УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА С УПРАВЛЯЕМЫМ НАСОСОМ Российский патент 2021 года по МПК A47J31/36 A47J31/46 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройствам для приготовления напитка с управляемым насосом.

В контексте настоящего описания термин «напиток» означает любой жидкий пищевой продукт, такой как чай, кофе, горячий или холодный шоколад, молоко, суп, детское питание и т.п. Под «капсулой» подразумевается сосуд, вмещающий какой-либо предварительно разделенный на порции ингредиент напитка, заключенный в упаковку из любого материала, в частности, в воздухонепроницаемую упаковку, например пластиковую, алюминиевую, перерабатываемую и/или биоразлагаемую упаковку любой формы и конструкции, включая мягкие таблетки или жесткие картриджи, содержащие ингредиент.

Уровень техники

Устройства для приготовления напитка известны на протяжении многих лет. Например, в US 5,943,472 раскрывается система для циркуляции воды между резервуаром для воды и камерой для распределения горячей воды или пара кофеварки эспрессо. Подходящие насосы для устройств для приготовления напитка раскрыты, например, в US 2,715,868, 5,392,694, 5,992,298, 6,554,588, WO 2004/014205, WO 2005/053489, WO 2006/005425, WO 2006/032599, WO 2009/150030 и WO 2010/108700. В EP 2 247 857, EP 2 643 588 и EP 2 904 266 раскрывается насос с насосной камерой, которая связана с нагревателем для нагревания жидкости в насосной камере. В WO 2004/014205 и WO 2005/053489 раскрывается применение источника сжатого газа для повышения давления и подачи жидкости в устройстве для приготовления напитка. В WO 2006/005425 раскрывается применение перистальтического насоса для подачи жидкости в устройстве для приготовления напитка. В US 2,715,868 раскрывается устройство для приготовления напитка с насосом роторного типа. В US 5,392,694 раскрывается кофеварка эспрессо с насосом, который имеет поршень, приводимый в действие эксцентриковым приводом при помощи находящегося в зацеплении с ним шатуном.

Раскрытие изобретения

Предпочтительной целью настоящего изобретения является создание устройства для приготовления напитка с простой конфигурацией насоса, обеспечивающей возможностью надежного управления производительностью насоса.

Таким образом, настоящее изобретение относится к устройству для приготовления напитка, содержащему источник жидкости и отверстие для выдачи, соединенные при помощи насоса.

Насос имеет камеру и подвижную стенку, ограничивающую камеру. Подвижная стенка, например, соединена с соседней(-ими) (обычно статичной(-ыми)) стенкой(-ами) камеры при помощи уплотнения, например уплотнительного кольца. Насос дополнительно имеет электрический привод, приводящий подвижную стенку в движение между первым положением и вторым положением для обеспечения притока жидкости из источника в камеру и для обеспечения оттока жидкости из камеры в отверстие для выдачи, необязательно через тепловой кондиционер, такой как нагреватель и/или охладитель.

Насос также имеет блок питания, который содержит источник электроэнергии и который выполнен с возможностью подачи энергии на привод. Блок питания может иметь штепсельную вилку или разъем для подключения к сети электропитания или другому источнику питания, например аккумулятору или трансформатору (постоянного тока) и/или источнику возобновляемой энергии (источнику фотоэлектрической солнечной энергии).

Блок питания содержит датчик для измерения по меньшей мере одного электрического параметра, отображающего потребление энергии приводом из указанного источника. Блок питания дополнительно содержит блок управления, соединенный с датчиком и источником электрической энергии. Блок управления выполнен с возможностью регулирования энергии, подаваемой на привод источником электроэнергии, в зависимости от: по меньшей мере одного измеренного параметра; и требуемого ввода жидкости в камеру и/или требуемого вывода жидкости из камеры, например требуемого расхода и/или давления ввода жидкости и/или вывода жидкости.

Следовательно, датчик потребления электроэнергии приводом насоса может быть применен для определения производительности насоса и соответствующей регулировки питания насоса.

Датчик может быть по меньшей мере одним из амперметра (например, датчика Холла), вольтметра и потенциометра.

Наличие датчика для измерения по меньшей мере одного электрического параметра, отображающего потребление энергии приводом насоса, может заменить применение расходометра или датчика давления для измерения производительности насоса.

Блок управления может управлять: тепловым кондиционером, таким как нагреватель и/или охладитель; и/или открытием и закрытием блока для обработки ингредиента и/или затвора, ведущего к нему.

Блок управления может быть подключен при помощи проводного или беспроводного соединения к пользовательскому интерфейсу устройства (например, пользовательскому интерфейсу, встроенному в устройство) или к модулю связи для обмена данными с внешним устройством (то есть удаленным устройством), например сетью и/или портативным устройством (например, смартфоном).

Насос может иметь одну, две или более полостей.

Камера насоса может образовывать одну полость.

Камера насоса может иметь входной канал насоса, соединенный по текучей среде с источником жидкости, и выходной канал насоса, соединенный по текучей среде с отверстием для выдачи. Входной канал насоса может иметь обратный клапан для предотвращения оттока жидкости из камеры через входной канал. Выходной канал насоса может иметь обратный клапан для предотвращения притока жидкости в камеру через выходной канал. Как правило, такие входной и выходной каналы проходят в одну полость.

Камера может содержать расположенную выше по потоку полость с входным каналом насоса и расположенную ниже по потоку полость с выходным каналом насоса, причем первая и вторая полости соединены при помощи обратного клапана в подвижной стенке, расположенной между расположенной ниже по потоку полостью и расположенной выше по потоку полостью, при этом обратный клапан пропускает поток жидкости из расположенной выше по потоку полости в расположенную ниже по потоку полость и предотвращает прохождение потока в противоположном направлении. Например, насос представляет собой соленоидный насос типа, раскрытого в WO 2009/150030.

