CN108937586B - 一种蒸汽式咖啡机的水路结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蒸汽式咖啡机技术领域，特别指一种蒸汽式咖啡机的水路结构，包括水箱和发热煲，发热煲与水箱通过转换阀相连接，转换阀具有四个挡位，在第一挡位时，发热煲上的进水口被打开以使发热煲与水箱连通，同时发热煲的排气口被打开且出水口和蒸汽口被关闭；在第二挡位时，发热煲的出水口被打开，并且其它接口被关闭；在第三挡位时，发热煲的蒸汽口被打开，并且其它接口被关闭；在第四挡位时，发热煲的所有接口均被关闭。本发明的蒸汽式咖啡机的水路结构，采用多通路的转换阀对蒸汽和热水的输出进行调控，使热水和蒸汽的供应简单明了，而且还可以将热水与蒸汽隔离，不会存在输出错误的情况，使用起来更加方便。

Description

一种蒸汽式咖啡机的水路结构

技术领域

本发明涉及蒸汽式咖啡机技术领域，特别指一种蒸汽式咖啡机的水路结构。

背景技术

泡沫咖啡一般只能通过人工操作的方式来进行泡沫咖啡的制备，具体的方法是在咖啡壶中加入按比例混合的咖啡粉与冷水的混合液体，然后将咖啡壶放置在加热盘上，通过加热盘对咖啡粉与冷水的混合液体进行加热以萃取咖啡。这种制备方法控制困难，所得的咖啡难以保证口感，并不适合一般消费者使用。中国专利公开号为CN107049030A提出一种泡沫咖啡机，包括咖啡壶，还包括水箱、水泵、输入管路、输出管路、液汽输出杆以及可采用不同加热功率工作的加热组件，应该上述咖啡机来制备泡沫咖啡时，通过控制水泵和加热组件工作，先后通过液汽输出杆输出温水和蒸汽，来对咖啡粉进行混合、加热和萃取，以获得所需的泡沫咖啡。虽然该方案可以通过改变加热组件的加热功率，分别输出温水、蒸汽或蒸汽空气混合物，满足泡沫咖啡的制备需要，但温水和蒸汽的输出只能依靠加热组件的加热功率进行调节，用户在使用时往往并不清楚需要达到怎样的加热程度才能满足蒸汽或温水的输出，对用户来说使用起来存在不方便；同时，由于该方案中蒸汽和温水的输出是通过同一个管路，在输出时经常会有温水和蒸汽同时喷出的情况，使得咖啡的酿造过程发生意外，导致酿造出品质较差的咖啡，因此仍有必要进一步改进。

发明内容

本发明的目的是提出一种蒸汽式咖啡机的水路结构，采用多通路的转换阀对蒸汽和热水的输出进行调控，使热水和蒸汽的供应简单明了，而且还可以将热水与蒸汽隔离，不会存在输出错误的情况，使用起来更加方便。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种蒸汽式咖啡机的水路结构，包括水箱和发热煲，所述水箱用于向发热煲供水，其特征在于，所述发热煲与水箱通过转换阀相连接，发热煲上开设有进水口、出水口、排气口和蒸汽口；转换阀具有四个档位，当转换阀位于第一档位时，发热煲上的进水口被打开以使发热煲的进水口与水箱连通，同时排气口被打开，并且出水口和蒸汽口被关闭；当转换阀位于第二档位时，发热煲的出水口被打开，并且进水口、排气口和蒸汽口被关闭；当转换阀位于第三档位时，发热煲的蒸汽口被打开，并且进水口、排气口和出水口被关闭；当转换阀位于第四档位时，发热煲的进水口、出水口、排气口和蒸汽口均被关闭。本发明的蒸汽式咖啡机的水路结构，采用多通路的转换阀对蒸汽和热水的输出进行调控，使热水和蒸汽的供应简单明了，而且还可以将热水与蒸汽隔离，不会存在输出错误的情况，使用起来更加方便。

