УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКА С НАСОСОМ С РУЧНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ И СО СРЕДСТВАМИ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ
DEVICE FOR BEVERAGE MAKING WITH MANUALLY CONTROLLED PUMP AND WITH FLOW CONTROL MEANS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для приготовления напитка, предназначенному для подачи жидкости под давлением в варочную камеру с помощью ручного насоса для заполнения камеры для жидкости под давлением жидкостью из резервуара, причем устройство включает в себя средства управления потоком для регулирования подачи жидкости, передаваемой из насоса в камеру для жидкости под давлением в процессе заполнения камеры.
Уровень техники
На рынке уже имеются устройства для приготовления напитка, предназначенные для самостоятельного приготовления напитка, т.е. без насоса с электрическим приводом, который установлен в таком устройстве.
В таких устройствах требуемое давление жидкости составляет по меньшей мере приблизительно 5–20 бар для приготовления напитков, таких как, в частности, кофе-эспрессо, обеспечивается альтернативными средствами в отличие от нагнетательного насоса с электрическим приводом, который устанавливается в стационарных устройствах для приготовления напитка. В частности, такие устройства включают в себя насос с ручным управлением, который, например, приводится в действие возвратно-поступательным перемещением рычага специальной конструкции. Такие устройства дополнительно включают в себя накопитель потенциальной энергии, выполненный с возможностью заполнения при активации конструкции рычага и который может избирательно высвобождать накопленную энергию, например, для подачи жидкости под давлением в варочную камеру устройства, где размещена часть ингредиентов напитка, например, находящихся в капсуле, содержащей ингредиенты. Затем жидкость под давлением подается для взаимодействия с поставляемыми ингредиентами для получения напитка.
Например, EP 2 622 997 A1 и EP 2 742 833 A1 относятся к устройству для приготовления напитка, включающему в себя накопитель потенциальной энергии, выполненный с возможностью высвобождения энергии в камеру для жидкости так, чтобы жидкость могла проходить в варочную камеру устройства под высоким давлением без необходимости использовать насос высокого давления с электрическим приводом. Накопитель энергии выполнен с возможностью сжатия и, таким образом, заполнения посредством подачи жидкости насосом из резервуара в камеру для жидкости при возвратно-поступательном перемещении конструкции рычага, соединенного с насосом устройства. После полного заполнения камеры для жидкости такая жидкость может избирательно высвобождаться под давлением из камеры для жидкости через клапан, расположенный между камерой для жидкости и варочной камерой.
Недостаток известных устройств для приготовления напитка связан с тем, что в случае, если камера для жидкости, соединенная с накопителем потенциальной энергии, полностью заполнена жидкостью, подаваемой насосом, и если затем накопитель находится в заполненном состоянии, насос остается заполненным жидкостью, и конструкция рычага больше не может перемещаться. Таким образом, конструкция рычага остается в фиксированном положении, но при этом в неопределенном положении по отношению к корпусу устройства. Из-за этого неопределенного положения невозможно обеспечить надежную обратную связь для пользователя, чтобы информировать его о полностью заполненном состоянии накопителя. Кроме того, существенно осложняются операции с устройством в условиях, когда в ходе приготовления напитка конструкция рычага выступает из корпуса в неопределенном направлении.
Целью настоящего изобретения является устранение вышеописанных проблем. Изобретение также направлено на достижение других целей и, в частности, на решение других проблем, которые будут упомянуты в остальной части настоящего описания.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение относится к устройству для приготовления напитка для подачи жидкости под давлением в порцию ингредиентов напитка, например, в частности, в содержащую ингредиенты напитка капсулу или картридж, причем устройство включает в себя камеру для жидкости под давлением, выполненную с возможностью заполнения заранее заданным количеством жидкости при работе насоса для жидкости, соединенного с резервуаром для жидкости устройства, накопитель потенциальной энергии, который соединен с камерой для жидкости под давлением и который может быть приведен в заполненное состояние при заполнении камеры для жидкости под давлением, варочную камеру для введения порции ингредиентов напитка, которая выполнена с возможностью выборочного установления сообщения по текучей среде с камерой для жидкости под давлением, при этом устройство дополнительно включает в себя средства управления потоком, выполненные с возможностью регулирования количества жидкости, подаваемого из насоса для жидкости в камеру для жидкости под давлением в соответствии по меньшей мере с двумя режимами управления потоком в зависимости от состояния заполнения камеры под давлением. По меньшей мере два режима управления потоком предпочтительно включают в себя первый режим управления потоком, в котором жидкость подается из насоса в камеру под давлением, и второй режим управления потоком, в котором жидкость подается из насоса для жидкости обратно в резервуар для жидкости устройства.
