液压控制阀装置、咖啡机及供液保压与泄压控制方法与流程

本技术涉及饮料制备设备的液压控制，尤其涉及一种液压控制阀装置、具有该液压控制阀装置的咖啡机以及咖啡机液压酿造执行器的供液保压与泄压控制方法。

背景技术：

1、咖啡机通常设有供水组件、加热供水组件和咖啡萃取机构，供水组件将水输送至加热供水组件，经加热的水被引入容纳咖啡胶囊、咖啡粉包或者其他咖啡物料的萃取腔，以在相应压力和温度条件下完成咖啡萃取。在一些咖啡机中，咖啡萃取机构还设有液压驱动组件，所述液压驱动组件利用流体压力推动活塞相对于萃取腔运动，从而在萃取开始前压紧咖啡容纳部并使萃取腔保持密封。

2、在采用液压驱动组件的咖啡机中，供液阶段需要向液压区输入具有压力的流体，以推动活塞到达相应工作位置；在活塞到达所述工作位置后，液压区还需要保持足以维持活塞加载状态的压力，以避免萃取过程中因活塞退让而影响萃取腔的密封。因此，液压供液路径、液压区的负载压力以及连接液压区的泄压路径，需要按照咖啡机所处的工作状态相互配合。

3、咖啡萃取结束且水泵停止工作后，水泵输出侧的压力可以逐渐下降，但液压区及其连接管路中仍可能存留受压流体。若所述受压流体未得到释放，活塞仍可能受到液压力作用而维持加载状态，从而影响咖啡萃取机构的复位或打开；相反，若液压区在萃取期间与泄压路径提前连通，进入液压区的流体可能经所述泄压路径流出，使液压区难以建立或者保持驱动活塞所需的压力。

4、由此，液压驱动式咖啡萃取机构在不同工作阶段具有方向相反的流路控制需求：在水泵工作期间，需要向液压区供液并阻断液压区与泄放区域之间的连通，以保持活塞的加载状态；在水泵停止后，则需要限制液压区内的流体向供液源侧反向流动，并使液压区与泄放区域连通，以释放残余压力。若供液保持和残余压力释放之间缺少与压力状态相适配的切换关系，可能出现供压阶段泄压路径关闭不稳定或者停泵后液压区泄压不充分的情况。

5、一些相关咖啡机采用电磁阀控制液压区与泄放区域之间的通断，并根据咖啡机的运行状态向电磁阀输出相应的电控制信号。采用该类结构时，需要设置电磁驱动部件、供电线路及控制连接，并使电磁阀的切换时机与水泵及咖啡萃取机构的工作状态相协调，因而会增加相应的部件成本和控制环节。对于仅需随供水压力状态变化而完成保压和泄压切换的液压系统，相关结构仍存在简化空间。

6、此外，在具有加热供水组件的咖啡机中，水流经过加热供水组件时的流动状态是影响水与加热供水组件之间换热过程的因素之一。在加热能力及流路结构一定的情况下，水流速度变化可能改变水在加热和输送过程中的换热时间以及输出状态。因此，除液压驱动组件的供液、保压和泄压需求之外，咖啡机的供水流路还可能存在对供液压力和流动状态进行协调的需要；单纯承担泄压通断功能的阀件通常不直接解决供液流路中的压力及流动状态调节问题。

7、因此，如何在咖啡萃取期间维持液压驱动组件的供液和保压状态，并在水泵停止后利用液压系统自身的压力状态变化释放液压区中的残余压力，以减少对专门电控泄压切换的依赖，同时兼顾供液流路的压力及流动状态，仍是相关咖啡机液压控制结构需要改进的问题。

技术实现思路

1、本技术的一些实施例提供一种液压控制阀装置。所述液压控制阀装置包括阀体，所述阀体设有压力控制入口、供液入口、供液接口、回流接口和泄放接口，并在内部形成供液通路、压力控制腔和回流腔。所述供液通路连通所述供液入口与所述供液接口，所述压力控制腔与所述压力控制入口连通，所述回流腔与所述回流接口连通并能够经泄压阀口与所述泄放接口连通，其中，所述压力控制腔与所述供液通路流体隔离，使得压力控制入口所接收的源侧压力能够作为控制泄压状态的参考压力，而不通过所述压力控制腔向液压负载输送执行流体。

2、所述供液通路内设有背压供液阀和供液偏置件，所述供液偏置件向关闭所述供液通路的方向作用于所述背压供液阀。在供压状态下，供液入口处的流体压力克服所述供液偏置件的作用而开启所述背压供液阀，使执行流体经所述供液接口输出，并由所述背压供液阀在所述供液入口侧与所述供液接口侧之间形成压降；在源侧压力下降的泄压状态下，所述背压供液阀在所述供液偏置件的作用下关闭，从而限制供液接口侧的流体向供液入口侧回流，并将负载侧残余压力与压力已经下降的源侧供液路径隔离。

3、所述压力控制腔与所述回流腔之间设有泄压阀件，所述泄压阀件将所述压力控制腔与所述回流腔流体隔离，并能够相对于所述泄压阀口运动，以关闭或开启从所述回流接口至所述泄放接口的泄压通路。所述压力控制腔内的流体压力作用于所述泄压阀件的关闭方向，所述回流腔内的流体压力以及泄压偏置件作用于所述泄压阀件的开启方向。由此，在供压状态下，源侧参考压力使所述泄压阀件关闭所述泄压阀口；在泄压状态下，随着源侧参考压力下降，由所述背压供液阀隔离的残余压力与所述泄压偏置件共同使所述泄压阀件开启所述泄压阀口，以释放负载侧残余压力。

