СПОСОБ ПРИВЕДЕНИЯ В ДЕЙСТВИЕ МЕЛЬНИЦЫ
METHOD FOR ACTUATING A GRINDER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям мельниц, в частности, но не исключительно, мельниц для измельчения кофейных зерен. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения относятся к усовершенствованиям машин для получения напитков, в частности, кофемашин, включающих в себя мельницу и, конкретно, способов приведения в действие мельницы.
Уровень техники изобретения
Современные кофемашины в некоторых случаях включают в себя кофейную мельницу, которая заполняется кофейными зернами, подаваемыми из стационарного или съемного контейнера для кофейных зерен. При запуске цикла заваривания конкретное количество кофейных зерен измельчается для получения кофейного порошка. Кофейный порошок загружается в заварочную камеру заварочного узла, уплотняется и извлекается с помощью горячей воды под давлением для получения кофейного напитка.
Некоторые известные измельчающие устройства содержат объемную дозирующую систему, количество кофе, измельченного за цикл заваривания, определяется на основании объема измельченного порошка. В WO 2011/070502 раскрыта мельница с дозирующей камерой, в которой накапливается измельченный кофейный порошок. Измельчение прекращается, когда достаточное количество измельченного порошка накапливается в дозирующей камере. Затем кофейный порошок из дозирующей камеры загружается в заварочный узел.
В других машинах количество кофейных зерен, подлежащих измельчению, в каждом цикле измельчения, определяется с использованием дозирующей камеры, расположенной вверх по потоку от мельницы, так что постоянное количество кофейных зерен подается в мельницу в каждом цикле измельчния. В WO 2011/102715 раскрыта машина для получения кофе, имеющая дозирующую камеру, которая заполняется кофейными зернами из съемного контейнера для кофе, и из него кофейные зерна подаются в кофейную мельницу.
В некоторых кофемашинах процесс измельчения осуществляется посредством поддержания вращения вращающихся измельчающих колес или дисков в течение установленного времени или установленного числа оборотов, обычно измеряемых с помощью сенсорного устройства, например, с использованием одного или более магнитов, вращающихся с вращающимся измельчающим колесом или измельчающим диском и одного или более датчиков Холла.
В некоторых известных машинах цикл измельчения включает в себя период активного измельчения, в течение которого кофейные зерна фактически измельчаются и превращаются в порошкообразную форму, и период холостого вращения, когда мельница может свободно вращаться для удаления остатка кофейного порошка с измельчающих дисков, в то время как кофейные зерна не подаются из камеры, так что, если сорт используемого кофе изменяется от одного цикла измельчения к следующему (например, изменение с обычного кофе на декофеинизированный кофе или наоборот), то кофе первого сорта не загрязняет кофе второго сорта.
Способ управления данным типом процесса измельчения не является удовлетворительным, поскольку в зависимости от фактической продолжительности периода активного измельчения, иногда может выполняться недостаточный или слишком длинный период холостого вращения. Если цикл измельчения является слишком коротким, не исключен риск загрязнения. Цикл, который слишком длинный,является неподходящим, так как пользователю приходится долго ждать завершение процесса, что фактически бесполезно. Эффективность измельчающих дисков является труднопредсказуемой вследствие износа обоих, что так же негативно влияет на эффективность измельчающих дисков, а также непредсказуемости процесса изготовления измельчающих дисков. В некоторых случаях эффективность измельчающего диска может быть меньше ожидаемой, что будет приводить к загрязнению. В некоторых случаях, например, если в конце цикла измельчения с предварительно заданной продолжительностью мельница все еще не завершила измельчение требуемого количества продукта вследствие неожиданно низкой эффективности измельчения, цикл измельчения может быть прерван, так как блок управления неверно интерпретирует эту ситуацию как отсутствие продукта в мельнице.
Следовательно, существует необходимость в усовершенствовании способа приведения в действие мельницы, в частности, кофейной мельницы. Конкретно, существует необхоимость в усовершенствовании способа управления циклом измельчения, состоящим из первого периода активного измельчения и второго периода холостого вращения для очистки мельницы перед началом последующего цикла измельчения.
Сущность изобретения
Изобретение описывает новый способ приведения в дйствие мельницы, например, кофейной мельницей, который устраняет или уменьшает недостатки известных мельниц. Целью некоторых вариантов осуществления изобретения является адаптация продолжительности цикла измельчения к фактическим рабочим условиям мельницы, принимая во внимание эффективность измельчающих элементов, например, измельчающих дисков или конусов.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения описан способ приведения в действие мельницы, содержащей, по меньшей мере, вращающийся измельчающий элемент. Обычно мельница также включает в себя неподвижный измельчающий элемент. Два измельчающих элемента обращены друг к другу и образуют между собой зазор для измельчения. Измельчающий элемент (элементы) могут иметь форму измельчающих колес или измельчающих дисков или форму измельчающих конусов или им подобное. В основном, в контексте настоящего описания и прилагаемой формулы изобретения, под измельчающим элементом следуе понимать любой элемент, устройство, деталь или им подобное, уменьшающие размеры продукта, подлежащего измельчению. Таким образом, под измельчающим элементом следует понимать любой элемент или компонент, который превращает частицы больших размеров, например, кофейные зерна, в более мелкие, предпочтительно, в частицы порошка, такие как частицы кофейного порошка.
Способ включает в себя этап расчета или определения завершения периода активного измельчения, в течение упомянутого периода измельчается предварительно установленное или заданное количество продукта. Период активного измельчения заканчивается при измельчении заданного количества продукта, подлежащего измельчению. Способ адаптирует последующие циклы измельчения посредством изменения общей продолжительности цикла измельчения, если необходимо, на основании определенной или рассчитанной продолжительности периода активного измельчения. Продолжительность цикла измельчения и его промежуточных периодов, таких как период активного измельчения и последующий период холостого вращения, могут быть выражены в единицах числа оборотов вращения измельчающего элемента. Окончание периода активного измельчения может быть рассчитано или определено прямо или косвенно на основании рабочего параметра мельницы. Как будет понятно из нижеследующего раскрытия разные параметры могут быть использованы для этой цели. Продолжительность периода активного измельчения цикла измельчения может быть рассчитана на основании определенного или рассчитанного момента времени при израсходовании продукта, подлежащего измельчению.
