自動咖啡和茶機以及自動壓泡機的製作方法

2023-06-27 09:22:26

優先權信息

根據35u.s.c.§119(e)本申請要求於2015年2月19日提交的序列號為62/118,032的美國臨時專利申請的優先權。這個2015年2月19日提交的序列號為62/118,032的美國臨時專利申請的全部內容通過引用方式併入本文。

本發明涉及一種用於自動衝泡咖啡和/或茶的系統以及清潔該系統的系統。更具體地，本發明涉及一種通過將提取物完全浸入液體中來自動衝泡咖啡和/或茶的系統以及清潔該系統的系統。

背景技術：

一些傳統的泡製系統加熱液體，比如水，到預定溫度並且使得加熱的液體通過提取物，例如咖啡渣或茶葉，並且通過過濾器防止提取物被供應。過濾的衝泡液體通常儲存在玻璃瓶或保溫瓶中。

在這些傳統的咖啡衝泡系統中，咖啡沒用被適當地製成。製造咖啡適當的方式是將咖啡渣完全浸入水中並且在約3到4分鐘之後同時移除所有渣。如果咖啡渣被移除的太早，將會「提取不足」，並且如果咖啡渣留下的時間太長，將會「過度提取」。換言之，離開過濾器的第一滴是衝泡不足的，而最後一滴是衝泡過度的。

傳統的浸泡衝泡系統：例如濃縮咖啡系統，在9巴或130磅/平方英寸左右的壓力下，用熱水浸透咖啡渣使其飽和。

在傳統的濃縮咖啡系統中，壓力將輸送過程加快至約20到30秒，並且使用少量的水。保持咖啡的過濾器很小，並且由金屬製成以承受130磅/平方英寸的壓力。傳統的咖啡機自動分配2到3盎司的濃縮咖啡。此後，清潔過濾室。

因此，需要提供一種浸泡衝泡系統，其可以在適當的加熱的液體中使用減少的輸送時間自動地浸泡提取物(咖啡渣或茶葉)以產生衝泡的液體。

而且，需要提供一種浸泡衝泡系統，其可以在適當的加熱的液體中使用減少的輸送時間自動地浸泡提取物(咖啡渣或茶葉)以產生衝泡的液體，其提供自動分配衝泡的液體。

此外，需要提供一種浸泡衝泡系統，其可以在適當的加熱的液體中使用減少的輸送時間自動地浸泡提取物(咖啡渣或茶葉)以產生衝泡的液體，其提供自動分配衝泡的液體並且在分配衝泡的液體之後自動從衝泡室清洗提取物。

附圖說明

附圖僅用於說明各種實施例的目的，而不應被解釋為限制性的，其中：

圖1示出了全浸衝泡組件；

圖2示出了圖1的全浸衝泡組件，其中提取物裝載在預溼室中；

圖3示出了圖1的全浸衝泡組件，其中提取物正在被裝載至衝泡室；

圖4示出了圖1的全浸衝泡組件，其中提取物和加熱的液體正被裝載至衝泡室；

圖5示出了圖1的全浸衝泡組件，其中加熱的液體正被裝載至衝泡室；

圖6示出了從衝泡室分配衝泡的液體的實例；

圖7示出了對提取物進行清洗的衝泡室的實例；

圖8示出了從衝泡室分配衝泡的液體的另一實例；

圖9示出了對提取物進行清洗的衝泡室的另一實例；

圖10為全浸衝泡組件的另一實例；

圖11示出了具有用於圖10的全浸衝泡組件的提取物過濾器或篩網的浮動閥的實例；

圖12示出了具有用於圖10的全浸衝泡組件的重力阻擋部的實例；

圖13示出了用加熱的液體裝載圖10的全浸衝泡組件；

圖14示出了當處於分配位置時用加壓的空氣裝載圖10的全浸衝泡組件；

圖15示出了用於全浸衝泡組件的分配/排水機構的實例；

圖16示出了用於全浸衝泡組件的分配/排水/清洗機構和熱液裝載機構的實例；

圖17示出了用於全浸衝泡組件的提取物裝載機構的實例；

圖18示出了雙棧衝泡液體蓄能器/室；

圖19示出了用於多種衝泡液體的全浸衝泡系統的俯視圖；以及

圖20示出了用於多種衝泡液體的圖19的全浸衝泡系統的俯視圖。

發明公開內容

為了一般的理解，參考附圖。在附圖中，使用類似的參考標記來指定相同或等同的元件。還應當注意，附圖可能沒有按比例繪製，並且某些區域可能不成比例地被特意地繪製，使得可以適當地示出特徵和概念。

