СИСТЕМА ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБНАРУЖЕНИЯ В МАШИНАХ ДЛЯ ВЫДАЧИ НАПИТКОВ Российский патент 2018 года по МПК A47J31/40 

Изобретение относится к системе, содержащей машину для выдачи напитков, пригодную для приема по меньшей мере одного сменного питающего блока первого типа, содержащего дозатор первого типа, причем система содержит средство автоматизированного обнаружения присутствия сменного питающего блока первого типа и продукта в сменном питающем блоке первого типа и по меньшей мере одного питающего блока второго типа, содержащего дозатор второго типа.

Поставщики услуг напитков распределяют свои напитки, по большей части, через автоматизированные раздатчики в учреждениях, общественных местах и других местах. Такие машины для выдачи напитков могут включать в себя кофемашины для приготовления горячих напитков или раздачи сока, приготовленного на месте, или торговые автоматы для таких продуктов. Повышение простоты в использовании при использовании этих машин для выдачи напитков критически важно не только для потребителя, но и для поставщика. В процессе снабжения перед поставщиками услуг стоят задачи минимизировать вмешательство человека и добиться максимальной степени автоматизации, с целью снижения затрат, повышения эффективности и отказоустойчивости. Настоящее изобретение предусматривает надежную, простую в использовании, отказоустойчивую и экономичную систему для поддержки автоматизированного процесса снабжения напитками.

Распознавание питающего блока и его содержимого в машине для выдачи напитков раскрыто в ряде документов, например, DE 102008055949 и US 2005/022674. Хотя каждое из традиционных средств распознавания является достаточно эффективным, все они требуют существенных затрат в отношении датчиков, которые должны быть чувствительными и точными, и применяемых электронных систем. Недостаток таких датчиков и электронных систем состоит в том, что они относительно дороги и требуют большого внимания к деталям, не только в отношении их включения в устройства, но и в отношении питающих блоков продукта, с которыми они должны быть совместимы.

Соответственно, задача настоящего изобретения состоит в обеспечении усовершенствованной системы для автоматического распознавания, например, обнаружения установленного блока (блока на месте) и наличия в нем продукта. В более общем смысле задачей изобретения является преодоление или нивелирование по меньшей мере одного из недостатков уровня техники. Задачей настоящего изобретения также является обеспечение альтернативных систем, требующих меньше трудозатрат в сборке и эксплуатации, и кроме того, относительно недорогих в производстве.

Для этого изобретение предлагает систему согласно нижеследующей формулы изобретения. Преимуществом такого средства обнаружения питающего блока является относительная простота и надежность. Изобретение дополнительно обеспечивает надежное и, возможно, также отказоустойчивое различение между отдельными сигналами, генерируемыми первым и вторым детекторами, при использовании передатчика.

В частности, изобретение предусматривает систему, содержащую машину для выдачи напитков, пригодную для приема по меньшей мере одного сменного питающего блока первого типа, содержащего дозатор первого типа и продукт, подаваемый в ходе работы системы, причем упомянутая система содержит одно или более средств распознавания для по меньшей мере автоматического обнаружения присутствия сменного питающего блока первого типа и продукта в сменном питающем блоке первого типа, причем упомянутое средство содержит:

первый интерфейс для введения в машину;

второй интерфейс на дозаторе первого типа сменного питающего блока первого типа, способный подключаться в ходе работы к первому интерфейсу;

передатчик на первом интерфейсе для испускания излучения;

первый детектор на первом интерфейсе для обнаружения присутствия продукта в сменном питающем блоке первого типа;

второй детектор на первом интерфейсе для обнаружения присутствия сменного питающего блока первого типа; и

при этом второй интерфейс на дозаторе первого типа способен приниматься между передатчиком и обоими первым и вторым детекторами, интерферировать с излучением, испускаемым передатчиком, причем второй интерфейс дозатора первого типа содержит:

первый, по существу прозрачный элемент который, при использовании, расположен между передатчиком и первым детектором; и

второй, по существу непрозрачный элемент который, при использовании, расположен между передатчиком и вторым детектором, и

при этом система дополнительно содержит по меньшей мере один питающий блок второго типа, включающий в себя дозатор второго типа, действующий как второй интерфейс, способный подключаться в ходе работы к первому интерфейсу, и имеющий первый и второй элементы, принимаемые между передатчиком и первым и вторым детекторами и выполненный с возможностью интерферировать с излучением, испускаемым передатчиком, причем первый элемент и второй элемент дозатора второго типа, по существу непрозрачны.

Система с двумя различными типами дозаторов, в особенности, включающая в себя такой дозатор второго типа и сменный питающий блок, обеспечивает несколько привлекательных преимуществ. Хотя аппарат обеспечивает как обнаружение блока на месте (PIP), так и обнаружение наличия продукта (PAD), обнаружение наличия продукта является необязательным. Пользователь систем напитков наподобие описанных здесь, также узнает об опустошении питающего блока на основании очевидного отсутствия ингредиентов напитка в порциях, выдаваемых машиной для выдачи напитков. В случае полупрозрачных ингредиентов напитка, может даже не быть возможности использовать первый детектор для обнаружения наличия продукта в дозаторе. Кроме того, непрозрачный первый элемент может обеспечивать экономическое преимущество над прозрачным или полупрозрачным первым элементом. Например, когда первый элемент непрозрачен, питающий блок с дозатором второго типа имитирует наличие продукта всегда. Такая альтернативная особенность может быть доступна, когда, например, питающий блок со вторым дозатором допускает повторное наполнение или когда второй дозатор собирается со сменным корпусом контейнера с образованием свежего питающего блока второго типа. Таким образом, в зависимости от обстоятельств, преимущество может заключаться в обеспечении системы со питающим блоком второго типа.

Очевидно также, что, в особом варианте осуществления, определенные жидкие ингредиенты напитка не позволяют использовать призму и третий оптический детектор, который расположен перпендикулярно к оси, проходящей между источником света и первым детектором. Также в таких условиях альтернативный дозатор второго типа может быть предварительным условием правильной работы системы.

Кроме того, также может быть неудобно обнаруживать в ходе эксплуатации пустой блок (устройство PAD), когда устройство для выдачи напитков используется для наполнения кофейников, а не для отдельных порций. Также в таких ситуациях может быть полезен альтернативный питающий блок второго типа.

Изобретение также обеспечивает комплект деталей, содержащий дозатор второго типа и корпус контейнера, причем дозатор второго типа является альтернативой дозатору первого типа системы изобретения, и включает в себя:

приводной порт и выпускной порт для ингредиента на своей нижней поверхности; и

выступающий, по существу непрозрачный участок корпуса.

Этот выступающий, по существу непрозрачный участок корпуса отличается от выступающего участка корпуса, например, отборной камеры, стандартного дозатора первого типа в том смысле, что часть выступающего участка корпуса дозатора первого типа прозрачна.

Можно также получить альтернативный сменный питающий блок второго типа путем модификации сменного питающего блока первого типа, состоящей в том, что первый, по существу прозрачный элемент, например, верхняя часть или отборная камера дозатора первого типа, делается светопоглощающим. Это может осуществляться, например, путем обеспечения гасящего покрытия или покрывания соответствующего прозрачного участка, путем обеспечения светопоглощающей крышки или любым другим средством, которое будет уничтожать датчики интерфейса машины.

Такой дозатор второго типа, помимо включения в питающий блок второго типа, также можно обеспечить как отдельный блок, который можно восстанавливать благодаря тому, что его можно отделять от корпуса контейнера использованного питающего блока и повторно использовать со сменным корпусом контейнера с образованием свежего питающего блока второго типа. Повторное использование дозатора второго типа может быть полезно для окружающей среды за счет экономии на отходах и сырье.

Система содержит машину для выдачи напитков и сменные питающие блоки, содержащие дозатор, причем блоки выполнены с возможностью содержать продукт, подаваемый в ходе работы системы. Система автоматизирует обнаружение присутствия и содержимого сменных питающих блоков первого типа в машинах для выдачи напитков. Система может использовать обнаружение света для автоматизированного обнаружения установки блока и наличия продукта. Преимуществом этой системы является отсутствие физического контакта между первым и вторым интерфейсом.

