[0001] 本发明涉及自动饮料制备领域，并且更具体地涉及自动起泡的牛奶饮料制备领域。

[0002] 通常，全自动浓缩咖啡设备提供自动卡布奇诺冲泡功能。在大多数情况下，蒸汽用于加热牛奶以及使其起泡，其方式与咖啡师类似。为了提高设备的易用性，并且无论其技能如何，为所有用户提供稳定的性能，已经开发了若干牛奶起泡模块。通常，因为与牛奶接触的所有部件都需要清洁，因此这些模块可以从基本设备上拆卸。

[0003] 本申请人已经开发了一种牛奶起泡系统，该系统仅包括两个可分离的组件，这使得它对用户来说易于清洁。该设计在WO 2019/129599和WO 2019/1029515中公开。这是一种无销牛奶起泡系统，其中起泡功能由蒸汽流驱动。与以销作为空气限制的传统设计相比，这种类型的设计不太容易受到污染，并且因此在泡沫性能方面更稳健。

[0004] 已知系统响应于向系统的蒸汽供应而生成单一类型的起泡的牛奶输出。

[0005] US 2016/0015206公开了一种牛奶起泡设备，其中在从蒸汽入口进入沉淀室的路径中设置有障碍物。

[0006] DE 10 2006 043 905公开了一种具有旋转起泡元件的牛奶起泡设备。

[0007] 希望能够在至少两种可能类型的起泡牛奶输出之间进行选择，例如适合不同饮料类型。

[0059] 本发明提供了一种混合装置，该混合装置具有用于接收牛奶的第一端口、用于接收蒸汽的第二端口、用于接收空气的进气通道、以及用于混合牛奶、蒸汽和空气的混合室。在混合室的输出处提供有阻挡元件，其中阻挡元件可以被调节以限定不同的起泡程度。

[0060] 图1示出了混合装置100，混合装置100包括第一容器110和第二容器120，第二容器120适于接收第一容器110。如图所示，第二容器可以围绕第一容器，或者可以仅部分地围绕第一容器。第二容器120限定输出喷口122，从该输出喷口122，可以提供起泡牛奶。因此第一容器可以完全装配到第二容器中，或者第二容器可以夹到第一容器的外侧上。

[0061] 通道布置由第一容器与第二容器之间的接口形成，如下面更详细地讨论的。密封件130提供通道布置的密封。当第一容器和第二容器被分离时，通道布置被打开。在所示实施例中，因为在该示例中，密封物130完全延伸穿过第二容器的外壁，所以密封件130在第二容器120的外部是可见的。密封件的可见外表面没有任何用途；相反，它只是一个美学设计选项。密封件的内表面封闭通道布置的相应通道部分。

[0062] 图2A更详细地示出了混合装置100，并且示出了第一容器110、适于接收第一容器110的第二容器120、以及设置在第一容器与第二容器之间的密封件130。

[0063] 密封件可以是压配到两个容器中的一个容器的侧壁中，从而当组装两个容器时，密封件被夹在它们之间，而不是密封件与容器集成并且完全延伸穿过容器壁。在这种一般类型的所有设计中，密封件与容器中的一个容器之间的配合形成封闭通道布置，该封闭通道布置可以限定用于混合牛奶入口、蒸汽入口的流体路径并且提供起泡的牛奶输出。通过将两个容器分开，可以很容易地清洁所有部件。优选地，只有一个密封元件用于密封用于供应和混合牛奶和蒸汽的整个通道布置。

[0064] 密封件可以是被2次注射(2K)模制到第二容器120中，或者可以是可以从第二容器中的凹部移除的单独的密封件。

[0065] 通道布置140可以设置在第一容器110中，并且在组装混合装置时与密封件130一起限定封闭通道。在图2A所示的示例中，第一容器110包括升高的通道部分145，该通道部分145进一步限定通道布置140。通道布置140连接在第一容器的底部附近的第一端口150和在第一容器的顶部附近的混合室160。第二容器包括蒸汽进入端口(在图2B中用附图标记175表示)，该蒸汽进入端口连接到设置在密封件130中的第二端口170。通道布置140进一步将第二端口170连接到第一端口150和混合室。

