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CN101056561A - 具有控制饮料容器和出口之间距离的高度调节装置的饮料机 - Google Patents

具有控制饮料容器和出口之间距离的高度调节装置的饮料机 Download PDF

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CN101056561A
CN101056561A CNA2005800386805A CN200580038680A CN101056561A CN 101056561 A CN101056561 A CN 101056561A CN A2005800386805 A CNA2005800386805 A CN A2005800386805A CN 200580038680 A CN200580038680 A CN 200580038680A CN 101056561 A CN101056561 A CN 101056561A
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Abstract

一种用于制备饮料的饮料机(1)，包括具有可动支承板(4)的高度调节装置(3)，该高度调节装置(3)用于调节容器(9)相对于至少一个饮料出口(14)的位置，其中支承板(4)可相对于所述至少一个饮料出口(14)移动。该机器包括相对于所述出口(14)移动支承板(4)的位移机构(5)，该位移机构包括用于驱动该位移机构的机动驱动装置(50，51，52)、用于控制所述驱动装置的致动的控制装置(60，61)，该控制装置构造成设定所述出口(14)和容器(9)之间的预定距离。液滴收集装置也可以收集从饮料出口(14)滴落的液体。

Description

具有控制饮料容器和出口之间距离的高度调节装置的饮料机
技术领域
本发明一般涉及饮料分配机领域，尤其涉及能调制或提取咖啡和特色咖啡例如卡布奇诺咖啡(cappuccino)等或茶的机器。
背景技术
饮料机的发展趋势是足够通用，能用于分送各种咖啡饮料例如浓缩咖啡(espresso)或特色咖啡如卡布奇诺咖啡(具有牛奶泡沫的咖啡)或拿铁(latte，具有液体牛奶的咖啡)。典型地，那些咖啡饮料容纳在不同容积的饮料容器例如杯子或玻璃杯中。例如，浓缩咖啡或ristretto使用约40ml的小杯子供应，而卡布奇诺咖啡可用110ml至250ml的较大/较高杯子或玻璃杯供应。长的黑咖啡杯也可用110ml的杯子。对于冰咖啡饮料，人们也使用高玻璃杯。
咖啡饮料还必须满足不同的重要品质特性，例如，浓缩咖啡必须具有细的、稠厚的“咖啡脂(crema)”，咖啡脂是在机器中提取咖啡产品期间由油状化合物形成的稳定的乳状液。当从闭合胶囊中提取产品时，可以精确地控制提取过程以获得这种咖啡脂，例如EP 0512 470，EP 0604 615或EP 0870 457中所描述的过程。
对于其它特色咖啡，例如卡布奇诺咖啡饮料，需要使饮料的顶部分布有牛奶泡沫。
一个问题在于，由于用来接纳不同咖啡饮料的容器的容积不同，不能精确地保证饮料出口和容器之间的距离。为了使机器适应不同的容器尺寸，出口和容器之间的距离通常过大。过大的距离会造成喷溅问题。
令人惊奇的是，我们还发现距离过大对于“咖啡脂”或泡沫的品质也是有害的。例如，如果咖啡出口和容器之间的距离太大，则在咖啡的“咖啡脂”中形成较大的气泡。较大的气泡导致“咖啡脂”不太稳定和不太稠厚。
因此，为了解决这些卫生和咖啡脂/泡沫品质方面的问题，需要根据所用的容器控制和精确地调节出口和容器之间的距离。
已经尝试过具有高度可调排出口的机器。例如在WO 2004/052159中，饮料出口装在高度可调的滑动装置上。从而，必须将整个饮料分送部分制成为可相对于下方固定的杯子移动。使饮料分送部分可在包含宽范围杯子尺寸的程度移动是不容易的。尤其是，当机器包括用于闭合胶囊的提取模块时这使得机器的结构复杂，因为模块需要重复地围绕胶囊精确地闭合。还必须将模块连接到需要经受得住模块的重复的高度变化的热水管线。
