БЛОК ОБРАБОТКИ КАПСУЛЫ АППАРАТА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
TREATMENT UNIT OF THE CAPSULE OF THE DEVICE FOR PREPARATION OF BEVERAGES

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе приготовления напитков, которая содержит аппарат для приготовления напитков и капсулу, при этом аппарат для приготовления напитков содержит блок извлечения для извлечения ингредиента напитка из капсулы в процессе приготовления напитка. В частности, данное изобретение относится к блоку обработки капсулы обозначенного выше аппарата для приготовления напитков. Функция блока обработки капсулы состоит в перемещении капсулы в блок извлечения и считывании кода капсулы, при этом код несет информацию об извлечении, а именно рабочий параметр для капсулы, который расшифровывается и используется аппаратом в процессе извлечения.
Уровень техники
Все большее распространение получают аппараты для приготовления напитков, конструкция которых предусматривает использование капсул, содержащих порцию ингредиента напитка, например кофе, чая или супа. В процессе приготовления блок извлечения аппарата по крайней мере частично выполняет извлечение ингредиента из капсулы, например с помощью метода растворения. Примеры аппаратов данного типа приведены в EP 2393404 A1, EP 2470053 A1, EP 2533672 A1, EP 2509473 A1 и EP 2685874 A1. Увеличение популярности таких аппаратов, помимо прочего, может быть обусловлено повышенным удобством в использовании по сравнению с традиционными аппаратами для приготовления напитков, например устройством для приготовления эспрессо на кухонной плите или ручным френч-прессом. Эта популярность также может быть обусловлена усовершенствованным процессом приготовления напитков, при котором капсула устанавливается в камеру извлечения; выполняется впрыск нагретой воды через проделанное в капсуле впускное отверстие; находящийся в капсуле ингредиент извлекается посредством нагретой воды через проделанное в капсуле выпускное отверстие; сбор готового напитка выполняется на выпускном отверстии для нагретой воды. При выполнении данного процесса для повышения вкусовых качеств напитка имеется возможность регулировать рабочие параметры аппарата в зависимости от используемой капсулы и/или ингредиентов. Например, среди рабочих параметров могут быть температура воды на входе и на выходе; продолжительность предварительного увлажнения; расход воды; количество воды; другие операции в процессе приготовления напитка. В этом заключается оптимизация процесса приготовления напитка.
Следовательно, существует необходимость предусмотреть данные рабочие параметры в аппарате для приготовления напитков. Для хранения информации об извлечении, относящейся к рабочим параметрам и указанной на капсуле или внутри нее, и считывания информации об извлечении были разработаны различные коды и системы считывания кодов. Пример имеется в US 2002/0048621 A1, где на поверхности капсулы имеется штрихкод, который содержит информацию об извлечении, а соответствующая система считывания кодов содержит устройство считывания штрихкодов. Другой пример имеется в FR 2912124, где капсула содержит RFID-код. RFID-код передает информацию об извлечении в виде радиочастотного электромагнитного поля под воздействием магнитного поля, а соответствующая система считывания кодов содержит систему считывания радиочастотного электромагнитного поля. Еще один пример можно найти в EP 2594171 A1, где на краю фланца капсулы имеется нанесенный код. Код содержит последовательность печатных символов, которые наносятся на капсулу в процессе изготовления и расположены вокруг оси вращения капсулы. Соответствующая система считывания кодов содержит механизм для вращения капсулы вокруг оси вращения и стационарное оптическое считывающее устройство.
Кроме того, необходимо выполнение обработки капсулы, которую пользователь устанавливает в аппарат, для ее перемещения в блок извлечения. Соответственно, были разработаны различные механизмы перемещения капсулы. Пример имеется в WO2012126971, где пользователь устанавливает капсулу в канал вращающегося компонента. Вращающийся компонент вращается, пока не происходит выравнивание с каналом блока извлечения, после чего капсула может перемещаться в канал блока извлечения, а затем в блок извлечения. Еще один пример имеется в WO2014056642, где пользователь помещает капсулу на компонент опоры для капсулы в положении получения. Затем компонент опоры для капсулы выполняет вращение вокруг капсулы в положение перемещения, после чего появляется возможность переместить капсулу в блок извлечения. Еще один пример имеется в WO2014056641, где, в соответствии с одним из осуществлений, пользователь помещает капсулу на компонент опоры для капсулы в положении получения. Затем компонент опоры для капсулы раздвигается для перемещения в положение перемещения, после чего появляется возможность переместить капсулу в блок извлечения.
