CN103844899B - 通过流量计控制磨粉量的浸泡装置和包括这种装置的咖啡机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于浓缩咖啡型咖啡机的浸泡装置（2），所述浸泡装置（2）包括：浸泡室（12），其用于收纳磨粉；挤压活塞（13），其在一个行程上活动地安装，所述行程在高位置和压实低位置之间延伸，对于所述压实低位置来说，所述挤压活塞伸入到所述浸泡室（12）内用于形成压缩磨粉饼；所述挤压活塞（13）的液压驱动机构，其包括液压泵（18）和对注射到所述驱动机构内的液压流体的体积进行测量的体积测量机构（9）。根据本发明，所述浸泡装置（2）包括控制电路（3），所述控制电路（3）根据在所述挤压活塞（13）的所述行程时由所述体积测量机构（9）发出的信号确定所述压缩磨粉饼的高度。

Description

通过流量计控制磨粉量的浸泡装置和包括这种装置的咖啡机

技术领域

本发明涉及一种用于浓缩咖啡型咖啡机的浸泡装置，具体涉及这样一种浸泡装置，其中，在每个循环时控制导入到浸泡室内的磨粉量，以确保针对所选择的饮料类型的重复结果。

待导入到浸泡室内的磨粉量可以是可变的，以允许获得不同饮料，特别是被称为ristretto（意大利语，浓咖啡）的浓咖啡（caféserré）、浓缩咖啡（caféespresso）、淡咖啡（cafélong）…。

背景技术

通常，咖啡机的浸泡装置包括浸泡室和挤压活塞，所述浸泡室被供给磨粉，所述挤压活塞将浸泡室内的磨粉压缩成饼。通常，磨粉是由配备有磨轮的咖啡研磨机产生的，其中一个磨轮被驱动旋转。所给出的磨粉量对应于存储在控制电路内的磨轮驱动时间。然而，多个参数会使针对相同磨轮驱动时间所给出的磨粉量变化，特别是磨轮的磨损或者咖啡颗粒的硬度。

为了测量该偏差，公知有增设测量表示导入到浸泡室内的磨粉量的压缩磨粉饼的厚度的装置。磨粉饼的厚度根据浸泡室内的挤压活塞的压实位置的测量来计算的。

因此，从文献EP0627186公知一种用于制备饮料的设备，所述设备包括浸泡装置，所述浸泡装置包括浸泡室和挤压活塞，所述浸泡室收纳磨粉，所述挤压活塞通过电动机从浸泡室外部的等待位置朝浸泡室内部的压实位置轴向移动。与控制装置相关联的传感器允许通过对由所述电动机实现的转数进行计数来计算所述浸泡室内的所述活塞的压实位置。所述传感器可以是与被驱动旋转的多个磁铁相关联的霍尔效应式传感器或者是与由所述电动机驱动旋转的带缝隙的盘相关联的光学传感器。所述活塞的压实位置则可以与预定值相比较，该两个值之间的偏差可以表示存在于所述浸泡室内的磨粉量太小或太大。

然而，在该结构中，所述传感器和相关联的活动元件是昂贵的和复杂的，并且会成为发生故障的原因。特别是，光学传感器对在浓缩咖啡型咖啡机的环境中的污垢敏感。

还从文献EP2394541公知有一种用于浓缩咖啡型咖啡机的浸泡装置，所述浸泡装置包括：浸泡室，其用于收纳磨粉；挤压活塞，其在一个行程上平移活动地安装，所述行程在收缩高位置和压实低位置之间延伸，对于所述收缩高位置来说，所述挤压活塞位于浸泡室的上方，对于所述压实低位置来说，所述挤压活塞伸入到所述浸泡室内用于形成压缩磨粉饼，所述挤压活塞由液压驱动机构驱动，所述液压驱动机构包括液压千斤顶和泵。所述装置包括旋转电位计，所述旋转电位计在所述挤压活塞的行程时由驱动机构控制，以允许测量所述挤压活塞的压实位置并从中推断出压缩磨粉饼的高度。

该文献公开了一种用于在需要液压千斤顶的供给泵来向浸泡室内注射加压热水以实现咖啡的情况下驱动挤压活塞的经济装置。然而，为了测量压缩磨粉饼的高度，电位计是一种昂贵的且大体积的、难以布置在浸泡装置内的零部件。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点并提供一种浸泡装置，该浸泡装置允许以精确方式控制导入到浸泡室内的磨粉量、设计简单且使用经济。

