СИСТЕМА И СПОСОБ ПОДАЧИ ПОТОКА, МАШИНА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА, А ТАКЖЕ НОСИТЕЛЬ ДАННЫХ, НА КОТОРОМ ХРАНИТСЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ СПОСОБА Российский патент 2023 года по МПК A47J31/46 A47J31/52 F04D15/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системам подачи потока, например, для подачи горячей воды в составе машины для приготовления напитка.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Существует множество типов машин для приготовления напитков, в которых определенный тип напитка (кофе, чай, молоко, шоколад и т.п.) обрабатывается путем добавления воды, во множестве случаев горячей воды.

Эти машины обычно оснащены системой подачи воды, которая обычно включает в себя резервуар для воды, расходомер, водяной насос, водонагреватель и блок заваривания, причем все из указанных компонентов соединены гидравлической схемой.

Расходомер обычно используется для измерения объема воды, подаваемой в блок заваривания, в соответствии с выбранным напитком или рецептом. Он также используется для измерения расхода воды, а это может использоваться для регулировки водяного насоса до заданного уровня расхода воды в соответствии с выбранным напитком или рецептом.

Наиболее эффективные с точки зрения затрат системы подачи воды позволяют избежать необходимости в датчике уровня воды в резервуаре для воды, используя расходомер воды для обнаружения того, что вода закончилась, после того, как через расходомер начинает протекать воздух.

В WO 2009006927 А1 предложено техническое решение для определения работы всухую центробежного насоса без использования дополнительного датчика жидкости. Для обнаружения и предотвращения работы всухую в центробежном насосе, приводимом в действие электродвигателем, определяют действительную мощность или ток нагрузки электродвигателя при пуске центробежного насоса, сравнивают посредством модуля контроля насоса (МКН) полученное значение действительной мощности с эталонным значением эффективной мощности или тока нагрузки, соответствующим достаточному количеству жидкой среды в центробежном насосе; и в случае отклонения полученного значения от эталонного ниже определенного порогового значения, модуль контроля насоса интерпретирует это состояние как работу всухую.

Расходомеры, используемые в приспособлениях вышеуказанных типов, обычно используют перемещающийся поток текучей среды для вращения крыльчатки. Например, известно магнитное датчиковое устройство, содержащее магнит или набор магнитов на крыльчатке и магнитный датчик. Это датчиковое устройство используется для обнаружения оборотов крыльчатки. Обороты крыльчатки пропорциональны объему текучей среды, проходящей через расходомер, поэтому может быть измерен объем воды, и эта информация может быть с легкостью преобразована в расход с использованием временной области.

Водяные насосы, используемые в вышеуказанных приспособлениях, обычно являются поршневыми насосами. Технология водяных насосов со временем совершенствовалась, а версии с самозаливкой позволяют создавать более рентабельные системы подачи воды.

Когда приспособление для напитка не имеет датчика уровня воды, ожидается, что воздух будет поступать в систему подачи воды каждый раз, когда количество воды, оставшееся в резервуаре для воды, будет меньше, чем выбранного напитка. После повторного заполнения резервуара для воды насос должен выполнять самовсасывание, во время которого создается воздушный поток до тех пор, пока вода не будет всасываться в насос.

Крыльчатка расходомера почти не вращается, когда воздух протекает через нее, в конце потока воды, например, потому что некоторое количество воды остается в расходомере. Это предотвращает вращение крыльчатки под действием воздушного потока, создаваемого водяным насосом. Известно, что это условие используется для обнаружения ситуации, когда подача воды заканчивается во время приготовления напитка.

Проблема может возникнуть, когда расходомер полностью высохнет. В этом случае трение крыльчатки может быть очень низким из-за отсутствия адгезии воды и влияния вязкости воды на крыльчатку. Когда расходомер полностью высох, поток воздуха, создаваемый водяным насосом, может легко вызвать вращение крыльчатки, что приводит к сигналу расхода.

Как следствие, средства управления указанного приспособления интерпретируют воздушный поток как поток воды, предотвращая быструю остановку им насоса.

Это может привести к износу насоса, работающего слишком долго в сухом состоянии из-за отсутствия смазки и охлаждающего эффекта, обычно обеспечиваемого водой. Также может возникнуть неудовлетворенность пользователя, потому что напиток не подается, в то время как указанное приспособление не обеспечивает никакой обратной связи для указания причины проблемы.

Следовательно, существует потребность в усовершенствованной системе подачи потока, которая может надежно определять, когда вместо воды проходит воздух, например, для деактивации насоса и, следовательно, обеспечения полезной обратной связи для пользователя.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение определено формулой изобретения.

