专利名称：饮水器的制作方法
技术领域：
本发明涉及饮水器。更具体地说，本发明涉及将水灌装到单个包装件中、将该包装件密封并然后将所述灌装并密封好的包装件输送给消费者的饮水器。
背景技术：
饮水器在家里向消费者提供水是已知的，所述饮水器包括供水源，所述供水源可以直接取自自来水-也就是说，取自公共供水源-或者取自可以以不泄漏的构造配合到饮水器上的一次性水容器。这些饮水器中的某一些包括在将水分配给消费者之前将水制冷的系统。水通过手动或电动分配泵系统进行分配，所述手动或电动分配泵系统将水从供水源引到消费者放置在饮水器的龙头状开口下方的杯中。为了回收溢出的水，需要废水处理系统。然而，所述解决方案不允许消费者从饮水器取出水并将所分配的水运输或储存一段时间以便进行所述水的“行进中的”消费，例如，用于儿童将水带到学校或者用于在车内消费。在这后两种情况下，对消费者来说，携带水的唯一方法是去商店购买瓶装水。然而， 这些瓶子较重，并且生态上不友好，因为它们需要大量包装材料，并且需要在工厂里使用封闭装置或类似系统封闭、印刷、集中打包或在装运之前以其它方式打包到二次包装件中的操作，所述装运具有不良的生态印迹。因此，本发明要解决的主要问题是，提供以低成本且生态上安全地向消费者输送饮用水或其它饮料的家用输送系统。这种系统是瓶装水或已知家用饮水器的使用方便、尺寸减小、便宜且生态友好的替代品。
发明内容
这个问题通过根据本发明的用于在家里输送饮用水的饮水器解决，所述饮水器包括至少下列部分的组合(i)饮用水源，优选可更新的饮用水源，(ii)(a stock of packages),(iii)用于向至少一个包装件灌装饮用水的灌装机构，和(iv)用于在输送给消费者之前密封单个灌装好的包装件的密封机构。在第一实施例中，水源是设置在饮水器的贮藏器中的容器。在第二可能的实施例中，水源是通过防漏管连接到所述饮水器上的公共供水源。有利地，根据本发明的饮水器还包括用于在水灌装到包装件中之前将至少一种配料添加到水中的机构，所述配料在下面的列表中选择矿物盐、维生素、香料、着色剂、益生元、益生菌、糖/甜味剂、防腐剂、植物提取物或其组合。优选地，所述用于将至少一种配料添加到水中的机构包括(i)至少一个容纳有所述配料的胶囊，(ii)泵机构，该泵机构用于将所述水从所述水源泵送穿过所述胶囊以便将所述配料混合到水中，和(iii)导引机构，该导引机构用于将所述水和配料的混合物导引到用于将所述混合物灌装到包装件中的灌装机构中。在后一种情况下，所述胶囊是单次使用的一次性胶囊。在本发明的优选实施例中，所述灌装机构包括至少一对用于保持所述包装件的辊子，所述辊子包括相配合的槽，所述相配合的槽限定灌装针能移动穿过以灌装所述包装件的通道。还有利地，所述包装件库存包括作为连续的卷储存的预制薄膜袋，以便在卷中的相邻的袋通过预切接缝以可分离的方式连接。优选地，所述包装件在灌装水之前容纳有干配料或液体配料，例如香料、矿物质、 植物提取物、维生素、糖/甜味剂、营养补充剂、防腐剂。在一个实施例中，所述包装件具有若干能设置成不同构造的分开的腔室，以便所述包装件借助于类似于圆、蜗牛、星星、三角形或杠铃的基部区域自己立着。有利地，所述包装件可以是单次使用的一次性包装件。优选地，灌装机构包括抗污染机构，以便在灌装包装件期间防止水污染并保证无菌灌装。在这种情况下，抗污染机构优选地包括用于容纳包装件库存和灌装机构的卫生的腔室。更优选地，所述卫生的腔室是可移除的一次性筒。在任何情况下，灌装机构优选地还包括用于控制灌装到所述包装件中的灌装体积的称重机构。可供选择地，或者与所述称重机构结合，灌装机构还可以包括用于控制灌装到所述包装件中的饮料的灌装体积的容积式灌装系统和/或流量计和/或中间储罐。在本发明的优选实施例中，饮水器包括用于清洁所述饮水器的内部的自动卫生自净系统。
