CN116671778A - 一种控压咖啡萃取系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种控压咖啡萃取系统及控制方法，本系统包括依次连接的供水容器、水泵、压力检测构件、加热装置及萃取构件，所述水泵包括并联的第一水泵、第二水泵，所述第一水泵与第二水泵错相运行，共同向萃取构件供水，控压电路模块驱动第一水泵、第二水泵工作。本发明一种控压咖啡萃取系统及控制方法可以在不额外产生废水的情况下实现咖啡萃取水压的稳定和精准可控，保证了咖啡萃取的口感。本发明还提供了一种可控咖啡萃取系统的控制方法，基于上述的可控咖啡萃取系统，能够稳定控制萃取压力，实现恒压或者变压多种萃取模式。

Description

一种控压咖啡萃取系统及控制方法

技术领域

本发明涉及咖啡机产品技术领域，具体为一种控压咖啡萃取系统及控制方法。

背景技术

咖啡机是目前使用较多的电器，而咖啡的萃取是决定最终咖啡口感的主要因素。CN202310079056.X公开了一种恒压变压咖啡萃取系统及控制方法，包括供水容器、输送泵、加热装置、压力检测构件、三通阀、开关阀、开关阀、废水容器及萃取构件。该方案通过设置三通阀与废水容器来实现萃取时压力的调整，系统降低压力是以额外排泄产生废水来实现的，造成了额外的资源浪费。

发明内容

本发明目的在于提供一种控压咖啡萃取系统及控制方法，在不额外排泄产生废水的情况下，实现咖啡萃取水压的稳定和精准可控，以克服现有技术的不足。

本发明通过以下技术方案予以实现：一种控压咖啡萃取系统，包括依次连接的供水容器、水泵、压力检测构件、加热装置及萃取构件，所述水泵包括并联的第一水泵、第二水泵，所述第一水泵与第二水泵错相运行，共同向萃取构件供水，控压电路模块驱动第一水泵、第二水泵工作。

进一步的，所述水泵为震动泵。

进一步的，所述萃取系统还包括流量检测构件，所述流量检测构件设置于供水容器与水泵之间。

本发明还提供了一种控压咖啡萃取系统的控制方法，基于上述任一技术方案所述的控压咖啡萃取系统，因而，具有该控压咖啡萃取系统的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

在上述技术方案中，进一步的，所述控压咖啡萃取系统的控制方法包括如下步骤：

水泵启动，将供水容器中的水抽取进入系统，设置在供水容器与水泵之间的流量检测构件检测流入的水量；

控压电路模块控制第一水泵和第二水泵过零触发启动，且第一水泵与第二水泵错相工作；

压力检测构件对水泵出水实际压力进行检测将数据反馈控压电路模块，控压电路模块根据实际压力与预设压力的相符情况控制水泵进行水压调整；

水压达到预设压力后经过加热装置加热到设定温度，流入萃取构件完成萃取。

本发明还提供了一种控压咖啡萃取系统的控制方法，基于上述任一技术方案所述的控压咖啡萃取系统，因而，具有该控压咖啡萃取系统的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

在上述技术方案中，进一步的，所述控压咖啡萃取系统的控制方法包括如下步骤：

萃取开始，以第一压力P1对萃取构件中的咖啡粉进行低压预浸泡；

以第二压力P2对萃取构件中的咖啡粉进行高压萃取；

从第二压力P2降至第三压力P3对萃取构件中的咖啡粉进行降压萃取，萃取结束。

进一步的，所述第一压力P1为3-5bar，所述第二压力P2为8-12bar，所述第三压力P3为5-6bar。

进一步的，萃取开始后，流量检测构件检测当前萃取步骤下的供水量，当实际供水量达到当前萃取步骤下的设定供水量时，结束该萃萃取步骤并开始下一萃取步骤，如此重复直至全部萃取步骤完成，完成当次萃取。

进一步的，萃取开始后，压力检测构件对水泵出水实际压力进行检测将数据反馈控压电路模块，控压电路模块根据实际压力与预设压力的相符情况控制水泵进行水压调整，当实际压力大于预设压力时，所述控压电路模块通过交流斩波调电压方式对所述水泵进行控制，从而完成对水压调降。

本发明具有以下有益效果：本发明提供的可控咖啡萃取系统，可以在不额外产生废水的情况下实现咖啡萃取时不同要求的水压的稳定和精准可控，保证了咖啡萃取的口感。

本发明还提供了一种可控咖啡萃取系统的控制方法，基于上述的可控咖啡萃取系统，能够稳定控制萃取压力，实现恒压或者变压多种萃取模式。

附图说明

图1为本发明所述一种控压萃取咖啡系统示意图。

图2为本发明所述一种控压萃取咖啡系统中并联水泵的出水压力曲线示意图。

图3为本发明一种控压萃取咖啡系统及其控制方法中实施例三的变压萃取压力曲线示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参照描述根据本申请一些实施例所述的控压咖啡萃取系统及控制方法。

