專利名稱：用于控制飲料配制的過程和泵組器具的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于控制飲料配制的過程和泵組器具。更具體地說，本發(fā)明是關(guān)于沖泡過程和器具，包括一個電子控制器，其設計成可控制新鮮沖泡的熱飲料的制造過程，這類飲料是用加壓的熱水濾過磨碎的或粉碎的茶葉、咖啡、草藥之類的可食用產(chǎn)品來得到。
背景技術(shù)：
本發(fā)明旨在用于家庭、辦公室或所謂飲食服務場所或稱HoReCa場所中的全自動熱飲料配給機。本發(fā)明的器具也可用于用可溶性的產(chǎn)品即所謂速溶飲品來配給熱飲料。全自動的飲料配給機，特別是用磨碎的新鮮物料沖泡熱飲品的飲料配給機，現(xiàn)在還沒有被公認為其可沖泡出高質(zhì)量的飲品。由一個熟巧的咖啡館服務員(barista)手工配制的愛斯普萊索咖啡看起來仍然要比由自動的咖啡機配制的咖啡要好。某些出版物中已描述了手工配制愛斯普萊索咖啡的步驟。這些步驟是確保飲料的配給所涉及的全部組分的溫度是正確的；稱量磨碎烘焙的咖啡的量(例如6. 5克)；把咖啡磨碎到適當?shù)牧６龋_認氣候條件尤其是相對濕度不會改變理想的粒度，以便有能夠規(guī)律性地達到的正確的沖泡時間(例如對于40cc是25秒)；把咖啡壓實在通常是固定于一個手柄的沖泡室里而形成一個咖啡餅，其目的在于由穿過咖啡餅的正確的阻力來確保達到正確的沖泡時間。迄今，有許多專利致力于用上述概念來提高咖啡飲料的品質(zhì)。Cavazzuti和Annil^ali的歐洲專利EP0554650指出，對于愛斯普萊索咖啡，烘焙的咖啡顆粒的理想大小是在25到395微米之間，且最好是在195到240微米之間。在Grossi的法國專利FRM77001中，沖泡機包括一個機械系統(tǒng)，其有一個能夠改變咖啡的平均粒度的研磨機。這樣的改變的量級是基于配給一杯愛斯普萊索咖啡所需要的有效沖泡時間和認為是理想的沖泡時間的標準沖泡時間(固定在30秒)之間的不同來確定的。Meier的美國專利US4767632指出，應測量壓縮活塞的位移路徑和配給一杯預設體積的飲料所需要的時間，以便把這些數(shù)據(jù)與儲存的數(shù)據(jù)進行比較，并在沖泡隨后的飲料時把這些參數(shù)之間的一個可能的差值用作調(diào)整咖啡的量和磨碎的咖啡的大小的措施。Marogna的美國專利US5645230揭示了一種咖啡研磨和定量器具，其設有可檢測環(huán)境空氣濕度的裝置，并可相應地調(diào)整研磨刀片之間的距離，以達到一種更細或更粗的粒度。但是，由于還有某些其它的因素可能影響一杯咖啡的正確配給，所以上述各種辦法是不夠充分的。
在某些情況中，磨碎的咖啡積留在裝在沖泡室上方的咖啡送料槽上，以致造成只有較少的咖啡到達沖泡室，直到堆積的咖啡坍塌，才能有更多的磨碎的咖啡進入沖泡室。沖泡室里咖啡的量的變化也可能是由于缺少精確的測量器件，在研磨機工作到了預設的時間時，在沖泡室的容積被送入有不同粒度的咖啡時，例如由于研磨機的磨損，就會出現(xiàn)這種情況。Mestek的歐洲專利EP1306040、Torma的歐洲專利EP0486434以及另外一些文件描述了沖泡室里的一個關(guān)閉活塞，它用一個“補償彈簧”即一種機械的彈性裝置來臨時地改變沖泡室的內(nèi)部容積。這種作法依賴于彈簧的物理特性以及依賴于沖泡室內(nèi)的咖啡的量和水的壓力，因而必定對由其它各種考慮，諸如要配給的咖啡的類型或所希望的提取率所限定的條件不能給出適當?shù)幕卮稹Ｉ鲜龈魑募疾荒芙鉀Q與被配給的咖啡的類型、所用的磨碎的咖啡的量和大小、 或由市場喜好或稱省錢相關(guān)的問題。還必須考慮，咖啡的概念是可能有不同的解釋的，而且，咖啡機必須能夠?qū)Ω黝愖罱K用戶的各種不同要求做出回答。還有，在采用裝有磨碎的咖啡的預裝包袋的配給機中，包袋不能承受對其內(nèi)所裝咖啡進行任何進一步的研磨，所以，這一參數(shù)不能被改變。因此，需要有這樣一種沖泡過程和機器，其能夠自動地補償產(chǎn)品或配給條件的各種變化，以便總是能夠得到品質(zhì)好的咖啡飲料。還需要有這樣一種過程和機器，其能夠?qū)崟r地，即在同一沖泡過程中進行這種補

