CN104093338B - 用于在溶剂中冲泡组分的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于由溶剂(S)和组分(IG)制作饮料的装置(APP)。该装置包括：容器(CO)，用于容纳溶剂；浸泡器(IF)，用于容纳组分，并且所述浸泡器位于容器(CO)中；***(SYS)，用于以给定流动速率(Rin)将溶剂从容器(CO)运送到所述浸泡器(IF)中；设置(AR)，用于将溶剂从所述浸泡器(IF)运送到容器(CO)中，并且用于将所述溶剂的输出流动速率(Rout)调节到相应于给定输入流入速率(Rin)的平均值。这个装置允许浸泡器内的溶剂的量保持恒定，以便保证组分的最佳冲泡。
Description
技术领域
本发明涉及用于在溶剂中冲泡组分的装置。
例如，本发明可以用于饮料制作领域。
背景技术
通过在溶剂中冲泡(原料)组分来制作饮料非常受欢迎。例如，茶通过在用作溶剂的热水/沸水中冲泡(即，浸泡)用作组分的茶叶来制作。当由不同组分制作饮料时可以使用相同过程，这些组分诸如各种香草、植物叶片或植物根部。
在给定时期之后，将组分从溶剂中取出，并且得到的溶剂等于所制作的饮料。这些饮料通常使用专用家庭用具制作，诸如泡茶器具。
为了简化这些涉及组分应该允许浸泡在溶剂中的时间的器具的最终用户的使用，已经提出一些解决方法。例如，已公开专利EP227200A1描述了泡茶器具，其实施虹吸机构，无需任何用户动作，允许在某一时段之后排空浸泡器。然而，这种解决方法具有一些限制，因为如果浸泡器中的溶剂所使用的输入流动速率更高或输入流动速率连续，例如以加速组分的冲泡，那么浸泡器将容易溢出，这是因为虹吸机构不能吸收这么高的溶剂输入流动速率，导致非最佳冲泡过程。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于由溶剂和组分制作饮料的改进装置。本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定有利实施例。
为此，根据本发明的装置，其特征在于，包括：
-容器，用于容纳所述溶剂，
-浸泡器，用于容纳所述组分，并且所述浸泡器位于所述容器中，
-***，用于以给定流动速率将所述溶剂从所述容器输送到所述浸泡器中，
-设置，用于将所述溶剂从所述浸泡器输送到所述容器中，并且用于将所述溶剂的输出流动速率调节到相应于所述给定输入流入速率的平均值。
这个装置不仅允许溶剂从浸泡器循环回到容器，也调节溶剂从浸泡器退出并流回容器中的输出流动速率Rout。因此，浸泡器中的溶剂经由该设置以可控方式离开浸泡器，确保浸泡器中的溶剂在浸泡器的上部不会溢出，即使溶剂进入浸泡器的输入流动速率起伏。换句话说，该设置AR允许浸泡器内的溶剂的量保持恒定，以便保证组分的最佳冲泡。
本发明的细节说明及其他方面将在下面给出。
附图说明
现在将参考下文中所述且结合附图考虑的实施例解释本发明的特定方面，其中相同部件或子步骤以相同方式标明：
图1描绘了根据本发明的用于由溶剂和组分制作饮料的装置，
图2A-2B描绘了根据本发明的设置的第一种实施方式，
图3A-3B说明了根据本发明的盖元件的两个位置，
图3C-3D说明了根据本发明的盖元件的两个位置，
图4A-4B-4C-4D描绘了根据本发明的设置的安装和工作的不同示意图，
图5A-5B描绘了根据本发明的改进盖元件的两个实施方式，
图6A-6B描绘了根据本发明的第二实施例，
图7描绘了根据本发明的设置AR的第二种实施方式，
图8描绘了根据本发明的用于由溶剂和组分制作饮料的装置，
具体实施方式
图1描绘了根据本发明的用于由溶剂S和组分IG制作饮料的装置APP。该装置APP包括：
-容器CO，用于容纳该溶剂，
-浸泡器IF，用于容纳该组分，并且所述浸泡器位于容器CO中，
-***SYS，用于以给定输入流动速率Rin将溶剂从容器CO运送到浸泡器IF中，
-设置AR，用于将溶剂从浸泡器IF运送到容器CO中，并且用于将所述溶剂的输出流动速率Rout调节到相应于所述给定输入流入速率Rin的平均值。
例如，组分IG可以对应于任何类型的茶叶、咖啡、香草、根部、水果、或这些组分混合。
例如，溶剂可以对应于水、矿泉水、自来水、盐水、酒、或这些溶剂混合。
有利地是，该装置包括加热***HS，其位于容器的底部部分，以加热溶剂。
