СИСТЕМА ВСПЕНИВАНИЯ МОЛОКА И СПОСОБ РАБОТЫ
MILK FOAMING SYSTEM AND METHOD OF OPERATION

Изобретение относится к области устройств по приготовлению напитков. В частности, оно относится к системе для создания молочной пены и для приготовления молочных напитков или компонентов молочного напитка.
Известны устройства вспенивания молока в виде встроенных блоков кофемашин или в виде отдельных устройств, присоединяемых к кофемашинам. В ЕР 2047779 раскрыта кофемашина с присоединяемым молочным блоком, в которой горячий пар из кофемашины используется для вспенивания молока, выкачиваемого из емкости молочного блока по принципу Вентури. Например, в ЕР 2326224 раскрыт вспениватель молока, содержащий шестеренчатый насос в виде центрального создающего пену элемента. Со стороны входа шестеренчатый насос выкачивает воздух и молоко, вспениваемое одновременно с подачей посредством шестеренок и выдаваемое со стороны выхода в виде вспененного молока. Опционально, в шестеренчатый насос может дополнительно подаваться пар, чтобы подаваемое вспененное молоко было теплым.
Также, например, из международных патентных заявок РСТ/ЕР 2015/071792 или РСТ/ЕР 2015/071794 известно устройство вспенивания молока, присоединяемое к базовому блоку машины по приготовлению напитков и содержащее шестеренчатый насос, выкачивающий молоко из емкости для молока и также вспенивающий его, если со стороны входа также подается воздух.
В системах, таких как упомянутые выше, в которых шестеренчатый насос выкачивает молоко, подлежащее выдаче, шестеренчатый насос должен создавать со стороны входа вакуум, который соответствует по меньшей мере максимальной высоте столбика жидкости выкачиваемого молока, а на практике, например, соответствует высоте шестеренчатого насоса над основанием емкости для молока, из которой осуществляется выкачивание. Однако если высота составляет, например, 20 см, это приводит к пониженному давлению по сравнению с давлением воздуха, составляющему 20 мбар. Кроме того, со стороны выхода часто расположено сужение (сопло), так что со стороны выхода насоса имеется дополнительное сопротивление, что дополнительно может немного повысить создаваемую насосом разность давлений. В итоге, очень высокие требования предъявляются к герметичности шестеренчатого насоса, который, поскольку речь идет о пищевых продуктах, не должен смазываться. Даже при небольшой утечке, например, вдоль внешней периферии шестеренок или вдоль их торцевых поверхностей (между корпусом насоса и шестеренками) или между шестеренками, воздух сразу же вытекает от стороны высокого давления (сторона выхода) к стороне низкого давления (сторона входа) и сразу же выравнивает разности давления. Эта проблема ухудшается возможным износом сцепляющихся друг с другом шестеренок, который может возникать при длительном использовании и который может вызывать такие небольшие утечки даже во время использования.
Кроме того, в зависимости от области применения может потребоваться очистка шестеренчатого насоса, для чего он также ежедневно разбирается. В связи с этим для шестеренчатого насоса исключаются сложные уплотнительные системы и т.п., не только из соображений экономии, но и из-за необходимости простой очистки пользователем. Частая разборка и сборка не способствуют точности отдельных компонентов.
Таким образом, настоящее изобретение направлено на создание системы вспенивания молока с шестеренчатым насосом, которая устраняет недостатки уровня техники, в частности, позволяет снизить требования к допускам шестеренчатого насоса и тем самым уменьшить стоимость изготовления, и/или снизить чувствительность к износу при длительном использовании, даже если емкость для молока, из которой выкачивается молоко, находится ниже шестеренчатого насоса.
Данная проблема решена с помощью изобретения, охарактеризованного в формуле изобретения.