В соответствии с настоящим изобретением количество жидкости, подаваемой насосом, может задаваться средствами управления потоком в зависимости от состояния заполнения камеры под давлением, что может зависеть, в частности, от рабочего состояния накопителя потенциальной энергии, или от рабочего положения накопителя потенциальной энергии, или от давления в камере под давлением, или от комбинации таких рабочих состояний.
Например, в случае, если накопитель энергии находится, например, в своем заполненном положении, это позволяет задавать такое подаваемое в ходе работы насоса количество жидкости, которое отличается от подаваемого в другом рабочем состоянии или положении накопителя энергии. Соответственно, даже если накопитель энергии находится в своем заполненном положении, которое предпочтительно соответствует заполненной камере под давлением, насос по-прежнему может использоваться без дополнительной подачи жидкости в камеру для жидкости под давлением. При этом также можно использовать или приводить в действие конструкцию рычага или конструкцию с механическим приводом, соединенную с насосом и выполненную с возможностью приведения насоса в действие. Таким образом, даже если камера под давлением заполнена и накопитель энергии находится в своем заполненном положении, конструкция рычага может по-прежнему возвращаться в нейтральное положение, в котором конструкция рычага, например, находится заподлицо или убрана в корпус устройства. Механические ограничения конструкции рычага и соединительного звена с насосом могут контролируемым образом сокращаться. Аналогичным образом можно упростить управление конструкции с механическим приводом, поскольку такая конструкция по-прежнему может функционировать, не создавая избыточного давления или механических ограничений для системы.
Средства управления потоком предпочтительно обеспечивают работу насоса для жидкости в заполненном положении накопителя потенциальной энергии и, таким образом, в заполненном состоянии камеры для жидкости под давлением без дополнительного заполнения камеры для жидкости под давлением.
Камера устройства для жидкости под давлением выполнена с возможностью заполнения заранее заданным количеством жидкости в ходе работы насоса для жидкости. Для этой цели камера для жидкости предпочтительно сообщается по текучей среде с насосом и резервуаром для жидкости устройства. Камера для жидкости под давлением может иметь различные размеры. Она предпочтительно включает в себя первый цилиндр и поршневой узел. Первый цилиндр и поршневой узел могут перемещаться относительно друг друга с образованием по меньшей мере пустого и заполненного состояния камеры для жидкости под давлением. Во время работы насоса камера для жидкости под давлением будет непрерывно заполняться жидкостью, подаваемой из резервуара, до тех пор, пока не будет достигнуто заполненное состояние камеры для жидкости под давлением.
Камера для жидкости под давлением функционально соединена с накопителем энергии устройства. Соответственно, накопитель энергии предпочтительно выполнен с возможностью взаимодействия с камерой для жидкости под давлением, в частности, повышения давления жидкости, находящейся в камере для жидкости под давлением, например, посредством сжатия текучей среды, находящейся в накопителе энергии.
Накопитель энергии устройства предпочтительно включает в себя второй цилиндр и поршневой узел, определяющие камеру переменного размера, зависящего от положения поршня внутри цилиндра. В камере накопителя энергии предпочтительно находится сжимаемая текучая среда, предпочтительно газ, и/или сжимаемая механическая пружина. Количество газа, подаваемого в камеру, или нагрузка на пружину могут регулироваться, чтобы скорректировать силы сжатия накопителя энергии устройства.
Рабочие положения накопителя энергии связаны с относительными положениями второго цилиндра и второго поршня и предпочтительно включают в себя уже упомянутое заполненное положение накопителя энергии и по меньшей мере незаполненное положение. Заполненное положение накопителя энергии предпочтительно относится к состоянию, в котором второй цилиндр и поршневой узел расположены таким образом, чтобы определять минимальный размер камеры для размещения сжимаемого газа. Незаполненное положение предпочтительно относится к состоянию, в котором второй цилиндр и поршневой узел расположены таким образом, чтобы определять максимальный размер камеры для размещения сжимаемого газа. Во время работы насоса газ в накопителе энергии предпочтительно непрерывно сжимается в камере до тех пор, пока не будет достигнуто заполненное положение накопителя энергии.
В предпочтительном варианте осуществления поршень первого цилиндра и поршневой узел предпочтительно обеспечивают возможность накопления в заполненном положении потенциальной энергии за счет силы сжатия, прилагаемой к текучей среде, находящейся внутри камеры второго цилиндра и поршневого узла. Таким образом, первый поршень предпочтительно выполнен с возможностью передачи давления жидкости, находящейся внутри камеры для жидкости под давлением. После обеспечения сообщения камеры для жидкости под давлением по текучей среде с варочной камерой устройства жидкость под давлением может затем взаимодействовать с порцией ингредиентов, находящихся внутри варочной камеры.