如果根据本发明的装置属于家用电器种类，那么输入流动速率Rin通常在0到1.0L/min的范围中。
如果根据本发明的装置属于半专业或专业种类，那么输入流动速率Rin通常在0到10.0L/min的范围中。
该浸泡器IF位于容器CO中，并且例如通过从容器壁延伸到浸泡器的支腿或等价物(未示出)固定在容器CO的上部。***SYS用于使溶剂S经由管体PP从容器CO的下部循环到浸泡器IF的上部。
例如，该***SYS对应于电流体泵。
可替换地，如图8中所描绘，***SYS对应于基于渗透效应的泵浦机构，并且包括：
-管TT，位于容器中，管TT的第一端EX1位于接近容器CO的底部BP，并且第二端EX2到达浸泡器IF，和
-空气泵AP，用于生成空气流，该空气流从所述底部BP退出并且在第一端EX1进入管，用于将管TT中的溶剂从第一端EX1运送到第二端EX2。
在第一端EX1下方，该空气流通过溶剂S中的白色圆环说明。该空气泵AP可以是任何类型的，但是优选为隔膜空气泵。从容器外泵送空气。应当理解，管TT优选竖直延伸，以便便于空气流和溶剂在其中移动。然而，该管也可以这样，以便其主轴偏离竖直方向，例如偏离0和45度之间的角度。同时，该管TT优选为圆柱形，但是也可以具有不同的形状，比如螺旋状、或曲线状。有利地是，该管TT平均直径在5和7毫米之间，或者平均截面积在19.6和38.5平方毫米之间。有利地，如所图示的，管TT的第一端EX1具有漏斗状入口，以便由空气泵AP生成的空气流更容易地进入管TT。如果根据本发明的装置属于家用电器种类，那么空气泵AP有利地生成每分钟在1和2升之间的空气流，并且如果这个空气流的至少80％在第一端EX1进入管，那么该泵浦有效。如果根据本发明的装置属于半专业或专业种类，那么空气泵AP有利地生成每分钟在10和20升之间的空气流，并且如果这个空气流的至少80％在第一端EX1进入管，那么该泵浦有效。通过依靠空气泵生成空气流而不是如传统渗滤器的情形中局部沸水自然生成的气泡，溶剂能够达到管TT的上部，而温度比溶剂的沸点温度低得多，以至溶剂的温度能够适合于用于冲泡过程的组分。优选地，如果加热***HS被安装在容器的底部，加热元件的加热功率是这样的，以便溶剂被加热到超过60摄氏度的温度，从而提高管TT中的泵浦效果。
可替换地，该***SYS相当于在加热容器中的溶剂后生成的蒸汽(未显示)所驱动的泵浦机构。
如箭头A1所说明的，该溶剂离开管体PP，以给定的输入流动速率Rin落入浸泡器中。然后，如箭头A2所说明的，浸泡器IF中的溶剂以输出流动速率Rout经由设置AR落回容器CO。使溶剂从容器CO循环到管体PP，然后将浸泡器IF中的组分浸泡在浸泡器中所含有的溶剂中，随后浸泡器中的溶剂落回到容器中，构成紧密的冲泡周期，这个周期继续到冲泡过程结束。该冲泡过程基于预设持续时间或终端用户的时间偏好停止，但是由于这个方面不是本发明的一部分，本文中将不进一步详述。
如下面将进一步详述的，该设置AR不仅允许溶剂从浸泡器循环回到容器，也调节溶剂从浸泡器退出并流回容器的输出流动速率Rout。因此，浸泡器中的溶剂经由该设置AR以可控方式离开浸泡器，确保浸泡器中的溶剂在浸泡器的上部不会溢出，即使溶剂在浸泡器的输入流动速率Rin起伏。换句话说，该设置AR允许浸泡器内的溶剂的量保持恒定，以便保证组分的最佳冲泡。
图2A-2B描绘了根据本发明的设置AR的第一种实施方式。该设置AR包括管T，其延伸通过浸泡器IF的底部。该管T的第一开口O1在浸泡器IF内侧，并且第二开口O2在浸泡器外侧，出现在容器CO中。该设置AR也包括盖元件CAP，其根据浸泡器IF中的溶剂S的高度与管T配合堵塞第一开口O1。
有利地是，该管T具有圆形截面，并且盖元件是圆柱形。有利地是，盖元件由食物级的材料制成，优选地耐热。
根据第一种设置AR的第一实施例，盖元件包括连到其顶部的浮体F，以允许盖元件CAP根据浸泡器IF中的溶剂高度堵塞第一开口O1。可替换地，该浮体F能够连到盖元件(未示出)的侧部或其它部分。
浮体由密度低于溶剂的任何材料制成。可替换地，该浮体可以包括空腔(真空的，或者用空气或其它气体填充)。
该盖元件CAP适合于允许浸泡器中的溶剂自由进入盖元件的腔体内侧，而与盖元件的位置无关。为此，提出两个实施方式：
