CN108577552B - 饮料酿造设备的酿造系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种饮料酿造设备的酿造系统，包括具有大活塞腔和胶囊容置腔的部件，大活塞腔内设有活塞组件；其特征在于：活塞组件包括大活塞和小活塞，大活塞的下部伸出大活塞腔并固定有密封盘，大活塞将大活塞腔分为无杆腔和有杆腔，有杆腔内设有第一弹簧；大活塞内设有小活塞腔，小活塞置于小活塞腔内，小活塞腔内设有第二弹簧，小活塞的下部设有具有出水通道的刺破针，且刺破针向下穿出大活塞，小活塞内设有进水通道，进水通道通过阀口与无杆腔连通，进水通道内设有单向阀组件。其是一种结构合理、活塞移动行程短且回水量小的饮料酿造设备的酿造系统。

Description

饮料酿造设备的酿造系统

技术领域

本发明涉及一种饮料萃取装置，尤其涉及一种饮料酿造设备的酿造系统，饮料萃取设备可以是咖啡机或其它类似设备。

背景技术

咖啡机是饮料酿造设备的一种制备，加热系统和酿造系统是咖啡机两个主要组成部分，加热系统一般包括有水罐、加热元件和水泵等，酿造系统包括固定部件和移动部件，固定部件和移动部件的其中一个部件上设有刺针，刺针与该部件直接固定，移动部件由驱动结构驱动而能相对固定部件滑移，固定部件和移动部件合拢后形成酿造腔，酿造时咖啡胶囊位于萃取腔内，萃取时再将加热的水用水泵打到萃取腔内，水流过要萃取的咖啡原料，咖啡饮料则从咖啡机的出水管流到杯子中。现有多数的咖啡机酿造系统与加热系统分为两个不同的部分，加热系统通过较长的流道流向酿造腔，导致热量散失大，对咖啡萃效果影响大。另外酿造系统与加热系统两者彼此独立，导致咖啡机的体积大，不利于产品的小型化。

咖啡机中驱动两机件移动以闭合和打开两个机件的驱动结构主要有两种形式：

一种是手柄连杆驱动式，如一专利号为ZL00812101.X(公告号为CN1263415Y)的中国发明专利《一种为了制备饮料萃取物质的装置》披露了这样一种手柄连杆驱动式的机件驱动结构。手柄连杆式的机件驱动结构涉及部件多结构复杂，使用时，需向上扳动或下压把手，在放置咖啡胶囊前，把手向上扳动成一定角度，把手翘起，占据较大的高度，这种咖啡机需摆放在具有一定高度空间的位置上，才能使用，对咖啡机的安放空间要求高，使用不人性化。另外现有手柄连杆式的机件驱动结构通过连杆结构实现两机件的锁紧，为防止萃取过程中漏水，咖啡机对两机件有较高的锁紧力要求，这样当两机件合拢后，由于两机件之间的锁紧力很大，如要再次打开两机件，需较大力才能扳动把手，操作费力。

另一种是电动驱动式，如专利号为ZL201380006474.0(公告号为CN104066362A)的中国发明专利《冲泡机》就披露一种通过电机和齿轮、蜗杆驱动的酿造系统，其存在涉及部件多结构复杂、成本高和制造难度大的缺点。

第三种是液压驱动式，如专利号为ZL201020113007.1(公告号为CN201617680U)的中国实用新型专利《一种饮料酿造装置的送包脱包结构》披露了一种液压驱动式驱动结构，因刺针固定在移动部件上，为保证有效刺破胶囊，刺针需要一定的长度(刺针外露出移动部件的长度较长)，这直接导致活塞的移动行程较长，这势必会延长饮料萃取装置(如咖啡机)制备饮料(如咖啡)的等候时间，工作效率低，且回位排出的水量大。