Система вспенивания молока согласно настоящему изобретению содержит шестеренчатый насос, соединенный со стороны входа, по меньшей мере, с линией подачи молока, соединенной в рабочем режиме с емкостью для молока, наполняемой молоком, например, за счет того, что данная линия выступает внутрь данной емкости. Кроме того, система содержит линию подачи воды и/или пара к шестеренчатому насосу, например, для его промывки после использования или также для нагрева подаваемого молока (в частности путем подачи пара). Согласно изобретению система вспенивания молока конфигурирована так, чтобы смачивать шестеренчатый насос посредством воды или пара, подаваемых через линию подачи, при заданных условиях перед подачей молока.
Данный подход основан на том факте, что жидкость в шестеренчатом насосе создает определенный уплотняющий эффект, например, вдоль торцевой поверхности шестеренок и вдоль внешней периферии шестеренок. Данный уплотняющий эффект возникает благодаря молоку, как только шестеренчатый насос подал молоко. В соответствии с подходом согласно изобретению данный эффект также возникает с водой, когда шестеренчатый насос сам по себе является сухим, например, при первом запуске после выполненной очистки или после длительного неиспользования.
Таким образом, благодаря подходу согласно изобретению шестеренчатый насос в сухом состоянии не должен выкачивать жидкость выше столбика жидкости, но он смачивается водой и/или паром через средства подачи без необходимости создания собственного пониженного давления. Иными словами, подача воды и/или пара в шестеренчатый насос для смачивания осуществляется не благодаря действию шестеренчатого насоса - опционально ее можно осуществить, когда шестеренчатый насос еще не работает - а с помощью других средств системы, например, с помощью водяного насоса и/или с помощью давления пара, опционально также с помощью подходящего перепада.
Было обнаружено, что благодаря адгезионным свойствам воды и соответствующему уплотняющему эффекту подход согласно изобретению позволяет создать значительно более низкое давление по сравнению с решениями из уровня техники. Таким образом, в этом случае для выкачивания молока из контейнера для молока к допускам на компоненты предъявляются значительно меньшие требования. Это еще более важно, если, как предусмотрено в предпочтительных вариантах осуществления, со стороны входа шестеренчатого насоса также находится средство подачи воздуха, например, если дополнительно открывается воздушный клапан, чтобы также осуществлять выкачивание воздуха.
Тот факт, что система конфигурирована для смачивания шестеренчатого насоса при заданных условиях, означает, что не только существует возможность/способность выполнения соответствующих этапов, но в системе выполнены конкретные меры для выполнения данных этапов при нормальной эксплуатации. В частности, блок управления системы запрограммирован так, чтобы при заданных условиях смачивать шестеренчатый насос или шестеренки шестеренчатого насоса перед подачей молока, если пользователь непосредственно или опосредованно (например, путем выбора соответствующей программы) вызвал и, таким образом, запустил подачу молока. Таким образом, при заданных условиях запуск пользователем сначала приводит к смачиванию шестеренчатого насоса и лишь затем к подаче (при необходимости в комбинации с вспениванием и/или нагревом) молока.
Емкость для молока представляет собой, например, часть системы вспенивания молока и обычно расположена ниже, чем шестеренчатый насос, например, вертикально под шестеренчатым насосом. В одном варианте осуществления емкость для молока выполнена в виде стакана, и линия подачи молока выступает сверху в емкость для молока; в этом случае линия открыта на конце, причем данное концевое отверстие расположено по существу на основании емкости для молока. Также не исключены системы с емкостью для молока, которая внизу имеет закрывающееся выпускное отверстие, в свою очередь соединенное через напорную линию в виде линии подачи молока со стороной входа шестеренчатого насоса.
Заданные условия, при которых шестеренчатый насос смачивается перед подачей молока, могут представлять собой:
A. Смачивание, только если система была включена после последней операции шестеренчатого насоса, была запущена из режима паузы или режима ожидания, или если устройство вспенивания молока, содержащее шестеренчатый насос, было удалено из базового блока машины по приготовлению напитков.
B. Смачивание, только если с момента последней операции шестеренчатого насоса прошло больше заданного промежутка времени (например, заданный промежуток времени от 10 мин до 120 мин).