Входной канал насоса может иметь большее сечение по сравнению с выходным каналом насоса, чтобы обеспечить более быстрое и/или простое повторное наполнение камеры независимо от количества полостей в ней.

Привод может включать в себя электродвигатель, соединенный с подвижной стенкой при помощи трансмиссии. Трансмиссия может содержать зубчатый механизм, такой как цилиндрический зубчатый механизм, например механизм, содержащий одно или более из колеса или зубчатого колеса, малого колеса или малого зубчатого колеса, винта или архимедова винта, такой механизм как содержащий зубчатое колесо, соединенное при помощи малого зубчатого колеса с дополнительным зубчатым колесом, соединенным, то есть находящимся в зацеплении, с архимедовым винтом, прикрепленным к подвижной стенке. Трансмиссия может содержать по меньшей мере одну цепь или один ремень, такой как зубчатый ремень.

Привод может быть образован при помощи соленоида с электрическим питанием, чтобы создавать магнитный поток в подвижной стенке насоса для перемещения указанной стенки. Например, насос может представлять собой соленоидный насос.

Привод может представлять собой статор насоса, выполненный с возможностью приведения в движение ротора, образующего подвижную стенку.

Блок управления может быть выполнен с возможностью управления источником электроэнергии, чтобы подавать на электрический привод требуемое напряжение, такое как постоянное или переменное напряжение, например переменное напряжение с постоянной или регулируемой частотой и/или с постоянной или регулируемой амплитудой. Датчик может быть выполнен с возможностью измерения (в качестве по меньшей мере одного параметра) потребления тока приводом при требуемом напряжении.

Блок управления может быть выполнен с возможностью управления источником энергии, чтобы подавать на электрический привод требуемый ток, такой как постоянный или переменный ток, например переменный ток с постоянной или регулируемой частотой и/или с постоянной или регулируемой амплитудой, Датчик может быть выполнен с возможностью измерения (в качестве по меньшей мере одного параметра) потребления напряжения приводом при требуемом токе.

Блок управления может быть выполнен с возможностью:

- осуществления сравнения, такого как сравнение во времени, по меньшей мере одного измеренного параметра и заранее заданного эталонного значения, сохраненного в блоке управления, такого как заранее заданное эталонное значение, выбранное из: сохраненного на заводе-изготовителе эталонного значения; заранее заданного эталонного значения, сохраненного в результате обновления блока управления, например обновления с применением проводных или беспроводных средств связи; и заранее заданного эталонного значения, предусмотренного специально для порции напитка, такого как заранее заданное эталонное значение, связанное с ингредиентом порции напитка или с пользовательским вводом, предназначенным для порции напитка; и

- регулирования энергии, подаваемой на привод, в зависимости от результата сравнения.

Блок управления может быть выполнен с возможностью регулировки потребления напряжения приводом из источника питания для обеспечения требуемого потребления тока приводом, которое получают исходя из измерения при помощи датчика потребления тока в качестве по меньшей мере одного параметра, например для подачи жидкости с требуемым давлением из камеры в направлении отверстия для выдачи.

Блок управления может быть выполнен с возможностью регулировки потребления тока приводом из источника питания для обеспечения требуемого потребления напряжения приводом, которое получают исходя из измерения при помощи датчика потребления напряжения в качестве по меньшей мере одного параметра, например, для подачи жидкости с требуемым расходом из камеры в направлении отверстия для выдачи.

Такая конфигурация позволяет легко изменить профиль нагнетания для соответствия желаемому профилю в отношении расхода и/или давления нагнетаемой насосом жидкости.

При нагнетании жидкости через вкусоароматический ингредиент может быть удобным осуществление регулировки профиля расхода/давления с целью регулировки свойств напитка, получаемого в результате объединения ингредиента с нагнетаемой насосом жидкостью.

Таким способом можно влиять на вкусоароматические свойства жидкости.

Можно оказать влияние на общий визуальный аспект получаемого в результате напитка.

Таким способом можно влиять и на текстуру результирующего напитка. Например, когда напиток представляет собой кофе, можно влиять на количество и цвет кремовой пенки.

Когда напиток представляет собой кофе, могут быть получены профили экстракции кофе.

Таким образом, результирующие напитки, полученные из одних и тех же ингредиентов, могут отличаться по вкусу в зависимости от установленного профиля давления потока.

Как правило, может быть целесообразным обеспечить намокание молотого кофе или чайных листов в нагнетаемой насосом жидкости на начальной фазе со статическим или слабым потоком, а затем, когда молотый кофе или чайные листы находятся в желаемом состоянии для высвобождения своих вкусоароматических свойств, увеличить поток жидкости через ингредиент (тем самым уменьшая время выдачи).

На основании измеренного параметра блок управления может управлять питанием электрического привода при помощи источника энергии для обеспечения конкретного выходного потока жидкости из насоса, например конкретной скорости, объема, расхода и/или давления.

Управление питанием может быть связано со скоростью привода, например скоростью вращения электродвигателя в качестве привода или скоростью перемещения линейного привода.

Управление питанием может быть связано с положением привода. На основании этого может быть установлено положение подвижной стенки и, таким образом, объем жидкости, который перемещается в камеру и/или из нее подвижной стенкой.

