專利名稱：具有分送壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的咖啡機(jī)及分送壓力調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)置有水壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的咖啡機(jī)和用于控制咖啡機(jī)的浸漬室中的壓力 的方法。
背景技術(shù)：
作為飲料的咖啡一直非常普及并且廣受歡迎，實(shí)際上，現(xiàn)今可以以許多不同的形 式獲得咖啡，這些咖啡在它們的初始摻合物(starting blend)及這些飲料提取的方式方面 彼此不同。特別地，Espresso咖啡(濃咖啡或蒸餾咖啡)是一種使用咖啡機(jī)獲得的飲料，其 中咖啡機(jī)迫使熱水流經(jīng)一層研磨后的咖啡(ground coffee)即咖啡粉，所述研磨后的咖啡 被容納在通常是金屬過(guò)濾器的浸漬容器中。流經(jīng)咖啡層的熱水必須被加熱至一定的溫度并 且被施加一定的壓力，此外，根據(jù)初始摻合物選擇最優(yōu)的溫度和壓力。典型地，用于制備espresso咖啡的咖啡粉通過(guò)研磨(grind)或碾磨(mill)烘烤 過(guò)的咖啡豆而獲得。為迫使熱水流經(jīng)咖啡粉，最初的咖啡機(jī)使用由飽合蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的壓力值為 lbar-1. 5bar的壓力來(lái)產(chǎn)生推力。Ibar至1. 5bar的壓力對(duì)應(yīng)于超過(guò)100°C的溫度，因?yàn)?為了制備高品質(zhì)的飲料的水不應(yīng)超過(guò)100°C，因此，從該咖啡機(jī)獲得的咖啡趨于具有“過(guò)燒 (burnt) ” 口味。為補(bǔ)救該問(wèn)題，開發(fā)出了具有機(jī)械加壓部件的咖啡機(jī)，機(jī)械加壓部件使得可以利 用較高的壓力在大約100°c的溫度下進(jìn)行浸漬。瑞士專利CH 262 232公開了一種用于制備expresso咖啡的設(shè)備的龍頭(tap)，該 龍頭包括筒體，所述筒體與蒸煮器的下部連通并且包括適用于與彈簧相對(duì)地升起的中空活 塞，所述筒體為了使水經(jīng)由筒體的基部被擠出而使水進(jìn)入活塞并且在彈簧的作用下下降， 其中筒體的基部由可拆裝的過(guò)濾器形成并適用于容納研磨后的咖啡。美國(guó)專利2，878’ 747公開了一種咖啡機(jī)，其包括用于使水沸騰的蒸煮器；由支撐 托架支承并且包括浸漬室的咖啡滲濾器；位于所述室的上方并且具有入口的筒體；將入口 連接到蒸煮器以能夠?qū)⒎兴畟鬏數(shù)酵搀w中的管路；以往復(fù)方式在筒體中移動(dòng)以控制所述入 口并且在活塞下降時(shí)強(qiáng)制沸水進(jìn)入浸漬室中的活塞。美國(guó)專利3，119，322公開了一種咖啡機(jī)，其具有用于水浸漬的容器；用于在容器 中產(chǎn)生壓力的泵；用于驅(qū)動(dòng)連接到容器的泵和咖啡制備單元的電動(dòng)馬達(dá)，所述容器具有簡(jiǎn) 單的分配旋塞(distribution cock)；沿著所述單元布置并設(shè)置有凸輪的轉(zhuǎn)軸；馬達(dá)電路 中的開關(guān)，其被定位成能夠由所述軸致動(dòng)，其中旋塞具有手動(dòng)操作桿，各手動(dòng)操作桿被定位 成接合多個(gè)凸輪其中之一以使致動(dòng)所述開關(guān)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)并啟動(dòng)馬達(dá)。為應(yīng)對(duì)由于機(jī)械系統(tǒng)而在浸漬室中產(chǎn)生的較大的水推力，咖啡通常被精細(xì)地研磨 以增大與水的總體接觸面，并且在使用較小量的研磨后的咖啡的情況下改善飲料的提取。隨著液壓裝置的發(fā)展，提高了供給到浸漬室中的水的壓力而無(wú)須改變溫度，已經(jīng)4可以產(chǎn)生高達(dá)IObar以上的高壓。然而，已經(jīng)觀察到使用IObar以上的壓力會(huì)產(chǎn)生負(fù)面效 果。將壓力提高到一定值以上使得在實(shí)踐中需要非常精細(xì)地研磨咖啡，由此需要細(xì)化過(guò)濾 器，結(jié)果過(guò)于精細(xì)的研磨最終會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾器被堵塞，從而產(chǎn)生密封構(gòu)件和管路承受高應(yīng)力 的問(wèn)題，由此劣化了飲料的品質(zhì)。專利申請(qǐng)EP 1210893公開了一種咖啡機(jī)中的咖啡提取裝置，該咖啡機(jī)將飲料分 送(dispensing)至各杯，其中通過(guò)將熱水供給到設(shè)置有活塞的筒體而產(chǎn)生咖啡，其中原材 料裝載在筒體中以對(duì)筒體的內(nèi)部加壓，以通過(guò)過(guò)濾器濾出并提取出濃溶液。