В предпочтительном варианте осуществления цилиндр второго цилиндра и поршневого узла соосно размещен внутри цилиндра первого цилиндра и поршневого узла, причем поршень первого узла обеспечивает возможность возврата внутри своего цилиндра для перемещения цилиндра второго узла, когда поршень второго узла остается неподвижным для сжатия текучей среды внутри камеры.
В предпочтительном варианте осуществления шток поршня второго узла предпочтительно соосно размещен внутри штока поршня первого узла, причем шток первого узла обеспечивает возможность перемещения по штоку второго узла для возврата поршня первого узла.
Средства управления потоком устройства предпочтительно включают в себя систему из по меньшей мере двух клапанов, расположенных по линии потока текучей среды между резервуаром для жидкости и камерой под давлением.
В предпочтительном варианте осуществления первый клапан средств управления потоком предпочтительно расположен по линии потока текучей среды между насосом и резервуаром для жидкости, а второй клапан средств управления потоком расположен по линии потока текучей среды между первым клапаном и камерой для жидкости под давлением.
Первый клапан предпочтительно представляет собой одноходовой клапан, например, игольчатый клапан, предпочтительно расположенный в точке T-образного соединения линии подачи текучей среды устройства. Конструкция клапана предпочтительно позволяет избирательно обеспечивать сообщение по текучей среде от резервуара к насосу, а также от насоса в линию потока текучей среды, где находится второй клапан.
Второй клапан предпочтительно представляет собой одноходовой клапан, например, шаровой обратный клапан.
Первый и второй клапаны предпочтительно выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри своих соответствующих седел клапанов, чтобы обеспечить предпочтительное перемещение текучей среды внутри линии подачи текучей среды устройства.
В первом режиме первый клапан средств управления потоком предпочтительно выполнен с возможностью избирательного зацепления и удерживания в принудительном открытом положении при заполненном положении накопителя потенциальной энергии, положение которого предпочтительно соответствует заполненному состоянию камеры для жидкости под давлением. Таким образом, первый клапан может входить в механическое соединение с частью накопителя потенциальной энергии и/или камеры для жидкости под давлением. Например, первый клапан может быть выполнен с возможностью зацепления с внешней боковой контактной поверхностью поршня первого поршня и узла цилиндра. Боковая контактная поверхность может быть изогнутой или клиновидной внешней поверхностью поршня, взаимодействующей с выступающей головкой первого клапана.
Принудительный перевод в открытое положение первого клапана средств управления потоком предпочтительно обеспечивает сообщение по текучей среде только между резервуаром для жидкости и насосом для жидкости. Таким образом, в упомянутом принудительном открытом положении жидкость может подаваться насосом только между резервуаром для жидкости и насосом соответственно через напорную камеру насоса.
Во втором режиме средства управления потоком включают в себя третий клапан. Такой клапан предпочтительно расположен с возможностью направлять жидкость обратно в резервуар для жидкости, когда давление между насосом для жидкости и камерой под давлением превышает заданное пороговое значение и/или при достаточном уровне заполнения камеры под давлением. Третий клапан представляет собой одноходовой клапан, расположенный с возможностью обхода первого клапана в направлении к резервуару для жидкости. Третий клапан также может представлять собой шаровой обратный клапан. Третий клапан выполнен с возможностью открытия под давлением или нагрузкой, которые превышают давление или нагрузку второго клапана средств управления. Это позволяет автоматически направлять поток обратно в резервуар для жидкости после достаточного повышения давления по мере заполнения камеры под давлением и заполнения накопителя энергии.
Насос для жидкости устройства представляет собой насос с ручным управлением, т. е. предпочтительно без какого-либо электрического привода. Насос может быть выполнен из третьего цилиндра и поршневого узла, которые могут заключать в себе напорную камеру переменного размера. В предпочтительном варианте осуществления насос для жидкости включает в себя два цилиндра и два связанных с ними поршня.
Насос для жидкости предпочтительно выполнен с возможностью приведения в действие с помощью конструкции рычага с ручным управлением. Конструкция рычага предпочтительно выполнена с возможностью приведения в действие насоса за счет возвратно-поступательного перемещения рычага по отношению к корпусу устройства.