Недостаток применения вышеприведенных механизмов перемещения капсулы и систем считывания кодов в аппаратах для приготовления напитков состоит в их сравнительной сложности, громоздкости и высокой стоимости.
Раскрытие изобретения
Целью изобретения является создание блока обработки капсулы, обеспечивающего считывание кода капсулы и передачу капсулы в блок извлечения и характеризующегося относительной экономической эффективностью.
Целью изобретения является создание блока обработки капсулы, обеспечивающего считывание кода капсулы и передачу капсулы в блок извлечения и характеризующегося относительной компактностью.
Преимуществом блока обработки капсулы, обеспечивающего считывание кода капсулы и передачу капсулы в блок извлечения, будет его простота.
Преимуществом блока обработки капсулы будет возможность обработки капсул различного размера.
Преимуществом блока обработки капсулы будет надежность, особенно в отношении считывания кода на капсуле.
Преимуществом блока обработки капсулы будут безопасность и удобство в использовании.
Цели изобретения достигаются для блока обработки капсулы в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения, аппарата для приготовления напитков в соответствии с пунктом 17 формулы изобретения и способа в соответствии с пунктами 24 и 25 формулы изобретения.
В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается блок обработки капсулы аппарата для приготовления напитков, содержащий блок извлечения для извлечения ингредиента напитка из капсулы в процессе приготовления напитка. Блок обработки капсулы содержит систему считывания кодов, которая состоит из устройства считывания кодов и механизма считывания кодов, причем конструкция механизма считывания кодов обеспечивает считывание кода капсулы устройством считывания кодов путем осуществления относительного перемещения устройства считывания кодов и капсулы (например, в процессе считывания кода); механизм перемещения капсулы, конструкция которого обеспечивает перемещение (например, полное перемещение без применения других механизмов) капсулы в блок извлечения; исполнительный блок, предназначенный для приведения в действие системы считывания кодов с целью считывания кода и для управления механизмом перемещения капсулы с целью перемещения капсулы. Исполнительный блок содержит одно исполнительное устройство, то есть одно исполнительное устройство полностью приводит в действие и устройство считывания кодов, и механизм перемещения капсулы без необходимости применения другого исполнительного устройства. Обработка капсулы, как правило, состоит в считывании кода капсулы и последующем перемещении капсулы.
Следовательно, цели изобретения достигаются, поскольку блок обработки капсулы характеризуется экономической эффективностью благодаря считыванию кода капсулы и перемещению капсулы в блок извлечения с использованием одного исполнительного блока. Кроме того, поскольку применяется исполнительный блок с передачей сигналов, блок обработки капсулы является сравнительно компактным и простым.
Механизм считывания кодов и механизм перемещения капсулы могут получать перемещение от исполнительного блока в первом направлении для обеспечения считывания кода и во втором направлении для перемещения капсулы. Механизм считывания кодов и механизм перемещения капсулы могут содержать узел привода, который соединен с исполнительным блоком. Исполнительный блок может приводить в действие механизм считывания кодов и механизм перемещения капсулы посредством вращательного движения.
Механизм считывания кодов может обеспечивать считывание кода путем сообщения относительного вращательного перемещения устройства считывания кодов и капсулы. Вращательное движение может выполняться вокруг оси вращения капсулы, которая, как правило, является осью симметрии капсулы. Механизм считывания кодов может обеспечивать считывание кода путем сообщения относительного вращательного движения капсуле относительно устройства считывания кодов. При этом устройство считывания кодов соединено с корпусом блока обработки капсулы (например, с помощью промежуточного компонента) для его удержания в фиксированном положении. Механизм считывания кодов может содержать вращающийся приводной компонент капсулы. Вращающийся приводной компонент капсулы получает вращательное движение от исполнительного блока и сообщает это вращательное движение капсуле. Вращающийся приводной компонент капсулы может входить в зацепление с различными участками капсулы с целью сообщения ей вращательного движения, например с участком фланца (краем фланца), участком корпуса, участком крышки. Капсула может удерживаться в соприкосновении с вращающимся приводным компонентом капсулы под действием силы тяжести.
