КРЕПЛЕНИЕ НАСОСА В АППАРАТЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА
PUMP FIXATION IN BEVERAGE PREPARATION APPARATUS

Область техники
Изобретение относится к креплению насоса в аппарате для приготовления напитков, в частности к креплению поршневого насоса.
В дальнейшем описании под термином «напиток» понимается любой жидкий пищевой продукт, такой как чай, кофе, горячий или холодный шоколад, молоко, суп, детское питание и т.д.
Известный уровень техники
Аппараты для приготовления напитка известны уже на протяжении нескольких лет. Например, в документе US 5943472 описывается система подачи воды от резервуара с водой к камере распределения горячей воды или пара в аппарате для приготовления кофе эспрессо. Система подачи воды включает в себя клапан, металлическую нагревательную трубку и насос, соединенные друг с другом и с резервуаром с помощью разных силиконовых шлагов, подсоединенных с помощью хомутов на защелках. Соответствующие насосы для аппаратов для приготовления напитков описаны, например, в документах US 2715868, US 5392694, US 5992298, US 6554588, WO 2006/032599 и WO 2009/150030.
Например, в документе US 2715868 описан аппарат для приготовления напитков, в заварочной камере которого подаваемый в картридже ингредиент напитка заваривается путем подачи воды в заварочную камеру и пропускания ее под давлением через картридж. Насос является роторным и имеет лопасти, работающие в насосной камере для перемещения жидкости под давлением в заварочную камеру.
В документе US 5392694 представлен аппарат для кофе эспрессо, в корпусе которого установлен поршневой насос. Поршень насоса установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и приводится в действие посредством эксцентрикового привода, имеющего связанный с поршнем соединительный рычаг.
В документе US 5992298 описан аппарат для приготовления напитков, в котором подвешен или установлен с возможностью перемещения вибрационный насос. Вибрации насоса передаются встроенному нагревателю для снижения образования в нем накипи.
В документе US 6554588 описан составной поршень для вибрационных насосов, пригодных для использования в аппаратах для приготовления кофе эспрессо.
В общем случае при работе насоса подобного типа возникают вибрации за счет колебательного или вращательного перемещения ведомой детали, например, поршня или нескольких лопастей, расположенной внутри насосной камеры насоса. Эти вибрации могут затем передаваться на корпус устройства и тем самым оказывать отрицательное воздействие на качество или ощущение от работы устройства для приготовления напитков. Кроме того, вибрации могут отрицательно воздействовать на другие элементы, расположенные внутри корпуса устройства.
Для решения этой проблемы в документе WO 2006/032599 было предложено подвешивать насос в аппарате для приготовления напитков при помощи разнесенных в пространстве подвесок.
В документе WO 2009/150030 было предложено устанавливать насос на упругую листовую опору, например гофрированный упругий опорный элемент.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является упрощение крепления вибрирующего насоса, в частности насоса поршневого типа в аппарате для приготовления напитков.
Эта задача решается в аппарате для приготовления напитков, содержащем корпус, установленный в нем насос, который создает вибрации при работе, и демпфер для предотвращения или снижения передачи вибраций от насоса к другим деталям аппарата. Демпфер представляет собой пружину, на которой в корпусе установлен насос, например винтовую амортизационную пружину.
Аппарат для приготовления напитков может включать следующие элементы:
- заварочный модуль для приема ингредиента напитка, в частности, заранее расфасованного и поданного внутрь капсулы или пакетика, и для направления поступающего потока жидкости, такой как вода, к выпускному отверстию для напитка;
- встроенный нагреватель, такой как термоблок, для нагрева жидкости, подаваемой в заварочный модуль;
- вышеупомянутый насос для подачи жидкости через встроенный нагреватель;
- по меньшей мере один гидравлический соединительный элемент для направления жидкости от ее источника, такого как резервуар, к выпускному отверстию для напитка;
- электрический блок управления, в частности, содержащий печатную плату для получения команд пользователя через интерфейс и для управления встроенным нагревателем и насосом;
- по меньшей мере один электрический датчик для регистрации по меньшей мере одного рабочего показателя из показателей работы заварочного блока, встроенного нагревателя, насоса, резервуара с жидкостью, устройства для сбора ингредиентов, расхода жидкости, ее давления и температуры и для передачи данных (данного) показателей (показателя) в блок управления.
