用于饮料制备设备的泵送系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于饮料制备设备的栗送系统和栗送方法。特别地，本发明提出了一种用于从加压容器中栗送预加热的液体到例如饮料制备设备的冲煮或提取单元的栗送系统和方法。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，已知在饮料制备设备中使用各种栗送系统，特别是用于从容器中栗送液体到冲煮或提取单元的栗送系统。
[0003]图1示出了在已知饮料制备设备中使用的一种液体栗送系统11。所述栗送系统11包括其中含有液体13的容器12，所述液体13通过主栗14经由流量计17和加热器20被栗送至提取单元16。所述加热器20设置在主栗14的下游。
[0004]图2示出了在已知多种饮料制备设备中使用的另一栗送系统11。所述栗送系统11包括液体供应装置19，用于栗送液体13通过高压煮器12至多个提取单元16的主栗14，所述高压煮器12包括加热器121。所述加热器121同样设置在主栗14的下游。
[0005]鉴于上述现有技术，希望分别使用被预加热的容器和被预加热的液体，S卩，在主栗的上游设置加热器。如果被预加热的液体能通过主栗被有效地栗送，则饮料制备例如能更快地进行。
[0006]但是，当从被预加热的容器中栗送热的液体时，由该栗所产生的抽吸压力会导致在栗入口的气穴现象。由于在较低压力下蒸发的被栗送液体而发生气穴现象，并且其不可避免地导致栗送性能的下降。
[0007]图3示出了气穴现象背后的物理原理。特别地，示出了水的相态图，其中水在固相、液相和气相之间的相态转换条件分别用实线表不。从液态到气态的相态转换(即蒸发)能够通过温度增加或者通过压力降低而发生。例如，在环境温度(约20°C)下，引起气穴所需的用于液体-蒸汽相态改变的绝对压力(蒸发压力)为约23毫巴(mbar)绝对压力。在已知饮料制备设备中使用的主栗典型地产生约500毫巴绝对压力的抽吸压力。这意味着在抽吸侧的绝对压力(I巴-0.5巴=0.5巴)大于上述的23毫巴的值，因此当水在环境温度栗送时不会发生问题。
[0008]但是，在较高的水温时，例如在90°C时，引起气穴所需的压力较高并且为约700毫巴。所述栗的抽吸压力(还是I巴-0.5巴=0.5巴)现在低于所需的0.7巴的值，因此在栗的入口处可能产生气穴，并且会显著地减低栗送性能。
[0009]图4示出了栗送性能的所述降低。任何栗的栗送性能都能通过输出流量vs.输出压力表示。随着增加的温度，栗送性能显著下降。例如，在94°C的水温时，甚至是在较低的输出压力下，流量严重下降。
【发明内容】
[0010]本发明的一个目的是改进现有技术的现状。因此，本发明的一个目的是克服上述的缺点。特别地，本发明旨在提供一种用于饮料制备设备的栗送系统，其能够从被预加热的容器中栗送热的液体，而没有栗送性能的任何显著下降。另外，本发明旨在提供一种能够抑制在栗的入口(栗的抽吸侧)的气穴现象的栗送系统。
[0011]本发明的上述目的通过所附独立权利要求实现。本发明的主要思想是通过加压容器来增加抽吸压力。从属权利要求实现了本发明的其它优点。
[0012]本发明涉及一种用于饮料制备设备的栗送系统，其包括用于储存和加热液体的容器，用于从所述容器中栗送所述液体优选至所述饮料制备设备的至少一个提取单元的至少一个主栗，和用于对所述容器加压的加压装置。
[0013]通过对所述容器加压，S卩，通过提供一个加压容器，增加了栗所产生的绝对抽吸压力。通过对所述容器加压，在容器内的液体也被加压。由于所述的压力增加，在栗的入口的气穴现象能够避免或至少减少。这导致了在较高的液体温度时的栗送性能的恢复。换言之，被预加热的液体的主栗的栗送性能与环境温度的同种液体的主栗的栗送性能几乎同样好。
[0014]本发明的设备因此能加速饮料的制备。另外，不需要主栗下游的加热器。对于移动的饮料制备设备，这是尤为有利的，其能够构造得更紧凑和具有更轻的重量。
[0015]有利地，所述加压装置配置为加压所述容器至约0.5至1.0巴，优选为0.7至1.0巴的绝对压力。
[0016]通过这些优选压力值，在实际的栗入口之前实现了比蒸发压力更高的绝对压力，其能十分有效地抑制气穴现象。所述优选值考虑到了在所述容器和栗之间的液体回路中的所有压力损失，例如，阀、流量计、管道等。
[0017]根据本发明的一个方面，所述加压装置为气栗。
[0018]所述气栗优选内置在所述容器中或者设置在所述容器的上游。气栗便宜且易于实施。
[0019]根据本发明的另一方面，所述加压装置为用于控制在容器内的液位和液体温度的单元。