C. Смачивание, только если путем измерения было определено, что в шестеренчатом насосе не достаточно влаги. Такое измерение может представлять собой, например, гигроскопическое измерение на пути жидкости непосредственно выше по потоку или непосредственно ниже по потоку от шестеренчатого насоса, или также косвенное измерение, например, через потребление тока шестеренчатого насоса во время краткого включения (характеристика механического сопротивления), вибрационное состояние (акустические свойства) и т.д.
D. Смачивание только при задаваемых пользователем условиях, например, путем активного запуска пользователем, когда он определяет, что насос не работает.
Также возможны комбинации, например, выполнение измерения согласно С, только если выполнено условие А, или выполнено условие В, и/или если выполнено либо А, либо В, либо они оба, и т.п.Кроме того, также возможны более сложные эмпирические модели, учитывающие предысторию, сохраняемую в запоминающих устройствах управляющего устройства, и т.п.Во всех этих примерах смачивание происходит или не происходит в зависимости от заданного условия. Кроме того, однако, также существует возможность:
E. Смачивание перед каждой операцией шестеренчатого насоса (т.е. заданное условие всегда выполнено).
Шестеренки шестеренчатого насоса покрыты, например, термостойким материалом с низким коэффициентом трения и низкой адгезией, например фторсодержащим полимером, в частности перфторалкоксиполимером (PFA) или полиоксиметиленом (РОМ). Они также могут полностью состоять из такого материала или из другого пластика, и могут быть изготовлены путем литья под давлением или другими способами изготовления. В соответствии с подходом согласно изобретению данный вариант особенно предпочтителен, поскольку такие покрытия или материалы обеспечивают бесшумную работу. В целом, применим любой пригодный для контакта с пищевыми продуктами материал, поглощающий немного воды и имеющий требуемую термостойкость, низкое трение и низкую адгезию. Однако при использовании PFA или подобных материалов из-за их относительно низкой прочности также возникают значительные усадки и отклонения от заданных размеров, что может быть компенсировано подходом согласно изобретению.
Количество воды, используемое для смачивания, может быть относительно небольшим, при этом даже небольшие объемы могут обеспечить достаточное смачивание. На практике было обнаружено, что в зависимости от геометрии насоса и расположения линий подачи достаточно объемов от 1 мл до 10 мл, в частности 6 мл или меньше (указанные объемы являются объемами жидкой фазы, т.е. объем конденсированного пара в случае пара). Добавление такого небольшого количества воды не оказывает существенного влияния на качество напитка в случае количеств напитка, обычных для молочных напитков и заварных напитков, содержащих молоко.
Как упомянуто выше, со стороны входа шестеренчатого насоса может быть расположено средство подачи воздуха, например, линия подачи воздуха с клапаном подачи воздуха. Такое средство подачи воздуха со стороны входа шестеренчатого насоса может быть выполнено с возможностью включения и выключения; и в выключенном состоянии данного средства подачи воздуха или его отсутствии шестеренчатый насос служит лишь для подачи молока.
Помимо подачи/выкачивания молока и вспенивания молока шестеренчатый насос также может быть использован для систем, которые выкачивают и/или подмешивают сироп или сходную ароматизированную добавку. Для этой цели опционально может иметься дополнительная линия, имеющая расположенное выше по потоку дозирующее устройство и соединенная с шестеренчатым насосом со стороны входа. Такая линия может вести непосредственно в шестеренчатый насос или в другое местоположение на стороне низкого давления шестеренчатого насоса.
В вариантах осуществления система вспенивания молока образована машиной по приготовлению напитков, которая помимо устройства вспенивания молока также содержит базовый блок, выполненный в виде кофемашины, в частности с заварочным блоком для вмещения порционной упаковки, наполненной молотым кофе (капсульная кофемашина). Устройство вспенивания молока может быть присоединено к базовому блоку, и вода и/или пар может подаваться в него из базового блока через соответствующее средство сопряжения. Электропитание и/или управление шестеренчатым насосом также может осуществляться из базового блока.
