СИСТЕМА ЦИРКУЛЯЦИИ ВОДЫ В УСТРОЙСТВЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
WATER CIRCULATION SYSTEM IN BEVERAGE PREPARATION DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение касается улучшенной системы циркуляции воды для устройств приготовления напитков, таких как кофемашины, и, в частности, устройства приготовления напитков, предназначенного для изготовления напитка на основе ингредиентов, содержащихся в капсуле, которую вставляют в устройство приготовления напитков. Кроме того, настоящее изобретение касается таких устройств приготовления напитков на основе воды, которые снабжены встроенной системой циркуляции воды, а также изобретение касается способа использования указанных встроенных систем циркуляции воды. Кроме того, настоящее изобретение касается способа определения уровня воды в резервуаре для воды системы циркуляции воды.
Уровень техники
Известны различные машины, предназначенные для получения горячих напитков или продуктов питания из молотого кофе, чая, супов и подобных продуктов.
В частности, в патенте US 5943472 описана система циркуляции воды, предназначенная для подобной машины и расположенная между резервуаром для воды и камерой распределения горячей воды или пара для эспрессо-машины. Система циркуляции содержит клапаны, металлическую нагревательную трубку и насос, которые соединены друг с другом и с резервуаром с помощью нескольких силиконовых шлангов, соединенных вместе зажимными кольцами.
Система циркуляции воды в такой машине для приготовления напитков имеет сложную конструкцию, являющуюся громоздкой и дорогостоящей, так как она состоит из множества отдельных деталей. Хотя система циркуляции воды может подходить для компактных устройств приготовления напитков, трудно спроектировать и компактно разместить большое количество деталей, предложенных в патенте US 5943472, при одновременном обеспечении легкости изготовления такой машины.
Другие недостатки системы, предложенной в патенте US 5943472, заключаются в сложности изготовления, что приводит к увеличению затрат. Кроме того, так как предложенная система содержит большое количество отдельных деталей, для изготовления и обслуживания устройства требуется большое количество этапов сборки. Также при сборке машины узел из силиконовых шлангов и хомутов также требует вмешательства человека. В результате изготовление и обслуживание таких устройств очень сложно и дорогостояще.
Следовательно, существует потребность в упрощенной конструкции системы циркуляции воды, являющейся частью устройства приготовления напитков.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение позволяет преодолеть указанные недостатки.
Для этого предложена улучшенная конструкция системы циркуляции воды, предназначенная для использования вместе с устройствами приготовления напитков, такими как, например, кофемашины.
Настоящее изобретение также нацелено на уменьшение количества деталей, этапов сборки и стоимости изготовления системы циркуляции воды машины для приготовления напитков. Так как настоящее изобретение нацелено на уменьшение количества этапов, нужных для осуществления сборки, и уменьшение сложности процесса сборки, оно также нацелено на увеличение автоматизации процесса сборки такого устройства приготовления напитков.
Согласно одному аспекту изобретения, предложена более эффективная конструкция сопряжения резервуара для воды и системы циркуляции воды, являющейся частью машины.
Согласно другому аспекту изобретения, предложена объединенная конструкция для водяного насоса, принадлежащего системе подачи воды, указанное решение направлено на уменьшение сложности системы воды и на автоматизацию изготовления устройства приготовления напитков.
Еще один аспект изобретения направлен на объединение в один компонент электрической схемы, ведущей к насосу, такое как объединение с соединительным элементом трубки для воды, соединенной с водяным насосом.
Еще один аспект изобретения направлен на объединение указателя уровня воды с системой циркуляции воды.
Эти цели достигаются благодаря свойствам независимых пунктов формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения дополнительно развивают принципы настоящего изобретения.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения устройство приготовления напитков содержит источник воды с выпуском, насос с опорным элементом и неразделимый трубопровод для воды с впуском и выпуском, который предназначен для направления воды от источника воды к насосу, выпуск трубопровода соединен с насосом. Выпуск источника воды соединен с впуском трубопровода для воды с помощью кольцеобразного уплотнительного элемента, который является неотъемлемой выступающей частью впуска трубопровода или выпуска трубопровода. Основание насоса является неотъемлемой частью трубопровода для воды, в частности выпуска трубопровода.
Трубопровод для воды, в частности выпуск трубопровода, может содержать электрическую схему, соединенную с насосом. Выпуск трубопровода и/или возможно присутствующая электрическая схема могут быть соединены с насосом с помощью защелкивающегося соединительного элемента.
Источник воды может являться резервуаром для воды или может содержать резервуар для воды, в частности, резервуар, уровень содержащейся в котором воды может быть измерен с помощью оптического устройства обнаружения уровня воды.