根据以上方案，所述转换阀包括阀体，以及位于阀体内腔中的阀杆；所述阀体内设有四个通道，每个通道内均设有一个用于封闭该通道的顶杆；所述阀杆上沿其轴向设有四个凸轮，所述凸轮分别与顶杆一一对应；当阀杆在转动过程中，凸轮分别处于将顶杆顶开的位置或与顶杆错开的位置，使阀体内的四个通道分别处于打开或关闭的状态，以使转换阀在四个档位中切换。转换阀采用机械结构，不涉及任何电气部件，通过阀杆上的多个凸轮来驱动顶杆打开或关闭对应的通道，转换阀在四个档位之间切换，以实现发热煲的热水和蒸汽输送，以使加水和清理功能，使咖啡机的水路供应更准确，不会出现任何意外情况，而且转换阀的结构简单可靠。

根据以上方案，所述转换阀还包括安装于阀体上的阀盖，所述阀盖位于四个顶杆上，并且所述顶杆与阀盖之间设有复位弹簧，所述复位弹簧用于驱使所述顶杆封闭阀体内的该通道。通过复位弹簧驱使顶杆始终保持在封闭通道的状态，只有当凸轮与顶杆处于配合位置时对应的通道才会被打开，进一步提高了转换阀在档位切换过程中的可靠性。

根据以上方案，所述阀体内还设有止动组件，所述阀杆上设有与四个档位一一对应的四个止动槽，当阀杆在转动时，止动组件依次顶在其中一个止动槽内。通过止动组件与阀杆配合，每一次切换档位时止动组件均可以在止动槽内切换，用户在换档时可以获得清晰的状态反馈，使用户在进行档位切换时更加清楚明了地进行操作；同时止动组件还可以对阀杆进行限位，使阀杆在用户没有操作时被限位在当前档位内，保证阀杆处于正确的位置。

根据以上方案，所述止动组件包括安装于阀体内的止动杆，所述止动杆与阀体之间设有止动弹簧，所述止动弹簧用于驱使所述止动杆保持顶在止动槽内的状态。止动组件采用止动杆与止动弹簧的配合结构，使止动组件结构简单，同时还可以具有非常可靠的档位止动和提示效果。

根据以上方案，所述阀杆上设有驱动块，以及与驱动块配合的微动开关；当转换阀处于第二档位或第三档位时，所述驱动块驱使所述微动开关打开。由于输出热水或蒸汽时容易造成意外烫伤事故，因此通过阀杆与微动开关的配合，微动开关起到保护开关的效果，使阀杆处于该档位时，热水或蒸汽才可以被输出，否则热水或蒸汽不能输出到外部，避免意外情况发生。

根据以上方案，所述发热煲的排气口内设有浮球开关，所述浮球开关所在的水平高度低于所述进水口、出水口和蒸汽口所在的水平高度，所述浮球开关用于打开或关闭所述排气口。通过浮球开关可以自动控制发热煲内的水位高度，当发热煲内的水位过高时，浮球开关可以封闭排气口，使水箱内的水不再进入到发热煲，提高发热煲的使用安全性。

根据以上方案，所述发热煲的出水口内设有导水管，所述导水管的底部伸入到发热煲的底部；所述导水管上开设有溢水孔，并且所述溢水孔所在的水平高度高于所述浮球开关所述在水平高度。在发热煲加热过程中，发热煲内会产生较多的蒸汽使内部气压升高，而且发热煲内的水的加热过程中会产生气泡将水冲到导水管内，这部分水和蒸汽会从溢水孔内再次回到发热煲被加热，保证热水被加热至预定温度；当热水被完全加热，内部气压升高使热水上升至封闭溢水孔时，热水才可以从出水口经由导水管输出，避免发热煲内热水意外流出，同时保证热水温度达标。

根据以上方案，所述发热煲上还开设有泄压口，所述泄压口内安装有安全阀。当发热煲内部气压过高时，可以从泄压口经过安全阀排出多余的蒸汽，以此降低内部压力，提高发热煲的加热安全性。