Согласно примерам в соответствии с аспектом настоящего изобретения предложена система подачи потока для подачи и отслеживания потока жидкости, содержащая:

насос;

отслеживающее устройство для отслеживания потока, созданного насосом;

чувствительное устройство для обнаружения наличия потока, отслеживаемого отслеживающим устройством; и

контроллер для определения того, является ли обнаруженный поток потоком жидкости или потоком газа, причем контроллер выполнен с возможностью:

управления насосом с помощью первого сигнала управления;

уменьшения сигнала управления насосом с первого сигнала управления до второго сигнала управления в ответ на обнаруженный поток, который может представлять собой поток газа, тем самым изменяя характеристики сигнала управления насосом и характеристики результирующего потока; и

определения на основании изменения указанных характеристик, является ли поток потоком жидкости или потоком газа.

Эта система подачи потока обеспечивает изменение сигнала управления насосом в качестве проверки для определения того, протекает газ или жидкость. Влияние этого изменения на поток и/или сам сигнал управления насосом используется для обеспечения различия между потоком газа (например, воздуха) и потоком жидкости (например, воды). Это обеспечивает надежное определение, которое может быть использовано, например, для выключения насоса, чтобы избежать длительных периодов потока газа (и, следовательно, сухости).

Первый сигнал управления может представлять собой сигнал управления насосом, предназначенный для подачи потока жидкости с заданной скоростью, например, первый сигнал управления может представлять собой максимальный сигнал управления насосом. Таким образом, обеспечен сигнал для подачи потока жидкости, а затем обеспечен уменьшенный сигнал управления в качестве проверки того, был ли обнаруженный поток газом или жидкостью. Если поток совсем отсутствует, проверка может не потребоваться.

Контроллер может быть выполнен с возможностью определения того, «может ли» обнаруженный поток «представлять собой поток газа» (как указано в п. 1), путем обнаружения какого-либо потока. Таким образом, любой поток потенциально может представлять собой поток газа, и при обнаружении какого-либо потока может быть использован уменьшенный сигнал управления для проверки того, является ли указанный поток жидкостью или газом.

Альтернативно контроллер может быть выполнен с возможностью определения того, является ли обнаруженный поток «потоком газа», путем определения того, является ли значение параметра потока для обнаруженного потока ниже первого порогового значения. Таким образом, если значение параметра потока выше порогового значения, можно предположить, что имеет место поток жидкости, поскольку поток газа, создаваемый насосом на основании первого сигнала управления насосом, всегда недостаточен для получения этого конкретного значения параметра потока. Это позволяет избежать необходимости выполнения этапа подачи уменьшенного сигнала управления во множестве случаев, поскольку уже можно определить, что определенно имеет место поток жидкости.

В первом наборе примеров контроллер выполнен с возможностью:

уменьшения сигнала управления насосом с первого сигнала управления до заданного второго сигнала управления в ответ на обнаруженный поток, который может представлять собой поток газа; и

определения того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании измеренного параметра потока, когда насос приводится в действие вторым сигналом управления.

В этом наборе примеров для проверки используется уменьшенный сигнал управления насосом. Уровни потока, ожидаемые для потока газа и для потока жидкости, например, лучше определяются при этом более низком сигнале управления насосом, чем при первом сигнале управления насосом (например, при максимальном потоке).

Во втором наборе примеров контроллер выполнен с возможностью:

уменьшения сигнала управления насосом управляемым образом с первого сигнала управления в ответ на обнаруженный поток, который может представлять собой поток газа;

отслеживания параметра потока во время уменьшения сигнала управления;

определения второго сигнала управления в качестве сигнала, при котором параметр потока падает до заданного уровня; и

определения, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании второго сигнала управления.

При этом подходе сигнал управления насосом уменьшается до достижения заданного нижнего параметра потока (например, расхода). Сигнал управления насосом, необходимый для этого более низкого расхода, указывает, является ли поток потоком газа или потоком жидкости. Постепенно уменьшающийся сигнал может быть линейным сигналом.

В третьем наборе примеров контроллер выполнен с возможностью:

уменьшения сигнала управления насосом с первого сигнала управления до нулевого сигнала управления в ответ на обнаруженный поток, который может представлять собой поток газа; и

определения, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании временного отклика измеренного параметра потока.

Этот временной отклик может относиться, например, к тому, как вращающийся элемент отслеживающего устройства замедляется, когда поток прерывается. Газ и жидкость создают различное сопротивление замедлению вращающегося элемента.