В некоторых вариантах осуществления рабочим параметром является рабочий параметр вращающегося измельчающего элемента. В других вариантах осуществления рабочим параметром может быть рабочий параметр электродвигателя, управляющего вращением вращающегося измельчающего элемента.
Таким образом, продолжительность цикла измельчения может быть диамически адаптирована с учетом фактической эффективности измельчающего элемента. Снижение эффективности измельчения измельчающего элемента будет учитываться и приводить к адаптации продолжительности цикла измельчения. Кроме того, могут быть учтены отличия от начальной эффективности измельчающего элемента (ов), например, вследствие процесса изготовления.
Способ включает в себя следующие этапы:
подача в мельницу заданного количества продукта, подлежащего измельчению, и измельчение упомянутого продукта посредством вращения вращающегося измельчающего элемента в течение периода активного измельчения;
холостое вращение вращающегося измельчающего элемента в течение периода холостого вращения после периода активого измельчения, для удаления оставшегося измельченного продукта из мельницы, причем период активного измельчения и период холостого вращения определяют период цикла измельчения;
расчет или определение окончания периода активного измельчения на основании рабочего параметра мельницы;
адаптация продолжительности последующего цикла измельчения на основании рассчитанной продолжительности периода активного измельчения первого цикла измельчения.
Расчет или определение окончания периода активного измельчения, т.е., израсходования продукта, подлежащего измельчению, позволяет определить продолжительность периода активного измельчения цикла измельчения. Продолжительность следующего цикла (циклов) измельчения затем адаптируют при необходимости на основании определеной или рассчитанной продолжительности предыдущего цикла измельчения.
В предпочтительных вариантах осуществления рабочий параметр мельницы указывает на изменение скорости вращения измельчающего элемента. Так как скорость вращения измельчающего элемента резко возрастает, когда заканчивается продукт, подлежащий измельчению, изменение скорости является особенно удобным при определении завершения измельчения.
Таким образом, в некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления рабочим параметром мельницы является параметр, связанный со скоростью вращения измельчающего элемента. Например, параметром может быть сама скорость вращения. В других вариантах осуществления параметром может быть временная задержка между последующими импульсами вращения, генерируемыми сенсорным устройством, предназаченным и выполненным с возможностью определения оборотов измельчающего элемента или элемента машины, вращающегося со скоростью, которая пропорциональна скорости измельчающего элемента. Таким образом, например, скорость вращения электродвигателя, управляющего измельчающим элементом, может использоваться в качестве рабочего параметра.
В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления способ может включать в себя следующие этапы: обеспечение сенсорного устройства для определения вращения вращающегося измельчающего элемента и генерации импульсов вращения, соответствующих оборотам вращающегося измельчающего элемента; измерение временных задержек между парами последующих импульсов вращения. Изменение скорости вращения вращающегося измельчающего элемента может, таким образом, определяться как функция упомянутых временных задержек между парами последующих импульсов вращения.
Независимо от того, как получен расчет или определение конца периода активного измельчения, способ обеспечивает адаптацию общей продолжительность цикла измельчения к фактической продолжительности периода активного измельчения. Ухудшение эффективности измельчения измельчающего элемента (элементов) может приниматься во внимание, таким образом, предотвращая или уменьшая недостатки мельниц известного уровня техники и обеспечивая оптимальную продолжительность цикла измельчения.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления может быть определено уменьшение задержки между последующими импульсами, причем упомянутое уменьшение соответствует увеличению скорости вращения и, таким образом, указывает на конец периода активного измельчения.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления для обеспечения более надежного управления мельницей, предотвращая ошибки управления, вызванные случайными изменениями скорости вращения, способ может включать в себя этап сохранения по меньшей мере некоторых временных задержек между последующими импульсами вращения и определения местонахождения изменения скорости вращения в цикле измельчения на основании сохраненных временных задержек. Данные сохраненных задержек могут быть обработаны, например, для расчета одного или более значений средних задержек.
Например, некоторые варианты осуществления способа могут включать в себя этапы
сохранения временных задержек между парами последующих импульсов вращения во время цикла измельчения;
расчета первой средней задержки между последующими импульсами вращения в периоде активного измельчения;
расчета второй средней задержки между последующими импульсами вращения в периоде холостого вращения;
расчета порогового значения задержки между первой средней задержкой и второй средней задежкой;
установки числа импульсов вращения, соответствующего пороговому значению задержки;
установки общего числа импульсов вращения между началом периода активного измельчения и числом импульсов вращения, соответствующим пороговому значению задержки как продолжительности периода активного измельчения.
Общая продолжительность цикла измельчения задается суммой периода активного измельчения и периода холостого вращения. В каждом цикле измельчения продолжительность цикла измельчения может быть адаптирована к возможным изменениям рабочих условий путем определения точки раздела между двумя разными периодами, т.е., активным измельчением и холостым вращением. Если продолжительность периода активного измельчения изменяется, устанавливается другая длина или продолжительность последующего цикла измельчения. Таким образом, мельница приводится в действие адаптивным способом, увеличивая или уменьшая общую продолжительность цикла измельчения в соответствии с требованиями.
Конец периода активного измельчения может быть определен, т.е., расчитан, во время каждого цикла измельчения, осуществляемого мельницей. В других менее точных вариантах осуществления определение конца периода активного измельчения может быть осуществлено только во время некоторых циклов измельчения, например, через каждые два или три цикла измельчения.
Так как фактическая продолжительность периода активного измельчения заранее не известна, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления способ включает в себя этапы
установки первого окна определения в периоде активного измельчения;
установки второго окна определения в периоде холостого вращения;
расчета первой средней задержки между последующими импульсами вращения в первом окне определения;
расчета второй средней задержки между последующими импульсами вращения во втором окне определения.
Первое и второе окна определения надлежаще расположены в соответствующих периодах активного измельчения и холостого вращения, так что они никогда не будут перекрываться с интервалом, в котором расположен переход от периода активного измельчения к периоду холостого вращения.
Например, второе окно определения может быть расположен в конце цикла измельчения, который имеет заранее заданную продолжительность. Продолжительность второго окна определения выбирается для меньшего продолжения, чем период холостого вращения, например, половина продолжительности периода холостого вращения, то есть числа оборотов, выполняемых вращающимся измельчающим элементом в течение периода холостого вращения.