Неразделимый трубопровод может содержать промежуточную часть, которая соединена с датчиком, таким как устройство измерения расхода, датчиком давления или датчиком температуры. Эта промежуточная часть трубопровода может содержать промежуточный выпуск и промежуточный впуск, которые предназначены для направления воды в датчик и из него и которые расположены между источником воды и насосом. Таким образом, предпочтительно, чтобы промежуточный выпуск и промежуточный впуск были неотъемлемыми частями трубопровода. Соответственно, впуск и выпуск, например, соединены так, что расположены параллельно друг другу и соединены с датчиком.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения система циркуляции воды для устройства приготовления напитков содержит источник воды, такой как резервуар для воды с выпуском и неразделимый трубопровод для воды с впуском, который предназначен для направления воды от источника воды к насосу. Выпуск источника воды соединен с впуском трубопровода для воды с помощью кольцеобразного уплотнительного элемента, который является неотъемлемой выступающей частью впуска трубопровода или выпуска трубопровода.
В такой системе кольцеобразный уплотнительный элемент является неотъемлемой частью впуска трубопровода для воды и кольцеобразный уплотнительный элемент сжат относительно выпуска источника или наоборот с целью уплотнения соединения между трубопроводом для воды и источником воды. Кольцеобразный уплотнительный элемент может быть выполнен, по меньшей мере, из резины, силикона и термопластичного материала.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения система циркуляции воды устройства приготовления напитков, описанная выше, содержит насос с опорой и трубопровод для воды с впуском и выпуском. Выпуск этого трубопровода соединен с насосом и расположен так, чтобы направлять воду от источника воды к насосу. Трубопровод для воды является неотъемлемой частью опоры насоса.
В одном варианте осуществления изобретения опора насоса содержит: соединительный элемент насоса, который выполнен неотделимо от трубопровода, в частности от выпуска трубопровода, и предназначен для механического соединения насоса с опорой; и основание 307, которое выполнено неотделимо от соединительного элемента насоса и предназначено для крепления опоры в устройстве приготовления напитков. При желании выпуск трубопровода проходит через соединительный элемент насоса к впуску для воды насоса. Обычно основание 307 и соединительный элемент 306 насоса соединены множеством отдельных стержней 308.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения описанная выше система циркуляции воды для устройства приготовления напитков содержит: трубопровод для воды, соединенный с насосом с целью направления воды из источника воды к насосу, в трубопровод для воды встроена электрическая схема, соединенная с насосом.
Выпуск трубопровода может быть присоединен к соединительным элементам электрической схемы так, что насос может быть присоединен к контуру для жидкости и электрической схеме в ходе одной операции изготовления устройства приготовления напитков.
Удобно, чтобы выпуск трубопровода и/или электрическая схема могли быть соединены с насосом с помощью защелкивающегося соединительного элемента.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения источник воды для устройства приготовления напитков, описанного выше, содержит: резервуар, в котором находится вода и который предназначен для подачи воды к насосу указанного устройства; и оптический датчик, предназначенный для измерения уровня воды в резервуаре. Оптический датчик содержит устройство излучения света, которое предназначено для излучения в воду резервуара луча света, который преломляется водой в зависимости от уровня воды; и устройство обнаружения света, которое предназначено для обнаружения излучаемого луча света после преломления. Устройство излучения света и устройство обнаружения света расположены таким образом, что излучаемый луч света преломляется на устройство обнаружения тогда, когда уровень воды в резервуаре достигает заранее заданного нижнего значения.
Этот нижний уровень воды может обычно соответствовать минимальному количеству воды для приготовления еще одной чашки напитка. Следовательно, устройство приготовления напитков может быть выполнено таким образом, что оно не запустит новый цикл приготовления напитка до тех пор, пока не будет обнаружено, что количества воды достаточно для завершения такого цикла. Для этого устройство приготовления напитков может содержать интерфейс, который призывает пользователя наполнить резервуар для воды, чтобы можно было приготовить дополнительные чашки напитка.
Устройство обнаружения света может быть расположено в нижней части резервуара для воды. Устройство обнаружения света и устройство излучения света расположены так, что излучаемый луч света последовательно проходит отражения и преломления и так, что устройство обнаружения света получает часть отраженного света тогда, когда уровень воды в резервуаре для воды достигает заранее заданного значения. Конечно, также возможно спроектировать систему излучения-обнаружения света таким образом, что устройство обнаружения получает часть отраженного луча света тогда, когда уровень воды выше заранее заданного нижнего значения.
Варианты осуществления настоящего изобретения также направлены на устройства, предназначенные для осуществления описанных способов, и включают части устройств, предназначенные для осуществления каждого этапа описанного способа. Эти этапы способа могут осуществлять с помощью аппаратных компонентов, компьютера, запрограммированного с помощью соответствующего программного обеспечения, и с помощью любой комбинации аппаратных и программных средств или любым другим способом. Кроме того, варианты осуществления изобретения также направлены на способы, с помощью которых работает описанное устройство. Это включает в себя этапы способов, предназначенные для осуществления всех функций устройства.
