УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗБИВАНИЯ МОЛОКА И СПОСОБ ОЧИСТКИ ТАКОГО УСТРОЙСТВА
MILK BEATER AND METHOD OF ITS CLEANING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу очистки устройства, используемого для взбивания молока, где устройство содержит систему каналов, включающую в себя приемный канал для приема молока, приемный канал для приема очищающей текучей среды, а также центральный канал, с которым соединены и канал приема молока, и канал приема очищающей текучей среды, и где устройство содержит также насос, расположенный в центральном канале, при этом центральный канал наполняется очищающей текучей средой.
Настоящее изобретение относится также к устройству, применяемому для взбивания молока, где устройство содержит систему каналов, включающую в себя приемный канал для приема молока, приемный канал для приема очищающей текучей среды, а также центральный канал, с которым соединены и канал приема молока, и канал приема очищающей текучей среды, и где устройство содержит также средства регулирования потока, выполненные с возможностью принимать положение для перекрывания канала приема молока и положение, позволяющее проходить потоку жидкости, а также насос, расположенный в центральном канале.
Уровень техники
Под взбиванием молока следует понимать процесс вспенивания молока путем смешивания молока с воздухом без применения пара. Несмотря на то, что такой процесс известен, и развиваются устройства для выполнения такого процесса, большинство устройств, применяемых для получения молочной пены и в настоящее время доступных на рынке, приспособлены для применения пара. В таких устройствах пар используется для закачивания молока из емкости, такой, например, как стакан или кувшин, нагрева молока, закачивания воздуха, а также выкачивания полученной молочной пены в выпускное отверстие данного устройства. Однако использование пара для получения молочной пены имеет ряд недостатков, которые будут рассмотрены далее.
Первый недостаток применения пара состоит в том, что молоко всегда нагревается. Следовательно, в ситуации, когда требуется получить холодную молочную пену, ее необходимо охлаждать после процесса пенообразования. Второй недостаток состоит в том, что в общем случае подачей пара довольно сложно управлять. Третьим недостатком является то, что устройства для получения пара необходимо время от времени декальцинировать. Четвертый недостаток заключается в том, что использование пара опасно, так как он является горячей текучей средой, которая может нанести травму пользователю. Пятым недостатком является то, что применение пара связано с использованием конструкции, которую довольно сложно очищать. Общеизвестно, что очистка устройства для обработки молока очень важна, так как остатки молока могут испортиться сами и испортить молочную пену, получающуюся при последующих применениях устройства.
Применение взбивания позволяет решить проблемы, связанные с использованием пара. Тем не менее, для того, чтобы очистить известные устройства, применяемые для взбивания молока, требуются значительные усилия.
Устройство для взбивания молока известно из документа US 2005/0233043. В частности, это устройство содержит всасывающий трубопровод и насос, используемые для отсасывания холодного молока из емкости, а также нагревательное устройство непрерывного потока для нагрева молока, в котором всасывающий трубопровод соединен с выпускным трубопроводом, необходимым для передачи молочной пены или теплого молочного напитка в другую емкость, например чашку. Кроме того, известное устройство содержит трубопровод подачи воздуха, который сообщается с всасывающим трубопроводом и который служит для подачи воздуха, когда требуется приготовить молочную пену.
Для того чтобы очистить нагревательное устройство непрерывного потока и трубопроводы, ведущие в и из этого нагревательного устройства, после процесса приготовления молочной пены или горячего молочного напитка, из источника во всасывающий трубопровод через клапан или трубопровод вводится очищающая текучая среда и закачивается в выпускной трубопровод с помощью насоса. В US 2005/0233043 указано, что предпочтительно, когда через всасывающий трубопровод перекачивается определенное количество воды каждый раз после того, как проходит поток молока, так как в этом случае можно не допустить осаждения остатков молока, особенно в нагревательном устройстве непрерывного потока. Как бы то ни было в известном устройстве часть всасывающего трубопровода, находящаяся между концом трубопровода, опущенным в емкость для молока, и обратным клапаном, не допускающим обратный ток молока, остается не очищенной, поскольку трубопровод подачи очищающей текучей среды соединяется с всасывающим трубопроводом в точке, расположенной выше обратного клапана. Следовательно, остатки молока могут осаждаться в указанной части всасывающего трубопровода, что является недостатком известного устройства.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание способа для очистки устройства, используемого для взбивания молока и содержащего канал приема очищающей текучей среды, где способ помимо очистки центрального канала устройства предлагает возможность очистки канала приема молока устройства, с которым соединяется центральный канал, без применения отдельной, дополнительной системы очистки. Эту задачу выполняет способ, в соответствии с которым как центральный канал, так и канал приема молока наполняются очищающей текучей средой, которая во время осуществления способа очистки течет из канала приема очищающей текучей среды.