Во всех примерах параметр потока может содержать указание скорости вращения вращающегося элемента. Таким образом, отсутствует необходимость в прямом измерении расхода или даже преобразовании в расход.

Отслеживающее устройство, например, содержит вращающийся элемент, который вращается потоком, проходящим через отслеживающее устройство и созданным насосом, а чувствительное устройство выполнено для распознавания вращения вращающегося элемента и, таким образом, обнаружения потока.

Кроме того, параметр потока может, например, содержать характеристику сигнала в виде последовательности импульсов, генерируемого отслеживающим устройством. Характеристика может представлять собой частоту, период между импульсами или период между последовательными изменениями уровня.

Кроме того, в соответствии с изобретением предложена машина для приготовления напитка, содержащая:

резервуар для воды;

секцию для приготовления напитка и

систему подачи потока, как определено выше, для подачи воды из резервуара для воды в секцию для приготовления напитка и для отслеживания потока воды, подаваемого в секцию для приготовления напитка,

причем контроллер также выполнен для определения того, когда резервуар для воды пуст, и для остановки насоса, когда резервуар для воды пуст.

Таким образом, система подачи потока может быть использована для остановки работы насоса всухую и позволяет избежать необходимости в датчике воды в резервуаре для воды для определения того, что вода закончилась. Поскольку компоненты системы подачи потока уже требуются как часть процесса создания напитка, нет никаких накладных расходов при осуществлении обнаружения жидкости и газа системы подачи потока.

Машина для приготовления напитка, например, содержит кофемашину.

Кроме того, в изобретении представлен способ подачи потока жидкости с использованием насоса и отслеживания потока жидкости, включающий:

распознавание с использованием отслеживающего устройства для обнаружения, таким образом, потока и

определение того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, путем:

управления насосом с помощью первого сигнала управления;

обнаружения потока, который может представлять собой поток газа, и в ответ:

уменьшения сигнала управления насосом с первого сигнала управления до второго сигнала управления, тем самым изменяя характеристики сигнала управления насосом и характеристики результирующего потока; и

определения того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании изменения указанных характеристик.

Этот способ реализован в описанной выше системе подачи потока.

В первом наборе примеров в ответ на обнаружение потока, который может представлять собой поток газа, способ может включать:

уменьшение сигнала управления насосом с первого сигнала управления до заданного второго сигнала управления и

определение того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании измеренного параметра потока, когда насос приводится в действие вторым сигналом управления.

Во втором наборе примеров в ответ на обнаружение потока, который может представлять собой поток газа, способ может включать:

уменьшение сигнала управления насосом управляемым образом с первого сигнала управления;

отслеживание параметра потока во время уменьшения сигнала управления;

определение второго сигнала управления в качестве сигнала, при котором поток падает до заданного уровня; и

определение того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании второго сигнала управления.

В третьем наборе примеров в ответ на обнаружение потока, который может представлять собой поток газа, способ может включать:

уменьшение сигнала управления насосом с первого сигнала управления до нулевого сигнала управления и

определение того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании временного отклика измеренного параметра потока.

Эти способы могут быть реализованы в программном обеспечении.

Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны из описанного ниже варианта (вариантов) реализации и пояснены со ссылкой на них.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания изобретения и более ясного представления о том, как его можно реализовать на практике, теперь исключительно для примера будет сделана ссылка на сопроводительные чертежи, на которых:

на ФИГ. 1 показаны компоненты известной эспрессо-кофемашины, к которой может быть применена система подачи потока согласно настоящему изобретению;

на ФИГ. 2 показан график расхода, измеренного расходомером в ответ на поток воздуха и в ответ на поток воды;

ФИГ. 3 используется для объяснения первого подхода в соответствии с изобретением;

ФИГ. 4 используется для объяснения второго подхода в соответствии с изобретением;

ФИГ. 5 используется для объяснения третьего подхода в соответствии с изобретением; и

на ФИГ. 6 показан способ подачи потока жидкости с использованием насоса и отслеживания указанного потока жидкости.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее описано изобретение со ссылками на чертежи.

Следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, указывающие на примерные варианты осуществления устройства, систем и способов, представлены только в целях иллюстрации и не предназначены для ограничения объема изобретения. Эти и другие признаки, аспекты и преимущества устройства, систем и способов настоящего изобретения станут более понятными из нижеследующего описания, прилагаемой формулы изобретения и сопроводительных чертежей. Следует понимать, что чертежи являются лишь схематическими и изображены без соблюдения масштаба. Кроме того, следует понимать, что одинаковые ссылочные позиции использованы на всех чертежах для обозначения одинаковых или аналогичных деталей.