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是解決上述問題并提供一種沖泡過程和器具，其可通過校正各個參數(shù)使得從在沖泡室里被濾過的磨碎的新鮮物料得到的熱飲料總是有很高的品質(zhì)和提取率。本發(fā)明的另一個目的是給出一種沖泡系統(tǒng)，其不僅適于改變預設的界限值范圍內(nèi)的狀態(tài)，而且能在沖泡循環(huán)中通過監(jiān)測由沖泡系統(tǒng)的各傳感器發(fā)送的沖泡狀態(tài)來調(diào)整其設定值。本發(fā)明的再一個目的是減少咖啡的飛濺，而這種飛濺是有固定高度的飲料出口導管的飲料配給機在采用緣口高度不同的飲料容器時常常發(fā)生的現(xiàn)象。以上各目的可用本發(fā)明的如權(quán)利要求1所述的控制熱飲料的沖泡的過程來實現(xiàn)。本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求7所述的飲料配給器具。本發(fā)明提供一種過程和器具，其根據(jù)可儲存在沖泡系統(tǒng)的控制器的存儲器里的一個或多個參數(shù)來控制、監(jiān)測和調(diào)整沖泡過程。根據(jù)本發(fā)明，飲料配給器具含有至少兩個泵，較佳地，所述泵串聯(lián)連接。根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選的方面，通過控制熱水進入沖泡室的流量來調(diào)整飲料的流量。這是通過使用一個以上的泵、或改變水泵的速度、或使用使部分液流偏離或限制液流的閥門裝置而做到的。使用兩個或多個串聯(lián)的泵使得有可能明顯地減少配給飲料所需的時間。本發(fā)明的過程還可把在沖泡步驟中由同一控制器監(jiān)測的至少一個數(shù)據(jù)與至少一個預先儲存的數(shù)據(jù)進行比較，并根據(jù)這一比較的結(jié)果，通過適當?shù)难b置，指示和控制現(xiàn)行的沖泡循環(huán)最佳地實時向理想的沖泡狀態(tài)調(diào)節(jié)。換言之，如果必要，本發(fā)明可在同一沖泡過程中根據(jù)設定在沖泡系統(tǒng)的控制器的存儲器里的若干個參數(shù)來監(jiān)測和改變沖泡過程參數(shù)。按照本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面，被檢測的實時數(shù)據(jù)是進來的熱水的流量或配給的飲料的流量，而被調(diào)整的參數(shù)是選自送入沖泡室的熱水的流量或飲料的流量或兩者的組
I=I O按照本發(fā)明的另一個方面，飲料的流量是通過改變沖泡室的容積來調(diào)整的，為此， 這種器具包括用于沖泡室的一個或兩個由電動機獨立地控制的活塞，以用于改變沖泡室的容積。更一般地說，用于改變飲料的流量的裝置是選自以下中的至少一個用于改變所述沖泡室的容積的裝置；用于改變進入所述沖泡室的熱水的流量的裝置；也可以是用于控制飲料從所述沖泡室的流出量的裝置。此外，還可采用用于改變咖啡的研磨參數(shù)的裝置。流出量控制裝置可以用一個裝在飲料出口管道上的閥門裝置來實現(xiàn)，這個閥門的工作由控制器以實時反饋系統(tǒng)來控制。按照本發(fā)明的再一個優(yōu)選的方面，上述各目的可通過以下措施來達到為完成飲料沖泡循環(huán)所需要的操作的一個編程的順序設定各個參數(shù)；監(jiān)測儲存的數(shù)據(jù)和在沖泡步驟中測得的實際數(shù)據(jù)；調(diào)整流量，也可調(diào)整沖泡室內(nèi)的壓力和平均粒度，以便逼近由一個理想的配給曲線的范圍所定義的配給路徑，而理想的配給曲線是定義每個儲存的飲料順序的流量與時間、壓力和液體容積的關(guān)系。具體地說，飲料流量的控制和沖泡步驟的順序的控制是用以下裝置來進行一個或兩個電動機，它們可獨立地操作對沖泡單元起密封作用的一個或兩個活塞；裝在沖泡室的上游的流體連接管路上的至少一個流量檢測器和閥門裝置；熱水供給裝置和飲料出口裝置；液體廢物排出裝置；以及連接這些不同的組成部分的控制器。通過控制和調(diào)整送入沖泡室的熱水的流量，可以提高用壓縮程度和粒度不可調(diào)整的袋裝物料沖泡出的咖啡的品質(zhì)。


下面，參照各非限制性的附圖更詳細地說明本發(fā)明，各附圖中圖1是本發(fā)明的器具的側(cè)視圖，其處于一個配給步驟結(jié)束的狀態(tài)；圖2是圖1的器具的俯視圖；圖3是圖1的器具的剖視圖；圖4是有兩個活塞的這種器具的剖視圖，這兩個活塞對準在沖泡位置之前的狀態(tài)；圖5是類似于圖4的剖視圖，其中兩個活塞是處在沖泡位置；圖6是類似于圖5的剖視圖，其中的沖泡室較大并且是在一個不同的位置；圖7是一個用于控制水的流量的水回路的線路圖；圖8是本發(fā)明的沖泡組件的另一實施例的側(cè)視剖視圖；圖9是圖8的組件的俯視剖視圖10是圖8和圖9的組件的前視剖視圖，以及圖11是本發(fā)明的另一個水回路的線路圖。