如圖1所示，全浸衝泡組件10包括提取物室100和全浸衝泡室(fullimmersionbrewingchamber)200。全浸衝泡組件10包括可以從頂部110手動或自動地升起的蓋子12。蓋子12包括閥機構15，其允許將加熱的液體和/或加壓的空氣引入全浸衝泡室200中。蓋子12還包括提取物室閥機構13。

提取物室100的頂部110包括一開口，用於接收提取物(咖啡渣或茶葉)和加熱的液體(水)。提取物室100還包括底部120。底部120包括一將提取物(咖啡渣或茶葉)和加熱的液體(水)引入全浸衝泡室200的開口。如圖1所示，提取物室閥機構13抵靠底部120的開口固定防止引入或任何材料進入全浸衝泡室200。

在全浸衝泡室200的末端，與底部120相反的地方，全浸衝泡組件10包括一分配/排水/清洗機構。分配/排水/清洗機構包括一具有頂部部分210和過濾器220的分配/排水閥機構。清洗機構430位於由頂部部分210和過濾器220產生的容積內。

應當注意，過濾器220是至少七十微米的過濾器。

分配/排水/清洗機構進一步包括一在全浸衝泡室200中的開口405，其允許分配衝泡的液體或排出其他液體和不想要的材料。

全浸衝泡室200中的開口405通過排水閥310和排水渠300被連接至排水系統。全浸衝泡室200中的開口405還可以通過分配閥510和分配渠500被連接至分配系統。

清洗機構430是通過清洗閥410和清洗液管道400的清洗液系統。

如圖2所示，提取物140已經被引入到提取物室100中。進一步如圖2所示，提取物室閥機構13抵靠底部120中的開口固定以防止提取物140進入全浸衝泡室200中。

如圖3所示，蓋子12可以手動或自動地朝向頂部110下降。通過降低蓋子12，提取物室閥機構13從底部120的開口卸下以允許提取物140進入全浸衝泡室200中。

如圖4所示，蓋子12通過閥機構15將加熱的液體(水)150引入提取物室100中以將任何剩餘的提取物140衝洗入全浸衝泡室200中。

如圖5所示，所有加熱的液體150被引入至全浸衝泡室200中以產生衝泡的液體155。

應當進一步注意，提取物室閥機構13可以獨立地操作蓋子12。在該實施例中，剩餘的加熱的液體被引入至全浸衝泡室200中，如圖16所示，並且提取物室閥機構13抵靠底部120的開口固定以防止任何材料從全浸衝泡室200中排出。

如圖6所示，如箭頭156所示，通過過濾器220從全浸衝泡室200中分配衝泡的液體。過濾器220在分配操作期間將提取物140保持在全浸衝泡室200中。在衝泡的液體通過過濾器220之後，衝泡的液體如箭頭156所示流過開口405，並且如箭頭156所示通過分配閥機構510流出到分配渠500。

如圖7所示，在從全浸衝泡室200中分配出衝泡的液體之後，分配/排水閥機構從全浸衝泡室200的底部卸下以允許使用過的提取物通過開口405，而不進入過濾器220。

進一步如圖7所示，通過清洗閥410從清洗液管道400接收加壓的清洗液(加熱的水)並且如箭頭158所示將其送至清洗機構430。加壓的清洗液(加熱的水)159通過成角的凹槽435朝向過濾器220的內表面噴射以清除位於過濾器220上的任何提取物。噴射加壓的清洗液159會使得清洗機構430如箭頭160所示旋轉。清洗機構430的旋轉能夠清洗整個過濾器220。

如箭頭157所示，通過開口405從全浸衝泡室200中衝洗(洗刷)使用過的提取物。然後，使用過的提取物通過排水閥機構310，如箭頭157所示，流出至排水渠300。

圖8示出了用於全浸衝泡室200的分配/排水閥機構的另一個實施例。如圖8所示，分配/排水閥機構抵靠全浸衝泡室200中的開口固定。分配/排水閥機構包括基本上平坦的過濾器220和位於由分配/排水閥機構產生的容積外的清洗機構430。

在這種情況下，如圖8所示，衝泡的液體穿過過濾器220至分配機構(未示出)。

如圖9所示，分配/排水閥機構從全浸衝泡室200中的開口中卸下。分配/排水閥機構包括基本上平坦的過濾器220和位於由分配/排水閥機構產生的容積外的清洗機構430。

在這種情況下，如圖9所示，加壓的清洗液體噴射在過濾器220上移除使用過的提取物使得使用過的提取物能夠從全浸衝泡室200中流出。

圖10示出了全浸衝泡系統的另一實施例。如圖10所示，全浸衝泡系統包括全浸衝泡室500。全浸衝泡系統還包括支撐件510和支撐件520。支撐件510還允許將加壓的空氣引入到全浸衝泡室500中，並且支撐件520允許將加熱的液體引入到全浸衝泡室500中。