В вариантах осуществления подача воздуха упомянутого типа может осуществляться со стороны входа шестеренчатого насоса через точку подачи воздуха базового блока, причем в этом случае воздух может подаваться регулируемым способом из клапанного блока с электронным управлением, расположенного внутри машины, в устройство вспенивания молока, например, опционально, в его шестеренчатый насос. В таких вариантах осуществления устройство вспенивания молока дополнительно может иметь соединительный элемент для воздуха, поступающего из базового блока и подаваемого в модуль вспенивания молока.
На пути молока, подаваемого от шестеренчатого насоса, система вспенивания молока, в частности устройство вспенивания молока, может дополнительно иметь смесительное сопло, выполненное с возможностью подачи в него молока, пара и воздуха. Такое смесительное сопло может быть, в частности, выполнено так, что втекающий пар, поступающий в смесительное сопло от соединительного элемента для пара, известным способом обеспечивает эффект выкачивания. С его помощью может осуществляться выкачивание дополнительного воздуха и смешивание с подаваемым в смесительное сопло молоком, благодаря чему, дополнительно или альтернативно вспениванию посредством шестеренчатого насоса, может быть приготовлено вспененное молоко, которое является теплым вследствие выделяемого паром тепла.
Если в случае системы со смесительным соплом должно быть приготовлено холодное вспененное или не вспененное молоко, может быть предусмотрено, что тогда в него не проводится никакого пара. В этом случае смесительное сопло служит лишь для проведения вспененного молока.
Дополнительно или альтернативно смесительному соплу упомянутого типа подача пара может быть расположена также непосредственно в шестеренчатом насосе или в другом месте пути молока, например, непосредственно на стороне входа шестеренчатого насоса или на стороне его выхода.
Линия подачи воды и/или пара, используемая согласно изобретению для смачивания, может быть образована средством подачи пара, которое, при его наличии, выходит в смесительное сопло или в любое другое местоположение вдоль пути молока, например, в сам шестеренчатый насос, и/или она может быть образована линией подачи, также используемой для очистки шестеренчатого насоса промывочной водой или продувочным паром. Такая линия подачи может выходить в линию молока со стороны входа шестеренчатого насоса и может служить для промывки и, при необходимости, также для дезинфекции шестеренчатого насоса, включая линии подачи и отвода. Между данной линией и стороной входа шестеренчатого насоса может иметься клапан, например, клапан типа «утиный нос», который автоматически закрывается, если в области выше по потоку от шестеренчатого насоса давление меньше, чем в линии, что, как правило, имеет место во время работы шестеренчатого насоса без подачи промывочной воды или продувного пара.
Базовый блок, например, кофемашина, содержит, например, контейнер для воды, водяной насос и средство нагрева воды (проточный нагреватель, подогреватель). Кроме того, имеется заварочная камера для приготовления горячего напитка из нагретой воды путем экстракции из экстрагируемого вещества. Базовый блок может также содержать электронный блок (блок управления), который либо содержит описанный выше управляющий элемент и, опционально, регулятор клапанного блока, либо, если данный блок является частью устройства вспенивания молока, он соединен с ним с возможностью передачи данных. Ввод пользователя предпочтительно осуществляется в точке ввода данного электронного блока, также опционально с его помощью осуществляется распознавание кофейной капсулы с экстрагируемым веществом. Также с помощью этого электронного модуля осуществляется управление потоком пара.
Изобретение также направлено на создание способа работы системы вспенивания молока с шестеренчатым насосом, согласно которому шестеренчатый насос смачивают при определенных условиях перед подачей молока.
Ниже с помощью чертежей описаны варианты осуществления изобретения. На чертежах одинаковые ссылочные обозначения относятся к одинаковым или аналогичным элементам. На чертежах показано следующее:
фиг. 1 - вид устройства по приготовлению вспененного молока (устройства вспенивания молока);
фиг. 2 - покомпонентный вид устройства вспенивания молока;
фиг. 3 - покомпонентный вид модуля вспенивания молока устройства вспенивания молока;
фиг. 4 - вид модуля вспенивания молока в разрезе вдоль горизонтальной плоскости;
фиг. 5 - частичный вид уплотнения модуля вспенивания молока с элементами шестеренчатого насоса;
фиг. 6 - вид верхней части основного корпуса модуля вспенивания молока в разрезе вдоль горизонтальной плоскости;
фиг. 7 - вид снизу верхней части основного корпуса;
фиг. 8 - вид верхней части основного корпуса в разрезе вдоль вертикальной плоскости;
фиг. 9 - вид машины по приготовлению напитков; и
фиг. 10 - блок-схема системы вспенивания молока согласно изобретению.