Система использует излучение, например свет, для автоматизированного обнаружения и распознавания. В частности, система может включать в себя несколько источников света и детекторов совместно с прозрачными и непрозрачными элементами, являющимися частью дозатора первого типа.

Обнаружение блока на месте

Путем испускания света и измерения присутствия испускаемого света на детекторе света, система определяет отсутствие или правильную/неправильную установку питающего блока. В частности, когда свет проходит беспрепятственно, питающий блок отсутствует или установлен неправильно. Это работает для дозаторов первого и второго типа в настоящем изобретении.

Обнаружение наличия продукта

Путем обнаружения интенсивности света, поступающего через прозрачные элементы в первом типе дозатора, система идентифицирует степень присутствия продукта в питающем блоке первого типа.

Компоненты для определения присутствия блока и продукта

Представленное средство обнаружения снабжения использует два детектора света. Прозрачный элемент дозатора первого типа расположен между передатчиком и первым детектором. Непрозрачный элемент дозатора расположен между передатчиком и вторым детектором. Это измерение обеспечивает отказоустойчивое различение между отдельными сигналами, генерируемыми первым и вторым детекторами. Примеры передатчиков включают в себя инфракрасные (IR) передатчики света или светодиоды (LED).

Система может быть выполнена с возможностью проверки, ниже ли или выше сигнал, генерируемый первым детектором, заранее заданного порога. Она также может быть выполнена так, что, когда первый детектор обнаруживает излучение выше заранее заданного порога и при этом второй детектор не генерирует, по существу никакого сигнала, период времени, прошедший после активации, рассматривается для определения, пуст ли или полон установленный блок, но все еще не открыт.

Разделение обнаружения на два датчика обеспечивает экономичный, надежный и простой способ обнаружения в отличие от единичного датчика, который должен быть очень точным и поэтому стоит дорого.

Также было установлено, что окончание наличия продукта может быть физически указано присутствием воздуха в жидком продукте при его раздаче. Система обнаружения использует изменение показателя преломления между жидкостью и воздухом для усиления присутствия воздуха в текучей среде по мере его поступления в насос. Поэтому преимущественно, чтобы прозрачный элемент первого дозатора являлся оптическим элементом, благодаря чему, необходимо только, чтобы такой оптический элемент можно было использовать для изменения направления света, падающего на этот оптический элемент. Оптический элемент может принимать любую форму, которая использует различия в показателе преломления текучей среды и воздуха. Присутствие жидкости в прозрачном элементе первого дозатора обуславливает проникновение света от передатчика в жидкость и позволяет обнаруживать его первым детектором. Когда воздух присутствует в прозрачном элементе, направление света изменяется. Отклоненный свет, предпочтительно, обнаруживается третьим детектором. Предпочтительно, затем первый детектор, по существу выравнивается с передатчиком на общей оси, и затем третий детектор направляется перпендикулярно к общей оси. Более предпочтительно, оптический элемент является призмой. Наиболее предпочтительно, призма включает в себя множество граней (71) призмы. Третий детектор может быть датчиком отражения.

Система использует сменные питающие блоки, содержащие текучие вещества, которые используются при приготовлении напитка для пользователя. Текучее вещество может включать в себя, но без ограничения, кофейные экстракты, чайные экстракты, шоколадные напитки, молоко, ароматизаторы, соки и/или их концентраты.

Примерам сменных питающих блоков являются блоки типа мешок в коробке или жесткие контейнеры, раскрытые в WO 2011/049446. Пример дозатора раскрыт в WO 2011/037464. Корпус дозатора целиком можно использовать в качестве второго интерфейса. Альтернативно, только часть дозатора включает в себя второй интерфейс.

В дополнительном варианте осуществления, сменный питающий блок первого типа может быть дополнительно снабжен сменным или прокалываемым уплотнителем, который отделяет дозатор первого типа от основного корпуса сменного питающего блока, который образует фактический контейнер для текучей среды. Этот уплотнитель закрывает выпускное отверстие фактического контейнера для текучей среды и автоматически вскрывается путем механического прокалывания или выталкивания сменного уплотнителя после полного сцепления дозатора с интерфейсом машины. Эта система автоматического вскрытия раскрыта в интернет-публикации, опубликованной 12 апреля 2011 г., http://pdfcast.org/pdf/auto-broaching. Сменный питающий блок второго типа уже может быть вскрыт или вскрываться вручную при сборке сменного контейнера с дозатором второго типа. Альтернативно, аппарат обеспечивает альтернативное средство вскрытия.

В другом варианте осуществления, дозатор и сменный питающий блок могут быть двумя отдельными элементами, благодаря чему, дозатор имеет возможность подключаться к сменному питающему блоку.

Система настоящего изобретения описана с использованием компоновки обнаружения снабжения для одного сменного питающего блока, содержащего дозатор. Однако машина для выдачи напитков может содержать более одного сменного питающего блока. Соответственно, система настоящего изобретения может содержать одно или более средств для автоматического обнаружения в зависимости от количества сменных питающих блоков в системе.

Использование выражений ʺпо существу прозрачныйʺ и ʺпо существу непрозрачныйʺ не следует интерпретировать в порядке ограничения настоящего изобретения. Эти выражения, используемые здесь, следует понимать в отношении соответствующих возможностей сквозного наблюдения, позволяющих пропускать свет и эффективно блокировать весь свет. В своем самом широком смысле эти термины означают, что первый элемент способен пропускать больше излучения, чем второй элемент. Альтернативным термином для прозрачного может быть полупрозрачный. Альтернативным термином для непрозрачного может быть отражающий.

Конкретные аспекты и дополнительные преимущества изобретения будут объяснены со ссылкой на прилагаемые чертежи, в которых:

фиг. 1 - схематичный вид компоновки обнаружения снабжения согласно изобретению с полностью и правильно вставленным сменным питающим блоком, содержащим дозатор;

фиг. 2 - схематичный вид интерфейса машины компоновки обнаружения с еще не вставленным сменным питающим блоком, содержащим дозатор;

фиг. 3 - схематичный вид интерфейса машины с полностью вставленным сменным питающим блоком, содержащим дозатор;

фиг. 4 - схематичный вид интерфейса машины с полностью и правильно вставленным сменным питающим блоком, содержащим дозатор;

фиг. 5 - схематичный вид вставленного сменного питающего блока первого типа, содержащего дозатор, который пуст или опустошен;

фиг. 6 - схематичный вид дополнительного варианта осуществления, согласно которому сменный уплотнитель в сменном питающем блоке первого типа не открыт;

фиг. 7 - диаграмма показаний детектора в зависимости от времени для обнаружения блока на месте (PIP) и обнаружения наличия продукта (PAD) для дозатора первого типа;

фиг. 8 - вид сбоку альтернативного варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг. 9 - вид в перспективе варианта осуществления, показанного на фиг. 8;

фиг. 10 - компоновка обнаружения снабжения согласно изобретению;

фиг. 11 - подетальный вид, демонстрирующий основные компоненты альтернативной формы дозатора первого типа для системы согласно изобретению;

фиг. 12 - собранный дозатор, показанный на фиг. 11 с оптической компоновкой обнаружения, которая составляет часть устройства для выдачи напитков;

фиг. 13 - схематическое представление работы призмы, где изображены воздух (A), вода (B) и детальный вид ступенчатой конструкции призмы (C);

фиг. 14 - общая компоновка для оптической системы, показанной на фиг. 12, как следует из вышесказанного;

фиг. 15 - подробный вид в разрезе, в увеличенном масштабе, устройства отклонения потока;

фиг. 16 - дозатор без питающего блока, вставленного в его исходное положение относительно части устройства для выдачи напитков, которая несет компоновку оптических датчиков;

фиг. 17 - частичный детальный вид в перспективе, демонстрирующий лепесток обнаружения для обнаружения приближения блока;

фиг. 18 - частичный вид в разрезе шестерни, готовой к зацеплению с ведущим валом устройства для выдачи напитков; и

фиг. 19 - схематичный вид дозатора, опускающегося в позицию на большем (A) и меньшем (B) расстояниях приближения;

фиг. 20 - альтернативный второй тип сменного дозатора и питающего блока в виде снизу;

фиг. 21 - деталь загрузочного канала для приема блока машины для выдачи напитков;

фиг. 22 - вид сбоку, аналогичный фиг. 8, альтернативного дозатора второго типа настоящего изобретения; и

фиг. 23 - вид в перспективе, аналогичный фиг. 9, дозатора второго типа, показанного фиг. 22.