Первое окно определения может начинаться, например, после конкретного числа оборотов вращающегося измельчающего элемента после начала цикла измельчения и может продолжаться число оборотов, которое меньше минимального числа оборотов, которое необходимо при любых возможных рабочих условиях, для завершения измельчения имеющегося количества продукта. В некоторых вариантах осуществления абсолютно минимальная продолжительность периода активного измельчения может быть установлена опытным путем. Затем, будет установлено и определено первое окно определения таким образом, что он будет заканчиваться до конца такого абсолютно минимального периода активного измельчения.
Когда способ включает в себя расчет первой средней задержки и второй средней задержки в течение периода активного измельчения и периода холостого вращения, соответственно, можно предположить порядок прерывания цикла измельчения. Если количество продукта,подлежащего измельчению, меньше заранее установленного минимального количества, разность между первой средней задержкой и второй средней задержкой ниже порогового значения. Если это происходит, прерывается цикл измельчения.
Расположение первого окна определения в ожидаемом периоде активного измельчения может быть выбрано на основании минимального допустимого количества продукта, подлежащего измельчению. Более конкретно, рассматривая в качестве примера систему определения и адаптации на основании числа импульсов, если N - число оборотов, теоретически необходимое для измельчения минимального допустимого количества продукта, ниже которого цикл измельчения должен прерываться, начало первого окна определения может быть установлено на импульсе (N+m) вращения, где m по меньшей мере равно 1. В этом случае, если количество продукта, подлежащего измельчению, является недостаточным, две средние задержки, рассчитанные на основании значений задержек, сохраненных во время первого и второго окон определения, будут являться по существу одинаковыми, и цикл измельчения прерывается. «По существу одинаковые» означает, что два значения отличаются, например, не более, чем на 10% и, предпочтительно, не более, чем на 5%.
В простых вариантах осуществления период холостого вращения может иметь неизменную продолжительность, то есть неизменное число импульсов вращения. В других вариантах осуществления более точный способ может обеспечивать адаптивную продолжительность периода холостого вращения. Продожительность периода холостого вращения может быть установлена таким образом, что, чем короче период активного измельчения, тем короче период холостого вращения.
Способ может включать в себя этап определения продолжительности периода активного измельчения и последующий этап адаптации продолжительности периода холостого вращения для последующего цикла измельчения на основании рассчитанной продолжительности периода активного измельчения.
Способ особо полезен при использовании для измельчения кофейных зерен, особенно (но не обязательно) в машинах для получения кофейных напитков. В таком применении способ будет осуществляться в кофейной мельнице для приготовлению кофейного порошка, который затем загружается в заварочный узел или фильтр для кофе или им подобное.
Мельница может быть управляться для осуществления одого или более циклов измельчения для получения необходимого количества измельченного кофе. В некоторых вариантах осуществления одиночный цикл измельчения будет обеспечивать достаточное количество кофейного порошка для осуществления цикла заваривания. Тем не менее, в других вариантах осуществления, например, если используется меньшая объемная дозирующая камера для дозирования кофейных зерен в мельницу, несколько циклов измельчения может быть осуществлено для обеспечения достаточного количества кофейного порошка для заварочного узла.
Даже если параметр скорости, т. е. параметр, связанный со скоростью вращения измельчающего элемента особенно подходит для выполнения способа приведеия в действие, как описано в данном документе, другие параметры могут соответственно использоваться для этой цели. Исходя из соображения, что после завершения периода активного измельчения, т.е., израсходования продукта, подлежащего измельчению, рабочие условия измельчающего элемента будут изменяться, любой параметр, подверженный этому изменению или отражающий его, может быть использован в качестве параметра управления для осуществления способа, раскрытого в данном документе.
Когда продукт, подлежащий измельчению, израсходован, момент сопротивления, приложенный к измельчающему элементу, и, следовательно, момент, приложенный электродвигателем к измельчающему элементу, падает. Момент, приложенный к измельчающему элементу может быть измерен, например, с помощью измерителя момента. Измерительный сигнал измерителя момента может быть использован как указывающий на рабочие условия мельницы. Сильное изменение момента происходит в конце периода активного измельчения и может быть использовано для управления мельницей адаптивным способом, как описано выше. Измеритель момента, как понятно из данного документа, может быть любым устройством, элементом, компонентом или конструкцией, подходящими для определения крутящего момента или по меньшей мере изменения крутящего момента, передаваемого измельчающему элементу, или параметра, который также связан с упомянутым крутящим моментом или изменением крутящего момента.
В соответствии с другими вариантами осуществления, электрический параметр электродвигателя, приводящего в движение измельчающий элемент, может также использоваться для осуществления способа, раскрытого в данном документе. Например, электрический ток, потребляемый электродвигателем, может быть преимущественно выбран как параметр, указывающий рабочие условия мельницы. После израсходования продукта, подлежащего измельчению, момент сопротивления падает, и, следовательно, мощность, генерируемая электродвигателем, также падает. Если напряжение является по существу постоянным, падение мощности приводит к уменьшению электрического тока, потребляемого электродвигателем. Конец периода активного измельчения может быть определен как падение электрического тока, необходимого для приведения в действие электродвигателя.
В соответствии с другим аспектом, настоящее изобретение также относится к мельнице, содержащей вращающийся измельчающий элемент, возможно взаимодействующий с неподвижным измельчающим элементом; электродвигатель, управляющий вращением вращающегося измельчающего элемента; блок управления, запрограммированный для осуществления способа, как описано выше. Кроме того, мельница может быть частью объемной дозирующей камеры, которая может соединена с по меньшей мере одним контейнером для продукта,подлежащего измельчению, например, контейнером для кофейных зерен.
В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение также относится к машине для получения напитков, например, кофемашине, включающей в себя мельницу, как описано в данном документе, и узел для приготовления напитков, например, узел для заваривания кофе.
Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения изложены в нижеследующем описании его примеров осуществления и в прилагаемой формуле изобретения, которые составляют неотъемлемую часть настоящего описания.
Краткое описание чертежей
Более полное понимание настоящего изобретения и многие его преимущества будут легко получены, что и то же самое становится лучше понятным посредством ссылки на нижеследующее подробное описание вместе с сопроводительными чертежами, на которых изображен один неограничивающий пример осуществления настоящего изобретения. На чертежах
фиг.1 - вид в разрезе по вертикальной плоскости примера выполнения мельницы для кофейных зерен и соответствующего электодвигателя;
фиг.2 - вид снизу мельницы на фиг.1;
фиг.3 - вид, подобный виду на фиг.2 с удаленными участками кофейной мельницы;
фиг.4 - функциональная блок-схема мельницы;
фиг.5 - принципиальная схема машины для получения напитков, включающей в себя кофейную мельницу;
фиг.6 - 9 - графики, иллюстрирующие способ приведения в действие мельницы;
фиг.10 - блок-схема последовательности операций одного варианта осуществления способа приведения в действие настоящего изобретения.
