具有动态混合单元的牛奶发泡装置及包含该装置的饮品制备器制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具有动态混合单元的牛奶发泡装置，该动态混合单元具有定子(1)以及可相对于定子(1)被置于旋转(R)中的转子(2)，其中，转子(2)和定子(1)被构建成，使得牛奶(M)和空气(L、L/D)可首先输送(3)给动态混合单元，然后为了发泡而在动态混合单元中可通过转子(2)相对于定子(1)的旋转(R)多次承受剪切作用，且最后可从动态混合单元中排出(4)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有动态混合单元的牛奶发泡装置，以及涉及包含这样的牛奶发泡装置的饮品制备器(特别是：电运行的咖啡机，例如全自动咖啡机)。此外，本专利技术涉及一种相应的牛奶发泡方法。
技术介绍
可提供牛奶或牛奶泡沫或混合饮品的现代咖啡机也可提供凉的牛奶或凉的牛奶泡沫。为了二者选其一地提供凉的或热的牛奶或牛奶泡沫，使用昂贵的系统：例如有用于避免加热器的装置(例如，参见EP2120656Bl)或用于产生且用于输出凉的或热的产品的完全分开的(双)路径(例如，参见EP2294952Bl)。在此，缺点是高的系统侧成本。因此这也导致，相比于针对凉牛奶的情况，由于明显不同的黏度，要求明显更高的能量值用来使热牛奶发泡，从而产生相同精细多孔和均匀的泡沫质量。已知系统的大的缺点特别是小的灵活性，因为通常高的工作压力(要求通过管路中的非常小的膜片)。这导致诸如泵、连续式加热器等的部件仅可在非常小窄的范围中使用且相互影响。由此结果是相应地在变化性方面受限。
技术实现思路
因此基于现有技术，本专利技术的目的在于，提供一种牛奶发泡装置(以及包含其的饮品制备器)，其在发泡结果方面具有很大的灵活性。在此，该装置应可以产生不同的泡沫浓度且可以使完全不同温度的液体(牛奶)发泡。另一目的在于，尽可能地最小化系统中的工作压力，其中，该系统应少受单个参数(空气量、空气压力、牛奶量、牛奶压力、温度等)波动的干扰。该目的通过根据权利要求1的牛奶发泡装置以及通过根据权利要求14的饮品制备器实现。根据权利要求1的功能特征形成根据本专利技术的牛奶发泡方法。
可分别在从属权利要求中得出有利的变型。下文中，首先结合多个实施例一般性地详细描述本专利技术。在此，如未在实施例中所示地实现的，在单个实施例中相互组合实现的本专利技术的特征在本专利技术的范围中。在一个实施例内所示的特征中的单个的其他组合或不同实施例的单个特征的特征组合也是可行的。也可舍弃所示特征中的单个特征，且特别地已经呈现出用于改进现有技术所示的特征中的单个特征。根据权利要求1构建根据本专利技术的牛奶发泡装置。在此，可给空气添加(加热的)蒸汽，使得输送给动态混合单元的空气可以空气-蒸汽混合物(下文中为：L/D混合物)的形式存在。根据本专利技术，一方面可分开地将牛奶和空气(若期望产生凉的牛奶泡沫)，或另一方面可将L/D混合物(若要产生热的牛奶泡沫)输送到动态混合单元中(即，动态混合单元可具有多个输入管路)。然而同样可以仅设置至动态混合单元的唯一输入管路。在该情况下，在输入管路上游实现将待混合的流体(牛奶和空气或牛奶、空气和蒸汽)共同引导到混合单元中。由此，在转子-定子系统(动态混合单元)中对牛奶(通过提供空气)进行发泡，该系统可通过不同的方式构成。在此基本地，第一部件(转子)相对于另一部件(定子)旋转，即，运动。牛奶和空气被输送至混合单元，其中，可通过引导到混合单元中的输送通道中的一个或多个实现该输送。然而，当牛奶和空气直接被导入混合单元中时基本上也可舍弃输入管路。根据本专利技术，转子和定子导致在牛奶中的多次剪切作用，由此进行部分变性作用(蛋白质结构改变)。由此实现牛奶的改进的可发泡性。