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения использует двойное обнаружение светового пучка, например, инфракрасного (IR) пучка, излучаемого единичным передатчиком, для обнаружения установки продукта и наличия продукта. Очевидно, что передатчики и датчики также можно использовать в других диапазонах частот спектра.

Как показано на фиг. 1, подходящим средством обнаружения может быть IR компоновка обнаружения 1 с одним-единственным IR-передатчиком 3 и первым и вторым детекторами 5, 7 вместо только одного, как в традиционных системах. Первый или верхний детектор 5 совместно с IR-передатчиком 3 для обнаружения наличия продукта является испытанной технологией и использовались ранее в системах обнаружения. Второй или нижний детектор 7 используется для обнаружения, установлен ли сменный питающий блок 9, содержащий дозатор 11. Компоновка обнаружения 1 составляет часть системы, который включает в себя машину для выдачи напитков (не показана, но является традиционной) и по меньшей мере один сменный питающий блок, содержащий дозатор 11. Такие аппараты содержат по меньшей мере один первый интерфейс или интерфейс 13 машины для приема по меньшей мере одного сменного питающего блока 9 в по меньшей мере одной позиции. Дозатор 11 содержит соединитель текучей среды и механизм дозирования, например, насос (не показан), и действует как второй интерфейс или интерфейс блока.

С помощью компоновки согласно фиг. 1, обнаружение возможно, что рассмотрено со ссылкой на фиг. 2-6. На фиг. 2 и последующих фиг. 3-6 стрелки, изображенные на передатчике 3 и первом и втором детекторах 5, 7 схематически указывают активность передатчика или соответствующего детектора.

На фиг. 2 изображен случай, когда полный сменный питающий блок 9, содержащий дозатор 11 еще не принят между передатчиком 3 и первым и вторым детекторам 5 и 7. Каждый из первого и второго детекторы в этом случае открыт неперекрытому излучению передатчика 3. Это характерно для случая, когда блок отсутствует. Дозатор 11 действует как второй интерфейс или интерфейс блока для взаимодействия с первым интерфейсом или интерфейсом 13 машины.

На фиг. 3 показан полный сменный питающий блок 9, благодаря чему, дозатор 11 питающего блока 9 частично вставлен между передатчиком 3 и первым детектором 5. Дозатор 11 имеет, по существу прозрачную верхнюю часть 11A. Дозатор 11 дополнительно имеет нижнюю часть 11B. Нижняя часть 11B дозатора 11, по существу непрозрачна. Когда первый детектор 5, как показано на фиг. 3, не обнаруживает никакого излучения от передатчика, и когда, в то же время, второй детектор 7 обнаруживает неперекрытое излучение от передатчика 3, то он может определить, что блок 9 вставлен неправильно.

На фиг. 4 показано, что полный блок 9 вставлен правильно, при этом верхняя часть 11A обращена к первому детектору 5, и нижняя часть 11B обращена ко второму детектору 7. В этом случае блок 9 полон и, таким образом, наполнен жидким продуктом. В этом случае верхняя часть 11A наполняется жидким содержимым блока 9. Свет, испускаемый из передатчика 3, обнаруживается первым детектором 5 через, по существу прозрачную верхнюю часть 11A и полупрозрачность жидкости. Это приводит к тому, что сигнал, генерируемый первым детектором, оказывается ниже порога, что типично для обнаружения жидкости (наличия продукта). Второй детектор 7 не принимает излучения от передатчика 3, вследствие непрозрачности нижней части 11B дозатора 11. Это можно интерпретировать как правильно вставленный полный блок.

На фиг. 5 показана та же ситуация, что и на фиг. 4, за исключением того, что в данном случае блок 9 достиг пустого состояния. Здесь частично полупрозрачный жидкий продукт опустился ниже уровня первого детектора 5, который теперь принимает излучение от передатчика 3, которое перекрывается только прозрачной внешней стенкой верхней части 11A. Это приводит к тому, что первый детектор 5 генерирует другой сигнал, который выше заранее заданного порога, что типично для пустой верхней части 11A.

В вариации, показанной на фиг. 6, блок 9 дополнительно снабжен сменным или прокалываемым уплотнителем 15, который отделяет верхнюю часть 11A от основного корпуса блока 9, который образует фактический контейнер для текучей среды. Этот уплотнитель 15 закрывает выпускное отверстие фактического контейнера для текучей среды и автоматически вскрывается путем механического прокалывания или выталкивания сменного уплотнителя 15 после полного сцепления дозатора 11 с интерфейсом 13 машины. Как показано на фиг. 6, удаление уплотнителя 15 произведено неправильно, и поэтому в верхнюю часть 11A не поступило никакой жидкости. Это приводит к комбинированному показанию первого и второго детекторов 5 и 7, которое отличается от показания в ситуации, показанной на фиг. 4, что позволяет обнаружить неудачное вскрытие блока 9. В основном, комбинированное показание первого и второго детекторов 5 и 7 такое же, как в ситуации опустошенного блока (фиг. 5), но диагноз отсутствия вскрытия может быть связан с непосредственно предшествующего действия вставления блока, приведшего к различным изменениями показаний детектора.

Доступные показания детектора сведены в таблицу 1.

Таблица 1:

Первый детектор (5) Второй детектор (7) Блок (9) ниже порога ниже порога Присутствует и полон ниже порога выше порога Неправильно установлен или в процессе установки/удаления выше порога ниже порога Пуст или не вскрыт выше порога выше порога Блок отсутствует

Как показано в таблице 1, существуют двойные условия. Для различения между этими условиями можно также использовать взаимодействие с дверцей или лючком питающего отделения машины. Это дает возможность, когда такая дверца закрыта, или аппарат находится в состоянии запуска, когда возникает это показание детектора для придания условию ʹне вскрытыйʹ более высокого приоритета. Можно также активировать аппарат для повторной попытки вскрытия уплотнителя блока, даже когда он уже вскрыт на более ранней стадии. Когда по истечении, например, двух секунд текучая среда не поступает в дозирующий отсек верхней части 11A, генерируется обоснованный вывод, что блок 9 пуст.

Альтернативно, диагноз не вскрытого и пустого блока также может быть связан с периодом времени, прошедшим после последнего включения устройства.

На основании графиков сигналов первого и второго детекторов 5 и 7 в зависимости от времени можно определить, устанавливается ли или удаляется блок. Это показано на фиг. 7, где изображены диаграммы показаний детектора в зависимости от времени для обнаружения блока на месте (PIP) и обнаружения наличия продукта (PAD) и результирующий диагноз.

Дополнительно требуется осуществлять объясненное выше обнаружение наличия продукта и/или блока на месте для неправильно установленных блоков в отказоустойчивом режиме. Чтобы сделать обнаружение отказоустойчивым, диапазон достоверного обнаружения составляет от 0% до 100%, которые являются типичными режимы отказа для детекторов этого типа. Пригодную испытательную процедуру можно обеспечить путем отсоединения датчиков или передатчика. Для создания отказоустойчивого тракта в этом, дополнительно предлагается, чтобы дозатор не блокировал свет на 100% для обнаружения присутствия блока, но, исключительно в порядке примера, на 70%. В случае обнаружения блокировки на 100% существует вероятность того, что произошло что-то еще, например, отказ детектора или передатчика. Примеры приведены в таблице 2, которая также включает в себя типичные режимы отказа детекторов.