Изобретение обеспечивает систему подачи потока для подачи и отслеживания потока жидкости с использованием насоса и отслеживающее устройство (которое может быть частью расходомера). Контроллер определяет, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, путем уменьшения сигнала управления насосом с первого сигнала управления до второго сигнала управления. Это изменяет характеристики как сигнала управления насосом, так и характеристики результирующего потока. На основании изменения указанных характеристик определяется, что поток представляет собой поток жидкости или поток газа.

Настоящее изобретение в целом относится к любой системе подачи потока, которая объединяет насос и отслеживающее устройство, и в которой оно предназначено для определения наличия потока жидкости (например, воды) или потока газа (например, воздуха), возникающего обычно из-за того, что истощился источник жидкости.

Изобретение может быть использовано, например, в машине для приготовления напитка, такой как кофемашина.

В качестве примера возможного применения изобретения на ФИГ. 1 показаны компоненты известной эспрессо-кофемашины и, в частности, показаны пути текучей среды в системе.

Кофемашина 10 содержит резервуар 12 для воды, водонагреватель 14 для нагрева воды для выработки пара и горячей воды, имеющий выходное отверстие водонагревателя, и водяной насос 18 для перекачивания нагретой воды и пара. Кроме того, имеется дозирующий воду расходомер 17.

Расходомер 17 содержит отслеживающее устройство с вращающимся элементом, например крыльчаткой, который вращается потоком, который проходит через отслеживающее устройство и создается насосом. Чувствительное устройство выполнено с возможностью распознавания вращения вращающегося элемента, тем самым обнаруживая поток. Это чувствительное устройство, например, содержит магнитную измерительную схему, которая обнаруживает момент, когда магнит (или набор магнитов), переносимый крыльчаткой, проходит через магнитную измерительную схему.

Насос подает воду в нагреватель 14. Кроме того, имеется клапан 20 избыточного давления между нагревателем и блоком 22 сбора воды для сбора или выпуска отработанной воды в виде каплесборника.

Нагреватель 14 может выборочно подавать горячую воду с температурой примерно 100°С для заваривания кофе и пар с температурой примерно 140°С (или больше) для нагрева и/или вспенивания молока. Пар может подаваться к соплу 24 для подачи пара через первый клапан 26. Горячая вода может подаваться в заварочную камеру 28 через второй клапан 30 и блок 32 управления. Блок 32 управления обеспечивает возможность выпуска воды в блок 22 сбора воды, например, во время охлаждения нагревателя после парового цикла. Заваренный кофе может быть выдан из заварочной камеры 28 через сопло 25 для выдачи кофе, которое может включать в себя клапан для крема, как показано.

Кофемашина также может иметь резервуар для размещения кофейных зерен и измельчающее устройство, так что обеспечен полный цикл приготовления кофе. Согласно еще одному варианту реализации молотый кофе может поставляться в капсулах, таблетках или тому подобной порционной форме. Эти элементы не показаны, поскольку они не относятся к гидравлическим компонентам.

Работа машины является полностью традиционной, и общая работа кофемашины не будет описана более подробно.

Кроме того, изобретение может быть применено к любой кофемашине, если в ней имеются насос и расходомер. Кофемашина может быть предназначена для создания капельного отфильтрованного кофе или для подачи воды в кофейную капсулу вместо эспрессо-машины. Изобретение может быть применено к другим машинам для напитков или другим приспособлениям для обработки пищевых продуктов, которые подают жидкость (например, воду) из резервуара для воды в зону приготовления пищевых продуктов. Таким образом, изобретение может быть применено к кофемашине, имеющей только поднабор компонентов, показанных на ФИГ. 1. Действительно, полнофункциональная кофемашина обычно содержит датчик уровня для резервуара для воды. Настоящее изобретение относится к мерам по снижению затрат, которые устраняют необходимость измерения уровня воды и, таким образом, представляет особый интерес для недорогих и несложных машин для приготовления напитков или приспособлений для обработки пищевых продуктов.

Изобретение относится, в частности, к использованию отслеживания для обнаружения того, когда резервуар 12 для воды пуст, например, чтобы устранить необходимость использования датчика уровня воды. Задача состоит, например, в том, чтобы предотвратить износ насоса, вызванный длительными периодами работы в сухих условиях, и для этого желательно обнаруживать поток воздуха в кратчайший срок после запуска насоса: Это должно происходить, например, менее чем за 20 секунд и предпочтительно менее чем за 15 секунд.