[0066] 图2B示出了处于组装状态的图1A的混合装置100。

[0067] 在该图中，可以清楚地看到，第二容器120包括蒸汽进入端口175，蒸汽可以从该蒸汽进入端口175被提供给第二端口170。第二容器120还包括第三端口180，该第三端口180在组装状态下连接到第一容器的混合室160，从而允许从混合装置容易地获取混合室的内容物。第三端口180通向输出喷口122(在图2A或图2B中未示出，但在图1中可见)。混合装置的操作在下面参考图3A进行描述。

[0068] 图3A示出了图2A的混合装置的通道布置140的详细视图200。图3B示出了通道布置140的各个部分的交叉点的简单示意图。

[0069] 通道布置140可以根据每个部分执行的操作而被划分为若干部分。在操作中，牛奶可以被提供给第一容器110，并且蒸汽可以被提供给第二容器的蒸汽进入端口175。当蒸汽通过第二端口170进入通道布置140时，牛奶215通过第一端口150从第一容器110被吸入第一通道部分210中。蒸汽225进入第二通道部分220并且行进通过第三通道部分230(下文中也称为起泡段)并且进入混合室160。蒸汽流在第三通道部分230中生成降低的压力(与环境压力相比)，从而沿着第一通道部分210吸入牛奶215。蒸汽进一步用于加热牛奶并且将牛奶与空气混合以产生牛奶泡沫并且从而形成整个起泡系统的驱动力。

[0070] 牛奶215沿着第一通道部分210被抽吸，直到它在通道部分210和230的交叉处遇到蒸汽流225。该交叉点可以在第三通道部分230的中心部分处，正好在形成在第二通道部分220与第三通道部分230的起点之间的喉部下游。在该喉部处，蒸汽基本上被加速，从而在蒸汽进入第三通道部分230时对其施加文丘里效应(由于喉部的收缩而导致的流体压力的降低)。

[0071] 静态绝对蒸汽压力(在给定示例中，其例如可以是大约1.9巴＝190kPa)由此被转换成动态压力(速度)。牛奶通过由此产生的压力降低而被吸入。蒸汽速度在喉部的端部处(即，在第一通道部分210与第三通道部分230相交的地方)最高。第三通道部分230的第二部分(即，在喉部和上述交叉点下游的部分)可以被认为起到扩散器的作用，其中牛奶和蒸汽混合物的速度减慢，从而将动压传递回静压。

[0072] 第三通道部分230终止于通向混合室160的端部235。进气通道725形成在端部235处，刚好在混合室上游，空气经由该进气通道725被引入牛奶/蒸汽混合物中。进气通道附近的牛奶/蒸汽混合物的流速使得静压仍低于环境压力，从而吸入空气并且防止牛奶/蒸汽混合物泄漏。引入的空气为期望起泡提供气泡。

[0073] 在混合室160中，牛奶、蒸汽和空气的混合物达到环境静压，并且速度分量或动压返回零。因此，蒸汽在喉部产生文丘里效应。这是主(主动)效果，驱动牛奶流动作为从(被动)效果。第三通道部分230中的这种文丘里效应可以通过简单地限制第三通道部分230相对于第二通道部分220的横截面积来实现。牛奶和蒸汽在第三通道部分中的流动与空气的吸入相结合来限定混合装置的起泡性能，并且压差防止牛奶和蒸汽沿着不正确的通道向下流动。因此，第三通道部分可以被认为是起泡段。特别地，通道的几何形状决定蒸汽、牛奶和空气之间的比率，并且这些成分在第三通道部分中组合。

[0074] 混合室使这些成分起泡以产生起泡的牛奶，并且同时排出多余的空气。因此，混合室160是实际起泡发生的位置。起泡性能取决于混合室的几何形状。

[0075] 第一通道部分在使用中通常可以是垂直的，并且从(牛奶入口)第一端口150向上延伸。在顶部处，它可以在一侧与在其远端处具有蒸汽进入端口175的第二通道部分220相交，并且在另一侧与在其远端处具有混合室160的第三通道部分230相交。在所示实施例中，通道布置140因此具有T形，并且密封件130具有对应T形。