在下面参考附图描述的目前优选实施例的说明中，描述了本发明的附加特征和优
；^^，I .图1是根据本发明的饮水器的示意性前视透视图；图2是包含包装单元、灌装单元和密封单元的可更换筒的局部切去的示意性透视图；图3和4是与图7类似的局部切去的示意性侧视图；图5A和5B分别是用于根据本发明的饮水器的集成的袋制造线的示意性侧视图和前视图；图6是示出用图IOA和IOB中所示的制造线制造的预制袋卷的示意性透视图；图7是与图11类似的示意性视图，示出如何灌装袋；图8是示出根据本发明的用于袋的灌装单元的示意性透视图；图9是与图8类似的侧视图，其中灌装针还未插入袋灌装开口中；图10是与图8和9类似的侧视图，其中灌装针插入袋灌装开口中并且正将安全饮料包装在其中；
图11是示出灌装和密封好并准备与袋卷的其余部分分离的袋的示意性前视图；图12是与图11类似的视图，示出袋构造的可供选择的实施例；图13是与图12类似的视图，其中一个袋被打开成分配构造；图14是示出袋构造的又一可能实施例的示意性前视图，其中每个袋都设置有预切携带柄；图15是与图14类似的视图，其中袋与袋卷的其余部分分离且预切柄被拆下来以便可使用；图16是与图15类似的侧视图，示出使用者可以如何使用柄来携带袋。
具体实施例方式本发明用于家庭使用，这意味着根据本发明的饮水器的总体积应该减小，从而适合于安装在楼房里或房间里，例如安装在厨房里。所谓家庭使用，是指本发明也可以在办公室里使用。优选地，所述饮水器的总体积小于lm3，优选小于0. 5m3，甚至更优选小于0. 2m3。本发明的第一可能实施例在图1中示出。在该实施例中，根据本发明的饮水器1 用于向消费者输送饮用水。根据本发明，饮水器包括下列部分的组合(i)可更新的饮用水源2 ；(ii)包装件库存3;(iii)用于向至少一个包装件3灌装饮用水的灌装机构；和(iv)用于在输送给消费者之前密封单个灌装好的包装件的密封机构。水源是设置在饮水器1的贮藏器6中的容器。所述饮水器设置有电源7，用于向灌装机构和密封机构的不同构成元件(泵、阀、 电路板等)提供电力，以及在所述饮水器包括水制冷系统的情况下用于向水制冷系统提供电力。根据本发明的饮水器还包括用于在水灌装到包装件3中之前将至少一种配料添加到水中的机构，所述配料在下面的列表中选择矿物盐、维生素、香料、着色剂、益生元、益生菌、糖/甜味剂、防腐剂、植物提取物或其组合。所述用于将至少一种配料添加到水中的机构包括(i)至少一个胶囊9，所述胶囊9容纳有所述配料并待插入饮水器的专用贮藏器10 中，(ii)泵机构(图中未示出)，该泵机构用于将所述水从所述水源2泵送穿过所述胶囊9以便将所述配料混合到水中，和(iii)导引机构，该导引机构用于将所述水和配料的混合物导引到用于将所述混合物灌装到包装件3中的灌装机构4中。所述胶囊9是单次使用的一次性胶囊。为了将一种或几种配料添加到水中，消费者将胶囊插到设置在饮水器的前面板11上的贮藏器10中。消费者然后按压指令按钮12 以便启动水的包装件3的分配。饮水器包括电路板(图中未示出)，该电路板管理灌装、密封和将灌装并密封好的袋分配到饮水器的分配抽屉27中的不同步骤。所述包装件库存是预制袋卷24，如例如在图2、3、4中所示。饮水器1还包括分配机构，如图3和4中所示，该分配机构用于一次从袋卷M分配一个袋3，所述分配机构包括切割机构25和具有抽屉27的分配门系统沈，该切割机构25 用于一旦所述包装件3灌装并密封好就切割一个包装件3并使之与包装件卷M的其余部分分离，而分配门系统沈使得一旦灌装好的袋3与包装件卷/袋卷M的其余部分分离并落到所述抽屉27中就给消费者提供接近灌装好的袋3的途径，如图4中所示。