具體實施例方式參照圖1-6，本發(fā)明的沖泡器具1優(yōu)選地包括一個圓柱形的沖泡室2，其是用不銹鋼或黃銅之類的金屬、或聚四氟乙烯包覆材料或塑料制成的，它的至少一個側(cè)面3可被打開，以便排出被沖泡了飲料的用過的物料。沖泡活塞4、5是設置在沖泡室2的兩端，這兩個活塞在使用時在沖泡步驟中氣密地密封住沖泡室2。至少一個活塞(在所示的實施例中是活塞幻可從一個打開位置運動到一個關(guān)閉即沖泡位置，在打開位置活塞5是在沖泡室2的外面(見圖幻，以便除去被沖泡過的物料。還設有可以控制每個活塞的最大位移的裝置，以使沖泡室內(nèi)的最小容積不小于預設的數(shù)值，這一預設數(shù)值一般是5-6毫升。兩個過濾器6、7互相面對面地安裝在每個活塞4、5的頂部。這兩個過濾器以已知的方式設有許多孔，這些孔優(yōu)選地有規(guī)則的尺寸和在0. 15到Imm范圍內(nèi)的直徑，并且定位成可使水流的分布和對咖啡餅的提取為最佳。 活塞4和5分別可由獨立的電動機來操作，兩個活塞是通過連接裝置連接于電動機，這種連接適于可使兩個活塞分別相對于沖泡室軸向運動。兩個電動機是優(yōu)選是直流電動機，它們分別連接于蝸桿8A和9A，而蝸桿8A和9A作用于塊體10和11而可使它們向上或向下運動。塊體10和11是分別連接于活塞4和5，所以，可使兩個活塞互相獨立地或相對于與沖泡單元相關(guān)的其它部件作前進和后退方向的運動。電動機8和9可獨立地反轉(zhuǎn)它們的旋轉(zhuǎn)方向，并且是可通過一個裝有微處理器的電子控制板來操動，控制板包括一個可獨立地驅(qū)動兩個電動機并可借助阻抗或其它信號監(jiān)測施加于電動機的負荷的電源板。這一參數(shù)是用于確定由被壓縮在沖泡室里的磨碎的物料反作用于所述活塞的壓力。兩個電動機可設有能夠檢測相關(guān)的活塞的位移長度的裝置。適當?shù)难b置可以是例如編碼器、霍爾傳感器、光電開關(guān)或類似的器件。兩個活塞之一，在所示的實施例中是活塞4，設有一個口 12或類似的結(jié)構(gòu)，通過這個口可把來自一個水源(未示)的加壓的熱水供給進沖泡室2。用于把沖泡的液體排入使用者的飲料容器的飲料出口裝置13關(guān)聯(lián)于活塞5，也就是與其成一體，并可隨活塞5運動。 圖1-6中所示的出口裝置13包括一個硬的導管，可再將一個柔性的導管(未示)連接于這個硬的導管，而使沖泡好的飲料流到杯子里。圖8-10表示出本發(fā)明的器具的另一實施例，其中類似的元件用圖1-6中用的標號前加數(shù)字8。在這一實施例中，兩個活塞84和85同軸于各自的蝸桿89A和88A，這兩個蝸桿由各自的一個電動機(未示)通過定位在沖泡組件的中間高度處的的軸觀和四操作。 軸28和四是分別連接于垂向的軸30和31，而這兩個軸傳動連接于蝸桿88A和89A的齒輪32和33。過濾器86和87設置在每個活塞上，可過濾磨碎的咖啡，這與前面解釋的一樣。 在圖8中，還表示出了用于磨碎的咖啡的送料槽34?，F(xiàn)在參照圖7，本發(fā)明的這種器具包括一個泵14，其流體連接于沖泡室2的水進口 12以及連接于諸如一個貯水容器15的水源，用以產(chǎn)生沖泡過程所需要的壓力。優(yōu)選的流量是至少0. 7到10厘升每秒，對于愛斯普萊索咖啡，通常是1-2厘升每秒，以及液壓回路內(nèi)的壓力是在0. 1兆帕到2. 0兆帕范圍內(nèi)，并且優(yōu)選的是在0. 3到1. 8兆帕范圍內(nèi)。用一個加壓水加熱裝置19，諸如一個隨貯水容器15 (或水總管)供應的熱水器罐或快速加熱器把泵14打出的加壓水加熱到70到110°C，優(yōu)選的是加熱到80到100°C之間。 還設有與水管道、沖泡室2或飲料管道相關(guān)的溫度控制裝置20。裝置20適于可把與這一回路的除水加熱裝置19之外的被加熱元件中的至少一個元件的溫度有關(guān)的實時信息(即在飲料的沖泡過程中檢測的實際數(shù)據(jù))傳輸?shù)娇刂破靼?6。圖7的線路圖還表示出用于檢測配給的飲料的流量的計量裝置17，或者，可替代地，用于檢測供給到?jīng)_泡室2的水的流量的裝置18。這兩個裝置以及本發(fā)明的器具的其它傳感器裝置都通過電路或通過應答器連接于控制器板16。優(yōu)選的流量計有掃描單元，其能夠把流量差值至少控制到低至0. 5毫升每秒，優(yōu)選的是控制到低至0. 1毫升每秒；另外，可把一個流量計檢測器、一個重量傳感器、一個流量檢測器或其它能夠證實向外流的流量的方法設置在飲料出口裝置里，以監(jiān)測這種配給器具的有效的實時流出量。按照本發(fā)明，控制器板16有數(shù)字式存儲裝置和能夠傳輸和從外部源下載與典型的沖泡過程的各個不同階段有關(guān)的設定值的裝置，這個控制器板16是邏輯地或電地連接于沖泡系統(tǒng)中包括的所有用電工作的元件，并且是優(yōu)選地配有一個微機控制器，它有至少 28K的RAM存儲器和5Ghz的時鐘。數(shù)字軟件集成在控制器板16內(nèi)，或設置成邏輯連接于控制器板16。