[0076] 图4更详细地示出了图3A中的密封件130。

[0077] 从上面的描述中可以清楚地看出，当操作混合装置100时，各种通道部分210、220、230可以经历各种不同条件。因此，这些通道部分的相应密封区域可以各自具有它们自己的密封要求或规格。密封区域可以集成在单个密封件中，例如跨越密封件，如图所示。相应密封区域的规格可以容易地被优化，例如通过局部地改变密封的厚度。通过将不同的密封区域集成在单个密封件中，在不同区域之间的过渡处没有泄漏风险。

[0078] 如上所述，空气经由第三通道部分230的端部235处的进气通道725被吸入，使得有牛奶、蒸汽和空气混合物进入混合室160。混合室的目的是释放大气泡并且在混合物中仅保留小气泡。空气、牛奶和蒸汽混合物形成进入混合室的流体。

[0079] 起泡过程涉及将大量气流划分成越来越小的气泡，直到气泡被包裹在流体中，然后形成空气和牛奶的粘稠混合物。原则上，蒸汽、空气和牛奶射流分解空气的时间越长，泡沫就越丝滑。

[0080] 如果没有阻挡，一些大气泡和大量空气就会流出。然而，这些气泡并没有被液体和牛奶中的蛋白质稳定下来，所以它们漂浮在热牛奶之上并且很快内爆。因此，它们不会产生丝滑的牛奶泡沫。

[0081] 液体(牛奶、蒸汽和空气)进入混合室的速度对泡沫质量很重要。空气在第三通道部分230的端部235处进入，并且存在通向外部空气的孔，例如最小孔尺寸诸如由1.5mm间隙形成。牛奶文丘里管与空气间隙之间的距离、以及空气间隙与混合室之间的距离是用于限定牛奶起泡特性的参数。

[0082] 在上述范围内，混合装置是已知的，并且实际上，图2至图4取自WO 2019/129599和WO 2019/1029515。

[0083] 本发明涉及控制起泡程度，即，由输出喷口122输送的液体中的泡沫与牛奶比率，并且特别是以可以由用户控制的方式。

[0084] 图5示出了处于第一操作模式的根据本发明的混合装置。图5是观察输出喷口122并且从而观察混合室160的视图。

[0085] 混合装置包括在混合室160的输出处、特别是在混合室160与输出喷口122之间的接合处的阻挡元件500。

[0086] 阻挡元件500阻碍混合流体从混合室中排出，并且从而影响混合功能以及由此影响混合室的起泡特性。

[0087] 阻挡元件产生背压，并且从而改变流动特性，并且迁移成分的平衡。

[0088] 在所示示例中，阻挡元件500包括环形唇缘，该环形唇缘围绕从混合室160到输出喷口122的入口延伸。环形唇缘例如在不同角位置具有不同唇缘高度。

[0089] 在图5的示例中，阻挡元件500具有唇缘高度较大的180度段500a和唇缘高度较低的180度段500b。唇缘“高度”是唇缘从输出喷口122的内表面径向向内延伸的量。

[0090] 例如，输出喷口直径约为20mm，并且例如，唇缘高度的差异可以在1mm至3mm范围内。

[0091] 在该示例中，例如，较大的唇缘高度为2mm，并且较低的唇缘高度为零。参考图7，这一点将变得更加清晰。

[0092] 在图5所示的配置中，具有较大唇缘高度的段500a布置在输出喷口的底部处。该配置中的唇缘触发起泡功能。

[0093] 图6示出了图5的混合装置的横截面。图中示出了唇缘段500a，该唇缘段500a形成阻止从混合室160到输出喷口122的流动的阻挡，直到在混合室中达到升高的液位。