Подробное описание
Нижеследующее подробное описание примеров осуществления относится к прилагаемым чертежам. Одни и те же ссылочные позиции на разных чертежах обозначают одни и те же или подобные элементы. Кроме того, чертежи не обязательно выполнены в масштабе. Кроме того, нижеследующее подробное описание не ограничивает настоящее изобретение. Вместо этого, объем настоящего изобретения определен прилагаемой формулой изобретения.
Ссылка в описании на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления», или «некоторые варианты осуществления» означает то, что конкретный элемент, конструкция или характеристика, описанная относительно варианта осуществления, включена в по меньшей мере один вариант осуществления раскрытого предмета изобретения. Таким образом, появление фразы "в одном варианте осуществления" или "в варианте осуществления" или "в нескольких вариантах осуществления" в различных местах в описании, не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления (вариантам осуществления). Кроме того, конкретные элементы, конструкции или характеристики могут быть объединены любым подходящим способом в одном или более вариантах осуществления.
В нижеследующем описании способ изобретения будет описан применительно к кофейной мельнице. Однако следует понимать, что способ может быть использован для приведения в действие мельниц, предназначенных для измельчения разных видов продуктов, таких как, но не ограничиваясь пищевыми продуктами, всякий раз когда требуется период холостого вращения вслед за периодом активного измельчения, его продолжительность может изменяться и не может быть рассчитана. Способ, описанный в данном документе, позволяет адаптировать работу мельницы к различным рабочим условиям.
На фиг.1 изображен пример выполнения кофейной мельницы 1. Мельница 1 содержит один неподвижный измельчающий элемент 3 и другой вращающийся измельчающий элемент 5. В примере осуществления, изображенном на чертежах, неподвижный измельчающий элемент 3 и вращающийся измельчающий элемент 5 представляют собой измельчающие диски или измельчающие круги. В других вариантах осуществления измельчающие элементы могут иметь другие формы и конструкции. Например, измельчающие элементы могут включать в себя измельчающие конусы или им подобное. Это означает то, что по меньшей мере один из измельчающих элементов вращается относительно другого. В варианте осуществления, раскрытом в данном документе, тем более, вращается только один измельчающий элемент, в то время как другой остается неподвижным. В других вариантах осуществления оба измельчающих элемента могут вращаться, и подходящие измерительные устройства могут быть обеспечены для определения параметров вращения, используемых для осуществления управления процессом измельчения на основании принципов, раскрытых в данном документе. Измерение параметра, относящегося только к одному из двух вращающихся измельчающих элементов, будет достаточным для осуществления способа.
Для наглядности и краткости в нижеследующем подробном описании ссылка будет сделана на измельчающие диски, один из которых является неподвижным, а другой является вращающимся, причем следует понимать, что в качестве альтернативы, могут использоваться разные измельчающие элементы и их расположение.
В некоторых вариантах осуществления неподвижный измельчающий диск и вращающиеся измельчающие диски наложены друг на друга в вертикальном направлении. Вращающийся измельчающий диск может быть расположен под неподвижным измельчающим диском.
Между неподвижным измельчающим диском 3 и вращающимся измельчающим диском 5 образована область 7 измельчения. В некоторых вариантах осуществления измельчающие диски 3 и 5 содержат по существу конусообразные рабочие измельчающие поверхности, обращенные друг к другу. Верхний неподвижный измельчающий диск 3 имеет центральное отверстие, через которое кофейные зерна, подлежащие измельчению, подаются в мельницу. Расстояние между неподвижным измельчающим диском 3 и вращающимся измельчающим диском 5 может регулироваться посредством регулировочного механизма 9, известным, по сути, и не описанным подробно. Регулировка осуществляется с помощью спирального выступа 11, образованного на элементе, поддерживающем неподвижный измельчающий диск 3 и зацепляющемся со спиральным каналом 13. Регулировка расстояния между двумя измельчающими дисками 3 и 5 осуществляется посредством вращения элемента, поддерживающего неподвижный измельчающий диск 3 относительно неподвижной опоры 15.
Вращающийся измельчающий диск 5 поддерживается с возможностью вращения на неподвижной опоре 15 и устанавлен для вращения на валу 17. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления элемент 19 для перемещения зерен также может быть торсионно соединен с валом 17. Элемент 19 для перемещения зерен вращается как одно целое с вращающимся измельчающим диском 5 и обеспечивает перемещение кофейных зерен, подлежащих измельчению, через область измельчения между противоположно обращенными друг к другу рабочими поверхностями измельчающих дисков 3,5.
В некоторых вариантах осуществления вращение вращающегося измельчающего диска 5 управляется электродвигателем 21 через зубчатую передачу.
Зубчатая передача может содержать вращающийся преобразователь скорости для вращения вращающегося измельчающего диска 5 с по существу более низкой скоростью вращения, чем скорость вращения электродвигателя 21. Преобразователь скорости может состоять из червячного винта 23, зацепляющегося с шестерней 25, торсионно соединенной с валом 17. Электродвигатель 21 вращает вал 17, вращающийся измельчающий диск 5 и приводной элемент 19 для перемещения. Вращение этих элементов обеспечивает подачу кофейных зерен внутрь и через область, образованную между обращенными друг к другу конусообразными поверхностями неподвижного измельчающего диска 3 и вращающегося измельчающего диска 5. Взаимообратное вращательное движение между двумя измельчающими дисками 3 и 5 вызывает измельчение кофейных зерен и получение кофейного порошка. Последний выходит из области измельчения между двумя измельчающими дисками 3 и 5 через периферийное отверстие 27. Кофейный порошок извлекается под действием центробежной силы и вентилирования, генерируемого в результате вращения вращающегося измельчающего диска 5.
Измельченный кофейный порошок собирается в разгрузочной воронке 29 и подается в заварочный узел, схематично и частично изображенный под ссылочной позицией 31 на фиг.5.
В некоторых вариантах осуществления кофейные зерна могут содержаться в съемном контейнере С, который схематично изображен на фиг.1 и который может быть выполнен любым подходящим способом. Может быть установлено несколько контейнеров С для кофе, содержащих разные сорта кофейных зерен, например, обычные кофейные зерна или декофеинизированные.