Все устройство 1 по приготовлению вспененного молока (устройство вспенивания молока) показано на фиг. 1. На фиг. 2 показан покомпонентный вид его частей. Устройство 1 содержит контейнер 3 для молока, модуль 5 вспенивания молока и крышку 6.
Элементы модуля 5 вспенивания молока показаны на покомпонентном виде с фиг. 3. На нижней части 11 основного корпуса расположен электрический двигатель 13, относящийся к шестеренчатому насосу, а также верхняя часть 14 основного корпуса. В основном корпусе выполнено боковое окошко 12.
Верхняя часть 14 основного корпуса образует приблизительно круглый цилиндрический желоб, в котором расположены шестеренки 17 шестеренчатого насоса. Шестеренки 17 шестеренчатого насоса приводятся в действие валом 19, соединенным с электрическим двигателем 13. Уплотнение 21 уплотняет желоб снизу.
Дополнительно к шестеренкам, валу и электрическому двигателю, шестеренчатый насос также может иметь собственный корпус, или такой корпус может быть встроен в основной корпус или другие части, например, в крышку 16 модуля вспенивания молока. В показанном варианте осуществления крышка 16 модуля вспенивания молока имеет такую форму, что благодаря вогнутости 15 (также хорошо видна на фиг. 12) между уплотнением 21 и крышкой 16 модуля вспенивания молока образуется насосная камера, окружающая шестеренки 17. Размеры насосной камеры точно соответствуют внешним размерам шестеренок, которые, в свою очередь, точно подогнаны друг к другу.
От плоскости шестеренчатого насоса вниз проходит выкачивающая трубка 18 для молока (не показана на фиг. 3), выступающая в собранном состоянии устройства 1 внутрь контейнера 3 для молока почти до его дна.
К основному корпусу 11, 14 прикреплен управляемый клапанный блок 20 для воздуха, поступающего во вспениватель молока со стороны входа шестеренчатого насоса. На фиг. 3 также видны подкладка 23 и уплотнительный элемент 24 двигателя.
Под шестеренчатым насосом также расположена соединительная фасонная часть 22. Данная часть закрывает окошко 12 и одновременно образует канал для соединения между линиями вспенивателя молока, закрепленными на основном корпусе, и соединительным элементом. Соединительный элемент имеет тело соединительного элемента, защищенное корпусом 26 соединительного элемента. Тело соединительного элемента образовано основным телом 25 и дополнительной частью 27. Дополнительная часть 27 имеет, помимо прочего, выступающее вниз выпускное отверстие 28 для молочной пены; в основном теле 25 или опционально в дополнительной части также расположено упомянутое смесительное сопло 79 (см. фиг. 10).
На фиг. 4 показан вид сверху модуля 5 вспенивания молока в разрезе вдоль плоскости, лежащей над плоскостью уплотнения, определенной уплотнением 21. На данном чертеже более светлыми линиями изображены элементы, проходящие ниже и сами по себе не видимые.
Шестеренчатый насос закреплен над плоскостью уплотнения. К шестеренчатому насосу ведет верхняя линия 31 жидкости. Она соединена с одной стороны с выкачивающей трубкой 18 для молока и с другой стороны с питающей линией 32 горячей воды и/или пара через клапаны 42, 41 типа «утиный нос», образованные уплотнением 21, которые также хорошо видны на фиг. 5. Кроме того, линия 34 подачи воздуха соединена через клапан 43 типа «утиный нос», образованный данным уплотнением, с верхней линией жидкости или с шестеренчатым насосом со стороны входа.
