CN205729092U - 一种饮料制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种饮料制备装置，包括机座、物料仓组件、控制电路板、供水单元和注射头，物料仓组件与注射头对应设置，供水单元包括水泵以及将水输送至注射头的管路，饮料制备装置包括冲泡模块和萃取模块，控制电路板设有控制饮料制备装置在冲泡模块与萃取模块之间切换的切换模块，冲泡模块控制水泵在高速状态运行。溶解豆浆时，切换至冲泡模块，水泵处于高速状态，从而使得从注射头喷出的液流较大的动能，冲击豆浆粉，使得豆浆粉与水充分混合；萃取咖啡时，切换至萃取模块，水泵的功率低于水泵的额定功率，从而使得注射头喷出的液流冲击力小，不会搅动物料仓组件内的咖啡粉，防止细小的咖啡粉堵住过滤孔。

Description

一种饮料制备装置

技术领域

本实用新型属于饮料制备领域，尤其涉及一种饮料制备装置。

背景技术

现有的饮品制备装置，例如胶囊豆浆机、胶囊咖啡机等，其冲调模式单一，例如胶囊豆浆机，其包括机座、物料仓组件、控制电路板、供水单元和注射头，水通过供水单元和注射头进入物料仓组件，对物料仓内的物料进行溶解，为了使得物料溶解充分，冲调过程是通过射流水使得内部速溶粉搅动起来，水泵通常都是在全功率状态下工作，从而获得较好的冲调效果。但是这种胶囊豆浆机不适合咖啡的萃取。同样，胶囊咖啡机也很难适用于豆浆等的冲调。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种饮料制备装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供饮料制备装置，包括机座、物料仓组件、控制电路板、供水单元和注射头，所述物料仓组件、控制电路板、供水单元和注射头均设置在机座上，物料仓组件与注射头对应设置，所述供水单元包括水泵以及将水输送至注射头的管路，所述饮料制备装置包括冲泡模块和萃取模块，所述控制电路板设有控制饮料制备装置在冲泡模块与萃取模块之间切换的切换模块，所述冲泡模块控制水泵在高速状态运行。

进一步地，萃取模块控制水泵在低速状态运行，所述低速状态包括第一低速状态和第二低速状态，所述萃取模块控制水泵在第一低速状态与第二低速状态之间切换。

进一步地，所述水泵在第一低速状态与第二低速状态之间还包括暂停状态，所述暂停状态持续时间为0.05s-20s。

进一步地，所述水泵在第一低速状态的功率大于或小于第二低速状态的功率。

进一步地，所述水泵在低速状态功率为高速状态功率的10％-80％，优选为35％-40％。

进一步地，所述注射头出水孔径为管路系统的管路内径的1/5-1/3。

进一步地，所述控制电路板与所述水泵电连接并控制所述水泵在低速状态和高速状态之间切换，所述控制电路板包括微控制器及用于调节水泵驱动信号占空比的第一开关元件，微控制器通过所述第一开关元件控制水泵的工作状态。

进一步地，所述第一开关元件为MOS管，所述MOS管的栅极与所述微控制器的输出端连接，所述MOS管的源极或漏极与水泵电连接。

进一步地，所述饮料制备装置还包括用于监测水量的流量计，所述微控制器根据流量计的反馈信号控制水泵驱动信号的占空比。

进一步地，所述物料仓组件包括用于放置胶囊的腔体，水泵在低速状态向所述腔体供水的的流量为200ml/min-800ml/min。

本实用新型的有益效果是：

1、饮料制备装置包括冲泡模块和萃取模块，所述控制电路板设有控制饮料制备装置在冲泡模块与萃取模块之间切换的切换模块，其好处在于，饮料制备装置可以根据物料的不同，选择不同的冲调模块，溶解豆浆时，切换至冲泡模块，在冲泡模块下，水泵处于高速状态，从而使得从注射头喷出的液流较大的动能，冲击豆浆粉，使得豆浆粉与水充分混合；萃取咖啡时，切换至萃取模块，在萃取模块下，如果冲击力过大，会导致水流流过过滤器的速度过快，不能达到预期的效果，因此，在水泵在萃取咖啡时，水泵的功率低于水泵的额定功率，从而使得注射头喷出的液流冲击力小，不会搅动物料仓组件内的咖啡粉，防止 细小的咖啡粉堵住过滤孔，影响咖啡制作，便于实现对咖啡的萃取过程。因此，该技术方案可以有效制作咖啡、豆浆等多种饮品，真正实现多功能。

2、萃取模块控制水泵在第一低速状态与第二低速状态之间切换，从而使得水在萃取的不同阶段流过加粉仓组件的流速是不同的，因此，用户可以根据自己的需求制作出不同浓度的咖啡。