Дозирующий элемент может располагаться вокруг, внутри или под съемным контейнером С для кофе. Кофейные зерна, поданные съемным контейнером С для кофе, собираются в дозирующей камере 33, расположенной над неподвижным измельчающим диском 3. Количество кофейных зерен, подлежащих измельчению, в каждом цикле измельчения может быть измерено объемным способом, основанном на объеме дозирующей камеры 33.
Перед началом цикла заваривания предварительно заданное количество кофейных зерен загружается в дозирующую камеру 33. Если объем дозирующей камеры 33 является неизменным, количество кофейных зерен, измельченных в каждом цикле измельчения является по существу постоянным. После заполнения дозирующей камеры 33 кофейными зернами перед началом фактического процесса измельчения может перекрываться отверстие между контейнером С для кофейных зерен и дозирующей камерой 33. Клапан (не показан) может устанавливаться между контейнером С и дозирующей камерой 33. После закрытия клапана кофейные зерна не могут дополнительно загружаться в дозирующую камеру 33, так что в каждом цикле измельчения может измельчаться только количество кофейных зерен, которое может временно содержаться в дозирующей камере 33.
Цикл измельчения заканчивается после измельчения всего количества кофейных зерен, собранных в дозирующую камеру 33, и по истечении следующего периода холостого вращения, в течение которого вращающийся измельчающий диск 5 вращается вхолостую для удаления по существу всего количества кофейного порошка, остающегося между двумя измельчающими дисками 3 и 5, как будет раскрыто более подробно ниже.
На фиг.4 изображена функциональная блок-схема мельницы 1. В блок-схеме на фиг.4 схематично изображены два измельчающих диска 3 и 5 в сочетании с зубчатой передачей 23, 25, электродвигателем 21, блоком 37 управления и объемной дозирующей камерой 33.
Для приведения в действие и управления мельницей 1 установлено сенсорное устройство для определения числа оборотов нижнего вращающегося измельчающего диска 5. В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг.1, 2 и 3, расположены один или более постоянных магнитов 41 для вращения как одно целое с вращающимся измельчающим диском 5. В примере осуществления, изображенном на прилагаемых чертежах, магниты 41 встроены в шестерню 25 и вращаются синхронно с вращающимся измельчающим диском. Один или более датчиков неподвижно поддерживаются в опоре 15 или на ней, как показано на фиг.2, где изображен аксонометрический вид снизу мельницы 1. На фиг.2 схематично изображен датчик 43, расположенный под шестерней 25. Датчиком 43, например, может быть датчик Холла. На фиг.3 изображена та же самая мельница 1 на том же самом виде снизу с удаленным участком 15A опоры 15 для изображения местоположения двух магнитов 41, расположенных в шестерне 25 или на ней. Датчик 43 обнаруживает вращение шестерни 25 и, таким образом, нижнего вращающегося измельчающего диска 5. Датчик 43 генерирует ряд импульсов при каждом обороте шестерни 25 и вращающегося измельчающего диска 5, соответствующих количеству магнитов, которые вращаются как одно целое с ними. В примере осуществления, изображенном на чертеже, два импульса вращения генерируются при каждом обороте измельчающего диска 5, так как используются два магнита 41. В других вариантах осуществления может использоваться только один магнит 41, или более двух магнитов может быть расположено на шестерне 25 или на любом другом элементе мельницы 1, который вращается как одно целое с вращающимся измельчающим диском 5, т. е., который совершает то же самое число оборотов, что и последний.
В функциональной блок-схеме на фиг.4 ссылочные позиции 41,43 обозначают данное сенсорное устройство, которое передает ряд или последовательность импульсов вращения на электронный блок 37 управления для целей, которые будут объяснены более подробно ниже.
Мельница 1, описанная выше, может быть расположена в кофемашине, схематично изображенной на фиг. 5, где схематично представлены только основные составные элементы кофемашины. Сверху от мельницы 1 изображен контейнер С для кофейных зерен вместе с объемной дозирующей камерой 33. Измельченный кофейный порошок подается в заварочный узел, схематично изображенный под ссылочной позицией 31, который содержит заварочную камеру, состоящую из двух взаимно подвижных участков 31А, 31В заварочной камеры. Заварочный узел 31 может иметь любую известную конструкцию и не требует конкретного описания. В заварочный узел 31 может подаваться горячая вода, подаваемая по каналу 47 для горячей воды. Вода подается насосом 49 из емкости W для воды. Насос 49 подает воду из емкости W через водонагреватель 51, и горячая под давлением вода подается через заварочную камеру заварочного узла 31 после уплотнения измельченного кофейного порошка в заварочной камере для получения настоя кофейного напитка. Последний подается через кофейную насадку 53, например, в чашку С1, расположенную под ней. Элементы, конструкция и работа кофемашины может изменяться в зависимости от конструктивного исполнения кофемашины и не представляет интереса для цели раскрытия настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники должны понимать, что возможны различные конфигурации кофемашины, и изучение изобретения не ограничивается одной или другой из имеющегося в наличие множества кофемашин.
Цикл измельчения, осуществляемый мельницей 1, будет раскрыт более подробно ниже, причем ссылка сделана конкретно на фиг.6-9.
Как уже кратко упомянуто выше, цикл измельчения обычно состоит из двух основных периодов:
(а) период активного измельчения, в течение которого кофейные зерна, собранные в дозирующую камеру 33, измельчаются и превращаются в кофейный порошок, подаваемый через воронку 29 в заварочный узел 31;
(б) период холостого вращения мельницы, в течение которого вращающийся измельчающий диск 5 продолжает вращаться для очистки внутренней части мельницы, т. е. по существу для удаления из нее остатка кофе перед началом следующего цикла измельчения.
Время, необходимое для измельчения постоянного по объему количества кофейных зерен, определенного с помощью объема объемной дозирующей камеры 33, может в целом изменяться вследствие нескольких факторов. Во первых, фактический объем кофейных зерен не является постоянным, даже если объем объемной дозирующей камеры 33 является постоянным. Фактическое количество кофейных зерен зависит от формы и размера кофейных зерен. Следовательно, фактический вес кофейных зерен, помещенных в дозирующую камеру 33, может колебаться относительно среднего веса, определенного размером объемной дозирующей камеры 33. Большее количество кофе требует более продолжительного времени для измельчения, т. е., большего числа оборотов вращающегося измельчающего диска 5. Во вторых, эффективность измельчающих дисков 3 и 5 или измельчающих колес 3 и 5 может изменяться вследствие износа.
Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, особенно, когда измельчающие диски 3 и 5 выполнены из металла и изготовлены при помощи механической обработки, форма активной поверхности измельчающих дисков 3 и 5 не является одинаковой для всех изготовленных измельчающих дисков. Это приводит к непостоянной эффективности измельчения. Для пары разных измельчающих дисков может требоваться разное время для измельчения одного и того же количества кофе.
Кроме того, расстояние между двумя измельчающими дисками 3 и 5 регулируется пользователем, например, для изменения качества напитка. Это расстояние является дополнительным фактором, который сильно влияет на время измельчения, необходимое для измельчения неизменного количества кофейных зерен в кофейный порошок. Чем больше расстояние между измельчающими дисками 3, 5, тем больше число оборотов требуется для измельчения одного и того же количества кофейных зерен.
Для получения более эффективного цикла измельчения, способ, раскрытый в данном документе, адаптирует общую продолжительность цикла измельчения для оптимизации цикла, обеспечивающего полное удаление остатков кофе из мельницы в наикратчайшее возможное время, предотвращая ненужное длительное холостое вращение мельницы после фактического периода активного измельчения. Следует понимать, что в контексте настоящего описания, под продолжительностью необходимо понимать число оборотов вращающегося измельчающего диска.
В некоторых вариантах осуществления начальный цикл измельчения имеет заданную продолжительность, выраженную как число оборотов вращающегося измельчающего диска 5. Блок 37 управления может быть запрограммирован для выполнения алгоритма управления, который адаптирует общую продолжительность цикла измельчения (общее число оборотов вращающегося измельчающего диска 5) путем уменьшения или увеличения общего числа оборотов последующих циклов измельчения, для оптимизации общей продолжительности цикла.
В некоторых вариантах осуществления способ приведения в действие мельницы включает в себя расчет продолжительности периода активного измельчения, т. е. числа оборотов вращающегося измельчающего диска 5, необходимого для измельчения постоянного или по существу постоянного по объему количества кофейных зерен. После окончания периода активного измельчения осуществляется период холостого вращения. В некоторых вариантах осуществления период холостого вращения может быть также постоянным, т.е., установленным в соответствии с постоянным числом оборотов вращающегося измельчающего диска 5. В других вариантах осуществления период холостого вращения может иметь переменную продолжительность, т. е., может быть установлен в соответствии с переменным числом оборотов вращающегося измельчающего диска 5.
Скорость вращения замедляется в течение периода активного измельчения в связи с наличием кофейных зерен, которые должны быть измельчены. Для измельчения требуется приложить более высокий крутящий момент к вращающемуся измельчающему диску 5. Таким образом, скорость вращения замедляется. После завершения измельчения кофейных зерен, снижается момент сопротивления, приложенный к вращающемуся измельчающему диску 5. Следовательно, скорость вращения резко возрастает. Следовательно, конец периода активного измельчения может быть расчитан на основании фактической скорости вращения вращающегося измельчающего диска 5.
В некоторых вариантах осуществления способ предусматривает определение задержки между последующими импульсами вращения, генерируемыми датчиком 43. Временная задержка между последующими импульсами является функцией текущей скорости вращения вращающегося измельчающего диска 5. Таким образом, резкое изменение скорости вращения вращающегося измельчающего диска 5 определяется как резкое изменение задержки между последующими импульсами вращения, генерируемыми датчиком 43.
В других условиях задержка между последующими импульсами вращения является по существу больше в течение периода активного измельчения, чем в течение периода холостого вращения. На основании этого явления в некоторых вариантах осуществления изменение задержки между последующими импульсами вращения используется для определения завершения периода активного измельчения.
В некоторых вариантах осуществления способ предусматривает сохранение в запоминающем устройстве, схематично изображенном под ссылочной позицией 37М на фиг.4, временной задержки между последующими импульсами вращения, генерируемыми сенсорным устройством 41, 43, начиная с момента времени, когда запускается цикл измельчения. Временная задержка может быть рассчитана блоком 37 управления, например, с помощью часов, и с использованием импульсов вращения для начала и остановки отсчета времени.
На фиг.6 схематично изображены значения задержек, расчитанные блоком 37 управления, на основании импульсов вращения, генерируемых сенсорным устойством 41,43 во время цикла измельчения. На горизонтальной оси указано число импульсов. В этом примере полный оборот вращающегося измельчающего диска 5 генерирует два импульса вращения, поскольку на вращающейся части мельницы 1 расположены два магнита. На вертикальной оси временная задержка между двумя последующими импульсами изображена и выражена в миллисекундах.
AG
IR
AG
IR
AG.
На фиг.6 изображено то, что для первого интервала времени, обозначенного как T временная задержка является по существу постоянной и большей, чем задержка между последующими импульсами во втором итервале времени, обозначенном T. Интервал времени T соответствует периоду активного измельчения, и интервал времени T соответствует периоду холостого вращения. Способ, раскрытый в данном документе, расчитывает число импульсов и, следовательно, число оборотов вращающегося измельчающего колеса 5, необходимых для завершения периода активного измельчения T Общее число оборотов следующего цикла (циклов) измельчения адаптируется, если потребуется, на основании числа оборотов, необходимых для завершения цикла измельчения.
Адаптация может быть осуществлена следующим образом.
AD
Поскольку временная задержка между последующими импульсами может изменяться в связи со многими факторами, главным образом потому, что продукт, подлежащий измельчению, является неоднородным, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления способ включает в себя этап определения первой средней задержки AD1, которая характеризует период активного измельчения T. Поскольку фактическая продолжительность периода активного измельчения заранее не известна, должно быть установлено окно определения, во время которого задержки между парами последующих импульсов вращения учитываются при расчете среднего значения. На фиг.7 изображено первое окно W1 определения. Сохраненные интервалы времени между парами последующих импульсов вращения, входящих в первое окно W1 определения, используются для расчета первой средней задержки AD1.
В примере осуществления окно W1 определения устанавлено между 45 и 67 импульсами от начала цикла измельчения, т. е., в положение, которое обычно соответствует центральной части периода активного измельчения. Причина данного выбора будет объяснена ниже.