分配门沈可以是机动的且当灌装并密封好的袋3准备落到分配抽屉27中时自动打开。灌装机构用于向包装件3无菌地灌装水，密封机构用于在所述包装件3灌装之后将其密封。灌装机构和密封机构将在下面更详细地描述。如图2、3和4中所示，所述灌装机构、密封机构和分配机构有利地设置在壳体28 中，以便形成单次使用的密封地封闭的筒观。筒观也封装包装件库存对。如图2、3、4、8和9中所示，灌装机构4包括一对用于保持正在灌装的包装件3的辊子四。辊子四包括相配合的槽30，该相配合的槽30限定灌装针31可以移动穿过以便灌装包装件3的通道，如也可以在图8和9中看到的。如图5至7和10至13中所示，包装件库存M包括作为连续的薄膜卷M储存的预制薄膜袋3，以便薄膜卷M中的两个相邻的袋3通过预切接缝46以可分离的方式连接。 这些包装件不能再封闭，由于这个原因，它们具有通过切割、扯裂、撕裂、刺穿或其组合破坏的开口 36。在每个袋3中，预制的焊缝长度是最终焊缝长度的至少70%，换句话说，当袋仍然处于袋卷中时，没有焊缝的区域小于完全封闭包装件所必须的焊缝长度的30%。在本发明的领域中用于包装水的每个包装件的形状优选形成为使得在一个横断面中构成包装件体部的材料延伸到灌装开口的边界之外。这保证了包装件的分配开口以某种方式受包装件的边界保护，并因此更具机械抵抗力。有利地，包装件3形成为优选装饰/印刷的预制包装件。在需要在包装件上装饰或印刷的情况下，用于制造所述袋3的薄膜优选是在形成袋卷之前预先印刷好的，如下所述。从图2、3和4中可以看到，袋卷M用于安装到根据本发明的设备中，因此袋的自由端穿过灌装机构和密封机构，所述灌装机构和密封机构分别保证将水灌装到每个袋3中和然后密封所述灌装好的袋3。灌装机构包括从水源2输送水的管34。该管34连接到灌装泵(图中未示出)上， 所述灌装泵联接到电子管理系统(图中未示出)上，所述电子管理系统使袋卷的运动与灌装泵和密封机构同步。管34连接到灌装针31上，该灌装针31可相对于正在灌装的袋前后运动，如可以在图3、4、8和9中详细看到的。针31通过活塞状系统32移动，该系统32可以在图4中看到。从图2、8和9中可以看到，袋3正在灌装并由一对辊子四保持。如图2中具体示出地，每个辊子都设置有橡胶表面35，该橡胶表面35具有抓紧袋的表面的作用，因此在灌装操作期间袋不会滑离。如图6、7和10至14中所示，袋3包括圆的开口 36，在灌装操作开始之前，灌装系统的灌装针31可以穿过该开口 36。一旦袋灌装好，就将灌装针31从袋中取出，然后通过密封机构将袋密封。作为灌装开口的替换，袋可以在袋壁上设置灌装区，该灌装区可以在实施
7灌装操作时用灌装针刺穿，或者也可以将刺穿灌装区作为预灌装步骤，以便刚好在灌装针插入袋中以便灌装所述袋之前形成开口。在灌装操作期间保持袋3的两个辊子四都包括槽，所述槽设置成彼此面对面，以便所述两个相配合的槽限定直径大于或等于灌装针31的直径的通道，因此在灌装操作期间所述针可以在辊子四之间来回移动。图2示出设置在灌装机构和密封机构中的袋卷24。一个袋3a已经灌装好并正在密封，在袋卷上方的袋北正在灌装。密封机构包括一对密封钳38，密封钳可通过致动机构 (图中未示出)例如气动活塞或电动机来回往复运动，类似于本领域技术人员公知的密封钳。—旦袋3灌装有安全饮用水，就将袋卷M展开，以便灌装好的袋的上边缘39设置在密封钳38之间。然后停止展开运动并使密封钳38如图2中箭头所示朝向彼此移动以便密封袋3的开口 36，然后使密封钳38向后移动以便释放灌装并密封好的袋。