該裝置設(shè)置有 熱水用的泵和控制該泵的部件，適用于改變供給到筒體的熱水量。美國(guó)專利3，230，974公開了咖啡機(jī)用分送頭，其允許在打開旋塞和分配飲料之間 存在浸漬時(shí)間間隔。在實(shí)踐中，在施加推力以獲得分送咖啡所需要的壓力值之前，以低于分 送壓力的壓力用水填充研磨后的咖啡粉一定的時(shí)間段，該壓力例如是1. ^ar。典型地，在當(dāng)前的expressso咖啡或者過(guò)濾咖啡(filter coffee)的制備中，供給 到浸漬室中的水的溫度在大約88°C和98°C之間，而且在一些咖啡機(jī)中，壓力在初始浸漬期 間從大約0. 8bar變化到1. S3ar，然后壓力在飲料的提取期間升高到大約9bar。專利申請(qǐng)EP 0934719公開了由預(yù)定劑量的咖啡粉制備espresso咖啡的方法，其 中預(yù)定量的熱水在泵的作用下以給定的最大壓力通過(guò)預(yù)定劑量的咖啡粉，所述方法包括初 步階段所述劑量的咖啡粉在低于給定的最大壓力的壓力下由初始量的熱水濕潤(rùn)一段時(shí) 間。研磨后的咖啡粒的大小是可變的，其決定了飲料的最終結(jié)果。專利申請(qǐng)WO 2009/010190公開了控制咖啡機(jī)研磨器的方法，所述方法包括測(cè)量 與濾出處理相關(guān)的物理量的實(shí)際值的步驟和至少為下一次濾出改變研磨后的咖啡粒大小 的步驟，從而可以補(bǔ)償物理量的被測(cè)量到的實(shí)際值與基準(zhǔn)值之間的偏差。所述物理量可以 是濾出流量、濾出時(shí)間或?yàn)V出回路中的液壓。通過(guò)提取法制備的咖啡已經(jīng)廣泛流行于各個(gè)國(guó)家，并且已經(jīng)適應(yīng)了現(xiàn)有的口味和 顧客。通常，espresso咖啡(地中海)和“caf6cr6me”之間的區(qū)別在于espresso咖啡 以典型地從15cm3至25cm3變化的量被分送到杯中；而“caf6cr6me”以典型地從IOOcm3至 120cm3變化的量被分送到杯中，在兩種情況中，總的分送時(shí)間大致相等，例如為25秒。明顯 地，在該兩種咖啡中存在許多差異。為在相同的分送時(shí)間中獲得所期望的量的特定種類的咖啡，必須通過(guò)與研磨的細(xì) 度適應(yīng)而改變用于分送操作的水流，以改變?nèi)菁{在過(guò)濾器中的咖啡對(duì)于水的流動(dòng)的阻力。由于咖啡混合物的自然特性，咖啡摻合物在質(zhì)量、一致性、脂肪含量、烘烤度和濕 度方面不同。即使這些特性中的一個(gè)特性有變化，也需要改變研磨的細(xì)度，以保持針對(duì)給定 類型的咖啡的分送水流恒定。另一方面，難以精確地控制研磨處理，并且通常通過(guò)形狀和尺 寸變化的小粒的分布形成最終的研磨成分(ground compimd)。結(jié)果，從研磨機(jī)取得的研磨 后的咖啡劑量永遠(yuǎn)不會(huì)精確地與研磨后的另一咖啡劑量相同，使得研磨后的咖啡對(duì)于水的 阻力圍繞最優(yōu)值波動(dòng)，由此導(dǎo)致水的流量(rate of flow)變化，進(jìn)而導(dǎo)致在分送期間水的 壓力發(fā)生變化。可以采用分送時(shí)間作為水受到的阻力的基準(zhǔn)參數(shù)。如果咖啡被過(guò)于精細(xì)地 研磨，則水流經(jīng)咖啡粉將花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，造成過(guò)度提取，使飲料具有令人不適的味道。如 果咖啡的研磨過(guò)于粗糙，則水快速地流經(jīng)咖啡粉，而不會(huì)提取很多的物質(zhì)。
申請(qǐng)人已經(jīng)觀察到，優(yōu)選地，一旦已經(jīng)確定用于分送時(shí)間te的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)值，例如根 據(jù)由若干分送操作得出的飲料質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)型評(píng)估結(jié)果確定得到的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)值，則分送時(shí)間 te不應(yīng)偏離超過(guò)給定標(biāo)準(zhǔn)值的一定變化區(qū)間(variability interval) 0例如，如果te°是 25秒，則te = 25+1秒，其中最大的標(biāo)準(zhǔn)偏差為+3秒。變化區(qū)間之外的分送時(shí)間表明過(guò)濾 器的內(nèi)容物對(duì)于水有“異?！弊枇?，因此，生成的飲料的質(zhì)量可能會(huì)劣化。