Все упомянутые выше аспекты связаны общей идеей, заключающейся в том, что при перемещении воды в машинах для приготовления напитков сложность системы для воды, потребность в одновременном поддержании различных уровней давления в системе, потребность в уменьшении размеров машин для приготовления напитков, потребность в более легких и более компактных машинах при одновременном сохранении функциональности, потребность в упрощении проекта и изготовления при одновременном улучшении функциональности, доступной пользователю и уровень качества полученных напитков порождают множество задач для конструктора таких машин. Настоящее изобретение предназначено для того, чтобы предложить решения таких задач.
Благодаря наличию объединенной системы циркуляции воды, то есть системы, в которой различные функции объединены в один компонент или в небольшое количество компонентов, такие как функция направления воды из источника воды, функция уплотнения между источником воды и насосом, а так же функция опоры для насоса, функция электрического соединения для насоса, входящая и выходящая трубки, соединенные с датчиком, таким как устройство измерения расхода, значительно уменьшается количество деталей и операций сборки, а также потребность во вмешательстве человека при сборке, в частности, когда трубопровод для воды выполнен из гибкого материала, такого как силикон или резина или даже других возможных материалов, в частности термопластичных материалов или материалов на основе металла.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества, признаки и цели настоящего изобретения будут ясны специалисту в данной области после прочтения следующего подробного описания вариантов осуществления изобретения, к которому приложены чертежи, на которых:
фиг.1 - общий вид, показывающий поперечное сечение устройства приготовления напитков, содержащего систему циркуляции воды и соответствующего изобретению;
фиг.2 - вид, показывающий впуск соединительного элемента трубопровода для воды, соединенный с выпуском резервуара для воды в соответствии с изобретением;
фиг.3а и 3b - виды, показывающие объединенную систему циркуляции воды, соответствующую настоящему изобретению;
фиг.4а и 4b - виды, показывающие гидравлический защелкивающийся соединительный элемент выпуска трубки, предназначенный для водяной системы устройства приготовления напитков, соответствующий настоящему изобретению; и
фиг.5a и 5b - виды, показывающие датчик, предназначенный для измерения уровня воды в резервуаре для воды с помощью оптического средства, связанного с резервуаром для воды в соответствии с изобретением.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Далее будут подробно рассмотрены несколько различных вариантов осуществления изобретения, один или более примеров которого проиллюстрированы на фигурах. Каждый пример предназначен для пояснения изобретения и не ограничивает его. Например, свойства, показанные или описанные как часть одного варианта осуществления изобретения, могут быть использованы вместе с другими вариантами осуществления изобретения с целью получения еще одного варианта осуществления изобретения. Предполагается, что настоящее изобретения включает в себя такие модификации и изменения.
В последующем описании чертежей одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым компонентам. В общем, для отдельных вариантов осуществления изобретения будут описаны только их различия.
В машине для приготовления напитков вода может быть подана или из съемного резервуара для воды или, в случае соединения машины для приготовления напитков с источником непрерывной подачи воды, воду подают из указанного источника непрерывной подачи. Машина для приготовления напитков может быть снабжена соединительным элементом, предназначенным для соединения по выбору с внешним средством подачи воды, которое может представлять собой или резервуар для воды или впускное отверстие подачи воды из водопроводной сети. Ингредиенты, нужные для приготовления напитков, представляют собой, например, обжаренный или молотый кофе, листвой чай, травяной чай или фруктовый чай или любые другие ингредиенты, такие как порошковый суп, который заливают водой с целью приготовления напитка.
Вода поступает в машину, по существу, не под давлением.
В общем, система циркуляции воды, являющаяся частью устройства приготовления напитков, содержит, по меньшей мере, насос, устройство измерения расхода, средство управления, средство нагревания воды. Также может быть предусмотрен ряд дополнительных устройств.
Система циркуляции воды содержит устройство измерения расхода и средство управления, которое предназначено для получения информации об объеме жидкости от устройства измерения расхода и для управления выключением насоса машины. Также могут быть предусмотрены дополнительный насос и дополнительное средство нагревания воды, предназначенное для подачи пара в выпускное отверстие для пара.
На фиг.1 показан поперечный разрез общего вида типового устройства приготовления напитков, которое содержит систему 500 циркуляции воды, соответствующую настоящему изобретению; фиг.1 одновременно дает возможность увидеть работу системы циркуляции воды указанной типовой машины для приготовления напитков.
Устройство 100 приготовления напитков содержит впуск 102 для воды, водяной насос 104 и средство нагревания воды, такое как, например, водонагреватель, термоблок или нагреватель 106, включаемый при необходимости и имеющий низкую тепловую инерцию. Нагретая и находящаяся под давлением вода из средства 106 нагревания воды и водяного насоса 104 может быть подана в блок приготовления напитка, который, например, спроектирован так, чтобы капсула 110 с ингредиентами была расположена в камере 108 извлечения/заваривания. Под термином «капсула» понимается подходящая упаковка любого типа, содержащая порционные пищевые ингредиенты и предназначенная для того, чтобы ее вставляли в камеру извлечения/заваривания, примером капсулы является герметичная алюминиевая или пластиковая капсула и/или фильтр-модуль.