实施例一

如图1所示，一种控压咖啡萃取系统，包括依次连接的供水容器1、水泵2、压力检测构件3、加热装置4及萃取构件5，所述水泵2包括并联的第一水泵8、第二水泵9，所述第一水泵8与第二水泵9错相运行，共同向萃取构件5供水，控压电路模块7驱动第一水泵8、第二水泵9工作。

进一步的，所述水泵2为震动泵。

进一步的，所述萃取系统还包括流量检测构件6，所述流量检测构件6设置于供水容器1与水泵2之间。

基于以上描述的结构可知，本控压咖啡萃取系统能够实现恒压萃取和变压萃取，具体过程如下：

（一）恒压萃取

水泵2启动将供水容器1内的水抽取进入系统，由于系统为通路连接，因此萃取压力就是水泵2出水口压力亦即压力检测构件3所检测的压力，系统采用的是并联的第一水泵8和第二水泵9，所述第一水泵8和第二水泵9均为震动泵且错相工作，错相工作使得第一水泵8在完成吸水行程开始排水行程时，第二水泵9开始吸水行程，第一水泵8完成排水行程时第二水泵9开始排水行程，从而实现水泵2供水期间，始终有一个水泵在排水行程运行，实现压力均恒稳定。

在咖啡萃取过程中，压力检测构件3实时对水泵2出水压力进行检测并将实际压力数据反馈至控压电路模块7，当水泵2持续运行实际压力超过预设压力时，控压电路模块7通过交流斩波调电压方式调整水泵2的工作压力，使实际压力与预设压力相一致。

（二）变压萃取

当萃取压力在某一压力实现均恒稳定后，可以根据预设的萃取步骤主动改变出水压力继而实现变动的萃取压力。压力检测构件3对水泵2当前出水压力进行检测并将实际压力数据反馈至控压电路模块7，控压电路模块7根据预设的萃取压力对水泵2出水压力进行调整，同时，控压电路模块7根据压力检测构件3实时反馈的实际压力修正自身的调整幅度，实现在最短时间内平稳达到所需变动的萃取压力。

本控压咖啡萃取系统，在结构中设置的错相运行的并联双震动泵，可实现在整个萃取过程中压力平稳恒定，同时也可以平稳快速的变动至不同萃取压力，从而获得优质口感的咖啡。

实施例二

本申请的实施例二还提供一种控压咖啡萃取系统的控制方法，基于上述实施例一所述的控压咖啡萃取系统。因而，具有该控压咖啡萃取系统的全部有益技术效果，相同的技术特征及有益效果不再赘述。

在该实施例中，优选的，控压咖啡萃取系统的控制方法包括如下步骤：

步骤一：水泵启动，将供水容器中的水抽取进入系统，设置在供水容器与水泵之间的流量检测构件检测流入的水量；

步骤二：控压电路模块控制第一水泵和第二水泵过零触发启动，且第一水泵与第二水泵错相工作；

步骤三：压力检测构件对水泵出水实际压力进行检测将数据反馈控压电路模块，控压电路模块根据实际压力与预设压力的相符情况控制水泵进行水压调整；

步骤四：水压达到预设压力后经过加热装置加热到设定温度，流入萃取构件完成萃取。

萃取过程中，萃取供水由两台并联的震动泵进行。如附图2所示，由于震动泵在工作周期内包括吸水和排水两个行程，吸水行程并不供水亦即该行程供水压力为0，因而在交流电正弦波10连续周期内，单个震动泵所提供的供水压力曲线11是呈现明显的波浪起伏的；而通过将两台震动泵并联并采用错相接线，并结合过零触发的启动方式，就可以实现第一水泵8和第二水泵9错相工作，使得工作周期内始终有一台水泵处在排水行程，即在交流电正弦波10连续周期内，并联的两个震动泵提供的供水压力曲线12平稳且压力均值也提高，从而实现周期内供水压力的均衡平稳，具备在整个萃取过程中，在不同萃取压力设定均能实现水压稳定的能力。

萃取过程中，由流量检测构件6检测当前萃取步骤下的供水量，当实际供水量达到当前萃取步骤下的设定供水量时，结束该萃取步骤并开始下一萃取步骤，如此重复直至全部萃取步骤完成，完成当次萃取。使用流量检测构件6替代计时部件来控制不同萃取步骤的开始和结束，可以更直接以控制不同萃取步骤的用水量来保证萃取效果，同时萃取水量也对应饮用咖啡量，更便于使用者操作和调整。