На ФИГ. 2 показан график расхода, измеренного расходомером 17 в ответ на поток газа, в частности, поток воздуха (графики в области 40) и в ответ на поток жидкости, в частности, поток воды (графики в области 42) для различных сигналов или уровней управления насосом (например, мощности насоса).

Уровень 10 мощности насоса является максимальным сигналом управления насосом для подачи максимального потока воды. Расходы воды и воздуха группируются в отдельных областях, но существуют выбросы, что означает, что разделение не является резким.

Как видно, при более низких сигналах управления насосом, например, на уровне 3 мощности, разделение гораздо более отчетливое. Таким образом, пороговое значение уровня потока может быть установлено при этом сниженном уровне мощности, который более достоверно различает поток воздуха и поток воды.

В настоящем изобретении предусмотрен контроллер 50 (см. ФИГ. 1) для определения того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа. Первоначально контроллер управляет насосом с помощью первого сигнала управления, например, уровня 10 мощности насоса на ФИГ. 2.

В ответ на обнаруженный поток, который может представлять собой поток газа, сигнал управления насосом может быть уменьшен в соответствии с различными подходами с первого сигнала управления до второго сигнала управления, тем самым изменяя характеристики сигнала управления насосом и характеристики результирующего потока. На основе изменения одной или обеих из этих характеристик определяется, что поток представляет собой поток жидкости или поток газа.

ФИГ. 3 используется для объяснения первого подхода.

С момента времени от 0 до 5 применяется максимальный уровень мощности насоса (уровень 10). Расходомер выдает выходной сигнал распознавания в виде последовательности 52 импульсов. В момент времени 5 желательно определить, является ли последовательность импульсов, которая указывает на общий поток, результатом потока жидкости или потока газа.

Это определение может производиться периодически со скоростью, достаточной для того, чтобы при исчерпании подачи воды насос не оставался в работе дольше определенного времени, например 10 секунд или 15 секунд.

Определение может выполняться каждый раз, когда насос активирован, т.е. в начале цикла создания напитка.

После этого можно будет периодически выполнять определение, например, каждые 15 секунд для отслеживания в реальном времени того, когда заканчивается подача воды, чтобы убедиться, что насос не работает всухую дольше, чем заданное время. Однако этот подход к управлению несколько неудобен для пользователя, как только напиток находится в процессе подачи. В частности, выполнение периодической проверки в дополнение к проверке при активации насоса может увеличить общее время приготовления напитка и может привести к нежелательному изменению шума насоса вследствие изменения сигнала управления насосом.

В любом случае отслеживающее устройство может быть не столь чувствительным к воздушному потоку, когда вода только что закончилась, потому что отслеживающее устройство все еще будет влажным и, следовательно, скорее всего, остановится, чтобы обеспечить обнаружение состояния отсутствия потока. Таким образом, дополнительные периодические проверки, как правило, не требуются в ходе приготовления напитка, если вода еще не закончилась в начале приготовления напитка.

Как показано стрелкой 54, сигнал управления насосом уменьшается с первого сигнала управления (уровень 10) до заданного второго сигнала управления (уровень 5,5 в этом примере).

Это приводит к распознаванию последовательности 56 импульсов. Параметр потока при этой последовательности импульсов измеряют, чтобы определить, является ли поток потоком жидкости или потоком газа.

В данном примере для проверки используется заданный уменьшенный сигнал управления насосом. Уровни потока, ожидаемые для потока газа и для потока жидкости, лучше различаются при этом более низком сигнале управления насосом, чем при первом сигнале управления насосом (например, максимальном потоке) (как объяснено со ссылкой на ФИГ. 2).

Таким образом, данный подход предполагает управление насосом до заданного уровня электропитания, чтобы подчеркнуть различное влияние потоков воздуха и воды на поведение насоса и расходомера.

Параметр потока представляет собой, например, частоту сигнала расходомера. Если частота сигнала расходомера превышает пороговое значение, то имеет место поток воды, в противном случае имеет место поток воздуха.

ФИГ. 4 используется для объяснения второго подхода.

С момента времени от 0 до 5 снова применяют максимальный уровень мощности насоса (уровень 10). Расходомер выдает выходной сигнал распознавания в виде последовательности 52 импульсов. В момент 5 времени желательно определить, является ли последовательность импульсов результатом потока жидкости или потока газа.

Как показано стрелкой 60, сигнал управления насосом постепенно уменьшается по сравнению с первым сигналом управления (уровнем 10). Данный пример показывает линейное изменение, но могут быть использованы и другие формы. В данном примере нет фиксированной конечной точки.