軟件是編制成可控制和指令上述各裝置，把它們按恰當?shù)捻樞蚺判颍荚诳刂茮_泡周期的各不同步驟。對于可供使用者用的每一種飲品，優(yōu)選的沖泡順序的各參數(shù)都儲存在控制器的存儲器內(nèi)。可以在遠程位置用一個有專用軟件的PC來調(diào)整沖泡順序的各參數(shù)。然后可以用閃速Eprom、電子標識符、應答器或其它電子文件遠程傳輸系統(tǒng)把新的設定值裝載于控制器的存儲器?？蓪⒛承┳詈檬潜容^簡單的參數(shù)設定值讓給這種配給器具的使用者去修改，使用者可以用能夠把輸入命令發(fā)送到控制器的裝置，諸如按鈕、或鍵盤、或觸摸屏幕，或通過其它器件，諸如在機器的現(xiàn)場用手持的有線或無線終端，來進行參數(shù)修改?，F(xiàn)行有效的設定值是儲存在控制器的存儲器內(nèi)并可為進行遠程控制而檢索之?？刂破骺梢杂帽炯夹g(shù)領域熟悉的任何可用的系統(tǒng)來檢索和重新裝載這些數(shù)據(jù)，諸如GPRS、用于英特網(wǎng)訪問中央數(shù)據(jù)庫的調(diào)制解調(diào)連接、無接觸存儲器、手持終端、閃速Eprom或其它適當?shù)臄?shù)字信息傳輸手段。 典型地包括在控制器板內(nèi)的運算軟件也可為調(diào)整過程而預選不同的靈敏度?？梢杂帽炯夹g(shù)領域任何已知的方式，設置至少一個咖啡豆儲存容器21和一個固定于它的研磨機22，或者，可替代地，一個諸如咖啡或茶葉之類的磨碎的新鮮可食用產(chǎn)品容器、或適于可將計量的咖啡顆粒提供給沖泡室的裝置。用于控制沖泡室里的被配給的咖啡量的計量裝置可以是按體積計算的或按時間計算的，用一個推算表格，例如根據(jù)咖啡的平均粒度，列出研磨機的工作時間和預料的咖啡體積。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，儲存容器21設有傳感器裝置23，其可檢測咖啡容器附近或其內(nèi)的空氣相對濕度和溫度。傳感器23和研磨機22連接于控制器板16，以便提供和接收信息。本發(fā)明的器具還包括計量裝置(未示)，其可監(jiān)測每個活塞的位移的精確長度，例如通過推算來檢測它，用裝有編碼器的或步進的電動機或機電系統(tǒng)，或耦合的電子傳感器，用本技術(shù)領域可用的各種系統(tǒng)，諸如霍爾效應傳感器或其它器件，以用于控制沖泡活塞的兩個電動機的各自的軸，或用于所述活塞的各零件，在后一情況中，甚至不必推算就可檢測兩個不同的活塞的實際位置。這種器具還設有用于提供由控制器認為是有效的輸入命令的輸入命令的裝置，該輸入命令用于向控制器傳送與機器的使用者，例如一個顧客或咖啡吧服務員所需要的飲料類型相關(guān)的指令。輸入方法可包括鍵盤，例如數(shù)字型式的或字母數(shù)字型式的；采用象形圖的簡單的薄膜板或交互對話板，諸如觸摸屏幕LCD ；或能夠?qū)_泡或配給指令發(fā)送給機器的任何其它常用物理界面。也可把選擇的選項通過一個標識符或應答器直接發(fā)送到一個在器具的附近的且數(shù)字地連接于控制器板的標識符掃描器或標識符閱讀器?；蛘?，可通過被機器的控制器認為是可接受的輸入信號的任何信號，例如由投入硬幣或其它信用有效的東西產(chǎn)生的信號，來向控制器提供開始沖泡循環(huán)的輸入。上述裝置包括能夠把與機器的狀態(tài)有關(guān)的信息告訴機器的使用者的已知裝置，諸如LED指示器、IXD或等離子屏幕、真空熒光顯示器、以及能夠把信息數(shù)字地發(fā)送到一個在遠程位置的物理地分離于該器具的裝置。按照本發(fā)明，要控制的并可調(diào)整的優(yōu)選參數(shù)是送入沖泡室2的熱水的流量或離開沖泡室的熱飲料的流量。如上所述，沖泡參數(shù)的改變或調(diào)整涉及送入沖泡室的熱水的流量的調(diào)整和/或沖泡室2的容積的調(diào)整。此外，也可以調(diào)整用于沖泡的磨碎的物料的大小(例如平均粒度)、 熱水的壓力、控制著活塞的電動機的吸收率、或向外流的飲料液體的壓力、或放在出口裝置上(前)的過濾器中用以形成整個自由通路的孔的直徑。優(yōu)選的是，應該控制即改變或調(diào)整熱水的流量，或沖泡室2的容積，這比用裝在出口裝置上的閥門來降低飲料的流量要好。事實上，改變這些參數(shù)比直接改變熱飲料的流量更容易且更清潔，因為裝在沖泡室(或溶解室)的下游的閥門裝置將不可避免地接觸飲料， 在配給不同類型的飲料時可能產(chǎn)生交叉沾染的問題，還可能產(chǎn)生物料積留、細菌污染和類似的問題。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在調(diào)整進來的熱水的流量以維持每單位時間沖泡的咖啡量不變時，即維持沖泡時間在10到30秒范圍內(nèi)，且優(yōu)選的是15秒到25秒，大多數(shù)其它參數(shù)的變化可以自動地考慮到并被修正。