-根据图2A中所说明的第一种实施方式，盖元件的顶部靠着第一开口O1，并且盖元件的内腔的长度短于管在第一开口O1和浸泡器底部之间的长度。在这个情形中，如下面将更好理解的，管T也包括在其顶部靠近第一开口O1处的至少一个开口，诸如在管壁中形成的孔H1。在管T的顶部靠近第一开口O1的开口是这样的，以便通过这个开口的输出流动速率Rout＝Routmin应该小于输入流动速率Rin。这个情况能够例如经由初步校准通过为所考虑的输入流动速率Rin的范围确定孔H1的直径来满足。
-根据图2B中所说明的第二种实施方式，盖元件的底部靠着浸泡器的底部，并且在其底部包括至少一个开口，诸如在盖元件的壁中形成的孔H2。在这个情形中，如下面应当理解的，盖元件内腔的长度略微长于管在第一开口O1和浸泡器底部之间的长度，以保证盖元件顶部和第一开口O1之间的间隙最小。盖元件的顶部和第一开口O1之间的最小间隙是这样的，以便通过这个最小间隙的输出流动速率Rout＝Rout_min应该小于输入流动速率Rin。这个情况能够例如经由初步校准通过为所考虑的输入流动速率Rin的范围确定盖元件的顶部和第一开口O1之间的适当距离来满足。
图3A-3B说明了根据本发明的盖元件的两个位置。盖元件对应于如图2A中所描绘的盖元件。盖元件CAP通过沿着竖直方向YY平移自由地与管T配合。当盖元件CAP处于如图3A中所说明的位置时，盖元件的顶部妨碍第一开口O1，从而限定盖元件的顶部和第一开口O1之间的最小间隙。当盖元件CAP处于如图3B中所说明的位置时，盖元件的顶部未盖住第一开口O1，从而限定盖元件的顶部和第一开口O1之间的较大间隙。
图3C-3D说明了根据本发明的盖元件的两个位置。盖元件对应于如图2B中所描绘的盖元件。盖元件CAP通过沿着竖直方向YY平移自由地配合管T。当盖元件CAP处于如图3C中所说明的位置时，盖元件的顶部妨碍第一开口O1，从而限定盖元件的顶部和第一开口O1之间的最小间隙。当盖元件CAP处于如图3D中所说明的位置时，盖元件的顶部未盖住第一开口O1，从而限定盖元件的顶部和第一开口O1之间的较大间隙。
图4A-4B-4C--4D描绘了根据本发明的设置AR的安装和工作的不同示意图，其将基于根据图2A的设置AR解释，但是也同样可以基于根据图2B的设置AR解释。
在图4A中，溶剂以给定输入流动速率Rin被引入浸泡器中，这对应于冲泡过程的开始。溶剂经由盖元件底部进入盖元件的内腔，然后在内腔内上升。
在图4B中，一旦溶剂水平到达第一开口O1，溶剂就开始以输出流动速率Rout＝Rout_min经由孔H1退出第二开口O2。
在图4C中，由于Rout_min＜Rin，溶剂在浸泡器中继续上升到浮体F的底部。随着溶剂在浸泡器内继续上升，浮体F便于盖元件向上移动。盖元件的竖直位置越高，盖元件的顶部和第一开口O1之间的间隙越大。随着盖元件顶部和第一开口O1之间的间隙增加，溶剂能够以较高流动速率经由管T退出到第二开口O2。因此，盖元件向上移动，直到其达到平衡，为了该平衡，盖元件顶部和第一开口O1之间的间隙足够大，以经由第二开口02排空以输入流动速率Rin引入浸泡器的全部额外溶剂量。因此，当达到这个平衡时，输出流动速率Rout的平均值等于输入流动速率Rin。只要组分的冲泡没有终止，就继续这个平衡条件。
在图4D中，输入流动速率Rin被设定到0，这对应于冲泡过程的结束。因此，浸泡器中的溶剂水平开始减少，而一旦盖元件已经达到如图4A中所示的其初始位置，输出流动速率就从Rout＝Rin变化到Rout＝Rout_min。然后，由于盖元件和出口管T形成虹吸组件，所以浸泡器中剩余的溶剂以输出流动速率Rout＝Rout_min被完全从浸泡器抽出到容器。
图5A-5B描绘了根据本发明的改进盖元件CAP的两个实施方式。该盖元件还包括插头PG，其与第一开口O1配合。当盖元件处于浸泡器中的溶剂水平为足够低的位置时，插头促进第一开口O1的部分堵塞。如图5A中所说明的，插头能够是圆柱形。可替换地，如图8B中所说明的，插头能够是圆锥形的。圆锥形插头是有利的，因为当盖元件随着浸泡器中的溶剂上升而向上移动时，其使得第一开口O1的开口较平滑变化，这允许输出流动速率Rout的较平滑调节。