В предпочтительном варианте осуществления конструкция рычага неподвижно соединена с насосом, предпочтительно с подвижным поршнем или цилиндром насоса. Конструкция рычага может включать в себя механизм коленчатого рычага для передачи, например, возвратно-поступательного перемещения конструкции рычага на поршень насоса для приведения в действие насоса. Конструкция рычага предпочтительно выполнена с возможностью прямой передачи еще большего усилия непосредственно на насос для жидкости. В частности, конструкция рычага предпочтительно не предусматривает использования имеет муфты скольжения или т. п.
Резервуар для жидкости устройства предпочтительно выполнен с возможностью хранения жидкости при атмосферном давлении. Резервуар для жидкости может включать в себя средства для нагрева жидкости внутри емкости, например, с использованием резисторов, индукционных или использующих излучение средств. Резервуар для жидкости также может включать в себя клапан предельного давления, такой как, например, обратный клапан.
Устройство предпочтительно дополнительно включает в себя клапан сброса, расположенный между камерой для жидкости под давлением и варочной камерой и выполненный с возможностью избирательного сброса воды под давлением из камеры для жидкости под давлением в варочную камеру. Соответственно, в варочную камеру можно избирательно подавать жидкость под давлением, например, после помещения в варочную камеру порции ингредиентов напитка.
Устройство предпочтительно дополнительно включает в себя выходной отверстие для напитка, чтобы сливать полученный напиток из варочной камеры для приготовления напитка, например, в приемный сосуд, такой как кофейная кружка.
Порция ингредиентов напитка предпочтительно представляет собой открытую или закрытую капсулу или картридж с ингредиентами напитка, известные специалистам в данной технической области. Таким образом, варочная камера предпочтительно выполнена с возможностью установки и удерживания специальной капсулы.
Капсула для использования в настоящем устройстве для приготовления напитка может включать в себя, в частности, молотый кофе для приготовления кофейного напитка, предпочтительно напитка эспрессо, при взаимодействии жидкости под давлением с ингредиентами, находящимися в капсуле. Капсула также может содержать альтернативные или дополнительные ингредиенты, такие как, например, растворимый кофе, листья чая и т. п.
Краткое описание чертежей
Дополнительные признаки, преимущества и цели настоящего изобретения будут понятны специалисту в данной области после прочтения приведенного ниже подробного описания вариантов осуществления настоящего изобретения при их рассмотрении вместе с фигурами на прилагаемых чертежах.
На фиг. 1 представлен вид сбоку в перспективе предпочтительного варианта осуществления устройства для приготовления напитка (с удаленной частью корпуса 11) в соответствии с изобретением.
На фиг. 2 представлен частичный вид сбоку в перспективе устройства, где, в частности, приводится конструкция рычага и средства управления потоком устройства в соответствии с фиг. 1.
На фиг. 3a и 3b приводятся виды сбоку в разрезе первого пустого состояния и второго заполненного состояния камеры для жидкости под давлением устройства, соответствующие незаполненному (сброс) состоянию и заполненному (под давлением) состоянию накопителя потенциальной энергии.
На фиг. 4a и 4b представлены виды в поперечном сечении устройства на первой стадии операции заполнения камеры для жидкости под давлением, в которой жидкость поступает из резервуара для жидкости в насос.
На фиг. 5a и 5b представлены виды в поперечном сечении устройства на второй стадии операции заполнения камеры для жидкости под давлением, в которой жидкость передается из насоса в камеру для жидкости под давлением.
На фиг. 6a и 6b представлены виды в поперечном сечении устройства в заполненном состоянии камеры для жидкости под давлением, и показан поток жидкости при дальнейшей работе насоса в этом состоянии.
На фиг. 7a и 7b представлены виды сбоку в поперечном сечении устройства, и показан клапан сброса устройства.
На фиг. 8a и 8b представлены виды сбоку в поперечном сечении устройства в соответствии с вариантом изобретения, и показана стадия заполнения камеры под давлением через второй клапан.
На фиг. 8c представлены виды сбоку в поперечном сечении устройства в соответствии с вариантом, представленным на фиг. 8а и 8b, в заполненном состоянии камеры для жидкости под давлением, и показан поток жидкости при дальнейшей работе насоса в этом состоянии.
Осуществление изобретения
Ниже будет описан предпочтительный вариант осуществления устройства 20 для приготовления напитка в соответствии с настоящим изобретением со ссылкой на фиг. 1–3b. Устройство 20 предпочтительно представляет собой портативное устройство для приготовления напитка, такое как, в частности, портативное устройство для приготовления эспрессо. Однако настоящее изобретение также относится к устройству, которое не является портативным, такому как настольная кофемашина.