Блок управления может быть выполнен с возможностью принятия меры безопасности, когда различие между измеренным параметром и заранее заданным эталонным значением превышает допустимое значение, такое как значение, превышающее 5%, например превышающее 10%, в частности превышающее 20%, заранее заданного эталонного значения. Например, мера безопасности включает в себя прерывание питания привода и/или выдачу соответствующей индикации на пользовательском интерфейсе.

Блок управления может быть выполнен с возможностью принятия меры безопасности, когда измеренный параметр увеличивается или уменьшается со скоростью, которая больше по абсолютному значению, чем заранее заданное пороговое значение, такой как скорость увеличения потребления тока приводом, которая превышает пороговое значение увеличения тока, или скорость уменьшения заранее заданного потребления напряжения, которая превышает по абсолютному значению заранее заданное пороговое значение уменьшения напряжения. Указанная скорость увеличения или уменьшения может быть неизменно больше по абсолютному значению, чем заранее заданное пороговое значение, в течение минимального периода времени, такого как более 0,2, или 0,5, или 1,0 с. Указанный измеренный параметр может достигнуть порогового значения, которое отличается от заранее заданного эталонного значения по меньшей мере на 10%, например по меньшей мере на 20%, или которое достигает заранее заданного экстремального значения, такого как 0, или значение тока насыщения источника электроэнергии, или заранее заданная доля значения тока насыщения, или заранее заданное абсолютное значение.

Такая мера безопасности может быть применена для устранения неисправности или механической блокировки насоса.

Мера безопасности может быть применена для устранения дефицита подачи жидкости из источника.

Мера безопасности может быть применена для указания на неприемлемое сопротивление потоку ниже по течению относительно насоса. Сопротивление потоку может быть выше или ниже ожидаемого. Например, когда нагнетаемая насосом жидкость смешивается с вкусоароматическим ингредиентом, например твердым ингредиентом, таким как молотый кофе или листья чая, такой вкусоароматический ингредиент может вызвать сопротивление потоку. Когда вкусоароматический ингредиент идентифицирован, например посредством автоматического распознавания, измеренное сопротивление потоку может сравниваться с ожидаемым сопротивлением потоку для идентифицированного ингредиента, и, если разница признается слишком значительной, может быть применена мера безопасности.

Мера безопасности может быть применена для устранения помехи в жидкостном контуре устройства, например засорения, возникшего между насосом и отверстием для выдачи, между источником жидкости и насосом или в самом насосе.

Блок управления может быть выполнен с возможностью прерывания питания привода, когда подвижная стенка, ограничивающая камеру, достигает конечной стенки камеры или конечного положения, задаваемого физически или определяемого при помощи датчика, например конечного положения, определяемого при помощи магнитного, емкостного или оптического датчика, или конечного положения, задаваемого механическим упором.

В более общем случае один или более датчиков положения могут быть применены для измерения положения подвижной стенки, смещенной относительно датчика (-ов) положения, чтобы установить объем жидкости, который перемещается в камеру и/или из нее при помощи стенки. Магнитный (-ые), емкостной (-ые) и/или оптический (-ие) датчик (-и) может (могут) обычно применяться в качестве такого (-их) датчика (-ов) положения.

Насос может быть выполнен с возможностью подачи жидкости из источника в направлении отверстия через блок, выполненный с возможностью приема ингредиента напитка, например кофе, или чая, или какао, или молока, в камере для ингредиента. Например, ингредиент подается внутри капсулы в блок, например, через канал. Такой канал может быть связан с затвором. В результате этого ингредиент может быть смешан с жидкостью для образования напитка, выдаваемого из блока через отверстие для выдачи. Например, ингредиент подается внутри капсулы, имеющей чашеобразную основную часть и крышку, выступающую за пределы основной части для образования периферийного фланца.

Вставка такой капсулы в камеру для ингредиента и/или ее последующее удаление хорошо известны из уровня техники. В WO 2005/004683, WO 2009/043630, WO 2012/025258 и WO 2013/127476 раскрыты примеры подходящих вставки и/или удаления капсулы.

Блок управления может быть выполнен с возможностью: осуществления сравнения, как правило, во времени, по меньшей мере одного измеренного параметра и заранее заданного эталонного значения, связанного с ингредиентом; и регулирования энергии, подаваемой на привод, в зависимости от результатов сравнения, такого как регулирование энергии, подаваемой на привод, чтобы минимизировать различие между заранее заданным эталонным значением и по меньшей мере одним измеренным параметром.

Например, заранее заданное эталонное значение может быть получено из характеристики ингредиента и/или капсулы, содержащей ингредиент, или пользовательского ввода, связанного с ингредиентом.

Характеристика ингредиента может быть получена на основании свойства текучести ингредиента в камере для ингредиента блока. Это свойство текучести может быть получено на основании по меньшей мере одного электрического параметра, отображающего потребление энергии из источника энергии приводом, который измеряется датчиком. В зависимости от типа напитка ингредиент (например, молотый кофе, растворимый кофе, чай или молочный концентрат или порошок), используемый для его приготовления, может быть более или менее стойким к потоку протекающей через ингредиент жидкости.

Характеристика капсулы может быть измерена при нахождении капсулы в камере для ингредиента блока или при подаче капсулы в камеру для ингредиента блока, например, на уровне канала, например, как раскрыто в WO 2012123440, WO 2014/056641, WO 2014/056642 и WO 2015/086371.

Характеристика капсулы, которая может быть измерена, может представлять собой механико-электрическую, магнитную и/или оптическую характеристику капсулы. Может быть измерено по меньшей мере одно из цвета, графического рисунка, формы, электрической проводимости, емкостной проводимости, индуктивной проводимости и магнитной проводимости капсулы.