申請(qǐng)人:已經(jīng)觀察到，特別地有利的是，能夠以受控的方式分送飲料并且可以根據(jù) 咖啡的顆粒大小的變化來(lái)影響水壓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種咖啡機(jī)，其能夠分送由不同的原材料摻合物制備的 和/或研磨成不同細(xì)度的和/或由不同的制備工藝限定的飲料。本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)在于提供如下的咖啡機(jī)其可以在分送期間通過(guò)影響水的流 量的值來(lái)控制對(duì)咖啡加壓的整個(gè)循環(huán)，以能夠調(diào)整飲料的制備，確保高質(zhì)量的飲料。根據(jù)一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種包括分送壓力控制系統(tǒng)的咖啡機(jī)?！胺炙蛪毫Α笨?以被理解為被供給到容納研磨后的咖啡的過(guò)濾器單元(filter unit)的水的壓力。本發(fā)明特別地涉及一種咖啡機(jī)，所述咖啡機(jī)用于生產(chǎn)和分送咖啡類 (coffee-based)飲料，所述咖啡機(jī)包括液壓泵；分送裝置，其包括供給單元和適于容納咖 啡粉的過(guò)濾器單元，所述供給單元適于在所述過(guò)濾器單元與所述供給單元連接時(shí)將水引入 到所述過(guò)濾器單元；液壓回路，其使所述液壓泵與所述分送裝置的供給單元流體連通，所述 液壓回路包括在壓力作用下向所述供給單元供給熱水的供給管路。所述咖啡機(jī)還包括分送 壓力控制控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括控制單元；壓力傳感器，其沿著所述液壓回路配置并 且適于產(chǎn)生表示檢測(cè)到的壓力的控制信號(hào)，所述壓力傳感器電連接到所述控制單元以檢測(cè) 所述分送壓力，在所述控制系統(tǒng)中，所述液壓泵適于供給可變量的水并且能夠由被所述控制 單元電控制的電驅(qū)動(dòng)器致動(dòng)，以根據(jù)檢測(cè)到的分送壓力值調(diào)節(jié)所述液壓泵輸出的水的流量。在另一方面中，本發(fā)明涉及控制咖啡機(jī)中的分送壓力的方法。本發(fā)明特別地涉及用于控制咖啡機(jī)中的分送壓力的方法，所述咖啡機(jī)用于生產(chǎn)和 分送咖啡類飲料，所述咖啡機(jī)包括分送裝置，該分送裝置包括適于容納研磨后的咖啡的過(guò) 濾器單元，所述方法包括將預(yù)定量的水從液壓泵以與至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分送壓力值對(duì)應(yīng)的流 量供給到液壓回路，所述液壓回路與所述液壓泵和所述分送裝置流體連通，所述液壓泵能 夠由電驅(qū)動(dòng)器致動(dòng)，借助于沿著所述液壓回路配置的壓力傳感器檢測(cè)水的至少一個(gè)分送壓 力值，如果檢測(cè)到的所述至少一個(gè)分送壓力值偏離所述至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力值，則根據(jù)檢測(cè) 到的所述至少一個(gè)分送壓力值調(diào)節(jié)所述液壓泵供給的水的流量。在本說(shuō)明書及所附的權(quán)利要求書中，“浸漬”指濕潤(rùn)過(guò)濾器中容納的咖啡粉的步 驟，“提取”指的是利用使熱水在壓力作用下通過(guò)研磨后的咖啡的技術(shù)工藝的步驟。浸漬步驟通常在低于提取壓力的壓力下發(fā)生。分送步驟指制備飲料的整個(gè)步驟， 包括浸漬步驟和提取步驟。


下面將參考附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的一些而非全部實(shí)施方式。示出實(shí)施方式的附圖僅是圖示說(shuō)明，而非示出尺寸比例。在附圖中圖1示出了用于本發(fā)明的實(shí)施方式的咖啡機(jī)中的液壓回路和控制回路；圖加到圖2c是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的單個(gè)分送步驟用的、表示水壓與時(shí) 間的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式圖1是用于espresso咖啡機(jī)的液壓回路的圖，所述espresso咖啡機(jī)設(shè)置了整體 上由13示出的咖啡分送裝置。由外部的冷水水源2以傳統(tǒng)方式(圖中未示出)對(duì)用于產(chǎn) 生熱水和蒸汽的傳統(tǒng)蒸煮器(boiler) 1供水。水源2經(jīng)由管路3和液壓泵4對(duì)熱交換器5 供水，其中熱交換器5被傳統(tǒng)地布置在蒸煮器1中。液壓泵4是由電驅(qū)動(dòng)器致動(dòng)的馬達(dá)泵。熱交換器5的輸出口經(jīng)由管路6向混合節(jié)點(diǎn)7供給熱水，其中連接到供給冷水的 管路3的管路8也到達(dá)混合節(jié)點(diǎn)7。