Последовательность импульсов постепенно меняется, и поток отслеживается. Второй сигнал управления идентифицируется как сигнал, при котором параметр потока падает до заданного уровня. На основании второго сигнала управления в это время определяют, является ли поток потоком жидкости или потоком газа.

При этом подходе сигнал управления насосом уменьшается до тех пор, пока не будет достигнут заданный более низкий параметр потока (например, расход), для которого последовательность измеренных импульсов показана как 62. Сигнал управления насосом, необходимый для этого более низкого расхода, указывает, является ли поток газом или жидкостью.

Таким образом, этот подход включает в себя управление насосом для достижения заданного параметра потока (например, расхода), чтобы подчеркнуть различное влияние воздуха по сравнению с водой на поведение насоса и расходомера.

Если обнаружен поток, пониженное питание подается к насосу до тех пор, пока не будет достигнуто заданное пороговое значение параметра потока. Если это происходит, когда мощность, подаваемая к насосу, ниже порогового значения, то имеет место поток воды, в противном случае имеет место поток воздуха.

ФИГ. 5 используется для объяснения третьего подхода.

С момента времени от 0 до 5 применяется максимальный уровень мощности насоса (уровень 10). Расходомер выдает выходной сигнал распознавания в виде последовательности 52 импульсов. В момент 5 времени желательно определить, является ли последовательность импульсов результатом потока жидкости или потока газа.

Сигнал управления насосом снижается с первого сигнала управления (уровень 10) до нуля.

Это приводит к распознаванию последовательности 64 импульсов. Временной отклик измеренного параметра потока используется для определения того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа. Это обычно функция затухания, и она проявляется как увеличение периодов времени между последовательными импульсами последовательности 64 импульсов, как схематически представлено на ФИГ. 5.

Этот временной отклик относится к тому, как вращающийся элемент замедляется, когда поток прекращается. Газ и жидкость создают различное сопротивление замедлению вращающегося элемента.

Как было объяснено выше, контроллер 50 должен только выполнить определение того, обнаружен ли поток.

В одном примере любой обнаруженный поток является достаточным для выполнения определения. Во время максимального сигнала насоса параметр потока может сравниваться с пороговым значением 70 для определения того, что поток должен быть потоком жидкости. Как показано на ФИГ. 2, это пороговое значение 70 может быть выше любого возможного значения, присущего потоку воздуха. Таким образом, любое значение параметра потока выше порогового значения 70 должно указывать на поток воды. Однако любое значение параметра потока ниже порогового значения 70 может указывать как на поток воздуха, так и на поток воды. Таким образом, если значение параметра потока ниже порогового значения 70, определение может быть недостаточно надежным, чтобы сделать вывод об отсутствии вероятности того, что это поток воды (из-за нечеткого различения возможных значений параметра потока), поэтому затем следует один из трех описанных выше возможных подходов.

На ФИГ. 6 показан способ подачи потока жидкости с использованием насоса и отслеживания указанного потока жидкости, включающий:

Распознавание на этапе 80 вращения вращающегося элемента для обнаружения таким образом потока; и

Определение на этапе 82 того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа.

Этап 82 включает в себя подэтапы:

управления насосом с помощью первого сигнала управления на подэтапе 84;

обнаружения потока, который может представлять собой поток газа на подэтапе 86, и в ответ:

уменьшения сигнала управления насосом с первого сигнала управления до второго сигнала управления на подэтапе 88, тем самым изменяя характеристики сигнала управления насосом и характеристики результирующего потока; и

определения на подэтапе 90 того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа на основании изменения указанных характеристик.

Три возможных подхода, описанных выше, могут быть реализованы как часть подэтапа 90.

Как упомянуто выше, настоящее изобретение применимо ко множеству различных приспособлений для приготовления напитков или даже приспособлений для приготовления пищи. Настоящее изобретение представляет интерес для недорогих машин, например, без какого-либо датчика уровня воды. Тем не менее, подход согласно настоящему изобретению также представляет интерес для конкретных ситуаций, связанных с машиной, таких как процедуры запуска и/или загрузки водой, и даже для более сложных машин. В этих случаях высока вероятность того, что расходомер будет сухим.

В качестве примера, некоторые кофемашины, такие как полностью автоматические кофемашины, имеют процедуру загрузки воды, которая является частью процедуры запуска для первой активации насоса после подключения машины к системе электропитания или по истечении определенного периода с момента последнего использования машины.