Устройство считывания кодов может содержать считывающие устройства различного типа, в зависимости от способа нанесения кода на капсулу. Например: для кодов, нанесенных методом тиснения на металлическом участке капсулы, в качестве считывающего устройства может применяться индуктивный датчик; для кодов, нанесенных на капсулу методом печати, в качестве считывающего устройства может применяться оптический датчик.
Механизм перемещения капсулы, как правило, обеспечивает перемещение капсулы в блок извлечения. При этом капсула устанавливается в канал блока извлечения посредством, например удаления препятствия, такого как подвижная опора для капсулы, предотвращающая перемещение в канал для установки; обеспечения движения капсулы в канал для установки капсулы.
Механизм перемещения капсулы может содержать подвижную опору для капсулы (например, опору, на которую помещается капсула), перемещаемую (например, с помощью вращения) в положение опоры для капсулы и положение перемещения капсулы посредством механизма привода опоры для капсулы. Механизм привода опоры для капсулы может содержать исполнительный компонент опоры для капсулы и механизм привода исполнительного компонента. При этом исполнительный компонент опоры для капсулы соединен с подвижной опорой для капсулы. Механизм привода исполнительного компонента соединен с исполнительным компонентом опоры для капсулы. Механизм привода исполнительного компонента обеспечивает срабатывание исполнительного компонента опоры для капсулы с целью перемещения подвижной опоры для капсулы между указанным положением опоры для капсулы и указанным положением перемещения капсулы.
Исполнительный компонент опоры для капсулы может содержать первый рычаг, ближний конец которого имеет рабочее соединение с подвижной опорой для капсулы, а дальний конец имеет шарнирное соединение с корпусом аппарата для приготовления напитков или блоком опоры для капсулы.
Исполнительный компонент опоры для капсулы может содержать второй рычаг, ближний конец которого имеет рабочее соединение со второй частью подвижной опоры для капсулы, а дальний конец имеет шарнирное соединение с корпусом. Ближний конец первого рычага соединен с первой частью подвижной опоры для капсулы. Первый и второй рычаги имеют рабочее соединение с компонентом для передачи крутящего момента, который передает соответствующее вращательное движение между рычагами. Первая часть может перемещаться относительно второй части при помощи исполнительного компонента опоры для капсулы. Таким образом обеспечиваются положение опоры для капсулы и перемещения капсулы. Механизм привода исполнительного компонента может содержать узел привода с муфтой одностороннего вращения, коленчатый вал и соединительный компонент. Узел привода имеет рабочее соединение с исполнительным блоком. Муфта одностороннего вращения передает вращательное движение коленчатому валу, когда исполнительный блок сообщает вращательное движение только во втором направлении. Соединительный компонент имеет рабочее соединение с исполнительным компонентом и коленчатым валом, вращение коленчатого вала обеспечивает перемещение подвижной опоры для капсулы между указанным положением опоры для капсулы и положением перемещения капсулы.
Блок обработки капсулы может также содержать систему подвижной опоры. Система подвижной опоры содержит подвижную опору, которая имеет шарнирную опору на ближнем конце корпуса блока обработки капсулы, и механизм привода подвижной опоры, который обеспечивает перемещение подвижной опоры между положением опоры для капсулы и положением перемещения капсулы, что соответствует положениям подвижной опоры для капсулы. При этом подвижная опора соединена с системой считывания кодов так, чтобы обеспечить перемещение вращающегося приводного компонента капсулы между соответствующими положениями опоры и перемещения капсулы. Другие компоненты блока обработки капсулы, а именно исполнительный блок и механизм перемещения капсулы, могут закрепляться на подвижной опоре. Механизм привода подвижной опоры может содержать кулачок, который имеет рабочее соединение с исполнительным блоком для получения от него вращательного движения; компонент задействования кулачка, соединенный с корпусом блока обработки капсулы, причем кулачок и компонент задействования кулачка имеют конструкцию, благодаря которой их задействование обеспечивает перемещение подвижной опоры между положениями опоры и перемещения капсулы.
