用于制备饮料、特别是浓缩咖啡的机器，以及可用于所述机器中的用于自引水的装置的制作方法

本发明一般涉及用于制备饮料、特别是浓缩咖啡的机器。已经特别参考在这种机器上使用的用于自引水的装置来开发本发明。

现有技术

用于制备饮料的机器通常包括冲泡单元，其经由泵（通常为振动泵）供应。泵的入口连接到水箱，并且其出口或传递代替地流体连通地连接到冲泡单元。在泵和冲泡单元的传递之间设置有用于加热水的加热装置，以及至少一个常闭单向阀，当由泵推动的水的压力超过基本预设压力（通常约为2巴）时，该单向阀打开。

在饮料传递循环期间或之后（即，在泵的操作过程中或紧接此循环结束时中断其操作），空气可能存在于机器的液压回路中。空气的存在可能是由于在传递过程中由于箱中存在不足量的水而发生的液压回路的排空。其他可能的原因可能是没有箱或其错误定位，例如在由用户执行其移除后，或者又由于长时间不使用机器。

液压回路中存在空气可能引起泵引水的问题。为此，所涉及类型的机器通常设置有用于自引水的装置。已知的用于自引水的装置通常包括管状壳体结构，有时由机器的液压部件（例如电磁阀）的体限定，其具有流体连通地连接到泵的传递的入口，和流体连通地连接到收集空间（例如机器的水箱）的出口。

当机器的泵被激活以用于准备饮料时，自引水装置使得能够从液压回路中适度地溢出水和空气，从而防止泵本身的引水问题。当泵停用后回路返回到环境压力时，来自自引水装置的水溢出被中断。

已知的自引水装置通常为机械类型；即，它们包括溢出构件，该溢出构件滑动地容纳在由相应的壳体结构限定的相应座内。

溢出构件通常是在其面向出口的端部处具有受限直径部分的活塞，其起到阀构件的作用，并且至少在所述部分上装配有弹簧。弹簧可操作用于将受限直径部分的锥形端部保持在轴向设置在距出口一定距离的位置中。然后，活塞具有较大直径的部分，该部分基本上对应于由壳体结构限定的其滑动座的直径。

在活塞的较大直径部分和相应的座之间存在的间隙使得水能够朝向座本身的区域通过，受限直径的部分（即出口）位于其中。在该出口区域中，经由弹簧和存在于活塞的受限部分的锥形端部上存在的可能的凹口，允许从出口渗出水。上述弹簧能够使活塞在水的推力下有一定的滑动，但即使在其最大压缩状态下，上述凹口的存在也不会导致出口完全关闭，使得自引水装置当泵处于活动时，将始终允许水和可能的空气渗出。

所述涉及类型的自引水装置存在一些缺点，通常是长期的，主要与它们的结构相关联。活塞式溢出构件是滑动部件的事实导致机械磨损，随着时间的推移可能引起水的过度排出或可能的粘附。水中偶尔存在的杂质也可能是粘附的来源。

在与脉冲泵（例如在用于制备饮料的机器中经常使用的振动泵）组合使用的情况下，所涉及类型的自引水装置通常是可靠的，但在使用非脉冲泵或具有恒定传递的泵、通常由旋转轴电动机驱动的泵的情况下可能证明效率较低。考虑到由振动泵产生的驱动力是脉冲力，上文涉及类型的自引水装置的开/关活塞受到振动，从而在一定程度上根据上文振动来调节水的溢出。因此，这些已知的设想用于脉冲推动的装置在与具有恒定传递的泵组合使用时可以以与预期不同的方式运行。

技术实现要素：

本发明基本上旨在经由一种用于制备开始所涉及类型的饮料的机器来克服上文所涉及的缺点，该机器设置有易于生产、经济上有利且可靠的用于自引水的装置。本发明的相关目的是提供一种适用于所涉及类型的机器的用于自引水的装置。

根据本发明，通过具有权利要求1所详细说明的特征的机器实现了上述和其他目的。同样地，形成本发明的主题的是用于制备上文限定类型的饮料的机器的用于自引水的装置和阀装置，如权利要求13和15中所详细描述的。在从属权利要求中详细描述了本发明的有利的实施例。权利要求书构成本文关于本发明所提供的技术教导的一体部分。