然后再次开始展开操作，从而灌装并密封好的袋可以被引向切割机构25以便与袋卷M分离，并落到分配抽屉27中。切割机构可以是通过电动机来回移动的切割刀片。如上面已经描述的和如图3中所示，袋卷对、灌装机构4和密封机构5以及切割机构25可以封装在壳体(或也称之为“筒”) 中。一旦灌装并密封好的袋3与袋卷M分离，它就落到分配抽屉27中，如图4所示。壳体观的前部可以设置有用于消费者穿过饮水器壁观察灌装、密封和切割操作的窗口 40，如图4中所示。壳体观包括后门41，以便在必要时进入所述壳体的内部并更换袋卷对。如上所述的袋3用图5A和5B所示的连续方法制成袋卷M，其中图5B是图5A的 90°侧视图，以便示出在成形操作期间如何折叠薄膜。袋卷M由在纵向上卷起并密封成管的热塑性薄膜形成。两对相互间隔开设置的辊子42将薄膜折叠，并且通过沿着袋卷以规则的间距冲孔切出开口 36。然后，另一对辊子 43将薄膜管相对于所述管的纵向轴线成90°折叠，两对密封钳44在袋的上末端和下末端处将袋密封，如图5A和5B中所示。如可以从图5B中看到的，上密封45具有允许该上密封 45非常靠近袋开口 36定位的特殊形状。在密封钳44形成密封以封闭袋的上边缘和下边缘的同时，它们分别在袋3的上密封和下密封的上方和下方形成横向预切接缝线46。预切接缝线46通过集成在密封钳44中的切割工具(图中末示出)制成。图6示出用如上所述方法得到的袋卷24。可以看出，袋卷M中两个连续的袋3通过可拆开或可撕裂的预切线46连接，该预切线46沿着袋卷的宽度横向设置。图7和10示出袋卷M中的两个连续的袋3。在图7中，袋卷中的上面的袋正通过插入袋开口 36中的灌装针31灌装饮用水。在图7和10中，下面的袋已经灌装好，并且其开口 36被密封。已准备好沿着预切线46与袋卷M的其余部分分离。从图10显然可以看出，袋3的接缝在灌装步骤之前预先存在只有袋开口 36还未密封，直至灌装步骤完成。在灌装步骤之后，该开口 36也通过封闭密封47密封，所述封闭密封47形成为圆形的，以便适合于所述开口的形状。灌装好的袋3因此被完全密封地封闭。应该注意，灌装和密封步骤是在无菌条件下进行的。每个袋的形状大体上都是平行四边形的，例如方形的，如图10中所示。从图11和12中可以看到可供选择的袋设计。在该可供选择的实施例中，每个袋3的形状大体上是方形或矩形的。每个袋3都由如上所述的管状薄膜形成，袋3的上边缘和下边缘在横向上密封以便封闭袋。此外，在该实施例中，形成L形密封48，该L形密封与袋的一侧大体上平行并相邻。该L形密封48不是跨过其整个表面密封，如可以在图11中看到的，而是其中心区49不密封且包括预切线50，所述预切线50设置成使得袋3的位于 L形密封48和相邻侧壁之间的部分可以被分离，以便形成可分离口 51，如图12中所示。如图12中所示，所述可分离口的自由端52 ( 一旦与袋3的其余部分分离)可以在分配之前被消费者切开。分配口 51形成分配袋内容物的方便方式，而不需要袋3具有复杂的形状。在图13、14和15中示出将在本发明的设备中使用的袋的另一个可能的实施例。从图13中可以看出，袋卷中的每个袋都总体上如上所述，S卩，由管状薄膜制成，该管状薄膜横向密封以形成袋。在该具体实施例中，袋3包括大致U形的附加密封53，该密封 53在其表面上包括预切部(图中未示出)。该密封53环绕袋开口 36并在袋3灌装好后形成。密封53实际上如此成形和设置使得开口 36完全封装在U形密封53和袋的上密封45 之间。这样，当形成密封53时，袋完全封闭，如可以在图13中看到的。当袋的被U形密封53围绕的部分分离时，袋仍然保持封闭，同时形成开口 M，如图 14中所示，从而消费者可以插入手以便握住和携带袋，如图15中所示。