本发明的另一目的是提供一种以可靠方式进行工作的浸泡装置。

本发明的另一目的是提供一种包括上述类型的浸泡装置的浓缩咖啡型咖啡机。

这些目的是使用一种用于浓缩咖啡型咖啡机的浸泡装置来达到的，所述浸泡装置包括：浸泡室，其用于收纳磨粉；挤压活塞，其在一个行程上活动地安装，所述行程在高位置和压实低位置之间延伸，对于所述压实低位置来说，所述挤压活塞伸入到所述浸泡室内用于形成压缩磨粉饼；所述挤压活塞的液压驱动机构，其包括液压泵和对注射到所述驱动机构内的液压流体的体积进行测量的体积测量机构，所述浸泡装置的特征在于，所述浸泡装置包括控制电路，所述控制电路根据在所述挤压活塞的所述行程时由所述体积测量机构发出的信号确定所述压缩磨粉饼的高度。

由所述体积测量机构发出的信号数量与通过所述泵被注射到所述挤压活塞的驱动机构例如千斤顶内的液压流体例如水的量成正比，以使所述挤压活塞从高位置移动到压实低位置。被注射到所述千斤顶内的水量与所述挤压活塞的所述行程成正比。因此，所述控制电路可以根据由所述体积测量机构发出的信号的数量来确定所述挤压活塞的行程并从中推断出压缩磨粉饼的高度。

有利地，所述液压泵给所述浸泡室供水，并且所述控制电路根据由所述体积测量机构发出的信号确定表征待实现饮料的体积的被注射水量。

该布置允许使用所述液压泵和所述体积测量机构实现两个不同功能：第一功能在于通过注射并定量热水来实现饮料，并且第二功能在于压缩磨粉饼并对其进行测量。因此，获得一种特别经济的浸泡装置。

优选地，所述体积测量机构包括流量计。

所述流量计是一种用于测量通过所述液压泵被注射的流体体积的特别经济的解决方案。

有利地，所述浸泡装置包括相对于所述挤压活塞的所述行程的一部分校准所述流量计的校准装置。

在所述挤压活塞的所述行程的一部分上，对由所述流量计发出的信号的数量进行计数。因此，可以通过针对由所述流量计发出的每个信号确定由所述挤压活塞经过的以毫米计的基本行程（courseélémentaire）来校准所述流量计。

因此，该布置允许可以选择无特别精度范围的商业标准流量计。因此，该零部件是非常经济的。

有利地，所述校准装置包括开关和与所述挤压活塞一起活动的尺子，所述尺子配备有两个与所述开关协作的凸起部，所述两个凸起部之间的距离对应于所述挤压活塞的所述行程的一部分。

该布置允许所述控制电路借助在所述凸起部通过时由所述开关产生的两个电信号来确定所述挤压活塞的两个特定移动点。该两个点表征与所述两个凸起部之间的距离相等的所述挤压活塞的行程的已知部分。

因此，从简单且经济的零部件实现流量计的校准装置。

有利地，被测量的所述行程的一部分大于所述挤压活塞的所述行程的三分之一。

优选地，被测量的所述行程的一部分大于所述挤压活塞的所述行程的一半。

这些布置允许获得所述流量计的良好校准精度。

有利地，所述开关是密封的。

该布置允许尽管环境潮湿且受到磨粉剩余物的污染，也能获得开关的长期可靠工作。

有利地，所述挤压活塞的所述液压驱动机构包括液压千斤顶。

该布置允许从简单且经济的零部件实现液压驱动机构。

本发明还涉及一种浓缩咖啡型咖啡机，所述咖啡机包括上述的浸泡装置。

附图说明

通过研究附图所示的以并非限定性示例表示的实施方式，将更好地了解本发明，在附图中：

图1示出包含根据本发明的一个具体实施方式的浸泡装置的浓缩咖啡型咖啡机的立体图；

图2示出图1的浸泡装置的立体图，其中，挤压活塞示出在收缩位置，液压泵、流量计和控制电路以示意方式示出；

图3示出图2所示的浸泡装置的示意图；

图4示出图2所示的浸泡装置的示意图，其中，尺子的第一凸起部致动开关；

图5示出图2所示的浸泡装置的示意图，其中，尺子的第二凸起部致动开关；

图6示出图2所示的浸泡装置的示意图，其中，挤压活塞示出在压实位置。

具体实施方式

在图1所示的实施例中，浸泡装置2装配自动类型的咖啡机1，咖啡机1包括：冷水供给装置；咖啡粉末分配器，所述咖啡粉末来自与所述分配器集成的咖啡研磨机（未图示）；以及控制电路3，其用于控制和管理浸泡饮料制备循环，控制电路3特别是控制浸泡装置2。