附图说明

参考附图，本发明的其他目标、特征和优点将从仅通过非限制性示例的方式的发展的随后详细说明显现，其中：

-图1是根据本发明的可能实施例的用于制备饮料的机器的示意图；

-图2是集成根据本发明的可能实施例的自引水装置的阀装置的示意性剖视图；

-图3是阀装置的根据与图2的截面正交的截面平面的局部及示意性剖视图，该阀装置集成了根据本发明的可能实施例的自引水装置；

-图4是图3的自引水装置的一些部分的分解示意性剖视图；

-图5是根据本发明的可能实施例的自引水装置的泄放构件的示意性透视图；

-图6-9是类似于图2-5的视图的视图，但是关于本发明的其他可能的实施例；

-图10和11是集成相应的根据本发明的另外可能的实施例的自引水装置的阀装置的局部及示意性剖视图；

-图12是根据本发明另外可能的实施例的用于制备饮料的机器的示意图；

-图13是可以在图12的机器中使用的自引水装置的示意性透视图；和

-图14是根据本发明另外实施例的自引水装置的示意性透视图。

具体实施方式

在随后的描述中，示出了各种特定的细节，旨在提供对实施例的深入理解。可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、部件、材料等获得实施例。在其他情况下，未示出或者详细描述对于本领域技术人员已知或显而易见的结构、材料或操作，以使实施例的各个方面不会不清楚。在本说明书的框架中对“实施例”或“一个实施例”的参考旨在指示，在至少一个实施例中包括关于该实施例描述的特定构造、结构、或特征。因此，可能出现在本说明书的各个点中的诸如“在实施例中”或“在一个实施例中”，“在各种实施例中”等的短语不一定指代同一个实施例。而且，在一个或多个实施例中，特定构型、结构、或特征可以以任何适当的方式组合。在本文中使用的附图标记仅仅出于方便而提供，且因此不限定保护范围或者实施例的范围。

在图1中，作为整体由m标出的是用于制备饮料的机器。机器m有限地示出其液压回路，其对于理解本发明是有用的。液压回路包括冲泡单元1，其从液压的观点基本上等同于限流器，用于将饮料传递到杯2等中。

电动泵3具有经由进气管道5连接到水箱4的入口，在该进气管道5上可以设置流量计6，例如涡轮机类型的流量计6，以提供指示通过泵3吸入的水的流速的电信号（脉冲）。泵3可以是振动电动泵，另外是由具有旋转轴的电动机7驱动的泵，其本身具有已知的类型。

由泵3在出口处传递的加压水到达电加热装置或锅炉9，并由此朝向冲泡单元1行进。优选地，在泵3和冲泡单元1之间设置至少一个常闭单向液压阀，其设计成当来自泵的水的压力超过预设阈值（例如等于2巴）时能够使水流向冲泡单元。在图1中例示的情况下，提供了两个这样的阀，一个在加热装置9的上游，并且另一个在加热装置9的下游，分别由10和11标出。

由12标出的是排放阀，其功能将在下文中阐明。在所示的非限制性示例中，阀12是常开双位阀，并且与其可操作地相关联的是根据本发明的可能实施例获得的用于自引水的装置。在各种实施例中，阀12和用于自引水的装置集成在单个阀装置中，例如由20标出的阀装置。

在各种实施例中，阀12是液压驱动的排放阀，其包括：

-主入口12in，其设计用于连接到在单向阀11和冲泡单元1之间的机器m的液压回路；

-主出口12out，其设计成与排出容器13或一些其他排放空间流体连通地连接；

-辅助入口12dr-in，其设计用于连接到泵3的传递；

-辅助出口12dr-out，其设计用于连接到冲泡单元1，在单向阀10的上游；以及

-另一个出口25，其设计成设置为与用于自引水的装置22流体连通，用于由泵3所推动的水的受控溢出；装置22具有出口，优选地与箱4连通。

在例示的机器中，出口25和主入口12in构成阀12的相应驱动装置—在图1的液压图中分别由25p和12p标出—一个设置在入口12dr-in和出口12dr-out之间，在单向阀10的上游，并且另一个设置在入口12in和出口12out之间。

入口12in和出口12out在这里被定义为“主”，在它们与阀12的主要排放功能相关联的范围内，除了液压驱动到其阀构件的打开状态中之外。相反，入口12dr-in和出口12dr-out在此被定义为“辅助”，在它们基本上与液压驱动到阀12的上述阀构件的关闭状态中的功能相关联的范围内。