[0020]当在容器中的液体被加热时，蒸汽压力增加。通过控制在所述容器中的液位，蒸汽压力能用于设定在容器中的绝对压力。很多饮料制备设备已具有控制单元，其可以相应地设置程序。因此该方案特别容易。
[0021]根据本发明的另一方面，所述加压装置为活塞。
[0022]所述活塞优选为机械活塞，其设置在容器内或容器上。所述活塞配置为在所述容器上推压，以增加绝对压力。所述活塞能电动地或机械地工作。
[0023]根据本发明的另一方面，所述加压装置为液栗，优选为低压水栗。
[0024]液栗能很容易地集成在液体流动回路中，例如，可以设置在水供应装置和容器之间。所述液栗能保持在容器中的液体的特定压力。
[0025]所述栗送系统能设计为用于移动的饮料制备设备，其中容器优选为保温瓶。
[0026]当使用保温瓶作为容器时，在液体填充到所述容器中之前它就能够被加热，并且在保温瓶中保持其温度。通过本发明的栗送系统，不需要主栗下游的加热器。与所述保温瓶结合，可以设计用于制备热饮料的小型移动制备设备。
[0027]栗送系统也可以设计为用于多种饮料的制备设备，其优选地包括用于从容器栗送液体到多个提取单元的多个主栗。
[0028]每一主栗可优选为独立操作，以制备各种不同饮料中的一种。每一提取单元还可包括其自身的主栗。因此，作为使用昂贵的单个主栗一一如现有技术已知的一一给每一提取头提供类似的提取压力的替代，可以安装多个较小且较便宜的主栗。
[0029]优选地，多个主栗中的每一个配置为以各自的压力栗送液体至多个提取单元中的一个。
[0030]每一个提取头可以通过所述主栗中的一个被供应液体，其中优选地，对于每一提取头，液体以专用压力被供应。因此，所述饮料制备设备更为通用。
[0031]另外，由于对于待制备的不同饮料而言不同的液体压力是最佳的或是必须的，因此能改进由所述多种饮料制备设备所提供的饮料的质量。
[0032]优选地，所述容器为低压煮器，其支持约I至3巴的压力。
[0033]由于栗送系统的主栗能从所述煮器中栗送液体，S卩，以高的栗送性能栗送被加热的液体，所以在容器的上游不需要主栗。优选地，仅低压液栗设置在所述容器的上游，以便为容器加压。因此，现有技术所使用的高压煮器能由低压煮器替代，由此栗送系统的设计变得更简单、更小、更便宜。
[0034]优选地，所述液栗配置为接收来自液体供应装置的液体。
[0035]优选地，所述容器配置为加热所述液体至约90°C或更高的温度。
[0036]高温允许用于制备饮料所需时间显著缩短，因为从所述容器栗送的液体已经适合饮料的制备。由于所述加压容器，高温能够用于预加热液体，而不必牺牲栗送性能。因此，即使是需要高的栗输出压力(即高栗送性能)的饮料，例如意式浓缩咖啡(espresso)，也能够十分快速地以高的质量制备。
[0037]优选地，所述至少一个主栗配置为在分别约14至3巴的最大输出压力下以约100至300ml/min的最大流量栗送加热至90°C或更高温度的液体。
[0038]这意味着，所述至少一个主栗能够在14巴的最大输出压力下以100ml/min的最大流量和在3巴的最大输出压力下以300ml/min的最大流量栗送90°C的液体，例如水。在这些值所限定的范围内，所述最大流量随着输出压力的减小而基本成线性地增加。在这样的栗的情况下，由于所述预加热的容器，能够迅速地制备各种饮料(一些饮料仅需要低的输出压力但是高流量，其它的饮料需要高的输出压力但是低流量)。
[0039]本发明还涉及一种用于饮料制备设备中的栗送方法，其包括:在容器中加热液体，利用加压装置对所述容器加压，使用至少一个主栗从所述容器栗送液体优选地至饮料制备设备的至少一个提取单元。
[0040]优选地，所述液体被加热至90°C或更高温度，所述容器被加压至约0.5至1.0bar的绝对压力。
[0041]所述栗送方法实现了与上述栗送系统相同的优点，S卩，被加热的液体能以高的栗送性能被栗送。因此，饮料能被更快地制备并且具有改善的质量。
【附图说明】
[0042]现在将结合附图对于本发明做更详细的描述。
[0043]图1示出了现有技术的饮料制备设备的栗送系统。
[0044]图2示出了现有技术的多种饮料制备设备的栗送系统。
[0045]图3示出了水的相态图。
[0046]图4示出了在不同液体温度下现有技术的栗送性能的对比。
[0047]图5示出了根据本发明的一种栗送系统。
[0048]图6示出了根据本发明的一种栗送系统。
[0049]图7示出了根据本发明的一种栗送系统。
[0050]图8示出了根据本发明的一种栗送系统。
[0051]图9示出了在不同液体温度和不同的容器压力下的栗送性能。
【具体实施方式】
[0052]图5示出了本发明的一种栗送系统I。所述栗送系统I包括容器2，