CN106998953B - 用于制备饮料，尤其是浓缩咖啡的机器 - Google Patents

Abstract

机器(M)包括：冲泡组件(1)；水箱(4)；电动振动泵(3)，其入口连接到水箱(4)并且其出口或排出口连接到冲泡组件(1)；单向阀(10)，在泵(3)和冲泡组件(1)之间以便当由泵(3)供应的水的压力超过预定阈值时允许水流向冲泡组件(1)；加热设备(9)，用于加热泵(3)供应的水；至少一个电磁阀(12、13)，其入口联接在泵(3)的出口和冲泡组件(1)之间并适于呈现打开状态和关闭状态，其中分别允许和防止流体从其入口流向排出环境，用于控制机器(M)的不用于制备饮料的辅助功能；以及电子控制单元(ECU)，预先设置为控制电磁阀(12、13)，使得在开始用于制备饮料的循环时，电磁阀(12、13)打开预定时间段并允许水从泵(3)的出口或排出口流向排出环境(8)，以便启动泵(3)，随后关闭电磁阀(12、13)。

Description

用于制备饮料，尤其是浓缩咖啡的机器

技术领域

本发明涉及一种用于制备饮料，尤其是浓缩咖啡的机器。

背景技术

更具体地，本发明涉及包括以下部件的类型的机器：

冲泡组件，设计成接收一定量的用于制备饮料并可能预包装在胶囊等中的物质，并将饮料分配到收集容器中，

电动振动泵，其入口连接到水箱并且其出口或排出口连接到冲泡组件，

单向液压阀，插入在泵和冲泡组件之间以便当由泵供应的水的压力超过预定阈值时允许水流向冲泡组件，

用于加热由泵供应的水的电加热装置，

至少一个电磁阀，其入口联接在泵的出口和冲泡组件之间并适于呈现打开状态和关闭状态，其中分别允许和防止流体从其入口流向排出环境，用于控制机器的辅助功能，该辅助功能不用于制备饮料；以及

电子控制单元，预先设置为以预定方式驱动泵、加热装置和所述电磁阀。

在附图的图1中示意性地示出该类型的机器M。其包括液压基本上等同于节流阀的冲泡组件1，用于将饮料分配到诸如杯子等的收集容器2中。电动振动泵3的入口经由吸入管5连接到水箱4，其中例如涡轮式的流量计6可以插入到吸入管5上，用于提供指示泵吸取的水量的电信号(脉冲)。泵3的出口或排出口连接到类型本身已知的自吸阀7，该自吸阀7在使用中连续地从泵3的出口抽取一定量的水并将抽出的水排出到滴水容器8，例如通常设置在用于制备咖啡的机器中的滴水盘。

因此，来自泵3并通过自吸阀7的水到达电加热器设备或锅炉9，并且水从那里继续到冲泡组件1。

在加热设备9和冲泡组件1之间插入有单向液压阀10，该单向液压阀10适于在由泵3供应的水的压力超过预定阈值(例如等于8巴)时允许水流向所述冲泡组件。

电子温度传感器11与加热设备9相关联。

附图标记12表示电磁阀，其入口联接在单向阀10的出口和冲泡组件1的入口之间并且其出口连接到滴水容器8。所述电磁阀12能够呈现打开状态和关闭状态，其中分别允许和防止水从其入口流向滴水容器8，以便放空在分配饮料之后残留在冲泡组件1和液压阀10之间的水。这个功能并不是绝对必要的，并且在任何情况下在饮料制备和分配之后实施。

机器M还包括以本身已知的方式实现并连接到泵3、加热设备9、电磁阀12以及未示出的任何额外的设备的电子控制单元ECU。该单元还连接至流量计6和温度传感器11，以在机器M的操作中接收由它们生成的信号。

泵3是振动泵，并且以本身已知的方式包括与二极管串联连接的控制电磁阀，该二极管仅允许馈送到它的交流电的正(或负)半波通过电磁阀。电磁阀因此使得活塞连续脉冲运动，该活塞以可变容积控制从水箱4向泵送室供应水。泵3包括止回阀，该止回阀防止来自泵送室的水向水箱4回流，并且防止供应到泵的出口或排出口的水流回泵送室。

在泵3的可变容积腔部分或完全没有水的情况下，容纳在其中的易于压缩的空气可能不能克服泵下游的液压回路中存在的背压。在这种情况下，泵的可变容积腔中的空气连续地膨胀和压缩，而不通过泵的出口排出。在这种情况下，泵不会启动，并且不会泵送用于制备饮料所需的水。然而，这种情况通过自吸阀7来防止，该自吸阀7从泵的出口或排出口连续地吸取一定量的水，此外，所述水的量不是恒定的，而是随液压回路下游中的背压而变化。