阀12或集成它的装置20的具体实施和操作与本发明的目的无关，并且可以例如根据国际专利申请号pct/ib2016/053490（其以本申请人的名义提交）中描述的形式获得。

这足以说明该布置使得在泵3被激活以准备饮料之后，推动进入辅助入口12dr-in的水使得排放阀12的阀构件从其常开状态切换到其关闭状态。以这种方式，离开阀12的辅助出口12dr-out的水不能流出主出口12out，代替地仅到达冲泡单元1。

接下来，一旦饮料的传递通过，泵3就被停用，并且由于与用于自引水的装置22的连接25并且由于存在上述用于打开的液压驱动装置25p和用于关闭的液压驱动装置12p，阀12返回到其正常打开状态，这使得水能够在主入口12in和主出口12out之间自由流出，即，存在于包括在单向阀11和冲泡单元1之间的回路部分中的水残余物被排放，这使得能够排出可能存在于水中的悬浮颗粒。

在图2中，阀12或阀装置20以截面视图示出，限于对于理解本发明而言直接关注的部分，这涉及用于自引水的装置22。在该图中，由26标出的是阀12内的室，其与辅助入口12dr-in、辅助出口12dr-out以及另外的出口25连通。在该示例中，在室26内限定的是用于阀12的阀构件的行程终点止动器26a；该阀构件在图3中可见，其中该阀构件由26b标出。

在各种实施例中，用于自引水的装置22包括中空壳体结构，其具有与泵的传递流体连通的入口，以及用于使水能够朝向收集空间溢出的出口，如前所述（例如，图1的箱4）。

在各种实施例中，装置22的壳体结构至少部分地与机器m的液压构件的体限定为单件。参考所示的示例，壳体结构然后包括轴向中空的管状壳体27，其由阀12的体限定，其中其入口22a与阀本身的出口25对应。

在各种实施例中，例如例示的实施例中，壳体结构还包括封闭元件28，该封闭元件28联接到壳体27的相应端部，此处为与入口22a相对的端部。基本上像插塞一样构造的封闭元件28限定了由22b标出、例如由元件28自身的通孔表示的壳体结构的出口。

装置22的壳体结构的入口22a和出口22b之间设置有溢出构件，作为整体由30标出。

根据本发明，溢出构件30具有由可透过水和空气的材料制成的体，并且使得至少在机器的泵3活动时被水和空气横穿。在各种实施例中，构件30的体是基本上多孔的体，例如设置有微通道，该微通道设计成能够在入口22a和出口22b之间适度地渗出水和空气。

构件30的体优选地由聚合材料制成、甚至是海绵状或单格（cell）类型。

在优选实施例中，选择构件30的体的尺寸和/或孔隙率，使得在旨在准备饮料（指示泵的激活约30秒）的机器的单个操作循环的过程中，并且利用设计成产生包括在2至15巴之间的传递压力的泵，装置22将能够溢出包括在8至20cc之间、优选大约10cc的水量。一般而言，对于具有大致细长形状的多孔渗透体，如图2-5中所例示的情况，水的渗出基本上与孔径和体本身的长度成反比。

在优选实施例中，溢出构件30的可渗透体安装在相应壳体结构内的固定位置，即，以非滑动或不可移动的方式。为此目的，在各种实施例中，壳体结构可构造成用于限定用于可渗透体的壳体座，该壳体座设置有用于体自身的相应纵向端部的至少一个相对表面。

还参考图3，并且特别是参考图4，可以注意到如何—在所示的示例中—在壳体27内限定座31，其尺寸设计成容纳构件30的体。

优选地，壳体27具有端壁，该端壁在此在阀12的体中形成，入口22a限定在该端壁中并且该端壁限定了由31a标出的相对表面，构件30的体的入口端可以在该相对表面上支承。

为了防止构件30的体移动，甚至可能在缺少一个或多个有目的地设置的相对表面的情况下，形成体本身的可渗透材料可以是可弹性变形的。以这种方式，可渗透体可以的尺寸甚至大于座31的尺寸并且以部分压缩状态插入其中。优选地，构件30的体在任何情况下的截面尺寸或直径大于来自入口22a、出口22b和座31（或者座32，参考图6-9）中的至少一个的相应截面尺寸或直径。