Устройство 20 выполнено с возможностью подачи жидкости под давлением в порцию ингредиентов напитка, например кофейную капсулу 10, которая может избирательным образом располагаться в варочной камере 5 устройства. Таким образом, варочная камера 5 предпочтительно выполнена с возможностью установки и удерживания такой кофейной капсулы. Кофейная капсула может быть помещена в варочную камеру 5 после удаления крышки 11a из корпуса 11 устройства. Крышка 11a может закрепляться на устройстве 20 посредством винтового или клинового (например, четверть оборота) соединения. Корпус 11 предпочтительно имеет, по существу, цилиндрическую форму и может включать в себя выходное отверстие для напитка (не показано) для слива полученного напитка из варочной камеры, например, в приемный сосуд, такой как кофейная кружка.
Устройство 20 может включать в себя пользовательский интерфейс 13, который может включать в себя по меньшей мере главный выключатель и/или индикаторы обратной связи, относящиеся к различным рабочим режимам устройства. Например, пользовательский интерфейс может включать в себя индикаторы состояния для температуры нагрева жидкости и состояния положения накопителя энергии (например, герконовые датчики).
Устройство 20 включает в себя насос 2 для жидкости с ручным управлением, который предпочтительно приводится в действие конструкцией рычага 9, соединенной с насосом. Конструкция рычага 9 может соединяться с корпусом 11 устройства. Конструкция рычага 9 предпочтительно выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении от корпуса 11 устройства 20 и к нему. В состоянии, показанном на фиг. 1 и 2, конструкция рычага выступает из корпуса 11 устройства. В состоянии, показанном на фиг. 7a, 7b, конструкция рычага 9 полностью убрана и, таким образом, по существу, находится заподлицо по отношению к остальной части корпуса 11 устройства. Конструкция рычага предпочтительно шарнирно закреплена на корпусе 11 устройства и может включать в себя коленчатый рычаг 9a, соединяющий конструкцию рычага 9 с насосом 2 для жидкости, предпочтительно с подвижным цилиндром 2a, который перемещается на фиксированном поршне насоса 2. Возможен, конечно, и обратный вариант конструкции, при котором рычаг 9a соединен с подвижным поршнем 2a в фиксированном цилиндре насоса 2. Конструкция коленчатого рычага 9a может быть дополнительно механически связана с насосом для активации насоса, т. е. цилиндра или поршня, только после минимального углового смещения рычага, например, на 5–10 градусов, из полностью убранного положения (в качестве отсчета нулевого угла), чтобы обеспечить достаточную свободу для надежного удерживания рычага, прежде чем переходить к практической работе насоса. Конечно, конструкция рычага может быть симметричной относительно продольной плоскости устройства, так что она включает в себя пару рычагов 9a; каждый из которых соединен с цилиндром 2a насоса.
Устройство 20 дополнительно включает в себя резервуар 3 для жидкости, сообщающийся по текучей среде с насосом 2 и предназначенный для удерживания заранее определенного количества жидкости при атмосферном давлении (или приблизительно на его уровне). Резервуар 3 для жидкости предпочтительно выполнен с возможностью заполнения через специальный канал для наполнения. Резервуар 3 для жидкости может дополнительно включать в себя клапан 18 предельного давления. Кроме того, резервуар 3 для жидкости может включать в себя встроенные средства для нагревания (не показаны), такие как, например, резисторы, индукционные или использующие излучение средства, выполненные с возможностью нагрева находящейся в резервуаре жидкости до требуемой температуры. Средства для нагревания могут питаться от аккумулятора. Для этой цели устройство может включать в себя предпочтительно перезаряжаемый источник энергии, например, встроенный аккумулятор.
Устройство 20 дополнительно включает в себя камеру 1 для жидкости под давлением, выполненную с возможностью заполнения заранее заданным количеством жидкости в ходе работы насоса 2 для жидкости. Таким образом, камера 1 для жидкости под давлением по меньшей мере сообщается по текучей среде с насосом 2 устройства. Камера 1 для жидкости под давлением образована первым цилиндром и поршневым узлом 1a, 1b, которые могут перемещаться относительно друг друга для изменения размера находящейся внутри камеры 1 для жидкости.