4、在一些实施例中，在所述供压状态下，所述压力控制入口侧的源侧参考压力高于所述供液接口侧和所述回流接口侧的负载压力；在所述泄压状态下，所述压力控制入口侧的源侧参考压力低于所述回流接口侧的残余压力。上述压力关系分别形成对所述泄压阀件的关闭作用和开启作用，使所述泄压阀件能够随压力源状态改变而在关闭状态与开启状态之间转换。

5、在一些实施例中，所述背压供液阀包括供液阀座和能够相对于所述供液阀座运动的供液阀芯，所述供液偏置件设置于所述阀体与所述供液阀芯之间，使所述供液阀芯具有抵靠所述供液阀座的趋势。所述泄压阀件具有朝向所述压力控制腔的第一受压部和朝向所述回流腔的第二受压部，所述泄压阀件的外周与所述阀体之间设有密封结构，以使分别作用于两个受压部的流体压力保持在相互隔离的腔室中。

6、在一些进一步的实施例中，所述泄压偏置件设置于所述压力控制腔内，并对所述泄压阀件施加朝向开启所述泄压阀口的弹性作用力。所述阀体内形成有相互分开的第一阀腔和第二阀腔，所述压力控制腔、所述回流腔和所述泄压阀件设置于所述第一阀腔，所述供液通路、所述背压供液阀和所述供液偏置件设置于所述第二阀腔。所述第一阀腔和所述第二阀腔可以并列设置，并由分别位于阀体相对两侧的盖体封闭；压力控制入口和回流接口分别通过管接结构与第一阀腔连通，供液入口和供液接口分别通过管接结构与第二阀腔连通。

7、本技术的一些实施例还提供一种咖啡机。所述咖啡机包括压力源、液压酿造执行器、泄放区和前述液压控制阀装置，所述压力源的输出侧分成静压取压支路和执行供液支路。所述静压取压支路与所述压力控制入口连通，所述执行供液支路与所述供液入口连通；所述供液接口连接所述液压酿造执行器的供液端，所述回流接口连接所述液压酿造执行器的回流端，所述泄放接口连接所述泄放区。所述静压取压支路与所述执行供液支路接收同一压力源所建立的压力，但分别承担泄压状态控制和执行流体输送功能。

8、在所述压力源工作的供压状态下，静压取压支路将源侧参考压力引至压力控制腔，使泄压阀件关闭泄压通路；执行供液支路中的流体克服背压供液阀的关闭偏置后进入液压酿造执行器，并由所述背压供液阀形成源侧与负载侧之间的压降。在所述压力源停止工作的泄压状态下，背压供液阀关闭并隔离液压酿造执行器内的残余压力，静压取压支路中的源侧参考压力随压力源停止而下降，所述残余压力与泄压偏置件共同使泄压阀件开启，因而液压酿造执行器的回流端经回流腔和泄压通路与泄放区连通。

9、在一些实施例中，所述液压酿造执行器包括液压区和能够在所述液压区内的流体压力作用下运动的酿造活塞，所述酿造活塞在供压状态下朝向酿造腔运动，以使容纳咖啡胶囊或咖啡粉容器的酿造腔保持密封。在一些实施例中，所述咖啡机还包括水箱、流量计和加热装置，所述压力源为水泵，所述水箱、所述流量计、所述水泵和所述加热装置沿供水方向依次流体连通，所述加热装置的输出侧分别与静压取压支路和执行供液支路连通。

10、本技术的一些实施例还提供一种咖啡机液压酿造执行器的供液保压与泄压控制方法。所述方法包括：启动压力源，将压力源输出的流体分别引入静压取压支路和与所述静压取压支路相互独立的执行供液支路；通过静压取压支路向泄压阀件施加源侧参考压力，使泄压阀件阻断从液压酿造执行器的回流端通向泄放端的泄压路径，其中，静压取压支路不向液压酿造执行器输送执行流体；使执行供液支路中的流体克服背压供液阀的关闭偏置后进入液压酿造执行器，并由背压供液阀在压力源的输出侧与液压酿造执行器之间形成压降。

11、所述方法还包括：停止压力源，使背压供液阀关闭执行供液支路，以限制液压酿造执行器内的流体向压力源回流并隔离残余压力；使静压取压支路中的源侧参考压力随压力源停止而下降，并利用所述残余压力以及作用于泄压阀件的开启偏置，使泄压阀件由关闭状态转换至开启状态；通过处于开启状态的泄压阀件连通从液压酿造执行器的回流端通向所述泄放端的泄压路径，以释放液压酿造执行器内的残余压力。

12、在一些实施例中，在压力源工作的供压阶段，使静压取压支路中的源侧参考压力高于液压酿造执行器内的负载压力；在压力源停止后的泄压阶段，使液压酿造执行器内的残余压力高于静压取压支路中的源侧参考压力。所述源侧参考压力和所述负载侧压力可以分别作用于所述泄压阀件的第一受压部和第二受压部，并通过设置于所述泄压阀件外周的密封结构，使作用于所述第一受压部的流体与作用于所述第二受压部的流体保持流体隔离。

13、通过上述技术方案，静压取压支路与执行供液支路相互分开，使源侧参考压力能够用于控制泄压阀件，而执行流体经背压供液阀向液压酿造执行器输送；背压供液阀在供压阶段形成压降，并在压力源停止后关闭以隔离负载侧残余压力，从而使源侧参考压力下降而负载侧残余压力得到保留；在此压力状态转换过程中，所述残余压力与泄压偏置件共同开启泄压阀件，因而能够在不设置用于切换泄压状态的电控执行件的情况下，随压力源停止而释放液压酿造执行器内的残余压力。