Сзади шестеренчатого насоса расположен канал 36 для подаваемого и, в зависимости от выбранного рабочего режима, уже вспененного молока, через который молоко проходит вниз через плоскость уплотнения, где оно проходит через линию 35 отвода в соединительный элемент и оттуда в смесительное сопло.
На фиг. 6-8 показаны дополнительные виды верхней части 14 основного корпуса, которая изображена на фиг. 6 в разрезе вдоль горизонтальной плоскости, и на фиг. 8 вдоль вертикальной плоскости, а на фиг. 7 - в виде снизу.
Нижние линии образованы гибкими трубками соединительной фасонной части 22, вставленными в соответствующие каналы верхней части 14 основного корпуса. На виде снизу с фиг. 7 они, т.е. канал 51 для линии 32 подачи горячей воды и/или пара, канал 52 для линии 34 подачи воздуха и канал 53 для линии 35 отвода, особенно хорошо видны.
Уплотнение 21 (фиг. 8) зажато между верхней частью 14 основного корпуса и крышкой модуля вспенивания молока (не показана на фиг. 8). Между крышкой модуля вспенивания молока и верхней частью основного корпуса, благодаря вогнутости 15 в крышке модуля вспенивания молока (фиг. 3) выполнена насосная камера шестеренчатого насоса, содержащая шестеренки 17.
На фиг. 9 показан вид всей машины 100 по приготовлению напитков с устройством 1 вспенивания молока и базовым блоком, выполненным в виде кофемашины 101, к которому присоединено устройство 1 вспенивания молока.
Кофемашина содержит, как само по себе известно для кофемашин, контейнер для воды, водяной насос и водонагреватель. Кроме того, имеется заварочная камера для приготовления кофе из нагретой воды путем экстракции молотого кофе, причем молотый кофе подается, например, в порционных капсулах, загружаемых в кофемашину перед приготовлением. Альтернативно системе с порционными капсулами, кофемашина также может быть выполнена в виде так называемой автоматической кофемашины, которая также содержит кофемолку, мелет молотый кофе порциями и подает его в заварочную камеру. В качестве еще одной дополнительной альтернативы, в частности, когда кофемашина выполнена в виде поршневой машины, т.е. заварочная камера образована между неподвижной частью и съемным поршнем, также может быть предусмотрено, что молотый кофе вводится пользователем в заварочную камеру в уже молотом, но сыпучем состоянии.
Кофемашина может дополнительно иметь контейнер для сбора использованных порций молотого кофе (в капсулах или в сыпучем состоянии, в зависимости от варианта осуществления кофемашины).
На кофемашине выполнена подставка 103 для размещения питьевого сосуда. Над подставкой 103 находится выпускное отверстие 105 для кофе, через которое выходит заваренный кофе и поступает в находящийся под ним сосуд. Данное отверстие находится под кожухом 108 выпускного отверстия, образующим часть корпуса кофемашины и по меньшей мере частично покрывающим данное выпускное отверстие спереди и по бокам. Рядом с выпускным отверстием 105 для кофе, в данном случае под кожухом выпускного отверстия, находится точка 110 соединения для присоединения соединительного элемента к кофемашине. Данная точка соединения имеет точку выпуска пара для присоединения к соединительному элементу для пара и точку выпуска горячей воды и/или пара для присоединения (через линию в соединительном элементе) к линии 32 подачи горячей воды и/или пара. При необходимости в точку выпуска пара и точку выпуска горячей воды и/или пара подается пар или горячая вода из водонагревателя, при этом многоходовой клапан внутри кофемашины может подавать нагретую жидкость или пар выборочно в заварочный блок, в точку выпуска пара или в точку выпуска горячей воды и/или пара.
Присоединение устройства 1 вспенивания молока осуществляется сбоку на кожухе 108 выпускного отверстия, а именно так, что все устройство вспенивания молока расположено перед кофемашиной и сбоку от кожуха 108 выпускного отверстия.
Точка соединения дополнительно содержит электрические контакты. Данные электрические контакты образуют средство сопряжения и устанавливают, при присоединенном соединительном элементе, электрическое соединение с соответствующими электрическими контактами соединительных элементов, которые соединены с электрическими проводами, проходящими через соединительный элемент, или образованы ими. Данные электрические провода подают ток и, при необходимости, управляющие сигналы на элементы устройства вспенивания молока с электрическим приводом, а именно на шестеренчатый насос.