3、水泵在第一低速状态与第二低速状态之间还包括暂停状态，所述暂停状态持续时间为0.05s-20s，通过设定暂停状态，在水泵暂停过程中，水泵对加粉仓不施加压力，加粉仓内的水可以与物料充分混合，从而达到充分萃取的目的。

4、水泵在第一低速状态的功率大于或小于第二低速状态的功率，当水泵的第一低速状态的功率小于第二低速状态功率时，其后面的流速缓慢，适于制作浓度较大的咖啡，当水泵的第一低速状态的功率小于第二低速状态时，其适用于保障咖啡口感的基础上快速制作咖啡，因此，可以满足人们不同的需求。

5、水泵在低速状态功率为高速状态功率的10％-80％，优选为35％-40％，低速状态功率低于高速状态功率的40％时，其水泵噪音很小，非常适合安静的环境中使用。通常情况下，低速状态功率低于高速状态功率的80％时，水泵对加粉仓组件造成的压力，都不会明显影响萃取的效果。

6、注射头出水口内径为管路系统的管路内径的1/5-1/3，当注射头出水口内径大于管路系统内径的1/3时，当用户制作豆浆，冲泡模式控制水泵高速状态工作时，可能导致喷射力不能使水与豆浆充分混合，当注射头出水口内径小于管路系统内径的1/5时，当用户萃取时，水泵对加粉仓产生的压力较大，会加速水的流速，使得萃取不充分。设置可能搅动物料仓组件内的咖啡粉，使得细小的咖啡粉堵住过滤孔。

7、控制电路板包括微控制器及用于调节水泵驱动信号占空比的第一开关元 件，微控制器通过MOS管控制水泵的工作状态，MOS管的栅极与所述微控制器的输出端连接，所述MOS管的源极或漏极与水泵电连接，控制结构简单，稳定，可以有效保障供水的稳定。

8、饮料制备装置还包括用于监测水量的流量计，水泵在低速状态通过流量计的流量为200ml/min-800ml/min，所述微控制器根据流量计的反馈信号控制水泵驱动信号的占空比。通过流量计测量供水量，可以准确检测水的流量，并将信号反馈给微控制器实现稳定供水，当处于萃取阶段，微控制器根据流量计检测的供水量控制水泵的工作状态，从而更加准确地实现萃取各阶段水泵的准确运行。

附图说明

图1为本实用新型饮料制备设备实施例一结构示意图。

图2为本实用新型饮料制备设备中物料仓组件实施例一示意图。

图3为本实用饮料制备设备实施例一的萃取流程图。

图4为本实用饮料制备设备实施例一的电路结构示意图。

图5为本实用新型饮料制备设备实施例二萃取流程图。

图中所标各部件名称如下：

机座1、物料仓组件11、上盖1101、上盖密封硅胶1102、上过滤器1103、下过滤器1104、加粉仓手柄1105、吸合磁铁1106、加粉仓支架1107、加粉仓1108、密封膜片1109、硅胶出浆嘴零件1110、连杆机构111、把手112、托柄113、注射头114、水箱12、水泵13、流量计132、锅炉14、气泵15、

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1-5所示，本实用新型所述的饮料制备装置，包括机座1、物料仓组件 11、控制电路板、供水单元和注射头114，所述物料仓组件、控制电路板、供水单元和注射头均设置在机座上，物料仓组件11与注射头114对应设置，所述供水单元包括水泵13以及将水输送至注射头114的管路，水箱12内的水通过管路先进入水泵13、然后再经过锅炉14传输到注射头114，水从注射头流入物料仓组件11内与物料混合，形成饮料，然后从出水口流出，水在锅炉中可以被加热的预设的温度，从而实现热饮的冲调，所述水泵14具有高速状态和用于萃取的低速状态，所述饮料制备装置包括水泵处于高速状态的冲泡模块和水泵处于低速状态的萃取模块，所述控制电路板设有控制饮料制备装置在冲泡模块与萃取模块之间切换的切换模块。