Устройство дополнительно включает в себя накопитель 4 потенциальной энергии, предпочтительно содержащий газообразную текучую среду или пружину, и такой накопитель энергии связан с камерой 1 для жидкости под давлением. Накопитель 4 энергии выполнен с возможностью перевода из незаполненного положения (см. фиг. 3a) в заполненное положение (см. фиг. 3b) после заполнения камеры 1 для жидкости под давлением. Накопитель 4 энергии предпочтительно включает в себя второй цилиндр и поршневой узел 4a, 4b, которые могут перемещаться относительно друг друга, чтобы сформировать внутри камеру 4c для удерживания газообразной текучей среды. Таким образом, размер камеры 4c может меняться, тем самым обеспечивая сжатие находящейся внутри текучей среды при уменьшении размера камеры.
Цилиндр 4a второго цилиндра и поршневой узел 4a, 4b предпочтительно соосно помещены внутри цилиндра 1a первого цилиндра и поршневого узла 1a, 1b. Поршень 1b первого узла 1a, 1b предпочтительно обеспечивает возврат внутри своего цилиндра 1a для перемещения цилиндра 4a второго узла 4a, 4b, тогда как поршень 4b второго узла предпочтительно остается фиксированным для сжатия текучей среды внутри камеры 4c.
Диаметр поршня 1b первого узла 1a, 1b может составлять от 15 до 50 мм, например, 34 мм. Длина хода поршня может составлять от 30 до 80 мм, например 50 мм. Диаметр цилиндра 4a второго узла незначительно меньше диаметра поршня 1b первого узла, чтобы соосно входить в поршень 1b. Поршень 1b и цилиндр 4a также могут быть единым элементом (например, для сокращения числа деталей). Для изменения объема камеры 1 для жидкости под давлением можно варьировать длину хода и/или диаметр поршневого узла 4a, 4b. При изменении только длины хода давление жидкости, подаваемой в варочную камеру, остается неизменным. При изменении диаметра давление жидкости, подаваемой в варочную камеру, может соответствующим образом меняться, чтобы адаптировать устройство к различным видам напитков и/или капсул. Для этой цели можно также корректировать давление газа или пружинную нагрузку накопителя энергии.
В одном варианте (не показан) цилиндр 4a может крепиться к корпусу устройства, а поршень 4b может быть подвижной частью относительно цилиндра. В этом случае поршень 4b может быть с одной стороны поршнем накопителя, а с противоположной стороны также выполнять функции поршня 1b камеры для воды под давлением.
Резервуар 3, насос 2 для жидкости, камера 1 для жидкости под давлением и варочная камера 5 предпочтительно сообщаются по текучей среде. Для этого устройство 20 включает в себя выделенную линию подачи текучей среды, например, образованную выделенными каналами 17, соединяющими соответствующие компоненты 1, 2, 3, 5.
Устройство 20 дополнительно включает в себя средства 6a, 6b управления потоком, предназначенные для регулирования количества жидкости, подаваемой из насоса 2 для жидкости в камеру 1 для жидкости под давлением в зависимости от рабочего положения накопителя 4 потенциальной энергии. Средства 6a, 6b управления потоком предпочтительно предусматривают по меньшей мере два режима, причем в первом режиме жидкость передается от насоса 2 в камеру 1 под давлением, а во втором режиме жидкость возвращается из насоса в резервуар 3 для жидкости. Соответственно, перемещение конструкции рычага 9, соединенной с насосом 2, по-прежнему возможно, даже если камера 1 под давлением находится в своем заполненном состоянии, тогда как давление в линии подачи текучей среды и механическое воздействие на рычаг (-и) остается на низком уровне.
Средства 6a, 6b управления потоком включают в себя систему из двух клапанов 6a, 6b, расположенных линии подачи текучей среды между резервуаром 3 для жидкости и камерой 1 под давлением, причем первый клапан 6a расположен в линии подачи текучей среды между насосом 2 и резервуаром 3 для жидкости, а второй клапан 6b расположен в линии подачи текучей среды между первым клапаном 6a и камерой 1 для жидкости под давлением.
Как показано, например, на фиг. 2 и 3a, первый клапан 6a предпочтительно расположен в точке Т-образного соединения линии подачи текучей среды для соединения наноса 2, соединителя 14 для соединения с резервуаром 3 для жидкости и соединителя 15 для соединения с камерой 1 для жидкости под давлением. Соединитель 15 может быть соединен с камерой 1 для жидкости под давлением с помощью трубчатого элемента 17 и выделенного соединителя 16 камеры 1 для жидкости. Второй клапан 6b предпочтительно расположен по линии потока текучей среды на участке от первого клапана 6a до камеры 1 для жидкости под давлением. Второй клапан 6b может, например, располагаться внутри или вблизи соединителя 15.
Функционирование средств 6a, 6b управления потоком в ходе работы насоса будет подробно описано ниже со ссылкой на фиг. 4a, b и 5a, 5b.