Таблица 2:

Передатчик (3) Первый детектор (5) Второй детектор (7) Блок (9) OK < 80% 30% Присутствует и полон OK 30% >90% Неправильно установлен OK >80% 30% Пуст или не вскрыт OK >90% >90% Блок не установлен OK дефект 0% >90% Неправильно установлен OK дефект 100% >90% Блок не установлен OK --- дефект 0% Второй детектор (7) аномально низкий -> ошибка OK --- дефект 100% Неправильно установлен дефект 0% 0% Второй детектор блок аномально низкий-> ошибка

Можно видеть, что, когда в режиме отказа передатчик больше не передает свет, или датчик больше не обнаруживает свет, система может обнаруживать это, когда затухание света части присутствия дозирующего блока составляет, в порядке примера, от 60 до 70%, а не 100%.

Фиг. 8 и 9 демонстрируют альтернативный вариант осуществления в виде сбоку и в перспективе. Этот вариант осуществления предусматривает дозатор согласно принципам, раскрытым в WO 2011/037464. Два необходимых элемента располагаются на входе и выходе дозатора, который содержит соединитель текучей среды и механизм дозирования, например, насос (не показан). Дозатор 11 имеет, по существу прозрачную верхнюю часть 11A, которая наполняется жидким содержимым блока 9 (не показан). Дозатор 11 дополнительно имеет нижнюю часть 11B. Нижняя часть 11B дозатора 11, по существу непрозрачна. На фиг. 9 показана горловина 17, соединяющая дозатор 11 со сменным питающим блоком. Фиг. 10 демонстрирует компоновку обнаружения снабжения 1 согласно изобретению, в которую входит дозатор согласно фиг. 8 и 9. Здесь отчетливо показаны передатчик 3 и первый и второй детекторы 5, 7.

На фиг. 11 показан альтернативный дозатор 31. Можно видеть, что первый, по существу прозрачный элемент или отборная камера 49 выступает с правой стороны дозатора 31. Ступенчатая/зубчатая особенность 51 обеспечивает оптический элемент системы, что будет объяснено ниже. Дозатор дополнительно включает в себя нижний корпус 39, корпус 41 насоса и верхнюю крышку 43. Нижний корпус 39 является основным корпусом дозатора 31. Насос, размещенный в корпусе 41 насоса, является шестеренчатым насосом с парой взаимно зацепляющихся шестерней 45, 47. Одна из шестерней 45, 47 пары выполнена с возможностью связывания с ведущим валом машины для выдачи напитков.

Корпус 41 насоса обеспечивает корпус шестеренчатого насоса, а также впускное и выпускное отверстия насоса. В описанном здесь конкретном варианте осуществления продолжение 55 проточного канала 53 можно видеть на правой стороне корпуса 41 насоса. Это продолжение 55 функционирует как устройство отклонения потока. Это устройство 55 отклонения потока гарантирует, что продукт, втягиваемый в насос, проходит через первый по существу прозрачный элемент, в представленную на фигуре отборную камеру 49 и, таким образом, через поле зрения оптической системы, описанной ниже. Однако следует понимать, что устройство отклонения потока является необязательным элементом, не существенным для работы оптической системы.

Верхняя крышка 43 установлена на нижнем корпусе 39. Верхняя крышка 43 используется для присоединения дозатора 31 к сменному питающему блоку (не показан, но традиционный).

Фиг. 12 демонстрирует дозатор 31, показанный фиг. 11 в собранном виде и в позиции относительно компоновки обнаружения. Окончание наличия продукта (присутствия жидкости), в альтернативном варианте осуществления дозатора 31, физически указывается присутствием воздуха в жидком продукте при его раздаче. Система обнаружения использует изменение показателя преломления между жидкостью и воздухом для усиления присутствия воздуха в текучей среде по мере его поступления в насос. Пример этого оптического эффекта схематически показан на фиг. 13.

Свет от внешнего источника 57 света направляется к призме 59, которая образует часть отборной камеры 49. Здесь призма 59 действует как оптический элемент, который может быть элементом любой формы или вида, который использует различие в показателе преломления текучих сред и воздуха. Необходимо только, чтобы такой оптический элемент можно было использовать для изменения направления света, падающего на этот оптический элемент. Свет от источника 57 света проходит через внешнюю стенку 61, но отражается от внутренней стенки 63, когда в отборной камере 49 находится воздух (см. фиг. 13A). Затем отраженный свет выходит из призмы 59, где он обнаруживается третьим детектором, например, датчиком 65 отражения.

Присутствие жидкости в отборной камере 49 (см. фиг. 13B) изменяет показатель преломления на внутренней стенке 63 в результате чего, свет проходит в жидкость вместо того, чтобы отражаться. Свет, идущий от дальней стенки 67 камеры, обнаруживается первым или верхним детектором, например, датчиком 69 пропускания.

Для снижения стоимости и повышения технологичности сплошная призма 59, схематически изображенная на фиг. 13 (A и B), заменяется множеством из нескольких меньших граней 71 призмы, показанным на фиг. 13C. В описанном варианте осуществления грани 71 призмы образуют ступенчатую зубчатую особенность 51 снаружи внутренней стенки 63 отборной камеры 49. В других возможных примерах корпус дозатора целиком можно использовать в качестве отборной камеры, и грани призмы можно внедрять в боковую стенку корпуса.

Грани 71 призмы действуют для усиления присутствия воздуха в отборной камере путем направления света к датчику 65 отражения, когда воздух присутствует на внутренней стенке 63. Дополнительным способом улучшения обнаружения является контроль различных датчиков в течение цикла нагнетания. Обычно такие внутренние датчики 65 отражения можно использовать как статическое устройство, в котором присутствие воздуха проверяется только до или после цикла раздачи.

Вязкий и неоднородный характер некоторых жидкостей, в особенности жидких кофейных напитков, делает такой подход проблематичным. Контролируя датчики 65, 69 отражения и пропускания во время работы насоса можно обнаруживать пузырьки воздуха, вовлеченные в жидкость. Тщательно конструируя дозатор 31, можно гарантировать, что вовлеченные пузырьки проходят через поле зрения датчиков. Дополнительное рассмотрение конструкции позволяет гарантировать, что пузырьки принудительно контактируют с внутренней стенкой 63 каждой из граней 71 призмы. Это улучшает обнаружение, а также позволяет счищать нарост продукта с внутренних поверхностей.

В описанном выше схематическом примере, со ссылкой на фиг. 13 (A и B), сплошная треугольная призма 59 используется в качестве оптического элемента в системе. Угол внутренней стенки 63 выбирается как функция измеряемой разности показателя преломления воздуха и жидкости. Угол определяется посредством оптического анализа. В идеальных условиях, когда в отборной камере 49 находится воздух, весь свет отражается к датчику 65 отражения, установленному под углом 90 градусов к направлению падения света. Испытание с различными методами прессования показало, что резкое падение поверхностных особенностей сравнительно мало влияет на оптическую производительность. Поэтому метод обнаружения также допускает использование сплошной призмы. Фиг. 13C демонстрирует ступенчатую конструкцию призмы, где используется множество граней 71. На практике предпочтительно использовать низкий объем пластика. Сплошная призма 59 была реализована с использованием нескольких треугольных граней 71 меньшего размера. Эти грани 71 образуют ступенчатую особенность 51, как показано на фиг. 13C. Опять же, угол внутренней поверхности или стенки 63 оптимизируется посредством анализа. Размер ступеней является функцией выходного угла передающего источника 57 света и входного угла датчика 65 отражения. Грани 71 ступеней обычно образуют угол 90 градусов (но, при необходимости, можно оптимизировать). Окончательно обработанная поверхность должна быть плоской и гладкой для предотвращения рассеивающего/фокусирующего действия поверхности. Анализ показал, что определенный рисунок на одной или обеих поверхностях не оказывает значительное влияние на ее производительность. Конструкция достаточно терпима к вариациям, обусловленным производственными допусками.

