一种可控制的压力萃取机构及萃取方法与流程

本发明涉及萃取装置的技术领域，更具体地，涉及一种可控制的压力萃取机构及萃取方法。

背景技术：

随着人们生活品质的提升，人们对茶、咖啡等饮品的品质要求也越来越高，其不仅要求口感要好，还要求饮品中的有益成分能最大程度地保留。而饮品的品质不仅取决于材料本身，还与冲泡的水温和水压有着至关重要的关系。具体地，采用较高压强萃取出来的饮品品质更高，其口感更好，醇度更浓厚，也更能萃取出饮品的有效成分。

而现有的饮品萃取机构(主要是咖啡萃取机构)主要有两种，一种为粉碗小孔升压结构，另一种为机械阀升压机构。其中，粉碗小孔升压结构对材料的粗细要求高，例如，其对咖啡粉的粗细要求高，太粗或太细都做不了咖啡，且该结构复杂，对操作人员手法要求高，新手制作起来比较困难。而机械阀升压机构类的萃取机构，其缺点是压力值固定不可调，且压力阀通常是关闭状态，因此，内部常会有残留液体，清理起来也不便。

技术实现要素：

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种可控制的压力萃取机构及萃取方法，用于解决压力值不可调的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种可控制的压力萃取机构，包括上盖和下盖，所述上盖和下盖的内部围蔽形成萃取腔，萃取腔内用于放置待萃取物，

所述下盖的底部设有与萃取腔连通的出液口；出液口的下方设有出液通道；

所述上盖设在下盖的顶部，且上盖的顶部设有与萃取腔连通的进水口；进水口与外部的热水通道连通，并由外部的热水通道封闭进水口，外部热水通过水泵的作用从进水口进入萃取腔内，对待萃取物进行萃取；

联动装置，设在出液通道上，且可选择性封闭或打开出液通道；当出液通道封闭，则萃取腔处于密封状态，萃取腔内部在热水的注入下形成高压；

控制机构，所述控制机构选择性与联动装置连接，并在与联动装置连接时，带动联动装置移动，使联动装置移入出液通道，从而封闭出液通道；所述控制机构与联动装置断开连接时，使联动装置移出出液通道，出液通道处于打开状态。

本技术方案中，萃取腔内可以放置咖啡胶囊、咖啡粉、茶叶或中药等需要萃取的待萃取物，放入待萃取物后，与上盖密封地锁合在一起，便于使萃取腔内形成高压环境。在机器通电时，外部的热水从上盖的进水口流入萃取腔，萃取待萃取物后，萃取液从出液口和出液通道流出。其中，萃取腔可以设置于上盖，也可设置于下盖，下盖与上盖配合盖合后，形成萃取腔。优选地，萃取腔设置于下盖的中部。

其中，萃取腔上方的进水口通过与外部的热水通道连通，实现封闭进水口。优选地，进水口与热水通道连接的外围套设有密封圈，进一步保证了进水口的封闭性。而萃取腔下方的出液通道通过联动装置打开或封闭，当联动装置移入出液通道，则封闭出液通道，从而使萃取腔内形成封闭的环境，在热水的注入作用下，萃取腔内的气压上升，从而形成高压，以便于实现萃取待萃取物。

为便于提升萃取腔内的压力环境，本技术方案设置了控制机构和联动装置，控制机构在通电时，吸引联动装置移动，使联动装置移入出液通道，从而封闭出液通道，而萃取腔内的压力在热水的注入作用下，不断升高，形成高压环境，从而更有效地对萃取腔内的待萃取物进行萃取，析出待萃取物的有效成分。当控制机构断电时，联动装置恢复原位，即联动装置移出出液通道，从而打开出液通道，使萃取腔内的压力得以从出液通道排出，从而改变萃取腔内的压力。本技术方案通过设置控制机构控制联动装置选择性封闭或打开出液通道，以便于控制萃取腔内的压力环境，既使得萃取腔内的压力可调，也避免了萃取腔在高压时出现故障引发安全事故。同时还可以控制控制机构在一次萃取工作中，多次进行通电或断电工作，使萃取腔内反复产生高压，从而萃取更充分。

另一方面，当萃取腔内处于高压环境时，上盖和下盖难以打开，通过设置联动装置移出出液通道，可以快速使萃取腔内的压力从出液通道释放，以便于在萃取完成后，打开上盖和下盖，以便于进行清洗或更换待萃取物。