[0094] 图7示出了唇缘500的设计的示例。在该示例中，唇缘是具有环510的环形唇缘，该环形唇缘具有唇缘高度为h1的第一唇缘段500a和唇缘高度为零的第二唇缘段500b。因为(当第二唇缘段500b布置在输出喷口122的底部处时)液位没有到达环510；相反，液体流通过间隙512(形成在环510与输出喷口122之间)，所以环510提供了结构刚度并且不影响流动。在替代实施例中，唇缘500可以仅包括第一唇缘段500a，第一唇缘段500a可以在靠近输出喷口122的底部的位置(如图7所示)或靠近输出喷口122的顶部的位置(未示出)之间旋转。当然，唇缘的其他设计也是可能的。

[0095] 图8示出了在底部处具有第二唇缘段500b的混合装置。第二唇缘段的高度为零，如参考图7所述。

[0096] 因此，图5示出了处于第一静态位置的阻挡元件，图8示出了处于第二静态位置的阻挡元件。这些位置是“静态”的，这是因为阻挡元件在混合过程中不会移动，并且保持在其与所选择的起泡特性相对应的当前位置处。

[0097] 第二静态位置可以对应于减少量的泡沫(或泡泡)，或者实际上对应于不起泡的仅热牛奶模式。唇缘现在不存在从混合室流到输出喷口的阻挡。液位没有达到如上所述的环510。

[0098] 图9示出了图8的混合装置的横截面。替代地，可以为环的底侧提供一些支撑。

[0099] 因此，唇缘在至少第一位置与第二位置之间的简单旋转调节用于提供起泡调节。这对用户来说既简单又直观。

[0100] 在该示例中，唇缘是环形唇缘，其具有一组恰好两个离散的唇缘高度，其中一个唇缘高度为零。然而，可以存在两个或更多个不同的非零唇缘高度。可以没有零唇缘高度设置。甚至可以存在持续变化的唇缘高度。这允许更准确地选择期望的起泡性能。

[0101] 阻挡元件500影响混合室中的液位、以及混合物在离开混合室的输出之前在混合室中花费的时间。从而，阻挡元件500影响混合装置的操作特性。混合室起到打泡容器的作用，如上所述，牛奶、蒸汽和空气在其中起泡。阻挡元件形成包围件的可调节壁，该可调节壁限定混合室并且由此限定混合室的封闭容积。

[0102] 阻挡元件(在非零高度设置中)可以阻止混合室的完全排空。然而，可以在预期的最低点处提供凹口或排放通道(未示出)以用作排放。由于混合室中存在动态流体，所以它不太大以至于阻挡元件的功能被破坏，但是当混合室中的循环流动已经停止时，它使得能够在混合装置的使用结束时清空混合室。因此，阻挡元件不需要是连续的元件。

[0103] 图10示出了图5至图9的混合装置，以示出如何在操作模式之间进行调节的一个示例。在所示示例中，唇缘通过围绕输出喷口122的外部控制环600来被旋转。在替代实施例中，阻挡元件500可以设置有手柄，该手柄可以由用户接近，该手柄用于使阻挡元件500旋转。在替代实施例中，阻挡元件500可以经由齿轮传动装置来被旋转。

[0104] 本发明已经结合混合装置的一个具体的两部分设计进行了描述。然而，本发明可以更一般地应用于具有混合室的任何牛奶起泡装置，在该混合室中蒸汽、牛奶和空气被混合。本发明涉及在混合室的输出处提供可调节阻挡元件以调节起泡性能。

[0105] 环状环只是一个可能的示例。例如，阻挡元件可以被实现为具有不同径向高度的插入件或一组插入件，并且用户可以根据他期望的起泡特性来选择使用哪个插入件。因此，对一组可能的阻挡元件中的一个的选择旨在被包括在对阻挡元件的调节的范围内。

[0106] 阻挡元件可以通过例如垂直滑动而不是旋转来被调节。阻挡元件可以被手动调节或通过电动装置来被调节。因此，在混合室的出口和/或输出喷口的入口处实现可调节阻挡元件的很多方式对于本领域技术人员来说将是很清楚的。

[0107] 通过对附图、本公开和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解并且实现对所公开的实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元素或步骤，不定冠词“a”或“an”不排除复数。仅在相互不同的从属权利要求中列举了某些措施这一事实并不表明这些措施的组合不能用于有利的目的。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。