根据本发明的设置AR的第二实施例，如图6A-6B中所说明的，设置AR还包括致动器AT，其用于基于反映浸泡器中的溶剂水平的控制信号CS1，使盖元件CAP沿着所述管T移动。根据这个实施例，该盖体不再包括浮体，并且盖元件的向上移动改为经由致动器AT进行。为此，根据本发明的装置包括位于浸泡器中的传感器SS，以生成指示浸泡器中的溶剂水平的控制信号CS1。这个控制信号CS1由致动器AT用于使盖元件向上或向下移动，以为了维持浸泡器中的溶剂的给定水平，使得盖元件CAP顶部和第一开口O1之间的间隙扩大至更大或更小程度。图6A说明了致动器维持盖元件CAP顶部和第一开口O1之间的最小间隙的情况，并且图6B说明了致动器维持盖元件CAP顶部和第一开口O1之间的较大间隙的情况。例如，致动器对应于线性马达，或者适合于使盖元件CAP沿着纵轴YY进行平移运动的任何其他致动器。例如，传感器SS对应于基于电阻的传感器，其传送与浸泡器中的溶剂水平成比例的电压信号。
图7描绘了根据本发明的设置AR的第二种实施方式。该设置AR包括阀门V，其延伸通过浸泡器IF的底部。该阀门具有根据反映输入流动速率值Rin的控制信号CS2进行变化的横截面。该阀门由控制信号CS2电学上控制。阀门的横截面越大，输出流动速率Rout越高。通过初步校准，对于输入流动速率Rin的每个给定值，可能确定确保输出流动速率等于输入流动速率Rin所需的阀门的相应横截面。因此，在已经开始冲泡和溶剂已经达到浸泡器中的预定水平之后，以动态的方式打开阀门，以匹配给定的输入流动速率Rin，确保浸泡器中的溶剂不会溢出。可替换地，该阀门具有根据反映浸泡器中的溶剂水平的控制信号CS2进行变化的横截面。为此，能够使用在图6A-6B中描述的传感器SS的传感器。
本领域技术人员在实践所要求权利的本发明中，能够从附图、公开、和所附权利要求的学习中，理解本公开的实施例的其他变化并受其影响。在权利要求中，单词“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个单元可以满足权利要求中阐述的几项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的仅有事实并不指示这些措施的组合不能加以利用。权利要求中任何参考标记不应该被看作限制保护范围。
Claims (9)
1.一种用于由溶剂(S)和组分(IG)制作饮料的装置(APP)，所述装置包括：
-容器(CO)，用于容纳所述溶剂，
-浸泡器(IF)，用于容纳所述组分，并且所述浸泡器位于所述容器(CO)中，
-***(SYS)，用于以给定输入流动速率(Rin)将所述溶剂从所述容器(CO)运送到所述浸泡器(IF)中，
-设置(AR)，用于将溶剂从浸泡器(IF)运送到所述容器(CO)中，并且用于将所述溶剂的输出流动速率(Rout)调节到相应于所述给定输入流动速率(Rin)的平均值，其中设置(AR)包括：
-管(T)，延伸通过所述浸泡器(IF)的底部，所述管(T)具有在所述浸泡器(IF)内的第一开口(O1)，以及在所述浸泡器外、出现在所述容器(CO)中的第二开口(O2)，
-盖元件(CAP)，其根据所述浸泡器(IF)中的溶剂高度与所述管(T)配合以堵塞所述第一开口(O1)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述盖元件(CAP)包括浮体(F)。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述盖元件(CAP)还包括插头(PG)，其与所述第一开口(O1)配合。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述插头(PG)为圆柱形。
5.根据权利要求3所述的装置，其中所述插头(PG)为圆锥形。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述设置(AR)还包括致动器(AT)，其用于基于反映所述浸泡器中的溶剂水平的控制信号(CS1)，使所述盖元件(CAP)沿着所述管(T)移动。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述设置(AR)包括阀门(V)，其延伸通过所述浸泡器(IF)的底部，所述阀门具有根据反映所述输入流动速率(Rin)的值的控制信号(CS2)进行变化的截面。
8.根据权利要求1到7的任一项所述的装置，其中所述***(SYS)是流体泵。
9.根据权利要求1到7的任一项所述的装置，其中所述***(SYS)是基于渗透效应的泵浦机构。
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