Камера 108 извлечения устройства 100 приготовления напитков предназначена для впрыска воды в капсулу и вывода через выпускное отверстие 112 таким образом приготовленного напитка, который является результатом взаимодействия (извлечения, заваривания, растворения, …) воды с ингредиентами и капсулой (не показана).
Когда устройство 100 приготовления напитков напрямую соединено с источником воды, оно может приготавливать напитки путем выполнения набора необходимых базовых функций. Для этого устройство 100 приготовления напитков также с помощью электрического соединительного элемента 114 соединено с источником энергии.
Также устройство 100 приготовления напитков содержит пользовательский интерфейс 116, содержащий, например, кнопки управления, сенсорные экраны и так далее. Пользовательский интерфейс 116 управления функционально соединен с электрической схемой 120 управления, которая в устройстве приготовления напитков предназначена для управления, по меньшей мере, работой водяного насоса 104 и средства 106 нагревания воды, что осуществляется в зависимости от действий пользователя с пользовательским интерфейсом 116 управления. Кроме того, электрическая схема 120 управления также управляет устройством 122 измерения расхода в плане количества воды, подаваемой в систему циркуляции воды, что делается в зависимости от действий пользователя с пользовательским интерфейсом 116 управления.
Впускное отверстие 102 для воды устройства 100 приготовления напитков может быть соединено или с внешним источником воды или с резервуаром 118 для воды.
Кроме компонентов, показанных на фиг.1, устройство 100 приготовления напитков также может содержать множество других устройств (не показаны на фиг.1), таких как средства электрического управления, источники жидкости, средства пользовательского интерфейса (дисплей для ввода и информационный дисплей и так далее) и источники электрической энергии, которые, например, могут предоставить пользователю дополнительную функциональность.
Устройства 100 приготовления напитков дополнительно содержит устройство 122 измерения расхода, которое функционально соединено со схемой 120 управления. Таким образом, через устройство 122 измерения расхода электрическая схема 120 управления может отслеживать расход жидкости из резервуара 118 для воды, соединенного через впускное отверстие 102 с остальной частью системы циркуляции воды, являющейся частью устройства 100 приготовления напитков.
С помощью устройства 122 измерения расхода электрическая схема 120 управления управляет количеством жидкости, проходящим через водяной насос 104 и средство 106 нагревания и, таким образом, осуществляет управление объемом напитка или управление температурой воды в соответствии с известными технологиями приготовления напитков, например, с использованием датчиков температуры, расположенных в модуле.
В типовом варианте осуществления настоящего изобретения устройство 122 измерения расхода может быть расположено ниже по потоку относительно резервуара 118 для воды, но до впуска для воды в соединительный элемент 306 насоса (смотри фиг.3).
Далее, устройство 100 приготовления напитков оборудовано электрической схемой, соединяющей различные элементы устройства, указанная схема не показана на фиг.1. Множество элементов, рассмотренных выше и принадлежащих системе циркуляции воды, объединены в корпусе 124 устройства 100 приготовления напитков.
Далее более пристальное внимание будет уделено областям, обозначенным на фиг.1 ссылочной позицией 200 - области сопряжения резервуара 118 и остальной части системы 500 каналов для воды устройства 100 приготовления напитков, ссылочной позицией 300 - области системы каналов для воды устройства 100 приготовления напитков, и ссылочной позицией 600 - области резервуара 118 для воды. Каждая из указанных областей будет описана и рассмотрена для типовых вариантов осуществления настоящего изобретения.
Решения, соответствующие настоящему изобретению, будут рассмотрены в связи с каждой областью и будет показано, что благодаря этим решения некоторые компоненты, присутствующие в классических системах циркуляции воды машин для приготовления напитков, могут быть опущены без ухудшения работы устройства приготовления напитков и ухудшения качества получающихся напитков, при этом указанные решения приводят к экономии деталей, более простой конструкции, облегчению изготовления и экономии на затратах для системы циркуляции воды машины для приготовления напитков.