При этом можно расположить управляющее устройство данных элементов с электрическим приводом в устройстве вспенивания молока (в этом случае устройство вспенивания молока содержит необходимые электронные блоки и получает управляющие сигналы из кофемашины или из блока ввода устройства вспенивания молока), или разместить управляющее устройство данных элементов в самом базовом блоке. В последнем случае через электрические провода по существу проходят лишь токи, приводящие в действие элементы с электрическим приводом в соответствии с установками управляющего устройства.
Управляющее устройство шестеренчатого насоса конфигурировано так, что скорость шестеренок 17 может быть настроена, т.е. выбрана. Благодаря этому пользователь может управлять скоростью подачи и, согласно процедуре, описанной более подробно ниже, при необходимости приготовлением холодного вспененного молока.
На фиг. 10 показана блок-схема устройства вспенивания молока и его присоединения к базовому блоку (кофемашине 101). На данном чертеже „L" обозначает линию подачи воздуха. D обозначает линию пара, К - линию горячего напитка, R - линию промывочной воды или продувочного пара, частично образованную линией 32 подачи горячей воды и/или пара, и S обозначает электропитание. Пар, подводимый через соединительный элемент для пара в линию D 90 подачи пара, поступает в смесительное сопло 79, например, через клапан.
Управляющий элемент 195 изображен здесь в виде части электронного блока 121 (блока управления) кофемашины 101. Электронный блок 121 конфигурирован, например, для распознавания капсулы путем измерения и/или для получения ввода пользователя, например, через подходящий управляющий элемент с соответствующей кнопкой, сенсорным экраном и/или т.п.
Управляющий элемент 195 выполнен в данном случае так, что он может управлять как шестеренчатым насосом 7, так и клапанным блоком 20, при этом рабочий параметр шестеренки и/или клапанного блока может быть отрегулирован. Управляющие сигналы для клапанного блока 20 и/или шестеренчатого насоса 7 проходят непосредственно через точку 110 соединения.
Альтернативно установке управляющего элемента полностью или частично в кофемашине, управляющий элемент 195' может быть выполнен полностью или частично в виде части устройства вспенивания молока. Данный альтернативный вариант осуществления показан на фиг. 20 пунктирными линиями. Тогда электрическая энергия и, при необходимости, сигналы данных могут передаваться из электронного блока через альтернативное средство 110' сопряжения в управляющий элемент 195'.
Устройство вспенивания молока может работать следующим образом.
Для приготовления вспененного молока, если шестеренчатый насос является сухим, сначала смачивают шестеренки 17. Для этого при управлении посредством управляющего элемента 195 через промывочную линию R в шестеренчатый насос подают некоторое количество воды для смачивания, в жидком виде и/или в виде пара, в частности посредством шестеренчатого насоса кофемашины с одновременной работой средств нагрева воды, и/или благодаря давлению пара, образующегося в средствах нагрева воды.
Альтернативно или дополнительно смачиванию через промывочную линию R, пар также может подводиться в смесительное сопло 79 через линию 90 подачи пара и поступать оттуда к шестеренчатому насосу, где шестеренки также смачиваются за счет конденсации пара; подача пара также осуществляется посредством шестеренчатого насоса и/или давления пара. Как показано на фиг. 10, линия подачи пара может выходить в смесительное сопло 79 ниже по потоку от шестеренок 7, или альтернативно также может выходить в линию молока выше по потоку от шестеренок, или, например, подмешивание может осуществляться через смесительное сопло, находящееся перед шестеренками.
