控制水的流出量的方法以及执行该方法的设备与流程

本发明涉及一种在基于咖啡制备饮料的机器中，在被分配到杯子中时，控制所需水的流出量以形成从研磨咖啡获得的指定剂量的饮料的方法，从而被分配的剂量将会实际匹配于选择的目标剂量。

基于咖啡制备饮料，机器已知被广泛地使用，其中，饮料制备设备包括：热水发生器、电动泵(3)、冲泡(brew)单元(4)和位于电动泵以及冲泡单元之间的阀单元，以便在杯子中的饮料已经达到指定的量时，拦截并且切断来自冲泡单元的热水流。

出于此目的，在现有技术的一种技术中，咖啡机或者还包括用于确定杯子中的剂量的重量的装置，或者还包括用于测量流入杯子中的体积流率的流量计，如果需要，体积流率可以被转化为质量流率，以确定剂量的总量。

咖啡机还包括控制单元，其管理不同的操作步骤并且因此管理整个饮料制备过程。

背景技术：

正如de3,332,236a1所描述的那样，饮料制备机器包括秤盘(scale)，饮料收集杯放置在该秤盘上。秤盘与检测其信号的微处理器连接。当杯子中的饮料达到预先给定的重量时，正如在微处理器中存储的那样，相应的信号，并且微处理器通过切断位于相关管道中的阀构件来停止输送用于形成饮料的水。

在现有技术的另一技术中，例如在ep3,162,256a1、wo2016147026a1和wo2015055342a1中公开，当收集杯中的液体的重量使得冲泡比(即已经用于制作饮料的研磨的咖啡粉的剂量与杯子中的液体咖啡的重量的比)达到存储在机器的电子控制单元中的预先给定的值时，停止饮料分配。

如前所述，现有技术的方法的根本的共同原理在于，一旦达到存储在机器的控制单元中的指定的参数的特定值，就停止输送用于形成饮料的水，而没有考虑在位于流被切断的、并且尤其是容纳在过滤器中的咖啡盘(panel)中以及在波塔过滤器的分配管道中的位置的下游的液压回路中包含的用于形成饮料的水的部分，因此作为残余流入杯子中从而改变期望的目标剂量。

此外，由于水的输送总是被三通阀构件切断，当水流被切断时，位于阀构件下游的水并不是完全通向排水口以被排出，其中一部分可以朝向杯子流出，并且被称为饱和水的一部分当前仍然位于阀构件下游的设备中，因为其是自输送开始的指定的时间之后被接纳到其中的。

因此，实际位于杯子中的饮料的量并不匹配于根据所选择的饮料类型限定的期望的目标量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种方法，一旦已经在杯子中分配了指定量的咖啡，就停止输送形成饮料的水，该方法还考虑了后续的咖啡残留，从而期望的目标剂量不会在杯子中被超过。本发明的目的还在于提供一种设备，其能够通过匹配在咖啡机中选择和设置的咖啡的类型所限定的目标剂量来实现在杯子中获得精确的期望剂量的咖啡的需求。

如在下文中更好地解释的，这些和其他目的通过所附权利要求1中限定的方法来实现。

附图说明

现在，将参照本发明的优选实施方式进一步说明本发明，该实施方式仅以例示的方式而不是限制的方式给出，且在附图中示出，其中：

图1示出了用于执行本发明的方法的设备的部件的功能图。

具体实施方式

参照图1，整体被标记为1的设备包括热水发生器2、通过传统的液压连接件将所述热水发生器2连接至冲泡单元4的电动泵3，在冲泡单元4中由预先给定剂量的咖啡(咖啡以指定的颗粒大小研磨、并且容纳在传统的过滤器(未示出)中)形成咖啡饮料。

制备好的饮料被收集在传统的杯子中，未在图1的示意图中示出。

液压连接件30在其中具有流量计装置5和阀装置6，后者被用于允许或切断来自发生器2的热水流，正如由传统的电子控制单元所控制那样，正如在方块7中所示，在其中待被分配到杯子中的饮料的类型以特定重量或体积剂量测量的形式存储。

传统地，阀装置6是三通阀，一路指向机器的排水口。

与冲泡单元4组合，本发明的设备具有称量单元8，其感测饮料的量的值，该饮料在被冲泡单元4分配之后流入收集杯中。

接纳在杯子中的饮料的量的这个重量值，正如称量构件8所感测的那样，是被发送到(addressedto)控制单元7的，在那里将它与在其中存储的、对应于所选择的饮料的类型的剂量的期望值进行比较。