В настоящем варианте осуществления устройство 55 отклонения потока в необязательном порядке применяется для обеспечения правильной работы в том смысле, что продукт должен проходить перед системой обнаружения при нагнетании. Устройство 55 отклонения потока добавлено в проточный канал 53 насоса, чтобы гарантировать, что продукт откачивается через область отборной камеры 49. Устройство 55 отклонения потока не влияет на размер впускного отверстия существующего насоса. Вид сбоку устройства отклонения потока показан на фиг. 15. Устройство 55 отклонения потока обеспечивает ряд преимуществ, состоящих в том, что:

- оно направляет поток продукта и, в частности. пузырьки воздуха, перед датчиком 65 отражения;

- оно имеет размер по одной оси, чтобы гарантировать, что пузырьки воздуха касаются внутренней стенки 63 граней 71 призмы;

- оно не интерферирует с полем зрения датчика, поскольку позволяет проводить свет непосредственно через прозрачные пластмассовые устройства 55 отклонения потока к датчику 69 пропускания, таким образом, снижая отношение сигнал-шум системы; и/или

- оно сконструировано по форме и размещению для достижения вышеизложенного и для обеспечения 'моющего' действия внутреннего пространства грани призмы, путем направления текучей среды в контакте с ней.

Дозатор 31, как указано выше, образует часть сменного питающего блока, реализованного в виде расходных материалов типа мешок в коробке. Блок устанавливается в кофейный аппарат/раздатчик, где расположена оптическая система обнаружения. На фиг. 16 показан дозатор 31, сцепленный с интерфейсной частью 73 выдачного устройства. Таким образом, дозатор 31 действует как интерфейс блока. Установочные рукоятки и другие механизмы не показаны для упрощения фиг. 16. Оптические компоненты располагаются в интерфейсной части 73 раздатчика вокруг полости 74, заключающей в себе отборную камеру 49 со своими гранями 71 призмы. Глядя на правую часть фиг. 16B, источник 57 света расположен справа от граней 71 призмы, что следует из фиг. 12 и 14. Датчик 65 отражения расположен непосредственно над гранями 71 призмы (как показано на фиг. 16B), тогда как датчик 69 пропускания расположен слева от граней 71 призмы.

Дополнительной функцией оптической системы является подтверждение правильной загрузки сменного питающего блока в выдачное приспособление. В связи с этим отдельный датчик 75 блока на месте (PIP) расположен под датчиком 69 пропускания слева от граней 71 призмы, как показано на фиг. 12.

Таким образом, выдачное приспособление включает в себя систему обнаружения, как показано на фиг. 12, и содержит несколько преимущественных особенностей, которые будут описаны ниже. Передающим источником 57 света для системы обнаружения может быть светодиод (LED). Для обеспечения максимального проникновения продукта предпочтительным является инфракрасный LED (длина волны ~ 880 нм). Однако система также будет работать на других длинах волны и также была успешно испытана на длине волны 650 нм. В общем случае, пригоден светодиод (LED) с длиной волны в пределах от 500 нм до 950 нм, предпочтительно, в диапазоне от 650 нм до 880 нм.

Предпочтительная длина волны является функцией спектральных характеристик поглощения продукта. Для более широко используемых систем чисто пропускающего типа (с просвечиванием продукта) длина волны будет настраиваться таким образом, чтобы при наличии продукта достигалось максимальное затухание. Как отмечено ранее, нарост продукта на боковых стенках может сделать этот подход проблематичным.

Для предложенной системы обнаружения длина волны выбирается таким образом, чтобы достичь максимального пропускания. Это позволяет свету, поступающему в отборную камеру 49, проникать через любую присутствующую пленку, которая может ограждать воздушную полость позади нее. Дополнительное преимущество инфракрасного источника света состоит в том, что потребителю нелегко обнаружить его во время замены блока.

Вторым аспектом пропускания LED является его угол выходного пучка. Освещение боковой стенки отборной камеры 49 широкоугольным источником света приведет к распространению света в и вокруг прозрачных пластмассовых боковых стенок дозирующего агрегата 31. Этот свет может выходить из боковых стенок на различных деталях дозатора неконтролируемым образом и может прокладывать путь в датчики довольно неконтролируемым образом. В результате, датчики регистрируют некоторую форму сигнала, когда фактически ни один не должен присутствовать (сниженное отношение сигнал-шум). Для решения этого вопроса выходной угол LED должен быть по возможности узким и, предпочтительно, составлять около±3 градусов (полная ширина половинной мощности пучка 6 градусов). Увеличение выходного угла с большой вероятностью приводит к снижению производительности вследствие неконтролируемого рассеяния света.

При наличии воздуха вблизи внутренней стенки 63 граней 71 призмы, будет происходить внутреннее отражение, приводящее к повороту света от светодиодного источника 57 света на 90 градусов к датчику 65 отражения. При наличии пленки продукта между воздухом и боковой стенкой на границе пленка/воздух будет происходить отражение. Хотя на этой границе раздела пленка/воздух будет происходить некоторое затухание и рассеяние, производительность системы все еще достаточна для обеспечения надежного указания прохождения пузырьков воздуха через систему. Промежуток между внутренней стенкой 63 и отклоняющим устройством 55 критичен для того, чтобы пузырек воздуха оказывал достаточное усилие на боковую стенку, чтобы гарантировать, что пленка продукта является оптически тонкой.

На фиг. 14 показан детальный вид оптической системы. Датчик 65 отражения выбирается для согласования длины волны светодиодного источника 57 света. Угол обнаружения должен быть достаточно широким для обеспечения интегрирования сигнала, поступающего от внутренней поверхности 63 призмы. Однако угол приема должен быть не настолько широким, чтобы можно было собирать рассеянный свет от других деталей дозатора 31. Рекомендованный угол приема составляет от 16 до 24 градусов (соответствующий: от±8 до±12 градусов половинная мощность).

Для оптимальной производительности системы светодиодный источник 57 света, датчики 65, 69 отражения и пропускания должны быть выровнены в одной и той же горизонтальной плоскости. Датчик отражения должен располагаться под углом 90 градусов к оси LED (фиг. 12). Точное положение датчика в горизонтальной плоскости следует оптимизировать.

Датчик 69 пропускания собирает любой свет, который проходит через отборную камеру 49 при наличии текучего продукта. Параметры датчика 69 пропускания аналогичны параметрам датчика 65 отражения в отношении длины волны и угла приема. Опять же, для оптимальной производительности датчик 69 пропускания должен располагаться на одной оси со светодиодным источником 57 света.

Одновременный обнаружение отражения и пропускания позволяет более детально оценивать продукт. Например, относительно прозрачные продукты, например, тонкий жидкий эспрессо, будут преимущественно обнаруживаться датчиком 69 пропускания. Такие продукты, как молоко, со свойствами высокой непрозрачности и рассеяния, также будут демонстрировать некоторый сигнал на датчике 65 отражения. Эти вариации характеристик (в динамическом или статическом состоянии) позволяют различить продукт, содержащийся в сменном питающем блоке. Это, в свою очередь, позволяет потребителю помещать блок в любой позиции в многопитающем раздатчике, который принимает множество сменных питающих блоков. Затем раздатчик может устанавливать тип продукта из представленных оптических сигналов.

В отсутствие дозатора 31 в выдачном приспособлении, т.е. в его интерфейсной части 73, датчик 69 пропускания будет непосредственно обнаруживать выход светодиодного источника 57 света, в то время как датчик 65 отражения вовсе не будет принимать сигнал. Это показание датчика может использоваться программным обеспечением автокалибровки для наблюдения изменений максимального уровня сигнала, причем изменение может представлять возможное загрязнение системы.

В присутствии пустого дозатора 31 датчик 65 отражения принимает максимальный уровень сигнала, и датчик 69 пропускания - минимальный сигнал. Опять же, в этот момент может осуществляться автокалибровка. Это условие также можно использовать для инициирования последовательности заполнения насоса.

Когда в аппарате установлен использованный блок, один или оба из датчиков 65, 69 отражения и пропускания будет принимать сниженный уровень сигнала. В этом случае не требуется инициировать последовательность заполнения насоса.