В частности, способ согласно настоящему изобретению может быть применен для устройства для взбивания молока, которое также содержит средства регулирования потока, выполненные с возможностью принимать положение для перекрывания канала приема молока и положение, позволяющее потоку текучей среды проходить в двух направлениях, а также насос, расположенный в канале приема очищающей текучей среды. В таком случае становится возможным проводить очистку в два последовательных этапа, где на первом этапе очистки включены как насос, расположенный в канале приема охлаждающей текучей среды, так и насос, расположенный в центральном канале, а средства регулирования потока находятся в положении для перекрытия канала приема молока, и где на втором этапе очистки включен только насос, расположенный в канале приема очищающей текучей среды, а средства регулирования потока находятся в положении, позволяющем проходить потоку текучей среды.
На первом этапе очистки насос, расположенный в канале приема очищающей текучей среды, включается для создания потока очищающей текучей среды, а насос, расположенный в центральном канале, включается, чтобы обеспечить прохождение потока очищающей текучей среды через центральный канал. На втором этапе очистки насос, расположенный в центральном канале, отключается, и в результате он выполняет функцию закрытого клапана. При этом средства регулирования потока принимают положение, позволяющее потоку текучей среды проходить через часть центрального канала, за счет чего образуется разомкнутое соединение канала приема молока и канала приема очищающей текучей среды, а насос, расположенный в канале приема очищающей текучей среды, включен для того, чтобы обеспечить попадание потока очищающей текучей среды из канала приема очищающей текучей среды в канал приема молока. За счет двух последовательных этапов очистки достигают того, что первым очищающей текучей средой наполняется центральный канал, а канал приема молока наполняется очищающей текучей средой немного позже. Важно, чтобы была только одна очищающая система, в которой наполнение канала приема молока очищающей текучей средой может быть выполнено насосом очищающей системы.
Для того чтобы целиком наполнить очищающей текучей средой канал приема молока и в то же время не допустить вытекания очищающей текучей среды из свободного конца канала приема молока, т.е. конца, который расположен в емкости для молока или чем-то подобном, предпочтительно, чтобы на втором этапе очистки был включен только насос, расположенный в канале приема очищающей текучей среды, чтобы закачать объем очищающей текучей среды, соответствующий объему свободной части канала приема молока, которая начинается в точке размещения средства управления потоком, и где данный насос заканчивает свою работу только тогда, когда этот объем пройдет через насос. Следует также понимать, что может быть создано любое подходящее средство управления насосом, чтобы на практике стало возможным постоянно получать требуемое количество очищающей текучей среды.
Предпочтительно, когда способ очистки согласно настоящему изобретению выполняется каждый раз, после того, как устройство для взбивания молока использовалось для приготовления молочного продукта, такого как, например, молочная пена или молочный напиток. Средства управления устройством могут быть выполнены с возможностью автоматического начала очистки, но также возможна ситуация, когда очистка начинается по соответствующей команде пользователя, например, когда он нажимает кнопку.
Устройство взбивания молока может также содержать средство нагрева, расположенное в центральном канале, поэтому данное устройство позволяет получить горячую молочную пену или горячий молочный напиток. Предпочтительно, когда также имеются байпас-канал, параллельно соединенный с частью центрального канала, где расположено средство нагрева и средство регулирования потока, выполненное с возможностью принимать положение для перекрывания либо байпас-канала, либо части центрального канала, где расположено средство нагрева, в то время как другой из этих каналов остается открытым, так как в этом случае существует возможность выбора: выполнять нагрев или нет. Если средство нагрева не использовалось на этапе работы устройства, предшествующем очистке, то тогда при выполнении очистки необходимо подавать очищающую текучую среду только в байпас-канал. Выполнить очистку нужных каналов можно в том случае, когда средство регулирования потока сохраняется в положении, которое было установлено на предшествующем этапе работы устройства для получения молочной пены и молочного напитка.
Наиболее целесообразным является вариант, когда устройство для взбивания молока имеет два выпускных отверстия, где одно выпускное отверстие можно постоянно использовать для вывода молочного продукта в емкость, например в чашку, а другое выпускное отверстие может быть использовано для вывода остатков молока и очищающей текучей среды в другую емкость, например поддон.