На фиг.2 показана область 200, которая является областью сопряжения резервуара 118 для воды и остальной части системы 500 каналов для воды, тем самым указанная область содержит соединительный элемент 201 у впуска 102 трубопровода 302 для воды, указанный соединительный элемент 201 предназначен для размещения выпуска 202 резервуара для воды и реализован в соответствии с типовым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Резервуар 118 расположен в устройстве 100 приготовления напитков с целью подачи жидкости, такой как вода, к насосу 104 и нагревателю 106 и, следовательно, к камере 108 извлечения/заваривания и капсуле 110 с ингредиентами. Резервуар 118 соединен с устройством 100 приготовления напитков с возможностью разъединения и содержит впуск (не показан) и соединен с соединительным элементом 201 резервуара для воды, что позволяет вводить жидкость в систему 500 циркуляции воды, являющуюся частью устройства 100 приготовления напитков. Предпочтительно, чтобы резервуар 118 был снабжен рукояткой (не показана), предназначенной для облегчения обращения с резервуаром 118, таким образом пользователю удобно обращаться с резервуаром 118. Соединительный элемент 201 резервуара для воды, который целесообразно располагать снизу резервуара 118, предназначен для соединения выпуска 202 резервуара 118 с системой 500 циркуляции воды устройства 100.
Как показано, выпуск 202 резервуара 118 снабжен клапаном, который дает возможность снимать резервуар 118 с соединительного элемента 201 и надевать на него, например, с целью наполнения резервуара 118 водой, при этом вода не проходит через выпуск 202 резервуара 118 до тех пор, пока этот выпуск не размещен в соединительном элементе 201.
В соответствии с настоящим изобретением, соединительный элемент 201 резервуара для воды, как показано на фиг.2, расположен между резервуаром 118 и корпусом 124 устройства приготовления напитков. Такой соединительный элемент 201 резервуара для воды, при условии, что устройство приготовления напитков напрямую соединено с постоянным источником воды, таким как водопровод, может быть расположен между впуском 102 системы 500 циркуляции воды, являющейся частью устройства приготовления напитков, и трубопроводом подачи воды.
Соединительный элемент 201 резервуара для воды содержит уплотнительную кромку 204 соединительного элемента резервуара для воды, удерживающую кромку 206 фильтрующего элемента и возможно фильтрующий элемент 208. Предпочтительно, чтобы соединительный элемент 201, уплотнительная кромка 204, удерживающая кромка 206 были неотъемлемыми частями впуска 102 трубопровода 500 для воды.
Соединительный элемент 201 резервуара для воды может быть изготовлен, например, из резинового или термопластичного формовочного материала, имеющего аналогичную эластичность и термические свойства.
Корпус 124 устройства 100 приготовления напитков, окружающий соединительный элемент 201 резервуара для воды, будет придавать соединительному элементу механическую прочность.
Удерживающая кромка 204 способствует уплотнению, необходимому между резервуаром 118 для воды и входом в трубопровод системы 500 циркуляции воды.
Удерживающая кромка 206 способствует фиксации фильтра 208, исключая необходимость в дополнительных фиксирующих фильтр отдельных элементах.
Верхняя удерживающая кромка 204 соединительного элемента 201 резервуара для воды вставляется в резервуар для воды и обеспечивает уплотнение между соединительный элементом 201 и резервуаром 118. Поэтому в указанное отверстие не нужно вставлять никаких дополнительных уплотняющих средств.
В общем вода, подаваемая с помощью резервуара 118 для воды, не находится под давлением. Тем не менее, соединительный элемент 201 резервуара для воды может быть оснащен более чем двумя уплотнительными кромками, если этого требует конструкция резервуара для воды и соединительных элементов или это нужно для поддержания давления. Следовательно, в случае, когда соединительный элемент 201 расположен между постоянным трубопроводом с водой и устройством 100, возрастает потребность в дополнительной опоре и уплотнении, что объясняется большим влиянием на вход в систему циркуляции воды. Соответственно для дополнительного уплотнения может быть предусмотрено большее количество уплотнительных кромок.
Как показано выше, удерживающие кромки 204, 206 резервуара 118 для воды и фильтрующего элемента 208 делают ненужными дополнительные средства фиксации фильтра. В результате уменьшается количеством отдельных деталей, входящих в состав соединительного элемента 201 резервуара для воды. Прямым следствием этого является уменьшение количества деталей, нужных для сборки и это улучшение ведет, по меньшей мере, к более легкому изготовлению и меньшей стоимости резервуара для воды и, следовательно, всей системы циркуляции воды устройства 100.
Изготовление соединительного элемента 201 резервуара для воды может осуществляться только в один этап, так как поверхность соединительного элемента содержит кольцеобразный выступ 204 (действующий как удерживающая кромка), на который давит лицевая поверхность выпуска 202 резервуара для воды, что нужно для уплотнения соединения резервуара и системы 500 циркуляции воды, являющейся частью машины.
При желании трубопровод или резервуар для воды может содержать фильтрующий элемент 208, как показано на фиг.2.
На фиг.3а и 3b подробно показана система циркуляции воды, реализованная в соответствии с типовым вариантом осуществления настоящего изобретения. Таким образом, на фиг.3а и 3b подробно показана область 300 с фиг.1, содержащая насос 104 и сопряжение 122 резервуара 118 и насоса 104.