換言之，按照本發(fā)明-可以檢測熱飲料或熱水的流量，這是沖泡過程中被監(jiān)測的實時數(shù)據(jù)；-把檢測到的實時流量數(shù)據(jù)與儲存的有關(guān)熱飲料流量的數(shù)據(jù)進行比較，對于不同的可食用磨碎的物料或飲品，儲存的流量數(shù)據(jù)可能是不同的；-如果必須進行修正，可通過改變沖泡室2的容積或通過改變送入沖泡室的熱水的流量來修正熱飲料的流量。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，沒有用于控制沖泡室和飲料輸出裝置，即飲料從其流出而流進一個杯子的出口之間的熱飲料的流量的機械裝置，各沖泡參數(shù)的任何改變都是在沖泡室里進行或在其上游進行。在本發(fā)明的一個實施例中，為了調(diào)整或改變熱水進口流量，可采取以下步序。沖泡室里一形成壓力并且咖啡餅逐漸地被水浸透，就把由各計量裝置(至少其中
8之一是流體連接于沖泡室的水進口裝置的)指示的流量用作反饋信號，用于在一個可編程的延時之后或從泵接通開始來改變各沖泡參數(shù)。若是即使在可編程的延時之后也沒有流量指示，那么將這種配給器具設定為處于 “不正常”狀態(tài)，適當?shù)慕缑婵砂堰@樣的信息顯示給機器的使用者。假定由至少一個裝在沖泡室2前面并與之流體連接的流量指示器監(jiān)測到一個有效的流量讀數(shù)，控制器就把這個讀數(shù)與被配給的具體飲料的理想的配給曲線的可比較的數(shù)值進行比較。如果這兩個數(shù)據(jù)之間有不同，在一個第一實施例中，由于反饋的作用，至少一個活塞的位移長度將被改變，以使沖泡室2的容積被調(diào)整而將流量維持成盡可能接近預設的配給曲線?？捎煽刂破骺刂频淖钚∥灰撇襟E將不會使沖泡室內(nèi)部容積的變化量超過0.5毫升，優(yōu)選的是0.3毫升。在本發(fā)明的一個第二優(yōu)選實施例中，是改變和調(diào)整供給到?jīng)_泡室的水的流量。這可例如用可變轉(zhuǎn)速的泵，諸如回轉(zhuǎn)泵來把加壓的水配給入沖泡室來實現(xiàn)。也可以通過改變一個振動泵的振動頻率來改變速度?；蛘?，如圖7所示，在傳感器18向控制器16提供應該降低進水流量的信息時，閥門M被操作而使水流的一部分流進包括穩(wěn)流室25并連接于貯水容器15的回路，或流向泵或流向排出裝置。圖11表示出一個優(yōu)選實施例，其中本發(fā)明的器具包括串聯(lián)的兩個泵14和14A。優(yōu)選的是，這兩個泵是振動泵并可根據(jù)沖泡步序的實際需要而單獨地工作或同時工作。適當?shù)谋每梢允抢缫獯罄腢lka公司制造的那些泵。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在兩個或多個泵串聯(lián)時，可使兩個泵同時工作而使流量增大高達約 80%，并使配給時間減少約45-50%這些數(shù)值是在兩個完全相同的振動泵串聯(lián)而不是并聯(lián)情況下得到的。采用兩個Ulka E7型振動泵，流量可從2. 45毫升每秒增大到4. 23毫升每秒，而一杯愛斯普萊索咖啡(體積為約47毫升)的配給時間從20. 4秒減少到11. 2秒。也可以不是采用兩個(或多個)完全相同的泵，而是采用兩個或多個不同的泵。按照要配給的飲料的要求，配給過程可包括先起動一個泵或同時起動兩個泵，例如，包含例如150毫升的過濾性咖啡，一開始就需要用兩個泵來把配給時間即沖泡時間維持在所要求的10到35秒范圍內(nèi)。如果在沖泡步驟中檢測到的數(shù)據(jù)不同于儲存的數(shù)據(jù)，就停止或放慢一個泵來達到所要求的數(shù)值。如上所述并且下文還將舉例說明的，除流量之外，還可以附加地檢測其它的數(shù)據(jù)并調(diào)整或改變其它的參數(shù)。所選擇的飲料(例如愛斯普萊索咖啡)的操作步驟的以下順序描繪一個可充分利用所有參數(shù)和實時數(shù)據(jù)的實施例。這種配給器具的工作在其使用者把輸入命令發(fā)送給控制器時開始。首先，檢查研磨程度的調(diào)定是否正確。定位成靠近研磨機22 或咖啡容器21的各傳感器23可檢測空氣的相對濕度的實時值，還可任選地檢測空氣溫度的實時值。控制器16包括軟件，這些軟件允許儲存與由所述各傳感器以時間間隔監(jiān)測的可比較的歷史數(shù)據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)，而所述時間間隔是可由這種器具的制造廠家編程的?？