由9和10分別示出的流量校準(zhǔn)儀(flow calibrator)分別被可選擇地在混合節(jié) 點(diǎn)7的上游包括于熱水管路6和冷水管路8。這些流量校準(zhǔn)儀可以調(diào)節(jié)冷水相對(duì)于熱水的量，以在供給管路11中獲得供給溫 度Tl的混合水流。在混合節(jié)點(diǎn)7的下游，混合水到達(dá)分送裝置13。分送裝置13包括用于在壓力作用下將水排出至過(guò)濾器單元31的供給單元14，其 中過(guò)濾器單元31包括過(guò)濾器保持器15、過(guò)濾器16和用于供給咖啡的噴嘴17，在操作時(shí)噴 嘴17的下方布置有收集杯18。在所示的實(shí)施方式中，供給單元14包括呈小蒸煮器形式 的加熱室12以及設(shè)置于供給單元14中的分送管路25，在該特別的實(shí)施方式中，在用作加熱 室的基部的結(jié)構(gòu)中，該管路25在過(guò)濾器16的緊上游與過(guò)濾器16連通。連接部件19被設(shè)置于供給單元14，用于可拆裝地連接過(guò)濾器保持器15。使泵與分送裝置、特別地與過(guò)濾器單元流體連通的多個(gè)管路形成液壓回路。加熱室12設(shè)置有電阻器20，用于將水加熱至適于形成咖啡飲料的分送溫度T2，該 溫度高于混合節(jié)點(diǎn)7的下游的水溫Tl，其中混合節(jié)點(diǎn)7作為加熱室12的水源。熱水在壓力作用下流經(jīng)供給管路11經(jīng)由入口 30流到加熱室12，在該加熱室中使 熱水的溫度穩(wěn)定，然后熱水被引入到過(guò)濾器單元31中。更特別地，經(jīng)由管路23將水引入到 過(guò)濾器保持器15中，管路23將加熱室12的出口 M連接到分送管路25的入口四。管路23設(shè)置有具有兩個(gè)動(dòng)作位置的電子閥(electrovalveUe。電子閥沈在一個(gè) 動(dòng)作位置中使水被供給到過(guò)濾器保持器并由此形成飲料，在另一動(dòng)作位置中，其斷開水的 供給并與咖啡機(jī)外部的排出裝置27連通。沿著與泵和分送裝置流體連通的液壓回路配置壓力傳感器21。優(yōu)選地，在管路25 的入口四的附近、在電子閥沈的上游或者在電子閥26的下游沿著連接管路23配置壓力 傳感器，連接管路23在壓力作用下將水從加熱室12供給到分送管路25。在特別優(yōu)選的實(shí) 施方式中，壓力傳感器被布置于截流電子閥(intercepting electrovalve)的上游，以防止 來(lái)自分送管路的任何研磨咖啡殘留物污染傳感器。在另一個(gè)實(shí)施方式(圖中未示出)中，沿著供給管路11配置壓力傳感器。在另一個(gè)實(shí)施方式(圖中未示出)中，在加熱室12中配置壓力傳感器?？偟膩?lái)講，壓力傳感器優(yōu)選地測(cè)量供給到過(guò)濾器單元的水的實(shí)際壓力。傳感器優(yōu)選地配置在分送裝置的附近。壓力傳感器21適于產(chǎn)生表示水壓的控制信號(hào)并且被連接到比如電子中央處理器 (CPU)的控制單元22。壓力傳感器例如是將與到達(dá)分送裝置特別是到達(dá)過(guò)濾器單元31的 水的壓力成比例的信號(hào)供給控制單元22的轉(zhuǎn)換器。優(yōu)選地，由控制單元22控制電子閥26的動(dòng)作位置。在附圖中，以虛線示出控制信號(hào)離開和到達(dá)控制單元22所經(jīng)過(guò)的控制線。在優(yōu)選實(shí)施方式中，從混合節(jié)點(diǎn)7的下游的供給管路11供給到加熱室12的入口 30的水已經(jīng)處于較高的供給溫度Tl (例如，不低于大約80°C )，因此達(dá)到形成飲料的最優(yōu)溫 度T2(例如，大約90°C )所需要的加熱時(shí)間短，由此減小了制備飲料所需要的時(shí)間，特別消 除了由于必須等水到達(dá)所要求的溫度而在分送一個(gè)劑量的咖啡和分送隨后的劑量的咖啡 之間的等待時(shí)間。根據(jù)實(shí)施方式，溫度Tl比溫度T2低10°C至20°C。在較高的溫度Tl的情況下，即使在分送較大量的飲料時(shí)，例如分送120cm3至 250cm3的飲料時(shí)，啟動(dòng)電阻器20并將溫度穩(wěn)定至用于制備飲料的溫度T2所需的電功率較 低，例如不高于0. 8kW。加熱電阻器20的操作優(yōu)選地由與加熱室中的水接觸以檢測(cè)分送溫度T2并且邏輯 連接至CPU 22的溫度傳感器(圖中未示出)控制?？梢岳斫獾氖?，本發(fā)明并不局限于將處于分送溫度的熱水供給到分送管路的特定 方法。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，加熱室接收環(huán)境溫度的水，該水由布置在加熱室中的電 阻器加熱至溫度T2。