Динамическое измерение является другой особенностью системы обнаружения, взаимодействующей с дозатором 31. В известных системах датчиков наличия текучего продукта используется статическая система измерения. Примером является поплавковый датчик в резервуаре для текучей среды. В таких системах датчик позволяет насосу работать при условии наличия достаточного количества текучей среды, чтобы поплавковый выключатель оставался замкнутым. Характер текучего продукта, используемого в сменном питающем блоке, связанном с изобретением, не позволяет использовать простую статическую систему обнаружения. Между циклами дозирования (возможно, в течение нескольких дней) на боковых стенках отборной камеры 49 может нарастать толстая пленка продукта. Этот толстый нарост может перекрывать детектор 69 пропускания, приводя к ложному указанию наличия продукта.

Разработана динамическая система, где используется призма 59 (т.е. грани 71 призмы), и устройство 55 отклонения потока действует, в основном, на основании обнаружения пузырьков воздуха, вовлеченных в продукт. Эти пузырьки, проходящие через систему датчиков, осаждаются на внутренней стенке 63 граней 71 призмы, приводят к формированию коротких импульсов света, преломляющихся к датчику 65 отражения. Эти импульсы легко обнаруживать в течение цикла нагнетания.

Алгоритм динамического измерения проверяет систему датчиков на протяжении цикла нагнетания и оценивает процент цикла нагнетания, который содержит воздух. Регулируемый порог определяет, когда через систему проходит недопустимое количество воздуха. При этом продукт помечается как больше не доступный (опустошение блока).

Дополнительной особенностью дозатора 31 является второй, по существу непрозрачный элемент 77 для регистрации покачивания и PIP (фиг. 17). Когда блок устанавливается в раздатчик, шлицевой ведущий вал 79 привода насоса раздатчика должен входить в зацепление с шестерней 45 насосного механизма дозатора 31 (фиг. 18). Проблема состоит в том, что ведомая деталь, например, шестерня 45 шестеренчатого насоса, должен под давлением входить в зацепление со шлицевым валом 79 который будет приводить в движение шестерню 45. Ведущий вал 79 и шестерня 45 имеют умеренную величину трения. Когда шлицы 81 шлицевого вала 79 не выровнены с согласующими образованиями 83 на шестерне 45 необходимо решение для выравнивания без повреждения шлицов 81 или согласующих образований 83 обеих частей. Это зацепление упрощается, если ведущий вал 79 колеблется или ʹпокачиваетсяʹ назад и вперед примерно на±40 градусов, в соответствии со стрелками 85, 87, указанными на фиг. 18. Согласно предложенному решению, датчик 75 PIP обнаруживает, когда шестерня 45 приближается к ведущему валу 79 и в этом случае, ведущий вал 79 немного покачивается на несколько градусов. Это длится в течение секунды после того, как датчик 75 PIP обнаруживает присутствие шестерни 45 посредством второго, по существу непрозрачного элемента, на этой фигуре, лепестка 77 обнаружения (фиг. 17). Выбранное решение для упрощения зацепления между ведущей и ведомой деталями 79, 45 эффективно без участия человека. Фиг. 17 демонстрирует лепесток 77 обнаружения для приближения ведущего вала и инициирования 'покачивания'. Для помощи в раннем обнаружении дозатора 31, приближающегося к шлицевому ведущему валу 79 устройства, лепесток 77 обнаружения расположен внизу отборной камеры 49. Лепесток 77 имеет размер и расположен так, чтобы гарантировать, что свет от светодиодного источника 57 света к датчику 69 пропускания преграждается в ходе снижения прежде, чем шлицевой ведущий вал 79 войдет в зацепление с шестерней 45 дозатора 31. Лепесток 77 используется датчиком 75 PIP для обнаружения приближение блока. При установке блока в выдачное приспособление, ведущие шлицы 81 ведущего вала 79 раздатчика должны входить в зацепление с шестерней насоса 45 дозатора 31. Этого зацепления легче достигнуть, если ведущий вал 79 поворачивается назад и вперед на несколько градусов, когда дозатор 31 входит в зацепление с соответствующими шлицами 81. Это осциллирующее вращение именуется выше ʹпокачиваниемʹ.

Дополнительный аспект светодиодного источника 57 света и датчика 69 пропускания состоит в том, что они должны располагаться так, чтобы они могли обнаруживать нижняя отборная камера 49 дозатора прежде, чем шлицевой вал 79 войдет в зацепление с насосным механизмом. Это обнаружение инициирует покачивающее действие. Лепесток 77 является непрозрачным или обрабатывается для достижения непрозрачности и добавляется в нижнюю часть отборной камеры 49, чтобы гарантировать, что датчик 69 пропускания обнаруживает корпус в правильный момент цикла снижения.

Зацепление между шлицевым валом 79 и корпусом 39 дозатора показано на фиг. 18 и 19. Вал 79 встречается с нижней поверхностью дозатора, когда дозатор 31 находится на первом расстоянии (в этом примере) 8,8 мм над его исходным положением. Шлицы 81 на валу 79 входят в зацепление с шестерней 45 только на втором расстоянии, представляющем последнее (в этом примере) 3,9 мм цикла снижения. Покачивание должно начинаться между первым и вторым расстоянием. Последовательность зацепления более подробно описана ниже.

Фиг. 18 иллюстрирует шлицевое зацепление шестерни насоса 45 дозатора 31, тогда как на фиг. 19 показано последующее обнаружение блока на месте. В качестве окончательной проверки готовности системы под датчиком 69 пропускания дополнительно установлен датчик 75 PIP. Этот датчик активируется, когда дозатор 31 находится в полностью загруженном исходном положении. Датчик 75 PIP расположен таким образом, чтобы, когда блок не находится на месте, обнаруживалось достаточно света от светодиодного источника 57 света. При правильном расположении лепесток 77 в нижней части отборной камеры 49 будет закрывать датчик 75 PIP, таким образом, обеспечивая указание, что блок полностью загружен и может эксплуатироваться (см. также фиг. 17).

Как упомянуто выше, датчик 69 пропускания и светодиодный источник 57 света должны располагаться на одной оси. Чтобы достаточно света достигало датчика 75 PIP, и чтобы гарантировать, что он активируется в правильной позиции, может потребоваться перемещать датчик 69 пропускания немного от оси. В этом случае следует быть очень внимательным, чтобы гарантированно не допустить снижения производительности системы обнаружения наличия продукта (PAD). Перед испытанием рекомендуется осуществлять оптическую трассировку лучей, чтобы гарантировать сохранение желаемой производительности системы PAD.

Снижение последовательности блока с его дозатором 31, который используется для инициирования покачивающего действия и для указания, что блок установлен, показано на фиг. 17-19. На третьем расстоянии (в этом примере) 10 мм над исходным положением свет к датчику 69 пропускания уже блокируется лепестком 77 на отборной камере 49. Как отмечено ранее, в этот момент вал 79 все еще должен встречаться с корпусом 39.

На фиг. 19 показан дозатор 31, опускающийся в позицию на третьем расстоянии 10 мм (фиг. 19A) и на четвертом расстоянии (в этом примере) 5 мм (фиг. 19B). На расстоянии около 5 мм датчик 69 пропускания полностью преграждается, но все еще значительно впереди второго расстояния 3,8 мм зацепления ведущего вала с шестерней 45. В этот момент датчик 75 PIP также начинает преграждаться. На пятом расстоянии (в этом примере) 2,5 мм датчик 75 PIP полностью преграждается. Загрузочная рукоятка (не показана, но традиционная) может для удобства иметь подпружиненную операцию 'через центр' и поэтому будет помогать перемещать дозатор 31 в его полностью пониженное исходное положение.