Вибраторные насосы являются примером насосов, которые обычно используются в устройствах приготовления напитков, таких как устройство 100. Они почти всегда расположены внутри и являются неразъемными необслуживаемыми устройствами
Вибраторные насосы обеспечивают надежное формирование давления для заваривающего устройства в условиях небольшого объема. Насосы этого типа являются самовсасывающими и могут быть использованы для втягивания воды из источника не находящейся под давлением воды, так как температура основной части насоса быстро увеличивается.
Насос перемещает воду из системы с низким давлением в систему высокого давления, которое нужно для заваривания в кофемашине.
Как ясно из фиг.3а, система низкого давления связывает соединительный элемент 201 резервуара для воды, устройство 122 измерения расхода и сторону низкого давления насоса 104. Опора 304 насоса используется для удержания и крепления насоса и смягчения передачи вибраций на корпус 124 наилучшим возможным способом.
Как система низкого давления, так и опора 304 насоса выполнены из резины. Объединение опоры 304 насоса и соединительных элементов 302 в системе низкого давления уменьшает количество деталей и упрощает сборку и, следовательно, уменьшает затраты.
На фиг.3а показан соединительный элемент 201 резервуара для воды, присоединенный к системе 302 трубок системы циркуляции воды низкого давления. Эта система трубок соединяет резервуар 118 для воды и насос 104. Ниже по потоку относительно резервуара 118 для воды, соединенного с системой 302 трубок низкого давления, расположено устройство 122 измерения расхода. Устройство 122 измерения расхода расположено, в промежуточной части системы 302 трубок, между промежуточными выпуском 305' и впуском 305” системы трубок, которые являются частью системы 302 трубок. Фактически в соответствии с настоящим изобретением система 302 трубок, соединительный элемент 201 резервуара и системы трубок, промежуточные выпуск 305' и впуск 305” системы 302 трубок, опора 304 насоса и соединительный элемент 306 насоса с выпуском системы трубок в насос 104 образуют единый компонент.
Объединение этих частей системы 302 трубок низкого давления, соединительных элементов 306 и опорного элемента 304 насоса приводит к уменьшению количества отдельных деталей устройства 100 приготовления напитков и, следовательно, ведет к уменьшению общего количества деталей. Следствием этого является улучшение сборки устройства 100 приготовления напитков и уменьшение затрат.
Кроме того, так как уменьшается количество соединительных элементов, то достигается лучшее сжатие в системе, благодаря исключению слабых мест, где могут появиться течи. Благодаря объединению опоры 304 насоса, уменьшается пространство, занимаемое основной частью насоса при одинаковой эффективности насоса. Оптимальным является расположение устройства 122 измерения расхода между соединительным элементом 201 резервуара для воды и насосом 104. Например, устройство 122 измерения расхода может быть расположено ниже по потоку относительно насоса 104 до или после поточного нагревателя 106 воды.
На фиг.3b показан другой предпочтительный вариант осуществления насоса 104 и сопряжения 122 между резервуаром 118 для воды и насосом 104. Таким образом, опора 304 насоса содержит основание 307. Более того, предпочтительно, чтобы указанное основание 307 и соединительный элемент 306 насоса были соединены с помощью нескольких расположенных на расстоянии друг от друга стержней 308. Следовательно, насос 104 может эффективно поддерживаться основанием 307, которое предпочтительно соединено с корпусом 124 устройства 100.
В обоих вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг.3а и 3b, система 302 трубок соединена с насосом 104 с помощью выпуска 303 трубопровода. Предпочтительно, чтобы выпуск 303 трубопровода был выполнен в виде неотъемлемой части системы 302 трубок.
На фиг.4 показано соответствующее изобретению гидравлическое защелкивающееся соединение 400 трубок для системы воды устройства 100 приготовления напитков. На фиг.4а показан вид в изометрии указанного гидравлического защелкивающегося соединения 400 трубок, а на фиг.4b показано поперечное сечение указанного гидравлического защелкивающегося соединения 400 трубок.
Решение по соединению трубок, показанное на фиг.4 не обязательно используется только для системы трубок низкого давления, присутствующей в устройстве приготовления напитков, но также может быть использовано в других домашних бытовых устройствах.
Решение по гидравлическому защелкивающемуся соединению 400 трубок объединяет соединения для воды и электрическое соединение с насосом. На внешней стороне, вдоль выпуска трубки 302 расположена электрическая проводка 402. Электрическая проводка 402, по меньшей мере, с одного из своих концов снабжена электрической вилкой 406.
В небольших пространствах, таких как пространство, доступное в малых машинах для приготовления напитков, трудно разместить в устройстве всю необходимую проводку без оказания негативного воздействия на достигаемое давление воды и, следовательно, на качество получающихся напитков. Одно решение заключается в лучшем управлении пространством, доступным внутри корпуса 124 устройства. Одно возможное решение заключается в дальнейшем объединении компонентов и одним примером такого объединения является решение, показанное на фиг.4, трубопровод 302 для воды, объединенный с электрическим проводом 402.