Альтернативно или дополнительно такая процедура загрузки водой может быть инициирована на основании проблем, обнаруженных в системе подачи воды, например, когда датчик уровня воды указывает на наличие воды в резервуаре для воды, но сигнал, выданный расходомером, не соответствует ожидаемому рабочему диапазону, например, если поток не обнаружен.

Обнаружение потока газа (воздуха) в сравнении с потоком жидкости (воды) способом, описанным выше, может быть использовано в качестве части этих процедур.

Как описано выше, в вариантах реализации используется контроллер. Контроллер может быть реализован множеством способов с помощью средств программного и/или аппаратного обеспечения для выполнения различных необходимых функций. Процессор представляет собой один пример контроллера, использующего один или более микропроцессоров, которые могут быть запрограммированы с использованием программного обеспечения (например, микрокода) для выполнения требуемых функций. Однако контроллер может быть реализован с использованием процессора или без него, а также может быть реализован как сочетание специализированных аппаратных средств для выполнения некоторых функций и процессора (например, одного или более запрограммированных микропроцессоров и связанных схем) для выполнения других функций.

Примеры компонентов контроллера, которые могут использоваться в различных вариантах осуществления настоящего раскрытия, включают, но не ограничиваются ими, обычные микропроцессоры, специализированные интегральные схемы (ASIC) и программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA).

В различных реализациях процессор или контроллер могут быть связаны с одним или более носителями данных, такими как энергозависимая и энергонезависимая компьютерная память, например, RAM, PROM, EPROM и EEPROM. Носители данных могут быть закодированы с помощью одной или более программ, которые при выполнении на одном или более процессорах и/или контроллерах выполняют требуемые функции. Различные носители для хранения данных могут быть неподвижно размещены в процессоре или контроллере или могут быть портативными, в результате чего одна или более сохраненных на носителях программ могут быть загружены в процессор или контроллер.

Другие вариации описанных вариантов реализации могут быть поняты и реализованы специалистом в данной области техники при осуществлении настоящего изобретения на практике после ознакомления с чертежами, описанием и прилагаемой формулой изобретения. В формуле изобретения слово «содержит» не исключает другие элементы или этапы, а грамматический показатель единственного числа не исключает множество.

Тот факт, что определенные меры упоминаются в отличных друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что сочетание этих мер не может быть использовано с выгодой.

Компьютерная программа может храниться или распространяться на подходящем носителе, таком как оптический носитель для хранения данных или твердотельный носитель поставляемый вместе с другими аппаратными средствами или как их часть, но также может распространяться в других формах, например, по сети Интернет или с использованием других проводных или беспроводных систем связи (при необходимости).

Если в формуле изобретения или описании использован термин "приспособлен для", следует отметить, что термин "приспособлен для" является эквивалентом термина "выполнен с возможностью".

Никакие ссылочные обозначения в формуле изобретения не следует считать ограничивающими его объем.

Группа изобретений относится к системе и способу подачи потока, к машине для приготовления напитка, а также к носителю данных, на котором хранится компьютерная программа для реализации способа. Система подачи потока для подачи и отслеживания потока жидкости содержит насос, отслеживающее устройство для отслеживания потока, созданного насосом, чувствительное устройство для обнаружения наличия потока, отслеживаемого отслеживающим устройством, и контроллер для определения того, является ли обнаруженный поток потоком жидкости или потоком газа. Контроллер выполнен с возможностью управления насосом с помощью первого сигнала управления, уменьшения сигнала управления насосом с первого сигнала управления до второго сигнала управления в ответ на обнаруженный поток, который может представлять собой поток газа, тем самым изменяя характеристики сигнала управления насосом и характеристики результирующего потока, и определения на основании изменения указанных характеристик, является ли поток потоком жидкости или потоком газа. Технический результат направлен на предотвращение износа насоса и обеспечение обратной связи для пользователя. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система подачи потока для подачи и отслеживания потока жидкости, содержащая:

насос (18);

отслеживающее устройство (17) для отслеживания потока, созданного насосом;

чувствительное устройство для обнаружения наличия потока, отслеживаемого отслеживающим устройством, и

контроллер (50) для определения того, является ли обнаруженный поток потоком жидкости или потоком газа, причем контроллер (50) выполнен с возможностью:

управления насосом с помощью первого сигнала управления;

уменьшения сигнала управления насосом с первого сигнала управления до второго сигнала управления в ответ на обнаруженный поток, который может представлять собой поток газа, тем самым изменяя характеристики сигнала управления насосом и характеристики результирующего потока; и

определения на основании изменения указанных характеристик, является ли поток потоком жидкости или потоком газа.