饮料制备装置包括水泵处于高速状态的冲泡模块和水泵处于低速状态的萃取模块，控制电路板设有控制饮料制备装置在冲泡模块与萃取模块之间切换的切换模块，其中，冲泡模块用于冲泡豆浆粉、奶粉等可溶性粉末，萃取模块用于萃取咖啡、茶等萃取类物质。这样设置的好处在于，饮料制备装置可以根据物料的不同，选择不同的冲调模块，溶解豆浆时，切换至冲泡模块，在冲泡模块下，水泵处于高速状态，从而使得从注射头喷出的液流较大的动能，冲击豆浆粉，使得豆浆粉与水充分混合；萃取咖啡时，切换至萃取模块，在萃取模块下，如果冲击力过大，会导致水流流过过滤器的速度过快，不能达到预期的效果，因此，在水泵在萃取咖啡时，水泵处于低速状态，从而使得注射头喷出的液流冲击力小，不会搅动物料仓组件内的咖啡粉，防止细小的咖啡粉堵住过滤孔，影响咖啡制作，便于实现对咖啡的萃取过程。因此，该技术方案可以有效制作咖啡、豆浆等多种饮品，真正实现多种饮品的制备。

实施例一：

如图1所示，机座1、物料仓组件11、控制电路板、供水单元和注射头114， 供水单元包括水箱12、水泵13、锅炉14以及将水传输到注射头114的管路。可以理解，水箱12、锅炉14并不是必须的，例如锅炉14可以通过其他加热组件代替，或者从外部引入的水就是热水，水泵13的进水口可以考虑直接接水龙头或者其他供水单元，只要可以保障正常供水，都应当属于本实用新型的保护范围。在本实施例中，还设有气泵15。

如图2所示，物料仓组件11包括上盖1101、上盖密封硅胶1102、上过滤器1103、下过滤器1104、加粉仓手柄1105、吸合磁铁1106、加粉仓支架1107、加粉仓1108、密封膜片1109、硅胶出浆嘴零件1110。加粉仓支架1107与加粉仓1108通过固定卡扣连接，吸合磁铁1106设置在加粉仓支架1107磁铁放置槽内，形成加粉仓组件。上盖1101底面与上盖密封硅胶1102顶面配合设置形成上盖组件。上盖组件与加粉仓组件通过加粉仓上的固定轴固定，使得上盖组件可以通过固定轴旋转运动，旋转到加粉仓平面与加粉仓组件密封。硅胶出浆嘴1110与密封膜片1109组合，将组合好的加粉仓组件与出浆嘴组件组合为一个整体。物料组件上还可设有取放加粉仓组件的托柄113。

供水单元及注射头114的结构如下，水泵与锅炉、注射头之间的管路采用内径为4mm的管路，注射头的出水口内径为0.9mm，注射头的出水口内径小于管路的内径，从而使得从注射头出来的水产生高流速，形成注射水。可以理解，管路内径和注射头出水口内径也可以采用如下组合：管路径4mm与注射头出水口内径0.8mm,管路内径4mm与出水口内径1.33mm,管路内径5mm与注射头出水口内径1mm等等，通常来说，注射头出水口内径为管路内径的1/5-1/3，既可满足本实用在冲泡是提供足够的喷射力，又可以在萃取时对加粉腔提供较小的压力。在本实施例中，在锅炉与注射头之间，还可以设置有控制水路通断的组合阀。

当制作豆浆时，只需要将上盖组件打开，将豆浆胶囊或者内豆浆粉放入加粉仓组件内，然后将旋转上盖组件，使得上盖组件与加粉仓密封，然后将物料仓组件1放置到机体内。通过把手112带动连杆机构111使得物料仓组件固定。此时，操作人员选择操作面板上的冲泡功能按钮，则冲泡模块工作，此时控制电路板驱动水泵按照20W额定功率工作，此时水泵的流量为1000ml/min,从而使得从水泵喷射出的水具有较大的动能，实现水与物料的充分混合，并且具有较高的工作效率，当流量计132检测到水量达到500ml时，水泵停止；气泵功率按照1.5W额定功率工作60秒。在本实施例中，水泵的额定功率为20W。可以理解，水泵的额定功率并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择合理的水泵，例如额定功率为16W、18W、22W、24W。

如图3所示，当制作咖啡或者其他需要萃取的饮料时，将上盖组件打开，增加上下过滤器，将饮品原料放入下过滤器1104中，盖上上过滤器1103，盖上上盖组件，放置到冲调机器内，放置到位，通过把手112带动连杆机构111使得物料仓组件固定。当机器检测到有加粉仓组件内有胶囊或者物料后，操作人员选择操作面板上的萃取功能按钮，则萃取模块开始工作。水泵将水抽取到锅炉内，当检测到锅炉内的水满后，锅炉开始加热，锅炉内设有温度传感器，当温度传感器检测到锅炉内水温达到设定温度时暂停加热，在本实施例中，设定温度为85度，用户可以根据实际需要将温度设定为90度、88度、83度、80度。然后控制电路板驱动水泵以16W(额定功率的80％)的功率工作，从而使得锅炉内的水通过管路、注射头至加粉仓组件中与物料混合，实现萃取，如果在此过程中，温度传感器检测到水温过低，锅炉开始补偿加热到冲调温度，当流量计132检测到水量达到500ml时，水泵停止；气泵功率按照0.75W(额定功率的50％)工作60秒，从而加速加粉仓组件内的液体从出浆嘴组件充分流出。