根据以上方案，所述转换阀上连接有喷嘴，当转换阀位于第三档位时，所述发热煲的蒸汽口与喷嘴相连通。通过喷嘴来输出蒸汽，可以调节喷嘴的朝向，使蒸汽可以喷向指定位置，方便用户使用蒸汽发泡牛奶或咖啡。

本发明的蒸汽式咖啡机的水路结构,通过发热煲加热来制作热水和蒸汽，水箱对发热煲起到供水功能，同时在发热煲上安装转换阀，转换阀具备四个档位，不同的档位可以将发热煲的多个接口进行开启或封闭，使发热煲与对应的管路实现连接状态的切换，这样发热煲可以实现加水、热水或蒸汽供应，及封闭清理等功能，每个功能中发热煲只单独开启了对应的接口，而且可以使发热煲持续加热至热水自动供应，或者蒸汽自动供应的状态，不需要人为控制发热煲的发热状态，使用起来更简单；另外，由于热水和蒸汽的供应是通过转换阀上不同的通道来输送的，热水和蒸汽不会混合在一起输送至咖啡机，可以保证咖啡酿造的品质。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的发热煲结构示意图；

图3是本发明的发热煲的接口结构示意图；

图4是本发明的转换阀的结构示意图；

图5是本发明的转换阀的剖面结构示意图。

图中：1、水箱；2、发热煲；3、转换阀；4、进水口；5、出水口；6、排气口；7、蒸汽口；8、阀体；9、阀杆；10、顶杆；11、凸轮；12、阀盖；13、复位弹簧；14、止动槽；15、止动杆；16、止动弹簧；17、驱动块；18、微动开关；19、浮球开关；20、导水管；21、溢水孔；22、安全阀；23、喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1至图5所示，本发明所述的一种蒸汽式咖啡机的水路结构，包括水箱1和发热煲2，所述水箱1用于向发热煲2供水，所述发热煲2与水箱1通过转换阀3相连接，发热煲2上开设有进水口4、出水口5、排气口6和蒸汽口7；转换阀3具有四个档位，当转换阀3位于第一档位时，发热煲2上的进水口4被打开以使发热煲2的进水口4与水箱1连通，同时排气口6被打开，并且出水口5和蒸汽口7被关闭；当转换阀3位于第二档位时，发热煲2的出水口5被打开，并且进水口4、排气口6和蒸汽口7被关闭；当转换阀3位于第三档位时，发热煲2的蒸汽口7被打开，并且进水口4、排气口6和出水口5被关闭；当转换阀3位于第四档位时，发热煲2的进水口4、出水口5、排气口6和蒸汽口7均被关闭。本发明的蒸汽式咖啡机的水路结构,通过发热煲2加热来制作热水和蒸汽，水箱1对发热煲2起到供水功能，同时在发热煲2上安装转换阀3，转换阀3具备四个档位，不同的档位可以将发热煲2的多个开口进行开启或封闭，使发热煲2与对应的管路实现连接状态的切换，这样发热煲2可以实现加水、热水或蒸汽供应，及封闭清理等功能，每个功能中发热煲2只单独开启了对应的开口，而且可以使发热煲2持续加热至热水自动供应，或者蒸汽自动供应的状态，不需要人为控制发热煲2的发热状态，使用起来更简单；另外，由于热水和蒸汽的供应是通过转换阀3上不同的通道来输送的，热水和蒸汽不会混合在一起输送至咖啡机，可以保证咖啡酿造的品质。