进一步地，所述控制机构为电磁机构，所述联动装置为磁性导体，所述电磁机构在通电时产生磁力，吸引联动装置移动，从而使联动装置移入出液通道。

更进一步地，所述控制机构为电磁阀。所述联动装置为金属材质。从而在电磁阀通电时，吸引联动装置移动。

进一步地，所述联动装置上设有复位机构，当控制机构断电时，所述联动装置在复位机构的带动下，移出出液通道，使萃取腔保持在常开式的状态。

进一步地，作为一种优选的实施方式，

所述联动装置包括依次连接的第一连杆、第二连杆和第三连杆，

所述第一连杆纵向设在控制机构的下方，所述控制机构在通电时，吸引第一连杆移动，使第一连杆与控制机构连接；

所述第二连杆横向连接于第一连杆的底部和第三连杆的顶部之间；所述第二连杆的首部与第一连杆的底部连接，所述第二连杆的尾部与第三连杆的顶部连接；第二连杆的首部和尾部的移动方向相反；

所述第三连杆纵向设在出液通道上，且第三连杆下移时，封闭出液通道；第三连杆上移时，打开出液通道；

所述复位机构为弹性件，所述弹性件套设在第一连杆的中下部，且与第二连杆的首部连接；并在控制机构断电时，通过弹力驱动第二连杆的首部向下移动，而第二连杆的尾部带动第三连杆向上移动，从而使第三连杆移出出液通道。

本技术方案中，当控制机构通电，第一连杆受到控制机构的作用而上移，由于第二连杆横向设置，因此，第二连杆的首部随着第一连杆的上移而上移；由于第二连杆的首部和尾部移动方向相反，因此，第二连杆的尾部随着第二连杆的首部上移而向下移动，从而推动第三连杆向下移动，进而封闭出液通道。而萃取腔内的压力在热水的注入作用下，持续升高，从而对萃取腔内的待萃取物实现高压萃取。本技术方案在第一连杆中下部设置弹性件，以便于通过弹性件带动第二连杆复位，从而带动第三连杆移出出液通道，从而改变萃取腔内的压力。具体地，在控制机构通电时，吸引第一连杆带动第二连杆上移，由于第二连杆的首部上移，因此，弹性件被压缩于第一连杆的底部和第二连杆的首部之间；当控制机构断电时，第一连杆在弹性件的作用下向下运动，从而推动第二连杆的首部下移，使第二连杆的尾部上移，从而带动第三连杆上移，移出出液通道，出液通道被打开，萃取腔内的压力得以释放。

进一步地，作为一种优选的实施方式，

所述控制机构在通电时，吸引第一连杆上移，并通过第一连杆带动第二连杆的首部向上移动，所述第二连杆的尾部随着首部的上移而下移，从而推动第三连杆下移，封闭出液通道，使萃取腔内压力上升；所述弹性件在第一连杆和第二连杆之间处于压缩状态；

所述控制机构断电时，第一连杆与控制机构断开连接，所述弹性件通过回弹力推动第二连杆的首部下移，从而带动第三连杆上移，使出液通道处于打开状态。

进一步地，作为一种优选的实施方式，

还包括时间继电器，与控制机构连接，用于控制控制机构启动的时间间隔。

通过设置时间继电器，以便于控制控制机构的通电和/或断电时间，从而实现在单次萃取过程中，萃取腔内反复多次进行高低压转换，从而使萃取更充分，也能有效避免萃取腔内的阀体堵塞产生安全事故。其中，萃取腔内的低压只是相对萃取腔内的高压而言为低压状态，并不表示萃取腔内的压力低于大气压值。

进一步地，作为一种优选的实施方式，

还包括压力传感器，设在萃取腔内，且与控制机构电连接，用于检测萃取腔内的压力值，并在萃取腔内达到设定压力值时，输出断电信号，控制控制机构断电。

通过设置压力传感器，以便于监控萃取腔内的压力值，也便于自动控制控制机构工作，控制机构在萃取腔达到设定的压力值时，自动断电，联动装置移出出液通道，萃取腔内的压力得以从出液通道释放，从而调节萃取腔内的压力。

进一步地，作为一种优选的实施方式，

所述出液通道包括呈“l”字形设计的第一流道和纵向设置的第二流道，所述第一流道的进口与出液口连通，所述第一流道的出口与第二流道的进口连通，所述第三连杆设在第二流道的进口上方，当第三连杆下移，则封闭第一流道的出口，使萃取腔内在热水注入的作用下形成高压。

本技术方案中，第三连杆设在第二流道内，且位于第二流道的进口上方；当第三连杆下移，则堵住第一流道的出口，使萃取腔内在热水注入的作用下形成高压；当第三连杆上移，则第一流道的出口与第二流道的进口连通，使萃取腔内的压力得以从第一流道和第二流道排出。同时，萃取腔内的萃取液也从第一流道和第二流道排出。