通过机器1的控制面板10的按钮9a、9b、或9c选择饮料类型。

如果存储在电子控制单元7中的值匹配了称量单元8在饮料收集杯中感测时发送的值，那么控制单元7就作用于阀装置6以切断向冲泡单元4的热水流。然而，既然一定量的冲泡水当前位于流的切断位置的下游、即位于阀装置6的下游，也就是在容纳于过滤器中的咖啡盘内，则一旦阀装置6被关闭，该量作为残留就流动到杯子中，并且改变最终剂量。

因此，既然最终剂量不再匹配于期望剂量，根据本发明，电子控制单元7被设计用于发出命令切断热冲泡水流，与此同时也考虑自停止输送的时刻起仍将到达杯子的残留的咖啡。

这将避免超过期望目标剂量的缺点。

总的来说，用pr指代残留的重量，其在切断水的输送之后仍然加入到已经接纳在杯子中的饮料的量中，并且用pt指代饮料的总的或目标重量，其被期待为在用于机器1的面板10上期待和选择的指定类型的饮料的杯子中，杯子中的饮料的停止重量ps(在此，电子控制单元7必须通过作用于阀装置6来停止输送冲泡水)由下列公式表示：

ps＝pt-pr

上述公式中的残留的重量pr将被视为包括至少一个分量，psat、已知为饱和分量，其在从输送开始至第一滴咖啡落入杯子中的时间间隔过程中被图1的设备的流量计装置5测量并且表示在称量单元中。虽然如此，但在实践中，残留的重量pr也包括其他分量，pr1，其表示位于三通阀单元下游的整个液压系统中包含的水，当三通阀单元被关闭时，不能通到连接至排水口的第三路并最终流动到杯子中。

因此，残留的重量pr的该分量psat包括动态值，因为其是由研磨产品的剂量的条件决定的。

剂量、颗粒大小、含水量和研磨物的熟化(agingofthegrounds)的变化将导致psat值的变化，由于第一滴咖啡在不同的时间落入杯子中，因此也将导致由流量计5执行的并且发送至cpu的体积测量(可能用重量表示)的变化。

当残留的重量pr的分量pr1也根据研磨咖啡盘(panel)的吸湿度和颗粒大小变化时，其主要取决于位于阀装置6下游的液压回路的配置。

因此，残留的重量pr的残留的部分pr1是否可以被忽略取决于待制作的所选择的饮料的配方的类型。

申请人发现，对于包括总重量或目标pt范围从40至90克的液体的饮料类型，例如双倍份意式咖啡(doubleespresso)、浓意式咖啡(longespresso)、短滤咖啡(shortfiltercoffee)而言，用于确定停止重量ps的残留的重量值pr应当被视为通常等于0.1xpsat，然而对于包括总重量或目标pt超过90克的液体的饮料类型，例如美式咖啡、咖啡鲜奶露等而言，用于确定停止重量ps的残留的重量pr的值应当被认为通常等于0.16xpsat。

只有当选择用于分配的饮料类型具有总的或目标重量(pt)为少于40克的液体时，例如是浓缩意式咖啡、双倍浓缩意式咖啡、浓咖啡时，在杯子中的咖啡的重量达到待分配的饮料的总的或目标重量(pt)的预先给定的百分比时，计算所述残留的重量(pr)的值，并且所述残留的重量值(pr)等于当时被分配的水的总重量减去饱和重量(psat)减去杯子中咖啡的重量的值。

尤其地，前面提及的重量百分比选择为范围从目标重量pt的60％至75％、优选地70％的值。

这一点是可行的，并且在实践中是可以接受的，因为通过容纳在过滤器中的咖啡盘的输送流可以被认为是稳态流体流，不暴露于湍流，不像对于待分配的饮料涉及更高总重量的类型那样。

从前述内容中可以理解，控制单元7必须被配置用于对于在咖啡机的操作面板10上选择的饮料类型的每个总重量或目标重量pt存储相应的停止重量ps。因此，当分配到杯子中的咖啡达到该重量时，称量单元8通知控制单元7，并且后者停止输送热冲泡水以允许通过进一步在杯子中加入对应于残留的重量pr的液体的量达到总重量pt。