除了需要自吸阀之外，根据图1的解决方案在流量计6的指示用于基于用户的选择计量期望的饮料量时是不利的。布置在泵3的吸入侧的流量计6可以检测从水箱4取出的水量，但是由于自吸阀7不断地从泵3的排出口吸取可变量的水的事实，不能准确地确定实际送到冲泡组件的水量。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于制备最初描述的类型的饮料的机器，其可以克服现有技术机器中发现的上述缺点。

根据本发明，该目的通过一种初始定义的机器实现，其特征在于，电子控制单元预先设置用于控制所述电磁阀，使得在开始制备饮料的循环时，所述电磁阀打开预定的时间段，并允许水从泵的出口或排出口流向所述排出环境，以便启动泵并随后关闭。

在一个实施方式中，上述电磁阀设计成控制机器的辅助功能而不用于制备饮料，是常闭型的，并且插入所述电加热装置和用于分配用于例如发泡牛奶等的蒸汽流的喷嘴之间。

在另一个实施方式中，上述电磁阀插入在单向液压阀的出口和滴水接收器之间，以便将饮料分配之后保持在所述单向液压阀和冲泡组件之间的水排出到该容器中。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从以下参考附图仅通过非限制性实例提供的详细描述中看出，其中：

图1(上面已经描述)示意性地示出了根据现有技术的用于制备饮料的机器；

图2示意性地示出根据本发明的用于制备饮料的机器；

图3示意性地示出根据本发明的用于制备饮料的机器的替换实施方式；

图4是根据图3的机器中包括的阀门单元的实施方式的立体图；以及

图5是沿图4的线V-V的局部截面图。

具体实施方式

图2示意性地示出了根据本发明的用于制备饮料的机器M。在该图中，利用之前使用的相同的附图标记再次指定已经描述的零件和元件。

根据图2的机器M在电动振动泵3的出口处不包括自吸阀。

在该机器中，通过在饮料制备循环的初始阶段使用通常关闭的两位三通电磁阀13执行启动泵3的功能，该两位三通电磁阀13的入口连接到加热设备9的出口，并且在断电状态下，该两位三通电磁阀13将蒸汽分配喷嘴14与滴水容器8相互连接，而在另一状态下，将喷嘴14与加热设备的出口相连，以使热蒸汽能够分配，例如用于加热和/或起泡牛奶等。

类似于电磁阀12，电磁阀13也不常用于饮料制备循环中。然而，在图2所示的根据本发明的机器M中，电磁阀13由电子单元ECU控制，使得在饮料制备循环开始时，与泵3的激活基本上同时地对电磁阀13通电。在通电状态并打开时，电磁阀13允许水从与泵3的出口连接的回路中抽出，所述水通过喷嘴14排出。为了启动泵3而需要抽出的水量实际上非常小，仅仅是几滴，使得它不会引起任何问题。

一旦泵起动，ECU单元可以通过观察由流量计6提供的信号来检测到一些事情，所述ECU单元再次使电磁阀13断电，并且在从加热设备9的出口观察时，所述电磁阀13看起来再一次关闭。然后，泵3可以向冲泡组件1供应水流，并且由流量计6提供的流的指示正确和精确地指示生产和分配的饮料的量。

因此，例如借助于图2中的“15”所代表的设备，可以根据用户输入的选择来准确地计量生产和分配的饮料的量。

图2的机器M基本上如图1所示的根据现有技术的机器那样操作：在电磁阀13断电之后，由泵3供应的水流使得下游回路中的压力增加，直到该压力超过与单向阀10相关联的阈值，该单向阀10然后打开并允许水流到达并通过冲泡组件1。

然后开始将饮料分配到收集杯2中。

ECU单元可以有利地布置成当由流量计6提供的信号指示已经分配了对应于由用户设置的期望剂量的饮料量时，中断饮料的分配。

泵3和加热设备9关闭，电磁阀12通电。然后，电磁阀12进入打开状态，并且允许位于阀门10和冲泡组件1之间的水排出到滴水容器8。

在阀门10下游的压力下降之后，所述阀门10关闭。

然后，机器准备好新的饮料制备循环。

图3示出根据本发明的机器M的替换实施方式。再次在该图中，再次利用与之前使用的相同的附图标记指定已经描述的零件和元件。

再次，在根据图3的机器M中，泵3的出口或者排出口未连接至自吸阀。

在这种情况下，由电子控制单元ECU相应控制的排出电磁阀12有利地用于启动泵3。

有利地，机器M包括整体上由16指定的阀设备。该阀设备16包括连接在电磁阀12的入口和加热设备9的出口之间的第二单向阀17和连接在电磁阀12的入口与单向阀10的出口之间的第三单向阀18。

单向阀17被构造和连接使得当加热器9的出口处的水压超过预设的阈值(明显低于与阀门10相关联的压力阈值并且例如约等于1巴)时，允许水从加热器9的出口流到电磁阀12的入口。