全浸衝泡系統包括全浸衝泡室500內的重力阻擋部(gravitystop)560和浮動閥，其包括過濾網550、固定部分540、和用於分配衝泡的液體的機構545。重力阻擋部560防止浮動閥進入完整浸泡衝泡室500的底部。

如圖10所示，全浸衝泡系統包括一具有開口535的頂部530。應當注意，頂部530從全浸衝泡室500是可移除的。

如圖11所示，浮動閥包括過濾網550和固定部分540。

圖12為全浸衝泡室500的俯視圖，其中浮動閥位於重力阻擋部560上。重力阻擋部560被構造為保持浮動閥不會落入全浸衝泡室500的底部，而且還允許提取物通過它。

如圖13所示，在提取物被引入到全浸衝泡室500中之後，加熱的液體(水)通過支撐件520(參見箭頭580)被引入到全浸衝泡室500。當衝泡液體570在全浸衝泡室500中升高時，浮動閥升高且固定部分540抵靠開口535固定。

當全浸衝泡系統位於垂直位置時，用於分配衝泡的液體的機構545位於第一位置，如圖13所示。該第一位置允許浮動閥保持浮力並漂浮到全浸衝泡室500的頂部使得固定部分540抵靠全浸衝泡室500的開口525而固定。

如圖14所示，全浸衝泡室500圍繞支撐件旋轉而浮動閥保持抵靠開口525而固定。加壓空氣通過支撐件510(參見箭頭590)被引入到全浸衝泡室500。

當全浸衝泡系統位於向下的位置時，用於分配衝泡的液體的機構545位於第二位置，如圖14所示。該第二位置允許浮動閥的固定部分540保持抵靠全浸衝泡室500的開口535固定。

當全浸衝泡系統位於如圖14所示的向下的位置時，用於分配衝泡的液體的機構545可選地接合分配裝置595，其可操作地與用於分配衝泡的液體的機構545相互作用使得能夠從全浸衝泡室500中分配衝泡的液體。

一經分配衝泡的液體，浮動閥的固定部分540可以從全浸衝泡室500的開口535卸下使得能夠從全浸衝泡室500中移除或清洗提取物。

應當注意，頂部530的移除有助於清洗過程。

圖15示出了具有分配閥機構700的排水/分配閥機構。

如圖15所示，當排水/分配閥的分配機構750下降時，底部探針或引導件740與分配機構750中的凹槽730相接合以旋轉分配機構750。

分配機構750的旋轉允許分配線出口750與分配機構出口孔780對齊。當分配線出口750與分配機構出口孔780對齊時，可以通過分配線770分配衝泡的液體。應當注意，分配線770可以是靈活的。

當分配機構750被移動到清洗位置時，分配機構750接合頂部探針或引導件710，其與分配機構720中的凹槽720相接合以旋轉分配機構750。分配機構750的旋轉使得分配線出口750不再與分配機構出口孔780對齊。

如圖16所示，全浸衝泡室200包括具有頂部部分210和過濾器220的分配機構。過濾器220在分配操作期間將提取物140保持在全浸衝泡室200中。在衝泡的液體通過過濾器220之後，衝泡的液體通過分配閥機構510流出至分配渠500。

在衝泡的液體已經從全浸衝泡室200中分配出去後，分配機構從全浸衝泡室200的底部卸下以允許使用過的提取物通過全浸衝泡室200而不通過過濾器220。

通過清洗閥410從清洗液管道400接收加壓的清洗液(加熱的水)並且將其送至清洗機構430。加壓的清洗液(加熱的水)朝向過濾器220噴射以清除位於過濾器220上的任何使用過的提取物。

使用過的提取物從全浸衝泡室200中被衝洗(洗刷)然後通過排水閥機構310流出至排水渠300。

為了將提取物注入加熱的液體中，來自加熱的液體導管600的加熱的液體通過加熱的液體閥610被引入到全浸衝泡室200中。應當注意，在該實施例中，在全浸衝泡室200的底部將加熱的液體引入到全浸衝泡室200中；然而，加熱的液體可以在任何位置被引入到全浸衝泡室200中。