在图4中截面视图中还可以看到的是封闭元件28，其内端面又限定用于构件30的体的出口端的相对表面28a。

优选地，壳体27的轴向腔具有座32，用于在其中装配封闭元件28的相应部分。在所示的示例中，封闭元件28具有设计成保持在壳体27的外侧上的头部，以及设计成装配在座32内的杆，该杆在此处限定在壳体27的与入口22a相对的端部处。座32的截面尺寸或直径优选地大于座31的对应截面尺寸或直径。元件28的杆的截面尺寸优选地小于其头部的截面尺寸。此外，优选地，杆具有用于其在座32中保持的适当装置，例如包括齿或适于使其能够夹持在座32的内表面上的表面滚花；例如，当杆过盈装配到座32b中时，可以采用该措施。另一方面，根据可能的变型，杆可以设置有外螺纹，并且座32设置有内螺纹。

在迄今例示的情况下，溢出构件30的体具有基本上圆柱形的形状，如图5中突出显示的，但是在其他实施例中，该形状可以是不同的，并且还包括基本上为棱柱形或多面体的形状（例如，基本上是立方体或平行六面体的小块）。

图6-9（其中使用与前面的图相同的附图标记）示出了溢出构件30的体基本上为盘形的情况，如图9中所示。

在这种实施例中，形成图4的座31的腔部分未由溢出构件30占据。代替地，溢出构件的体容纳在座32内，座32设计成部分地接纳封闭元件28。在这种情况下，座32的底部限定相对表面32a—如图8中突出显示的—用于构件30的体的入口端。应当理解，在这种实施例中，元件28的杆更短，或者相反，座32比图2-5的情况更长。显然，壳体27也可以具有比例示的情况更短的长度，足以仅限定座32，而没有对图4的座31的任何需要。

应当理解，如果需要，可以在先前移除封闭元件28之后更换参照图2-5和6-9描述的溢出构件30。

当然，基于关于图6-9所提出的原理，溢出构件30的体可以构造如同膜，也可以由非织造织物制成，对空气和其水的渗透度将能够实现本发明的目的。在各种实施例中，溢出构件的体从聚合物多孔膜获得，例如（但不排他地）具有混合纤维素酯（mce）基，或者具有聚偏二氟乙烯（pvdf）基，或者具有聚醚砜（pes）基。通常，所用的聚合物膜可具有非常小的厚度，例如在100和155μm之间，孔径优选在0.025和8μm之间。在这一点，溢出构件，即其可渗透体，也可以由沉积在封闭元件28的内表面上的多孔材料（例如，参照上文类型的聚合材料）层形成，以便阻挡出口22b。

在各种实施例中，根据本发明的用于自引水的装置的壳体结构被配置为插入件，其被预先布置用于插入管状管道等中，该管状管道等属于用于制备饮料的机器的液压构件。这种实施例在图10和11中例示。

图10例示了根据本发明的机器的阀（这里假设为先前由12标出的类型的阀）的情况，该阀在其出口25处具有管状连接器29，插入其中的是装置22。

在这种情况下，壳体结构包括预先布置用于插入连接器29的轴向腔29a中的体或插入件27'。在各种实施例中，体或插入件27'基本上是圆柱形的并且过盈装配到腔29a中。同样在这种实施例中，插入件27'限定了用于可渗透元件30的体的座31，其中所述座在所述插入件自身的远端处开口，以便能够将溢出构件30的体插入其中，并且因此形成入口22a。在例示的情况下，可渗透体的直径或截面尺寸大于阀12的出口25的直径或截面尺寸：以这种方式，阀12的体—在其围绕出口25的部分中—限定了用于插入物27'以及用于包含在其中的可渗透体的相对表面。在相对的端部处，插入件27'具有横向壁28'，该横向壁28'形成可渗透构件30的体的出口端的相对表面。在前述壁中设置的是形成自引水装置22的出口22b的通道或孔。