在該實(shí)施方式中，省略了傳送來(lái)自熱交換器的、將與來(lái)自加熱室上游的 管路8的冷水混合的水的熱水管路6，并且僅由來(lái)自管路8的水供給至加熱室。再通過(guò)示例，在一個(gè)實(shí)施方式中，分送裝置并不包括加熱室，與分送裝置流體連通 的供給管路在壓力作用下將處于分送溫度T2的水供給至供給單元。優(yōu)選地，液壓回路設(shè)置有適于測(cè)量流經(jīng)回路的水的流量的流量測(cè)量裝置觀。該裝 置觀連接到控制單元22，向控制單元22發(fā)送表示測(cè)得的水的流量的信號(hào)。例如，該裝置 28向控制單元22提供電脈沖，依據(jù)以cm3/脈沖表示的計(jì)量常數(shù)，該脈沖的數(shù)量與流經(jīng)該裝 置的水量成比例。在實(shí)施方式中，裝置28是英國(guó)專利申請(qǐng)GB 2 008 540中所公開的類型。在圖1的實(shí)施方式中，該裝置觀被布置于泵4下游的冷水管路3上?？刂茊卧?收這些脈沖的頻率與泵4供給到液壓回路并且由此供給到分送裝置的水的流量直接成比 例。泵4優(yōu)選地由電驅(qū)動(dòng)器(例如變速驅(qū)動(dòng)器，VSD)以可變速度致動(dòng)，經(jīng)由該電驅(qū)動(dòng) 器，泵的轉(zhuǎn)速可以改變。泵例如由變頻電控制單元致動(dòng)，變頻電驅(qū)動(dòng)器的頻率變化對(duì)應(yīng)于泵 的轉(zhuǎn)速的變化。由此，可以使泵供給到管路3的水的流量變化，由此可以使水壓變化。與一 個(gè)分送操作對(duì)應(yīng)的或者在一個(gè)分送步驟中供給到液壓回路的水量取決于咖啡的類型，例如 對(duì)于espresso咖啡是20cm3。泵，即連接到泵馬達(dá)的電控單元被連接到控制單元22，控制單元22調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn) 速并且由此調(diào)節(jié)供給到液壓回路的水的壓力。例如，進(jìn)出控制單元的控制信號(hào)是脈寬調(diào)制 (PWM)控制信號(hào)，并且通過(guò)改變供給到泵的電驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)的寬度來(lái)調(diào)節(jié)泵的速度。
供給到液壓回路的水的流量和水的“標(biāo)準(zhǔn)”壓力對(duì)應(yīng)于給定時(shí)間段內(nèi)被致動(dòng)的泵 的轉(zhuǎn)速?！皩?shí)際”分送壓力由壓力傳感器優(yōu)選地在分送裝置的附近測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)壓力和實(shí)際壓 力之間的偏差可以指示“異?！狈炙停虼酥甘撅嬃系馁|(zhì)量可能劣化。在本實(shí)施方式中描述的咖啡機(jī)中，至少對(duì)于后續(xù)的咖啡分送并且在一些實(shí)施方式 中在該分送步驟自身期間，可以控制并且如果需要還可以調(diào)節(jié)分送壓力的值。依據(jù)檢測(cè)到的分送壓力而調(diào)節(jié)由泵供給的水的流量可以由操作人員手動(dòng)執(zhí)行和/ 或借助于自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置執(zhí)行，在自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置中，壓力傳感器接收的信號(hào)和泵的電驅(qū)動(dòng)器 形成由控制單元控制的反饋回路。優(yōu)選地，包括在咖啡機(jī)中的用于控制壓力的系統(tǒng)使得能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)分送壓力，其 中壓力傳感器接收到的信號(hào)、泵的電驅(qū)動(dòng)器和水的流量測(cè)量裝置形成反饋回路。例如，在分送操作開始時(shí)，泵4以一定的轉(zhuǎn)速啟動(dòng)，該轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)于向液壓回路供給 的預(yù)定量的水并且由此對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)分送壓力值，例如9bar。泵供給的水流經(jīng)測(cè)量水的實(shí)際 流量(例如，以cm3/S為單位)的流量測(cè)量裝置觀。如果控制單元從流量測(cè)量裝置檢測(cè)出 太低的流量或者總體上低于對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)壓力的流量的流量(例如，該裝置接收到的脈沖頻 率過(guò)低)，則由于例如過(guò)濾器中的咖啡被過(guò)于精細(xì)地研磨而使分送操作進(jìn)行的較慢，導(dǎo)致分 送時(shí)間相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)分送時(shí)間增大，標(biāo)準(zhǔn)分送時(shí)間例如為25秒。