此外，WO 2004/052159没有控制高度调节所能达到的精度的指示，这也是一个问题，因为只能使用标准形状的容器，否则就不能保证饮料泡沫的品质。
EP 0 585 607涉及一种浓缩咖啡机，其包括高度可调的容器支承板。该板支承在具有收集盘的设备基部上并与所述收集盘可拆卸地连接，所述收集盘设置在该板与设备基部之间并用于接纳过剩的液体。首先，支承板的调节仅是机械性的，并且由用户自己执行。因此，不能够以所需的精度和知识进行控制。其次，由于支承板上可能发生喷溅，承滴盘组件的卫生问题增加；并且，对于短咖啡杯而言，支承板和承滴盘之间的距离增大，液体射流和液滴可能没有很好地收集在承滴盘中，供应区可能需要经常清洁。
发明内容
因此，需要一种能够分送泡沫饮料或其“咖啡脂”具有最佳的泡沫/咖啡脂品质的饮料的饮料机。
还需要能够从各种尺寸的容器分送饮料而不存在喷溅问题的饮料机。
因此，本发明的一个目的在于具有高度调节机构的饮料机，该高度调节机构用于调节饮料容器相对于饮料出口的位置，其可被精确地和自动地控制，并且尽可能地不需要用户介入。
本发明的另一目的在于包括容器高度调节功能的饮料机，以用于实现前述目的并且需要较少的清洁。
根据本发明的第一方面，用于制备饮料例如浓缩咖啡和特色咖啡的饮料机包括具有可动支承板的高度调节装置，该高度调节装置用于调节搁置于支承板上的容器相对于至少一个饮料出口的位置，其中，支承板可相对于所述至少一个饮料出口移动，并且该饮料机包括用于相对于所述出口移动支承板的位移机构。
所述高度调节装置包括：
用于驱动所述位移机构的机动驱动装置，以及
用于控制所述驱动装置的致动的控制装置，该控制装置构造成根据被放置于支承板上的容器的尺寸控制所述出口和容器之间的距离。
根据一个特征，所述控制装置根据放置于支承板上的容器的至少一个与高度相关的尺寸控制所述距离。结果，可确定每个饮料分送循环的最佳距离。
根据另一特征，所述控制装置包括至少一个传感器以及控制单元，该传感器用于检测放置于支承板上的容器的至少一个部分的位置，该控制单元响应于传感器输入该控制单元的信号而使机动驱动装置停止运转。例如，传感器可有利地设置在饮料出口下方的预定位置以检测容器的上部边缘的位置。
根据第二方面，本发明涉及一种用于制备饮料的饮料机，该饮料机包括框架、适于向放置于饮料供应区的支承板上的容器分送饮料的饮料出口，其特征在于，所述饮料机包括液滴收集装置，该液滴收集装置构造成在饮料机未分送饮料和/或从饮料供应区移走容器时选择性地被放置在饮料容器上方以及所述饮料出口的下方或周围以便收集液体或泡沫。机动驱动装置可包括驱动电机和连续位移传输系统，该连续位移传输系统布置成由电机驱动以连续的方式移动支承板。
本发明的此第二方面使得能够提供一种清洁、低成本的解决方案，以消除已将容器移离供应区后液体滴落所导致的不方便。其使得能够简化饮料供应区和/或提供一种具有可控高度的较简单的供应区以根据容器尺寸调节饮料分送距离。例如，可因此省略支承板，饮料容器可直接放置在外部支承件(例如餐桌)上。在可选方案中，可提供简单的支承板，其高度可以调节但是不需要携带大的承滴盘，大的承滴盘在上下移动时存在液体溢出盘子的危险。
根据一个特征，液滴收集装置可在其中该液滴收集装置被放置于所述出口下方的收集位置和其中该液滴收集装置偏离所述出口的垂直线的缩回位置之间移动。
本发明还涉及一种在饮料机中制备饮料的方法，所述饮料机包括饮料制备头、饮料出口以及用于放置容器的供应区，其特征在于，该方法包括选择性地放置在液体到达供应区的底部之前收集从饮料出口滴落的液体的液滴收集装置。
附图说明
通过阅读下面结合附图对本发明的实施例进行的详细解释，将看到本发明的其它优点、目的和特征。
图1示出根据本发明的设备的前透视图；
图2示出图1的设备的后透视图；
图3示出本发明的细节——具体地为处于缩回位置的液滴收集装置系统——的前透视图；
图4示出图3的正视图；