Нагреватель может представлять собой термоблок или дополнительный нагреватель, например нагреватель, описанный в документах ЕР 1253844, ЕР 1380243 и ЕР 1809151.
Компоненты могут собираться в полностью автоматическом режиме или в основном в автоматическом режиме, как описано в документе WO 2009/130099.
Насос может иметь поршень, установленный внутри насосной камеры, дополнительную пружину, которая может устанавливаться в насосной камере для создания усилия на поршне. Для перемещения поршня на внешней поверхности насосной камеры может быть установлен соленоид, так что осевое возвратно-поступательное перемещение поршня внутри насосной камеры создастся путем включения соленоида. Поршень может иметь отверстие, выборочно закрываемое клапаном, для подачи жидкости от входного насосной камеры к ее выходному патрубку.
Насос может электрически соединяться с блоком управления путем электрического соединения, которое не передает вибрации или существенно снижает подобные вибрации. Например, насос подключается с помощью гибких кабелей или проводов. Блок управления может содержать печатную плату, а электрическое соединение включает в себя не пропускающие вибрации гибкие кабели или провода, оба конца которых предварительно вмонтированы в печатную плату, при этом один из этих концов на отсоединяемой части печатной платы формирует разъем для электрического подключения и питания насоса. Съемная часть печатной платы может быть снабжена электропроводящими полосками. Например, разъем является разъемом штыревого типа. Формирование разъема в виде съемной части печатной платы упрощает автоматическую сборку: несмотря на наличие гибких кабелей положение разъема полностью определено относительно печатной платы до его отсоединения, следовательно, он может быть легко захвачен и отсоединен системой автоматической сборки для последующего автоматического подключения к насосу.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения винтовая амортизационная пружина проходит в осевом направлении вокруг нижней части насоса, а именно его входного патрубка. Нижняя часть насоса может представлять собой входной патрубок, который соединен с трубкой, связанной с резервуаром с водой, а винтовая амортизационная пружина проходит в осевом направлении вокруг входного патрубка насоса и/или вокруг указанной трубки. Нижняя часть насоса может заходить в осевом направлении внутрь винтовой амортизационной пружины и представлять собой входной патрубок, который соединен наружным концом с трубкой для связи с резервуаром с водой. Как вариант, винтовая амортизационная пружина проходит в осевом направлении вокруг верхней части насоса, обеспечивая его подвешивание.
Винтовая амортизационная пружина может быть установлена, т.е. закреплена, на внутреннем седле. Например, седло пружины содержит нижний выступ, на который опирается амортизационная пружина, и круговые боковые стенки, удерживающие амортизационную пружину на месте. Седло пружины может ограничивать нижнее отверстие, через которое проходит нижняя часть насоса и/или через которое к насосу подходит трубка. Седло пружины может быть выполнено за одно целое с корпусом или быть закреплено на нем.
Амортизационная пружина может обеспечивать удерживание и направление внешней части насоса, в частности его нижней части или прикрепленного к ней элемента, такого как трубка, для обеспечения перемещений внешней части насоса или соединенного с ней элемента без трения при вибрации насоса. В частности, амортизационная пружина может обеспечивать отделение данной внешней части насоса, т.е. нижней или верхней части насоса или соединенной с ней части от других элементов аппарата, в частности от седла пружины и от корпуса, позволяя тем самым данной внешней части или соединенной с ней части совершать перемещения без трения и без контакта (за исключением контакта с пружиной) при вибрациях насоса во время эксплуатации.
Насос может удерживаться и направляться по меньшей мере одним подшипником скольжения, обеспечивающим перемещения насоса при вибрациях, а именно подшипником скольжения, сформированным из одной или нескольких внутренних стенок корпуса. Подшипник скольжения может обеспечивать удержание и направление верхней части насоса, в частности выходного патрубка насоса.
Таким образом, насос удерживается между удерживающей и направляющей пружиной с одной стороны и подшипником скольжения с другой стороны. Безусловно, возможно удержание насоса между парой удерживающих и направляющих пружин, например винтовых, по одной у каждой выступающей части насоса для исключения передачи вибраций посредством трения между насосом и корпусом или другими элементами аппарата. Кроме того, возможно подвешивание насоса только при помощи пружины, например винтовой.