Как показано на фиг. 20, выступающий дозатор второго типа 119 альтернативного питающий блок или картриджа 113 второго типа имеет поперечный высоты 121, 123 цапфы на противоположных боковых сторонах. Альтернативный сменный питающий блок 113 второго типа имеет корпус 115 контейнера, выполненный с возможностью вмещения продукта, подаваемого в ходе работы системы. На нижней поверхности дозатора 119 находятся приводной порт 125 и выпускной порт 127 для ингредиента. Выпускной порт 127 для ингредиента снабжен гибким эластичным кольцевым уплотнителем 129. Дозатор 119 дополнительно включает в себя выступающий участок 131 корпуса. В отличие от отборной камеры 49 или вышеописанной прозрачной верхней части 11A стандартного дозатора, выступающий участок 131 корпуса, по существу непрозрачен. Выступающий участок 131 корпуса образует верхнюю часть дозатора 119, который, по существу непрозрачен и выполнен с возможностью наполнения продуктом, подлежащим выдаче. Дозатор 119 дополнительно имеет нижний лепесток 132, который также, по существу непрозрачен и зависит от выступающего участка 131. Этот нижний лепесток 132 образует, по существу непрозрачную нижнюю часть дозатора 119, сравнимую со вторыми, по существу непрозрачными элементами 11B и 77, описанными выше. Это можно лучше понять со ссылкой на фиг. 22 и 23.

Деталь загрузочного канала 133 внутри отделения для картриджа машины или устройства для выдачи напитков показана на фиг. 21. Этот загрузочный канал 133 обычно расположен позади переднего лючка устройства (не показан, но традиционный). Загрузочный канал 133, проиллюстрированный на фиг. 21, выполнен с возможностью приема двух питающих блоков или картриджей 113, или отличающихся друг от друга картриджей, эквивалентных сменному питающему блоку 9, расположенных рядом друг с другом. Каждый питающий блок или картридж 113 (или питающий блок 9) будет вставляться своим дозатором 119 (или 11, соответственно 31) в заднем положении и, как показано на фиг. 21, загрузочный канал 133 имеет первую и вторую полости 135A, 135B, сравнимые с интерфейсной частью 73, описанной со ссылкой на фиг. 16. Аналогично, первая и вторая полости 135A, 135B служат для размещения соответствующего дозатора 119 питающего блока или картриджа 113, вставленного в левую или правую часть загрузочного канала 133. Каждая из параллельных частей загрузочного канала 133 имеет рычаг 137A, 137B, связанный с противоположной ему первой или второй полости 135A, 135B. Левый рычаг 137A показан в разблокированном положении, готовом для приема питающего блока или картриджа 113, тогда как правый рычаг 137B показан в заблокированном положении, но без вставленного картриджа. Каждая полость 135A, 135B имеет выступающий ведущий вал 139A, 139B (ведущий вал 139B на фиг. 21 скрыт рычагом 137B), и охватывающее соединение 141A, 141B для приема ингредиента. Эти ведущие валы 139A, 139B и охватывающие соединения 141A, 141B для приема ингредиента установлены для сцепления приводного порта 125 и выпускного порта 127 для ингредиента дозатора 119 соответствующего питающего блока или картриджа 113. Каждый из первой и второй полости 135A, 135B расширяется выемкой, сравнимой с полостью 74 интерфейсной части 73, показанной на фиг. 16, для приема, по существу непрозрачного участка 131 корпуса дозатора 119. Датчики 143, 145 размещены в углубленных расширениях полостей 135A, 135B для обнаружения правильной установки картриджа, а также наличия продукта в питающем блоке или картридже 113 через участок 131 корпуса. Датчик, указанный ссылочной позицией 143, является верхним датчиком пропускания, сравнимым с вышеописанными датчиками 5 или 69, тогда как датчик, указанный ссылочной позицией 145, является датчиком отражения, аналогичным вышеописанному датчику 65. Второй, по существу непрозрачный элемент дозатора 119 представляет собой непрозрачный лепесток 132, который продолжается от нижней части выступающего участка 131 корпуса и устанавливается и располагается так, чтобы гарантировать, что при размещении сменного питающего блока 113 второго типа, излучение передатчика интерфейса 135A; 135B машины сначала преграждается непрозрачным лепестком 132, прежде чем выступающий участок 131 корпуса выровняется с общей осью между передатчиком и датчиком 143. Как объяснено выше, второй, по существу непрозрачный элемент 132 используется для регистрации PIP. Когда питающий блок 113 второго типа подключается к машине для выдачи напитков, соответствующий ведущий вал 139A; 139B машины должен входить в зацепление с приводным портом 125 дозатора 119. Будучи правильно вставлен в интерфейс 135A или 135B машины, дозатор 119 верхней частью 131 обращен к первому или верхнему детектору датчика 143 и нижней частью 132 обращен ко второму или нижнему детектору датчика 143. Второй, по существу непрозрачный элемент 132, при использовании, таким образом, установлен между передатчиком и вторым или нижним детектором датчика 143. Результат вставки альтернативного блока или картриджа 113 его дозатором 119 в полость 135A или 135B состоит в том, что, по существу непрозрачный участок 131 корпуса будет блокировать пропускание источника 3, 57 света к одному из датчиков 143 и 145 детектора. В результате, альтернативный питающий блок или картридж 113 всегда имитирует наличие продукта. Такая альтернативная особенность может быть доступна, когда, например, альтернативный блок или картридж 113 допускает повторное наполнение вверху, оставаясь при этом подключенным к приспособлению для приготовления и раздачи напитков.

Альтернативный сменный питающий блок 113 второго типа также можно получить путем модификации сменного питающего блока 9 первого типа, в которой первый, по существу прозрачный элемент, например, верхняя часть 11A или отборная камера 49, дозатора 11; 31 первого типа, делается светопоглощающим. Это может осуществляться, например, путем обеспечения гасящего покрытия или покрывания соответствующего прозрачного участка, путем обеспечения светопоглощающей крышки или любым другим средством, которое будет уничтожать датчики интерфейса машины.

Хотя в описанных здесь примерах различные детекторы представлены как датчики, специалист в данной области техники может понять, что такие детекторы могут представлять собой агрегаты, включающие в себя линзы, световоды, оптические и/или электронные фильтры и т.д. Специалисту в данной области техники также очевидно, что автоматизированное обнаружение не связано с конкретным шестеренчатым насосом для дозирования текучей среды, и другие формы дозирования можно комбинировать с системой обнаружения изобретения.

Соответственно описано средство, обеспеченное для поддержки автоматизированного процесса снабжения напитками. В частности, обнаружение присутствия и содержимого сменных питающих блоков (9) в машинах для выдачи напитков, таким образом, автоматизируется. Обнаружение блока на месте обеспечивается путем испускания света и измерения присутствия испускаемого света на одном детекторе (7, 75) света, система определяет отсутствие или правильную/неправильную установку питающего блока. Обнаружение наличия продукта обеспечивается путем обнаружения интенсивности света, поступающего через прозрачный элемент в питающем блоке, другим детектором (5; 65, 69) света, система идентифицирует степень присутствия продукта в питающем блоке.

Предполагается, что принцип действия и конструкция настоящего изобретения явствуют из вышеприведенного описания и прилагаемых чертежей. Специалисту в данной области техники очевидно, что изобретение не ограничивается никаким описанным здесь вариантом осуществления, и что возможны модификации, которые следует рассматривать в объеме нижеследующей формулы изобретения. Также считаются, что кинематические инверсии раскрыты по существу и входят в объем изобретения. В формуле изобретения, никакие ссылочные позиции не следует рассматривать в порядке ограничения формулы изобретения. Используемый в этом описании или нижеследующей формуле изобретения термин 'содержащий' и ʹвключающий в себяʹ не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле, но, напротив, следует интерпретировать во включительном смысле. Таким образом, используемое здесь выражение ʹсодержащийʹ не исключает наличия других элементов или этапов помимо перечисленных в формуле изобретения. Кроме того, употребление названия в единственном числе не следует рассматривать в ограничительном смысле ʹтолько одинʹ, но, напротив, означает ʹпо меньшей мере, одинʹ и не исключает множества. Особенности, конкретно или явно не описанные или не заявленные, могут быть дополнительно включены в структуру изобретения в его объеме. Такие выражения, как: "средство...ʺ следует понимать в смысле: "компонент, выполненный с возможностью..." или "деталь, сконструированная для..." и предусматривают включение эквивалентов для раскрытых структур. Использование выражений наподобие: "критичный", "предпочтительный", "особенно предпочтительный" и т.д. не призвано ограничивать изобретение. В рамках своей компетенции, специалист в данной области техники может предложить дополнения, удаления и модификации, в общем случае, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения, которые определяются формулой изобретения.