图5示出与图3类似的透视图，但液滴收集装置系统处于展开收集位置；
图6示出图5的正视图；
图7示意性地示出本发明的控制单元；
图8示出用于在本发明的饮料机中制备饮料的操作的示例性流程图；
图9示出处于收集位置的液滴收集装置系统的第二实施例的透视图；
图10示出图9的液滴收集装置的透视图，此时液滴收集装置被容器接合在缩回位置。
具体实施方式
欧洲专利申请No.04 026 844.3涉及“一种用于生产乳基混合物的自清洗混合头以及包括该种混合头的饮料生产机器”，该专利申请的内容在此引入作为参考。
现在阐述本发明的具体实施例。图1示出咖啡机1，其盖子被移走以显示框架10，系统的主要部件装配在该框架10上。
框架10包括设置于机器上部的提取模块11。模块11使得其能够在通过模块的形状互补的狭槽12插入胶囊后提取该胶囊。胶囊内通常包含饮料产品，例如烘焙和研磨的咖啡、茶或可可粉。通过水泵13例如活塞泵向提取模块内注入加压热水。水在到达(饮料制备)头之前可通过加热器15例如加热块(thermoblock)被加热。提取模块可包括能够在压力下打开胶囊的撕裂或刺穿元件。作为示例，在EP 0512470 B1中描述了闭合胶囊的提取原理，在国际专利申请WO 2005/004683中说明了提取模块的示例。该提取模块包括前部饮料出口14，该饮料出口形成从模块的体部向前和向下延伸的短管。
在饮料出口14的正下方设置有饮料供应区2，其包括用于适当地调节饮料容器9(例如咖啡杯、三角杯或玛奇雅朵咖啡(macchiato)玻璃杯等)相对于饮料出口的相对位置的高度调节装置3。该高度调节装置包括支承板4和用于相对于出口上下移动支承板的位移机构5。高度调节装置3可与液滴收集装置8相关联，液滴收集装置8将在下面的说明中结合图3至6详细说明。但是，考虑到容器和饮料出口之间的距离调节，本发明可在没有液滴收集装置的情况下使用。
支承板4通过框架的侧面成型件(profiled member)31内的直线槽30引导进行线性垂直运动。支承板包括横向突出部40，该横向突出部配合在直线槽内以便能够沿该槽滑动。在横向突出部的侧面设置有基准突起41，该基准突起41向外突出以与后面将要说明的不同的位置传感器配合。支承板4还包括中央凹槽42，用于将容器更稳定地定位在该支承板上。
从图2可以看出，位移机构5包括布置成由电机50驱动的连续位移系统，该系统能使支承板4连续地上下移动。为此，将齿条51附装在成型件31的另一侧面上的横向突出部40上。该齿条垂直布置并且足够长，足以使支承板以从供应区的底部到供应区的顶部附近的幅度移动，从而适应宽尺寸范围的容器。齿条与附装在电机50上的齿轮52一起作用。当然，在需要时，可以提供一组齿轮以实现适当的减速。
可以设想机动驱动装置的其它设计。例如，共同待决欧洲专利申请No.04 026 844.3描述了一种系统，该系统使用连接于驱动电机的垂直布置螺纹心轴和附装在支承件上的互补螺纹环，该环响应于电机的转动而沿旋转心轴25行进。该系统优选是连续的，这样，支承板可根据容器的尺寸停留在任意可能的垂直位置。换句话说，容器的两种不同高度应导致支承板停留在两个不同的垂直位置。应指出，只要增量不大于约10mm，则认为增量或步进位移是连续的。
本发明还包括控制机动驱动装置的致动的控制装置，其控制方式使得可将支承面上的容器放置在距饮料出口的受控距离处。具体地，控制装置包括至少一个传感装置60和控制单元61(见图7)。传感装置是检测容器的至少一部分的参考位置的装置。优选地，传感装置所检测的容器的部分是容器的上缘90，因为其通常与容器的最高点相对应，因此是距饮料出口最近的点。优选的传感装置是机电或光束(light beam-emitting)传感器60。传感器60设置在饮料出口下方的固定的预定垂直位置，以确保所有的容器总是停留在距离饮料出口相同距离之处，不论容器的高度以及支承板距离饮料出口的距离如何。传感器的位置被确定成为待分发饮料提供最佳的距离范围。例如，对于基于咖啡的产品，选定的距离优选在约20mm至45mm之间。传感器可以是由较柔性的材料制成的板状件或指状件或者形成铰接以防止在系统故障工作时破裂。当杯缘接触传感器时，将一输入信号发送到控制单元。根据传感器60的位置，控制单元可以进一步控制杯支承板向下运动，以正确地将杯子放置在距离饮料出口的最终分送距离的位置。