单向阀18被构造和布置使得当阀门10的出口处的压力大于预定阈值(例如约等于1巴时)，允许水从阀门10的出口流到电磁阀12的入口。

阀门18的目的是在分配饮料期间防止冲泡组件1中的压力被阈值阀17而不是由阀门10检测：一旦电磁阀12关闭，泵3使阀门17和18下游的所有管道填充有水，然后阀门10会打开。阀门17和18的上游管道中的水在此在相同压力下处于平衡状态，因此水流仅通过阀门10。

阀设备16可以有利地构造成如图4和5所示，其中包括基本上管状的主体20，主体20中限定了腔21。该腔21具有开口22，形成在主体20的壁上并且旨在连接到电磁阀12的入口(参见图3的示图)。

在主体20的内部，在开口22的任一侧上有两个面向相反方向并且与相应的插头25和26相关联的阀座23和24，插头25和26之间的弹簧27旨在将每个插头推向相应的阀座。

插头25和26控制腔21和两个相对的入口28和29之间的连通，所述入口28和29设置在主体20的相对端部处并被设计成根据图3的示图连接。

可以看出，阀设备16相对于中间横向平面基本对称，因此其入口28和29是可互换的。

根据图3的机器M基本上以以下方式操作。

在饮料制备循环开始时，电子控制单元ECU激活泵3并对进入打开状态的电磁阀12进行通电。

由泵3输送的水流通过加热设备9并到达单向阀10和17的入口。具有较低打开压力阈值的阀门17打开，允许水从泵3的排出口通过电磁阀12流到滴水容器8。因此，水从泵3的出口抽出，在必要的情况下，启动泵3。

同时，ECU单元获取由流量计6提供的信号、脉冲。流量计6只能在泵的泵送室中存在足够量的水的情况下工作：如果从泵的激活开始在预定的时间间隔内(例如两秒)，ECU单元未从流量计检测到预定数量的脉冲，这意味着泵没有进入操作，并且ECU单元向用户发出启动失败的警告。

然而，如果在该预定时间间隔内，ECU单元从流量计6接收至少等于预定数量的脉冲数，则ECU单元因此使电磁阀12断电，电磁阀12返回到关闭状态。

从这一刻起，泵下游的水填充单向阀10下游的液压回路的分支，直到达到单向阀10的校准压力(例如8巴)时，泵打开，允许水流到冲泡组件1并通过冲泡组件1。

因此开始饮料的制备和分配。

在达到用户期望和预设的饮料量之后，ECU单元关闭泵3并使电磁阀12返回到打开位置。单向阀10的下游压力然后突然下降，并且位于所述阀门10和冲泡组件1之间的热水可以通过单向阀18和电磁阀12排出到滴水容器。

在预定时间之后，ECU单元使电磁阀12返回至关闭状态。

在根据图2和3的机器中，排出电磁阀12是常闭类型。然而，本领域技术人员清楚的是，在适当配置ECU单元之后，也可以使用常开型阀门来执行相同的功能。

本发明使得可以省略连接到泵3的出口的自吸阀，泵借助于已经存在于机器中的电磁阀来启动，并设计成控制在制备饮料过程中不使用的辅助功能。

除了不使用自吸阀节省的成本以外，本发明提供了更精确地定量确定饮料分配剂量的优点，因为在泵已经启动之后，由流量计提供的信号与实际通过冲泡组件1的水流专门相关。

当然，在不违背本发明的原理的情况下，实施方式及其结构细节可以相对于仅通过非限制性实例所描述和示出的那些而进行广泛变化，而不偏离如所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (7)

1.一种用于制备饮料的机器(M)，包括

冲泡组件(1)，

水箱(4)，

电动振动泵(3)，所述电动振动泵(3)的入口连接到所述水箱(4)并且所述电动振动泵(3)的出口或排出口连接到所述冲泡组件(1)，

单向液压阀(10)，插入在所述电动振动泵(3)和所述冲泡组件(1)之间以便当由所述电动振动泵(3)供应的水的压力超过预定阈值时允许水流向所述冲泡组件(1)，

电加热装置(9)，用于加热由所述电动振动泵(3)供应的水，

第一电磁阀(13)，所述第一电磁阀(13)的入口联接在所述电动振动泵(3)的出口与所述单向液压阀(10)的入口之间，以及第二电磁阀(12)，所述第二电磁阀(12)的入口联接在所述单向液压阀(10)的出口与所述冲泡组件(1)的入口之间，并且所述第一电磁阀(13)和所述第二电磁阀(12)中的每一者适于呈现打开状态和关闭状态，其中所述第一电磁阀(13)和所述第二电磁阀(12)中的每一者分别允许和防止流体从电磁阀(12、13)的入口流向排出环境，以便控制所述机器(M)的辅助功能，该辅助功能不用于制备所述饮料；以及