Корпус может состоять из двух расположенных одна напротив другой половин, между которыми закреплена амортизационная пружина. В частности, описанное выше седло пружины и/или вышеописанный подшипник, встроенные в корпус или закрепленные на нем, могут формироваться при сборке половин.
Изобретение поясняется чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана внутренняя конструкция аппарата для приготовления напитков
согласно изобретению;
на фиг.2 - подробный вид крепления насоса в аппарате, показанном на фиг.1.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показаны различные детали аппарата для приготовления напитков. Обычно аппарат подобного типа применяется для приготовления кофе, чая и/или других горячих напитков, включая супы и им подобные пищевые продукты. Давление жидкости, подаваемой в заварочную камеру, может достигать, например, 10-20 бар. Различные детали аппарата для приготовления напитков и их сборка описаны в документе WO 2009/130099.
На фиг.1 показан общий вид внутренней конструкции, которая может быть использована в аппарате для приготовления напитков согласно изобретению. На фиг.2 более подробно показан конкретный вариант крепления насоса в аппарате для приготовления напитков.
Как показано на общем виде, детали аппарата установлены в корпусе 1000. Корпус 1000 образует полость 1050 для приема сборника использованных капсул и поддона для сбора капель, например, такого типа, как описано в документе ЕР 1867260. В задней части аппарата устанавливается резервуар с водой. Внешний вид аппарата данного типа с установленными резервуаром, сборником капсул и поддоном показан в документе РСТ/ЕР09/053139.
Корпус 1000 может состоять из двух половин подобно раковине моллюска, одна из которых является опорой для монтажа внутренних деталей и элементов конструкции аппарата для приготовления напитков. Таким образом, при сборке все внутренние детали и элементы конструкции могут устанавливаться и соединяться внутри одной половины корпуса. Соединение деталей и элементов конструкции может производиться перед установкой и/или при установке в корпус. Когда все внутренние детали и элементы конструкции установлены и соединены в первой половине корпуса 1000, она закрывается второй половиной, в частности, путем защелкивания второй половины на первой половине и/или при помощи зажимного соединения. Предпочтительно детали и элементы конструкции закрепляются внутри корпуса 1000 при помощи защелкивания, зажимных соединений, хомутов, посадок с натягом или других способов фиксации деталей и элементов конструкции внутри соответствующих совпадающих по конфигурации элементов корпуса 1000, в частности стенок и перегородок. Таким образом, для крепления внутренних деталей и элементов конструкции внутри корпуса 1000 вообще не требуется или требуется небольшое количество винтов, заклепок, клеевых, сварных или других сложных для механической сборки и/или сложно разбираемых соединений. Это существенно упрощает сборку, а также последующее возможное обслуживание и/или ремонт аппарата.
Аппарат для приготовления напитков имеет заварочный блок 500 для приема ингредиента приготавливаемого напитка, в частности заранее расфасованного ингредиента, подаваемого в капсуле или пакетике, как известно из уровня техники. Конфигурация заварочного блока 500 обеспечивает направление поступающего потока жидкости, такой как вода, сквозь ингредиент к выпускному отверстию 510 для напитка.
Кроме того, аппарат для приготовления напитка имеет встроенный нагреватель в виде термоблока 600 для нагрева жидкости, подаваемой в заварочный блок 500. Жидкость подается от ее источника в виде резервуара, установленного на гидравлическом соединителе 700, через нагреватель 600 при помощи насоса 800, причем все указанные элементы взаимосвязаны. Для этого аппарат для приготовления напитка имеет различные соединительные элементы, в частности трубопровод или другие элементы с трубками или каналами 5',5", 200 для направления жидкости от резервуара 700 к выпускному отверстию 510 для напитка.
Вибрационный насос 800, детально показанный на фиг.2, относится к типу насосов, обычно применяемых в аппаратах для приготовления напитков.
Вибрационные насосы создают давление в циркулирующей жидкости. В частности, насос 800 повышает давление воды от значения, которое оно имело в системе низкого давления, до более высокого значения, требуемого, например, для приготовления кофе эспрессо.