由于制作豆浆时水泵按照额定功率工作，从喷射头出水口喷射的水具有较大的动能，使得水与物料可以充分溶解；萃取咖啡时水泵按照额定功率的80％工作，从而在水泵在萃取咖啡时，注射头喷出的液流冲击力小，不会搅动物料仓组件内的咖啡粉，防止细小的咖啡粉堵住过滤孔，影响咖啡制作，便于实现对咖啡的萃取过程。同时，水泵按照80％的功率工作，因此，其相对来说效率比较高，非常适合萃取量较大的情景。

如图4所示，为了实现对水泵和气泵的控制，本实施中，控制电路板包括微控制器，控制电路板还包括MOS管Q8、Q9，Q8、Q9的栅极分别与微控制器的输出端连接，Q8的源极连接与水泵电连接，微控制器通过调节驱动信号pump的PWM占空比，从而使MOS管Q8周期性的开通与关断，进而可以调节水泵在制作豆浆时以额定功率工作，而在萃取咖啡时以80％功率工作。同理，通过调节驱动信号Air_pump的PWM占空比实现对气泵的功率调节。而当水泵和气泵均不工作时，可以切断Q8或Q9的驱动信号。

实施例二：

如图5所示，实施例二与实施例一的区别在于：萃取模块还控制水泵处于暂停状态。

当制作豆浆时，控制电路板驱动水泵按照20W额定功率工作，此时水泵的流量为1000ml/min,当流量计132检测到水量达到210ml时，水泵停止；气泵功率按照1.5W额定功率工作15秒。在本实施例中，水泵的额定功率为20W。可以理解，水泵的额定功率并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择合理功率的水泵。

当制作咖啡或者其他需要萃取的饮料时，操作人员选择操作面板上的萃取功能按钮后，则萃取模块开始工作。水泵将水抽取到锅炉内，当检测到锅炉内 的水满后，锅炉开始加热，锅炉内设有温度传感器，当温度传感器检测到锅炉内水温达到设定温度时暂停加热。然后控制电路板驱动水泵以8W(额定功率的40％)的功率工作，从而使得锅炉内的水通过管路、注射头至加粉仓组件中与物料混合，实现萃取，当流量计检测到供水量达到30ml时，水泵暂停工作2秒，然后驱动水泵继续以8W的功率工作供水，当再次供水的供水量210ml时，水泵停止工作，在此过程中，如果水温过低，则锅炉开始补偿加热到冲调温度。气泵功率按照0.75W(额定功率的50％)工作15秒，加速液体从加粉仓组件内流出。

在本实施例中，微控制器通过控制水泵、气泵驱动信号的占空比，即可实现对水泵、气泵功率的控制，在水泵暂停阶段，微控制器控制Q8、Q9断开，即可实现水泵和气泵暂停一段时间。

为了使得水泵对加粉仓组件的压力足够小，本实施例中，水泵可以向加粉仓组件间断供水，例如，向加粉仓组件供水10ml,暂停0.3秒，然后再向加粉仓组件供水10ml，如此循环。可以理解，供水参数和暂停参数本领域技术人员可以合理选择。

实施例二的好处在于：制作咖啡时水泵以40％的功率工作，管路内部压力较小，要求内部管路使用的材料抗压小，成本较低，水泵中间停顿时能够使得热水与咖啡充分融合和减小萃取仓内的压力。

实施例三：

实施例三与实施例一的区别在于：

当制作豆浆时，控制电路板驱动水泵按照20W额定功率工作，此时水泵的流量为1000ml/min,当流量计检测到水量达到210ml时，水泵停止；气泵功率按 照1.5W额定功率工作15秒。在本实施例中，水泵的额定功率为20W。可以理解，水泵的额定功率并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择合理功率的水泵。

当制作咖啡或者其他需要萃取的饮料时，操作人员选择操作面板上的萃取功能按钮后，控制电路板驱动水泵先以2W(额定功率的10％)的功率工作，向加粉仓组件供水，当流量计检测到供水量达到5ml时，水泵暂停工作0.5秒，然后驱动水泵继续以2W的功率工作供水，当再次供水的供水量30ml时，水泵停止工作；气泵功率按照0.15W(额定功率的10％)工作15秒。