刂破鞯能浖捎酶鞣N方法評價實時的和歷史的可用數(shù)據(jù)，例如把所述儲存的數(shù)據(jù)的每一系列或其中某些部分相加起來，然后統(tǒng)計地計算有意義的數(shù)據(jù)，諸如算術(shù)平均值或復合平均值。一個優(yōu)選的復合評價標準是監(jiān)測時間和沖泡時間之間的時滯，因此，剛剛過去的M小時且優(yōu)選是剛剛過去的1到9小時內(nèi)的讀數(shù)應該占有更大的權(quán)重。控制器的軟件優(yōu)選地包括能夠建立趨勢的措施，例如把實時的各讀數(shù)與不同的時間間隔，例如剛剛過去的1到M小時內(nèi)方便地儲存在存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)進行比較。與現(xiàn)有的系統(tǒng)不同，本發(fā)明中，把以前記錄的數(shù)據(jù)與實時的讀數(shù)的比較用于建立一個優(yōu)選的用以影響研磨機刀片的調(diào)整的評價標準，使這種器具的使用者能夠基于實時數(shù)據(jù)選擇維持頻繁的改變，更傳統(tǒng)地說，是放慢微調(diào)刀片的距離的步速，例如對于不太嚴格的品質(zhì)標準。設定研磨機的刀片的距離電動機設有可檢測刀片間的實際距離的裝置，或者能夠測量控制刀片的電動機的位移長度的裝置，例如從完全關(guān)閉位置到實際位置的長度。在檢測出儲存的數(shù)據(jù)高于預先確定的界限值的差值時，電動機被驅(qū)動而相應地調(diào)整刀片的距離。在沖泡室2或82里配給預選的一次用量(例如控制器內(nèi)設定為6. 5克)的具有預先確定的平均粒度的咖啡，該粒度是根據(jù)監(jiān)測得的空氣相對濕度和趨勢值以及對應于選擇的飲料的類型而定的。在研磨完咖啡豆之后，進行沖泡步驟?？偟貋碚f，按照本發(fā)明，一個沖泡循環(huán)有四個不同的步驟，因而沖泡系統(tǒng)包括適于向控制器板提供信息的各傳感器，這些信息包括熱飲料的流量、熱水的流量、一個或兩個活塞的位移長度以及連接于它們的電動機的功率吸收、適于把熱傳遞到?jīng)_泡室的裝置的溫度。如前所述，所有的傳感器都是通過硬導線或用應答器型式的連接來連接于控制器板16， 控制器板16也接收關(guān)于如下內(nèi)容的信息咖啡研磨機的刀片的設定值、對沖泡室的供給、 以及使用者要求的飲料類型，借以選擇那個具體的沖泡循環(huán)中的一組預設參數(shù)。當沖泡室已填充了計量的咖啡量時，沖泡循環(huán)就開始，關(guān)閉活塞5從打開即填充位置運動到關(guān)閉即沖泡位置(見圖5)。在這一初始階段，連接于兩個活塞的電動機8、9中的至少一個達到一個預設為控制器存儲器內(nèi)的界限參數(shù)的可編程的吸收程度。一旦達到預設的程度，電動機驅(qū)動立即斷開。對于在沖泡室內(nèi)的預先確定的咖啡量，設定的吸收程度不僅取決于咖啡的量，而且例如也取決于指令關(guān)閉沖泡活塞(一個或兩個)的編程數(shù)據(jù)。所述預先確定的咖啡量可儲存作為與吸收讀數(shù)關(guān)聯(lián)的歷史數(shù)據(jù)，以建立用于統(tǒng)計信息和預防性維護信息的相互關(guān)系?？Х蕊灡粡挠砂阉瓦M沖泡室的裝置所確定的不規(guī)則形狀(例如錐體形)壓縮成例如圓柱形的形狀，其壓縮程度取決于所述預設的界限值參數(shù)。在活塞壓縮著咖啡餅達到編程的位移長度時，可編程確定的熱水量噴灑到咖啡餅上。優(yōu)選的是，所使用的泵14有能夠控制其流量的裝置，以使這一噴灑步驟能夠以降低的流量進行，其可以比沖泡步驟中通常用的流量低至少40 %。這一任選的步驟是為了在需要時用來自水進口裝置的可編程確定的熱水量預浸濕咖啡餅而進行的，以使對飲料品質(zhì)和提取率的負面影響為最小，這有助于咖啡餅里形成最佳的水流路線。在預設的水量已噴灑到咖啡餅上之后，沖泡單元暫停一個預設時間量，該時間量小于20秒，其優(yōu)選的是在1到10秒之間。
或者，可將飲料出口暫時關(guān)閉，以使壓力升高來產(chǎn)生一個類似的預浸濕步驟而不
用暫停。整個預浸濕步驟可以省略，如果是配給大杯的咖啡，尤其如此，以強調(diào)不同的性質(zhì)，例如，所謂的300毫升的傳統(tǒng)愛斯普萊索“標準咖啡”飲品，其中大多采用預浸濕步驟， 且通?？傻玫捷^高的提取率。在用粉碎的茶葉、伴侶或草藥配給飲料時，應在真正的沖泡階段開始之前有較長的預浸濕水噴灑和較長的暫停，以提高使提取質(zhì)量。類似地，如果是在沖泡室里沖泡可溶性的飲品，可用預浸濕水使可溶成分更好地在液體中溶解。在控制器起動至少與兩個沖泡活塞之一關(guān)聯(lián)的裝置時，第二步驟便開始，于是，沖泡室進入關(guān)閉的、氣密的沖泡狀態(tài)。在一個實施例中，隨后電動機8和9被停止，以使兩個活塞被保持在根據(jù)要配給的飲料類型的預先編程確定的位置，這個位置是用位移長度來表示，或優(yōu)選地，用控制著活塞的兩個電動機中的每一個的功率吸收量來表示。