具体地，所述转换阀3的结构如图4所示，其包括阀体8，以及位于阀体8内腔中的阀杆9；所述阀体8内设有四个通道，每个通道内均设有一个用于封闭该通道的顶杆10；所述阀杆9上沿其轴向设有四个凸轮11，所述凸轮11分别与顶杆10一一对应；当阀杆9在转动过程中，凸轮11分别处于将顶杆10顶开的位置或与顶杆10错开的位置，使阀体8内的四个通道分别处于打开或关闭的状态，以使转换阀3在四个档位中切换。转换阀3采用机械结构，不涉及任何电气部件，通过阀杆9上的多个凸轮11来驱动顶杆10打开或关闭对应的通道，转换阀3在四个档位之间切换，以实现发热煲2的热水和蒸汽输送，以使加水和清理功能，使咖啡机的水路供应更准确，不会出现任何意外情况，而且转换阀3的结构简单可靠。进一步地，所述转换阀3还包括安装于阀体8上的阀盖12，所述阀盖12位于四个顶杆10上，并且所述顶杆10与阀盖12之间设有复位弹簧13，所述复位弹簧13用于驱使所述顶杆10封闭阀体8内的该通道。通过复位弹簧13驱使顶杆10始终保持在封闭通道的状态，只有当凸轮11与顶杆10处于配合位置时对应的通道才会被打开，进一步提高了转换阀3在档位切换过程中的可靠性。如图5所示，所述阀体8内还设有止动组件，所述阀杆9上设有与四个档位一一对应的四个止动槽14，当阀杆9在转动时，止动组件依次顶在其中一个止动槽14内。通过止动组件与阀杆9配合，每一次切换档位时止动组件均可以在止动槽14内切换，用户在换档时可以获得清晰的状态反馈，使用户在进行档位切换时更加清楚明了地进行操作；同时止动组件还可以对阀杆9进行限位，使阀杆9在用户没有操作时被限位在当前档位内，保证阀杆9处于正确的位置。具体地，如图5所示，所述止动组件包括安装于阀体8内的止动杆15，所述止动杆15与阀体8之间设有止动弹簧16，所述止动弹簧16用于驱使所述止动杆15保持顶在止动槽14内的状态。止动组件采用止动杆15与止动弹簧16的配合结构，使止动组件结构简单，同时还可以具有非常可靠的档位止动和提示效果。

如图4所示，所述阀杆9上设有驱动块17，以及与驱动块17配合的微动开关18；当转换阀3处于第二档位或第三档位时，所述驱动块17驱使所述微动开关18打开。由于输出热水或蒸汽时容易造成意外烫伤事故，因此通过阀杆9与微动开关18的配合，微动开关18起到保护开关的效果，使阀杆9处于该档位时，热水或蒸汽才可以被输出，否则热水或蒸汽不能输出到外部，避免意外情况发生。

如图2所示，所述发热煲2的排气口6内设有浮球开关19，所述浮球开关19所在的水平高度低于所述进水口4、出水口5和蒸汽口7所在的水平高度，所述浮球开关19用于打开或关闭所述排气口6。通过浮球开关19可以自动控制发热煲2内的水位高度，当发热煲2内的水位过高时，浮球开关19可以封闭排气口6，使水箱1内的水不再进入到发热煲2，提高发热煲2的使用安全性。

如图2所示，所述发热煲2的出水口5内设有导水管20，所述导水管20的底部伸入到发热煲2的底部；所述导水管20上开设有溢水孔21，并且所述溢水孔21所在的水平高度高于所述浮球开关19所述在水平高度。在发热煲2加热过程中，发热煲2内会产生较多的蒸汽使内部气压升高，而且发热煲2内的水的加热过程中会产生气泡将水冲到导水管20内，这部分水和蒸汽会从溢水孔21内再次回到发热煲2被加热，保证热水被加热至预定温度；当热水被完全加热，内部气压升高使热水上升至封闭溢水孔21时，热水才可以从出水口5经由导水管20输出，避免发热煲2内热水意外流出，同时保证热水温度达标。

如图2所示，所述发热煲2上还开设有泄压口，所述泄压口内安装有安全阀22。当发热煲2内部气压过高时，可以从泄压口经过安全阀22排出多余的蒸汽，以此降低内部压力，提高发热煲2的加热安全性。

如图1和图2所示，所述转换阀3上连接有喷嘴23，当转换阀3位于第三档位时，所述发热煲2的蒸汽口7与喷嘴23相连通。通过喷嘴23来输出蒸汽，可以调节喷嘴23的朝向，使蒸汽可以喷向指定位置，方便用户使用蒸汽发泡牛奶或咖啡。