Согласно изобретению для минимизации передачи вибраций от насоса 800 к другим деталям аппарата для приготовления напитка насос 800 установлен на пружине 850, в частности винтовой, как показано на фиг.1 и 2.
Для управления аппаратом имеется закрытый кожухом 3 электрический блок 2 управления, в котором расположена печатная плата для приема команд от пользователя через интерфейс 2b и для управления встроенным нагревателем 600 и насосом 800.
Насос 800 имеет предохранитель 806 и электрические разъемы 805, которые электрически соединены с блоком управления 2. Предпочтительно электрическое соединение с блоком 2 управления не передает вибрации или значительно их снижает. В частности, насос соединен с блоком 2 управления посредством гибких кабелей или проводов. Например, такое электрическое соединение включает в себя гибкие кабели илиы, оба конца которых предварительно закреплены на печатной плате, причем один из концов закреплен на отделяемой части печатной платы, такой как участок, снабженный электропроводящими полосками, образующими разъем в виде штепселя или розетки для электрического подключения и питания насоса 800. В альтернативном варианте кабели могут припаиваться или привариваться непосредственно к насосу и к печатной плате.
Корпус 3 имеет отверстие 3с для установки расходомера 95, который непосредственно устанавливается на печатную плату, закрепленную в кожухе 3, и соединяется с гидравлическим контуром 5, проходящим снаружи кожуха 3.
Аппарат для приготовления напитков имеет один или несколько электрических датчиков, например расходомер 95, для регистрации по меньшей мере одного рабочего показателя, выбранного из показателей работы заварочного блока 500, встроенного нагревателя 600, резервуара с жидкостью, сборника ингредиентов в полости 1050, насоса 800, расхода жидкости, давления и ее температуры и для передачи данных показателей (данного показателя) в блок 2 управления.
Также на фиг.1 показан главный выключатель 2а, соединенный с блоком 2 управления, и электрический шнур 2с для подключения к сети.
Как показано на фиг.1, система 5', 5" низкого давления соединяет между собой соединитель 700 резервуара, расходомер 95 и насос 800. Соединитель 700 резервуара с водой соединен с трубопроводом 5', 5" системы циркуляции воды низкого давления. Этот трубопровод соединяет резервуар с водой (не показан) с насосом 800. Расходомер 95 расположен по потоку за соединителем 700 между секциями трубок 5' и 5". Расходомер 95 подключен на среднем участке трубопровода 5', 5" между промежуточными выходным патрубком 5а' и входным патрубком 5а", которые являются составными частями трубопровода 5', 5".
Фактически, трубопровод 5', 5", соединитель 700 резервуара, промежуточные выходной патрубок 5а' и входной патрубок 5а" трубопровода 5', 5" и выпускной штуцер 5b" могут образовывать единую конструкцию, что позволяет осуществлять автоматическое манипулирование ею при наличии базовых деталей. Более того, несмотря на возможное применение гибких неупругих секций трубок 5' и 5", выполненных, например, из силикона, концевые участки 700, 5b" и промежуточные участки 5а' и 5а" могут располагаться и позиционироваться в пространстве автоматически, например, за счет применения вибрационного блока для полностью автоматической манипуляции и установки в аппарат для приготовления напитков.
Объединение данных элементов трубопровода низкого давления и опорного элемента насоса приводит к снижению числа отдельных деталей аппарата для приготовления напитков и, следовательно, к сокращению общего числа деталей. В результате достигается усовершенствование сборки устройства для приготовления напитков и снижение стоимости. Также может быть осуществлен автоматический процесс сборки, не требующий вмешательства человека.
Кроме того, поскольку число соединительных элементов сокращено, достигается большая интеграция и надежность системы за счет исключения слабых мест, в которых могут происходить протечки. Расположение расходомера 95, в соответствии с которым он встроен между соединителем резервуара с водой и насосом, является необязательным. Например, расходомер может располагаться по потоку за насосом до или после встроенного нагревателя.