进一步优选地，所述出液口上设有滤网。设置滤网对萃取腔内的待萃取物进行过滤，避免残渣从出液通道流出。

进一步地，作为一种优选的实施方式，

所述第一连杆上设有限位件，用于安装固定弹性件的一端部，所述弹性件的另一端部与第二连杆的首部连接；所述弹性件为弹簧。

进一步优选地，所述下盖的下方设有支撑件，所述第二连杆安装于支撑件上，且以支撑件为支点实现转动，根据杆杆原理，当第二连杆的首部上移，则第一连杆的尾部下移；所述第二连杆在控制机构通电时处于水平状态，即第一连杆与控制机构垂直连接，第三连杆垂直堵在第一流道的出口位置；封闭出液通道。在控制机构断电时，由于弹性件的回弹力作用，使第二连杆处于首部下移、尾部上移的状态。从而使第三连杆移出第一流道的出口位置，实现打开出液通道。其中，第二连杆的上移和下移的位置是以支撑件所在的水平面为参考水平面。

一种可控制的压力萃取机构的萃取方法，包括上述的萃取机构，其萃取步骤包括：

s1：打开上盖，往下盖的萃取腔内放入待萃取物后，盖合上盖，使上盖与下盖密封地锁合在一起；此时，联动装置处于出液通道之外，出液通道处于打开状态；

s2：启动机器，热水在外部水泵的作用下，从进水口流入萃取腔，挤压萃取腔内的空气，使萃取腔内的空气通过出液通道排出；

s3：经过时间t1后，控制机构启动，吸引联动装置移动，使联动装置封闭出液通道，萃取腔内的压力在热水的注入作用下，不断上升；萃取腔内的待萃取物在高压的作用下，加快析出有效成分；

s4：经过时间t2后，控制机构断电，联动装置移出出液通道，并恢复原位，萃取腔内的液体通过出液口和出液通道排出；

s5：经过时间t3后，控制机构重新启动，再次吸引联动装置移动，封闭出液通道；

s6：重复步骤s4和s5，直至获得所需体积的萃取液后，关闭机器。

进一步地，作为一种优选的实施方式，时间t1为萃取腔内的空气完全排出所需的时间。

本技术方案中，萃取腔内的空气完全排出所需的时间t1可以根据萃取腔的体积与选用的水泵规格计算得出。

进一步地，作为一种优选的实施方式，时间t2为萃取腔内达到设定压力值所需的时间。

本技术方案中，可以先根据萃取腔内的体积与选用水泵的规格计算出单位时间内，萃取腔内的压力值，从而计算出萃取腔内达到设定压力值所需的时间t2。也可以在萃取腔内设置压力传感器，通过压力传感器检测萃取腔内的压力值，并在达到设定的压力值时，发出断电信号，控制控制机构断电。

进一步地，时间t3为控制机构断电后到重新启动的时间间隔，时间t3可以设定为与时间t1或t2的时间一致，也可以根据需要设定为所需的时间。优选地，时间t3值小于时间t1或t2值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本技术方案通过在萃取机构上设置控制机构和联动装置，使联动装置在控制机构的作用下，可选择性地封闭出液通道，而萃取腔内的压力的热水的注入作用下上升，形成高压状态，以便于对萃取腔内的待萃取物进行高压萃取；而当控制机构处于断电状态，联动装置移出出液通道，从而使萃取腔内的压力得以释放，并改变了萃取腔内的压力。从而实现对萃取腔内的压力进行调节。通过控制控制机构的通断电时间，即可控制萃取腔内的压力进行多次改变，从而使萃取腔内反复产生高压，使萃取更充分。而由于控制机构在断电时，萃取腔处于泄压状态，从而使萃取腔处于常开状态，避免了萃取腔内由于阀体堵塞，导致的高压爆炸等安全事故，从而保证了本技术方案具有更高的安全性。

附图说明

图1为电磁阀通电时，本发明仰视方向上的立体结构图。

图2为电磁阀通电时，本发明俯视方向上的立体结构图。

图3为电磁阀通电时，本发明的剖面结构图。

图4为电磁阀断电时，本发明的立体结构图。

图5为电磁阀断电时，本发明的剖面结构图。

图6为本发明的萃取腔进水后，时间与压力的关系图。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种可控制的压力萃取机构，包括：下盖107、上盖109、联动装置和电磁阀201。