在使用具备本发明的水路结构的蒸汽咖啡机时，可以开启咖啡机，水路结构便会开始工作。在开始工作之前时，需要人工控制将水箱1中的水加入到发热煲2，具体地是通过旋钮操作转换阀3的阀杆9，使阀杆9转动至第一档位，阀杆9上的二个凸轮11将转换阀3内部的二个顶杆10顶起来，使其克服复位弹簧13的弹力，将对应的通道打开，同时其它凸轮11均与对应的顶杆10处于错开位置，使发热煲2上的进水口4与排气口6被打开，同时出水口5与蒸汽口7仍处于关闭状态，这样水箱1与发热煲2的进水口4相连通，水箱1内的水在其自重下会从进水口4流入到发热煲2内，同时发热煲2内的气体会从排气口6排出到发热煲2外部，保持发热煲2内外的气压平衡，使水箱1中的水可以顺畅地流入到发热煲2内；当发热煲2内的水位逐渐上升时，浮球开关19会在浮力作用下缓慢上升；当发热煲2内的水位上升到预定高度时，比如发热煲2内的水量已经达到设计容量，此时浮球开关19会上升至关闭位置，将发热煲2的排气口6封闭起来；这样发热煲2内的气体不能排出，发热煲2内的气压使会阻止水箱1中的水继续从进水口4流入到发热煲2内，完成发热煲2的加水步骤。由于浮球开关19的水平高度低于进水口4、出水口5和蒸汽口7的水平高度，当发热煲2完成加水后，进水口4、出水口5和蒸汽口7与发热煲2内的最高水位之间仍具备一定的高度差，使进水口4、出水口5和蒸汽口7与水面之间存在一定的间隙。

发热煲2加水完成后，便可以选择热水功能，需要人工操作旋钮，转动转换阀3的阀杆9，使转换阀3切换到第二档位，阀杆9上的一个凸轮11将转换阀3内的一个顶杆10顶起来，使其克服复位弹簧13的弹力，将对应的通道打开，同时其它凸轮11均与对应的顶杆10处于错开位置，使发热煲2上的出水口5被打开，同时进水口4、蒸汽口7和排气口6均被关闭，另外阀杆9上的驱动块17则正好与微动开关18对应，驱使微动开关18产生一个信号，代表安全的信号，这样发热煲2才会开启加热，避免意外情况发生。发热煲2开始加热，内部的水温逐渐上升，并且会产生蒸汽，使发热煲2内部压力上升；由于热水膨胀，同时压力升高，会导致发热煲2内的水位上升，由于出水口5内的导水管20伸入到发热煲2的底部，在内部压力作用下热水会沿着导水管20从其底部上升，当上升至溢水孔21的位置时，又会从溢水孔21再次回到发热煲2内继续被加热；当发热煲2内的水被加热到可以冲泡咖啡的温度时，发热煲2内的热水温度和气压均上升到最高状态，同时发热煲2内的水位也上升至超过溢水孔21的位置，这样热水在内部压力作用下，会沿着导水管20上升，同时不会从溢水孔21排出，而会沿着导水管20排出，向咖啡机输送可以冲泡咖啡的热水。

发热煲2加水完成后，也可以选择蒸汽功能，操作旋钮转动转换阀3的阀杆9，使转换阀3切换到第三档位，阀杆9上的一个凸轮11将转换阀3内的一个顶杆10顶起来，将对应通道打开，同时其它凸轮11均与对应的顶杆10处于错开位置，使发热煲2上的蒸汽口7被打开，同时进水口4、出水口5和排气口6均被关闭，另外阀杆9上的驱动块17则正好与微动开关18对应，驱使微动开关18产生一个信号，代表安全的信号，这样发热煲2才会开启加热，避免意外情况发生；发热煲2开始加热，持续加热到内部的水沸腾产生蒸汽，蒸汽会自动上升从蒸汽口7中喷出，通过喷嘴23可以调整蒸汽喷出的方向，可以将蒸汽喷向牛奶或咖啡起泡。