Например, используемая капсула является закрытой капсулой, и при этом определенной или некоторой измеряемой характеристикой является необходимое усилие или давление открытия, например, прикладываемое жидкостью, подаваемой насосом. Когда капсула содержит ингредиент, который оказывает заметное сопротивление потоку жидкости (например, прессованный молотый кофе), такое вызываемое ингредиентом дополнительное сопротивление будет отражаться в измеренной характеристике.

Настоящее изобретение также относится к применению капсулы, содержащей ингредиент, смешиваемый в камере для ингредиента устройства, описанного выше, с жидкостью из насоса для приготовления напитка, выдаваемого через отверстие для выдачи.

Другой аспект настоящего изобретения относится к способу приготовления и выдачи напитка путем эксплуатации описанного выше устройства.

Устройство для приготовления напитка может содержать один или более из следующих компонентов:

a) варочный блок (в качестве блока для обработки ингредиента напитка) для приема ингредиента этого напитка, в частности предварительно разделенного на порции ингредиента (например, кофе или чая), подаваемого внутри капсулы, и для направления входящего потока жидкости, такой как вода, через указанный ингредиент в выходное отверстие для напитка;

b) один или более элементов для обеспечения соединения по текучей среде для направления этой жидкости из источника жидкости, такого как бак для жидкости, в выходное отверстие для напитка; и

c) один или более электрических датчиков для измерения по меньшей мере одной рабочей характеристики, выбранной из числа характеристик блока для обработки ингредиента напитка (например, вышеуказанного варочного блока), линейного теплового кондиционера, насоса, бака для жидкости, коллектора ингредиентов, расхода жидкости, давления жидкости и температуры жидкости, а также для передачи такой (-их) характеристики (характеристик) в блок управления.

Тепловой кондиционер может представлять собой нагреватель типа термоблок или проточный нагреватель (ODH), например ODH типа, описанного в EP 1 253 844, EP 1 380 243 и EP 1 809 151.

Сборка компонентов устройства может быть полностью или главным образом автоматической, как раскрыто в WO 2009/130099.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится описание изобретения со ссылками на схематические чертежи, при этом:

- на фиг. 1 показана внутренняя структура устройства для приготовления напитка с насосом, скомпонованным в соответствии с настоящим изобретением;

- фиг. 2 представляет собой увеличенный вид в разрезе входного канала, выходного канала для текучей среды и камеры насоса устройства, показанного на фиг. 1;

- фиг. 3 представляет собой общий вид в разрезе насоса устройства, показанного на фиг. 1;

- фиг. 4 представляет собой вид в перспективе привода и трансмиссии насоса устройства, показанного на фиг. 1; и

- фиг. 5 представляет собой вид в разрезе насоса, показанного на фиг. 1, на котором схематически изображено электрическое соединение насоса с источником электроэнергии, связанным с датчиком для измерения по меньшей мере одного электрического параметра, который отображает потребление энергии из источника приводом; и

- фиг. 6 представляет собой увеличенный вид сбоку капсулы с ингредиентом для экстракции устройством, показанным на фиг. 1.

Раскрытие изобретения

На фиг. 1-6 показан иллюстративный вариант осуществления устройства 1 для приготовления напитка с источником жидкости 2, 3, такой как вода, и отверстием 4 для выдачи, соединенными при помощи насоса 10. Источник жидкости может иметь бак 2 для жидкости и соединительную линию 3 для соединения бака 2 с насосом 10.

Насос 10 содержит камеру 11 и подвижную стенку 12, ограничивающую камеру 11. Подвижная стенка 12, например, соединена с соседней (-ими) (обычно статичной (-ыми)) стенкой (-ами) 122 камеры при помощи уплотнения 121, например уплотнительного кольца или манжетного уплотнения.

Насос 10 дополнительно имеет электрический привод 13, приводящий подвижную стенку 12 в движение между первым положением и вторым положением для обеспечения притока жидкости из источника 2, 3 в камеру 11 и обеспечения оттока жидкости из камеры 11 в отверстие 4 для выдачи. Например, указанная жидкость пропускается насосом 10 через тепловой кондиционер 8, такой как нагреватель и/или охладитель.

Насос 10 содержит блок 14 питания, который имеет источник 142 электроэнергии и который выполнен с возможностью подачи энергии на привод 13. Блок 14 питания может быть подключен при помощи штепсельной вилки или разъема 141 к сети электропитания или другому источнику питания, например, аккумулятору или трансформатору (постоянного тока) и/или источнику возобновляемой энергии (источнику фотоэлектрической солнечной энергии).

Блок 14 питания имеет датчик 143 для измерения по меньшей мере одного электрического параметра, который отображает потребление приводом 13 энергии из источника 142 энергии.

Блок 14 питания содержит блок 144 управления, соединенный с датчиком 143 и источником 142 энергии. Блок 144 управления выполнен с возможностью регулирования энергии, подаваемой на привод 13 источником 142 энергии, в зависимости от: по меньшей мере одного измеренного параметра; и требуемого ввода жидкости в камеру 11 и/или требуемого вывода жидкости из камеры 11, например требуемого расхода и/или давления ввода жидкости и/или вывода жидкости.

Блок 144 управления может управлять тепловым кондиционером 8, таким как нагреватель и/или охладитель.

Блок 144 управления может управлять открытием и закрытием блока 6 для обработки ингредиента и/или затвора 7, ведущего к нему.

Блок 144 управления может быть подключен при помощи проводного или беспроводного соединения к пользовательскому интерфейсу 5 или к модулю связи для обмена данными с внешним устройством, например сетью и/или портативным устройством (например, смартфоном).