在一個實施例中，兩個電動機適于帶有這樣的裝置，該裝置許它們在壓縮咖啡餅的過程中保持被驅(qū)動，直到它們達到用吸收量表示的界限值，以及隨后在適當?shù)臎_泡階段中也如此，以便把至少一個電動機的吸收量用作反饋標準。關(guān)于位移長度數(shù)據(jù)和功率吸收量數(shù)據(jù)，或表示這兩者之間的關(guān)系的數(shù)據(jù)，以及它們的頻度都儲存在控制器16的存儲器里，作為可從控制器的存儲器下載的預防性維護信肩、ο用加壓裝置進行的沖泡通常是以兩種不同的方式進行從咖啡餅的頂面到底面， 或從其底面到頂面。在各圖所示的實施例中，沖泡是用后一種方式進行。當然，同樣可采用其它方式。兩個實施例都可解決一個與使用者相關(guān)的問題，使用者可把不同形狀，特別是不同高度的飲料容器用于一個飲料配給機，所述容器諸如陶瓷杯、愛斯普萊索咖啡杯、普通咖啡杯、帶柄水壺和類似的容器。典型地，這些容器可適于裝配進這種沖泡器具的配給部位，但它們的口緣高度通常是在4到30cm之間，最普遍的是在6到20cm之間。為解決這一問題，可以用一個連接于相關(guān)的活塞及其飲料出口裝置的咖啡出口導管，借以使兩個活塞的可編程確定的在沖泡階段中的位移長度允許該出口導管13對應于預設的要求配制的飲料移動到若干個預設的位置之一。這樣，可將出口導管正好移到從底部算起有不同緣口高度的杯子的緣口上方，這些杯子諸如卡普奇諾咖啡杯、愛斯普萊索咖啡杯、或大杯，或者，可讓出口導管接近適于例如同時配給一或兩杯咖啡的不同的出口裝置。根據(jù)預設的參數(shù)，控制器可執(zhí)行每個活塞有不同位移長度的沖泡循環(huán)，以對于選擇的飲料類型維持作用在咖啡餅上的正確壓力，同時也可減小容器的緣口和從出口導管流出的配制好的飲料流之間的距離，而且也允許出口導管接近另一個飲料出口路徑，例如把出口轉(zhuǎn)向兩個不同的配給出口。由于兩個活塞都可以運動而相對于飲料容器的緣口升高或降低出口導管的高度，那么就可按照所用的咖啡量或所希望的咖啡類型獨立地控制出口導管的高度，以使所用的容器匹配于其接納部位。飲料出口導管的高度取決于預設的使用者所要求的飲料類型或飲料容器，其應遵循控制器的存儲器內(nèi)的預設參數(shù)。在各圖所示的實施例中，沖泡單元可在一個限定的范圍內(nèi)移動飲料出口裝置的高度，在這種情況中，這個范圍是在用于單個沖泡循環(huán)的10厘米和用于雙沖泡循環(huán)的7厘米之間?；钊蛔咄晁鼈兊木幊檀_定的位移路程時，經(jīng)由裝在活塞上的有水進口裝置的過濾器，即活塞4或84的過濾器7或87，把熱水送入沖泡室。熱水進口裝置是流體連接于泵 14或14A，且可連接一個三通閥門，或最好是兩個獨立的閥門，以便獨立地管理進來的熱水和殘留的液體咖啡廢物，以及還連接于流量計量裝置18。這一步驟的流量控制像上述那樣進行，即用一個或多個振動泵，可改變泵的轉(zhuǎn)速或改變沖泡室的容積。此外，可通過一個閥門來降低流量。最終，在預設的水量已經(jīng)完全配給入沖泡室并且從那里到達了最后的容器時，控制器使旨在排出用過的咖啡渣的過程便開始。首先由適當?shù)膫鲃友b置使兩個活塞中的至少一個從當時的最后關(guān)閉即沖泡位置運動到由位移長度限定的一個位置，這個位移長度比所述最后關(guān)閉即沖泡位置的長度長。 某些位移長度是儲存在控制器的存儲器內(nèi)并可被利用，這種利用要遵循對被配給的咖啡飲料的不同類型或允許留在用過的咖啡渣廢物中的液體的量而預先定義的匹配標準。進行這一壓縮運動是為了升高沖泡室內(nèi)的壓力，以便達到更高的壓力而使保持在咖啡餅里的液體殘留量更少。一達到了位移長度值，控制器就打開一個水管(未示)來排出在供水管路、咖啡餅和沖泡室里的殘留量的咖啡和水。或者，這可用兩個獨立的閥門來進行，每個閥門單獨地控制沖泡室的水進口和沖洗導管，旨在排出在沖泡循環(huán)結(jié)束時仍然留在沖泡室、咖啡餅和水管里的液體，或者，用一個三通閥門，但是前一作法更可取，因為用兩個單獨的閥門，允許單獨地控制進口裝置和出口裝置，使沖泡循環(huán)可及時地關(guān)閉水進口和打開出口裝置而排出用過的廢液殘留物。應該注意到，熟悉本技術(shù)領域的人可以用各種可用的措施，如上述那樣，把所述全部參數(shù)都儲存在控制器的存儲器內(nèi)，用于統(tǒng)計的目的，并可隨時檢索和調(diào)整。更為具體地說，本發(fā)明的器具包括實現(xiàn)如權(quán)利要求1-6中任何一項所述的過程的軟件程序。較佳地，所述軟件程序記錄相關(guān)過程的所有數(shù)據(jù)，并且更佳地，所述軟件程序可檢索相關(guān)過程的所有數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制用沖泡器具⑴沖泡飲料的過程，所述沖泡器具⑴包括沖泡室O ； 82)，設有用于過濾透過諸如咖啡、茶葉或草藥之類的磨碎的可食用物料的加壓熱水的裝置 (6、7 ；86、87)，其中送入所述沖泡室O ；82)的熱水流量是通過使用多個泵(14，14A)來調(diào)整的。