在本发明的另一个可能的实施例中，将单个预制袋手动送入灌装站，例如送入设置在饮水器的前表面上的袋插入开口中。在饮水器内部，袋将被刺穿、灌装并释放，用于行进中消费，如本文上面所描述的。优选地，在这种情况下，预制袋在密封之后完全消毒，以避免任何食品安全风险。在本发明的又一个实施例中，预制袋是比完全扩张开的预制袋材料厚和体积小的预制袋。该袋作为卷轴、袋垛或作为一组单个袋提供(该袋可以由消费者——即，手动地——送入机器，或者从饮水器中的库存自动地送入机器，如上所述)。在灌装站内部，预制袋优选至少局部加热到允许材料变形的温度。灌装产品的步骤在0. 5至20巴、优选1至 10巴的液体压力下进行，以便使所述袋变形到它的最终形状和体积。在该实施例的情况下，对于所有卷轴、袋垛或单个预制袋组，预制袋较小并因此更容易运输和储存。最后，本发明的另一优点是用饮水器灌装的包装件的保存期限短。因此，与本发明的饮水器一起使用的包装件的优选包装材料包括可生物降解材料，例如聚羟基脂肪酸酯 (PHA)、玉米基生物塑料聚合物、淀粉基树脂、聚乳酸基树脂、大麻基树脂、纤维素基树脂或其组合，所述聚羟基脂肪酸酯(PHA)例如是聚-3-羟基丁酸酯(P3HB)、聚-4-羟基丁酸酯 (P4HB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基己酸酯(PHH)、聚羟基辛酸酯(PHO)及它们的共聚物。应该理解，对本文所述的目前优选实施例进行各种改变和修改对于本领域技术人员来说都是显而易见的。这些改变和修改可以在不脱离本发明的精神和范围及不减少其伴随优点的情况下进行。因此这些改变和修改将被所附权利要求覆盖。
权利要求
1.一种用于在家里输送饮用水的饮水器(1)，所述饮水器(1)包括至少下列部分的组合(i)饮用水源O)，优选可更新的饮用水源，(ii)包装件库存(24),(iii)用于向至少一个包装件(3)灌装饮用水的灌装机构( ，31，32，34，35)，和(iv)用于在输送给消费者之前密封单个灌装好的包装件(3)的密封机构(38)。
2.根据权利要求1所述的饮水器(1)，其特征在于，水源( 是设置在饮水器的贮藏器 (6)中的容器。
3.根据权利要求1所述的饮水器(1)，其特征在于，水源( 是通过防漏管连接到所述饮水器上的公共供水源。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述饮水器(1)还包括用于在水灌装到包装件(3)中之前将至少一种配料添加到水中的机构(9，10)，所述配料在下面的列表中选择矿物盐、维生素、香料、着色剂、益生元、益生菌、糖/甜味剂、防腐剂、 植物提取物或其组合。
5.根据权利要求4所述的饮水器(1)，其特征在于，所述用于将至少一种配料添加到水中的机构包括(i)至少一个胶囊(9)，该胶囊(9)容纳有所述配料并待插入饮水器的专用贮藏器(10)中，( )泵机构，该泵机构用于将所述水从所述水源泵送穿过所述胶囊(9)以便将所述配料混合到水中，和(iii)导引机构，该导引机构用于将所述水和配料的混合物导引到用于将所述混合物灌装到包装件(3)中的灌装机构中。