Камера 11 может иметь входной канал 111 насоса, соединенный по текучей среде с источником жидкости 2, 3, и выходной канал 112 насоса, соединенный по текучей среде с отверстием 4 для выдачи. Такой входной канал 111 насоса может иметь обратный клапан 111a для предотвращения оттока жидкости из камеры 11 через входной канал 111. Выходной канал 112 насоса может иметь обратный клапан 112a для предотвращения притока жидкости в камеру 11 через выходной канал 112. Как правило, камера 11 образует одну полость, в которую проходят входной канал 111 и выходной канал 112.

Камера может содержать расположенную выше по потоку полость с входным каналом насоса и расположенную ниже по потоку полость с выходным каналом насоса, причем первая и вторая полости соединены при помощи обратного клапана в подвижной стенке, расположенной между расположенной ниже по потоку полостью и расположенной выше по потоку полостью, при этом обратный клапан пропускает поток жидкости из расположенной выше по потоку полости в расположенную ниже по потоку полость и предотвращает прохождение потока в противоположном направлении. Например, насос представляет собой соленоидный насос типа, раскрытого в WO 2009/150030.

Привод обычно включает в себя электродвигатель 13, соединенный с подвижной стенкой 12 при помощи трансмиссии 15.

В случае применения соленоидного насоса привод может быть образован соленоидом с электрическим питанием, который посредством магнитного поля приводит в действие поршень для совершения им возвратно-поступательного движения внутри насоса.

Трансмиссия 15, связанная с электродвигателем 13, может содержать зубчатый механизм, такой как цилиндрический зубчатый механизм, например механизм, содержащий одно или более из колеса или зубчатого колеса 151, малого колеса или малого зубчатого колеса 152, винта или архимедова винта 154, такой механизм как содержащий зубчатое колесо 151, соединенное при помощи малого зубчатого колеса 152 с дополнительным зубчатым колесом 153, соединенным, то есть находящимся в зацеплении, с архимедовым винтом 154, прикрепленным к подвижной стенке 12. Пример такого варианта осуществления показан на фиг. 4. Например, между архимедовым винтом 154 и подвижной стенкой 12 обеспечивается достаточный свободный ход для компенсации допусков при изготовлении и сборке, например для устранения или сведения к минимуму ограничений, вызванных смещенным относительно оси вращением архимедова винта. Например, стенка 12 свободно закреплена на архимедовом винте 154.

Трансмиссия 15 может содержать по меньшей мере одну цепь или один ремень, такой как зубчатый ремень 155. Пример такого варианта осуществления показан на фиг. 5, которая демонстрирует модификацию варианта осуществления, показанного на фиг. 4, в этом отношении.

Блок 144 управления может быть выполнен с возможностью управления источником 142 электроэнергии, чтобы подавать на электрический привод 13 требуемое напряжение, такое как постоянное или переменное напряжение, например переменное напряжение с постоянной или регулируемой частотой и/или с постоянной или регулируемой амплитудой. Датчик 143 может быть выполнен с возможностью измерения (в качестве по меньшей мере одного параметра) потребления тока приводом 13 при требуемом напряжении.

Блок 144 управления может быть выполнен с возможностью управления источником 142 электроэнергии, чтобы подавать на электрический привод 13 требуемый ток, такой как постоянный или переменный ток, например переменный ток с постоянной или регулируемой частотой и/или с постоянной или регулируемой амплитудой. Датчик 143 может быть выполнен с возможностью измерения (в качестве по меньшей мере одного параметра) потребления напряжения приводом 13 при требуемом токе.

Блок 144 управления может быть выполнен с возможностью:

- осуществления сравнения, такого как сравнение во времени, по меньшей мере одного измеренного параметра и заранее заданного эталонного значения, сохраненного в блоке управления, такого как заранее заданное эталонное значение, выбранное из: сохраненного на заводе-изготовителе эталонного значения; заранее заданного эталонного значения, сохраненного в результате обновления блока 144 управления, например обновления с применением проводных или беспроводных средств связи; и заранее заданного эталонного значения, предусмотренного специально для порции напитка, такого как заранее заданное эталонное значение, связанное с ингредиентом порции напитка или с пользовательским вводом, предназначенным для порции напитка; и

- регулирования энергии, подаваемой на привод 13, в зависимости от результата сравнения.

Блок 144 управления может быть выполнен с возможностью регулировки потребления напряжения приводом 13 из источника 142 питания для обеспечения требуемого потребления тока приводом 13, которое получают исходя из измерения при помощи датчика 143 потребления тока в качестве по меньшей мере одного параметра, например для подачи жидкости с требуемым давлением из камеры 11 в направлении отверстия 4 для выдачи.

Блок 144 управления может быть выполнен с возможностью регулировки потребления тока приводом 13 из источника 142 питания для обеспечения требуемого потребления напряжения приводом 13, которое получают исходя из измерения при помощи датчика 143 потребления напряжения в качестве по меньшей мере одного параметра, например для подачи жидкости с требуемым расходом (мл/мин) из камеры 11 в направлении отверстия 4 для выдачи.

Блок 144 управления может быть выполнен с возможностью принятия меры безопасности, когда различие между измеренным параметром и заранее заданным эталонным значением превышает допустимое значение, такое как значение, превышающее 5%, например превышающее 10%, в частности превышающее 20%, заранее заданного эталонного значения, причем необязательно мера безопасности включает в себя прерывание питания привода 13 и/или выдачу соответствующей индикации на пользовательском интерфейсе 5.