На фиг. 4a и 4b представлено исходное состояние устройства для приготовления напитка, в котором неиспользованная/новая капсула 10 была помещена в варочную камеру 5, и при этом камера 1 для жидкости под давлением находится в своем пустом состоянии. Соответственно, накопитель 4 энергии находится в своем незаполненном состоянии.
На первой стадии возвратно-поступательного перемещения конструкции рычага 9 жидкость сначала подается из резервуара 3 для жидкости к клапану 6a через канал 21 (см. стрелки A), проход или канал 22, в который входит штифт 25 клапана 6a, и канал 23 между клапаном 6a и насосом. При этом открывается клапан 6a (см. стрелку B на фиг. 4a) из-за разрежения, созданного насосом 2 для жидкости, что позволяет жидкости проходить через клапан 6a, в частности, через канал 22, в который входит штифт 25.
В ходе дальнейшей работы конструкции рычага 9 на второй стадии, которая предпочтительно осуществляется в направлении, противоположном первой стадии, как показано на фиг. 4 и 4b, с помощью насоса 2 выполняется стадия давления. На этой стадии вода вытесняется из цилиндров 2a насоса 2 в камеру 1 для жидкости под давлением. При этом из-за давления, созданного в канале 22 насосом 2, и поскольку в канале 22 отсутствует достаточное противодавление, при котором происходит смещение штифта 25 клапана 6a, клапан 6a остается в закрытом (нормальном) положении, тем самым перекрывается канал 22 (см. стрелку B). Таким образом, поток жидкости (см. стрелки C), подаваемый в каналы 23, 24, приводит к открытию второго клапана 6b (см. стрелку D), чтобы обеспечить сообщение по текучей среде между насосом 2 и камерой 1 для жидкости под давлением (см. также стрелку C на фиг. 5b). Второй клапан 6b предпочтительно представляет собой обратный клапан, который обеспечивает сообщение по текучей среде от канала 24 только к камере 1 для жидкости под давлением.
Как показано на фиг. 4a, 4b и 5a, 5b, первая и вторая стадии предпочтительно выполняются непрерывно во время возвратно-поступательного перемещения конструкции рычага 9 и, таким образом, во время работы насоса 2 (например, возвратно-поступательного перемещения цилиндра (-ов) 2a), например, чтобы непрерывно заполнять камеру 1 для жидкости и одновременно заполнять накопитель 4 энергии. Эти стадии выполняются до тех пор, пока камера 1 для жидкости под давлением не будет переведена в свое (полностью) заполненное состояние, как показано на фиг. 6a, 6b, при этом накопитель 4 энергии находится в своем заполненном положении.
В данной конфигурации устройства 20 первый клапан 6a остается в принудительном открытом положении. Для этой цели предпочтительно используется специальная контактная поверхность 7, которая входит в контакт с головкой 27 клапана после того, как накопитель 4 энергии приводится в заполненное положение. Контактная поверхность 7 предпочтительно расположена на наружной боковой поверхности поршня 1b первого цилиндра и поршневого узла 1a, 1b. Контактная поверхность 7 может представлять собой наклонную или изогнутую поверхность, которая постепенно входит в зацепление с головкой 27 клапана 6a по мере перехода накопителя в заполненное положение, а клапана 6а в принудительное открытое положение.
В таком открытом положении первого клапана 6a жидкость может перемещаться только из резервуара 3 для жидкости в насос 2 для жидкости в прямом и обратном направлении (см. стрелку E) по каналам 21, 22, 23 во время работы конструкции рычага 9 и возвратно-поступательной работы насоса. При этом второй клапан 6b остается в своем (нормальном) закрытом положении, поскольку в канале 24 нет достаточного давления, которое могло бы переводить второй клапан 6b в его открытое положение. В результате, пользователь устройства 20 может перемещать конструкцию рычага 9 вверх и вниз и возвращать ее в нейтральное положение. Камера 1 для жидкости под давлением заполнена, накопитель 4 энергии находится в заполненном положении, и, таким образом, устройство 20 готово к дозированию жидкости в варочную камеру 5.
