和軸線9同軸并由底部65所限定的大致圓柱形的座68連通。座68在朝向噴灑器13和杯42的一側打開，并且將囊2保持定位為其密封壁6大致與噴灑器13的端壁27正切。
實際使用時，在抬起蓋58之后，用戶沿著插入管道52將囊2插入到漏斗形座67中；并且，當蓋58降低時，突出部59向下推動囊2以分開爪63，并將囊2插入在座68內。
當用戶啟動機器1時，加壓熱水沿著供給管道39泵送到腔37中，從而將杯42從縮回位置移動到注入位置。在此運動過程中，杯42的邊緣43與底部65朝向杯42的端部相接合，從而使爪63分開，而使得囊2容易進入到杯42中。
在接納囊2時，杯42沿著軸線9延伸，因而將噴灑器13從拔出的息止位置移動到縮回的工作位置，使得針25穿透囊2的密封壁6。當杯42最終到達向前的注入位置時，邊緣43壓迫凸緣4，使之以流體密封的方式抵靠噴灑器13的端壁27。
如圖4中所示，杯42的深度為當杯42處在向前的注入位置且囊2完全插入在杯42內時，在囊2的端壁5和板45之間留有相當小的軸向間隙，并且針46容納在端壁5和板45之間的縫隙中。
當閥14打開并且沿著供給管道19并穿過孔23和孔28泵送加壓熱水時，形成于囊2內的高壓使囊2軸向地變形，使得端壁5以流體密封的方式接觸板45，針46穿透囊2(圖3)，在囊2內形成濾煮腔，并且該濾煮腔通過流出管道47與外部連通。
結合上文，需要指出的是，在濾煮過程中，使囊2和噴灑器13以流體密封的方式接合的軸向推力僅僅施加到凸緣4上，并且當囊2內的壓力是如此大時，囊2的側壁3僅承受軸向壓力，從而防止側壁3由于結合的彎曲和壓應力而失去穩定性。
當用戶按壓停止按鈕(未示出)時，加壓熱水供應被切斷，并且活塞31的縮回將杯42移回到縮回位置。在該運動的第一階段，已用過的囊2的凸緣4碰到爪63的底部65，使得囊2被逐漸從杯42拔出；并且當杯42從爪63釋放時，已用過的囊2被朝向噴灑器13而保持在座68內。
當用戶將新的囊2插入在入口管道52內而制備其它咖啡并且關閉蓋58時，爪63分開而使已用過的囊2掉落。
權利要求
1.一種用杯形密封囊(2)中的粉末材料制備飲料的方法，該方法包括下列步驟將所述密封囊(2)插入在加壓熱水分配裝置(11)和沿著水平軸線(9)與所述分配裝置(11)對齊的杯(42)之間，該插入步驟通過下述方式實施將所述密封囊(2)向下沿著入口管道(52)進給到限定在兩個可彈性變形的爪(63)之間的第一座(67)，以及將向下的推力施加到第一座(67)內的密封囊(2)，以分開兩個爪(63)并將所述密封囊(2)從所述第一座(67)傳送到與所述軸線(9)同軸并且也由所述兩個爪(63)限定的第二座(68)；并且該方法還包括下列步驟通過將軸向力施加到所述密封囊(2)的外部環形凸緣(4)并軸向地推動仍然與所述軸線(9)同軸的密封囊(2)使之抵靠由分配裝置(11)承載的第一刺穿設備(21)，而刺穿一體地安裝到所述凸緣(4)的密封壁(6)；以及通過將軸向壓力施加到所述密封囊(2)而推動所述密封囊(2)的與密封壁(6)相對的端壁(5)使之抵靠由所述杯(42)承載的第二刺穿設備(44)，而刺穿所述端壁(5)；僅在加壓熱水通過所述已刺穿的密封壁(6)供給到所述密封囊(2)內之后才施加所述軸向壓力。