实施例三的好处在于：萃取咖啡时水泵和气泵均以额定功率的10％工作，因此噪音很小，可以达到40分贝以下，特别适合在安静的环境中萃取咖啡。

实施例四：

实施例四与实施例一的区别在于：

当制作豆浆时，控制电路板驱动水泵按照20W额定功率工作，此时水泵的流量为1000ml/min,当流量计检测到水量达到210ml时，水泵停止；气泵功率按照1.5W额定功率工作15秒。在本实施例中，水泵的额定功率为20W。可以理解，水泵的额定功率并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择合理功率的水泵。

当制作咖啡或者其他需要萃取的饮料时，操作人员选择操作面板上的萃取功能按钮后，控制电路板驱动水泵先以8W(额定功率的40％)的功率工作，向加粉仓组件供水，当流量计检测到供水量达到20ml时，水泵暂停工作20秒，然后驱动水泵继续以7W(额定功率的35％)的功率工作供水，当再次供水的供水量150ml时，水泵停止工作；气泵功率按照0.75W(额定功率的50％)工作60秒。

实施例四的好处在于：水泵以额定功率的40％工作，水泵暂停时间较长，水泵暂停后的功率小于暂停前的功率，从而制作出较浓的咖啡。

实施例五：

实施例五与实施例一的区别在于：

当制作豆浆时，控制电路板驱动水泵按照20W额定功率工作，此时水泵的流量为1000ml/min,当流量计检测到水量达到210ml时，水泵停止；气泵功率按照1.5W额定功率工作15秒。在本实施例中，水泵的额定功率为20W。可以理解，水泵的额定功率并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择合理功率的水泵。

当制作咖啡或者其他需要萃取的饮料时，操作人员选择操作面板上的萃取功能按钮后，控制电路板驱动水泵先以8W(额定功率的40％)的功率工作，向加粉仓组件供水，当流量计检测到供水量达到30ml时，水泵暂停工作2秒，然后驱动水泵继续以16W(额定功率的80％)的功率工作供水，当再次供水的供水量210ml时，水泵停止工作；气泵功率按照1.5W额定功率工作1秒。

实施例五的好处在于：水泵设有暂停，从而保障咖啡萃取的相对充分，水泵暂停后的功率大于暂停之前的功率，并且气泵工作时间短，从而既保障了咖啡的口味，又使得咖啡制作过程时间短，避免了用户的长时间等待。

以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围，即凡依本实用新型所作的均等变化与修饰，皆为本实用新型权利要求范围所涵盖，这里不再一一举例。

Claims (10)

1.一种饮料制备装置，包括机座、物料仓组件、控制电路板、供水单元和注射头，所述物料仓组件、控制电路板、供水单元和注射头均设置在机座上，物料仓组件与注射头对应设置，其特征在于：所述供水单元包括水泵以及将水输送至注射头的管路，所述饮料制备装置包括冲泡模块和萃取模块，所述控制电路板设有控制饮料制备装置在冲泡模块与萃取模块之间切换的切换模块，所述冲泡模块控制水泵在高速状态运行。

2.根据权利要求1所述的饮料制备装置，其特征在于：所述萃取模块控制水泵在低速状态运行，所述低速状态包括第一低速状态和第二低速状态，所述萃取模块控制水泵在第一低速状态与第二低速状态之间切换。

3.根据权利要求2所述的饮料制备装置，其特征在于：所述水泵在第一低速状态与第二低速状态之间还包括暂停状态，所述暂停状态持续时间为0.05s-20s。

4.根据权利要求1所述的饮料制备装置，其特征在于：所述水泵高速状态的功率为16-24W。

5.根据权利要求2所述的饮料制备装置，其特征在于：所述水泵在低速状态功率为高速状态功率的10％-80％。

6.根据权利要求5所述的饮料制备装置，其特征在于：所述水泵在低速状态功率为高速状态功率的35％-40％。

7.根据权利要求6所述的饮料制备装置，其特征在于：所述注射头出水孔径为管路系统的管路内径的1/5-1/3。

8.根据权利要求1所述的饮料制备装置，其特征在于：所述控制电路板包括微控制器及用于调节水泵驱动信号占空比的第一开关元件，微控制器通过所述第一开关元件控制水泵的工作状态。

9.根据权利要求8所述的饮料制备装置，其特征在于：所述第一开关元件为MOS管，所述MOS管的栅极与所述微控制器的输出端连接，所述MOS管的源极或漏极与水泵电连接。

10.根据权利要求8所述的饮料制备装置，其特征在于：所述饮料制备装置还包括用于监测水量的流量计，水泵在低速状态通过流量计的流量为200ml/min-800ml/min，所述微控制器根据流量计的反馈信号控制水泵驱动信号的占空比。