图2至图6所示的这种浸泡装置2特别是包括具有竖直纵向轴线的主体11，主体11内装有：浸泡室12，其能够收纳挤压活塞13，所述挤压活塞13借助液压驱动机构即液压泵18沿着轴线A可移动地安装，所述液压泵18用于生成水和浸剂的循环；以及锅炉14，其用于给水加热用于在浸泡室12内制备浸剂。根据本发明的一个具体但非限制性的特征，液压驱动机构包括具有简单效应的液压千斤顶15，液压千斤顶15包括上杆16，上杆16承载臂17，臂17形成托架，并且其自由端部与挤压活塞13连接。液压千斤顶15侧向于主体11布置在支架8上，因此，挤压活塞13和液压千斤顶15的行程按照实际上平行的方向执行。挤压活塞13经过一个在收缩高位置和压实低位置之间的行程，对于收缩高位置来说，挤压活塞13位于浸泡室12的上方，对于压实低位置来说，挤压活塞13伸入到浸泡室12内。在压实低位置中，挤压活塞13压缩容纳在浸泡室12内的磨粉用于形成压缩磨粉饼。

锅炉14和主体11使用导热材料的单一件形成，所述单一件包含加热电阻和用于水的通过和加热的通道，这些通道的进口经由液压泵18与冷水容器连接，并且这些通道的端部通向浸泡室12的底部。挤压活塞13具有使浸剂通过的导管，所述浸剂通过排出孔出来，而液压泵18适合于当挤压活塞13关闭所述浸泡室时生成在浸泡室12内朝所述导管的上升水循环。流量计9配置在液压回路内，用于测量注射到浸泡室12内的水量并因此提供规定的饮料体积。流量计9产生朝向控制电路3的信号。这种浸泡装置2例如已在专利申请WO99/12456中作了更详细描述。

有利地，由流量计9发出的信号允许控制电路3在挤压活塞移动时确定压缩磨粉饼的高度。流量计9产生由上升沿和下降沿形成的方波信号，表征液压流体的基本体积（volumeélémentaire）、在该情况下是水的基本体积的通过。方波信号被称为“脉冲”。使基本体积的水向液压千斤顶15的室20内的注射引发上杆16和挤压活塞13朝下移动一个基本距离（distanceélémentaire），所述基本距离限定流量计的每个脉冲以毫米计的灵敏度。流量计可以是具有霍尔效应式传感器和配备有磁铁的活动叶轮的类型。

有利地，浸泡装置包括流量计9的校准装置，所述校准装置允许控制电路3在每次循环时重新计算流量计的灵敏度。校准装置包括开关25和与挤压活塞13连成一体的尺子30。开关25例如是“微型开关（micro switch）”类型，其被选择为密封类型并包括按钮26。开关25布置在支架8上。在图2至图6所示的实施方式中，尺子平行于挤压活塞13的行程方向配置。尺子30与液压千斤顶15的下杆33连成一体。尺子30包括第一凸起部31和第二凸起部32，第一凸起部31和第二凸起部32按照挤压活塞13的行程方向布置并隔开距离D1（图3）。第一凸起部31和第二凸起部32在挤压活塞13的行程时与开关25的按钮26协作。凸起部31、32抵靠住按钮26从开关25方面产生一个电信号，所述电信号由控制电路3记录。

浸泡室12可以包括止挡，挤压活塞抵靠住所述止挡，以便不会超过微小厚度。

在工作方面，在第一次使用时，使用者借助控制电路3选择并起动饮料制备。用于针对所选择的饮料产生理论厚度的压缩磨粉饼的研磨时间被存储。控制电路3控制研磨机，用于向浸泡室12供给预定量的磨粉。研磨时间一过，液压泵18就向液压千斤顶15供水，液压千斤顶15从图2和图3所示的高位置朝向图6所示的低位置驱动挤压活塞13和尺子30。

优选地但非限定地，控制电路3通过执行以下步骤来确定磨粉饼的高度：

第一步骤在于通过计算流量计9的灵敏度S1来校准流量计9：第一凸起部31推动按钮26（图4），按钮26产生电信号，所述电信号由控制电路3记录，控制电路3起动由流量计9发出的方波信号的计数。挤压活塞13和尺子30继续移动，第一凸起部31释放按钮26，然后第二凸起部32推动按钮26（图5），按钮26产生电信号，所述电信号由控制电路3记录，控制电路3则存储由流量计9在与凸起部31、32之间的距离相等的行程上发出的方波信号的和P1。控制电路3则计算流量计的灵敏度S1，灵敏度S1等于凸起部31、32之间的距离D1除以P1：S1＝D1/P1。