萃取过程中，压力检测构件3对水泵2出水实际压力进行检测将数据反馈控压电路模块7，控压电路模块7根据实际压力与预设压力的相符情况控制水泵2进行水压调整，当实际压力大于预设压力时，所述控压电路模块7通过交流斩波调电压方式对所述水泵2进行控制，从而完成对水压调降。由于并联的第一水泵8和第二水泵9的错相工作实现了水压的稳定且压力均值的提升，采用交流斩波调电压方式时，具有更大的调整幅度空间和线性平滑的变动趋势，因此在变压过程中，水泵2的压力变动平滑且不会出现剧烈波动，控压电路模块7对水压调整的时效性和精准性好，萃取压力变动所需的切换时间很短，而且切换后在新的压力值很快就实现萃取压力稳定。

实施例三

本申请的实施例二还提供一种控压咖啡萃取系统的控制方法，基于上述实施例一所述的控压咖啡萃取系统。因而，具有该控压咖啡萃取系统的全部有益技术效果，相同的技术特征及有益效果不再赘述。

按附图3所示，在该实施例中，优选的，控压咖啡萃取系统的控制方法包括如下步骤：

步骤一，萃取开始，以第一压力P1对萃取构件5中的咖啡粉进行低压预浸泡；

步骤二，以第二压力P2对萃取构件5中的咖啡粉进行高压萃取；

步骤三，从第二压力P2线性降至第三压力P3对萃取构件5中的咖啡粉进行降压萃取，萃取结束。

进一步的，所述第一压力P1为3-5bar，所述第二压力P2为8-12bar，所述第三压力P3为5-6bar。

低压预浸泡，主要是对萃取构件5中的咖啡粉初步润湿，排出咖啡粉中的空气，并使咖啡粉达到初始的浸湿状态，让水穿过咖啡粉时保持均匀，不会有通道效应；高压萃取就是高压热水穿透咖啡粉，萃取出其中的核心成分；降压萃取则是在高压萃取已经将咖啡粉中主要核心成分萃取出后，采用线性降低的压力再逐步将剩余的核心成分最大化萃取出来。

这种变压萃取的实施方式，可以更好的将咖啡粉中的核心成分最大程度的萃取出来，从而获得更好的口感。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种控压咖啡萃取系统，包括依次连接的供水容器、水泵、压力检测构件、加热装置及萃取构件，其特征在于：所述水泵包括并联的第一水泵、第二水泵，所述第一水泵与第二水泵错相运行，共同向萃取构件供水，控压电路模块驱动第一水泵、第二水泵工作。

2.根据权利要求1所述的一种控压咖啡萃取系统，其特征在于，所述水泵为震动泵。

3.根据权利要求1所述的一种控压咖啡萃取系统，其特征在于，所述萃取系统还包括流量检测构件，所述流量检测构件设置于供水容器与水泵之间。

4.根据权利要求1所述的一种控压咖啡萃取系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1）水泵启动，将供水容器中的水抽取进入系统，设置在供水容器与水泵之间的流量检测构件检测流入的水量；

S2）控压电路模块控制第一水泵和第二水泵过零触发启动，且第一水泵与第二水泵错相工作；

S3）压力检测构件对水泵出水实际压力进行检测将数据反馈控压电路模块，控压电路模块根据实际压力与预设压力的相符情况控制水泵进行水压调整；

S4）水压达到预设压力后经过加热装置加热到设定温度，流入萃取构件完成萃取。

5.根据权利要求4所述的一种控压咖啡萃取系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S11)萃取开始，以第一压力P1对萃取构件中的咖啡粉进行低压预浸泡；

S12）以第二压力P2对萃取构件中的咖啡粉进行高压萃取；

S13）从第二压力P2降至第三压力P3对萃取构件中的咖啡粉进行降压萃取，萃取结束。

6.根据权利要求5所述的一种控压咖啡萃取系统的控制方法，其特征在于，所述第一压力P1为3-5bar，所述第二压力P2为8-12bar，所述第三压力P3为5-6bar。

7.根据权利要求4-6任一所述的一种控压咖啡萃取系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：萃取开始后，流量检测构件检测当前萃取步骤下的供水量，当实际供水量达到当前萃取步骤下的设定供水量时，结束该萃取步骤并开始下一萃取步骤，如此重复直至全部萃取步骤完成，完成当次萃取。

8.根据权利要求4-6任一所述的一种控压咖啡萃取系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：萃取开始后，压力检测构件对水泵出水实际压力进行检测将数据反馈控压电路模块，控压电路模块根据实际压力与预设压力的相符情况控制水泵进行水压调整，当实际压力大于预设压力时，所述控压电路模块通过交流斩波调电压方式对所述水泵进行控制，从而完成对水压调降。