可从从属权利要求2中得到第一可有利实现的特征。替选地，可以将牛奶和空气在转子的中心的附近(例如，通过在旋转轴线的方向上看从转子的背侧至前侧延伸通过转子主体的环状间隙)从转子的背侧引导到转子的前侧上，可使得在转子的前侧上的牛奶和空气(通过转子的旋转)径向向外流动(由此同样在剪切件上出现多次剪切)，且可将转子的前侧的外圆周上的牛奶和空气(例如，通过另一从转子的前侧远离的环状间隙，其直径大致对应于转子的直径)导出动态混合单元。可设想其他的设计方案(因此例如在流经的背侧上代替在转子的前侧上构建转子的剪切结构，且相应地在定子对置于后壁的内壁上构建定子的剪切结构)。可从从属权利要求3中得到其他可有利实现的特征。在此可至少部分平行于转子的旋转轴线实现将牛奶和空气输送至转子的背侧(且在此在中心附近或也径向与旋转轴线间隔地，即，在转子的中心与转子的外圆周之间)。然而替选地，空气和牛奶也可以径向从外朝向中心(即，垂直于转子的旋转轴线)或正切于转子圆周地流入。同样也适用于从转子的前侧(即，从动态混合单元中)排出牛奶和空气(更准确地说：通过在动态混合单元中实现发泡导致的牛奶泡沫混合)。转子一方面与定子、另一方面和/或壳体可被构建成多件的，且可通过卡口式连接而连接(在产生卡口式连接的连接之后，动态混合单元直至到输入管路和排出管路上一般是液密的)。可从从属权利要求4中得到其他可有利实现的特征。剪切件行的单个剪切件可以是突出部，例如齿、销或类似体。同一行的剪切件可(径向向外看)与动态混合单元的或转子的旋转轴线恒定间隔地且分别相互间隔地，即，沿着圆形，在垂直于旋转轴线定向的、转子或定子的例如圆盘形的表面上被定位。即，转子的剪切件行和定子的剪切件行交替同心地围绕旋转轴线布置。在此，转子和定子可以是基本平的、围绕旋转轴线旋转对称的盘，其分别在对置的表面上承载作为突缘或突出部的剪切件。优选地，在定子的剪切件行与转子的直接相邻的剪切件行之间(且反之亦然)的净跨(即，距离)在0.1mm与0.5mm之间。定子的剪切件至转子的基面的轴向距离和/或转子的剪切件至定子的基面的轴向距离(即，在剪切件的正侧与分别对置的基面之间的间隙，牛奶可流动通过，而不必须实施剪切和/或方向转向)可在0.1与3mm之间，优选在0.1与0.5mm(包括边界值)之间。沿着剪切件圆或剪切件行看，行的两个直接相邻的剪切件之间的净跨(即，距离)优选在0.5mm与4mm之间。其他尺寸可如下：剪切件的高度(该部件在旋转轴向方向上的大小)在2与20mm之间，优选在5与15mm之间(优选为8mm)；转子背侧至壳体的轴向距离在0.5与10mm之间，优选在1与3mm之间(分别包括边界值)。优选地，在转子和定子上分别设置两个到十个剪切件行(优选地：两个到五个)。即，转子的和定子的剪切件行断续地相互啮合，使得在转子与定子之间从外向内(即，朝向旋转轴线)流动的牛奶和空气由于转子相对于定子的旋转分别在两个直接相邻的剪切件行之间(一次转子和一次定子)承受剪切。通过在以从外向内侧看减小的相对速度(由于以恒定角速度旋转的转子)相碰的相邻剪切件行的剪切件的该多次剪切，不仅使牛奶和空气(或牛奶和L/D混合物)的彻底混合，还使得牛奶的部分变性，这使得改进牛奶泡沫质量和牛奶泡沫稳定性。可从从属权利要求5中得到其他可有利实现的特征。交替流动通过转子的和定子的各个剪切件行的、且从外向内、即朝向中心(旋转轴线)流动的牛奶和空气(或牛奶-空气混合物)，在从(例如，定子的)行的通孔通过两个相邻行之间的间隙转入(例如，转子的)直接相邻行的通孔中时，不仅分别被剪切，而且也分别承受方向转换。由此可进一步改进泡沫质量和泡沫稳定性。可从从属权利要求6中得到其他可有利实现的特征。给定的最大径向大小的两倍值得出定子和/或转子垂直于旋转轴线的(平均)直径。