圖17示出了具有提取物室閥機構13的全浸衝泡室200。

如圖17所示，提取物室閥機構13被構造成將從加熱的液體導管17接收的加熱的液體引入到全浸衝泡室200中。提取物室閥機構還可以被構造成將從空氣導管19接收的加壓的空氣引入到全浸衝泡室200中。閥機構15允許通過提取物室閥機構13將加熱的液體和/或加壓的空氣引入到全浸衝泡室200中。

圖18示出了雙棧衝泡液體蓄能器/儲藏裝置800。雙棧衝泡液體蓄能器/儲藏裝置800包括第一衝泡液體蓄能器/儲藏室810和第二衝泡液體蓄能器/儲藏室820。

第一衝泡液體蓄能器/儲藏室810通過衝泡導管805、第一衝泡閥816、和第一衝泡導管818裝滿了衝泡的液體。第二衝泡液體蓄能器/儲藏室820通過衝泡導管805、第二衝泡閥826、和第二衝泡導管828裝滿了衝泡的液體。

第一衝泡液體蓄能器/儲藏室810包括加熱器830，並且第二衝泡液體蓄能器/儲藏室820包括加熱器840。

通過第一分配導管812、第一分配閥814、和分配機構850從第一衝泡液體蓄能器/儲藏室810分配衝泡的液體。通過第二分配導管822、第二分配閥824、和分配機構850從第二衝泡液體蓄能器/儲藏室820分配衝泡的液體。

第一衝泡液體蓄能器/儲藏室810和第二衝泡液體蓄能器/儲藏室820包括填充傳感器(未示出)，其檢測衝泡的液體蓄能器/儲藏室是否為空的。如果衝泡的液體蓄能器/儲藏室是空的，可以使用上述適當的閥和導管自動再裝滿衝泡的液體蓄能器/儲藏室。

還應當注意，當填充傳感器(未示出)檢測到衝泡的液體蓄能器/儲藏室是空的，可以清洗空的衝泡液體蓄能器/儲藏室(剩餘的衝泡液體從室中衝洗掉)。可以用與上述相似的方式採用適當的導管和閥自動實現清潔，以便用衝泡的液體填充室。

衝泡的液體蓄能器/儲藏室還包括可選的攪拌/混合裝置807以循環衝泡的液體和/或輔助衝洗/清洗室。

圖19示出了用於多種衝泡液體的全浸衝泡系統的俯視圖。

如圖19所示，多個提取物存儲容器20位於轉盤30上以允許旋轉多個提取物存儲容器20。提取物存儲容器20包括未處理的/未接地的(ungrounded)提取物或處理的/接地的提取物。每一個提取物存儲容器20包含一種不同的提取物。

當全浸衝泡裝置10(如圖1-9所述)準備好衝泡時，適當的提取物存儲容器20被旋轉到接合全浸衝泡裝置10從而能夠從提取物存儲容器20用提取物裝載全浸衝泡裝置10。

應當注意，多個提取物存儲容器20可以被位於固定平臺30上並且多個填充浸泡衝泡裝置10圍繞固定平臺30旋轉。

圖20示出了用於多種衝泡液體的圖19的全浸衝泡系統的俯視圖。圖20進一步示出了能夠從多個填充浸泡衝泡裝置10分配衝泡的液體的分配裝置14。多個填充浸泡衝泡裝置10可以通過能夠適當分配衝泡的液體的適當的導管和閥(未示出)連接至分配裝置14。

應當注意，上述輸送過程可以在130磅/平方英寸下實現，以減少完全注入的時間。

應當進一步注意，提取物閥可以進入浸泡室使得當輸送提取物和加熱的液體時浸泡室內的壓力有助於保持提取物閥固定。更特別地，通過提取物閥進入浸泡室，輸送過程可以在130磅/平方英寸下發生而不必冒著在高壓下閥失效的風險。

應當注意，分配/排水閥向內進入浸泡室。在該實施例中，分配閥位於廢料排出閥內。分配閥具有過濾網使得當分配閥打開時，過濾水並且僅留下使用過的提取物。當廢料排出閥打開時，使用過的提取物可以被洗掉。

為了洗淨浸泡室，當廢料排出閥打開時，水(加熱的)通過底部從浸泡室的頂部噴射出。此外，水通過過濾網被向後推而來自頂部噴頭的水通過廢料排出閥將所有物質衝洗掉。

應當注意，如果過濾網是70微米過濾器，為了清洗過濾器，將移動的水射流施加在過濾網上以移除(噴射)在過濾網的70微米「編織」圖案上捕獲的提取物。如上面所提到的，移動的水射流可以由集中的狹窄條帶或縫隙產生。