2.如權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于，所述泵串聯(lián)連接。
3.如前面任一權(quán)利要求所述的過程，其特征在于，所述泵根據(jù)沖泡步序而分別工作或同時工作。
4.如前面任一權(quán)利要求所述的過程，其中所述沖泡器具具有包括數(shù)據(jù)儲存和比較裝置的控制單元(16)，其特征在于，所述的過程包括以下的步驟a)檢測在所述沖泡步驟中被配給的飲料的至少飲料流量數(shù)據(jù)；b)把所述檢測到的數(shù)據(jù)與儲存在所述控制單元的存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)進行比較，以確定是否應對實際的飲料流量進行修正；以及c)在需要使所述飲料流量與所述儲存的數(shù)據(jù)相一致時，調(diào)整飲料沖泡參數(shù)，該參數(shù)選自供給入所述沖泡室O ；8 的水流量和所述沖泡室的容積。
5.如權(quán)利要求4所述的過程，其特征在于，所述沖泡參數(shù)的所述調(diào)整是在同一沖泡過程中實時地進行的。
6.如前面任一權(quán)利要求所述的過程，其特征在于，它還包括檢測濕度數(shù)據(jù)的步驟和根據(jù)所述的濕度數(shù)據(jù)調(diào)整所述磨碎的物料的粒度的步驟。
7.一種用于從沖泡室O ；8 配給飲料的配給器具(1)，所述器具設有用于過濾透過諸如咖啡、茶葉或草藥之類的磨碎的可食用物料的加壓熱水的裝置G-7)，其特征在于，所述器具包括兩個或多個將水送入所述沖泡室O ；8 的泵。
8.如權(quán)利要求7所述的器具，其特征在于，所述泵串聯(lián)連接。
9.如權(quán)利要求7或8所述的器具，其特征在于，所述泵是振動泵。
10.如權(quán)利要求7-9中的任一權(quán)利要求所述的器具，其特征在于，所述泵是不同的泵。
11.如權(quán)利要求7-10中的任一權(quán)利要求所述的器具，其特征在于，所述器具還包括用于在沖泡所述飲料時檢測各沖泡參數(shù)數(shù)據(jù)的裝置(17、18、20)；控制單元(16)，其具有可儲存所述實時數(shù)據(jù)并將其與一組儲存的數(shù)據(jù)進行比較的裝置，以確定是否需要對所述參數(shù)進行修正；檢測所述飲料的流量的裝置，以及在需要使所述飲料流量與所述儲存的數(shù)據(jù)相一致時調(diào)整飲料沖泡參數(shù)的裝置，所述調(diào)整裝置選自用于改變送入所述沖泡室(2;8幻的水流量的裝置和用于改變所述沖泡室的容積的裝置。
12.如權(quán)利要求7-11中的任一權(quán)利要求所述的器具，其特征在于，所述器具還包括至少兩個由電動機(8、9)獨立操作的用于所述沖泡室O ；82)的活塞0、5)。
13.如權(quán)利要求12所述的器具，其特征在于，所述器具還包括操作所述沖泡活塞(4、5) 的各電動機(8、9)中的至少一個的吸收率的傳感器。
14.如權(quán)利要求11所述的器具，其特征在于，所述用于改變進入所述沖泡室的熱水流量的裝置包括從向所述沖泡室供水的水回路分支出來的反饋回路，所述反饋回路包括閥門 (M)、穩(wěn)流室0 以及把所述穩(wěn)流室連接于所述水回路的管路07)。
15.如權(quán)利要求7-14中的任一權(quán)利要求所述的器具，其特征在于，所述用于改變沖泡參數(shù)的裝置還包括用于改變產(chǎn)品的研磨參數(shù)的裝置02)。
全文摘要
用于控制飲料配制的過程和泵組器具，其中，涉及一種用于熱飲料的配給器具，所述配給器具設有用于過濾透過放在沖泡室里的諸如咖啡、茶葉或草藥之類的磨碎的可食用物料的加壓熱水的裝置(4、5)，並具有兩個或多個將熱水送入沖泡室(2；82)的泵，所述泵串聯(lián)連接。本發(fā)明通過控制熱水進入沖泡室的流量來調(diào)整飲料的流量。這是通過使用一個以上的泵、或改變水泵的速度、或使用使部分液流偏離或限制液流的閥門裝置而做到的。
文檔編號A47J31/56GK102406447SQ20111039377
公開日2012年4月11日 申請日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者L·道格萊尼馬杰 申請人:里文多斯股份公司