Специальный защелкивающийся соединительный элемент 404, который объединяет электрическое соединение с насосом 104, расположен, например, на трубке 302 для воды, присоединенной к насосу 104 для воды. Цель заключается в том, чтобы упростить указанное соединение при одновременном сохранении хорошего уплотнения.
Съемное недорогое защелкивающееся соединительное приспособление 404 для пластиковых трубок содержит, по меньшей мере, одну пластиковую деталь 408 и одно уплотнительное кольцо 410. Таким образом, уплотнительное кольцо 410 обеспечивает эффективное уплотнение защелкивающегося соединения 400 трубок и специального дополнительного элемента 403. Предпочтительно, чтобы электрическая вилка могла быть объединена с соединительным элементом 403 дополнительного элемента, чтобы могло быть установлено электрическое соединение между двумя соединительными элементами 400 и 403.
Пластиковая деталь 408, выполненная в форме пластиковых крыльев, дает возможность соединения защелкивающегося кольца 401, соединенного с дополнительным элементом 403, путем нажатия на крылья с целью присоединения или разъединения. Достоинство этой конструкции заключается в радиальном уплотнении с хорошей герметичностью. Указанное соединение снимается при нажатии на крылья.
Защелкивающееся соединительное приспособление 400 имеет несколько достоинств, по меньшей мере, при использовании в водяном контуре устройства приготовления напитков: его соединение оптимизировано для автоматической сборки, оно изготавливается в виде одной детали, выполненной из одного или нескольких материалов, оно может быть разъединено, следовательно, сделано для съемных соединительных приспособлений и оно защелкивается. Более того, оно обеспечивает простое и надежное соединение при очень малой цене и дает возможность объединения с электрическим соединением.
Для достижения высокой степени объединения системы трубок, гидравлическое защелкивающееся приспособление, показанное на фиг.4, объединено с опорой 304 насоса и тянется, например, через соединительный элемент 306 насоса в насос 104.
На фиг.5а и 5b подробно показан участок 600 с фиг.1, который относится к решению, направленному на измерение уровня воды в резервуаре для воды и осуществляемому оптическим средством, объединенным с резервуаром для воды.
В этом варианте осуществления настоящего изобретения предполагается, что в устройство 100 приготовления напитков подают воду из резервуара 118 для воды и что указанный резервуар 118 для воды выполнен из материала, прозрачного для света, такого как стекло или прозрачный пластик, и не выполнен из непрозрачного материала, такого на темный пластик или металл.
Оптический источник 502 света, такой как светоизлучающий диод или диод инфракрасного излучения, излучает свет по направлению к резервуару 118 для воды под заранее заданным определенным и выбранным углом. Оптическое устройство 506 обнаружения расположено под резервуаром для воды, например оно встроено в основание 125 машины 100 для приготовления напитков (смотри фиг.1).
Когда луч А света, который источник 502 света излучает к резервуару, падает на резервуар, большая часть луча А света преломляется в стену резервуара. Коэффициент отражения материала, из которого выполнен резервуар, известен и зависит от материала, используемого при изготовлении резервуара 118. При выходе из резервуара для воды преломленный луч А света подвергается еще одному преломлению на границе между внутренней поверхностью резервуара для воды и расположенным в резервуаре материалом, обычно водой, если уровень воды в резервуаре достаточен (смотри фиг.5а). Когда вода в резервуаре 118 достигает определенного уровня, устройство 506 обнаружения будет распознавать луч света (смотри фиг.5b).
Как показано на фиг.5а, если в резервуаре 118 остается достаточное количество воды, то, так как луч А света, преломленный резервуаром для воды, дополнительно преломляется на границе между материалом резервуара для воды и водой и так как коэффициент преломления воды меньше коэффициента преломления материала резервуара, луч А света отклоняется на такой угол, что он не достигает устройства 506 обнаружения.
Как показано на фиг.5b, если в резервуаре 118 не остается достаточного количества воды, то луч А света будет обнаружен устройством 506 обнаружения. Луч А' света преломляется больше при выходе из резервуара для воды. Далее, когда луч А снова попадает в воду, он снова преломляется в направлении устройства 506 обнаружения. Предпочтительно, чтобы устройство обнаружения было расположено так, чтобы луч А' света падал непосредственно на устройство обнаружения.
Этот способ позволяет обнаруживать, достаточное или недостаточное количество воды присутствует в резервуаре 118. Он не позволяет проводить конечные измерения и идентификацию точного количества воды в резервуаре, но имеет важное достоинство, заключающееся в том, что защищает насос 104, так как насос может быть поврежден при работе без воды.
Устройство 506 обнаружения электрически и/или логически соединено с пользовательской панелью 116 управления, которое, например, информирует пользователя о присутствии или отсутствии воды.