另一方面，如果控制單元檢 測(cè)到過(guò)大的流量，則由于過(guò)濾器中的咖啡被過(guò)于粗糙地研磨而使分送操作過(guò)快地進(jìn)行，導(dǎo) 致分送時(shí)間相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)分送時(shí)間減小。當(dāng)控制單元檢測(cè)到與最優(yōu)流量值不一致的流量時(shí)， 控制單元調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速直到流量達(dá)到最優(yōu)值?？刂茊卧€接收實(shí)際的分送壓力值。在流經(jīng) 流量測(cè)量裝置的水量等于對(duì)應(yīng)于一次分送操作的水量時(shí)，控制單元使泵停止。對(duì)于水的流 量的調(diào)節(jié)使得分送時(shí)間大體上等于標(biāo)準(zhǔn)分送時(shí)間，例如為2 士 Is。在分送操作期間，壓力還可以具有預(yù)定的值或者符合預(yù)定的數(shù)值曲線。壓力工況可以由連接到泵的電驅(qū)動(dòng)器并且連接到壓力傳感器并且在優(yōu)選實(shí)施方 式中連接到流量測(cè)量裝置的控制單元22控制。控制單元借助于壓力傳感器監(jiān)測(cè)供給到分 送裝置的水的壓力。泵的電驅(qū)動(dòng)器由控制單元控制以以預(yù)定的速度致動(dòng)泵，從而使在一定 時(shí)間段內(nèi)建立起來(lái)的壓力保持在一定的值或者在該時(shí)間段內(nèi)以可變速度保持壓力，使得分 送期間的水的壓力符合預(yù)定的曲線?？刂茊卧梢耘c顯示器和比如鍵盤等輸入設(shè)備關(guān)聯(lián)地操作，鍵盤可以由操作人員 操作以控制和/或改變供給到液壓回路的水的流量并且由此控制和/或改變分送壓力。例 如，根據(jù)所使用的咖啡的類型和/或?yàn)榭Х葯C(jī)供給咖啡粉的研磨器的設(shè)定，可以限定分送 期間的壓力曲線。根據(jù)特定的方面，本發(fā)明涉及控制被供給到咖啡機(jī)的分送裝置的水的液壓的方法。圖加至圖2c是根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施方式的單個(gè)分送步驟中的水壓與時(shí)間關(guān)系的 圖示。圖加示出了等于te的分送時(shí)間段內(nèi)的壓力的曲線。在本示例中，一旦飲料的分送 期間的壓力值P6已經(jīng)設(shè)定，則控制單元控制電驅(qū)動(dòng)器以以預(yù)定的速度致動(dòng)泵。該預(yù)定的速 度對(duì)應(yīng)于預(yù)定的飲料提取壓力ρε，該壓力例如為9bar。典型地，在相對(duì)于分送時(shí)間te可以 忽略的時(shí)間內(nèi)，泵的速度一達(dá)到預(yù)定值，壓力就達(dá)到操作值。接收壓力傳感器提供的數(shù)據(jù)的控制單元監(jiān)測(cè)壓力曲線。當(dāng)需要時(shí)，如果壓力值與一定的目標(biāo)值不一致或者如果產(chǎn)品的質(zhì) 量例如由于研磨后的咖啡的顆粒大小的變化而改變，如果需要，則控制單元調(diào)節(jié)泵速度。以 此，可以用正確的參數(shù)進(jìn)行后續(xù)的飲料分送。在圖2b中的示例中，壓力從初始值P。逐漸增加，在時(shí)刻tr達(dá)到提取壓力值pe。圖 2b的壓力曲線可以如下實(shí)現(xiàn)利用加速型線啟動(dòng)液壓泵，從零加速至與給定的提取壓力值 Pe對(duì)應(yīng)的預(yù)定速度，其中加速型線可以借助于控制單元而編程。加速型線可以選擇成使其 適于所使用的咖啡摻合物和/或待分送的飲料的類型。分送期間的壓力曲線由將數(shù)據(jù)發(fā)送 到控制單元的壓力傳感器控制，在需要時(shí)，控制單元通過(guò)影響泵的轉(zhuǎn)速而進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖2c中示出的壓力曲線表示包括初始濕潤(rùn)步驟及隨后的提取步驟的分送步驟。 在初始時(shí)間段tw內(nèi)，分送裝置的分送管路以較低的第一壓力值pw供水(濕潤(rùn)步驟)。在時(shí) 刻tw，壓力升高到大于第一壓力值Pw的第二壓力值Py第二壓力值表示提取壓力(提取步 驟)。提取步驟進(jìn)行預(yù)定的時(shí)間(te-tw)，其中、是總的分送時(shí)間。圖2c中的曲線示出了 壓力從值Pw(相對(duì)于時(shí)間、)快速變化到值Pe的情況。但是，實(shí)施方式可以包括壓力以類 似于圖2b所述的方式逐階加速而從pw逐漸增加到ρ—根據(jù)實(shí)施方式，為實(shí)現(xiàn)圖2c的壓力曲線，控制單元22在初始分送時(shí)刻t = 0處控 制圖1的裝置中的截流閥26的開度，持續(xù)時(shí)間tw，例如為3秒。