2. Система по п. 1, в которой первый сигнал управления представляет собой сигнал управления насосом, предназначенный для подачи потока жидкости с заданной скоростью, при этом первый сигнал управления представляет собой максимальный сигнал управления насосом.

3. Система по любому из пп. 1 или 2, в которой контроллер (50) выполнен с возможностью определения того, может ли обнаруженный поток представлять собой поток газа, путем:

обнаружения какого-либо потока или

определения того, является ли параметр потока для обнаруженного потока ниже первого порогового значения.

4. Система по любому из пп. 1-3, в которой контроллер (50) выполнен с возможностью:

уменьшения сигнала управления насосом с первого сигнала управления до заданного второго сигнала управления в ответ на обнаруженный поток, который может представлять собой поток газа; и

определения того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании измеренного параметра потока, когда насос приводится в действие вторым сигналом управления.

5. Система по любому из пп. 1-3, в которой контроллер (50) выполнен с возможностью:

уменьшения сигнала управления насосом управляемым образом с первого сигнала управления в ответ на обнаруженный поток, который может представлять собой поток газа;

отслеживания параметра потока во время постепенного уменьшения сигнала управления;

определения второго сигнала управления в качестве сигнала, при котором параметр потока падает до заданного уровня; и

определения, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании второго сигнала управления.

6. Система по любому из пп. 1-3, в которой контроллер (50) выполнен с возможностью:

уменьшения сигнала управления насосом с первого сигнала управления до нулевого сигнала управления в ответ на обнаруженный поток, который может представлять собой поток газа; и

определения, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании временного отклика измеренного параметра потока.

7. Система по любому из пп. 1-6, в которой отслеживающее устройство (17) содержит вращающийся элемент, который выполнен с возможностью вращения потоком, проходящим через отслеживающее устройство и созданным насосом, а чувствительное устройство выполнено для распознавания вращения вращающегося элемента, тем самым обнаруживая поток.

8. Система по п. 7 при зависимости от пп. 3-6, в которой параметр потока содержит индикацию скорости вращения вращающегося элемента.

9. Система по п. 8, в которой параметр потока содержит характеристику сигнала (52, 56) в виде последовательности импульсов, генерируемого отслеживающим устройством.

10. Машина для приготовления напитка, содержащая:

резервуар (12) для воды;

секцию (28) для приготовления напитка и

систему (17, 18, 50) подачи потока по любому предшествующему пункту для подачи воды из резервуара (12) для воды в секцию (28) для приготовления напитка и для отслеживания потока воды, подаваемого в секцию для приготовления напитка,

при этом контроллер (50) также выполнен для определения того, когда резервуар (12) для воды пуст, и для остановки насоса (18), когда резервуар для воды пуст.

11. Способ подачи потока жидкости с использованием насоса и отслеживания потока жидкости, включающий:

(80) распознавание с использованием устройства для отслеживания потока для обнаружения, таким образом, потока и

(82) определение того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, путем:

(84) управления насосом с помощью первого сигнала управления;

(86) обнаружения потока, который может представлять собой поток газа, и в ответ:

(88) уменьшения сигнала управления насосом с первого сигнала управления до второго сигнала управления, тем самым изменяя характеристики сигнала управления насосом и характеристики результирующего потока; и

(90) определения того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании изменения указанных характеристик.

12. Способ по п. 11, включающий в ответ на обнаружение потока, который может представлять собой поток газа:

уменьшение сигнала управления насосом с первого сигнала управления до заданного второго сигнала управления и

определение того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании измеренного параметра потока, когда насос приводится в действие вторым сигналом управления.

13. Способ по п. 11, включающий в ответ на обнаружение потока, который может представлять собой поток газа:

уменьшение сигнала управления насосом управляемым образом с первого сигнала управления;

отслеживание параметра потока во время уменьшения сигнала управления;

определение второго сигнала управления в качестве сигнала, при котором поток падает до заданного уровня; и

определение того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании второго сигнала управления.

14. Способ по п. 11, включающий в ответ на обнаружение потока, который может представлять собой поток газа:

уменьшение сигнала управления насосом с первого сигнала управления до нулевого сигнала управления и

определение того, является ли поток потоком жидкости или потоком газа, на основании временного отклика измеренного параметра потока.

15. Носитель данных, на котором хранится компьютерная программа, содержащая средства компьютерного программного кода, которая при запуске ее на компьютере выполнена с возможностью вызова реализации системой подачи потока по любому из пп. 1-9 способа по любому из пп. 11-14.