Вторая средняя задержка AD2 расчитана для периода холостого вращения. Данная вторая средняя задержка AD2 расчитана на основании значений сохраненных задержек во втором окне W2 определения. В соответствии с примером осуществления, изображенном на фиг.7, второе окно W2 определения устанавлено между числом импульсов 177 и числом импульсов 199, генерируемых сенсорным устройством 41, 43. Второе окно W2 определения расположено предпочтительно как можно ближе к концу цикла измельчения. Поскольку способом является адаптивный способ, который основан на идее корректировки продолжительности последующего цикла измельчения, т. е., числа оборотов последующего цикла измельчения, основан на значениях, измеренных во время текущего цикла измельчения известной общей продолжительности (известного общего числа импульсов вращения), второе окно W2 определения может быть установлено точно в конце цикла измельчения.
AG
AG
Как упомянуто выше, способ может быть осуществлен, начиная с установленной продолжительности цикла измельчения, например, 200 импульсов, то есть 100 оборотов вращающегося измельчающего колеса или диска 5. Первое окно W1 установлено в центральном положении периода активного измельчения T или, точнее, в пределах расчитанного теоретического периода активного измельчения T, поскольку не известна фактическая продолжительность периода активного измельчения (т.е. число импульсов вращения, определяющих период активного измельчения).
Первое окно W1 определения предпочтительно установлено около числа импульсов, которое соответствует числу оборотов, теретически необходимых для измельчения минимального количества кофейных зерен для получения подходящего напитка. Посредством выбора данного положения окна получена дополнительная функция для определения того, что является ли фактически достаточным или недостаточным в цикле измельчения количество кофейных зерен, собранных в дозирующей камере 33, для получения подходящей чашки кофе.
В действительности, при полном дозировании кофейных зерен из контейнера С для кофейных зерен дозирующая камера 33 не будет полностью заполнена, то есть последняя порция, дозированная контейнером, обычно меньше, чем полное количество кофейных зерен, необходимое для заполнения дозирующей камеры 33. Если количество кофейных зерен, поданных при последнем дозировании, является таким малым, что общий остаток кофейных зерен, собранных в дозирующей камере 33, измельчается во время оборотов до первого окна W1 определения, блок управления будет определять эту ситуацию, связанную с отсутствием кофе, способом, который будет понятен в дальнейшем, и может быть запрограммирован для прерывания выполнения цикла измельчения.
Если количество кофейных зерен, собранных в дозирующей камере 33 при последнем дозировании, меньше количества, фактически необходимого для полного заполнения камеры 33, но так, что во время первого окна W1 определения в мельницу все еще подаются кофейные зерна, и, следовательно, окно W1 определения находится по меньшей мере частично в пределах периода активного измельчения, блок 37 управления завершит цикл измельчения и начнет цикл заваривания.
AG
IR
Второе окно W2 определения устанавлено в конце периода холостого вращения для предотвращения его перекрытия с областью перехода между периодом T (период активного измельчения) и перидом T (перид холостого вращения ).
Если первая средняя задержка AD1 и вторая средняя задержка AD2 были рассчитаны на основании значений задержек, сохраненных блоком 37 управления во время цикла измельчения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, способ предусматривает расчет порогового значения T1 на основании значений первой и второй средних задержек AD1 и AD2. Пороговое значение Т1 (см. фиг.8 ) может быть расчитано как
T1=(AD1+AD2)/2
Другими словами, пороговое значение Т1 может быть средним или усредненным значением между первой средней задержкой AD1 и второй средней задержкой AD2.
Пороговое значение Т1 используется следующим образом: значения задержек, сохраненные блоком 37 управления, которые выше порогового значения Т1, относятся к периду активного измельчения; значения задержек, которые ниже порогового значения Т1, относятся к периоду холостого вращения.
AG
Значения AD1 и AD2 двух средних задержек могут также использоваться для проверки того, что достаточно ли кофейных зерен находится в дозирующей камере 33, или иначе должны ли быть прерваны цикл измельчения и последующий цикл заваривания. Как отмечено выше, первое окно W1 определения расположено в промежуточном положении ожидаемого периода T активного измельчения. Если последняя порция кофейных зерен является такой маленькой, что она полностью измельчается до или во время первого окна W1 определения, то цикл должен быть прерван. Это состояние определяется, например, путем расчета разности между AD1 и AD2. Если эта разность меньше заданного порогового значения, цикл прерывается и появляется, например, сообщение «Контейнер для кофе пуст».
Следующим этапом способа может быть определение числа импульсов вращения, соответствующего пороговому значению Т1, как наглядно изображено на графике фиг.9. На основании сохраненных задержек между последующими импульсами вращения блок 37 управления определяет, какое число импульсов соответствует рассчитанному пороговому значению Т1. В примере осуществления на фиг.9 число 108 импульсов является моментом, в котором временная задержка равна пороговому значеню Т1.
Это число является продолжительностью первой фазы цикла измельчения, т.е., продолжительностью периода активного измельчения. Т.е., период активного измельчения текущего цикла измельчения длится 108 импульсов вращения, которые в данном варианте осуществления соответствуют 54 оборотам вращающегося измельчающего диска 5.
AG
IR
Как упомянуто выше, фактическая продолжительность периода активного измельчения (T) является заранее неизвестной. С помощью описанного способа, блок 37 управления определяет число импульсов, которые соответствуют продолжительности периода активного измельчения текущего цикла измельчения. После данного числа импульсов (108 в примере) все кофейные зерна должны быть измельчены. Следующий период вращения мельницы 1 (соответствующий импульсному интервалу T) является периодом холостого вращения.
Для оптимизации работы мельницы 1, блок 37 управления будет устанавливать продолжительность периода холостого вращения так, что упомянутый период будет достаточным для удаления по существу остатков кофе из зазора между двумя измельчающими дисками 3 и 5, в то же самое время предотвращая чрезмерно длительный период холостого вращения.
AG
В некоторых вариантах осуществления период холостого вращения может быть постоянным. Например, в качестве стандартной продолжительности периода холостого вращения может быть установлено 60 импульсов вращения. В других вариантах осуществления продолжительность периода холостого вращения может быть адаптирована к определенной или рассчитанной продолжительности периода активного измельчения, то есть к числу импульсов вращения, определяющих период T.