可以进一步安装位置传感装置以确定支承板的端位置。已经证明，这对于确保在支承板上方便地装载各种尺寸的容器都是有用的，并且确保在容器被装载到可动支承板上之前不能开始提取。
第一位置传感器62可固定地设置在成型件上并靠近饮料供应区的底部。当往复支承板达到其最低容许位置时，该位置传感器62检测到支承板。该传感器可以是机电开关，当支承板到达基准低位时，该机电开关通过支承板的基准突起41机械地致动。低位传感器的一个优点在于确保在每个饮料制备循环之前在相同的(低)位置初始化支承板，从而不管在低位和杯缘传感器位置之间的容器尺寸如何，每个循环中都能起动容器检测的步骤，并且所有的容器都能被检测到。
优选地还设有第二位置传感器63以检测支承板的最高容许位置。类似地，传感器可以是电磁开关，当支承板到达该支承板不能超越的基准最高位时，该开关通过支承板的基准突起41机械地致动。高位传感器的优点主要在于控制当饮料机准备好分送饮料时容器是否已正确地放置在支承板上。如果高位传感器检测到支承板，这表明杯缘传感器90没有检测到容器。结果阻止饮料机分送饮料。
当然，机电开关可用其它类型的传感器替代，例如，视觉式检测器如光束检测器。
图3至6示出本发明的饮料机的另一方面。发明原理在于具有液滴收集装置8，其在液体到达容器之前收集从饮料出口滴落的液体。该液滴收集装置包括可相对于饮料出口移动的液体收集部件。
“可相对移动”是指收集装置可动而饮料出口固定，或收集装置固定而饮料出口可动，或者收集装置和饮料出口都是可动的。
在本示例中，饮料出口13固定，而液滴收集装置8可动以选择性地被放置在置于支承板上的容器上方和所述饮料出口的下方以收集从饮料出口滴落的液体，如图5和6所示。更确切地说，该液滴收集装置包括收集部件80，该收集部件80可在其中该收集部件被放置于所述出口下方的收集位置(图5-6)和其中该收集部件偏离所述出口的垂直线(图4中的轴线O)放置的缩回位置(图3-4)之间移动。
因此，液滴收集部件80与通过控制单元61(图7)控制的致动装置81相关联以使其从收集位置移到缩回位置，反之亦然。在所示示例中，液滴收集部件80呈L形，基部83从沟槽部分82向上延伸。该基部经由曲柄机构铰接，该曲柄机构包括连接于框架上的固定环枢关节84和连接于螺线管电机87的轴86上的可动环枢关节85。如图4所示，在驱动轴的展开位置，基部83围绕环枢关节84沿方向A转动，导致沟槽部分82从垂直轴线O移开。在这种状态下，饮料可从出口滴落到放置于支承板上的容器中。反之，如图6所示，在驱动轴的缩回位置，基部83沿反方向B(图6)转动，导致沟槽部分82在垂直轴线O处展开。在这种状态下，沟槽部分82略微倾斜以将收集到的液体输送到设置于垂直轴线O之后的承滴盘88中。为此，沟槽部分在液滴收集部件的收集位置中的水箱的垂直位置处终止，从而所有收集到的液体都被容易地排放到承滴盘88中。
图7和8中示出饮料机的示例性操作模式。图7示出分别从用户(经由未示出的命令按钮)、低位传感器62、杯缘检测传感器60和高位传感器63接收输入信号610、611、612、613的控制单元61。该控制单元发送输出信号620、621、622、623，分别控制水泵13、加热块15、支承板位移机构电机50以及液滴收集装置螺线管87。在需要时，可以增加其它输入和输出信号用于此处未描述的其它功能。
作为示例，可将饮料操作循环概括为如图8所示。在步骤200中，在通过用户压下选定的命令按钮触发饮料循环之前，支承板4安置于低位，使得可将容器放置在支承板的中央凹槽中。在步骤210中，控制单元接收用户的输入信号，并发送输出信号以启动支承板电机50。结果，支承板向上移动到容器的上缘被杯缘传感器60检测到的位置。只要没有检测到容器，则通过电机50使支承板继续向上移动，直到在判断(test)225中通过高位传感器63检测到最高位置。检测到高位后，控制单元向直流(DC)电机50发送信号，在步骤275中反向驱动该电机使支承板返回到其低位。当在判断265中检测到低位后，在步骤280中使电机50停止运转并且循环结束，实际上并没有开始饮料制备过程。