Вывод остатков молока осуществляется сразу после выполнения очистки, так как в этом случае вывод остатков молока выполняется под действием насоса и потока очищающей текучей среды. Вывод очищающей текучей среды осуществляется сразу после того, как устройство начинает выводить молочный продукт, так как в этом случае очищающая текучая среда должна быть сначала удалена из канала приема молока и центрального канала, где это может быть выполнено вслед за новой подачей молока. Для полноты описания следует отметить, что, в принципе, устройство может иметь и только одно выпускное отверстие, и тогда либо пользователь устройства должен решить, помещать или нет кружку под это выпускное отверстие в определенный момент, либо автоматизированная система должна сделать это. Однако для того, чтобы избежать ситуации, когда необходимо следить за работой устройства с тем, чтобы точно в нужное время поставить кружку туда, куда требуется, для получения молочного продукта, предпочтительно иметь два отдельных выпускных отверстия.
В одном из вариантов выполнения устройства для взбивания молока, которое имеет два выпускных отверстия, упомянутых выше, данное устройство содержит выходной канал, который соединяется с центральным каналом в точке, находящейся после насоса, расположенного в центральном канале, а также средство регулирования потока, выполненное с возможностью перекрытия одного из двух каналов: выходного канала и центрального канала, в то время как другой из этих каналов остается открытым. Когда в данном варианте осуществления устройства для взбивания молока выполняется очистка, средство регулирования потока принимает положение, отличное от положения, которое было установлено на предшествующем этапе работы устройства для получения молочного продукта, для того, чтобы остатки молока и очищающая текучая среда могли выйти не через выпускное отверстие, которое служит для получения молочного продукта, а через другое выпускное отверстие.
Для получения молочной пены, предпочтительно, когда устройство для взбивания молока содержит также канал приема воздуха, который соединяется с центральным каналом. Желательно, чтобы точка соединения канала приема воздуха и центрального канала совпадала с точкой соединения канала приема очищающей текучей среды и центрального канала, и чтобы устройство имело средство регулирования потока текучей среды, выполненное с возможностью перекрывания одного из каналов (канала приема очищающей текучей среды или канала приема воздуха), оставляя при этом другой канал открытым. Так как во время очистки необходимость в подаче воздуха отсутствует, при выполнении способа очистки согласно настоящему изобретению средство регулирования потока принимает положение для перекрывания канала приема воздуха. С другой стороны, в ситуациях, когда не нужен поток очищающей текучей среды, канал приема воздуха может быть открыт. Исходя из того, что возможно взаимоисключающее использование канала приема воздуха и канала приема очищающей текучей среды, не обязательно иметь отдельные средства для перекрывания и открывания каждого из данных каналов.
Настоящее изобретение относится к способу, описанному выше, а также к устройству взбивания молока, содержащему систему каналов, включающую в себя приемный канал для приема молока, приемный канал для приема очищающей текучей среды, а также центральный канал, с которым соединены как канал приема молока, так и канал приема очищающей текучей среды, и где устройство содержит также средства регулирования потока, выполненные с возможностью принимать положение для перекрывания канала приема молока и положение, позволяющее проходить потоку текучей среды, а также насос, расположенный в центральном канале. Выше уже было отмечено, что наличие двух упомянутых насосов и возможности перекрывания и открывания канала приема молока в любой момент времени позволяет очищать систему каналов устройства, наполняя очищающей текучей средой как центральный канал, так и канал приема молока.
В предпочтительном варианте выполнения устройство для взбивания молока в соответствии с настоящим изобретением также содержит сито, т.е. элемент, изготовленный из перфорированного листа или проволочной сетки, который находится в выпускном отверстии системы каналов, а именно в выпускном отверстии для вывода молочного продукта, который будет употреблять пользователь. Исходя из того, что данное устройство выполнено с возможностью очистки собственной системы каналов, в нем может присутствовать вышеупомянутое сито без риска быть загрязненным остатками молока, так как сито автоматически очищается, когда выполняется очистка, и пользователю устройства не нужно прилагать дополнительных усилий для очистки сита.
В большинстве устройств, используемых для вспенивания молока, существует связь между размерами пузырьков молока и температурой взбитого (до пенообразного состояния) молока. Применяя сито, можно стабилизировать качество получаемой пены, поскольку в этом случае размер пузырьков определяется характеристиками сита, а не температурой. Проще регулировать размер пузырьков, когда эта характеристика пены определяется такими характеристиками сита, как размер отверстий, плотность распределения отверстий (т.е. число отверстий на определенной площади), форма отверстий и материал сита.
На практике вариант выполнения устройства в соответствии с настоящим изобретением содержит поддон для сбора отработавшей текучей среды. Примерами отработавшей текучей среды являются остатки молока, которые должны выводиться из системы каналов во время очистки устройства, и очищающая текучая среда, которая должна выводиться из системы каналов во время приготовления молочного продукта. Когда устройство содержит выпускной канал, описанный выше, предпочтительно, если один из каналов (центральный канал или выпускной канал) выполнен с возможностью вывода жидкости в поддон. Кроме того, в таком случае предпочтительно, если сито расположено в другом из этих каналов (центральном канале или выпускном канале), поскольку очевидно, что именно он используется для получения молочных продуктов.
В отношении насосов устройства для взбивания молока следует отметить, что они могут быть любого подходящего типа, например плунжерный насос или шестеренный насос. Кроме того, каждое из упомянутых средств регулирования потока, принадлежащих устройству, может быть выполнено любым подходящим образом. Например, средства управления потоком могут содержать электрические клапаны. Однако из-за того, что такие клапаны являются относительно дорогостоящими, ищут другое решение. По настоящему изобретению, а именно что касается устройства для взбивания молока, которое имеет канал приема воздуха, соединяющийся с центральным каналом, предпочтительно, если в канале приема воздуха расположен действующий только в одном направлении обратный клапан, поскольку такой обратный клапан является относительно недорогим элементом. Более того, когда канал приема воздуха соединяется с центральным каналом в той же точке, что и канал приема очищающей текучей среды, где часть канала приема очищающей текучей среды и канал приема воздуха соединены в единый канал, предпочтительно, если действующий только в одном направлении обратный клапан находится в этом едином канале. По той же самой причине, связанной с поддержанием относительно низкого уровня затрат на данное устройство, средства регулирования потока, выполненные с возможностью принимать положение для перекрывания канала приема молока и положение, позволяющее потоку текучей среды проходить в двух направлениях, могут быть выполнены содержащими действующий в двух направлениях обратный клапан. Таким клапаном является клапан, который в одном направлении работает как обычный обратный клапан, но при этом также может открываться в противоположном направлении, когда давление текучей среды, действующее в этом направлении, достигает заданного предела.
Описанные выше и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидны и разъяснены при рассмотрении следующего далее описания различных вариантов выполнения устройства для взбивания молока согласно настоящему изобретению.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение будет рассмотрено более подробно со ссылками на фигуры, на которых одинаковые или подобные элементы обозначены одними и теми же ссылочными позициями и на которых:
фиг.1 в виде схемы показывает компоненты устройства для взбивания молока согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, а также иллюстрирует конфигурацию компонентов в этом устройстве;
фиг.2 в виде схемы показывает компоненты устройства для взбивания молока согласно второму предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, а также иллюстрирует конфигурацию компонентов в этом устройстве;
фиг.3 в виде схемы показывает действующий в двух направлениях обратный клапан в положении, позволяющем потоку текучей среды проходить только в одном направлении; а также
фиг.4 в виде схемы показывает действующий в двух направлениях обратный клапан в положении, позволяющем потоку текучей среды проходить в двух противоположных направлениях.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Фиг.1 в виде схемы показывает структуру устройства 1 для взбивания молока согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. В основном устройство 1 для взбивания молока используется в аппаратах для приготовления кофе, эспрессо, капучино, но оно может быть также использовано и для других применений. В любом случае, устройство 1 для взбивания молока приспособлено для приготовления молочной пены благодаря возможности приема молока и воздуха и смешивания двух данных ингредиентов молочной пены. Молочная пена образуется в результате процесса взбивания, при котором молоко взбивают до пенообразного состояния без применения пара.
Устройство 1 для взбивания молока содержит следующие элементы, показанные на фиг.1:
- канал 11 приема молока для приема молока из емкости 21 для молока;
- канал 12 приема воздуха для приема воздуха;
- центральный канал 13, с которым соединены и канал 11 приема молока и канал 16 приема воздуха;
- насос 31, далее называемый «пенообразующим» насосом 31, который расположен в центральном канале 13 в точке, находящейся после точек, в которых канал 11 приема молока и канал 12 приема воздуха соединяются с центральным каналом 13;
- теплообменник 40, который расположен в центральном канале в точке, находящейся после пенообразующего насоса 31;
- байпас-канал 14, параллельный части центрального канала 13, где находится теплообменник 40;
- выпускной канал 15, который соединяется с центральным каналом 13 в точке, находящейся после теплообменника 40;
- подставка 51 для чашки, расположенная на свободном конце центрального канала 13;
- поддон 52 для сбора отходящей жидкости, расположенный на свободном конце выпускного канала 16;
- канал 16 приема очищающей текучей среды для приема очищающей текучей среды, например воды, из емкости 22 для очищающей текучей среды, которая сообщается с центральным каналом 13 в той же точке, что и канал 12 приема воздуха; а также
- насос 32, называемый далее «очищающим» насосом 32, который расположен в канале 16 приема очищающей текучей среды.
Все упомянутые каналы 11, 12, 13, 14, 15, 16 являются частью системы 10 каналов устройства 1 для взбивания молока. Для того, чтобы в устройстве 1 при каждом использовании создавался необходимый ток текучей среды, устройство 1 имеет ряд клапанов. На фиг.1 показаны четыре клапана, а именно:
- первый клапан 61, выполненный с возможностью переключения между двумя различными положениями и расположенный так, чтобы в первом положении перекрывать канал 11 приема молока, а во втором положении пропускать поток текучей среды, и называемый далее клапаном 61 «молока»;
- второй клапан 62, выполненный с возможностью переключения между двумя различными положениями и расположенный так, чтобы в первом положении перекрывать канал 16 приема очищающей текучей среды, оставляя при этом канал 12 приема воздуха открытым, а во втором положении перекрывать канал 12 приема воздуха, оставлял при этом канал 16 приема очищающей текучей среды открытым, и называемый далее клапаном 62 «очищающей текучей среды/воздуха»;
- третий клапан 63, выполненный с возможностью переключения между двумя различными положениями и расположенный так, чтобы в первом положении перекрывать байпас-канал 14, оставляя при этом часть центрального канала 13, где расположен теплообменник 40, открытой, а во втором положении перекрывать часть центрального канала 13, где расположен теплообменник 40, оставлял при этом байпас-канал 14 открытым, и называемый далее клапаном 63 теплообменника; а также
- четвертый клапан 64, выполненный с возможностью переключения между двумя различными положениями и расположенный так, чтобы в первом положении перекрывать конечную часть центрального канала 13, оставляя при этом выпускной канал 15 открытым, а во втором положении перекрывать выпускной канал 15, оставлял при этом конечную часть центрального канала 13 открытой, и называемый далее выпускным клапаном 64.
Для управления различными элементами устройства 1 для взбивания молока, в частности насосами 31, 32, теплообменником 40 и клапанами 61, 62, 63, 64, могут быть применены средства управления любого подходящего типа. Например, устройство 1 может быть оснащено микроконтроллером (не показан) для выполнения одного из ряда заданных алгоритмов по приготовлению различных молочных продуктов в зависимости от выбора пользователя и для последующего осуществления очистки. В процессе приготовления молочного продукта «пенообразующий» насос 31 играет роль производителя молочной пены, так как данный насос 31 приспособлен для закачивания молока и воздуха и смешивания этих двух текучих сред. В отношении процесса приема воздуха следует отметить, что регулируемый дроссель 65, показанный на фиг.1, может находиться на стороне впуска канала 12 приема воздуха, и что, управляя этим дросселем 65, можно регулировать подачу воздуха в зависимости от требуемых свойств молочного продукта, который требуется приготовить устройством 1 для взбивания молока.
Различные компоненты устройства 1 для взбивания молока очищаются очищающей текучей средой каждый раз после того, как выполняется процесс приготовления молочного продукта. Следовательно, каждый раз перед началом процесса приготовления молочного продукта система 10 каналов устройства 1 для взбивания молока наполняется очищающей текучей средой. То, как это выполняется, объяснено позже. Сначала рассмотрен процесс приготовления молочного продукта.
Когда пользователь решает приготовить молочный продукт, он/она помещает чашку или другую подходящую емкость (не показана) на подставку 51 для чашки и включает устройство 1 для взбивания молока. В устройстве 1 включается «пенообразующий» насос 31, клапан 61 «молока» принимает положение, позволяющее проходить жидкости, клапан 62 «очищающей текучей среды/воздуха» принимает положение для перекрывания канала 16 приема очищающей текучей среды, оставляя при этом канал 12 приема воздуха открытым, регулируемый дроссель 65 принимает необходимое положение, а выпускной клапан 64 принимает положение для перекрывания конечной части центрального канала 13, оставляя при этом выходной клапан 15 открытым. Когда пользователь желает получить теплый напиток, включается теплообменник 40, и клапан 63 теплообменника принимает положение для перекрывания байпас-канала 14, оставляя при этом часть центрального канала 13, где расположен теплообменник 40, открытой. С другой стороны, когда пользователь желает получить холодный напиток, теплообменник 40 выключается, а клапан 63 теплообменника принимает положение для перекрывания части центрального канала 13, где расположен теплообменник, оставляя при этом байпас-канал 14 открытым.
Под действием «пенообразующего» насоса 31 молоко высасывается из емкости 21 для молока и направляется в центральный канал 13. Затем в центральный канал 13 также засасывается воздух. При этом очищающая текучая среда, которая находится в канале 11 приема молока и в канале 12 приема воздуха, вытесняется потоками молока и воздуха соответственно. Благодаря работе «пенообразующего» насоса 31 очищающая текучая среда вытесняется в направлении стороны выпуска системы 10 каналов. Следовательно, выпускной клапан 64 находится в положении для перекрывания конечной части центрального канала 13, оставляя при этом выпускной канал 15 открытым, так как при этом положении выпускного клапана очищающая текучая среда вытекает в поддон 52 и остается там.
В «пенообразующем» насосе происходит постоянный процесс смешивания молока и воздуха, и таким образом получается молочная пена. Молочная пена перекачивается в направлении стороны выпуска системы 10 каналов, где она может пройти или не пройти через теплообменник 40 в зависимости от положения клапана 63 теплообменника, что было объяснено выше. Все это время очищающая текучая среда вытекает из выходного канала 15 в поддон 52. Однако, как только фронт молочный пены достигает выпускного клапана 64, он меняет свое положение, в результате выпускной канал 15 перекрывается, а молочная пена течет в направлении конца центрального канала 13, где она выводится в емкость, расположенную на подставке 51 для чашки. Поток молочной пены продолжает идти до тех пор, пока емкость не получит заданное количество молочной пены.
Момент времени, когда необходимо изменить положение выпускного клапана 64, может быть определен любым удобным способом.
Например, управление различными компонентами устройства 1 для взбивания молока может быть синхронизируемым, что вполне достижимо, так как объемы различных каналов 11, 12, 13, 14, 15, 16 системы 10 каналов и скорость потока различных текучих сред можно узнать, поскольку они (объемы и скорость) связаны с характеристиками работы насоса. В принципе, управление может осуществляться альтернативным способом, для реализации которого необходимы датчики, например датчик для определения изменения типа текучей среды в точке положения выпускного клапана 64, но этот вариант не является предпочтительным, поскольку требует относительно больших затрат.
Как было указано выше, процесс очистки выполняется в устройстве 1 для взбивания молока после приготовления молочного продукта и передачи этого молочного продукта в емкость. Предпочтительно, когда процесс очистки начинается автоматически, так что это освобождает пользователя от необходимости думать об этом, и в результате исчезает вероятность пропуска процесса очистки. Это является важным, потому что в случае, если очистка не будет выполняться, система 10 каналов загрязнится остатками молока, которые со временем испортятся сами и будут портить молочный продукт, приготовляемый при последующих использованиях устройства 1 для взбивания молока.
В начале процесса очистки «пенообразующий» насос 31 включен, также как и «очищающий» насос 32. Кроме того, клапан 61 «молока» принимает положение для перекрывания канала 11 приема молока, поэтому подача молока в центральный канал 13 прекращается, клапан 62 «очищающей текучей среды/воздуха» переключается в положение для перекрывания канала 12 приема воздуха, оставляя при этом канал 16 приема очищающей текучей среды открытым, поэтому осуществляется подача очищающей текучей среды в центральный канал 13. Положение клапана 63 теплообменника сохраняется, поэтому очищающая текучая среда может следовать тем же путем, что и молочный продукт. Положение выпускного клапана 64 также сохраняется, поэтому конечная часть центрального канала 13 наполняется очищающей текучей средой, и последние остатки молочного продукта выводятся из центрального канала 13.
Как только очищающая текучая среда достигает конца центрального канала 13, выпускной клапан 64 переключается в положение для перекрывания конечной части центрального канала 13, оставляя при этом выпускной канал 15 открытым. Когда фронт очищающей текучей среды достигает конца выпускного канала 15, обеспечивается, что центральный канал 13 и выпускной канал 15 целиком наполнены очищающей текучей средой. В этот момент прекращает свою работу «пенообразующий» насос 31, а клапан 61 «молока» принимает положение, позволяющее проходить потоку текучей среды. Под действием «очищающего» насоса 32 канал 11 приема молока наполняется очищающей текучей средой. При этом выключенный «пенообразующий» насос 31 играет роль закрытого клапана в центральном канале 13, поэтому очищающая текучая среда в любом случае попадет в канал 11 приема молока.
Предпочтительно, ситуация, в которой только «очищающий» насос 32 включен, продолжается в течение времени, которое требуется для наполнения канала 11 приема молока, при этом насос 32 выключается точно вовремя, чтобы избежать попадания очищающей текучей среды в емкость 21 для молока.
Для полноты описания следует отметить, что конечная часть 13 центрального канала может быть наполнена на более позднем этапе, когда точно известно, что емкость для получения молочного продукта отсутствует. Кроме вышеописанного поддона 52, расположенного на свободном конце выходного канала 15, данное устройство может иметь другой поддон на подставке 51 для чашки, поскольку не обязательно точно дозировать очищающую текучую среду или иметь только один поддон достаточно большого размера, который бы располагался и в конце выходного канала 15 и на подставке для чашки 51. Устройство 1 может быть оснащено датчиками для определения наличия емкости, для того, чтобы нужный момент для наполнения конечной части центрального канала 13 можно было бы определить автоматически. Другая возможность заключается в том, что процесс подачи очищающей текучей среды в конечную часть центрального канала 13 выполняется только при закрытом устройстве 1, в тот момент, когда предполагается, что емкость на подставке 51 для чашки отсутствует, и, таким образом, лишняя очищающая текучая среда из центрального канала 13 стекает в поддон.
Важное преимущество устройства 1 для взбивания молока согласно настоящему изобретению состоит в том, что в результате очистки все каналы 11, 12, 13, 14, 15, 16 системы 10 каналов оказываются наполненными очищающей текучей средой. Кроме того, насосы 31, 32 и теплообменник 40 также всегда наполнены очищающей текучей средой, и это также гарантирует, что из клапанов 61, 62, 63, 64 полностью удалены остатки молока. Следовательно, устройство 1 является наиболее гигиеническим. К тому же пользователю не нужно самому очищать устройство 1, поэтому оно также очень удобно в использовании. Фиг.2 в виде схемы показывает структуру устройства 2 для взбивания молока согласно второму предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.
Устройство 2 для взбивания молока согласно второму предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения во многом схоже с устройством 1 для взбивания молока согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения. Основными аспектами работы устройства 2 для взбивания молока согласно второму предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения являются всасывание и смешивание молока и воздуха с помощью «пенообразующего» насоса 31, нагрев полученной смеси, если требуется приготовить горячий напиток, и наполнение системы каналов 10 очищающей текучей средой целиком каждый раз после процесса приготовления молочной пены. Следовательно, молоко никогда не находится ни в одном из элементов устройства 2, за исключением емкости 21 для молока.
По сравнению с устройством 1 для взбивания молока согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения отсутствуют байпас-канал 14 и клапан 63 теплообменника. Следовательно, получение горячего или холодного молочного напитка зависит не от пути в системе 10 каналов, а от того, включен ли теплообменник 40 или нет. Кроме того, клапан 61 «молока» и клапан 62 «очищающей текучей среды/воздуха» заменены другими более дешевыми элементами. В частности, в канале 12 приема воздуха находится первый действующий только в одном направлении обратный клапан 66. Этот обратный клапан 66 необходим, чтобы во время работы «очищающего» насоса 32 поток охлаждающей текучей среды не попадал в дроссель 65. Второй действующий только в одном направлении обратный клапан 67 расположен в канале 17, с которым соединены канал 12 приема воздуха и канал 16 приема очищающей текучей среды, и через который оба канала 12, 16 соединяются с центральным каналом 13. Этот обратный клапан 67 необходим для того, чтобы не допустить обратный поток молока. Более того, в канале 11 приема молока находится действующий в двух направлениях обратный клапан 68. Этот обратный клапан необходим для того, чтобы пропускать молоко в направлении центрального канала 13, а очищающую текучую среду - в противоположном направлении, что будет объяснено далее на основе фиг.3 и 4.
Обычно в обратном клапане направление открытия и направление закрытия могут отличаться. На фиг.3 направление открытия изображенного обратного клапана - это направление сверху вниз, а направление закрытия - направление снизу вверх. Фиг.4 показывает положение обратного клапана 68, позволяющее проходить потоку текучей среды. Исходя из того, что обратный клапан 68 является действующим в двух направлениях обратным клапаном 68, возможно получить указанное положение двумя способами, а именно при потоке текучей среды в направлении открытия или при потоке текучей среды в направлении закрытия, пока давление, оказываемое на обратный клапан 68, больше определенного порогового значения.