在時(shí)間tw中，泵4被關(guān)閉， 因此供給到分送管路(例如25)的水具有較低的壓力Pw，例如lbar。接著，泵4以預(yù)定的 速度值被致動(dòng)預(yù)定的時(shí)間段(te_tw)，其中該預(yù)定的速度值對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)提取壓力pe0總地，在控制單元中，可以將壓力曲線p(t)設(shè)定為時(shí)間的函數(shù)，其中0彡t彡、。在分送步驟中，在啟動(dòng)泵之后，通過(guò)監(jiān)測(cè)由流量檢測(cè)裝置檢測(cè)到的水的流量，控制 單元可以改變泵的轉(zhuǎn)速以增大或減小泵產(chǎn)生的壓力，從而調(diào)節(jié)水的流量并且例如使其符合 用于一定類型的分送的所期望的值。例如，如果存在由于與研磨的細(xì)度和摻合物的特性相 關(guān)聯(lián)的變化所導(dǎo)致的偏差，可能需要校正壓力。借助于流量測(cè)量裝置控制水的流量和借助 于壓力傳感器控制分送壓力使得可以將分送處理保持在最優(yōu)范圍內(nèi)。例如，情況可能是，由于在被過(guò)于精細(xì)地研磨的咖啡中出現(xiàn)異常，泵的推力的增大 不會(huì)產(chǎn)生較大的水的流量及不會(huì)由此產(chǎn)生供給到分送裝置的更大的水的壓力，而僅是更加 阻塞過(guò)濾器，這會(huì)造成過(guò)大壓力，使飲料的質(zhì)量劣化。優(yōu)選地，控制分送壓力的方法包括借助于布置在泵和分送裝置之間的液壓回路中 水流量測(cè)量裝置控制泵供給的水的實(shí)際流量。特別地，參考圖1，流量測(cè)量裝置可以被配置 在管路3中或者配置在冷水管路8中或者配置在供給管路11中，其中管路3將來(lái)自泵的水 供給到熱交換器。在實(shí)施方式中，控制單元可以監(jiān)測(cè)是否超過(guò)了預(yù)定的分送壓力閾值，并且如果超 過(guò)了預(yù)定的分送壓力閾值，則控制單元可以例如借助于聲音信號(hào)和/或可視信號(hào)指示該異堂巾ο盡管圖1僅示出了一個(gè)分送單元，但是本發(fā)明可以包括具有多個(gè)分送單元的咖啡 機(jī)，各分送單元均與供給管路流體連通，并且供給管路按其順序與液壓泵流體連通。盡管未在上述的優(yōu)選實(shí)施方式中明確提及，本發(fā)明可以包括使用研磨后的咖啡的 5 ' ^ (pre-packaged pod)。10
權(quán)利要求
1.一種咖啡機(jī)，用于生產(chǎn)和分送咖啡類飲料，所述咖啡機(jī)包括液壓泵；分送裝置，其包括供給單元和適于容納研磨后的咖啡的過(guò)濾器單元，所述供給單元適 于在所述過(guò)濾器單元與所述供給單元接合時(shí)將水供給到所述過(guò)濾器單元；液壓回路，其使所述液壓泵與所述分送裝置的供給單元流體連通，所述液壓回路包括 在壓力作用下向所述供給單元供給熱水的供給管路；和用于控制分送壓力的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括控制單元；壓力傳感器，其沿著所述 液壓回路配置并且適于產(chǎn)生表示檢測(cè)到的壓力的控制信號(hào)，所述壓力傳感器電連接到所述 控制單元以檢測(cè)所述分送壓力，在所述控制系統(tǒng)中，所述液壓泵適于供給可變量的水并且 能夠由被所述控制單元電控制的電驅(qū)動(dòng)器致動(dòng)，以根據(jù)檢測(cè)到的分送壓力值調(diào)節(jié)所述液壓 泵供給的水的流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的咖啡機(jī)，其特征在于，所述供給單元包括適于向所述過(guò)濾器 單元供水的分送管路，并且所述壓力傳感器配置在所述分送管路的附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的咖啡機(jī)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括水的流量測(cè)量 裝置，所述流量測(cè)量裝置沿著所述液壓回路布置并且適于產(chǎn)生表示由所述液壓泵供給的水 的流量的控制信號(hào)，并且所述流量測(cè)量裝置電連接到所述控制單元，以檢測(cè)水的流量并且 根據(jù)至少一個(gè)檢測(cè)到的水流量值調(diào)節(jié)所述液壓泵供給的水的流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的咖啡機(jī)，其特征在于，所述分送裝置包括與所述供給管路流 體連通的加熱室，所述加熱室包括加熱構(gòu)件并且設(shè)置有出口，以能夠?qū)⑻幱诜炙蜏囟鹊乃?供給到借助于截流閥與所述過(guò)濾器單元流體連通的連接管路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的咖啡機(jī)，其特征在于，所述壓力傳感器配置于所述截流閥上 游的所述連接管路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的咖啡機(jī)，其特征在于，所述液壓泵能夠以變速的方式被致動(dòng)， 并且通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來(lái)對(duì)所述液壓泵供給的水的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