综上所述，现有饮料酿造设备的酿造系统还可作进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构合理、活塞移动行程短且回水量小的饮料酿造设备的酿造系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种饮料酿造设备的酿造系统，包括具有大活塞腔和胶囊容置腔的部件，部件上设有与大活塞腔相通的热水注水口，大活塞腔内设有活塞组件；其特征在于：所述活塞组件包括大活塞和小活塞，大活塞将大活塞腔分为无杆腔和有杆腔，大活塞的下部伸出大活塞腔并固定有密封盘，该密封盘位于胶囊容置腔内，所述热水注水口与无杆腔连通，所述有杆腔内设有使大活塞保持上移趋势的第一弹簧；所述大活塞内设有顶部开口的小活塞腔，小活塞置于小活塞腔内，小活塞腔内设有使小活塞保持上移趋势的第二弹簧，小活塞的下部设有能随小活塞上下移动的刺破针，刺破针内具有出水通道，且刺破针向下穿出大活塞，小活塞内设有与刺破针内的出水通道相通的进水通道，该进水通道通过小活塞顶部的阀口与无杆腔连通，进水通道内设有保持封堵住阀口趋势的单向阀组件。

因饮料在酿造过程中，酿造腔内压力大，如不对大活塞进行限位，大活塞在压力作用下，可能发生旋转，这会影响酿造腔的密封性，为防止大活塞在酿造过程中旋转，上述大活塞与大活塞腔之间设有防止大活塞绕自身轴线旋转的转动限位结构。通过转动限位可有效防止大活塞旋转。

作为选择，上述转动限位结构包括设于大活塞下部的多根向下延伸设置的限位条，限位条沿圆周间隔设置，所述大活塞腔的底面开有供限位条穿过的限位孔，限位条与限位孔一一对应设置。

作为选择，上述第一弹簧有四根，所述第二弹簧有一根。因第一弹簧根数大禺第二弹簧根数，这样能保证大活塞所受的弹簧支撑力大于小活塞所受弹簧支撑力，在大、小活塞受水压力时，小活塞一定比大活塞下移块，且下移的距离长，确保小活塞不会脱离小活塞腔，同时也使得整个活塞组件移动行程缩短，进一步减少回水量。

为确保酿造腔的封闭性，上述密封盘的底面设有柔性材质制成的密封垫。

为方便拆装刺破针，上述刺破针螺纹连接在小活塞的进水通道的下端出口处。

作为选择，上述单向阀组件包括堵头和第三弹簧，所述第三弹簧支撑在堵头和刺破针之间，并作用于堵头使其保持封堵所述阀口趋势。该单向阀组件具有结构简单、组装方便的优点。

更进一步改进，上述部件包括支架及具有冷水进口和所述热水注水口的加热体，支架具有彼此连通的上腔室和下腔室，所述加热体的底部具有供支架的上腔室置于其内的凹腔，所述上腔室和凹腔的顶壁之间构成所述大活塞腔，所述下腔室构成所述胶囊容置腔。支架(移动部件)的部分藏于加热体内，经锅炉加热的水可直接进入活塞腔内，其将加热体作为移动部件的一部分，使得咖啡机酿造系统与加热系统组成一体，与传统酿造系统相比，热损失少，提高加热效率，并能减少咖啡机的体积。

最为改进，上述热水注水口位于凹腔的顶壁。该热水注水口的布局最为合理，这样在初始状态下，活塞组件可以基本充满大活塞腔，热水一进入大活塞腔就可推动活塞组件移动，进一步减少回水量。

为提高加热体的加热效率，上述加热体具有呈螺旋状的水管，水管的一端显露出加热体的周壁形成冷水进口，水管的另一端显露出凹腔的顶壁形成热水注水口。

与现有技术相比，本发明的优点在于：活塞组件由大活塞和小活塞两部分组成，同时刺破针能谁小活塞一起移动，这样在初始状态下，小活塞可以基本藏于活塞内，或外露出活塞组件的长度变的很短，这使得置于酿造腔内的胶囊顶面与密封盘之间的间距大大缩短，极大的缩短活塞组件移动行程，进而减少回位排出的水量，同时，在移动相同距离的前提下，推动小活塞所需的水量远小于推动大活塞所需的水量，更进一步减少回位排出的水量；又因刺破针可伸缩，这样只要控制刺破针的伸缩量，就可以适应不同刺破尺寸的胶囊。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图一(初始状态)；

图2为本发明实施例的立体结构示意图二(初始状态)；

图3为本发明实施例的剖视图(初始状态)；

图4为本发明实施例的立体结构示意图(萃取状态)；

图5为本发明实施例的剖视图(萃取状态)；

图6为本发明实施例中大活塞的立体结构示意图；

图7为本发明实施例中支架的立体结构示意图一；

图8为本发明实施例中支架的立体结构示意图二；

图9为本发明实施例的立体分解图；

图10为本发明实施例中加热体的立体结构示意图二。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～10所示，为本发明的一个优选实施例。