После смачивания приводится в действие шестеренчатый насос, в то время как, например, через клапанный блок 20 (альтернативно через клапанный блок в базовом блоке 101 и соответствующую линию, проходящую сквозь соединительный элемент) выкачивают воздух. Благодаря действию шестеренчатого насоса на его стороне входа создают пониженное давление, выкачивающее молоко и воздух через выкачивающую трубку 18 для молока и соответствующий клапан 42 типа «утиный нос». Для повышения надежности выкачивания молока воздушный клапан может сначала оставаться закрытым в течение 1-3 с, и, таким образом, сначала в насос выкачивается молоко. Как только воздушный клапан открывается, в шестеренчатом насосе возникает молочная пена, которая проходит через канал 36, конец которого способствует образованию мелкопористой пены, через линию отвода и соединительный элемент 25 в выпускное отверстие 28 для молочной пены, и там выпускается, при этом, как правило, на подставке 103 устанавливают питьевой сосуд 200.
В случае, если молоко должно быть лишь подано, но не вспенено, работу шестеренчатого насоса осуществляют без выкачивания воздуха (закрытый клапанный блок).
Также для приготовления теплого вспененного или не вспененного молока, как правило холодного, выкачивание молока осуществляется из контейнера 3 для молока через шестеренчатый насос. Данный шестеренчатый насос подает молоко в смесительное сопло. В сопло одновременно подается пар из кофемашины через соединительный элемент для пара. Опционально в него также может подаваться воздух, дополнительно или альтернативно подаче воздуха к шестеренчатому насосу. В смесительном сопле 79 молоко смешивается с паром, который нагревает молоко. Теплое вспененное или не вспененное молоко также выпускается через выпускное отверстие для молочной пены.
Этап смачивания может быть исключен, если шестеренчатый насос уже влажный, что имеет место, например, если с момента последнего включения или с момента последнего запуска из режима сна уже произошло смачивание и/или использование, причем без удаления устройства вспенивания молока за это время. Также могут быть использованы другие критерии для определения, является ли шестеренчатый насос сухим, или шестерни уже смочены, например, время, измеренное таймером с момента последнего использования/смачивания шестеренчатого насоса, измерение влажности, измерение, связанное с коротким тестовым прогоном (например, посредством датчика вибрации, определяющего при протечке шестеренчатого насоса поведение, отличное от поведения при нормальной работе) и т.д.
В показанном варианте осуществления машина 100 по приготовлению напитков с базовым блоком и устройством вспенивания молока образует систему вспенивания молока согласно изобретению. Альтернативно также может быть использовано устройство вспенивания молока, которое само содержит управляющее устройство, средство подключения к источнику тока и водонагреватель или парогенератор, при этом оно работает без присоединения к базовому блоку и конфигурировано согласно изобретению так, чтобы смачивать шестеренки шестеренчатого насоса перед работой, в частности, когда они сухие.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 устройство вспенивания молока
3 контейнер для молока
5 модуль вспенивания молока
6 крышка
7 шестеренчатый насос
11 нижняя часть основного корпуса
12 окошко
13 электрический двигатель
14 верхняя часть основного корпуса
15 вогнутость (в крышке модуля вспенивания молока)
16 крышка модуля вспенивания молока
17 шестеренки
18 выкачивающая трубка для молока
19 вал
20 клапанный блок
21 уплотнение
22 соединительная фасонная часть
23 подкладка
24 уплотнительный элемент двигателя
25 основное тело (соединительного элемента)
26 корпус соединительного элемента
27 дополнительная часть
28 выпускное отверстие для молочной пены
31 линия жидкости
32 питающая линия горячей воды и/или пара
34 линия подачи воздуха
35 линия отвода
36 канал
41 клапан типа «утиный нос»
42 клапан типа «утиный нос»
43 клапан типа «утиный нос»
51 канал для питающей линии горячей воды и/или пара
52 канал для линии подачи воздуха
53 канал для линии отвода
79 смесительное сопло
90 линия подачи пара в смесительное сопло
100 машина по приготовлению напитков
101 кофемашина
103 подставка
105 выпускное отверстие для кофе
106 передняя часть
107 подставка для вспенивателя молока
108 кожух выпускного отверстия
110 точка соединения
110' альтернативное средство сопряжения
121 электронный блок
195 управляющий элемент
195' альтернативный управляющий элемент
200 питьевой сосуд