Этот способ измерения позволяет осуществлять бесконтактное определение уровня воды, следовательно, исключается необходимость наличия плавающего датчика, расположенного в резервуаре 118 для воды. Этот способ основан на изменении коэффициента преломления для луча и выдает двоичный результат, который может быть отображен на панели пользователя.
Возвращаясь к общему представлению типового устройства 100 приготовления напитков с фиг.1 предполагается, что устройство 100 приготовления напитков содержит систему 500 циркуляции воды, которая включает в себя все технические решения, описанные выше при рассмотрении фиг.2-5.
Следовательно, система 100 содержит резервуар 118 для воды, соединенный с контуром 500 для воды, являющимся частью машины для приготовления напитков, с помощью оптимизированного соединительного элемента 201 резервуара для воды (на фиг.1 обозначен как область 200). Далее устройство 100 приготовления напитков содержит объединенную систему фиксации насоса и низкого давления. Кроме того, устройство 100 приготовления напитков содержит систему трубок, которая объединена с электрическими соединительными элементами и бинарным решением по измерению уровня воды в резервуаре для воды.
Специалистам в рассматриваемой области ясны следующие достоинства системы приготовления напитков, соответствующей настоящему изобретению.
- Несколько компонентов, присутствующих в классической системе циркуляции воды, являющейся частью машины для приготовления напитков, могут быть исключены без ухудшения работы устройства приготовления напитков и качества получающихся напитков, что ведет к экономии деталей, более простой конструкции, легкости при изготовлении и экономии затрат на систему циркуляции воды, являющейся частью машины для приготовления напитков.
- Удерживающие кромки резервуара для воды и фильтрующий элемент делают ненужным любое дополнительное средство фиксации фильтра. В результате, уменьшается количество отдельных деталей резервуара для воды. Прямым следствием этого является уменьшение количества деталей, нужных для сборки, и это улучшение ведет к упрощению изготовления и меньшей стоимости резервуара для воды и, следовательно, всей системы циркуляции воды устройства 100.
- Изготовление резервуара для воды с соединительным элементом резервуара для воды в соответствии с настоящим изобретением, может осуществляться только в один этап, так как форма поверхности соединительного элемента содержит кольцеобразный выступ, на который давит лицевая поверхность выпуска резервуара, что нужно для уплотнения соединения резервуара и системы циркуляции воды, являющейся частью машины.
- Результатом частичного или полного объединения в один узел, в соответствии с настоящим изобретением, контура низкого давления для воды и соединительных элементов в основание насоса является уменьшение количества отдельных деталей, объединенных в системе приготовления напитков и, следовательно, уменьшение общего количества деталей. Это приводит к увеличению легкости сборки устройства 100 приготовления напитков и уменьшению его стоимости.
Кроме того, так как уменьшается количество соединительных элементов, то в системе достигается лучшее сжатие, благодаря исключению слабых мест, где могут появиться течи. Благодаря объединению опоры насоса, при той же эффективности насоса уменьшается пространство, занимаемое основной частью насоса.
Хотя настоящее изобретение описано со ссылками на предпочтительные варианты его осуществления, специалист в рассматриваемой области может предложить большое количество модификаций и изменений, которые не выходят за границы объема изобретения, который определен в прилагаемой формуле изобретения.
Список ссылочных позиций
А - луч света (фиг.5a)
А' - луч света (фиг.5b)
100 - устройство приготовления напитков
102 - впуск трубопровода
104 - водяной насос
106 - средство нагревания воды
108 - камера извлечения/заваривания
110 - капсула с ингредиентами
112 - выпуск для напитка
114 - электрический соединительный элемент
116 - пользовательский интерфейс
118 - резервуар для воды
120 - электрическая схема управления
122 - устройство измерения расхода
124 - корпус машины
125 - основание устройства
200 - область сопряжения резервуара 118 для воды и остальной части системы 500 каналов для воды, являющейся частью устройства 100 приготовления напитков
201 - соединительный элемент резервуара для воды
202 - выпуск резервуара 118 для воды
204 - уплотнительная кромка соединительного элемента резервуара для воды
206 - удерживающая кромка
207 - кольцеобразный выступ
208 - фильтрующий элемент
300 - область системы каналов для воды, являющейся частью устройства приготовления напитков
302 - система трубок/водопровод
303 - выпуск трубопровода
304 - опора насоса
305' - промежуточный выпуск
305” - промежуточный впуск
306 - соединительный элемент насоса
307 - основание
308 - стержни
400 - соединительный элемент
403 - дополнительный элемент соединительного элемента
401 - защелкивающееся кольцо
402 - электрическая проводка
404 - защелкивающееся соединительное приспособление
406 - электрическая вилка
408 - одна пластиковая деталь
410 - уплотнительное кольцо
500 - система циркуляции воды
502 - оптический источник света
506 - оптическое устройство обнаружения
600 - область резервуара для воды