一种饮料酿造设备的酿造系统，饮料酿造设备以咖啡机最为常见，对应胶囊也为咖啡胶囊。包括具有大活塞腔S1和胶囊容置腔S2的部件1，大活塞腔S1位于胶囊容置腔S2上方，本实施例中的咖啡胶囊装在一个前后移动的盒子里(图纸中没有显示)，将盒子移入胶囊容置腔S2中变可进行饮料酿造，其为常规结构。

部件1上设有与大活塞腔S1相通的热水注水口121，部件1包括支架11及具有冷水进口122和热水注水口121的加热体12，支架11具有彼此连通的上腔室111和下腔室112，加热体12的底部具有供支架11的上腔室111置于其内的凹腔123，热水注水口121位于凹腔123的顶壁。上腔室111和凹腔123的顶壁之间构成大活塞腔S1，下腔室112构成所述胶囊容置腔S2。加热体12具有呈螺旋状的水管8，水管8的一端显露出加热体12的周壁形成冷水进口122，水管8的另一端显露出凹腔123的顶壁形成热水注水口121。

大活塞腔S1内设有活塞组件，本实施例中的活塞组件包括大活塞2和小活塞3，大活塞2的上部外周与大活塞腔S1的内周壁组件设有第一密封圈9a，从而将大活塞腔S1分为无杆腔S11和有杆腔S12，大活塞2的下部伸出大活塞腔S1并固定有密封盘4，密封盘4套设固定在大活塞2下部的中间连接柱上，密封盘4与大活塞2组成一体件，该密封盘4位于胶囊容置腔S2内，密封盘4的底面设有柔性材质制成的密封垫41。

大活塞2与大活塞腔S1之间设有防止大活塞2绕自身轴线旋转的转动限位结构。转动限位结构包括设于大活塞2下部的四根向下延伸设置的限位条21，限位条21沿圆周间隔设置，所述大活塞腔S1的底面开有供限位条21穿过的限位孔113，限位条21与限位孔113一一对应设置。

热水注水口121与无杆腔S11连通，有杆腔S12内设有使大活塞2保持上移趋势的第一弹簧5a，第一弹簧5a有四根，相邻两限位条21之间设置一根第一弹簧5a。

大活塞2内设有顶部开口的小活塞腔S3，小活塞3置于小活塞腔S3内，小活塞3的上部周缘与小活塞腔S2之间设有第二密封圈9b，小活塞腔S3内设有使小活塞3保持上移趋势的第二弹簧5b，第二弹簧5b有一根。

小活塞3的下部设有能随小活塞3上下移动的刺破针6，刺破针6螺纹连接在小活塞3的进水通道31的下端出口处。刺破针6内具有出水通道61，且刺破针6向下穿出大活塞2，小活塞3内设有与刺破针6内的出水通道61相通的进水通道31，该进水通道31通过小活塞3顶部的阀口32与无杆腔S11连通，进水通道31内设有保持封堵住阀口32趋势的单向阀组件。

单向阀组件包括堵头7和第三弹簧5c，所述第三弹簧5c支撑在堵头7和刺破针6之间，并作用于堵头7使其保持封堵阀口32趋势。

本酿造系统的工作原理及过程如下：

初始状态，如图1～3所述，大活塞2位于大活塞腔S1的最上部位置，小活塞3位于小活塞腔S3的最上部位置，故刺破针6显露出大活塞2底面的尺寸很短。萃取时，如图4、5所示，将咖啡胶囊移动至胶囊容置腔S2内，冷水从冷水进口122流入，经由加热体12加热后，从热水注水口121注入大活塞腔S1内，先推动小活塞3相对大活塞2向下移动，刺破针6逐渐伸出刺破咖啡胶囊，随着无杆腔S11内水压逐渐增大，推动大活塞2下移，直至密封盘4上的密封垫41将咖啡胶囊顶面压紧，形成酿造腔。无杆腔S11内水压进一步增大，当水压大于第三弹簧5c对堵头7的支撑力时，堵头打开，高压的热水依次通过阀口32、进水通道31、出水通道61后，流入咖啡胶囊内，完成对咖啡胶囊内咖啡粉的萃取。