Насос 800 может представлять собой вибрационный насос, относящийся к типу, известному в области аппаратов для приготовления напитков. Например, поршень устанавливается с возможностью перемещения внутри насосной камеры (не показано). Предпочтительно внутри насосной камеры может быть установлена пружина для создания усилия на поршень. Кроме того, на внешней поверхности насосной камеры для управления поршнем может устанавливаться соленоид, так что осевое возвратно-поступательное перемещение поршня внутри насосной камеры обеспечивается посредством соленоида. Насосная камера соединена через входной патрубок 810 (показанный на фиг.2 пунктирными линиями) и выходной патрубок 820 насоса 800. Поршень насоса обычно имеет отверстие, которое может выборочно закрываться клапаном, для подачи жидкости из входного патрубка 810 к выходному патрубку 820 насоса 800 при возвратно-поступательных перемещениях поршня. Входной патрубок 810 имеет внешний соединительный участок, который с натягом установлен в выпускной штуцер 5b" трубопровода 5', 5", например, выполненного из силикона для обеспечения водонепроницаемого соединения между насосом 800 и гидравлическим контуром 5', 5".
Предпочтительно совершающий возвратно-поступательные перемещения поршень насоса 800 установлен с возможностью перемещения в основном в осевом направлении амортизационной пружины 850. Винтовая амортизационная пружина 850 проходит в осевом направлении вокруг нижней части 810 насоса, в частности вокруг входного патрубка насоса. Нижняя часть 810 насоса может представлять собой входной патрубок насоса (показанный на фиг.2 пунктирными линиями), который соединен с трубопроводом 5', 5" посредством выпускного штуцера 5b".
Винтовая амортизационная пружина 850 опирается на внутреннее седло 1010.
Седло 1010 пружины содержит нижний выступ 1011, на который опирается амортизационная пружина 850, и круговые боковые стенки, удерживающие амортизационную пружину на месте. Седло 1010 пружины ограничивает нижнее отверстие 1013, через которое проходит выпускной штуцер 5b".
Седло 1010 пружины выполнено за одно целое с корпусом 1000 или закреплено в нем. Обычно седло 1010 отливается вместе с корпусом 1000.
Амортизационная пружина 850 может удерживать и направлять внешнюю часть насоса, в частности его нижнюю часть 810 или соединенный с ней элемент, такой как выпускной штуцер 5b" трубопровода, для обеспечения перемещений внешней части насоса или соединенного с ней элемента без трения при вибрации насоса 800.
В частности, пружина 850 отделяет входной патрубок 810 насоса и выпускной штуцер 5b" трубопровода от корпуса 1000 и от седла 1010 и обеспечивает возвратно-поступательное перемещение без трения деталей, удерживаемых пружиной 850 при вибрациях насоса 800 во время его работы.
Кроме того, для уравновешивания насоса 800 может использоваться подшипник 1015 скольжения, удерживающий и направляющий насос 800 во время его перемещений при вибрациях. В частности, подшипник скольжения образован одной или несколькими внутренними стенками корпуса 1000, в частности противоположными элементами половинок корпуса 1000. Подшипник 1015 скольжения удерживает и направляет верхнюю часть насоса, а именно его выходной патрубок 820.
Безусловно, возможна замена подшипника 1015 скольжения второй амортизационной пружиной, например пружиной того же типа, что и амортизационная пружина 850, соединенной с верхней частью насоса 800, т.е. рядом с выходным патрубком 820, или даже применение одиночной амортизационной пружины с обеспечением свободного перемещения нижней части, например, входного патрубка 810 либо совместно с выпускным штуцером трубопровода 5', 5".
Соединение 200 включает в себя соединитель для подсоединения выходного патрубка 820 насоса. Аналогичная жесткая система трубок (не показана) может быть также установлена по потоку перед насосом. Подобные соединители подробно описываются в документе WO 2009/130099.
В результате возникающие при работе насоса 800 вибрации могут поглощаться на участке данного соединения без существенной передачи их через гидравлический контур. Кроме того, за счет эластичного уплотнительного элемента в соединителе для выходного патрубка 820 происходит дополнительное подавление передачи вибраций.
Для еще большего снижения передачи вибраций к аппарату приготовления напитков по потоку за насосом, а именно к нагревателю 600, возможно применение аналогичного соединения между трубкой 200 и входом нагревателя 600.