第二步骤在于确定由挤压活塞在第二凸起部32抵靠时由开关25发出的信号与压实低位置之间经过的距离D2（图6）：控制电路3根据在第二凸起部32抵靠住按钮26时由开关25发出的信号起动由流量计9发出的方波信号的计数直到挤压活塞13停止在压实低位置（图6）。当到达压实位置时，液压泵不再能向千斤顶15的室内注射水，流量是零并且流量计不再产生信号。由流量计9发出的方波信号的和P2允许控制电路3确定由挤压活塞在第二凸起部32抵靠时由开关25发出的信号与压实低位置之间经过的距离D2：D2＝P2×S1。

第三步骤在于确定压缩磨粉饼的高度Hr：在控制电路内存储有与挤压活塞13从在第一凸起部31抵靠住按钮26时由开关25发出的信号到在浸泡室12的底部的止挡位置的移动对应的距离DR，该止挡位置是在没有磨粉的情况下到达的。控制电路3根据该距离DR计算压缩磨粉饼的高度Hr：

Hr＝DR－D2－D1

控制电路3存储压缩磨粉饼的高度Hr。

一旦饮料的实现和分配操作结束，控制电路3就控制液压千斤顶15，以便从压实低位置返回到高位置。

举例来说，距离DR等于55毫米。在第一凸起部31和第二凸起部32之间的距离D1是30毫米。流量计例如针对距离D1产生100个方波信号或脉冲的和P1。流量计的灵敏度S1＝D1/P1是每个脉冲0.3毫米。

通过例如考虑到控制电路3对由流量计发出的等于40个脉冲的方波信号的和P2进行计数，所计算的距离D2等于：D2＝P2×S1＝40×0.3＝12毫米。

控制电路则可以从中推断出压缩磨粉饼的高度Hr＝DR－D2－D1＝55－30－12＝13毫米。

压缩磨粉饼的高度Hr的存储允许控制电路3针对同一饮料的随后制备循环计算研磨时间，所述研磨时间使用来自例如压缩磨粉饼的理论高度与高度Hr的比的系数K来校正。所校正的研磨时间可以来自对前面循环的多个实际高度Hr加以考虑的更复杂的计算。

当然，本发明绝非限于描述的和以示例的形式示出的实施方式。在不脱离本发明保护范围的情况下，能够进行修改，特别是通过各种元件的构成或者由技术等价替换。

在一个实施变型例中，开关25活动地安装在液压千斤顶15的杆33上，并且尺子30固定在支架8上。

Claims (10)

1.一种用于浓缩咖啡型咖啡机的浸泡装置(2)，所述浸泡装置(2)包括：浸泡室(12)，其用于收纳磨粉；挤压活塞(13)，其在一个行程上活动地安装，所述行程在高位置和压实低位置之间延伸，对于所述压实低位置来说，所述挤压活塞伸入到所述浸泡室(12)内用于形成压缩磨粉饼；所述挤压活塞(13)的液压驱动机构，其包括液压泵(18)和对注射到所述液压驱动机构内的液压流体的体积进行测量的体积测量机构，其特征在于，所述浸泡装置(2)包括控制电路(3)，所述控制电路(3)根据在所述挤压活塞(13)的所述行程时由所述体积测量机构发出的信号确定所述压缩磨粉饼的高度。

2.根据权利要求1所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述液压泵(18)给所述浸泡室(12)供水，并且所述控制电路(3)根据由所述体积测量机构发出的信号确定表征待实现饮料的体积的被注射水量。

3.根据权利要求1或2所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述体积测量机构包括流量计(9)。

4.根据权利要求3所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述浸泡装置(2)包括相对于所述挤压活塞(13)的所述行程的一部分校准所述流量计的校准装置(25、30)。

5.根据权利要求4所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述校准装置包括开关(25)和与所述挤压活塞(13)一起活动的尺子(30)，所述尺子(30)配备有两个与所述开关(25)协作的凸起部(31、32)，所述两个凸起部(31、32)之间的距离对应于所述挤压活塞(13)的所述行程的一部分。

6.根据权利要求5所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述行程的一部分大于所述挤压活塞(13)的所述行程的三分之一。

7.根据权利要求5所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述行程的一部分大于所述挤压活塞(13)的所述行程的一半。

8.根据权利要求6所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述开关(25)是密封的。

9.根据权利要求1或2所述的浸泡装置(2)，其特征在于，所述挤压活塞(13)的所述液压驱动机构包括液压千斤顶(15)。

10.一种浓缩咖啡型咖啡机(1)，所述咖啡机(1)包括根据权利要求1至9中任一项所述的浸泡装置(2)。