当水压卸荷后，大活塞2在第一弹簧5a，小活塞3在第二弹簧5b，堵头7在第三弹簧5c的作用下复位至初始状态。

Claims (10)

1.一种饮料酿造设备的酿造系统，包括具有大活塞腔(S1)和胶囊容置腔(S2)的部件(1)，部件(1)上设有与大活塞腔(S1)相通的热水注水口(121)，大活塞腔(S1)内设有活塞组件；所述活塞组件包括大活塞(2)，大活塞(2)将大活塞腔(S1)分为无杆腔(S11)和有杆腔(S12)，大活塞(2)的下部伸出大活塞腔(S1)并固定有密封盘(4)，该密封盘(4)位于胶囊容置腔(S2)内，所述热水注水口(121)与无杆腔(S11)连通，所述有杆腔(S12)内设有使大活塞(2)保持上移趋势的第一弹簧(5a)；其特征在于：所述活塞组件还包括小活塞(3)，所述大活塞(2)内设有顶部开口的小活塞腔(S3)，所述小活塞(3)置于小活塞腔(S3)内，小活塞腔(S3)内设有使小活塞(3)保持上移趋势的第二弹簧(5b)，小活塞(3)的下部设有能随小活塞(3)上下移动的刺破针(6)，刺破针(6)内具有出水通道(61)，且刺破针(6)向下穿出大活塞(2)，小活塞(3)内设有与刺破针(6)内的出水通道(61)相通的进水通道(31)，该进水通道(31)通过小活塞(3)顶部的阀口(32)与无杆腔(S11)连通，进水通道(31)内设有保持封堵住阀口(32)趋势的单向阀组件。

2.根据权利要求1所述的饮料酿造设备的酿造系统，其特征在于：所述大活塞(2)与大活塞腔(S1)之间设有防止大活塞(2)绕自身轴线旋转的转动限位结构。

3.根据权利要求2所述的饮料酿造设备的酿造系统，其特征在于：所述转动限位结构包括设于大活塞(2)下部的多根向下延伸设置的限位条(21)，限位条(21)沿圆周间隔设置，所述大活塞腔(S1)的底面开有供限位条(21)穿过的限位孔(113)，限位条(21)与限位孔(113)一一对应设置。

4.根据权利要求1所述的饮料酿造设备的酿造系统，其特征在于：所述第一弹簧(5a)有四根，所述第二弹簧(5b)有一根。

5.根据权利要求1所述的饮料酿造设备的酿造系统，其特征在于：所述密封盘(4)的底面设有柔性材质制成的密封垫(41)。

6.根据权利要求1所述的饮料酿造设备的酿造系统，其特征在于：所述刺破针(6)螺纹连接在小活塞(3)的进水通道(31)的下端出口处。

7.根据权利要求6所述的饮料酿造设备的酿造系统，其特征在于：所述单向阀组件包括堵头(7)和第三弹簧(5c)，所述第三弹簧(5c)支撑在堵头(7)和刺破针(6)之间，并作用于堵头(7)使其保持封堵所述阀口(32)趋势。

8.根据权利要求1～7任一所述的饮料酿造设备的酿造系统，其特征在于：所述部件(1)包括支架(11)及具有冷水进口(122)和所述热水注水口(121)的加热体(12)，支架(11)具有彼此连通的上腔室(111)和下腔室(112)，所述加热体(12)的底部具有供支架(11)的上腔室(111)置于其内的凹腔(123)，所述上腔室(111)和凹腔(123)的顶壁之间构成所述大活塞腔(S1)，所述下腔室(112)构成所述胶囊容置腔(S2)。

9.根据权利要求8所述的饮料酿造设备的酿造系统，其特征在于：所述热水注水口(121)位于凹腔(123)的顶壁。

10.根据权利要求8所述的饮料酿造设备的酿造系统，其特征在于：所述加热体(12)具有呈螺旋状的水管(8)，水管(8)的一端显露出加热体(12)的周壁形成冷水进口(122)，水管(8)的另一端显露出凹腔(123)的顶壁形成热水注水口(121)。

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