Для избирательной подачи жидкости под давлением из камеры 1 для жидкости под давлением в варочную камеру 5 устройство 20 дополнительно включает в себя клапан 12 сброса жидкости (см. фиг. 7a), расположенный между камерой 1 для жидкости под давлением и варочной камерой 5. Таким образом, пользователь может открыть клапан 12 сброса жидкости, например, нажав пусковую кнопку 12b (см. фиг. 7b), расположенную на поверхности корпуса 11 устройства. После этого жидкость под давлением подается из камеры 1 для жидкости под давлением в варочную камеру 5 и, таким образом, в находящуюся в ней капсулу 10, например через канал 12a, соединяющий эти части. Полученный напиток затем можно сливать через выходное отверстие (не показано) устройства 20 в приемный сосуд.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения положение накопителя 4 энергии и/или поршня 1b камеры под давлением также можно контролировать с помощью датчиков положения, чтобы обеспечить точную обратную связь с информацией о пустом и заполненном состоянии камеры 1 для жидкости под давлением. Датчики положения могут включать в себя датчики Холла, или такие датчики могут быть в их составе.
Устройство 20 может дополнительно включать в себя блок управления, выполненный с возможностью управления электрическим срабатыванием кнопки 12 высвобождения, например, для срабатывания только при соответствии определенных параметров, таких как заполненная камера с водой и температура жидкости в пределах предварительно заданных целевых значений.
На фиг. 8a представлен вариант устройства настоящего изобретения. Устройство включает в себя те же технические средства, что и в предыдущем варианте осуществления, за исключением контактной поверхности 7, которая заменена третьим клапаном 6c. На стадии заполнения насоса 2 для жидкости цилиндры 2a перемещаются для отбора жидкости из резервуара 3 для жидкости (направление B). Как показано на фиг. 4a, первый клапан 6a открывается из-за перепада давлений, и поток жидкости поступает из резервуара для жидкости в канал 21, проход 22 и канал 23 для заполнения цилиндров 2a. Устанавливается третий клапан 6c, который может быть расположен с возможностью обхода клапана 6a за счет соединения по текучей среде канала 23 ниже по потоку от первого клапана 6a с каналом 21 выше по потоку от клапана 6a. Третий клапан 6c выполнен в виде одноходового клапана, так что жидкость не может поступать из резервуара для жидкости в цилиндр, а только в противоположном направлении, т. е. из цилиндра в резервуар для жидкости через небольшой канал 26.
Как показано на фиг. 8b, поток жидкости невозможно создать при давлении заполнения камеры 1 под давлением, так что, как показано на фиг. 8а, может открываться только второй клапан 6b. Для этого третий клапан 6c оказывается под пружинной нагрузкой, которая превышает пружинную нагрузку второго клапана 6b, ведущего в камеру 1 под давлением. При возвратно-поступательном действии насоса для жидкости цилиндры 2a перемещаются, чтобы вытеснить жидкость к каналу 23, что приводит к открытию второго клапана 6b для заполнения камеры 1 под давлением (направление C). Первый клапан 6a и 6c в обоих случаях остаются закрытыми.
Стадии приведения в действие и заполнения, представленные на фиг. 8a и 8b, выполняются до полного заполнения камеры под давлением. В заполненном состоянии камеры 1 под давлением жидкость рециркулирует через первый клапан 6a (фиг. 8a) и третий клапан 6c (фиг. 8c) в соответствии с направлением Е. Возвратно-поступательное действие насоса для жидкости обеспечивает рециркуляцию жидкости в резервуар 1 для жидкости за счет открытия третьего клапана 6c. Через второй клапан 6b не может проходить никакая жидкость, и давление в канале 23 становится достаточно высоким, чтобы открыть третий клапан 6c и поддерживать его в открытом положении. Жидкость проходит через третий клапан 6c и через канал 26, проход 22 обратно в резервуар 3 для жидкости. Следующий стадия начинается с отвода жидкости в цилиндры 2a через открытый первый клапан 6a.
Таким образом, в отличие от предыдущего варианта осуществления в данном варианте осуществления рециркуляция достигается не за счет принудительного открытия первого клапана в обратном направлении движения жидкости при заполненном положении камеры 1 под давлением, а за счет использования третьего клапана, расположенного напротив первого клапана и обеспечивающего обход в направлении от насоса для жидкости к резервуару 3 для жидкости, и открытия в зависимости от давления жидкости между насосом для жидкости и камерой 1 под давлением. Когда давление жидкости, в частности, в канале 23, достигает порогового значения, соответствующего максимальному уровню заполнения камеры 1 под давлением, начинается рециркуляция, или открывается третий клапан 6c, чтобы жидкость могла возвращаться в резервуар для жидкости через канал 26 выше по потоку от первого клапана 6a.
Следует отметить, что третий клапан 6c может располагаться внутри штифта первого клапана 6a с центральным сквозным отверстием для жидкости, в качестве еще одного конструктивного элемента, но по-прежнему открывается в направлении, противоположном по сравнению с первым клапаном по отношению к его каналу 22.