6.根据权利要求5所述的饮水器(1)，其特征在于，所述胶囊(9)是单次使用的一次性胶囊。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述灌装机构包括至少一对用于保持所述包装件的辊子( )，所述辊子09)包括相配合的槽，所述相配合的槽限定灌装针(31)能移动穿过以灌装所述包装件(3)的通道。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述包装件库存 (24)包括作为连续的卷储存的预制薄膜袋，以便在卷04)中的两个相邻的袋(3)通过预切接缝G6)以可分离的方式连接。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述包装件C3)在灌装水之前容纳有干配料或液体配料，例如香料、矿物质、植物提取物、维生素、糖/甜味剂、 营养补充剂、防腐剂。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述包装件(3)具有若干能设置成不同构造的分开的腔室，以便所述包装件借助于类似于圆、蜗牛、星星、三角形或杠铃的基部区域自己立着。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述包装件(3)是单次使用的一次性包装件。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述灌装机构09，`31,32,34,35)包括抗污染机构，以便在包装件的灌装期间防止水污染并保证无菌灌装。
13.根据权利要求12所述的饮水器(1)，其特征在于，所述抗污染机构包括用于容纳包装件库存04)和灌装机构09，31，32，34，35)的封闭的卫生的腔室08)。
14.根据权利要求13所述的饮水器(1)，其特征在于，所述卫生的腔室08)是可移除的一次性筒。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述灌装机构09， 31,32,34,35)还包括用于控制灌装到所述包装件中的灌装体积的称重机构。
16.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述灌装机构09， 31,32,34,35)还包括用于控制灌装到所述包装件中的饮料的灌装体积的容积式灌装系统。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述灌装机构09， 31,32,34,35)还包括用于控制灌装到所述包装件中的饮料的灌装体积的流量计和/或中间储罐。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述饮水器(1)还包括用于清洁所述饮水器的内部的自动卫生自净系统。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的饮水器(1)，其特征在于，所述预制袋是体积比其最终体积小的预制袋，其中所述袋能加热到允许材料变形的温度，以便允许灌装产品的步骤在0. 5至20巴、优选1至10巴的压力下进行，以便在所述袋的密封之前使所述袋变形到它的最终体积。
全文摘要
本发明涉及用于在家里输送饮用水的饮水器(1)，所述饮水器(1)包括至少下列部分的组合(i)饮用水源(2)，优选可更新的饮用水源；(ii)包装件库存(24)；(iii)用于向至少一个包装件(3)灌装饮用水的灌装机构(29，31，32，34，35)；和(iv)用于在输送给消费者之前密封单个灌装好的包装件(3)的密封机构(38)。
文档编号A47J31/40GK102459002SQ201080028200
公开日2012年5月16日 申请日期2010年3月25日 优先权日2009年4月25日
发明者C·德特罗伊斯, E·鲁普克, J-P·塞尔维尼, K·哈特维格, M·维格尼-施密特 申请人:雀巢产品技术援助有限公司