УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА С ИЗМЕНЯЕМОЙ КОНФИГУРАЦИЕЙ
RECONFIGURABLE BEVERAGE PREPARATION MACHINE

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству для приготовления напитка, конфигурацию которого можно изменять в зависимости от варианта установки.
Предпосылки создания изобретения
Все большее распространение получают устройства для приготовления напитка, выполненные с возможностью применения капсул, содержащих порцию ингредиента напитка, например кофе, чая или супа. В процессе приготовления с помощью блока экстракции устройства выполняют по меньшей мере частичную экстракцию ингредиента из капсулы, например, путем растворения. Примеры устройств данного типа приведены в патентах EP 2393404 A1, EP 2470053 A1, EP 2533672 A1, EP 2509473 A1 и EP 2685874 A1. Увеличение популярности таких устройств, возможно, частично обусловлено повышенным удобством в применении по сравнению с традиционными устройствами для приготовления напитка, например устройством для приготовления эспрессо на кухонной плите или ручным френч-прессом. Эта популярность также может быть обусловлена усовершенствованным способом приготовления напитка с помощью устройства, в котором: капсула вставляется в блок экстракции; нагретая вода подается через проделанный в капсуле входной канал; экстракция находящегося в капсуле ингредиента выполняется через проделанный в капсуле выходной канал с помощью нагретой воды; приготовленный напиток получают из выходного канала для нагретой воды. В ходе этого процесса для повышения вкусовых качеств напитка можно регулировать рабочие параметры устройства в зависимости от применяемой капсулы и/или ингредиентов в ней. Например, рабочие параметры могут включать: температуру воды во входном и выходном каналах; продолжительность предварительного увлажнения; расход воды; количество воды; параметры, относящиеся к другим операциям в процессе приготовления напитка. В этом заключается оптимизация способа приготовления напитка.
Указанные устройства для приготовления напитка должны, по существу, устанавливаться на кухонной столешнице в условиях ограниченного пространства. В документе US 2013213238 описано устройство для приготовления напитка, в котором модуль, содержащий резервуар, соединен с возможностью скольжения с модулем заваривания. Соответственно, положение модуля резервуара можно изменять, чтобы адаптировать устройство для приготовления напитка к различным вариантам установки. Недостаток состоит в отсутствии возможности существенного изменения общей площади, занимаемой устройством для приготовления напитка.
В документе ЕР 1 267687 описано устройство для приготовления напитка, в котором резервуар шарнирно прикреплен к нему в качестве его части таким образом, что резервуар может быть повернут в положение повторного заполнения. Недостаток состоит в отсутствии возможности изменения площади, занимаемой устройством в рабочем положении.
В документе ЕР 1864598 описано устройство для приготовления напитка, содержащее модульный узел компонентов, которые можно добавлять для расширения функциональности указанного устройства. Недостаток состоит в отсутствии возможности существенного изменения площади, занимаемой устройством, при добавлении указанных компонентов.
Изложение сущности изобретения
Цель изобретения состоит в обеспечении устройства для приготовления напитка, конфигурацию которого можно изменять для компактной установки устройства в различных местах на столешнице пользователя.
Преимуществом является обеспечение устройства для приготовления напитка, конфигурацию которого можно легко изменять.
Преимуществом является обеспечение устройства для приготовления напитка, имеющего желаемый эстетический внешний вид.
Преимуществом является обеспечение экономически эффективного устройства для приготовления напитка.
Преимуществом является обеспечение удобного в изготовлении устройства для приготовления напитка.
Преимуществом является обеспечение прочного и надежного устройства для приготовления напитка.
Преимуществом является обеспечение удобного в обслуживании устройства для приготовления напитка.
Цели изобретения достигаются за счет устройства для приготовления напитка по п.п. 1 и 14 формулы изобретения и способа по п. 15 формулы изобретения.
В соответствии с первым аспектом изобретения в настоящем документе предлагается устройство для приготовления напитка, содержащее: модуль приготовления напитка, содержащий блок экстракции для экстракции ингредиента напитка из подаваемой в него капсулы или из являющегося его частью контейнера для ингредиента; систему подачи текучей среды, содержащую нагреватель текучей среды, насос для текучей среды и необязательно резервуар для текучей среды; первый модуль, подвижно соединенный с модулем приготовления напитка; причем устройство для приготовления напитка дополнительно содержит второй модуль, подвижно соединенный с первым модулем, при этом первый модуль содержит насос для текучей среды и/или нагреватель текучей среды, второй модуль содержит указанные компоненты системы подачи текучей среды, отличные от компонентов первого модуля, причем компоненты содержат по меньшей мере один из насоса для текучей среды, нагревателя текучей среды или резервуара для текучей среды.
Соответственно, цели изобретения достигаются, поскольку площадь, занимаемую устройством для приготовления напитка, можно существенно изменять путем перемещения первого и второго модуля, например, все модули могут быть расположены слева или справа от модуля приготовления напитка или на одной линии.
Преимуществом является то, что поскольку модули содержат различные основные компоненты устройства для приготовления напитка, в случае выхода из строя основного компонента (например, нагревателя или насоса для текучей среды) указанный модуль можно легко заменить без замены всего устройства для приготовления напитка. Таким образом обеспечивается удобство обслуживания устройства для приготовления напитка.
Модуль приготовления напитка, первый модуль и второй модуль, по существу, расположены в последовательной конфигурации и сообщаются друг с другом по текучей среде. Указанный модуль, по существу, содержит корпус для размещения указанных компонентов модуля.
В примере, в котором устройство для приготовления напитка содержит не блок экстракции капсулы, а контейнер для ингредиента: предварительно отмеренное порционное количество ингредиента может поступать из контейнера для ингредиента для обработки в процессе приготовления напитка. Такая система описана в документе WO 2013014142, который включен в настоящий документ путем ссылки.
Устройство для приготовления напитка предпочтительно содержит третий модуль, который предпочтительно подвижно соединен со вторым модулем (так что модули соединены последовательно), но в альтернативном варианте осуществления он может быть предпочтительно подвижно соединен с первым модулем (так что расположение модулей будет частично последовательным). Альтернативно третий модуль может быть жестко соединен с указанным вторым или первым модулем, например, посредством жесткого соединения между указанным модулем и жесткой соединительной трубкой. В примере с третьим модулем третий модуль предпочтительно содержит резервуар, первый модуль содержит один из насоса для текучей среды и нагревателя текучей среды, а второй модуль содержит другой из насоса для текучей среды и нагревателя текучей среды. Альтернативно компоненты третьего модуля могут быть встроены в первый или второй модуль.
По меньшей мере одно из вышеуказанных подвижных соединений предпочтительно выполнено с возможностью поддержания функционального соединения между модулями в процессе перемещения связанных модулей между множеством положений. Таким образом, устройство для приготовления напитка является полностью функциональным, а все его модули могут взаимодействовать между собой, находясь в каждом из указанного множества положений или перемещаясь между ними, например, нагреватель текучей среды и насос для текучей среды, расположенные в разных модулях, сообщаются между собой по текучей среде и имеют электрическое соединение с системой управления.
По меньшей мере одно из вышеуказанных подвижных соединений предпочтительно выполнено с возможностью размещения модулей в бесконечном множестве положений. Предпочтительно по меньшей мере одно из подвижных соединений содержит постоянное соединение. То есть соединение не является съемным, например, оно неподвижно зафиксировано с помощью заклепок или для его удаления требуется специальный инструмент.
Необязательно по меньшей мере одно из указанных подвижных соединений между модулями может содержать шарнирное соединение. Ось поворота указанного шарнирного соединения (или ось вращения поворотного соединения при его наличии) может быть, по существу, вертикальной, когда устройство для приготовления напитка стоит на горизонтальной опорной поверхности. Необязательно по меньшей мере одно из указанных подвижных соединений между модулями может содержать гибкое соединение, которое можно обеспечить с помощью гибкой соединительной трубки (например, шланга), соединенной с модулем (например, через сопло или другим подходящим образом). В примерной конфигурации имеется гибкое соединение между модулем приготовления напитка и первым модулем; гибкое соединение между первым модулем и вторым модулем; жесткое соединение между вторым модулем и необязательным третьим модулем. Также возможны другие подвижные соединения, такие как соединения с возможностью скольжения или вращения, причем различные соединения можно комбинировать (например, все модули могут быть соединены не одним и тем же подвижным соединением).
По меньшей мере один из первого, второго или третьего модулей может иметь удлиненную форму. Два или более удлиненных модулей могут быть расположены таким образом, что оси удлиненных частей параллельны друг другу. Таким образом обеспечивается желательный эстетический внешний вид. Один или более модулей могут быть расположены таким образом, что оси удлиненных частей параллельны оси поворота при использовании такой конфигурации соединения.
По меньшей мере одно из подвижных соединений может содержать соединительную трубку для передачи текучей среды между модулями. Соединительная трубка предпочтительно является жесткой при использовании шарнирного или поворотного подвижного соединения с модулем и подсоединена к модулю указанным образом, например с помощью втулки, расположенной вокруг соединительной трубки. Соединительная трубка предпочтительно является гибкой в примере гибкого соединения. Преимуществом является то, что устройство для приготовления напитка является экономичным в изготовлении и сборке, так как соединительные трубки для передачи текучей среды встроены в подвижное соединение, т.е. в структуру устройства для приготовления напитка. По меньшей мере одна соединительная трубка может быть расположена с образованием упора для поддержки устройства для приготовления напитка на опорной поверхности.
По меньшей мере один из модулей может содержать на своей нижней поверхности (т.е. поверхности, проксимальной к опорной поверхности для поддержки устройства для приготовления напитка) одну из соединительных трубок для подачи текучей среды в модуль или выпуска текучей среды из модуля. Указанный модуль может также содержать на своей верхней поверхности (т.е. поверхности, дистальной к опорной поверхности для поддержки устройства для приготовления напитка) другую из соединительных трубок для подачи текучей среды в модуль или выпуска текучей среды из модуля. Преимуществом является то, что при указанном расположении соединительных трубок текучая среда может свободно протекать непосредственно через модуль. Альтернативно соединительные трубки могут быть расположены в другом месте модуля, например обе на одной поверхности (например, сверху, снизу или сбоку), и при такой конфигурации основание модуля может опираться на опорную поверхность.
Средства электрической связи могут проходить через одну или более из соединительных трубок, например, в виде электрических проводов для обеспечения связи между насосом для текучей среды, нагревателем текучей среды и другими частями систем управления. Соединительная трубка может также содержать отдельную внутреннюю трубку для передачи текучей среды.
В случае если блок экстракции модуля приготовления напитка выполнен с возможностью экстракции ингредиента из капсулы, блок экстракции может содержать: держатель капсулы, выполненный с возможностью перемещения между положением получения капсулы и положением экстракции капсулы; систему загрузки держателя капсулы, выполненную с возможностью приведения в действие держателя капсулы для его перемещения между указанными положениями и содержащую блок привода и загрузочный механизм, причем блок привода приводит в действие загрузочный механизм, который содержит планетарную передачу и линейный привод, блок привода приводит во вращательное движение планетарную передачу, которая выполняет редукцию указанного вращательного движения, а линейный привод выполнен с возможностью: приема указанного редуцированного вращательного движения; преобразования редуцированного вращательного движения в прямолинейное движение; сообщения указанного прямолинейного движения держателю капсулы; причем модули имеют удлиненную форму с, по существу, одинаковой формой в поперечном сечении. Сообщение указанного прямолинейного движения приводит в прямолинейное движение подвижную часть держателя капсулы, которая перемещается относительно корпуса устройства для приготовления напитка и может представлять собой, например, полость или стенку экстракции держателя капсулы.
Соответственно, достигаются цели изобретения, поскольку блок экстракции является компактным, так как планетарная передача характеризуется высокой плотностью мощности, низкими потерями эффективности и высокой плотностью крутящего момента, в частности, по сравнению с параллельной зубчатой передачей и другими подобными зубчатыми передачами.
Предпочтительно модули имеют, по существу, одинаковый внешний вид, такой как круглое поперечное сечение, например, два или более из первого, второго, третьего модуля и модуля приготовления напитка. Диаметр указанного круглого поперечного сечения может быть менее 15 см, 10 см или 8 см и может быть более 5 см. Преимуществом является то, что устройство для приготовления напитка можно сделать компактным и эстетически привлекательным. Такой диапазон размеров становится возможным за счет использования системы загрузки, содержащей планетарную передачу.
Планетарная передача может иметь передаточное отношение по меньшей мере 5 или, более конкретно, 5–15. Планетарная передача содержит эпициклическую передачу и зубчатый венец, причем эпициклическая передача содержит: солнечную шестерню; один или более сателлитов, как правило, 3 или 4; носитель, который поддерживает с помощью вращения сателлиты по окружности вокруг солнечной шестерни, причем сателлит или каждый из сателлитов приводится во вращение с помощью (например, посредством зацепления) солнечной шестерни, зубчатый венец проходит по меньшей мере частично вокруг сателлита или каждого из сателлитов и приводится во вращение (например, посредством зацепления) ими, солнечная шестерня предназначена для приема указанного вращательного движения от блока привода, зубчатый венец — для приема частично редуцированного вращательного движения от одного или каждого из сателлитов и передачи на выход указанного редуцированного вращательного движения. Носитель предпочтительно ограничен во вращении относительно солнечной шестерни и сателлита или каждого из сателлитов. Тем не менее, в альтернативной конфигурации солнечная шестерня может быть ограничена в движении, а носитель может приводиться во вращательное движение блоком привода.
Блок привода содержит двигатель, который предпочтительно является электрическим, однако альтернативно он может быть гидравлическим или пневматическим. Двигатель предпочтительно расположен таким образом, что его ось вращения параллельна или коаксиальна оси вращения (например, оси вращения одного из следующих компонентов: солнечной шестерни; одного или более сателлитов; носителя; зубчатого венца) планетарной передачи. Преимуществом является то, что двигатель и планетарная передача компактно расположены в линию друг с другом. Это позволяет получить длинный и тонкий блок экстракции, который легко интегрируется в устройство для приготовления напитка и эстетично выглядит. Примером указанного коаксиального расположения является вариант, в котором солнечная шестерня непосредственно соединена с валом двигателя. Примером указанного параллельного расположения является вариант, в котором солнечная шестерня приводится в движение промежуточной шестерней, которая, в свою очередь, приводится в движение двигателем. Альтернативно двигатель может быть расположен под углом к указанной оси, например, с использованием промежуточной конической шестерни.
Линейный привод может быть выполнен таким образом, что указанное прямолинейное движение параллельно оси вращения планетарной передачи (например, оси вращения одного из следующих компонентов: солнечной шестерни; одного или более сателлитов; носителя; зубчатого венца) и/или оси вращения двигателя (например, валу двигателя). Преимуществом является то, что двигатель и/или планетарная передача и линейный привод компактно расположены в линию друг с другом. Альтернативно прямолинейное движение может быть смещено относительно указанной оси вращения, например, с помощью конической шестерни, которая передает вращательное движение между линейным приводом и планетарной передачей.
Двигатель предпочтительно установлен на узле, содержащем один или более из следующих компонентов: подвижную часть (например, полость или стенку экстракции) держателя капсулы; носитель; компонент, ограниченный одним из вышеуказанных компонентов. Альтернативно он может быть установлен на корпусе блока экстракции.
Система загрузки держателя капсулы может содержать ограничитель, выполненный с возможностью ограничения вращения относительно корпуса блока экстракции и/или ограничения перемещения относительно корпуса блока экстракции узла, содержащего один или более из следующих компонентов: носитель; блок привода; подвижную часть держателя капсулы; компонент, ограниченный одним из вышеуказанных компонентов. Указанное перемещение предпочтительно соответствует указанному прямолинейному движению привода. Ограничитель может содержать первый направляющий элемент и второй направляющий элемент, которые являются комплементарными по форме и выполнены с возможностью обеспечения относительного поступательного движения. Первый направляющий элемент может представлять собой выступ, соединенный с узлом, содержащим один или более из следующих компонентов: подвижную часть (например, полость или стенку экстракции) держателя капсулы; носитель; компонент, ограниченный одним из вышеуказанных компонентов, а второй направляющий элемент может представлять собой соответствующую выемку в корпусе блока экстракции или соединенный с ним компонент. В частности, второй направляющий элемент может содержать выемку, проходящую через направляющий элемент линейного привода. Преимуществом является то, что указанный узел может скользить в процессе прямолинейного движения линейного привода.
Линейный привод может содержать поворотный элемент и направляющий элемент, причем поворотный элемент выполнен с возможностью приема указанного редуцированного вращательного движения от планетарной передачи (например, он приводится в движение зубчатым венцом посредством зацепления или выполнен как одно целое с зубчатым венцом) и в ответ на это — смещения в осевом направлении вдоль направляющего элемента с помощью винтового резьбового соединения с направляющим элементом, чтобы, таким образом, создавать указанное прямолинейное движение. Преимуществом является то, что сочетание высокого передаточного отношения планетарной передачи и резьбового соединения между поворотным элементом и направляющим элементом приводит к тому, что подвижная часть держателя капсулы перемещается только под действием блока привода, то есть в положении экстракции капсулы подвижная часть не смещается под действием гидравлической нагрузки в процессе приготовления напитка. Более того, вследствие трения между этими компонентами устраняется необходимость в том, чтобы блок привода прилагал удерживающий крутящий момент, чтобы удерживать подвижную часть в указанном положении экстракции, благодаря чему отпадает необходимость в использовании дорогостоящего электродвигателя, такого как шаговый двигатель постоянного тока с высоким удерживающим крутящим моментом.
В менее предпочтительном примере конструкция может содержать кривошип, приводимый в движение зубчатым венцом и приводящий в движение соединенный с ним рычажный механизм для создания указанного прямолинейного движения. Зубчатый венец планетарной передачи может быть расположен на внутренней поверхности (например, соединен с ним или выполнен как одно целое с ним) поворотного элемента (таким образом, что поворотный элемент вращается как часть зубчатого венца), а его внешняя поверхность содержит внешнюю винтовую резьбу, при этом внутренняя поверхность направляющего элемента содержит соответствующую внутреннюю винтовую резьбу. Альтернативно зубчатый венец планетарной передачи расположен на внешней поверхности (например, соединен с ним или выполнен как одно целое с ним) поворотного элемента (таким образом, что поворотный элемент вращается как часть зубчатого венца), а его внутренняя поверхность содержит внутреннюю винтовую резьбу, при этом внешняя поверхность направляющего элемента содержит соответствующую внешнюю винтовую резьбу. В качестве дополнительной альтернативы зубчатый венец может приводить в движение поворотный элемент, например, посредством сцепления, так что находящаяся в зацеплении внешняя поверхность зубчатого венца взаимодействует с находящейся в зацеплении внешней поверхностью поворотного элемента.
Поворотный элемент может быть соединен с возможностью вращения с узлом, содержащим один или более из следующих компонентов: носитель; блок привода; подвижную часть держателя капсулы; компонент, ограниченный одним из вышеуказанных компонентов. Вращательное соединение может обеспечиваться вышеуказанным компонентом, содержащим ось для поддержки поворотного элемента и обод для ограничения движения поворотного элемента в осевом направлении относительно него. Преимуществом является то, что держатель капсулы изолирован от вращения поворотного элемента. Альтернативно держатель капсулы может быть выполнен с возможностью вращения с поворотным элементом, и в этом примере он соединен между держателем капсулы и выходным каналом системы подачи текучей среды и может вращаться.
В качестве дополнительной альтернативы линейный привод может быть выполнен таким образом, что поворотный элемент и связанные с ним компоненты не совершают перемещения относительно корпуса блока экстракции, а направляющий элемент перемещается относительно него (например, с помощью взаимодействующих направляющих) для передачи указанного прямолинейного движения держателю капсулы. В этом примере двигатель и носитель остаются неподвижными относительно корпуса при приведении во вращательное движение поворотного элемента.
Выходной канал системы подачи текучей среды может проходить к инжектору держателя капсулы (например, инжектор расположен на подвижной части держателя капсулы) через по меньшей мере часть поворотного элемента линейного привода и/или планетарной передачи. Выходной канал может быть соединен с носителем планетарной передачи. Канал может содержать гибкий участок, выполненный с возможностью гибкого смещения при перемещении держателя капсулы между указанными положениями. Альтернативно выходной канал расположен в иной конфигурации, например, инжектор расположен на неподвижной части держателя капсулы.
В соответствии со вторым аспектом изобретения в настоящем документе описан комплект деталей для устройства для приготовления напитка, содержащий модуль приготовления напитка, первый модуль, второй модуль, необязательный третий модуль, в соответствии с любым элементом первого аспекта.
В соответствии с третьим аспектом изобретения в настоящем документе описан способ изменения конфигурации устройства для приготовления напитка в соответствии с любым элементом первого аспекта, включающий перемещение по меньшей мере одного из указанных модулей относительно модуля заваривания.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения в настоящем документе описан способ сборки устройства для приготовления напитка в соответствии с любым элементом первого аспекта, включающий: формирование между первым модулем и модулем приготовления напитка подвижного соединения, содержащего первую соединительную трубку, подвижно соединенную с первым модулем и модулем приготовления напитка и обеспечивающую соединение между ними (например, для сообщения по текучей среде между ними). Способ может дополнительно включать формирование между первым модулем и вторым модулем подвижного соединения, содержащего вторую соединительную трубку, подвижно соединенную с первым модулем и вторым модулем и обеспечивающую соединение между ними.
Приведенные выше аспекты изобретения можно комбинировать в любой подходящей комбинации. Кроме того, различные элементы, описанные в настоящем документе, можно комбинировать с одним или более из приведенных выше аспектов для обеспечения комбинаций, отличных от конкретно проиллюстрированных и описанных. Дополнительные цели и преимущественные элементы изобретения будут очевидны из формулы изобретения, подробного описания и прилагаемых рисунков.
Краткое описание рисунков
Для лучшего понимания изобретения и демонстрации вариантов его осуществления ниже приводятся, в качестве примера, ссылки на прилагаемые схематические рисунки.
На фиг. 1 представлен вид сбоку слева обобщенного устройства для приготовления напитка, капсулы и приемного сосуда системы для приготовления напитка.
На фиг. 2 представлен вид слева рабочего состояния блока экстракции обобщенного устройства для приготовления напитка.
На фиг. 3 представлен вид слева дополнительного рабочего состояния блока экстракции обобщенного устройства для приготовления напитка.
На фиг. 4 представлена принципиальная схема системы управления обобщенного устройства для приготовления напитка в соответствии с фиг. 1.
На фиг. 5 представлен вид сбоку в поперечном сечении первого варианта осуществления капсулы системы для приготовления напитка в соответствии с фиг. 1.
На фиг. 6 представлен вид сбоку в поперечном сечении второго варианта осуществления капсулы системы для приготовления напитка в соответствии с фиг. 1.
На фиг. 7 представлен вид в разрезе в перспективе третьего варианта осуществления капсулы системы для приготовления напитка в соответствии с фиг. 1.
На фиг. 8 представлен вид в перспективе системы загрузки блока экстракции в соответствии с фиг. 2.
На фиг. 9 представлен вид спереди системы загрузки блока экстракции в соответствии с фиг. 2.
На фиг. 10 представлен вид сверху устройства для приготовления напитка в соответствии с фиг. 1.
На фиг. 11 представлен вид спереди в перспективе устройства для приготовления напитка в соответствии с фиг. 1 при использовании альтернативной конфигурации.
На фиг. 12 представлен вид сверху устройства для приготовления напитка в соответствии с фиг. 11.
На фиг. 13 представлен вид сверху устройства для приготовления напитка в соответствии с фиг. 1 при использовании альтернативной конфигурации.
Подробное описание примеров осуществления
Система для приготовления напитка
На фиг. 1 представлен иллюстративный вид части системы 2 для приготовления напитка, которая содержит следующие компоненты первого уровня: устройство 4 для приготовления напитка; капсулу 6; приемный сосуд 8.
Устройство для приготовления напитка
Сначала будет приведено описание устройства 4 для приготовления напитка с дополнительной ссылкой на фиг. 1. Функционально устройство 4 для приготовления напитка выполнено с возможностью экстракции одного или более ингредиентов из капсулы 6 посредством впрыска текучей среды в капсулу, причем экстрагированный ингредиент составляет по меньшей мере часть напитка, поступающего в приемный сосуд 8 (например, в чашку). Устройство 4 для приготовления напитка может иметь размеры, допускающие его применение на рабочей кухонной поверхности, т.е. менее 50 см в длину, ширину и высоту, или его функционирование как части автономного блока. Примеры подходящих устройств 4 для приготовления напитка описаны в документах EP 2393404 A1, EP 2470053 A1, EP 2533672 A1, EP 2509473 A1 и EP 2685874 A1, все из которых включены в настоящий документ путем ссылки. Для полноты ниже приводится более подробное описание такого устройства 4 для приготовления напитка, и можно считать, что устройство 4 для приготовления напитка содержит следующие компоненты первого уровня: опорную конструкцию 10; систему 12 подачи текучей среды; блок 14 экстракции; необязательно блок 16 обработки капсулы; систему 18 управления. Ниже приводится последовательное описание перечисленных компонентов.
Опорная конструкция устройства для приготовления напитка
Опорная конструкция 10 служит для размещения и крепления вышеуказанных компонентов первого уровня и содержит следующие компоненты второго уровня устройства 4 для приготовления напитка: основание 20 и корпус 22. Основание 20 служит для контакта с опорной поверхностью. Корпус 22 служит для монтажа на него других компонентов первого уровня. Опорная конструкция содержит множество отдельных взаимосвязанных модулей, которые вмещают указанные компоненты, что будет более подробно описано ниже.
Система подачи текучей среды устройства для приготовления напитка
Система 12 подачи текучей среды выполнена с возможностью подачи текучей среды, которая, как правило, представляет собой нагретую воду, в блок 14 экстракции. Система 12 подачи текучей среды, как правило, содержит следующие компоненты второго уровня устройства 4 для приготовления напитка: резервуар 24, в котором содержится текучая среда, причем в большинстве случаев объем резервуара составляет 1–2 литра текучей среды; насос 26 для текучей среды, такой как поршневой или центробежный насос; нагреватель 28 текучей среды, который, по существу, содержит нагреватель с термоблоком; выходной канал для подачи текучей среды в блок 14 экстракции, описание которого приведено ниже. Между резервуаром 24, насосом 26 для текучей среды, нагревателем 28 текучей среды и выходным каналом любым подходящим способом организовано гидравлическое сообщение. В альтернативном примере система 12 подачи текучей среды может включать сообщение с внешним источником текучей среды, например с водопроводом.
Блок экстракции устройства для приготовления напитка
Как показано на фиг. 1–3, блок 14 экстракции выполнен с возможностью получения и обработки капсулы 6 для экстракции из нее ингредиента. Блок 14 экстракции может быть смонтирован с возможностью получения капсулы 6 непосредственно от пользователя или получения капсулы 6 от необязательного блока 16 обработки капсулы. Блок 14 экстракции выполнен с возможностью перемещения между положением получения капсулы (фиг. 2) и положением экстракции капсулы (фиг. 3), и при перемещении из положения экстракции капсулы в положение получения капсулы блок экстракции может проходить через положение удаления капсулы или доходить до положения удаления капсулы, в котором использованная капсула может быть удалена из блока. Блок экстракции, как правило, содержит следующие компоненты второго уровня устройства 4 для приготовления напитка: впрыскивающую головку 30; держатель 32 капсулы; систему 34 загрузки держателя капсулы; канал 36 для установки капсулы; канал 38 для удаления капсулы, которые последовательно описаны ниже.
Впрыскивающая головка 30 выполнена с возможностью впрыскивания текучей среды в полость капсулы 6, удерживаемой держателем 32 капсулы, и с этой целью на впрыскивающей головке установлен инжектор 40, который имеет насадку, имеющую гидравлическое сообщение с выходным каналом системы 12 подачи текучей среды. Впрыскивающая головка 30, по существу, содержит трубку, лезвие или другой подходящий компонент, через который или в функциональной близости от которого проходит инжектор 40, предназначенный для прокалывания капсулы 6 с формированием входного канала в указанную полость.
Держатель 32 капсулы выполнен с возможностью удерживания капсулы в процессе экстракции, для чего он функционально соединен с впрыскивающей головкой 30. Держатель 32 капсулы выполнен с возможностью перемещения в указанное положение получения капсулы и положение экстракции капсулы: когда держатель 32 капсулы находится в положении получения капсулы (как показано на фиг. 1), капсула 6 может быть подана в держатель 32 капсулы из канала 36 для установки капсулы; когда держатель 32 капсулы находится в положении экстракции капсулы, поданная капсула удерживается держателем, впрыскивающая головка 30 может впрыснуть текучую среду в полость удерживаемой капсулы и из нее может быть экстрагирован один или более ингредиентов. При перемещении держателя 32 капсулы из положения экстракции капсулы в положение получения капсулы держатель 32 капсулы может проходить через указанное положение удаления капсулы или доходить до указанного положения удаления капсулы, в котором использованная капсула может быть удалена из держателя 32 капсулы через канал 38 удаления капсулы. Держатель 32 капсулы, по существу, содержит: полость 42 с основанием 44 полости, содержащим закрепленную на нем впрыскивающую головку 30; стенку 46 экстракции с выходным каналом 48 для экстрагированных ингредиентов. Для обеспечения перехода в указанные положения получения капсулы и экстракции капсулы стенка 46 экстракции и полость 42 могут перемещаться друг относительно друга, например, стенка 46 экстракции закреплена на корпусе 22, а полость 42 может перемещаться относительно нее. В другом примере полость может быть прикреплена к стенке экстракции, а для обеспечения перехода в положения получения капсулы и экстракции капсулы впрыскивающая головка и основание полости могут перемещаться относительно полости: пример такой системы описан в документе WO 2009/113035, который включен в настоящий документ путем ссылки.
Система 34 загрузки держателя капсулы выполнена с возможностью перемещения держателя 32 капсулы между указанным положением получения капсулы и положением экстракции капсулы. Для этого система 34 загрузки держателя капсулы обычно содержит привод и механизм привода, как будет описано ниже.
Блок 14 экстракции может функционировать посредством впрыска текучей среды под давлением в полость капсулы 6, например, под давлением до 20 бар, которое может достигаться с помощью впрыскивающей головки 30 и насоса 26, как в приведенном примере. Альтернативно он может функционировать путем центрифугирования, как описано в документе EP 2594171 A1, который включен в настоящий документ путем ссылки. В последнем примере блок 14 экстракции дополнительно содержит приводной механизм капсулы, который обычно содержит электрический двигатель и узел привода, выполненный с возможностью вращения опоры капсулы для обеспечения указанного центрифугирования.
Блок обработки капсулы устройства для приготовления напитка
Устройство 4 для приготовления напитка может содержать блок 16 обработки капсулы. Блок 16 обработки капсулы выполнен с возможностью обработки капсулы 6, чтобы: обнаруживать ее подачу пользователем; необязательно идентифицировать тип капсулы 6; необязательно считывать код капсулы; перемещать капсулу 6 в блок 14 экстракции. Как правило, блок 16 обработки капсулы располагается над блоком 14 экстракции и встроен в корпус 22 устройства 4 для приготовления напитка вместе с различными прикрепленными к нему вспомогательными компонентами. Блок 16 обработки капсулы содержит следующие компоненты второго уровня устройства 4 для приготовления напитка: необязательно систему 50 считывания кодов; механизм 52 перемещения капсулы; систему 54 обнаружения капсулы, которые последовательно описаны ниже.
Система 50 считывания кодов выполнена с возможностью считывания кода капсулы 6 с формированием на его основе кодового сигнала. Кодовый сигнал может обрабатываться блоком обработки (описан ниже) системы 18 управления с определением информации об экстракции. Информация об экстракции, зашифрованная в коде, относится к капсуле и/или рабочим параметрам устройства, которые могут применяться в ходе экстракции. Например, в информации об экстракции могут быть зашифрованы один или более из следующих параметров: угловая скорость/ускорение (для блоков экстракции, работающих на принципах центрифугирования); температура воды (на входном канале капсулы и/или выходном канале устройства); массовый/объемный расход воды; объем воды; последовательность операций экстракции, например, время предварительного увлажнения; параметры капсулы (объем, тип, идентификатор капсулы, дата истечения срока годности), которые могут применяться, например, для отслеживания расхода капсул в целях заказа дополнительных капсул.
Система 50 считывания кодов содержит считыватель кода, который выполнен с возможностью считывания кода капсулы 6. Могут применяться различные конфигурации кодов и систем 50 считывания кодов, например оптически считываемый код и оптический считыватель; код на индукционной основе и индукционный датчик-считыватель кода; метка РЧ-идентификации (RFID) и считывающее ЭМ поле. В конфигурациях систем 50 считывания кодов, в которых код считывается во время относительного перемещения между считывающей головкой считывателя кода и кодом капсулы 6, система 50 считывания кодов содержит механизм считывания кодов, который выполнен с возможностью обеспечения указанного относительного перемещения. Альтернативно система 50 считывания кодов может быть интегрирована в блок 14 экстракции, например, в блоке 14 экстракции, работающем на принципах центрифугирования, код капсулы 6 может считываться в ходе вращения капсулы.
Механизм 52 перемещения капсулы выполнен с возможностью перемещения обрабатываемой капсулы в блок 14 экстракции (например, посредством канала 36 для установки капсулы). Соответственно, он, по существу, располагается отдельно от блока 14 экстракции и устанавливается над ним. Механизм 52 перемещения капсулы обеспечивает перемещение капсулы посредством удаления препятствия, удерживающего капсулу 6, или посредством смещения капсулы к каналу 36 для установки капсулы. В общем случае механизм 52 перемещения капсулы содержит подвижную опору капсулы, которая смонтирована с возможностью получения капсулы 6 от пользователя и выполнена с возможностью перемещения относительно корпуса 22, чтобы обеспечить перемещение опирающейся на нее капсулы в блок 14 экстракции. В частности, она выполнена с возможностью перемещения между положением опоры капсулы и положением перемещения капсулы, причем: в положении опоры капсулы (как показано на фиг. 1) может выполняться считывание кода капсулы 6 системой 50 считывания кодов; в положении перемещения капсулы обеспечивается перемещение капсулы 6, опирающейся на опору, в блок 14 экстракции. Подвижная опора капсулы перемещается между данными положениями посредством механизма привода опоры капсулы, который, в свою очередь, приводится в действие блоком привода. Примеры подходящих механизмов перемещения капсулы описаны в документах WO 2014/056642 и EP14176243.5, которые включены в текст настоящего документа путем ссылки.
Система 54 обнаружения капсулы выполнена с возможностью обнаружения присутствия и необязательно типа капсулы 6 на подвижной опоре капсулы механизма 52 перемещения капсулы. Система обнаружения капсулы содержит один или более датчиков обнаружения капсулы для обнаружения присутствия вблизи них капсулы. Датчики обнаружения капсулы выполнены с возможностью генерирования сигнала обнаружения капсулы, который обрабатывается блоком обработки (описан ниже) системы 18 управления. Этот или каждый датчик обнаружения капсулы может иметь различные конфигурации, например: индуктивные датчики; оптические датчики; датчики с механическим приводом.
Система управления устройства для приготовления напитка
В данном разделе приведено описание системы 18 управления со ссылкой на фиг. 4: система 18 управления выполнена с возможностью управления другими компонентами первого уровня для экстракции одного или более ингредиентов из капсулы 6. Система 18 управления, как правило, содержит следующие компоненты второго уровня устройства 4 для приготовления напитка: интерфейс 56 пользователя; блок 58 обработки; необязательно датчики 60; источник 102 питания; необязательно интерфейс 104 связи, которые последовательно описаны ниже.
Интерфейс 56 пользователя включает аппаратное обеспечение, позволяющее пользователю взаимодействовать с блоком 58 обработки посредством сигнала интерфейса пользователя. В частности, интерфейс пользователя получает команды от пользователя; сигнал интерфейса пользователя передает указанные команды на блок 58 обработки в качестве входных данных. Например, такие команды могут представлять собой инструкцию для выполнения процесса экстракции и/или настройки того или иного рабочего параметра устройства 4 для приготовления напитка и/или включения или выключения питания устройства 4 для приготовления напитка. Блок 58 обработки может также передавать сигнал обратной связи на интерфейс 56 пользователя в рамках процесса приготовления напитка, например, чтобы указать на начало процесса приготовления напитка или сообщить о выборе параметра, связанного с процессом.
Аппаратное обеспечение интерфейса 56 пользователя может содержать любое(-ые) подходящее(-ие) устройство(-а), например, аппаратное обеспечение содержит одно или более из следующего: кнопки, такие как кнопка джойстика или нажимная кнопка; джойстик; светодиоды; графические или символьные ЖК-дисплеи; графический дисплей с сенсорным вводом и/или кнопками по краям экрана. Интерфейс 56 пользователя может быть выполнен в виде единого блока или множества отдельных блоков. В более сложных конфигурациях аппаратного обеспечения интерфейс 56 пользователя может включать отдельный блок обработки (примеры таких конфигураций приведены ниже) для взаимодействия с главным блоком 58 обработки.
Датчики 60 выполнены с возможностью передачи входного сигнала в блок 58 обработки для отслеживания процесса экстракции и/или состояния устройства 4 для приготовления напитка. Входной сигнал может представлять собой аналоговый или цифровой сигнал. Датчики 60, как правило, содержат одно или более из следующего: датчики 62 уровня текучей среды, связанные с резервуаром 24; датчики 64 расхода текучей среды, связанные с насосом 26 для текучей среды; температурные датчики 66, связанные с нагревателем 28; датчики 68 положения, связанные с блоком 14 экстракции, которые выполнены с возможностью обнаружения положения блока 14 экстракции (например, положения получения капсулы, положения экстракции капсулы, положения удаления капсулы); датчики 70 уровня текучей среды, выполненные с возможностью измерения уровня текучей среды в приемном сосуде 6; датчики 72 обнаружения капсулы, связанные с блоком 16 обработки капсулы; считыватель 74 кода, связанный с системой 50 считывания кодов; датчик 76 подвижной опоры капсулы, связанный с механизмом 52 перемещения капсулы; датчики угловой скорости (для применения с блоками экстракции, работающими на принципах центрифугирования).
Блок 58 обработки выполнен с возможностью: получения входных данных, например команд от интерфейса 56 пользователя и/или сигнала от датчиков 60 (например, датчиков 72 обнаружения капсулы системы 54 обнаружения капсулы); обработки входных данных в соответствии с программным кодом (или программируемой логикой), который хранится в блоке памяти (описан ниже); обеспечения результата работы, который, по существу, представляет собой процесс экстракции. В частности, результат работы представляет собой функционирование: необязательно блока 16 обработки капсулы (например, функционирование системы 50 считывания кодов, механизма 52 перемещения капсулы); блока 14 экстракции (т.е. функционирование системы 34 загрузки держателя капсулы для перемещения держателя 32 капсулы между указанным положением получения капсулы и положением экстракции капсулы); системы 12 подачи воды (т.е. функционирование насоса 26 для текучей среды и нагревателя 28 текучей среды). Функционирование перечисленных выше компонентов может осуществляться с управлением в разомкнутом контуре или более предпочтительно с управлением в замкнутом контуре с применением входных сигналов от датчиков 60 в качестве обратной связи.
Блок 58 обработки, по существу, содержит память, компоненты ввода-вывода системы, смонтированные на интегральной схеме, обычно в виде микропроцессора или микроконтроллера. Блок 50 обработки может содержать прочие соответствующие интегральные схемы, такие как: микросхемы ASIC; программируемое логическое устройство, такое как PAL, CPLD, FPGA, PSoC; однокристальную систему (SoC); аналоговую интегральную схему, такую как контроллер. Для таких устройств в случае необходимости вышеуказанный программный код может считаться программируемой логикой или дополнительно содержать программируемую логику. Блок 50 обработки может также содержать одну или более из перечисленных выше интегральных схем. В качестве примера последнего можно привести несколько интегральных схем, взаимодействующих друг с другом в рамках модульной схемы, например, подчиненная интегральная схема управляет интерфейсом 42 пользователя, связанным с главной интегральной схемой для управления блоком 14 экстракции и системой 12 подачи воды.
Блок 58 обработки, по существу, содержит блок 62 памяти для хранения инструкций в виде программного кода и необязательно данных. Для этого блок памяти, как правило, содержит: энергонезависимую память, например СППЗУ, ЭСППЗУ или флэш-память, для хранения программного кода и рабочих параметров в виде инструкций; энергозависимую память (ОЗУ) для временного хранения данных. Блок памяти может содержать отдельную и/или интегрированную (например, на полупроводниковом кристалле) память. Для программируемых логических устройств инструкции могут храниться в виде программируемой логики.
Инструкции, которые хранятся в блоке памяти, в упрощенном виде представляют собой программу приготовления напитка. Программа приготовления напитка может выполняться блоком обработки в ответ на указанные входные данные (т.е. команды от интерфейса 56 пользователя и/или сигнал датчиков 72 обнаружения капсулы). При выполнении программы приготовления напитка блок 58 обработки осуществляет управление следующими компонентами первого уровня: необязательно блоком 16 обработки капсулы для обработки полученной капсулы в блоке 14 экстракции; блоком 14 экстракции для перемещения между положением получения капсулы и положением экстракции капсулы; системой 12 подачи воды для подачи нагретой воды в блок 14 экстракции. Программа приготовления напитка может осуществлять управление указанными компонентами с применением информации об экстракции, зашифрованной в коде капсулы, и/или другой информации, которая может храниться в виде данных в блоке 62 памяти и/или входных данных, введенных через интерфейс 56 пользователя.
Источник 102 питания выполнен с возможностью обеспечения электрическим питанием указанных управляемых компонентов, блока 58 обработки и связанных с ним компонентов. Источник 102 питания может содержать различные средства, такие как аккумулятор или блок потребления и регулирования сетевого электропитания. Источник 102 питания может быть функционально связан с частью интерфейса 56 пользователя для включения или выключения питания устройства 4 для приготовления напитка.
Интерфейс 104 связи предназначен для обмена данными устройства 4 для приготовления напитка с другим устройством/системой, которая может представлять собой серверную систему, диспенсер капсул или другое сопутствующее устройство. Интерфейс 104 связи может применяться для передачи и/или получения информации, относящейся к процессу приготовления напитка, такой как информация о расходе капсул и/или информация о процессе экстракции. Интерфейс 104 связи может включать первый и второй интерфейс связи для обмена данными с несколькими устройствами одновременно или для обмена данными через различные среды.
2
Интерфейс 104 связи может быть выполнен с возможностью применения проводных или беспроводных средств связи или их комбинации, например: проводного соединения, такого как RS-232, USB, IC, Ethernet в соответствии со стандартом IEEE 802.3; беспроводного соединения, такого как беспроводная ЛВС (например, IEEE 802.11), или система по технологии NFC, или система сотовой связи, такая как GPRS или GSM. Интерфейс 104 связи взаимодействует с блоком 58 обработки посредством сигнала интерфейса связи. Как правило, интерфейс связи содержит независимый блок обработки (примеры которого приведены выше) для управления аппаратным обеспечением связи (например, антенной) для взаимодействия с главным блоком 58 обработки. Тем не менее, могут применяться менее сложные конфигурации, например простое проводное соединение для последовательного обмена данными непосредственно с блоком 58 обработки.
Капсула системы для приготовления напитка
Капсула 6, по существу, содержит: участок корпуса, образующий полость для хранения порции ингредиента для экстракции; участок крышки, закрывающий полость; участок фланца, соединяющий участок корпуса и участок фланца, причем участок фланца располагается дистально относительно основания полости. Участок корпуса может иметь разные формы, такие как форма диска, коническая или прямоугольная в поперечном сечении форма. Капсула может изготавливаться из различных материалов, таких как металл или пластик, или их комбинации. Общими требованиями при выборе материала являются: совместимость с пищевыми продуктами; устойчивость к давлению/температуре, применяемым в процессе экстракции; возможность проделывания отверстия для введения инжектора 40 впрыскивающей головки 30; возможность разрыва для подачи экстрагированного ингредиента в выходной канал 48 стенки 46 экстракции. Соответственно, следует понимать, что капсула 6 может иметь различные формы, три примера которых приведены ниже.
На фиг. 5 представлен вид сбоку в поперечном сечении первого примера капсулы 6, которая содержит: участок 82 корпуса, содержащий полость в форме усеченного конуса для удержания порции ингредиента для экстракции; участок 84 крышки, закрывающий полость участка корпуса; участок 86 фланца, соединяющий участок 82 корпуса и участок 84 крышки.
На фиг. 6 представлен вид сбоку в поперечном сечении второго примера капсулы 6, которая содержит: участок 88 корпуса, содержащий полость в форме полусферы для удержания порции ингредиента для экстракции; участок 90 крышки, закрывающий полость участка корпуса; участок 92 фланца, соединяющий участок 88 корпуса и участок 90 крышки.
На фиг. 7 представлен вид сбоку в поперечном сечении третьего примера капсулы 6, которая содержит: участок корпуса 94, содержащий полость в форме диска для удержания порции ингредиента для экстракции; участок крышки 96, который также содержит полость, закрывающий полость участка корпуса; участок 98 фланца, соединяющий участок 94 корпуса и участок 96 крышки.
Как правило, форма капсулы 6 осесимметрична относительно оси 100 вращения капсулы, которая проходит, по существу, перпендикулярно плоскости, на которой лежит участок 86, 92, 98 фланца.
Система загрузки держателя капсулы
Ниже приводится более подробное описание системы 34 загрузки держателя капсулы в соответствии с одним аспектом изобретения. Как показано на фиг. 2, 3, 8 и 9, система 34 загрузки держателя капсулы содержит блок 108 привода; загрузочный механизм 110; необязательно ограничитель 132, которые последовательно описаны ниже.
Блок 108 привода выполнен с возможностью приведения в действие загрузочного механизма 110 и содержит поворотный привод, обеспечивающий вращательное движение. Как правило, блок 108 привода содержит электродвигатель, однако он может также содержать пневматический и гидравлический двигатели. В иллюстративном примере блок 108 привода, по существу, вращается с угловой скоростью 100–350 радиан в секунду. Как правило, блок 108 привода установлен на носителе загрузочного механизма 110 таким образом, что он смещает носитель, как будет описано ниже.
Загрузочный механизм 110 при приведении его в действие перемещает держатель капсулы (т.е. его подвижную часть) между указанными положениями и содержит планетарную передачу 112 и линейный привод 114, которые последовательно описаны ниже.
Планетарная передача 112 выполнена с возможностью: приема указанного вращательного движения от блока 108 привода; редукции полученного вращательного движения с использованием передаточного отношения около 8–12; передачи указанного редуцированного вращательного движения линейному приводу 114. Планетарная передача 112 содержит эпициклическую передачу 116 и зубчатый венец 118, которые последовательно описаны ниже.
Эпициклическая передача 116 содержит: солнечную шестерню 120; один или более сателлитов 122; носитель 124. Солнечная шестерня 120 принимает указанное вращательное движение от блока 108 привода. Сателлиты 122 расположены по окружности вокруг оси вращения солнечной шестерни 120. Носитель 124 поддерживает с возможностью вращения и соединяет один или более сателлитов 122 с солнечной шестерней 120. Носитель 124 предпочтительно удерживается неподвижным относительно солнечной шестерни и одного или более сателлитов, например, в иллюстративном примере он ограничен во вращении относительно корпуса 22, как будет описано ниже. Кроме того, в иллюстративном примере присутствуют три сателлита 122, однако их может быть и другое подходящее количество, например четыре или пять. Сателлиты и солнечная шестерня пребывают в соответствующем зацеплении для передачи указанного вращательного движения от солнечной шестерни 120 одному или более сателлитам 122. Как правило, передаточное отношение составляет около 2–6, а в иллюстративном примере — 4,3.
Зубчатый венец 118 расположен таким образом, что сателлиты 122 вращаются внутри его делительной окружности, и, соответственно, находится в зацеплении для передачи указанного вращательного движения от сателлитов 122. Как правило, передаточное отношение составляет около 1–3, а в иллюстративном примере — 2,2. Таким образом, в иллюстративном примере общее передаточное отношение планетарной передачи 112 составляет 9,7.
Солнечная шестерня 120, носитель 124 и зубчатый венец 118, по существу, расположены коаксиально. Оси шестерен, по существу, параллельны, однако они также могут быть расположены под углом. В иллюстративном примере показана простая планетарная передача 112, однако можно применять и другие планетарные конфигурации, например сложные планетарные передачи, в том числе с увеличенным количеством сателлитов, с соединением между сателлитами с использованием вала и с двумя и более комплектами сателлитов. Преимуществом является то, что планетарная передача 112 обеспечивает высокую плотность мощности, низкие потери эффективности и высокую плотность крутящего момента, в частности, по сравнению с параллельной зубчатой передачей и другими подобными зубчатыми передачами.
Линейный привод 114 выполнен с возможностью приема указанного редуцированного вращательного движения от планетарной передачи 112; получения из него прямолинейного движения; придания прямолинейного движения подвижной части держателя 32 капсулы для ее перемещения между указанными положениями. Можно применять различные линейные приводы, например: кулачковый привод; кривошипно-шатунный привод; винтовой привод, включающий ведущий винт, винтовой рычаг, шариковый винт и роликовый винт.
В проиллюстрированном примере линейный привод 114 содержит линейный привод с ведущим винтом, содержащий поворотный элемент 126 и направляющий элемент 128, причем поворотный элемент 126 выполнен с возможностью перемещения вдоль направляющего элемента 128, чтобы обеспечить указанное прямолинейное движение. Более подробно, поворотный элемент 126 и направляющий элемент 128 расположены коаксиально, причем поворотный элемент расположен внутри направляющего элемента 128. Поворотный элемент 126 содержит на своей внешней периферической части, перпендикулярно оси своего вращения, внешнюю винтовую резьбу. Направляющий элемент 128 содержит на своей внутренней стороне соответствующую внутреннюю винтовую резьбу. Указанные резьбы выполнены таким образом, что вращение поворотного элемента относительно направляющего элемента 128 обеспечивает указанное прямолинейное движение в коаксиальном направлении.
Поворотный элемент 126 имеет кольцевую форму и соединен с зубчатым венцом 118 планетарной передачи 112, расположенным на его внутренней стороне. Соответственно, указанное редуцированное вращательное движение зубчатого венца 118 передается на линейный привод 114 через поворотный элемент 126 и преобразуется в указанное прямолинейное движение резьбовым зацеплением между поворотным элементом 126 и направляющим элементом 128.
В проиллюстрированном примере подвижная часть держателя капсулы представляет собой полость 42, функционально соединенную с поворотным элементом 126 для приема от него указанного прямолинейного движения. В частности, она может быть соединена с возможностью вращения с поворотным элементом 126 при ограниченном осевом перемещении относительно него. Таким образом, она может не вращаться, когда поворотный элемент 126 вращается относительно нее, однако смещаться в осевом направлении вместе с поворотным элементом 126. Соответственно, полость 42 капсулы может содержать ось для крепления с возможностью вращения поворотного элемента 126, причем ось содержит обод для ограничения перемещения в осевом направлении.
Ограничитель 132 выполнен с возможностью: ограничения вращения полости 42, носителя 124 и других сопутствующих компонентов, которые могут быть присоединены к нему (например, блока 108 привода), относительно корпуса 22 вокруг оси вращения планетарной передачи 112, т.е. оси вращения зубчатого венца 118; обеспечения осевого смещения носителя 124 и полости 42 и других сопутствующих компонентов. Указанное функционирование, по существу, достигается при использовании первой направляющей, соединенной с полостью 42/носителем 124, и соответствующей второй направляющей, прикрепленной к корпусу 22, которые могут равномерно перемещаться друг относительно друга. Как правило, одна из направляющих содержит канал или прорезь, а другая — выступ, имеющий форму, позволяющую ему скользить в канале. В проиллюстрированном примере ограничитель состоит из нескольких частей, как лучше всего видно на фиг. 8 и 2: первая направляющая содержит выступ 134А, проходящий от носителя, а вторая направляющая содержит соответствующую прорезь 136А, вдоль которой может скользить выступ 134А; первая направляющая содержит два выступа 134B (только один из которых показан), проходящих по обе стороны полости 42, а вторая направляющая содержит соответствующую прорезь (не показана), вдоль которой может скользить выступ 134B. Хотя в проиллюстрированном примере показаны обе части, следует понимать, что одну можно использовать без другой или что можно использовать и другие подходящие конфигурации.
Как показано в проиллюстрированном примере, преимуществом является то, что держатель 32 капсулы не вращается в процессе перемещения между его указанными положениями, поскольку инжектор 30 держателя 32 капсулы принимает текучую среду из выходного канала системы 12 подачи текучей среды: таким образом, возможно использование менее сложного соединения между системой 12 подачи текучей среды и инжектором 30. В иллюстративном примере, как лучше всего видно на фиг. 2, 3 и 5, поскольку носитель 124 также остается неподвижным, выходной канал 130 системы 12 подачи текучей среды может проходить через него и поддерживаться носителем 124, одновременно проходя через поворотный элемент 126. Чтобы обеспечить возможность смещения выходного канала 130 в осевом направлении с инжектором 30, канал может содержать гибкий участок, например гибкую трубку из резины или пластмассы, которая может иметь U-образную форму, форму спирали или другую подходящую форму.
Как показано, в частности, на фиг. 2 и 3, полость 42 держателя 32 капсулы может содержать участок 138 с гидравлическим приводом и участок 140 системы подачи текучей среды, которые выполнены с возможностью смещения друг относительно друга для обеспечения улучшенной герметизации капсулы 6 и стенки 46 экстракции. Более подробно, участок 138 с гидравлическим приводом содержит полость для удерживания капсулы 6 и расположен внутри герметичной дополнительной полости участка 140 с гидравлическим приводом. Область, образованная герметичной полостью, выполнена с возможностью приема текучей среды под давлением из системы 12 подачи текучей среды в процессе приготовления напитка, чтобы осуществить смещение участка 138 с гидравлическим приводом относительно участка 140 системы подачи текучей среды по направлению к стенке 46 экстракции. Таким образом, на периферию участка 138 с гидравлическим приводом оказывается воздействие так, чтобы она прилагала давление уплотнения к донной части фланца 86, 92, 98 капсулы, в результате чего верхняя часть фланца прижимается к стенке 46 экстракции. Такое устройство описано в документах WO 2008/037642 и WO 2009/115474, оба из которых включены в настоящий документ путем ссылки.
Блок 16 обработки капсулы может быть функционально связан с системой 34 загрузки держателя капсулы, так что подвижная опора 142 капсулы механизма 52 перемещения капсулы движется при перемещении держателя 32 капсулы между указанными положениями, например, при перемещении держателя 32 капсулы в положение получения капсулы подвижная опора капсулы передвигается в положение перемещения капсулы, чтобы позволить находящейся на ней капсуле переместиться в канал 36 для установки капсулы или дать возможность пользователю установить капсулу в канал 36 для установки капсулы; при перемещении держателя 32 капсулы в положение удержания капсулы подвижная опора капсулы передвигается в положение опоры капсулы, в котором предотвращается попадание капсулы 6 в канал 36 для установки капсулы.
Указанное функционирование может быть достигнуто путем расположения полости 42 держателя 32 капсулы или прикрепленного к нему компонента таким образом, чтобы обеспечить взаимодействие с подвижной опорой 142 капсулы для передачи ей указанного прямолинейного движения. В иллюстративном примере механизм 52 перемещения капсулы дополнительно содержит элемент 144 передачи движения, соединенный с носителем 124 и проходящий за пределы соответствующей прорези 136 ограничителя 132 для скользящего взаимодействия с подвижной опорой 142 капсулы при необязательном использовании пружины. Подвижная опора 142 капсулы ограничена в перемещении относительно корпуса 22, например, путем использования взаимодействующих каналов.
Опорная конструкция устройства для приготовления напитка
Ниже приводится более подробное описание опорной конструкции 10 в соответствии с одним аспектом изобретения. Как показано, в частности, на фиг. 1, 10–13, опорная конструкция 10 содержит: модуль 146 заваривания; первый модуль 148; второй модуль 150; необязательно третий модуль 152, которые подвижно и последовательно соединены между собой. Указанные модули вмещают указанные выше компоненты первого уровня устройства 4 для приготовления напитка в различных необязательных конфигурациях, как будет описано ниже. Как показано на указанных фигурах, пользователь может выборочно конфигурировать устройство 4 для приготовления напитка, выбирая из ряда возможных вариантов, чтобы обеспечить соответствие различным условиям среды пользователя. Указанные модули 146–152 будут последовательно описаны ниже.
Модуль 146 заваривания вмещает блок 14 экстракции и, по существу, вмещает основные компоненты системы 18 управления, такие как блок 58 обработки и интерфейс 56 пользователя. Он может также содержать другие необязательные компоненты, такие как блок 16 обработки капсулы. Как правило, блок 14 экстракции содержит указанное в примере выше решение с загрузочным механизмом 110, имеющим планетарную передачу 112 и линейный привод 114, хотя могут использоваться и другие типы блоков экстракции, такие как те, которые включены в настоящий документ путем ссылки. Предпочтительно, по эстетическим соображениям, а также с точки зрения производства, использовать указанный выше блок 14 экстракции, так как модулю 146 заваривания можно придать удлиненную форму, по существу, такую же, как и у других модулей.
Первый модуль 148, по существу, вмещает нагреватель 28 текучей среды и/или насос 26 для текучей среды системы 12 подачи текучей среды. В то время как второй модуль 150, по существу, вмещает один из нагревателя 28 текучей среды или насоса 26 для текучей среды, другой размещается в первом модуле 148. В случае если и нагреватель 28 текучей среды и насос 26 для текучей среды размещены в первом модуле, второй модуль вмещает резервуар 24 системы 12 подачи текучей среды. В примере с третьим модулем 152 резервуар 12 размещен в нем, а первый модуль 148 вмещает один из нагревателя 28 текучей среды или насоса 26 для текучей среды, а второй модуль 150 вмещает другой из нагревателя 28 текучей среды или насоса 26 для текучей среды. Как показано на иллюстрирующих рисунках, устройство 4 для приготовления напитка содержит третий модуль 152, причем первый модуль 148 вмещает нагреватель 28 текучей среды, а второй модуль вмещает насос 26 для текучей среды.
Подвижное соединение между модулями 146, 148, 150, 152 предпочтительно представляет собой шарнирное соединение, однако возможны и другие варианты, такие как скользящее соединение или гибкое соединение, содержащее гибкую трубку, соединенную с модулем (например, шланг, соединенный с ниппелем модуля), или их комбинация, т.е. различные соединения между модулями. Ось поворота шарнирного соединения предпочтительно расположена в вертикальном направлении, когда устройство 4 для приготовления напитка поддерживается на горизонтальной опорной поверхности, однако возможны и другие варианты, например наклонный или горизонтальный. Как показано на иллюстрирующих рисунках, устройство 4 для приготовления напитка содержит шарнирное соединение между модулями, причем ось поворота расположена вертикально.
Один или более модулей 146, 148, 150, 152 содержат корпус, который предпочтительно имеет, по существу, такую же форму, например цилиндрическую форму с таким же или подобным диаметром или прямоугольную форму с таким же или подобным поперечным сечением. Модули имеют, по существу, удлиненную форму вокруг оси, которая необязательно может быть выровнена с осью поворота, однако один или более модулей могут быть выровнены в направлении, отличном от оси поворота. Как показано на иллюстрирующих рисунках, модули имеют, по существу, цилиндрическую форму с одинаковым диаметром, и когда устройство 4 для приготовления напитка поддерживается на горизонтальной опорной поверхности, модули 148, 150 и 152 расположены вертикально, коаксиально соответствующей оси поворота, а модуль 146 расположен горизонтально.
Шарнирное соединение содержит ось, выполненную с возможностью вращения относительно втулки, например, втулка расположена на модуле, а ось поворачивается внутри втулки или наоборот. Ось может содержать канал для передачи текучей среды между модулями. Преимуществом является то, что система 12 подачи текучей среды может составлять часть подвижного соединения. Как показано в проиллюстрированном примере на фиг. 1, модули содержат втулку 154, а ось 156 является частью канала 158 для текучей среды, соединяющего между собой модули. Более подробно, в данном примере: канал 158A для текучей среды подает текучую среду из резервуара 24 третьего модуля 152 во второй модуль 150; канал 158B для текучей среды подает текучую среду через насос 26 для текучей среды второго модуля 150 в первый модуль 148; канал 158С для текучей среды подает текучую среду через нагреватель 28 текучей среды первого модуля 148 в модуль 146 приготовления напитка.
Один или более каналов 158 для текучей среды могут располагаться встык с опорной поверхностью, образуя, таким образом, часть основания 20. В проиллюстрированном примере каналы 158A и 158C имеют U-образную форму для установки встык, хотя следует понимать, что возможны и другие формы. Для модулей, имеющих входной канал и выходной канал для текучей среды (в данном примере — первый 148 и второй 150 модули), входной канал и выходной канал могут быть расположены, по существу, на противоположных поверхностях, например, в проиллюстрированном примере второй модуль 150 имеет входной канал для текучей среды на нижней поверхности и выходной канал для текучей среды на верхней поверхности, в то время как первый модуль 148 имеет обратное расположение. Преимуществом является то, что текучая среда может течь непосредственно через модуль. Один или более каналов 158 для текучей среды могут также содержать часть системы 18 управления, проходящей через них (например, электрическую проводку для передачи сигналов и электропитания), для связи между модулями.
Перечень обозначений
2 — система для приготовления напитка
4 — устройство для приготовления напитка
10 — опорная конструкция
146 — модуль приготовления напитка
20 — основание
22 — корпус
148 — первый модуль
20 — основание
22 — корпус
150 — второй модуль
20 — основание
22 — корпус
152 — третий модуль
20 — основание
22 — корпус
Подвижное соединение
154 — втулка
156 — ось
158 — соединительная трубка (для текучей среды)
12 — система подачи текучей среды
24 — резервуар
26 — насос для текучей среды
28 — нагреватель текучей среды
130 — выходной канал
14 — блок экстракции
30 — впрыскивающая головка
40 — инжектор
32 — держатель капсулы
42 — полость
44 — основание полости
138 — участок с гидравлическим приводом
140 — участок системы подачи текучей среды
46 — стенка экстракции
48 — выходной канал
34 — система загрузки держателя капсулы
108 — блок привода
110 — загрузочный механизм
112 — планетарная передача
116 — эпициклическая передача
120 — солнечная шестерня
122 — сателлиты
124 — носитель
118 — зубчатый венец
114 — линейный привод
126 — поворотный элемент
128 — направляющий элемент
132 — ограничитель
134 — первая направляющая
136 — соответствующая вторая направляющая
36 — канал для установки капсулы
38 — канал для удаления капсулы
16 — блок обработки капсулы
50 — система считывания кодов
74 — считыватель кода
Механизм считывания кодов
52 — механизм перемещения капсулы
142 — подвижная опора капсулы
144 — элемент передачи движения
54 — система обнаружения капсулы
Датчики обнаружения капсулы
18 — система управления
56 — интерфейс пользователя
58 — блок обработки
62 — память
Программы или программируемая логика
60 — датчики
62 — датчики уровня текучей среды
64 — датчики расхода текучей среды
66 — датчики температуры
68 — датчики положения
70 — датчики уровня текучей среды
72 — датчики обнаружения капсулы
74 — считыватель кода
76 — опора капсулы
80 — датчики угловой скорости
102 — источник питания
104 — интерфейс связи
6 — капсула
100 — ось вращения капсулы
Пример 1
82 — участок корпуса
84 — участок крышки
86 — участок фланца
Пример 2
88 — участок корпуса
90 — участок крышки
92 — участок фланца
Пример 3
94 — участок корпуса
96 — участок крышки
98 — участок фланца
8 — приемный сосуд