如图3所示，具体地，下盖107的中间设有萃取腔，萃取腔内用于放置待萃取物，下盖107的底部设有与萃取腔连通的出液口108；出液口108的下方设有出液通道。

如图2和图3上盖109设在下盖107的顶部，且与下盖107配合封闭萃取腔；其中，上盖109的顶部设有与萃取腔连通的进水口301；进水口301与外部的热水通道连通，并由外部的热水通道封闭进水口，外部的热水在外部水泵的作用下，从进水口301流入萃取腔内，进而对萃取腔内的待萃取物实现萃取，萃取后的萃取液从出液口108、第一流道106和第二流道105依次流出。

联动装置设在出液通道上，且可选择性封闭或打开出液通道；当出液通道封闭，则萃取腔形成密封状态，萃取腔内部在热水的注入下形成高压。具体地，联动装置设在上盖109和下盖107的外侧，并延伸至下盖107下方的出液通道上。以实现通过将联动装置移入或移出出液通道，即可封闭或打开出液通道。

如图1和图3所示，电磁阀201设在联动装置的上方，当电磁阀201通电时，与联动装置连接，并带动联动装置移动，使联动装置封闭出液通道。

如图4和图5所示，所述电磁阀201断电时，与联动装置断开连接，使联动装置移出出液通道，出液通道处于打开状态。

如图3和图5所示，进一步优选地，联动装置包括第一连杆101、第二连杆103、第三连杆104和弹性件102，其中，第一连杆101、第二连杆103、第三连杆104依次连接，第一连杆101纵向设在电磁阀201的下方；第二连杆103横向连接于第一连杆101的底部和第三连杆104的顶部之间；其中，第二连杆103的首部与第一连杆101的底部连接，第二连杆103的尾部与第三连杆104的顶部连接；第二连杆103的首部和尾部的移动方向相反；第三连杆104纵向设在出液通道上，且第三连杆104下移时，封闭出液通道；第三连杆104上移时，打开出液通道；弹性件102套设在第一连杆101的中下部，且与第二连杆103的首部连接；并在电磁阀201断电时，通过弹力驱动第二连杆103的首部向下移动，而第二连杆103的尾部带动第三连杆104向上移动，从而使第三连杆104移出出液通道。

如图1、图2和图3所示，具体地，当电磁阀201通电，第一连杆101受到电磁阀201的作用而上移，由于第二连杆103横向设置，因此，第二连杆103的首部随着第一连杆101的上移而上移；由于第二连杆103的首部和尾部移动方向相反，因此，第二连杆103的尾部随着第二连杆103的首部上移而向下移动，从而推动第三连杆104向下移动，进而封闭出液通道。而萃取腔内的压力在热水的注入作用下，持续升高，从而对萃取腔内的待萃取物实现高压萃取。本技术方案在第一连杆101中下部设置弹性件102，以便于通过弹性件102带动第二连杆103复位，从而带动第三连杆104移出出液通道，从而改变萃取腔内的压力。具体地，在电磁阀201通电时，吸引第一连杆101带动第二连杆103上移，由于第二连杆103的首部上移，因此，弹性件102被压缩于第一连杆101的底部和第二连杆103的首部之间。如图4和图5所示，当电磁阀201断电时，第一连杆101在弹性件102的作用下向下运动，从而推动第二连杆103的首部下移，使第二连杆103的尾部上移，从而带动第三连杆104上移，移出出液通道，出液通道被打开，萃取腔内的压力得以释放。

进一步地，电磁阀201在通电时，吸引第一连杆101上移，并通过第一连杆101带动第二连杆103的首部向上移动，第二连杆103的尾部随着首部的上移而下移，从而推动第三连杆104下移，封闭出液通道，使萃取腔内压力上升；弹性件102在第一连杆101和第二连杆103之间处于压缩状态；电磁阀201断电时，第一连杆101与电磁阀201断开连接，弹性件102通过回弹力推动第二连杆103的首部下移，从而带动第三连杆104上移，使出液通道处于打开状态。

优选地，第一连杆101上设有限位件，用于安装固定弹性件102的一端部，所述弹性件102的另一端部与第二连杆103的首部连接；所述弹性件102为弹簧。

优选地，下盖107的下方设有支撑件，所述第二连杆103安装于支撑件上，且以支撑件为支点实现转动，根据杆杆原理，当第二连杆103的首部上移，则第一连杆101的尾部下移；所述第二连杆103在电磁阀201通电时处于水平状态，在电磁阀201断电时，由于弹性件102的回弹力作用，而处于首部下移、尾部上移的状态。其中，第二连杆103的上移和下移的位置是以支撑件所在的水平面为参考水平面。