2.如權利要求1所述的方法，還包括下列步驟借助兩個爪(63)將所述第二座(68)內的所述密封囊(2)保持在與所述軸線(9)同軸的位置，并且所述密封壁(6)朝向噴灑器(13)且所述環形凸緣(4)朝向所述杯(42)的自由邊緣(43)，所述噴灑器(13)具有所述第一刺穿設備(21)并形成為所述分配裝置(11)的一部分；使所述噴灑器(13)和所述杯(42)沿著所述軸線(9)相向地相對運動，使得所述自由邊緣(43)接觸所述環形凸緣(4)，從而使所述密封囊(2)以一定量的軸向間隙插入在所述杯(42)內，以壓迫所述密封壁(6)使之抵靠所述第一刺穿設備(21)而刺穿所述密封壁(6)，并將密封壁(6)以流體密封的方式連接到所述噴灑器(13)；以及借助所述分配裝置(11)通過所述已刺穿的密封壁(6)將加壓熱水供給到所述密封囊(2)中，從而使得所述密封囊(2)在所述杯(42)內軸向地擴張以消除所述軸向間隙，并使所述端壁(5)流體密封地接觸所述第二刺穿設備(44)，使得所述端壁由所述第二刺穿設備(44)刺穿，以允許所述飲料穿過所述第二刺穿設備(44)流出。
3.如權利要求2所述的方法，其中，通過在所述杯(42)朝所述噴灑器(13)相對運動的過程中所述杯(42)分開所述爪(63)而將所述密封囊(2)從所述第二座(68)逐漸地傳送到所述杯(42)，使得所述密封囊(2)插入所述杯(42)內。
4.如權利要求2或3所述的方法，其中，通過逆著彈性復位裝置并借助液壓推力裝置(29)而朝所述噴灑器(13)移動所述杯(42)而執行所述相對運動，使得所述密封壁(6)由所述第一刺穿設備(21)刺穿，并且所述凸緣(4)以流體密封的方式被夾緊在所述噴灑器(13)和所述杯(42)的所述自由邊緣(43)之間。
5.如權利要求4所述的方法，其中，通過沿著所述軸線(9)并借助所述杯(42)而使得所述噴灑器(13)在拔出位置和縮回位置之間移動，所述密封壁(6)由所述第一刺穿設備(21)刺穿，在所述拔出位置所述噴灑器(13)蓋住所述第一刺穿設備(21)，在所述縮回位置所述第一刺穿設備(21)延伸穿過所述噴灑器(13)。
6.如權利要求4或5所述的方法，其中所述液壓推力裝置(29)由供給到可變容積腔(37)內的所述加壓熱水致動，所述可變容積腔(37)形成于都與所述軸線(9)同軸的外部缸(30)和活塞(31)之間；所述活塞(31)與所述杯(42)一體地安裝并以軸向滑動、角向固定的方式連接到所述外部缸(30)。
7.如前述權利要求中任一項所述的方法，其中通過將所述入口管道(51)的蓋(58)移動到關閉所述入口管道(52)的關閉位置而施加所述向下的推力。
全文摘要
在咖啡機(1)中，密封囊(2)以一定量的軸向間隙進給到沿著水平軸線(9)與加壓熱水噴灑器(13)對齊的杯(42)中，并朝噴灑器(13)移動而使密封囊(2)的環形凸緣(4)以流體密封的方式抵靠噴灑器(13)，以借助第一刺穿設備(21)刺穿密封囊(2)的前部密封壁(6)，以穿過密封壁(6)而供給加壓熱水使得密封囊(2)軸向地擴張并消除該軸向間隙，并使得密封囊(2)的端壁(5)流體密封地接觸第二刺穿設備(44)，并抵靠該第二刺穿設備(44)而使端壁刺穿，使得咖啡通過該第二刺穿設備(44)而流出。
文檔編號A47J31/40GK1980589SQ200580022280
公開日2007年6月13日 申請日期2005年7月8日 優先權日2004年7月9日
發明者維爾吉尼奧·科爾泰塞 申請人:Sgl意大利有限責任公司