在此，最大径向大小的给定范围一方面考虑到过小的径向大小可能导致过小的圆周速度(且因此导致更坏的彻底混合和坏的泡沫质量(过于粗糙多孔的泡沫))，和/或导致过高的转速，过高的轴承负荷和/或过多的噪声生成(因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有动态混合单元的牛奶发泡装置，该动态混合单元具有定子(1)以及可相对于定子(1)被置于旋转(R)中的转子(2)，其中，转子(2)和定子(1)被构建成，使得牛奶(M)和空气(L、L/D)可首先输送(3)给动态混合单元，然后为了发泡而在动态混合单元中可通过转子(2)相对于定子(1)的旋转(R)多次承受剪切作用，且最后可从动态混合单元中排出(4)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.03 DE 102013224786.91.一种具有动态混合单元的牛奶发泡装置，该动态混合单元具有定子(1)以及可相对于定子(1)被置于旋转(R)中的转子(2)，其中，转子(2)和定子(1)被构建成，使得牛奶(M)和空气(L、L/D)可首先输送(3)给动态混合单元，然后为了发泡而在动态混合单元中可通过转子(2)相对于定子(1)的旋转(R)多次承受剪切作用，且最后可从动态混合单元中排出(4)。2.根据前一权利要求所述的牛奶发泡装置，其特征在于，转子(2)和定子(1)被构建成，使得牛奶(M)和空气(L、L/D)可首先输送(3)给动态混合单元，然后为了发泡而在动态混合单元中可从转子(2)的外圆周(5)至转子(2)的中心(6)流动地通过转子(2)相对于定子(1)的旋转(R)多次承受剪切作用，且最后可从动态混合单元中排出(4)。3.根据前述权利要求中任一项所述的牛奶发泡装置，其特征在于，转子(2)在外圆周侧(5)被定子(1)和/或被容纳转子(2)的、相对于定子位置固定的壳体(7、13)包围，且牛奶(M)和空气(L、L/D)可引导到转子(2)的背侧(2R)上，可从此处(2R)通过由于转子(2)的旋转(R)而产生的离心力朝向转子(1)的外圆周(5)地引导，且可从此处(5)借助于定子(1)和或壳体(7、13)以及在转子(2)的外圆周(5)上流经、朝向转子(2)的前侧(2V)地引导，在前侧(2V)上牛奶和空气(M、L、L/D)从转子(2)的外圆周(5)朝向转子(2)的中心(6)流动地可通过转子(2)的旋转(R)承受多次剪切作用，且最后可从动态混合单元(1、2)中排出(4)。4.根据前述权利要求中任一项所述的牛奶发泡装置，其特征在于，从转子(2)的中心(6)至转子(2)的外圆周(5)看，即，从旋转轴线(8)径向向外看，转子(2)和定子(1)分别具有多个径向相互间隔开地构建的行(剪切件行9R、9S)，所述行分别具有多个剪切件(10R、10S)，其中，转子(2)和定子(1)相互定位成，使得沿着旋转轴线(8)看，一方面转子(2)的剪切件(10R)且另一方面定子(1)的剪切件(10S)至少部分地重叠，且从旋转轴线(8)径向向外看，转子(2)和定子(1)的剪切件行(9R、9S)分别交替。5.根据前一权利要求所述的牛奶发泡装置，其特征在于，对于转子(2)
\t的剪切件行(9R)以及定子(1)的与其径向直接相邻的剪切件行(9S)，优选对于转子(2)和定子(1)的径向直接相邻的剪切件行的所有这样的对(9R、9S)，在转子(2)的剪切件行(9R)的各单个剪切件(10R)之间构建的用于牛奶(M)和空气(L、L/D)的通孔(11R)与在定子(1)的剪切件行(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑德尔·多尔内尔，托比亚斯·屈希勒尔，约亨·格斯曼，
申请(专利权)人：WMF集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE