СПОСОБ ВВОДА В ЭКСПЛУАТАЦИЮ СМЕННОГО ПИТАЮЩЕГО БЛОКА В МАШИНЕ ДЛЯ ВЫДАЧИ НАПИТКОВ И СИСТЕМА, СОДЕРЖАЩАЯ СМЕННЫЙ ПИТАЮЩИЙ БЛОК, И КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРОГРАММНЫЙ ПРОДУКТ
METHOD OF OPERATIONAL COMMISSIONING REPLACEABLE FEED UNIT IN BEVERAGE DISPENSER AND SYSTEM CONTAINING REPLACEABLE FEED UNIT AND COMPUTER SOFTWARE PRODUCT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу осуществления доступа к сменному питающему блоку в машине для выдачи напитков.
Настоящее изобретение дополнительно относится к системе выдачи напитка, содержащей сменный питающий блок и машину для выдачи напитков.
Настоящее изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему программу для управления программируемой системой выдачи напитка.
Уровень техники
Общеизвестно, что машины для выдачи напитков используют жидкие вещества, связанные с напитком, которые используются при приготовлении напитка для пользователя. Жидкое вещество может включать в себя, но без ограничения, кофейные экстракты, чайные экстракты, шоколадные напитки, молоко, ароматизаторы, соки и/или их концентраты. Жидкие вещества, связанные с напитком, поступают на машины для выдачи напитка в сменных питающих блоках. Пример такого сменного питающего блока включает в себя блок типа мешок в коробке. Поскольку машина для выдачи напитков обычно несет диапазон сменных питающих блоков, интенсивно используемая машина для выдачи напитков часто нуждается в перезарядке.
В WO2011037464 раскрыты сменный питающий блок и система выдачи напитка, содержащая сменный питающий блок и машину для выдачи напитков.
Сменный питающий блок включает в себя корпус и располагается в корпусе, контейнер для размещения жидкого вещества, связанного с напитком, и дозирующий насос (дозатор); приводной порт, через который движущий крутящий момент может прилагаться к дозирующему насосу; и выпускной порт для жидкости, через который жидкое вещество может выбрасываться из картриджа.
Как указано выше, в контейнере могут размещаться жидкие вещества различных видов, отличающиеся гидравлическими свойствами. Различие в гидравлических свойствах, в частности, влияет на ввод в эксплуатацию нового сменного питающего блока. В этом первоначальном рабочем режиме системы первое количество жидкого вещества необходимо переносить из контейнера в насос до того, как новый питающий блок будет пригоден для надежной и управляемой доставки конкретного жидкого вещества в последующем нормальном рабочем режиме системы. В нормальном рабочем режиме системы жидкое вещество выступает в роли охлаждающей жидкости для насоса, и дополнительно в роли смазки между взаимно перемещающимися деталями.
В первоначальном рабочем режиме, в котором жидкое вещество еще не присутствует, тепло, выделяющееся в дозирующем насосе в результате трения между взаимно перемещающимися деталями, может приводить к повреждениям дозирующего насоса.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является обеспечение усовершенствованного способа, который, по меньшей мере, снижает опасность повреждений.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является обеспечение усовершенствованной системы, которая, по меньшей мере, снижает опасность повреждений.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение компьютерного программного продукта, содержащего программу, которая предписывает программируемой системе выдачи напитка осуществлять усовершенствованный способ.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ ввода в эксплуатацию сменного питающего блока в машине для выдачи напитков. Сменный питающий блок содержит дозирующий насос и контейнер с жидким веществом, подлежащим выдаче машиной для выдачи напитков. Способ последовательно содержит:
- обнаружение установки сменного питающего блока,
- выполнение процедуры активации, содержащей повторяющийся цикл активации наряду с обнаружением, присутствует ли жидкое вещество внутри дозирующего насоса, причем цикл активации содержит
a) активацию дозирующего насоса в течение первого периода времени,
b) по меньшей мере, частичную деактивацию дозирующего насоса в течение второго периода времени,
- причем процедура активации завершается при обнаружении наличия в дозирующем насосе жидкого вещества.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предусмотрена система выдачи напитка, содержащая машину для выдачи напитков и, по меньшей мере, один сменный питающий блок, содержащий дозирующий насос и контейнер с жидким веществом, подлежащим выдаче машиной для выдачи напитков. Машина для выдачи напитков содержит контроллер для управления дозирующим насосом и впуск для приема жидкого вещества, подлежащего доставке дозирующим насосом из контейнера.
Система выдачи напитка дополнительно содержит первое устройство обнаружения, выполненное с возможностью обнаружения присутствия жидкого вещества в дозирующем насосе, и второе устройство обнаружения, выполненное с возможностью обнаружения установки сменного питающего блока, причем контроллер подключен к упомянутому первому и упомянутому второму устройству обнаружения и способен работать в, по меньшей мере, одном из режима запуска и последующего режима нормальной работы. Контроллер выполнен с возможностью переходить в режим запуска в ответ на сигнал от второго устройства обнаружения, указывающий, что установлен новый сменный питающий блок. В режиме запуска система способна осуществлять процедуру активации, причем цикл активации повторяется содержащий активацию дозирующего насоса в течение первого периода времени и затем поддержание насоса в, по меньшей мере, частично деактивированном состоянии в течение второго периода времени. После обнаружения первым устройством обнаружения, что в дозирующем насосе присутствует жидкое вещество, контроллер получает возможность завершения режима запуска.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, предусмотрен компьютерный программный продукт, который содержит компьютерную программу для выполнения контроллером системы выдачи напитка, которая дополнительно содержит машину для выдачи напитков и, по меньшей мере, один сменный питающий блок, содержащий дозирующий насос и контейнер с жидким веществом, подлежащим выдаче машиной для выдачи напитков.
Процедура активации в способе и системе согласно настоящему изобретению может иметь большую или меньшую длительность, в зависимости от типа жидкого вещества, присутствующего в контейнере. За счет осуществления процедуры активации в качестве повторяющегося цикла активации, в котором насос поддерживается в деактивированном состоянии в течение второго периода времени, выделение тепла в дозирующем насосе снижается, что позволяет избегать повреждений дозирующего насоса даже в случаях, когда жидкому веществу требуется больше времени, чтобы попасть в дозирующий насос, например, вследствие относительно высокой вязкости жидкого вещества.
Настоящее изобретение особенно полезно для применения в способе, где процедуре активации предшествует этап вскрытия контейнера для обеспечения канала для упомянутого жидкого вещества между контейнером и дозирующим насосом. До выполнения этапа вскрытия жидкое вещество в дозирующем насосе отсутствует, и даже если обеспечен канал, этап вскрытия может не сразу приводить к потоку жидкого вещества в дозирующий насос вследствие присутствия воздуха или инертного газа внутри дозирующего насоса.
Этап вскрытия может осуществляться вручную оператором, но, предпочтительно, сменный питающий блок включает в себя прокалывающий элемент для осуществления упомянутого этапа вскрытия. Согласно варианту осуществления, сменный питающий блок содержит патрубок из контейнера к насосу, в котором размещен способный вращаться прокалывающий элемент. В этом варианте осуществления прокалывающий элемент имеет зубчатые элементы, обращенные к контейнеру, для осуществления этапа вскрытия. Способный вращаться прокалывающий элемент имеет внешний профиль, который взаимодействует с внутренним профилем патрубка для задания осевой позиции упомянутого способного вращаться прокалывающего элемента в зависимости от его угловой позиции. Способный вращаться прокалывающий элемент, по меньшей мере, имеет первое состояние, в котором он имеет угловую связь со способным вращаться элементом упомянутого дозирующего насоса. Это имеет преимущество в том, что для приведения в действие прокалывающего элемента с целью вскрытия сменного питающего блока можно использовать то же средство привода, которое используются для приведения в действие дозирующего насоса в ходе нормальной работы.
Согласно варианту осуществления, способный вращаться прокалывающий элемент имеет второе состояние, в котором он не связан со способным вращаться элементом, которой приводит его в действие на этапе вскрытия. Таким образом, удается избавиться от шумов, издаваемых прокалывающим элементом в ходе нормальной работы системы выдачи напитка.
Установку нового сменного питающего блока можно облегчить согласно варианту осуществления, в котором дозирующий насос включает в себя ведомую шестерню насоса для приема ведущего вала машины для выдачи напитков, и при этом упомянутому вскрытию контейнера предшествует процедура адаптации для облегчения механического связывания упомянутой шестерни с упомянутым ведущим валом, причем упомянутая процедура адаптации содержит попеременное вращение упомянутого ведущего вала вперед и назад. Эта процедура адаптации позволяет осуществлять зацепление между ведомой шестерней насоса и ведущим валом без необходимости во вмешательстве человека.
Согласно варианту осуществления, процедура активации дополнительно содержит обнаружение, возникает ли условие прерывания, и прерывание процедуры активации после такого обнаружения. Возможные условия прерывание включают в себя одно или более из превышения длительности упомянутого режима запуска заранее определенной длительности и превышения повторного осуществления упомянутого цикла активации заранее определенного числа раз.
В исключительном случае, когда жидкость не поступает в дозирующий насос, например, из-за отказа в ходе процедуры вскрытие или дефекта дозирующего насоса, процедура активации автоматически прерывается. Это избавляет оператора от необходимости определять вероятный момент возникновения ошибки и вручную прерывать процедуру активации.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Эти и другие аспекты описаны более подробно со ссылкой на чертежи, в которых:
фиг. 1 схематически демонстрирует вариант осуществления системы выдачи напитка согласно настоящему изобретению, содержащей машину для выдачи напитков со сменными питающими блоками,
фиг. 2 демонстрирует детали сменного питающего блока и машины для выдачи напитков более подробно,
фиг. 3 более подробно демонстрирует другие детали сменного питающего блока и машины для выдачи напитков,
фиг. 4 обеспечивает другую схематическую иллюстрацию варианта осуществления системы выдачи напитка согласно настоящему изобретению, содержащей машину для выдачи напитков со сменными питающими блоками,
фиг. 5 схематически демонстрирует вариант осуществления способа согласно настоящему изобретению,
фиг. 6 демонстрирует иллюстративную последовательность событий согласно варианту осуществления способа согласно настоящему изобретению,
фиг. 7A - 7D схематически демонстрируют установку сменного питающего блока,
фиг. 8 схематически иллюстрирует необязательный этап согласно варианту осуществления способа согласно настоящему изобретению,
фиг. 9 демонстрирует подетальный вид дозирующего насоса согласно варианту осуществления системы согласно настоящему изобретению,
фиг. 10 демонстрирует вид в перспективе дозирующего насоса, показанного на фиг. 9,
фиг. 11A и 11B иллюстрируют этап обнаружения жидкого вещества в дозирующем насосе, где
фиг. 11A иллюстрирует ситуацию, в которой жидкости не обнаружено, и
фиг. 11B иллюстрирует ситуацию, в которой жидкость обнаружена,
фиг. 11C иллюстрирует деталь дозирующего насоса, показанного на фиг. 9,
фиг. 12 иллюстрирует открытый наклонный вид дозирующего насоса согласно варианту осуществления системы согласно настоящему изобретению,
фиг. 13 иллюстрирует вид в разрезе дозирующего насоса, показанного на фиг. 12, когда дозирующий насос находится в первом рабочем состоянии ST1,
фиг. 13A иллюстрирует часть дозирующего насоса, показанного на фиг. 12,
фиг. 13B иллюстрирует другую часть дозирующего насоса согласно виду B на фиг. 13,
фиг. 13C иллюстрирует вид в разрезе упомянутой другой части согласно C1-C2 на фиг. 13B,
фиг. 14 иллюстрирует вид в разрезе дозирующего насоса, показанного на фиг. 12, когда дозирующий насос находится во втором рабочем состоянии ST2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Аналогичные ссылочные позиции на различных чертежах обозначают аналогичные элементы, если не указано обратное.
Фиг. 1 схематически демонстрирует систему 1 выдачи напитка. Система 1 содержит машину 10 для выдачи напитков и, по меньшей мере, один сменный питающий блок. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 1, система включает в себя три таких сменных питающих блока 20, указанных пунктирными линиями, внутри ее корпуса 17.
Как показано на фиг. 1, на корпусе 17 установлен дисплей 18 с сенсорным экраном, позволяющий оператору указывать напиток, подлежащий приготовлению и выдаче. Кроме того, корпус 17 имеет опору 170 для поддержки одного или более резервуаров 171. Предусмотрены выпуски 172 для выдачи приготовленного напитка. Резервуар 171 может устанавливаться, например, оператором с помощью механизма установки.
Пример сменного питающего блока 20 более подробно показан на фиг. 2. Сменный питающий блок 20 содержит дозирующий насос 22 и контейнер 24 с жидким веществом 25, подлежащим выдаче машиной для выдачи напитков. Жидкое вещество 25 представляет собой, например, кофейный экстракт, чайный экстракт, шоколадный напиток, молоко, ароматизаторы, соки или концентрат для приготовления этих напитков. Машина 10 для выдачи напитков может обрабатывать жидкое вещество и/или смешивать жидкое вещество с другими жидкими веществами. Альтернативно, жидкое вещество может поступать в форме, в которой оно присутствует в блоке, например, холодный шоколадный напиток.
Дозирующий насос 22 представляет собой, например, объемный насос, например, шестеренчатый насос, имеющий пару шестерней, сцепленных друг с другом.
Как можно видеть на фиг. 2, машина для выдачи напитков содержит контроллер 11 для управления дозирующим насосом 22 сменного питающего блока, и впуск 14 для приема жидкого вещества, подлежащего доставке дозирующим насосом из контейнера 24. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 2, машина для выдачи напитков дополнительно содержит двигатель 12, действующий под управлением возбуждающего сигнала Cp и предназначенный для приведения в действие дозирующего насоса 22 через ведущий вал 13. Альтернативно насос магнитно связан с дозирующим насосом. Альтернативно, двигатель для приведения в действие дозирующего насоса 22 может быть встроен в дозирующий насос. В этом случае дозирующий насос может быть подключен электрическими контактами к контроллеру 11 для приема возбуждающего сигнала Cp. Альтернативно, возбуждающий сигнал CP может переноситься бесконтактным способом между контроллером и встроенным двигателем, например, посредством емкостной или индуктивной связи. В еще одном варианте осуществления двигатель может иметь роторную часть, встроенную в дозирующий насос 22, и статорную часть, размещенную вне дозирующего насоса как часть машины 10 для выдачи напитков.
Система выдачи напитка содержит первое устройство обнаружения, выполненное с возможностью обнаружения присутствия жидкого вещества в дозирующем насосе, и второе устройство обнаружения, выполненное с возможностью обнаружения установки сменного питающего блока. Контроллер 11 подключен к этим устройствам обнаружения. Первое устройство обнаружения может включать в себя пару электрических контактов внутри корпуса насоса. Присутствие жидкости внутри корпуса насоса обнаруживается по увеличению электропроводности между электрическими контактами. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 3, первое устройство обнаружения включает в себя передатчик 151 для испускания излучения и первый детектор 152 для обнаружения излучения. Сменный питающий блок 20 включает в себя первый, по существу, прозрачный элемент 221, который, при эксплуатации, располагается между передатчиком 151 и первым детектором 152.
Также возможны различные реализации второго устройства обнаружения. Второе устройство обнаружения может, например, быть входом контроллера, который позволяет оператору сигнализировать, что установлен новый сменный питающий блок. Альтернативно, второе устройство обнаружения может включать в себя механический переключатель, который регистрирует установку нового сменного питающего блока. Однако второе устройство обнаружения предпочтительно реализовать немеханическим образом. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 3, второе устройство обнаружения включает в себя передатчик 151 (в этом случае, тот же передатчик, который используется в первом устройстве обнаружения) для испускания излучения и второй детектор 153 для обнаружения излучения. Сменный питающий блок 20, по меньшей мере, имеет непрозрачный участок 222, который блокирует пропускание излучения от передатчика 151 ко второму детектору 153, когда сменный питающий блок 20 установлен в машине для выдачи напитков. В отсутствие сменного питающего блока 20, по меньшей мере, часть испускаемого излучения достигает второго детектора 153.
При вводе в эксплуатацию нового сменного питающего блока 20, жидкое вещество в дозирующем насосе отсутствует, что может способствовать отводу тепла, выделяемого взаимно перемещающимися деталями. Обычно также выделение тепла выше, чем при нормальном использовании, поскольку жидкое вещество не может служить смазкой.
Согласно показанному варианту осуществления, контроллер 11 подключен к носителю 115 данных, образующему компьютерный программный продукт, который выполняется контроллером. Альтернативно, контроллер 11 может быть обеспечен как специализированное оборудование, имеющее заранее заданные функциональные возможности.
В системе выдачи напитка согласно настоящему изобретению контроллер 11 способен работать в, по меньшей мере, одном из режима M1 запуска и последующего режима M2 нормальной работы. Контроллер выполнен с возможностью переходить в режим запуска в ответ на сигнал D2 от второго устройства обнаружения, выданный вторым детектором 153, указывающий, что установлен новый сменный питающий блок 20. В режиме M1 запуска система выполнена с возможностью повторения цикла активации AC, который содержит активацию дозирующего насоса 22 в течение первого периода времени с последующим поддержанием насоса в деактивированном состоянии в течение второго периода времени. Альтернативно, насос может только частично деактивироваться в течение этого второго периода времени, например, путем эксплуатации насоса на более низкой мощности, чем в течение первого периода. В любом случае, длительность первого периода, длительность второго периода и уровни мощности в течение первого и второго периода выбираются для ограничения выделения тепла внутри насоса приемлемым уровнем даже в отсутствие жидкого вещества из контейнера.
После обнаружения первым устройством обнаружения, указанного сигналом D1 от первого детектора 152, что жидкое вещество присутствует в дозирующем насосе 22, контроллер 11 получает возможность выхода из режима M1 запуска. Выйдя из режима запуска, контроллер может сразу же переходить в режим M2 нормальной работы. Альтернативно, контроллер может сначала переходить в промежуточный рабочий режим M12 до перехода в режим нормальной работы.
Согласно показанному варианту осуществления, контроллер 11 имеет устройство 111 обнаружения для обнаружения, превышает ли длительность режима M1 запуска заранее определенную длительность. Альтернативно, или дополнительно, контроллер 11 может иметь устройство 111 обнаружения для обнаружения, повторяется ли упомянутый цикл активации больше заранее определенного числа раз. Обнаружив, что длительность превышает упомянутую заранее определенную длительность и/или что упомянутый цикл активации повторяется свыше заранее определенного числа раз, контроллер выдает сигнал обнаружения Derr. Кроме того, контроллер 11 может переходить в режим M3 ошибки. Таким образом, предотвращается бесконечное повторение цикла активации в исключительном случае неправильного открытия сменного питающего блока 20.
Фиг. 4 схематически демонстрирует вариант осуществления системы 1 выдачи напитка, содержащей машину для выдачи напитков и три сменных питающих блока 20. Ее детали, соответствующие деталям на фиг. 1, 2 и 3, имеют ту же ссылочную позицию. Дополнительно, вариант осуществления системы 1 выдачи напитка, показанной на фиг. 4, содержит смеситель 174 водяных струй для смешивания жидкого вещества из одного из контейнеров с водой, нагретой нагревателем 176, и воздухом, поступающим из воздушного патрубка 178. Альтернативно, смеситель водяных струй предусмотрен в машине для выдачи напитков для каждого сменного питающего блока. Согласно показанному варианту осуществления, машина для выдачи напитков включает в себя сенсорный экран 18, который подключен к контроллеру. Сенсорный экран 18 подает на контроллер 11 выходные сигналы Txy, которые указывают управляющие действия пользователя, и контроллер 11 возбуждает сенсорный экран 18 сигналами Sfb для обеспечения пользователя визуальной обратной связью и для указания доступных вариантов. Альтернативно или дополнительно, может быть обеспечено другое средство ввода, позволяющее пользователю управлять машиной для выдачи напитков, например, средство для приема голосового ввода и/или механическое средство для ручного управления. Аналогично, альтернативно или дополнительно, может быть обеспечено другое средство вывода для обеспечения пользователя обратной связью и для указания доступных вариантов, например звуковой вывод.
Контроллер 11 обеспечивает сигналы управления Sc для управления работой системы приготовления напитков, например, сигналы управления Cp для управления дозирующими насосами 22 и необязательными другими элементами, например, нагревательным устройством 176. Контроллер принимает сигналы состояния St, например, выходные сигналы первого и второго детекторов 152, 153.
Фиг. 5 и 6 демонстрируют способ согласно настоящему изобретению. На фиг. 5 показана блок-схема операций, демонстрирующая возможные этапы способа, и на фиг. 6 показана временная диаграмма, демонстрирующая иллюстративную последовательность событий. В этом примере предполагается, что оператор устанавливает сменный питающий блок 20 в машине для выдачи напитков в момент времени t1. В соответствии с этим, второе устройство обнаружения обеспечивает сигнал, указывающий это событие, повышая уровень D2 сигнала.
В соответствии с этим, контроллер осуществляет первый этап S1, который инициирует покачивающееся движение ведущего вала 13, которое обеспечивается для приведения в действие дозирующего насоса 22. Таким образом, на этом этапе ведущий вал 13 вращается попеременно в направлении вперед и назад в пределах сравнительно малого угла, например, примерно на±40 градусов. Это покачивающееся движение упрощает зацепление между профилем ведущего вала 13 и дополняющим профилем способного вращаться элемента дозирующего насоса. С этой целью, скорость вращения во время этого покачивающегося движения сравнительно низка, например, порядка от 10 до 20 об/мин. Можно предположить, что взаимно дополняющие профили ведущего вала 13 и способного вращаться элемента входят в зацепление по истечении заранее определенного промежутка времени продолжающегося покачивающегося движения. Альтернативно, может присутствовать средство обнаружения для обнаружения, достигнуто ли зацепление. Согласно вариантам осуществления, этап S1 может быть пропущен, например, согласно вариантам осуществления, в которых зацепление достигается вручную, или в которых сменный питающий блок 20 снабжен дополняющим профилем способного вращаться элемента дозирующего насоса в стандартной ориентации, которая совпадает с принятой по умолчанию стандартной ориентацией ведущего вала. Также этап S1 не требуется, если двигатель объединен с дозирующим насосом, или если двигатель и дозирующий насос связаны бесконтактным способом.
По истечении заранее определенного промежутка времени или после обнаружения зацепления, в этом примере в момент времени t2, контроллер 11 переходит в режим M1 запуска. В этом примере режим M1 запуска начинается с этапа S2 вскрытия. На этом этапе S2 прокалывающий элемент приводится в действие через уплотнитель 26, который уплотняет канал из контейнера 24 к насосу. Альтернативно уплотнитель можно прокаливать вручную.
Затем дозирующий насос приводится в действие на этапе S3 для создания вакуума, чтобы жидкое вещество 25 могло течь из контейнера 24 в дозирующий насос 22.
В режиме M1 запуска система выполнена с возможностью повторения цикла активации AC. Цикл активации содержит активацию дозирующего насоса 22 в течение первого периода времени на этапе S5 с последующим поддержанием насоса в, по меньшей мере, частично деактивированном состоянии в течение второго периода времени на этапе S6. В порядке примера, этап S5 предусматривает приведение в действие двигателя для совершения 10 оборотов со скоростью 600 об/мин, тогда как на этапе S6 двигатель полностью деактивируется в течение 5 секунд. Альтернативно, этап S6 может содержать приведение в действие двигателя с более низкой скоростью, но на протяжении большей длительности, чем длительность полной деактивации. Полная деактивация предпочтительна, поскольку она упрощает управление и обеспечивает наилучшее охлаждение дозирующего насоса 22. Согласно показанному варианту осуществления, на этапе S4 в начале первого цикла активации и после каждого этапа S6 производится обнаружение, присутствует ли жидкое вещество в дозирующем насосе 22. Альтернативно, это обнаружение может происходить после этапа S5 и до этапа S6. На практике это обнаружение может происходить непрерывно, осуществляя при этом цикл активации AC. После обнаружения (Да) жидкого вещества внутри насоса цикл активации больше не повторяется, и система выполнена с возможностью переходить в последующий рабочий режим. Если жидкого вещества не обнаружено (Нет), цикл активации AC повторяется. В этом примере в момент времени t4 на протяжении третьего цикла активации производится обнаружение, что в дозирующем насосе присутствует жидкое вещество. В результате, третий цикл активации прерывается, и режим M1 активации завершается. Система переходит в промежуточный рабочий режим M12. При этом дозирующий насос 22 активируется для буферизации количества жидкого вещества. Затем, в момент времени t5, система переходит в режим M2 нормальной работы. Благодаря буферизации, количества жидкого вещества вне контейнера 24, система все же может обеспечивать напиток, содержащий жидкое вещество, в момент, когда при нормальном использовании производится обнаружение, что контейнер 24 опустел. Для этого обнаружения можно использовать первое устройство обнаружения. Альтернативно, внутреннее пространство дозирующего насоса может иметь объем, более, чем достаточный для приготовления напитка, и первое устройство обнаружения может быть выполнен с возможностью указания условия, при котором внутреннее пространство не полностью заполнено, например, путем обнаружения присутствия жидкого вещества на самом высоком уровне во внутреннем пространстве. Альтернативно или дополнительно, система может проходить через другие промежуточные режимы работы, прежде чем перейти в нормальный рабочий режим, например, осуществлять самодиагностику или выполнять процедуру прогрева. Альтернативно, по завершении режима M1 активации, система может переходить непосредственно в нормальный рабочий режим M2, в котором оно готово выдавать напитки под управлением инструкций оператора.
В блок-схеме операций на фиг. 5 также показан этап S7. На этом этапе производится обнаружение, возникло ли условие (Да), которое указывает, что процедуру активации AP по той или иной причине не удалось осуществить. В этом случае контроллер 11 переходит в режим M3 ошибки. В этом режиме M3 оператор может извещаться о возникновении ошибки в режиме M1 запуска. Если такое условие не возникает, возможно повторение цикла активации AC. Возможным условием прерывания является превышение длительности режима M1 запуска заранее определенной длительности. Другим возможным условием прерывания является ситуация, в которой упомянутый цикл активации повторяется больше заранее определенного числа раз. Согласно показанному варианту осуществления, обнаружение на этапе S7 происходит после этапа S6, на котором дозирующий насос 22 (по меньшей мере, частично) деактивируется. В частности контроллер отсчитывает, сколько раз повторяется цикл активации AC, и переходит в режим ошибки, если упомянутое число превышает заранее определенное число раз (например, 10 раз). Альтернативно, это обнаружение может происходить на другой фазе на протяжении цикла активации. В порядке примера, контроллер 11 может быть снабжен таймером 111, который запускается в начале режима M1 активации и который останавливается по завершении режима активации, причем значение таймера, превышающее заранее определенное значение (например, 1 минуту) является условием отказа.
Фиг. 7A - 7D демонстрируют различные стадии ввода в эксплуатацию нового сменного питающего блока 20. Дозирующий насос 22, имеющий первую, прозрачную, часть 221 и вторую, непрозрачную, часть 222, действует здесь как второй интерфейс или интерфейс блока для взаимодействия с первым интерфейсом, или интерфейсом аппарата, образованным передатчиком 151 и детекторами 152 и 153.
На фиг. 7A изображен случай, когда полный сменный питающий блок 20, содержащий дозирующий насос 22, еще не принят между передатчиком 151 и первым и вторым детекторами 152 и 153. Каждый из первого и второго детекторов в этом случае открыт неперекрытому излучению передатчика 151. Это характерно для случая, когда блок 20 отсутствует.
На фиг. 7B показан полный сменный питающий блок 20, причем дозирующий насос 22 питающего блока 20 частично вставлен между передатчиком 151 и первым детектором 152. Когда первый детектор 152, как показано на фиг. 7B, не обнаруживает никакого излучения от передатчика, и когда, в то же время, второй детектор 153 обнаруживает неперекрытое излучение от передатчика 151, то он может определить, что блок 20 (еще) не вставлен правильно.
На фиг. 7C показано, что полный блок 20 вставлен правильно, при этом его верхняя часть 221 обращена к первому детектору 152, и нижняя часть 222 обращена ко второму детектору 153. В этом случае блок 20 полон и, таким образом, наполнен жидким продуктом. Предполагая, что блок 20 герметичен, жидкое вещество 25 из контейнера 24 в блоке еще не попало в дозирующий насос 22. Соответственно, первый детектор 152 все еще обнаруживает, по существу, неперекрытое излучение от передатчика 151. Обнаружение жидкого вещества в дозирующем насосе на этой стадии указывает ошибку, например, неисправный уплотнитель. В случае обнаружения этого условия, контроллер 11 может переходить в режим M3 ошибки, и контроллер может использовать пользовательский интерфейс, чтобы сообщить об этом оператору. Если это условие ошибки не обнаружено, контроллер 11 переходит к следующему этапу S2, т.е. вскрытию блока, и затем пытается нагнетать жидкое вещество из контейнера 24 в дозирующем насосе 22. В случае успеха, жидкое вещество наполняет дозирующий насос 22, приводя к ситуации, изображенной на фиг. 7D. Теперь излучение от передатчика 151, по меньшей мере, частично перекрывается жидким веществом в дозирующем насосе, и первый детектор 152 обнаруживает это и сигнализирует контроллеру. Предполагая, что детекторы 152, 153 обеспечивают соответствующие двоичные сигналы D1, D2, где 1 указывает количество принятого излучения выше правильного порогового уровня (которые могут различаться для этих детекторов), и 0 указывает количество принятого излучения ниже правильного порогового уровня, могут возникать следующие ситуации.
D1
D2
Ситуация
0
0
Блок правильно установлен, и дозирующий насос наполнен (фиг. 7D). До этапа S2 это может указывать утечку в уплотнителе.
0
1
Блок частично, но еще не правильно установлен (фиг. 7B).
1
0
Блок правильно установлен, и дозирующий насос пуст (фиг. 7C).
1
1
Блок не установлен (фиг. 7A).
Фиг. 8 иллюстрирует необязательную дополнительную особенность для облегчения установки нового блока 20 в машине для выдачи напитков. Когда блок 20 установлен в машине для выдачи напитков, шлицевой ведущий вал 13 привода 12 дозирующего насоса должен входить в зацепление с шестерней 245 насосного механизма дозирующего насоса 22. Проблема состоит в том, что ведомая деталь, например, шестерня 245 шестеренчатого насоса, должен под давлением входить в зацепление со шлицевым валом 13 который будет приводить в движение шестерню 245. Ведущий вал 13 и шестерня 245 имеют умеренную величину трения. Когда шлицы 81 шлицевого вала 13 не выровнены с согласующими образованиями 83 на шестерне 245 необходимо решение для выравнивания без повреждения шлицов 81 или согласующих образований 83 обеих частей. Это зацепление упрощается, если ведущий вал 13 колеблется назад и вперед примерно на±40 градусов, в соответствии со стрелками 85, 87, указанными на фиг. 8. Согласно предложенному решению, первый детектор 152 обнаруживает, когда шестерня 245 приближается к ведущему валу 13 и в этом случае, ведущий вал 79 немного покачивается на несколько градусов. Это длится в течение секунды после того, как первый детектор 152 обнаруживает присутствие шестерни 245 посредством второго, по существу, непрозрачного элемента 222. Выбранное решение для упрощения зацепления между ведущей и ведомой деталями 13, 245 эффективно без участия человека. Этого зацепления легче достигнуть, если ведущий вал 13 поворачивается назад и вперед на несколько градусов, когда ведомая деталь 245 дозирующего насоса 22 входит в зацепление с соответствующими шлицами 81. Это осциллирующее вращение, осуществляемое на этапе S1 варианта осуществления способа, описанного выше со ссылкой на фиг. 5, именуется ʹпокачиваниемʹ.
В представленном выше примере, предполагается, что жидкое вещество, содержащееся в контейнере 24 сменного питающего блока 20, непрозрачно, что позволяет обнаруживать его присутствие в дозирующем насосе, контролируя пропускание излучения через прозрачную часть 221 дозирующего насоса. Далее описан другой вариант осуществления, который также пригоден для прозрачных жидких веществ.
Фиг. 9 демонстрирует подетальный вид этого дозирующего насоса 22 в этом варианте осуществления. Во-первых, можно видеть, по существу, прозрачный элемент 249, выступающий с правой стороны дозирующего насоса 22. Ступенчатая/зубчатая особенность 251 обеспечивает оптический элемент системы, что будет объяснено ниже. Дозирующий насос дополнительно включает в себя нижний корпус 239, корпус 241 насоса и верхнюю крышку 243. Нижний корпус 239 является основным корпусом дозирующего насоса 22. Насос, размещенный в корпусе 241 насоса, является шестеренчатым насосом с парой взаимно зацепляющихся шестерней 245, 247. Одна из шестерней 245, 247 пары выполнена с возможностью связывания с ведущим валом 13 машины для выдачи напитков.
Корпус 241 насоса обеспечивает корпус шестеренчатого насоса, а также впускное и выпускное отверстия насоса. В описанном здесь конкретном варианте осуществления на правой стороне корпуса 241 насоса можно видеть продолжение 255 в проточном канале 253. Это продолжение 255 функционирует как устройство отклонения потока. Это устройство отклонения потока 255 гарантирует, что продукт, втягиваемый в насос, проходит через первый по существу, прозрачный элемент, в представленную на фиг. 9 отборную камеру 249, и, таким образом, через поле зрения оптической системы, описанной ниже. Однако следует понимать, что устройство отклонения потока является необязательным элементом, не существенным для работы оптической системы.
Верхняя крышка 243 установлена на нижнем корпусе 239. Верхняя крышка 243 используется для присоединения дозирующего насоса 22 к контейнеру 24 (не показан, но традиционный), предусмотренному как часть сменного питающего блока 20.
Фиг. 10 демонстрирует дозирующий насос 22, показанный на фиг. 9, в собранном виде и в позиции относительно компоновки обнаружения, образованной передатчиком 151 и первым, вторым и третьим детектором 152, 153, 154.
На фиг. 11A, 11B можно видеть, что свет от внешнего источника 151 света направляется к призме 259, которая образует часть отборной камеры 249. Здесь призма 259 действует как оптический элемент, который может быть элементом любой формы или вида, который использует различие в показателе преломления текучих сред и воздуха. Необходимо только, чтобы такой оптический элемент можно было использовать для изменения направления света, падающего на этот оптический элемент. Свет от источника 151 света проходит через внешнюю стенку 261, но отражается от внутренней стенки 263, когда в отборной камере 249 еще нет жидкости (см. фиг. 11A), или в конце срока службы блока 20, когда жидкое вещество полностью израсходовано. Затем отраженный свет выходит из призмы 259, где он обнаруживается третьим детектором, например, датчиком 154 отражения.
Присутствие жидкости в отборной камере 249 (см. фиг. 13B) изменяет показатель преломления на внутренней стенке 263 в результате чего, свет проходит в жидкость вместо того, чтобы отражаться. Свет, идущий от дальней стенки камеры 267, обнаруживается первым детектором, например, датчиком 152 пропускания.
Для снижения стоимости и повышения технологичности сплошная призма 259, показанная на схеме, показанной на фиг. 11 (A и B) заменяется множеством из нескольких меньших граней 271 призмы, показанным на фиг. 11C. Согласно варианту осуществления, описанные грани 271 призмы образуют ступенчатую зубчатую особенность 251 снаружи внутренней стенки 263 отборной камеры 249. В других возможных примерах весь корпус дозирующего насоса 22 можно использовать в качестве отборной камеры, и грани призмы можно внедрять в боковую стенку корпуса.
Предполагая, что детекторы 152, 154 обеспечивают соответствующие двоичные сигналы D1, D2, где 1 указывает количество принятого излучения выше правильного порогового уровня (которые могут различаться для этих детекторов), и 0 указывает количество принятого излучения ниже правильного порогового уровня, могут возникать следующие ситуации.
D1
D2
Ситуация
0
0
Непрозрачная жидкость присутствует в отборной камере 249
0
1
Жидкость отсутствует в отборной камере 249
1
0
Прозрачная жидкость присутствует в отборной камере 249
1
1
Не применимо
Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 12 и 13, дозирующий насос 22, используемый с контейнером 24, содержит трубчатый патрубок 31 из контейнера 24 к дозирующему насосу 22. Внутри трубчатого патрубка 31 располагается способный вращаться прокалывающий элемент 32 (см. фиг. 7) с зубчатыми элементами 321, обращенными к контейнеру 24 (схематически указанному пунктирными линиями). Прокаливаемый уплотнитель 26 указан схематически сплошной линией. Способный вращаться прокалывающий элемент 32 также показан отдельно на фиг. 13A, и трубчатый патрубок 31 показан отдельно на фиг. 13B и 13C. Здесь фиг. 13C иллюстрирует вид в разрезе упомянутой другой части согласно C1-C2 на фиг. 13B. Способный вращаться прокалывающий элемент имеет внешний профиль 322, который взаимодействует с внутренним профилем 311 трубчатого патрубка для задания осевой позиции (z) упомянутого способного вращаться прокалывающего элемента 32, зависящей от его угловой позиции (α), причем упомянутый способный вращаться прокалывающий элемент, по меньшей мере, имеет первое состояние ST1, как показано на фиг. 12, 13 и 13A, в котором он имеет угловую связь со способным вращаться элементом упомянутого дозирующего насоса 22. В этом варианте осуществления способный вращаться элемент дозирующего насоса 22, к которому присоединен способный вращаться прокалывающий элемент 32, представляет собой вал 248, выступающий из вторичной шестерни 247 насоса. Поскольку в системе выдачи напитка выступающий вал 248 механически связан с ведущим валом 13, который приводит в действие дозирующий насос, один и тот же двигатель 12 можно использовать для прокалывания уплотнителя 26 в контейнер и для приведения в действие дозирующего насоса 22 для последующего нормального использования.
Как можно видеть на фиг. 13 и 13A, способный вращаться прокалывающий элемент 32 имеет дополнительный внешний профиль 323. Как наилучшим образом показано на фиг. 13C, трубчатый патрубок 31 имеет дополнительный внутренний профиль 312, который взаимодействует с дополнительным внешним профилем 323 способного вращаться прокалывающего элемента 32. Внешний профиль 322 и дополнительный внешний профиль 323 способного вращаться прокалывающего элемента 32 сформированы в виде спиральной резьбы, в которой спиральная резьба 323 имеет больший шаг, чем спиральная резьба 322.
В ходе выполнения этапа S2 согласно варианту осуществления, как описано со ссылкой на фиг. 5 и 6, ведущий вал 13 приводится в действие двигателем 12. Посредством механической связи между шестернями 245, 247 и выступающим валом 248 это приводит к вращательному движению прокалывающего элемента 32. Поскольку прокалывающий элемент 32 может свободно сдвигаться в осевом направлении вдоль выступающего вала 248, зацепление между спиральной резьбой 322 прокалывающего элемента 32 и внутренним профилем 311, способный вращаться прокалывающий элемент 32 объединяет вращательное движение в направлении α вокруг своей оси z с осевым смещением в этом направлении z. При этом уплотнитель 26 выступает для обеспечения канала для жидкого вещества из контейнера 24 через патрубок 31 к дозирующему насосу 22. В ходе выполнения этапа S2, скорость вращения может быть сравнительно низкой по сравнению со скоростью вращения, используемой для дозирования жидкого вещества. Например, скорость вращения на этапе S2 может составлять от 0,2 до 0,5 скорости вращения, используемой для дозирования. В порядке примера, скорость вращения на этапе S2 составляет около 200 об/мин, тогда как скорость вращения, используемая при дозировании, равна 600 об/мин.
Вследствие осевого смещения прокалывающего элемента 32, возникающего при выполнении этапа S2, спиральная резьба 323 входит в зацепление с дополнительным внутренним профилем 312 патрубка 31. Поскольку спиральная резьба 323 имеет сравнительно большой шаг, прокалывающий элемент 32 ускоряется в осевом направлении z, пока не освободит выступающий вал 248. Вследствие своей инертности, прокалывающий элемент продолжает некоторое время смещаться, пока не заблокируется в обоих направлениях блокирующим элементом (не показан). При этом способный вращаться прокалывающий элемент 32 переходит во второе состояние ST2, как показано на фиг. 14, в котором он не связан с выступающим валом 248.
Благодаря присутствию воздуха в дозирующем насосе 22, жидкое вещество 25 обычно не течет спонтанно внутри дозирующего насоса. Соответственно, согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 5, дозирующий насос первоначально приводится в действие на этапе S3 до фактического определения, поступило ли жидкое вещество в дозирующий насос. Приведение в действие дозирующего насоса 22 на этапе S3 создает пониженное давление внутри насоса и патрубка, ведущего к насосу, которое облегчает течение жидкости. Альтернативно, процедура активации AP может начинаться сразу после сменного питающего блока на этапе S2. В этом случае можно выбирать более длительный период перерыва или большее максимальное количество итераций, если этап S7 осуществляется с учетом того, что пониженное давление еще не было создано в начале процедуры активации AP.
Таким образом, предполагается, что принцип действия и конструкция настоящего изобретения будут очевидны из вышеприведенного описания и прилагаемых чертежей. Специалисту в данной области техники очевидно, что изобретение не ограничивается никаким описанным здесь вариантом осуществления, и что возможны модификации, которые следует рассматривать в объеме нижеследующей формулы изобретения. Также считаются, что кинематические инверсии раскрыты по существу и входят в объем изобретения.
Специалисту в данной области техники очевидно, что элементы, перечисленные в пунктах системы и устройства, включают в себя любое оборудование (например, дискретные или интегральные схемы или электронные элементы) или программное обеспечение (например, программы или части программ), которые воспроизводятся в ходе эксплуатации или предназначены для воспроизведения указанной функции, по отдельности или совместно с другими функциями, в изоляции или в кооперации с другими элементами. Изобретение можно реализовать посредством оборудования, содержащего несколько различных элементов, и посредством надлежащим образом запрограммированного компьютера. В пунктах системы, перечисляющих несколько средств, некоторые из этих средств можно реализовать в одном и том же элементе оборудования. Под ʹкомпьютерным программным продуктомʹ следует понимать любой программный продукт, хранящийся на компьютерно-считываемом носителе, например, флоппи-диске, загружаемый через сеть, например, интернет, или приобретаемый любым другим образом.
Следует понимать, что, хотя термины первый, второй, третий и т.д. можно использовать здесь для описания различных элементов, компонентов, модулей и/или блоков, эти элементы, компоненты, модули и/или блоки не подлежат ограничению этими терминами. Эти термины используются только для того, чтобы отличить один элемент, компонент, модуль и/или блок от другого элемента, компонента, модуля и/или блока. Таким образом, рассмотренный здесь первый элемент, компонент, модуль и/или блок можно именовать вторым элементом, компонентом, модулем и/или блоком, не выходя за рамки принципов настоящего изобретения.
В формуле изобретения, никакие ссылочные позиции не следует рассматривать в порядке ограничения формулы изобретения. Используемый в этом описании или нижеследующей формуле изобретения термин 'содержащий' и ʹвключающий в себяʹ не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле, но, напротив, следует интерпретировать во включительном смысле. Таким образом, используемое здесь выражение ʹсодержащийʹ не исключает наличия других элементов или этапов помимо перечисленных в формуле изобретения. Кроме того, употребление названия в единственном числе не следует рассматривать в ограничительном смысле ʹтолько одинʹ, но, напротив, означает ʹпо меньшей мере, одинʹ и не исключает множества. Особенности, конкретно или явно не описанные или не заявленные, могут быть дополнительно включены в структуру изобретения в его объеме. Такие выражения, как: "средство для...ʺ следует понимать в смысле: "компонент, выполненный с возможностью..." или "деталь, сконструированная для..." и предусматривают включение эквивалентов для раскрытых структур. Использование выражений наподобие: "критичный", "предпочтительный", "особенно предпочтительный" и т.д. не призвано ограничивать изобретение. В рамках своей компетенции, специалист в данной области техники может предложить дополнения, удаления и модификации, в общем случае, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения, которые определяются формулой изобретения.