Блок 144 управления может быть выполнен с возможностью принятия меры безопасности, когда измеренный параметр увеличивается или уменьшается со скоростью, которая больше по абсолютному значению, чем заранее заданное пороговое значение, такой как скорость увеличения потребления тока приводом 13, которая превышает пороговое значение увеличения тока, или скорость уменьшения заранее заданного потребления напряжения, которая превышает по абсолютному значению заранее заданное пороговое значение уменьшения напряжения. Скорость увеличения или уменьшения может быть неизменно больше по абсолютному значению, чем заранее заданное пороговое значение, в течение минимального периода времени, такого как более 0,2, или 0,5, или 1,0 с. Измеренный параметр может достигнуть порогового значения, которое отличается от заранее заданного эталонного значения по меньшей мере на 10%, например по меньшей мере на 20%, или которое достигает заранее заданного экстремального значения, такого как 0, или значение тока насыщения источника 142 энергии, или заранее заданная доля значения тока насыщения, или заранее заданное абсолютное значение.

Блок 144 управления может быть выполнен с возможностью прерывания питания привода 13, когда подвижная стенка 12, ограничивающая камеру 11, достигает конечной стенки 12a камеры 11 или конечного положения 12b, задаваемого физически или определяемого при помощи датчика, например конечного положения, определяемого при помощи магнитного или оптического датчика 146, или конечного положения, задаваемого механическим упором 12c (см. фиг. 1 и 2).

Насос 10 может быть выполнен с возможностью подачи жидкости из источника 2, 3 в направлении отверстия 4 через блок 6, выполненный с возможностью приема ингредиента напитка, например кофе, или чая, или какао, или молока, в камере 61 для ингредиента. Ингредиент может подаваться внутри капсулы 9 в блок 6, например, через канал 7, такой как канал, связанный с затвором (см. фиг. 1 и 6). В результате этого ингредиент может быть смешан с жидкостью для образования напитка, выдаваемого из блока 6 через отверстие 4 для выдачи. Ингредиент может подаваться внутри капсулы 9, имеющей чашеобразную основную часть 90 и крышку 91, выступающую за пределы основной части 90 для образования периферийного фланца 92 (см. фиг. 6).

Блок 44 управления может быть выполнен с возможностью: осуществления сравнения, такого как сравнение во времени, по меньшей мере одного измеренного параметра и заранее заданного эталонного значения, связанного с ингредиентом; и регулирования энергии, подаваемой на привод 13, в зависимости от результата сравнения. Например, блок 44 управления регулирует энергию, подаваемую на привод 13, чтобы минимизировать различие между заранее заданным эталонным значением и по меньшей мере одним измеренным параметром.

Заранее заданное эталонное значение может быть получено из характеристики ингредиента и/или капсулы 9, содержащей ингредиент, или пользовательского ввода, связанного с ингредиентом.

Характеристика ингредиента может быть получена на основании свойства текучести ингредиента в камере 61 блока 6. Это свойство текучести может быть получено на основании по меньшей мере одного электрического параметра, отображающего потребление энергии из источника 142 приводом 13, который измеряется датчиком 143. В зависимости от типа напитка ингредиент (например, молотый кофе и/или растворимый кофе, чай или молочный концентрат или порошок), используемый для его приготовления, может быть более или менее стойким к потоку протекающей через него жидкости.

Характеристика капсулы 9 может быть измерена при нахождении капсулы 9 в камере 61 для ингредиента блока 6, например, как раскрыто в WO 2011/000723, WO 2011/000725 и WO 2012/000878. Характеристика капсулы 9 может быть измерена при нахождении капсулы 9 в камере 61 для ингредиента блока 6 или при подаче капсулы 9 в камеру 61 для ингредиента блока 6, например, на уровне канала 7, например, как раскрыто в WO2012123440, WO 2014/056641, WO 2014/056642 и WO 2015/086371.

Характеристика капсулы 9, которая может быть измерена, может представлять собой механическое, электрическое, магнитное и/или оптическое свойство капсулы. Может быть измерено по меньшей мере одно из цвета, графического рисунка, формы, электрической проводимости, емкостной проводимости, индуктивной проводимости и магнитной проводимости капсулы. Например, капсула 9 является закрытой капсулой, и определенной или некоторой измеряемой характеристикой является необходимое усилие или давление открытия, например, прикладываемое жидкостью, подаваемой насосом 10. Когда капсула содержит ингредиент, который оказывает заметное сопротивление потоку жидкости (например, прессованный кофе), такое вызываемое ингредиентом дополнительное сопротивление будет отражаться в измеренной характеристике.

Группа изобретений относится к устройству для приготовления напитка и к применению капсулы в качестве капсулы для устройства для приготовления напитка. Устройство для приготовления напитка содержит источник жидкости и отверстие для выдачи, соединенные при помощи насоса, который имеет: камеру, подвижную стенку, ограничивающую камеру, такую как подвижная стенка, которая соединена с соседней стенкой или соседними стенками камеры при помощи уплотнения, например уплотнительного кольца. Также насос имеет электрический привод, приводящий подвижную стенку в движение между первым положением и вторым положением для обеспечения притока жидкости из источника в камеру и для обеспечения оттока жидкости из камеры в отверстие для выдачи и блок питания, который содержит источник электроэнергии и который выполнен с возможностью подачи энергии на привод. Блок питания дополнительно содержит датчик, например по меньшей мере один из амперметра, вольтметра и потенциометра, для измерения по меньшей мере одного электрического параметра, отображающего потребление энергии приводом из указанного источника. Также блок питания дополнительно содержит блок управления, соединенный с датчиком и источником электрической энергии, причем блок управления выполнен с возможностью регулировки энергии, подаваемой на привод источником электроэнергии, в зависимости от по меньшей мере одного измеренного параметра и требуемого ввода жидкости в камеру и/или требуемого вывода жидкости из камеры, например требуемого расхода и/или давления ввода жидкости и/или вывода жидкости. Технический результат – упрощение конфигурации насоса, обеспечивающей возможностью надежного управления производительностью насоса. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство (1) для приготовления напитка, содержащее источник жидкости (2, 3) и отверстие (4) для выдачи, соединенные при помощи насоса (10), который имеет:

- камеру (11);

- подвижную стенку (12), ограничивающую камеру (11), такую как подвижная стенка (12), которая соединена с соседней стенкой или соседними стенками (122) камеры при помощи уплотнения (121), например уплотнительного кольца;

- электрический привод (13), приводящий подвижную стенку (12) в движение между первым положением и вторым положением для обеспечения притока жидкости из источника в камеру (11) и для обеспечения оттока жидкости из камеры (11) в отверстие (4) для выдачи; и

- блок (14) питания, который содержит источник (142) электроэнергии и который выполнен с возможностью подачи энергии на привод (13),

отличающееся тем, что блок (14) питания дополнительно содержит:

- датчик (143), например по меньшей мере один из амперметра, вольтметра и потенциометра, для измерения по меньшей мере одного электрического параметра, отображающего потребление энергии приводом (13) из указанного источника (142); и

- блок (144) управления, соединенный с датчиком (143) и источником (142) электрической энергии, причем блок (144) управления выполнен с возможностью регулировки энергии, подаваемой на привод (13) источником (142) электроэнергии, в зависимости от:

- по меньшей мере одного измеренного параметра; и

- требуемого ввода жидкости в камеру (11) и/или требуемого вывода жидкости из камеры (11), например требуемого расхода и/или давления ввода жидкости и/или вывода жидкости.

2. Устройство по п. 1, в котором обеспечивается отток жидкости из камеры (11) в отверстие (4) для выдачи через тепловой кондиционер (8), такой как нагреватель и/или охладитель.

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором камера (11) имеет входной канал (111) насоса, соединенный по текучей среде с источником жидкости (2, 3), и выходной канал (112) насоса, соединенный по текучей среде с отверстием (4) для выдачи, причем входной канал (111) насоса имеет обратный клапан (111a) для предотвращения оттока жидкости из камеры через входной канал, выходной канал (112) насоса имеет обратный клапан (112a) для предотвращения притока жидкости в камеру через выходной канал, при этом обычно камера (11) образует одну полость, в которую проходят указанные входной канал и выходной канал.

4. Устройство по п. 1 или 2, в котором камера содержит расположенную выше по потоку полость с входным каналом насоса и расположенную ниже по потоку полость с выходным каналом насоса, причем первая и вторая полости соединены при помощи обратного клапана в подвижной стенке, расположенной между расположенной ниже по потоку полостью и расположенной выше по потоку полостью, при этом обратный клапан пропускает поток жидкости из расположенной выше по потоку полости в расположенную ниже по потоку полость и предотвращает прохождение потока в противоположном направлении.

5. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором привод содержит электродвигатель (13), соединенный с подвижной стенкой (12) при помощи трансмиссии (15).

6. Устройство по п. 5, в котором трансмиссия (15) содержит зубчатый механизм, такой как цилиндрический зубчатый механизм, например механизм, содержащий одно или более из колеса или зубчатого колеса (151, 153), малого колеса или малого зубчатого колеса (152), винта или архимедова винта (154), такой механизм как содержащий зубчатое колесо (151), соединенное при помощи малого зубчатого колеса (152) с дополнительным зубчатым колесом (153), соединенным, то есть находящимся в зацеплении, с архимедовым винтом (154), прикрепленным к подвижной стенке (12).

7. Устройство по п. 5 или 6, в котором трансмиссия (15) содержит по меньшей мере одну цепь или один ремень, такой как зубчатый ремень (155).

8. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором блок (144) управления выполнен с возможностью управления источником (142) электроэнергии, чтобы подавать требуемое напряжение на электрический привод (13), такое как постоянное или переменное напряжение, например переменное напряжение с постоянной или регулируемой частотой и/или с постоянной или регулируемой амплитудой, причем датчик (143) выполнен с возможностью измерения в качестве по меньшей мере одного параметра потребления тока приводом (13) при требуемом напряжении.

9. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором блок (144) управления выполнен с возможностью управления источником (142) электроэнергии, чтобы подавать требуемый ток на электрический привод (13), такой как постоянный или переменный ток, например переменный ток с постоянной или регулируемой частотой и/или с постоянной или регулируемой амплитудой, причем датчик (143) выполнен с возможностью измерения в качестве по меньшей мере одного параметра потребления напряжения приводом (13) при требуемом токе.

10. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором блок (144) управления выполнен с возможностью:

- осуществления сравнения, такого как сравнение во времени, по меньшей мере одного измеренного параметра и заранее заданного эталонного значения, сохраненного в блоке управления, такого как заранее заданное эталонное значение, выбранное из: сохраненного на заводе-изготовителе эталонного значения; заранее заданного эталонного значения, сохраненного в результате обновления блока (144) управления, например обновления с применением проводных или беспроводных средств связи; и заранее заданного эталонного значения, предусмотренного специально для порции напитка, такого как заранее заданное эталонное значение, связанное с ингредиентом указанной порции напитка или с пользовательским вводом, предназначенным для указанной порции напитка; и

- регулирования энергии, подаваемой на привод (13), в зависимости от результата сравнения.