Блок обработки капсулы может содержать систему определения капсулы, которая состоит из одного или нескольких датчиков, расположенных так, чтобы обеспечить определение наличия капсулы на подвижной опоре для капсулы блока обработки капсулы. Предпочтительным является вариант, в котором применяются индуктивные датчики, тем не менее, могут применяться другие подходящие датчики, например оптические датчики или сочетание датчиков разных типов.
Система определения капсулы может содержать первый набор из одного или нескольких датчиков для определения наличия капсулы на подвижной опоре для капсулы и второй набор из одного или нескольких датчиков для определения геометрического свойства участка капсулы с целью определения типа капсулы. Определяемым геометрическим свойством может быть длина участка капсулы, например участка корпуса (длина по оси от участка крышки до основания полости на участке корпуса) и участка фланца. Первый и второй набор из одного или нескольких датчиков могут располагаться на расстоянии не менее 1 см друг от друга. Кроме того, один из датчиков может содержать устройство считывания кодов системы считывания кодов. Первый набор датчиков может предусматривать установку датчика на первой части подвижной опоры для капсулы и датчика на второй ее части. Рекомендуется применять несколько датчиков для определения наличия участка капсулы. Это позволит определять наличие капсул, имеющих деформированные участки, когда один датчик не может выполнить точное определение.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предлагается аппарат для приготовления напитков, содержащий блок извлечения для извлечения ингредиента напитка из капсулы в процессе приготовления напитка; систему подачи жидкости для подачи жидкости в блок извлечения; блок обработки капсулы в соответствии с любым из признаков, указанных в первом аспекте изобретения.
Аппарат для приготовления напитков может содержать систему управления, которая обеспечивает управление исполнительным блоком, приводящим в действие систему считывания кодов с целью считывания кода и для приведения в действие механизма перемещения капсулы с целью перемещения капсулы. Система управления может обеспечивать управление исполнительным блоком, обеспечивающим перемещение в первом направлении для приведения в действие системы считывания кодов с целью считывания кода и перемещение во втором направлении для приведения в действие механизма перемещения капсулы с целью перемещения капсулы.
Система управления может содержать блок обработки. Блок обработки обеспечивает управление исполнительным блоком, который осуществляет управление системой считывания кодов и системой перемещения капсулы. Датчики системы определения капсулы могут поддерживать связь посредством передачи сигналов датчиков.
Блок обработки (когда он содержит соответствующий программный код) может обеспечивать следующие функции: определять наличие капсулы по сигналу датчика и, при наличии капсулы, обеспечивать считывание кода определенной капсулы с помощью системы считывания кодов, а затем перемещение капсулы в блок извлечения с помощью механизма перемещения капсулы.
Блок обработки (когда он содержит соответствующий программный код) может обеспечивать следующие функции: определять, указывает ли сигнал от первого набора датчиков на наличие капсулы, а сигнал от второго набора датчиков — на принадлежность капсулы к первому (тогда определяется капсула первого типа) или ко второму (тогда определяется капсула второго типа) типу, а затем перемещать определенную капсулу первого или второго типа в блок извлечения, т. е. приводить в действие механизм перемещения капсулы с помощью управления исполнительным блоком.
Сигнал со второго набора датчиков может учитываться, только если первый набор датчиков определяет наличие капсулы. Наличие капсулы также может подтверждаться, если сигнал и с первого, и со второго набора датчиков свидетельствует о наличии капсулы.
Блок обработки (когда он содержит соответствующий программный код) может обеспечивать следующие функции: определять отсутствие капсулы или наличие неподходящей капсулы, если сигнал с первого набора датчиков информирует об отсутствии капсулы, например когда первый набор датчиков информирует об отсутствии капсулы, но второй набор датчиков информирует о наличии капсулы. На отсутствие капсулы может указывать отсутствие сигнала датчика или неизменность базового сигнала. Кроме того, определение неподходящей капсулы может выполняться, если первый набор датчиков содержит несколько датчиков и не все из них информируют о наличии капсулы, например когда имеется деформация капсулы вблизи датчиков.
Блок обработки (когда он содержит соответствующий программный код) может обеспечивать следующие функции: обеспечивать считывание кода капсулы первого и/или второго типа (посредством управления системой считывания кодов), если определен соответствующий тип капсулы. Если считывание кода выполнено успешно, капсула может быть перемещена как капсула первого и/или второго типа, в противном случае капсула может быть перемещена без считывания кода.