Посредством расчета фактической продолжительности периода активного измельчения во время цикла измельчения в случае использования вышеописанного способа блок 37 управления может адаптировать продолжительность (выраженную в виде числа импульсов вращения) следующего цикла измельчения. Как должно быть понятно из нижеследующего примера, этот способ будет адаптировать фактическую полную продолжительность цикла измельчения на основании реальных рабочих условий, предотвращая чрезмерно длительное холостое вращение мельницы и одновременно обеспечивая эффективное удаление остатков кофе из мельницы после каждого цикла измельчения.
В качестве примера предположим, что блок 37 управления управляет мельницей 1 для осуществления периода холостого вращения, который является постоянным и отсчитывает 60 импульсов вращения.
Теперь рассмотрим, что при определенных обстоятельствах для периода активного измельчения необходимо 180 импульсов вращения. В этом случае общая продолжительность цикла измельчения будет составлять
цикл измельчения =180+60=240 импульсов вращения.
Если, например, вследствие увеличения взаимного расстояния между двумя измельчающими дисками 3 и 5 в другом рабочем условии для периода активного измельчения необходимо 70 импульсов, то общая продолжительность цикла измельчения будет составлять
цикл измельчения =70+60=130 импульсов вращения.
Способ, описанный в данном документе, адаптирует общую продолжительность цикла измельчения в соответствии с общим числом действительно необходимых импульсов вращения, которое определено в соответствии с временем (числом импульсов), необходимым для завершения измельчения кофейных зерен, содержащихся в дозирующей камере 33. В вышеприведенном примере после изменения рабочих условий (например, пользователь увеличил расстояние между измельчающими дисками 3, 5) первый цикл измельчения снова будет продолжаться 240 импульсов. Однако блок 37 управления определит, что фактический период активного измельчения является короче, чем ожидаемый, 70 импульсов вместо 180. Следовательно, блок 37 управления будет адаптировать продолжительность следующего цикла измельчения (то есть общее число импульсов следующего цикла измельчения), уменьшая число импульсов вращения.
На фиг.10 изображена блок-схема последовательности операций, обобщающая основные этапы раскрытого выше способа.
Для предотвращения неустойчивой работы системы, адаптация может быть постепенной. В вышеприведенном примере, даже если на основании определенной продолжительности периода активного измельчения, общее число оборотов должно быть уменьшено от 240 до 130 (т.е., меньше 110 импульсов вращения), блок 37 управления будет распределять разность импульсов через определенное число этапов. Например, каждый последующий цикл измельчения будет уменьшен на часть необходимого общего уменьшения 110 импульсов вращения, например, на 20 импульсов в каждом цикле измельчения.
Скорость сопровождения, то есть скорость, с которой система изменяет число оборотов для каждого последующего цикла измельчения, может быть постоянной. Например, в каждом последующем цикле измельчения блок 37 управления может изменять число оборотов, образующих следующий цикл измельчения, на постоянную величину. В других вариантах осуществления скорость сопровождения может быть определена вследствие несоответствия между продолжительностью текущего цикла измельчения и заданной продолжительностью. Чем больше несоответствие, то есть разность импульсов вращения, тем больше скорость сопровождения, то есть число импульсов вращения, прибавленных к числу импульсов вращения предыдущего цикла или вычтенных из числа импульсов вращения предыдущего цикла.
В некоторых вариантах осуществления количество прибавленных или вычтенных импульсов может быть разным, в зависимости от того, должна ли увеличивать или уменьшать система число оборотов, совершаемых во время цикла измельчения. Поскольку слишком короткий цикл измельчения означает критическую ситуацию, как недостаточное количество оборотов, которое будет приводить к неполному удалению остатков кофе из мельницы, коррекция продолжительности цикла измельчения будет происходить быстрее, чем в противоположном случае, когда фактическая продолжительность цикла измельчения длиннее, чем требуется.
Продолжительность периода холостого вращения может быть постоянной, как упомянуто выше. Однако, в некоторых вариантах осуществления, продолжительность периода холостого вращения также может изменяться адаптивным способом в зависимости от фактической продолжительности периода активного измельчения. Чем короче период активного измельчения, то есть меньше число импульсов вращения периода TAG, тем короче может быть период холостого вращения, то есть количество импульсов, образующих период TIR.
Преимущество, полученное с помощью способа настоящего изобретения, над процессом известного уровня техники управления работой мельницы, например, на основании постоянного числа оборотов за цикл измельчения, понятно из вышеприведенного описания. Если бы цикл измельчения был установлен для продолжения с постоянным числом оборотов, т. е. постоянным числом импульсов вращения, это постоянное число импульсов вращения должно быть установлено достаточно большим для удовлетворения любому возможному рабочему условию мельницы 1. В настоящем примере, при условии, что 180 импульсов являются максимально возможной продолжительностью периода активного измельчения, цикл измельчения в соответствии с настоящим уровнем техники продолжался бы всегда при по меньшей мере 240 импульсов вращения. Когда мельница работает в условиии, когда 70 импульсов являются достаточными для завершения измельчения кофейных зерен, мельница 1 выполняла бы совершенно ненужное вращение, длящееся 110 импульсов вращения. В этом случае пользователь должен был бы ждать некоторое время, которое является ненужным для измельчения кофе и очистки мельницы.
За счет использования адаптивного способа, раскрытого в данном документе, этот недостаток устранен, поскольку мельница обеспечивает постепенную адаптацию продолжительности цикла измельчения к фактическим рабочим условиям мельницы.
Хотя раскрытые варианты осуществления объекта изобретения, описанные в данном документе, показаны на чертежах и полностью описаны подробно выше вместе с несколькими примерами осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать что возможны многие модификации, изменения и исключения без существенного отхода от новых идей, принципов и концепций, изложенных в данном документе, и преимущества объекта изобретения, перечисленные в прилагаемой формуле изобретения. Следовательно, надлежащий объем раскрытых усовершенствований должен быть определен только в соответствии с наиболее широким толкованием прилагаемой формулы изобретения для включения всех таких модификаций, изменений и исключений.Слово "содержащий" не исключает наличие элементов или этапов отличных от элементов или этапов, перечисленных в пункте формулы изобретения. Элемент, указанный в единственном числе, не исключает наличие множества таких элементов. В формуле изобретения устройства, перечисляющей несколько средств, некотоые из этех средств могут быть воплощены за счет одного и того же элемента аппаратного оборудования. Сам по себе тот факт, что конкретные меры перечислены во взаимно разных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих мер не может быть использовано для получения преимущества.