7.一種用于控制咖啡機(jī)中的分送壓力的方法，所述咖啡機(jī)用于生產(chǎn)和分送咖啡類飲 料，所述咖啡機(jī)包括分送裝置，該分送裝置包括適于容納研磨后的咖啡的過(guò)濾器單元，所述 方法包括將預(yù)定量的水從液壓泵以與至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分送壓力值對(duì)應(yīng)的流量供給到液壓回路，所 述液壓回路與所述液壓泵和所述分送裝置流體連通，所述液壓泵能夠由電驅(qū)動(dòng)器致動(dòng)，借助于沿著所述液壓回路配置的壓力傳感器檢測(cè)水的至少一個(gè)分送壓力值，和如果檢測(cè)到的所述至少一個(gè)分送壓力值偏離所述至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力值，則根據(jù)檢測(cè)到 的所述至少一個(gè)分送壓力值調(diào)節(jié)所述液壓泵供給的水的流量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過(guò)改變所述液壓泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)水的 流量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述液壓泵能夠以變速的方式致動(dòng)， 并且供給所述預(yù)定量的水包括為分送時(shí)間選擇所述液壓泵的至少一個(gè)轉(zhuǎn)速值，所述至少一 個(gè)轉(zhuǎn)速值對(duì)應(yīng)于所述至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)壓力值。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，供給所述預(yù)定量的水包括借助于配置在 所述液壓回路中的流量測(cè)量裝置檢測(cè)所述液壓泵供給的水的至少一個(gè)流量值，所述方法還包括選擇至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)流量值，如果檢測(cè)到的所述至少一個(gè)流量值與所述至少一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)流 量值不同，則根據(jù)檢測(cè)到的所述至少一個(gè)流量值調(diào)節(jié)所述液壓泵供給的水的流量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法還包括選擇標(biāo)準(zhǔn)分送時(shí)間，并 且調(diào)節(jié)所述液壓泵供給的水的流量，使得在大體上等于所述標(biāo)準(zhǔn)分送時(shí)間的時(shí)間內(nèi)所述預(yù) 定量的水被供給到所述過(guò)濾器單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)和分送咖啡類飲料的咖啡機(jī)及用于控制咖啡機(jī)中的分送壓力的方法，咖啡機(jī)包括液壓泵(4)；至少一個(gè)分送裝置(13)，其包括過(guò)濾器單元(31)和適于將水供給到過(guò)濾器單元的供給單元(14)；使液壓泵與分送裝置的供給單元流體連通的液壓回路，其包括在壓力作用下向供給單元供給熱水的供給管路(11)?？Х葯C(jī)還包括用于控制分送壓力的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制單元(22)；壓力傳感器(21)，其沿著液壓回路布置在分送裝置的附近并且適于向控制單元傳送表示檢測(cè)到的壓力的信號(hào)以檢測(cè)分送壓力，在該系統(tǒng)中，液壓泵適于供給可變量的水并且由被控制單元電控制的電驅(qū)動(dòng)器致動(dòng)，以選擇泵供給的水的流量。
文檔編號(hào)A47J31/44GK102038430SQ201010519979
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者安德烈亞·科恰 申請(qǐng)人:格魯普西姆貝利有限公司