Когда осуществляется процесс приготовления молочного продукта и включен только «пенообразующий» насос 31, молоко высасывается из емкости 21 для молока через обратный клапан 68, причем направление потока проходит в направлении открытия обратного клапана 68. Когда начинается очистка и включается также «очищающий» насос 32, обратный клапан 68 находится в положении закрытия, показанном на фиг.3. Очищающая текучая среда не попадает в канал 11 приема молока, так как направление, в котором поток очищающей текучей среды должен проходить через обратный клапан 68, является направлением закрытия клапана 68. Однако когда «пенообразующий» насос 31 выключается, а включенным остается только «очищающий» насос 32, «пенообразующий» насос 31 играет роль закрытого клапана, в результате чего возрастает давление на обратный клапан 68 в направлении закрытия. Когда давление становится больше заданного порогового значения, обратный клапан 68 открывается, и очищающая текучая среда попадает в канал 11 приема молока, который таким образом очищается. Как уже отмечалось в отношении устройства 1 для взбивания молока согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, такая ситуация может иметь место только в течение времени, необходимого для наполнения канала 11 приема молока очищающей текучей средой, где время, в течение которого включен только «очищающий» насос 32, точно равно времени, за которое фронт очищающей текучей среды достигает конца канала 11 приема молока. Положительный эффект такого решения состоит в том, что молоко, находящееся в емкости 21 для молока, и очищающая текучая среда не смешиваются.
Применение обратных клапанов 66, 67, 68 является предпочтительным, потому что, как уже отмечалось, эти элементы относительно недорогие. Более того, тот факт, что обратные клапаны 66, 67, 68 - это относительно простые элементы, и их можно легко очистить, промыв очищающей текучей средой, является важным преимуществом обратных клапанов по сравнению, например, с электрическими клапанами, значительно более сложными и требующими для своей работы сигналы управления.
В альтернативном варианте осуществления, не показанном ни на одной из фигур, устройство 1, 2 для взбивания молока в соответствии с настоящим изобретением может содержать сито, которое находится на конце центрального канала 13. Применение такого сита в устройстве, не имеющего в отличие от устройства 1, 2 согласно настоящему изобретению функции очистки, привело бы к ряду проблем, касающихся очистки сита. Однако, такие проблемы отсутствуют в устройстве 1, 2 по настоящему изобретению, не требующем со стороны пользователя никаких усилий для очистки.
В результате применения сита размер пузырьков молока определяется характеристиками сита, а не температурой взбитого до пенообразного состояния молока. Последним является случай, когда сито на выпускном отверстии для получения молочной пены отсутствует. Поскольку характеристики сита являются постоянными, а температура может изменяться и отклоняться от оптимального значения, применение сита является предпочтительным, так как в этом случае размером пузырьков можно точно управлять. В этом случае получается пена более постоянного качества.
Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что объем настоящего изобретения не ограничивается примерами, рассмотренными выше, и что некоторые улучшения и модификации изобретения могут быть созданы, не выходя за пределы объема настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения. В то время как настоящее изобретение было проиллюстрировано и подробно описано данными фигурами и данным описанием, эти фигуры и описание считаются лишь пояснительными и примерными, а не ограничительными. Настоящее изобретение не ограничивается рассмотренными вариантами осуществления.
Изменения рассмотренных вариантов осуществления могут стать понятными специалисту в данной области техники и могут быть применены им на практике после изучения фигур, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие этапы и элементы, а единственное число не исключает множественное число. Сам факт того, что определенные величины перечислены в разных зависимых пунктах формулы изобретения, не говорит о том, что совокупность этих величин не может быть использована. Любая ссылочная позиция в формуле изобретения не должна быть истолкована как ограничивающая объем изобретения.
Выше было рассмотрено устройство 1, 2, применяемое для взбивания молока. Устройство 1, 2 содержит систему 10 каналов, включающую в себя приемный канал 11 для приема молока, приемный канал 16 для приема очищающей текучей среды и центральный канал 13, с которым соединены и канал 11 приема молока, и канал 16 приема очищающей текучей среды, а также содержит насос 31, расположенный в центральном канале 13. После приготовления устройством 1, 2 молочного напитка выполняется его (устройства) очистка, когда и центральный канал 13, и канал 11 приема молока наполняются очищающей текучей средой. В частности, устройство 1, 2 содержит также насос 32, расположенный в канале 16 приема очищающей текучей среды, в котором центральный канал 13 наполняется очищающей текучей средой в результате работы обоих насосов 31, 32, при этом канал 11 приема молока перекрывается; и канал 11 приема молока наполняется очищающей текучей средой в результате открывания канала 11 приема молока и работы только насоса 32, находящегося в канале 16 приема очищающей текучей среды.