[发明专利]用于饮料制备设备的泵送系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于饮料制备设备的泵送系统和泵送方法。特别地，本发明提出了一种用于从加压容器中泵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泵送系统和方法。

背景技术

在现有技术中，已知在饮料制备设备中使用各种泵送系统，特别是用于从容器中泵送液体到冲煮或提取单元的泵送系统。

图1示出了在已知饮料制备设备中使用的一种液体泵送系统11。所述泵送系统11包括其中含有液体13的容器12，所述液体13通过主泵14经由流量计17和加热器20被泵送至提取单元16。所述加热器20设置在主泵14的下游。

图2示出了在已知多种饮料制备设备中使用的另一泵送系统11。所述泵送系统11包括液体供应装置19，用于泵送液体13通过高压煮器12至多个提取单元16的主泵14，所述高压煮器12包括加热器121。所述加热器121同样设置在主泵14的下游。

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，即，在主泵的上游设置加热器。如果被预加热的液体能通过主泵被有效地泵送，则饮料制备例如能更快地进行。

但是，当从被预加热的容器中泵送热的液体时，由该泵所产生的抽吸压力会导致在泵入口的气穴现象。由于在较低压力下蒸发的被泵送液体而发生气穴现象，并且其不可避免地导致泵送性能的下降。

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示。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℃)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泵典型地产生约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(1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泵送时不会发生问题。

但是，在较高的水温时，例如在90℃时，引起气穴所需的压力较高并且为约700毫巴。所述泵的抽吸压力(还是1巴-0.5巴＝0.5巴)现在低于所需的0.7巴的值，因此在泵的入口处可能产生气穴，并且会显著地减低泵送性能。

图4示出了泵送性能的所述降低。任何泵的泵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，泵送性能显著下降。例如，在94℃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

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泵送系统，其能够从被预加热的容器中泵送热的液体，而没有泵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泵的入口(泵的抽吸侧)的气穴现象的泵送系统。

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。

本发明涉及一种用于饮料制备设备的泵送系统，其包括用于储存和加热液体的容器，用于从所述容器中泵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泵，和用于对所述容器加压的加压装置。

通过对所述容器加压，即，通过提供一个加压容器，增加了泵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，在泵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泵送性能的恢复。换言之，被预加热的液体的主泵的泵送性能与环境温度的同种液体的主泵的泵送性能几乎同样好。

本发明的设备因此能加速饮料的制备。另外，不需要主泵下游的加热器。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。

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。

通过这些优选压力值，在实际的泵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泵之间的液体回路中的所有压力损失，例如，阀、流量计、管道等。

根据本发明的一个方面，所述加压装置为气泵。

所述气泵优选内置在所述容器中或者设置在所述容器的上游。气泵便宜且易于实施。

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。