电子控制单元(ECU)，预先设置为以预定方式驱动所述电动振动泵(3)、所述电加热装置(9)、所述第一电磁阀(13)和所述第二电磁阀(12)；

所述机器(M)的特征在于所述电子控制单元(ECU)预先设置为控制所述第一电磁阀(13)，使得在开始用于制备饮料的循环时，所述第一电磁阀(13)打开预定时间段并允许水从所述电动振动泵(3)的出口或排出口流向所述排出环境，以便启动所述电动振动泵(3)，并且随后关闭所述第一电磁阀(13)。

2.根据权利要求1所述的机器，其中，所述第一电磁阀(13)是常闭的，并且插入在所述电加热装置(9)与蒸汽分配喷嘴(14)之间，并且其中，所述第二电磁阀(12)插入所述单向液压阀(10)的出口和滴水容器(8)之间，以便将已经分配饮料之后残留在所述单向液压阀(10)和所述冲泡组件(1)之间的水排出到所述滴水容器中。

3.根据权利要求1所述的机器，其中，在所述水箱(4)和所述电动振动泵(3)的入口之间设置有流量计(6)，所述流量计(6)适于向所述电子控制单元(ECU)提供指示由所述电动振动泵(3)吸取的水流的流速的信号或脉冲，并且其中，所述电子控制单元(ECU)预先设置为在激活所述电动振动泵(3)以便制备饮料之后，在由所述流量计(6)提供的信号指示在预设的时间间隔内，所述电动振动泵(3)已经抽取了至少等于预定值的水量时关闭所述第一电磁阀(13)。

4.根据权利要求1所述的机器，其中，所述电子控制单元(ECU)设置为：在激活所述电动振动泵(3)以便制备饮料之后，并且在从激活所述电动振动泵(3)开始过去预定的时间间隔和固定的时间间隔之后，关闭所述第一电磁阀(13)。

5.一种用于制备饮料的机器(M)，包括

冲泡组件(1)，

水箱(4)，

电动振动泵(3)，所述电动振动泵(3)的入口连接到所述水箱(4)并且所述电动振动泵(3)的出口或排出口连接到所述冲泡组件(1)，

单向液压阀(10)，插入在所述电动振动泵(3)和所述冲泡组件(1)之间以便当由所述电动振动泵(3)供应的水的压力超过预定阈值时允许水流向所述冲泡组件(1)，

电加热装置(9)，用于加热由所述电动振动泵(3)供应的水，

电磁阀(12)，所述电磁阀(12)的入口通过一个另外的单向液压阀(17)与所述电动振动泵(3)的出口连接，所述另外的单向液压阀(17)适于在所述电动振动泵(3)的出口处的水的压力超过低于所述预定阈值的预设的阈值时，允许水从所述电动振动泵(3)的出口流到所述电磁阀(12)，所述电磁阀(12)的入口通过第三单向阀(18)与所述单向液压阀(10)的出口连接，所述第三单向阀(18)适于在所述单向液压阀(10)的出口处的水的压力超过比所述预定阈值低的预设的值时允许水流向所述电磁阀(12)，所述电磁阀(12)适于呈现打开状态和关闭状态，其中所述电磁阀(12)分别允许和防止流体从所述电磁阀(12)的入口流向排出环境，以便控制所述机器(M)的辅助功能，该辅助功能不用于制备所述饮料；以及

电子控制单元(ECU)，预先设置为以预定方式驱动所述电动振动泵(3)、所述电加热装置(9)、所述电磁阀(12)；

所述机器(M)的特征在于所述电子控制单元(ECU)预先设置为控制所述电磁阀(12)，使得在开始用于制备饮料的循环时，所述电磁阀(12)打开预定时间段并允许水从所述电动振动泵(3)的出口或排出口流向所述排出环境，以便启动所述电动振动泵(3)，并且随后关闭所述电磁阀(12)。

6.根据权利要求5所述的机器，其中，在所述水箱(4)和所述电动振动泵(3)的入口之间设置有流量计(6)，所述流量计(6)适于向所述电子控制单元(ECU)提供指示由所述电动振动泵(3)吸取的水流的流速的信号或脉冲，并且其中，所述电子控制单元(ECU)预先设置为在激活所述电动振动泵(3)以便制备饮料之后，在由所述流量计(6)提供的信号指示在预设的时间间隔内，所述电动振动泵(3)已经抽取了至少等于预定值的水量时关闭所述电磁阀(12)。

7.根据权利要求5所述的机器，其中，所述电子控制单元(ECU)预先设置为：在激活所述电动振动泵(3)以便制备饮料之后，并且在从激活所述电动振动泵(3)开始过去预定的时间间隔和固定的时间间隔之后，关闭所述电磁阀(12)。

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