当边缘检测判断220结果为正——即传感器60已检测到容器——时，在步骤230中使电机50停止运转。根据容器相对于饮料出口的预期位置，可使电机立即停止运转或者滞后一段时间停止运转。在该步骤之后，控制单元向液滴收集装置螺线管87发送信号以收回收集部件80(步骤240)。在下一步骤250中可开始提取，并且控制单元启动水泵13。如果在饮料分送过程中，判断255检测到容器被从支承板上移走，则泵将在步骤260中停止运转。如果饮料分送过程中不发生这类事件，则控制单元在与待分送饮料的类型相对应的预定时间后使泵停止运转。在下一步骤270中，液滴收集装置螺线管87退回收集位置。在步骤275中，电机50反转使支承板返回到低位，直至检测到引起电机50在步骤280中停止运转的低位，循环终止。当然，该操作模式可以多种方式改变。
图9和10示出本发明的液滴收集装置8的第二实施例。在该方案中，通过机械地接合装置8的容器的作用，液滴收集装置从展开或收集位置向缩回位置移动。为此，液滴收集装置8包括具有沟槽801的收集部件800，沟槽801适于收集从饮料出口14滴落的残留液体。收集部件以可动、可控的方式安装在机器的框架上，例如，该收集部件可以围绕机器内部的垂直轴线转动，从而能够在(与该轴线)基本垂直的平面P内从一个位置移动到另一个位置，并且可以反向移动。收集部件800通过机械致动部件即杆810向后延伸，杆810以这种方式向外倾斜，即，当将容器放置在支承板上或将支承板提高到饮料分送位置时，该杆与容器的侧面或上部边缘接合。图10示出当支承板向上移动时收集装置8被容器的边缘推开，从而使出口14和杯子之间的饮料路径畅通。
可以设想液滴收集装置的其它可能的方案，例如形成当不进行饮料分送时盖住饮料出口的腔室的收集装置。例如，致动装置可包括液压系统，当向饮料制备头供应水时致动液压系统以将收集部件放置在缩回位置，当不再向饮料制备头供应水时致动液压系统以将收集部件放置在收集位置。

Claims (23)

1.一种用于制备饮料的饮料机(1)，包括具有可动支承板(4)的距离调节装置(3)，该距离调节装置(3)用于调节搁置于支承板上的容器(9)相对于至少一个饮料出口(14)的位置，其中，支承板(4)可相对于所述至少一个饮料出口(14)移动，其特征在于，所述饮料机(1)包括用于相对于所述出口(14)移动支承板(4)的位移机构(5)，该位移机构包括：
-用于驱动该位移机构的机动驱动装置(50，51，52)；
-用于控制所述驱动装置的致动的控制装置(60，61)，该控制装置构造成设定所述出口(14)和容器(9)之间的预定距离。
2.如权利要求1所述的饮料机，其特征在于，所述控制装置(60，61)根据放置于支承板(4)上的容器(9)的与高度相关的尺寸控制所述距离。
3.如权利要求2所述的饮料机，其特征在于，所述控制装置(60，61)包括至少一个传感器(60)以及控制单元(61)，该传感器(60)用于检测放置于支承板(4)上的容器的至少一个部分的位置，该控制单元(61)响应于该传感器输入该控制单元(61)的信号而使所述机动驱动装置(50，51，52)停止运转。
4.如权利要求3所述的饮料机，其特征在于，所述传感器(60)设置在饮料出口(14)下方的预定位置以检测容器(9)的上部边缘的位置。
5.如前述权利要求中任一项所述的饮料机，其特征在于，所述机动驱动装置包括：
驱动电机(50)；以及
连续位移传输系统(51，52)，该系统布置成由所述电机驱动以连续的方式移动支承板。
6.如权利要求5所述的饮料机，其特征在于，所述连续位移传输系统包括：
-附装在支承板上的齿条(51)；
-附装在驱动电机(50)上的至少一个齿轮(52)。
7.如权利要求5所述的饮料机，其特征在于，所述连续位移传输系统包括：