應當注意，如果過濾網是200微米的過濾器，為了清洗過濾器，固定的水射流會施加到過濾網上。

在各種上述實施例中，用於將材料(提取物、加熱的液體、加壓空氣、清洗液體等等)引入到浸泡室的閥可以由控制器(未示出)自動地控制。控制器可以是執行衝泡和清洗浸泡系統程序的處理器。控制器還可以是控制電路設計以生成控制信號以適當的方式操作閥。控制器還可以是硬體、固件、和軟體的組合。

應當進一步注意，與加壓空氣相關聯的各種閥可以用於當適當的時候排水浸泡室。

應當進一步注意，上述各種實施例可以包括壓力傳感器以確定浸泡室和/或蓄能器/儲藏室何時是空的，例如室準備清洗或裝填。通過在壓力下分配輸送的或衝泡的液體(將加壓空氣引入到室中)，液體從室中排空將會導致壓降。通過壓力傳感器感測壓降可以傳遞給控制器使得該過程中下一次循環可以開始。例如，在分配期間壓降可以觸發控制器以停止分配循環並開始清洗循環。

還應當注意，如上所述的各種實施例，包括室中的加熱元件以保持輸送的液體的溫度或協助輸送過程。

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本發明的最優實施方式

總的來說，全浸衝泡系統包括浸泡室、用於將提取物引入到浸泡室的提取物機構、用於將加熱的液體和加壓空氣引入到浸泡室的輸送機構、以及通過過濾器、從浸泡室輸送的液體用於分配和用於使浸泡室中的提取物能夠移除的排水/分配機構。過濾器防止提取物從浸泡室中被分配出去。

當排水/分配機構處於第一位置時，通過過濾器從浸泡室分配輸送的液體，並且當排水/分配機構處於第二位置時，過濾器定位使得可以從浸泡室分配提取物和液體而不通過過濾器。

全浸衝泡系統包括使用液體清洗浸泡室和過濾器的清洗機構。

清洗機構包括多個凹槽以產生多個液體射流來清洗過濾器。

過濾器具有接合提取物的外表面和內表面。

多個凹槽可以產生多個旋轉液體射流以清洗過濾器。

清洗機構可以自動地清洗浸泡室和過濾器當它確定浸泡室不能分配更多的輸送液體時。

全浸衝泡系統包括浸泡室、支撐浸泡室的第一支撐件、支撐浸泡室的第二支撐件、以及浮動閥。浸泡室包括用於將提取物和加熱的液體引入到浸泡室中的開口。當浸泡室裝滿輸送的液體時，浮動閥通過抵靠開口固定而密封浸泡室。第一支撐件將加熱的液體引入到浸泡室中。第二支撐件將加壓空氣進入到浸泡室中。當輸送加熱的液體時浸泡室位於第一位置。當浸泡室從其中分配輸送的液體時浸泡室位於第二位置。

浮動閥包括過濾器，其中當浸泡室從其中分配輸送的液體時輸送的液體可以通過過濾器，過濾器防止提取物從浸泡室中被分配出去。

全浸衝泡系統包括浸泡室、用於將提取物引入到浸泡室的提取物機構、用於將加熱的液體引入到浸泡室的第一機構、用於將加壓空氣引入到浸泡室的第二機構、以及通過過濾器、從浸泡室輸送的液體用於分配和用於使浸泡室中的提取物能夠移除的排水/分配機構。過濾器防止提取物從浸泡室中被分配出去。

當排水/分配機構處於第一位置時，通過過濾器從浸泡室分配輸送的液體，並且當排水/分配機構處於第二位置時，過濾器定位使得可以從浸泡室分配提取物和液體而不通過過濾器。

全浸衝泡系統包括用於清洗浸泡室和過濾器的清洗機構。

清洗機構包括多個凹槽以產生多個液體射流來清洗過濾器。

過濾器具有接合提取物的外表面和內表面。

多個凹槽可以產生多個旋轉液體射流以清洗過濾器。

清洗機構可以自動地清洗浸泡室和過濾器當它確定浸泡室不能分配更多的輸送液體時。

第一機構通過提取物機構將加熱的液體引入到浸泡室。

第二機構通過提取物機構將加壓空氣引入到浸泡室。

應當理解到，上述公開的實施例和其他特徵及功能或替代方案的變化可以期望地組合到很多其他不同的系統或應用中。而且，本領域技術人員隨後可以進行各種目前未預見的或意料之外的替代方案、修改、變化或改進，這些替代方案、修改、變化或改進也旨在被上述說明書和所附權利要求所涵蓋。