Система для автоматизированного обнаружения в машинах для выдачи напитков, пригодных для приема по меньшей мере сменного питающего блока (9; 113) первого и второго типа, выполненного с возможностью содержать продукт, подаваемый в ходе работы системы, снабжена средством (1) для автоматического осуществления обнаружения присутствия и снабжения. В частности, обнаружение присутствия и содержимого сменных питающих блоков (9; 113) в машинах для выдачи напитков автоматизировано. Обнаружение блока на месте обеспечивается путем испускания света и измерения присутствия испускаемого света на одном детекторе (7, 75) света, система определяет отсутствие или правильную/неправильную установку питающего блока. Обнаружение наличия продукта обеспечивается путем обнаружения интенсивности света, поступающего через прозрачный элемент в питающем блоке (9) первого типа, другим детектором (5; 65, 69; 143, 145) света, система идентифицирует степень присутствия продукта в питающем блоке (9) первого типа, тогда как для питающего блока (113) второго типа продукт не обнаружен и считается отсутствующим. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 23 ил., 2 табл.

1. Система, содержащая машину для выдачи напитков, пригодную для приема по меньшей мере одного сменного питающего блока (9) первого типа, содержащего дозатор (11;31) первого типа и продукт, подаваемый в ходе работы системы, причем упомянутая система содержит одно или более средств распознавания для по меньшей мере автоматического обнаружения присутствия сменного питающего блока первого типа и продукта в сменном питающем блоке первого типа, причем упомянутое средство содержит:

первый интерфейс (13; 73; 135A; 135B) для введения в машину;

второй интерфейс на дозаторе (11; 31) первого типа сменного питающего блока первого типа, способный подключаться в ходе работы к первому интерфейсу;

передатчик (3; 57) на первом интерфейсе для испускания излучения;

первый детектор (5; 69; 143) на первом интерфейсе для обнаружения присутствия продукта в сменном питающем блоке первого типа;

второй детектор (7; 75) на первом интерфейсе для обнаружения присутствия сменного питающего блока первого типа; и

при этом второй интерфейс на дозаторе (11; 31) первого типа способен приниматься между передатчиком (3; 57) и обоими первым и вторым детекторами (5, 7; 69, 75; 143), чтобы интерферировать с излучением, испускаемым передатчиком (3; 57), причем второй интерфейс дозатора (11; 31) первого типа содержит

первый, по существу, прозрачный элемент (11A;49), который, при использовании, расположен между передатчиком (3; 57) и первым детектором (5; 69); и

второй, по существу, непрозрачный элемент (11B; 77), который, при использовании, расположен между передатчиком (3; 57) и вторым детектором (7; 75), и

при этом система дополнительно содержит по меньшей мере один питающий блок (113) второго типа, включающий в себя дозатор (119) второго типа, действующий как второй интерфейс, способный подключаться в ходе работы к первому интерфейсу (13; 73; 135A; 135B) и имеющий первый и второй элементы, принимаемые между передатчиком (3; 57) и первым и вторым детекторами (5, 7; 69, 75; 143), и интерферировать с излучением, испускаемым передатчиком (3; 57), причем первый элемент (131) и второй элемент (132) дозатора (119) второго типа, по существу, непрозрачны.

2. Система по п. 1, также содержащая по меньшей мере один сменный питающий блок (9) первого типа.

3. Система по п. 1 или 2, в которой передатчиком является передатчик инфракрасного (IR) света.

4. Система по п. 1 или 2, в которой передатчиком является светодиод (LED).

5. Система по любому предшествующему пункту, дополнительно выполненная с возможностью проверки, ниже или выше ли сигнал, генерируемый первым детектором (5; 69; 143), заранее заданного порога.

6. Система по п. 5, в которой, когда первый детектор (5; 69; 143) обнаруживает излучение выше заранее заданного порога и при этом второй детектор (7; 75) не генерирует, по существу, никакого сигнала, период времени, прошедший после активации, рассматривается для определения, пуст ли или полон установленный блок первого типа, но все еще не открыт.

7. Система по любому из пп. 1-6, в которой, когда первый детектор (5; 69; 143) обнаруживает излучение ниже заранее заданного порога и при этом второй детектор (7; 75) не генерирует, по существу, никакого сигнала, считается, что продукт присутствует в первом и втором дозаторах.

8. Система по любому из пп. 1-7, в которой первым интерфейсом является интерфейс машины и вторым интерфейсом является интерфейс блока первого типа или второго типа.

9. Система по любому из пп. 1-8, в которой интерфейс машины (73) дополнительно включает в себя третий детектор (65; 145).

10. Система по любому из пп. 1-9, в которой первый детектор (5; 69), по существу, выровнен с передатчиком (3; 57) на общей оси.

11. Система по п. 9 или 10, в которой третий детектор (65; 145) ориентирован перпендикулярно к общей оси и оптический элемент (59) выполнен с возможностью выравнивания с первым детектором (69) и третьим детектором (65; 145).

12. Система по п. 9, 10 или 11, в которой третьим детектором является датчик отражения.

13. Система по любому из пп. 1-12, в которой первым элементом является выступающий участок (131) корпуса и вторым, по существу, непрозрачным элементом (132) является непрозрачный лепесток, проходящий от нижней части выступающего участка (131) корпуса, установленный и расположенный так, чтобы гарантировать, что при размещении сменного питающего блока второго типа излучение передатчика (57) сначала преграждается непрозрачным лепестком (77), прежде чем выступающий участок (131) корпуса выровняется с общей осью.

14. Система по любому из пп. 1-13, в которой дозатор (119) второго типа включает в себя насос, имеющий ведомую шестерню насоса, и при этом интерфейс (73; 135A; 135B) машины имеет ведущий вал (79; 139A; 139B) для приведения в действие шестерни насоса.

15. Система по п. 13, в которой дозатор (119) второго типа включает в себя насос, имеющий ведомую шестерню насоса, причем интерфейс (73; 135A; 135B) машины имеет ведущий вал (79; 139A; 139B) для приведения в действие шестерни насоса, и при этом обнаружение лепестка (132) инициирует вращательное движение назад и вперед ведущего вала (79; 139A; 139B), чтобы способствовать зацеплению шестерни насоса с ведущим валом (79; 139A; 139B).

16. Система по любому из пп. 1-15, в которой при использовании со сменным питающим блоком первого типа, правильно подключенным к машине для выдачи напитков, присутствие продукта в сменном питающем блоке первого типа обнаруживается динамически в течение цикла дозирования продукта из питающего блока первого типа в машину для выдачи напитков.

17. Система по п. 16, в которой алгоритм динамического измерения предусматривает оценивание количества пузырьков воздуха в текучем продукте в течение цикла дозирования и принятие решения, на основании этой оценки, подошло ли к концу содержимое питающего блока первого типа.

18. Система по любому из пп. 1-17, в которой передатчиком является светодиод (LED) с длиной волны в пределах от 500 нм до 950 нм, предпочтительно от 650 нм до 880 нм.

19. Система по п. 18, в которой передатчик имеет выходной угол около 3 градусов.

20. Система по любому из пп. 1-19, в которой первый детектор (69) имеет угол приема в пределах от 16 до 24 градусов.

21. Система по п. 12, в которой третий детектор (65; 145) является датчиком отражения и имеет угол приема в пределах от 16 до 24 градусов.

22. Комплект деталей, содержащий дозатор второго типа и корпус контейнера по меньшей мере одного питающего блока второго типа, причем дозатор второго типа является альтернативой дозатору первого типа системы по любому из пп. 1-21 и включает в себя:

приводной порт и выпускной порт для ингредиента на своей нижней поверхности; и

выступающий, по существу, непрозрачный участок корпуса.

23. Сменный питающий блок второго типа, содержащий комплект деталей по п. 22 в собранной компоновке.