-附装在驱动电机上的螺纹心轴；
-附装在支承板上的互补螺纹环。
8.如前述权利要求中任一项所述的饮料机，其特征在于，所述控制装置还包括低位传感器(62)和控制单元(61)，该低位传感器(62)用于检测与支承板(4)上的容器装载位置相应的支承板(4)的低位，该控制单元(61)用于控制所述机动驱动装置(50，51，52)将支承板返回到低位，并且响应于该低位传感器(62)接收到的输入信号而使所述机动驱动装置停止运转。
9.如前述权利要求中任一项所述的饮料机，其特征在于，所述控制装置还包括高位传感器(63)和控制单元(61)，该高位传感器(63)用于检测与支承板(4)的未装载位置相应的支承板(4)的最高位，该控制单元(61)用于响应于该高位传感器(63)接收到的输入信号而控制所述机动驱动装置(50，51，52)在该位置中停止运转。
10.如前述权利要求中任一项所述的饮料机，其特征在于，所述饮料机包括用于从所述出口收集液体的液滴收集装置(8)，该液滴收集装置(8)可定位成在饮料出口(14)和容器之间收集液体。
11.如权利要求10所述的饮料机，其特征在于，所述液滴收集装置(8)包括收集部件(80)，该收集部件(80)可在其中该收集部件被放置于所述出口(14)下方的收集位置和其中该收集部件偏离所述出口的垂直线的缩回位置之间移动。
12.如权利要求11所述的饮料机，其特征在于，所述液滴收集部件(80)在支承板向上运动的作用下从其收集位置移到其缩回位置。
13.如权利要求11所述的饮料机，其特征在于，所述液滴收集部件与由控制单元(61)控制的致动装置(81)相关联，以便从收集位置移到缩回位置或从缩回位置移到收集位置。
14.如权利要求13所述的饮料机，其特征在于，所述致动装置(81)包括电磁螺线管(87)或电机。
15.一种用于制备饮料的饮料机，包括框架(10)、适于向放置于饮料供应区(2)的容器(9)分送饮料的饮料出口(14)，其特征在于，所述饮料机包括液滴收集装置(8)，该液滴收集装置构造成在该饮料机未分送饮料和/或从饮料供应区移走容器时选择性地被放置在所述饮料出口(14)的下方或周围以便收集液体或泡沫。
16.如权利要求15所述的饮料机，其特征在于，所述液滴收集装置(8)构造成选择性地被放置在容器上方的位置。
17.如权利要求15或16所述的饮料机，其特征在于，所述液滴收集装置(8)可在其中该液滴收集装置被放置于所述出口(14)下方的收集位置和其中该液滴收集装置偏离所述出口的垂直线的缩回位置之间移动。
18.如权利要求17所述的饮料机，其特征在于，所述液滴收集装置(8)在支承板向上运动或将容器放置到支承板上的作用下从其收集位置移到其缩回位置。
19.如权利要求18所述的饮料机，其特征在于，所述液滴收集装置(8)包括收集部件(800)和附装在所述收集部件上的臂或杆(810)，该臂或杆(810)被所述容器接合以将液滴收集装置移到缩回位置。
20.如权利要求17所述的饮料机，其特征在于，所述液滴收集装置(8)与由控制单元(61)控制的致动装置(81)相关联，以便从收集位置移到缩回位置或从缩回位置移到收集位置。
21.如权利要求15至20中任一项所述的饮料机，其特征在于，设有高度调节装置(3)以调节搁置于支承板(4)上的容器相对于所述饮料出口(14)的位置，其中，所述支承板(4)可相对于所述饮料出口(14)移动，并且所述饮料机包括用于移动支承板的位移机构(5)。
22.用于在饮料机中制备饮料的方法，所述饮料机包括饮料制备头(11)、饮料出口(14)以及用于放置容器(9)的供应区(2)，其特征在于，所述方法包括选择性地放置在液体到达供应区(2)的底部之前收集从饮料出口(14)滴落的液体的液滴收集装置(8)。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，当饮料机未分送饮料和/或从饮料供应区移走容器时，将所述液滴收集装置(8)放置在收集位置。
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