图10示出了具有基本圆柱形细长形状的溢出构件的体情况。另一方面，与参考图10描述的那些相同的概念也可以应用于盘形可渗透体的情况，如图11中所例示的，其中图10的相同附图标记用于标出元件，该元件在技术上等同于上面已经描述的元件。如图6-9所提到的，同样在图11中所示类型的实施例中，可渗透体可以通过膜、例如上文提及类型的膜而获得。在这种可能的实施例中，溢出构件可以方便地包括用于膜的支撑件或框架，例如外围框架，以便于帮助其安装就位。

根据本发明提供的用于自引水的装置当然可以连接在用于制备饮料的机器的液压回路的各个点中，特别是在泵的下游，甚至不直接与机器的液压部件相关联或集成在机器的液压部件中。

为此目的，在各种实施例中，自引水装置包括其自身的壳体，该壳体构造成用于流体连接到机器的液压回路的不同元件。在图12中例示这种情况，其中用于自引水装置22的装置流体连通地连接到泵3的传递，在加热装置9的上游，并且与其他部件隔离（在图12的情况下，单向阀10被省略，并且图1的液压驱动阀12由简单的常开电磁阀12’代替，其阀构件通过螺线管12a被驱动到关闭状态，抵消弹簧12b的作用）。

在这种实施例中，装置22的壳体结构可以属于连接器，特别是t型连接器，如图13中所示，其中与前面的图的那些附图标记相同的附图标记用于标出元件，该元件技术上等同于上文已经描述的元件。在该示例中，然后，连接器的体—作为整体由23标出—除了用于容纳溢出构件的管状部件27之外还限定为单件，还限定用于流体连接朝向泵3的传递的入口23a，以及限定用于流体连接朝向加热装置9的出口23c。入口23a和出口23b可以例如连接到相应的柔性管。同样在这种情况下，装置22的壳体结构可以有利地包括限定用于自引水的装置22的出口的封闭元件28（此处不可见）。

图14示出了用于自引水的装置22的体23的另一可能实施例，该体23包括基本上管状的部分27。管状部件27设置有端部23d，端部23d限定自引水装置22的入口（22a）并且构造成用于流体连接，例如，到连接在泵的下游的液压回路中的管（例如，到在图10中由29标出的类型的连接器），并且在另一端设置有出口22b，该出口22b例如由已由28标出的类型的封闭元件限定。端部23d也可以由28标出的类型的元件构成。

无论壳体结构的具体实施例和机器的液压回路中的连接形式如何，用于自引水的装置22—经由消除或至少减少泵下游的回路中的空气的存在保证—当泵处于活动时，回路中加压水的存在，以及含有前体剂量的冲泡单元（例如以胶囊形式）关闭。横穿溢出构件30的可渗透体的水量是适度的，并且由于它是清洁的水，可以方便地使其流向机器的箱。泵的操作中断使机器的液压回路回到环境压力，并且在这种情况下，由装置22引起的水溢出被中断。

在将装置22与液压驱动阀—例如，具有与由图1中12标出的阀相同类型—组合使用的情况下，通过在驱动室中激活泵3产生的压力导致关闭阀构件（例如先前由26b标出的阀构件），这中断主入口12in和出口12out之间的流体连接，如先前所提到的。代替地，在传递饮料的循环结束时中断泵3的操作之后，自引水装置22保证上述驱动室26中的压力必要的下降，结果阀构件26b返回到在主入口12in和出口12out之间打开通道的条件（例如，参见上面提到的国际专利申请号pct/ib2016/053490中所描述的）。

从以上描述，本发明的特征清晰显见，本发明的优点也同样清晰显见。根据本发明提供的用于自引水的装置是简单且经济有利的来制造以及可靠的操作方面，只要它不受现有技术中典型的磨损的影响。如果需要，所描述的自引水装置容易地集成在用于制备饮料的机器的其他液压元件中（例如，在阀或其他阀装置中），并且不仅与振动泵组合有效地工作，而且还也与具有非脉冲操作（即具有恒定传递）的泵（例如由3标出的泵）组合。所述类型的可渗透溢出构件能够有效地执行其自身的功能而不管泵的传递。

当然，构造的实施例和细节关于已经在本文中仅借助于非限制性示例被描述和示出的而可以广泛地变化，而不会因此偏离如所附权利要求书中所限定的本发明的范围。

在可能的变型实施例中，要指出的是，设计成提供泄放构件的水和空气可渗透的材料可以在相应的壳体结构中的生产阶段中注射，并且然后紧接其凝固或聚合执行所描述的功能。