优选地，该出液通道包括呈“l”字形设计的第一流道106和纵向设置的第二流道105，其中，第一流道106的进口与出液口108连通，第一流道106的出口与第二流道105的进口连通。第三连杆104设在第二流道105的进口上方，当第三连杆104下移，则封闭第一流道106的出口，使萃取腔内在热水注入的作用下形成高压。当第三连杆104上移，则第一流道106的出口与第二流道105的进口连通，使萃取腔内的压力得以从第一流道106和第二流道105排出。同时，萃取腔内的部分萃取液也从第一流道106和第二流道105排出。

优选地，出液口108上设有滤网。设置滤网对萃取腔内的待萃取物进行过滤，避免残渣从出液通道流出。

优选地，可以在萃取机构内设置时间继电器，时间继电器与电磁阀201连接，用于控制电磁阀201启动的时间间隔。从而实现间断式打开或封闭出液通道，使萃取腔在每次萃取过程中，反复进行多次高低压转换，从而使萃取更充分，也能使萃取机构处于常开式压力状态，萃取腔内的高压得以释放，从而避免了萃取腔在高压时出现故障引发安全事故。其中，萃取腔内的低压只是相对萃取腔内的高压而言为低压状态，并不表示萃取腔内的压力低于大气压值。

优选地，还可以在萃取腔内设置压力传感器，压力传感器与电磁阀201电连接，用于检测萃取腔内的压力值，并在萃取腔内达到设定压力值时，输出断电信号，控制电磁阀201断电。通过设置压力传感器，以便于监控萃取腔内的压力值，也便于自动控制电磁阀201工作，电磁阀201在萃取腔达到设定的压力值时，自动断电，改变萃取腔内的压力，从而调节萃取腔内的压力。

其中，本实施例的萃取腔内可以放置咖啡胶囊、咖啡粉、茶叶或中药等需要萃取的待萃取物。

具体地，本实施例的可控制的常开式压力萃取机构的萃取方法包括以下操作步骤：

s1：打开上盖109，往下盖107的萃取腔内放入待萃取物后，盖合上盖109，使上盖109与下盖107密封地锁合在一起；此时，联动装置处于出液通道之外，出液通道处于打开状态；

s2：启动机器，热水在外部水泵的作用下，从进水口301流入萃取腔，挤压萃取腔内的空气，使萃取腔内的空气通过出液通道排出；

s3：经过时间t1后，电磁阀201启动，吸引联动装置移动，使联动装置封闭出液通道，萃取腔内的压力在热水的注入作用下，不断上升，其中，萃取腔内的压力与时间的关系如图6所示，从中可以看出，约3秒后，随着时间的递增，萃取腔内的压力也逐渐升高；萃取腔内的待萃取物在高压的作用下，加快析出有效成分；

s4：经过时间t2后，电磁阀201断电，联动装置移出出液通道，并恢复原位，萃取腔内的液体通过出液口108和出液通道排出；

s5：经过时间t3后，电磁阀201重新启动，再次吸引联动装置移动，封闭出液通道；

s6：重复步骤s4和s5，直至获得所需体积的萃取液后，关闭机器。

其中，步骤s2中，时间t1为萃取腔内的空气完全排出所需的时间。时间t1可以根据萃取腔的体积与选用的水泵规格计算得出。

具体地，本实施例的时间t1为3～5s。即本实施例中，热水注入萃取腔并排完萃取腔内空气的所需的时间为3～5秒。此时电磁阀201再启动，封闭出液通道，使萃取腔内在热水的注入作用下，形成高压。

其中，步骤s4中，时间t2为萃取腔内达到设定压力值所需的时间。本技术方案中，可以先根据萃取腔内的体积与选用水泵的规格计算出单位时间内，萃取腔内的压力值，从而计算出萃取腔内达到设定压力值所需的时间t2。也可以在萃取腔内设置压力传感器，通过压力传感器检测萃取腔内的压力值，并在达到设定的压力值时，发出断电信号，控制电磁阀201断电。

步骤s5中，时间t3为电磁阀201断电后到重新启动的时间间隔。优选地，时间t3值小于t2值，以便于在单次萃取过程中，多次进行压力转换调节，使萃取腔内反复产生高压，从而使萃取更充分。

本技术方案通过设置电磁阀201控制联动装置选择性封闭或打开出液通道，以便于控制萃取腔内的压力环境，既使得萃取腔内的压力可调，也避免了萃取腔在高压时出现故障引发安全事故。同时还可以控制电磁阀201在一次萃取工作中，多次进行通电或断电工作，使萃取腔内反复产生高压，从而萃取更充分。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。