11. Устройство по п. 10, в котором блок (144) управления выполнен с возможностью регулировки:

- потребления напряжения приводом (13) из источника (142) питания для обеспечения требуемого потребления тока приводом, которое получают исходя из измерения при помощи датчика (143) потребления тока в качестве по меньшей мере одного параметра, например для подачи указанной жидкости с требуемым давлением из камеры (11) в направлении отверстия (4) для выдачи; и/или

- потребления тока приводом (13) из источника (142) питания для обеспечения требуемого потребления напряжения приводом (13), которое получают исходя из измерения при помощи датчика (143) потребления напряжения в качестве по меньшей мере одного параметра, например для подачи указанной жидкости с требуемым расходом, мл/мин, из камеры (11) в направлении отверстия (4) для выдачи.

12. Устройство по п. 10 или 11, в котором блок (144) управления выполнен с возможностью принятия меры безопасности, когда:

- различие между измеренным параметром и заранее заданным эталонным значением превышает допустимое значение, такое как значение, превышающее 5%, например превышающее 10%, в частности превышающее 20%, заранее заданного эталонного значения; и/или

- измеренный параметр увеличивается или уменьшается со скоростью, которая больше по абсолютному значению, чем заранее заданное пороговое значение, такой как скорость увеличения потребления тока приводом (13), которая превышает пороговое значение увеличения тока, или скорость уменьшения заранее заданного потребления напряжения, которая превышает по абсолютному значению заранее заданное пороговое значение уменьшения напряжения.

13. Устройство по п. 12, в котором мера безопасности включает в себя прерывание питания привода (13) и/или выдачу соответствующей индикации на пользовательском интерфейсе (5).

14. Устройство по п. 12 или 13, в котором:

- скорость увеличения или уменьшения является неизменно больше по абсолютному значению, чем заранее заданное пороговое значение, в течение минимального периода времени, такого как более 0,2, или 0,5, или 1,0 с; и/или

- измеренный параметр достигает порогового значения, которое отличается от заранее заданного эталонного значения по меньшей мере на 10%, например по меньшей мере на 20%, или которое достигает заранее заданного экстремального значения, такого как 0, или значение тока насыщения источника (142) электроэнергии, или заранее заданная доля значения тока насыщения, или заранее заданное абсолютное значение.

15. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором блок (144) управления выполнен с возможностью прерывания питания привода (13), когда подвижная стенка (12), ограничивающая камеру (11), достигает конечной стенки (12a) камеры (11) или конечного положения (12b), задаваемого физически или определяемого при помощи датчика, например конечного положения, определяемого при помощи магнитного или оптического датчика (146), или конечного положения, задаваемого механическим упором (12c).

16. Устройство по любому предшествующему пункту, в котором насос (10) выполнен с возможностью подачи указанной жидкости из источника (2, 3) в направлении отверстия (4) через блок (6), выполненный с возможностью приема ингредиента напитка, например кофе, или чая, или какао, или молока, в камере (61) для ингредиента, такого как ингредиент, подаваемый внутри капсулы (9) в блок (6), например, через канал (7), например канал, связанный с затвором, чтобы смешать указанный ингредиент с указанной жидкостью для образования напитка, выдаваемого из блока (6) через отверстие (4), например ингредиент, подаваемый внутри капсулы (9), имеющей чашеобразную основную часть (90) капсулы и крышку (91), выступающую за пределы основной части (90) для образования периферийного фланца (92).

17. Устройство по п. 16, в котором блок (144) управления выполнен с возможностью:

- осуществления сравнения, такого как сравнение во времени, по меньшей мере одного измеренного параметра и заранее заданного эталонного значения, связанного с указанным ингредиентом; и

- регулирования энергии, подаваемой на привод (13), в зависимости от результатов сравнения, такого как регулирование энергии, подаваемой на привод (13), чтобы минимизировать различие между заранее заданным эталонным значением и по меньшей мере одним измеренным параметром.

18. Устройство по п. 17, в котором заранее заданное эталонное значение получено из характеристики ингредиента и/или капсулы (9), содержащей ингредиент, или пользовательского ввода, связанного с ингредиентом, такой как по меньшей мере одно из:

- свойства текучести ингредиента в камере (61) для ингредиента блока (6), которое получено на основании по меньшей мере одного электрического параметра, отображающего потребление энергии из указанного источника (142) приводом (13), который измеряется датчиком (143);

- характеристики указанной капсулы (9), измеренной при нахождении указанной капсулы (9) в камере (61) для ингредиента блока (6) или при подаче указанной капсулы (9) в камеру (61) для ингредиента блока (6), например, на уровне указанного канала (7), такой как механическая, электрическая, магнитная и/или оптическая характеристика капсулы, например по меньшей мере одно из цвета, графического рисунка, формы, электрической проводимости, емкостной проводимости, индуктивной проводимости и магнитной проводимости капсулы.

19. Применение капсулы (9) в качестве капсулы для устройства (1) по любому из пп. 16-18, содержащей ингредиент, смешиваемый в указанной камере (61) для ингредиента устройства с указанной жидкостью из насоса (10) для приготовления напитка, выдаваемого через отверстие (4) для выдачи, и имеющая измеряемую в устройстве (1) при нахождении указанной капсулы (9) в камере (61) для ингредиента блока (6) или при подаче указанной капсулы (9) в камеру (61) для ингредиента блока (6), например на уровне указанного канала (7), характеристику, такую как механическая, электрическая, магнитная и/или оптическая характеристика капсулы.