当发热煲2使用之后，发热煲2内没有残留水时，可以通过旋钮调节转换阀3，使阀杆9转动到第四档位，这样阀杆9上的全部凸轮11都分别与全部顶杆10处于错开位置，顶杆10将转换阀3的所有通道全部关闭，发热煲2上的接口也均处于关闭状态。这样水箱1内的水不会流入到发热煲2，可以保持发热煲2内部干燥而避免细菌滋生。

本发明的蒸汽式咖啡机的水路结构，采用多通路的转换阀对蒸汽和热水的输出进行调控，使热水和蒸汽的供应简单明了，而且还可以将热水与蒸汽隔离，不会存在输出错误的情况，使用起来更加方便。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种蒸汽式咖啡机的水路结构，包括水箱和发热煲，所述水箱用于向发热煲供水，其特征在于，所述发热煲与水箱通过转换阀相连接，发热煲上开设有进水口、出水口、排气口和蒸汽口；转换阀具有四个挡位，当转换阀位于第一挡位时，发热煲上的进水口被打开以使发热煲的进水口与水箱连通，同时排气口被打开，并且出水口和蒸汽口被关闭；当转换阀位于第二挡位时，发热煲的出水口被打开，并且进水口、排气口和蒸汽口被关闭；当转换阀位于第三挡位时，发热煲的蒸汽口被打开，并且进水口、排气口和出水口被关闭；当转换阀位于第四挡位时，发热煲的进水口、出水口、排气口和蒸汽口均被关闭。

2.根据权利要求1所述的蒸汽式咖啡机的水路结构，其特征在于，所述转换阀包括阀体，以及位于阀体内腔中的阀杆；所述阀体内设有四个通道，每个通道内均设有一个用于封闭该通道的顶杆；所述阀杆上沿其轴向设有四个凸轮，所述凸轮分别与顶杆一一对应；当阀杆在转动过程中，凸轮分别处于将顶杆顶开的位置或与顶杆错开的位置，使阀体内的四个通道分别处于打开或关闭的状态，以使转换阀在四个挡位中切换。

3.根据权利要求2所述的蒸汽式咖啡机的水路结构，其特征在于，所述转换阀还包括安装于阀体上的阀盖，所述阀盖位于四个顶杆上，并且所述顶杆与阀盖之间设有复位弹簧，所述复位弹簧用于驱使所述顶杆封闭阀体内的该通道。

4.根据权利要求2所述的蒸汽式咖啡机的水路结构，其特征在于，所述阀体内还设有止动组件，所述阀杆上设有与四个挡位一一对应的四个止动槽，当阀杆在转动时，止动组件依次顶在其中一个止动槽内。

5.根据权利要求4所述的蒸汽式咖啡机的水路结构，其特征在于，所述止动组件包括安装于阀体内的止动杆，所述止动杆与阀体之间设有止动弹簧，所述止动弹簧用于驱使所述止动杆保持顶在止动槽内的状态。

6.根据权利要求2所述的蒸汽式咖啡机的水路结构，其特征在于，所述阀杆上设有驱动块，以及与驱动块配合的微动开关；当转换阀处于第二挡位或第三挡位时，所述驱动块驱使所述微动开关打开。

7.根据权利要求2所述的蒸汽式咖啡机的水路结构，其特征在于，所述发热煲的排气口内设有浮球开关，所述浮球开关所在的水平高度低于所述进水口、出水口和蒸汽口所在的水平高度，所述浮球开关用于打开或关闭所述排气口。

8.根据权利要求7所述的蒸汽式咖啡机的水路结构，其特征在于，所述发热煲的出水口内设有导水管，所述导水管的底部伸入到发热煲的底部；所述导水管上开设有溢水孔，并且所述溢水孔所在的水平高度高于所述浮球开关所在水平高度。

9.根据权利要求2所述的蒸汽式咖啡机的水路结构，其特征在于，所述发热煲上还开设有泄压口，所述泄压口内安装有安全阀。

10.根据权利要求2所述的蒸汽式咖啡机的水路结构，其特征在于，所述转换阀上连接有喷嘴，当转换阀位于第三挡位时，所述发热煲的蒸汽口与喷嘴相连通。