Блок обработки (когда он содержит соответствующий программный код) может обеспечивать следующие функции: управлять системой подачи жидкости и/или блоком извлечения с помощью информации о выявленном типе капсулы. Например, если была определена капсула первого типа, для управления вышеуказанными компонентами используется информация о капсуле первого типа, хранящаяся в блоке памяти блока обработки. Если же была определена капсула второго типа, для управления вышеуказанными компонентами используется информация о капсуле второго типа, хранящаяся в блоке памяти блока обработки. Например, информация может содержать один или несколько из следующих параметров: объем воды; температуру; время приготовления напитка; другие соответствующие рабочие параметры.
Устройство считывания кодов системы считывания кодов может поддерживать связь с блоком обработки посредством сигнала кода. Блок обработки (когда он содержит соответствующий программный код) может обеспечивать определение информации об извлечении по сигналу с кодом. Блок обработки (когда он содержит соответствующий программный код) может также управлять системой подачи жидкости и/или блоком извлечения посредством использования по крайней мере части определенной информации об извлечении, и/или по крайней мере часть определенной информации об извлечении хранится в блоке памяти для отслеживания расхода капсул и/или интенсивности использования аппарата для приготовления напитков.
В соответствии с третьим аспектом изобретения предлагается способ обработки капсулы при помощи блока обработки капсулы, имеющего любой признак из указанных в первом аспекте изобретения. Этот способ должен обеспечивать приведение в действие системы считывания кодов с помощью исполнительного блока для считывания кода капсулы и приведение в действие механизма перемещения капсулы с помощью исполнительного блока для перемещения капсулы в блок извлечения.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения предлагается способ приготовления напитков аппаратом для приготовления напитков, имеющим любой из признаков, указанных в первом аспекте изобретения. Этот способ должен обеспечивать обработку капсулы способом из третьего аспекта изобретения; управление блоком извлечения и системой подачи жидкости для извлечения ингредиента напитка из капсулы.
В соответствии с пятым аспектом изобретения предлагается использование капсулы для блока обработки капсулы или аппарата для приготовления напитков согласно любым из изложенных выше аспектов.
Приведенные выше аспекты изобретения можно комбинировать в любой подходящей комбинации. Кроме того, различные элементы, описанные в настоящем документе, можно комбинировать с одним или более из приведенных выше аспектов для получения комбинаций, отличных от тех комбинаций, которые были конкретно проиллюстрированы и описаны. Дополнительные цели и преимущественные элементы изобретения будут очевидны из формулы изобретения, подробного описания и приложенных фигур.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания изобретения и демонстрации его осуществлений приводятся ссылки на прилагаемые схематические фигуры, служащие в качестве примера.
На фигуре 1 представлено наглядное изображение системы приготовления напитков, которая содержит предлагаемый аппарат для приготовления напитков, капсулу и приемный контейнер.
На фигуре 2 показан вид в перспективе первого осуществления механизма считывания кодов аппарата для приготовления напитков в соответствии с фигурой 1.
На фигуре 3 представлено наглядное изображение в поперечном разрезе второго осуществления механизма считывания кодов аппарата для приготовления напитков.
На фигуре 4 показан вид в перспективе третьего осуществления механизма считывания кодов аппарата для приготовления напитков.
На фигуре 5 показан вид спереди механизма перемещения капсулы аппарата для приготовления напитков в соответствии с фигурой 1 в положении поддерживания капсулы.
На фигуре 6 показан вид спереди механизма перемещения капсулы аппарата для приготовления напитков в соответствии с фигурой 1 в положении перемещения капсулы.
На фигуре 7 показан вид в перспективе части механизма перемещения капсулы в соответствии с фигурой 5.
На фигуре 8 показан вид в перспективе механизма привода исполнительного компонента механизма перемещения капсулы в соответствии с фигурами 5 и 6.
На фигуре 9 показан вид сверху системы подвижной опоры для механизма перемещения капсулы в соответствии с фигурами 5 и 6.
На фигуре 10 показан вид снизу в перспективе системы определения капсулы аппарата для приготовления напитков в соответствии с фигурой 1.
На фигуре 11 показана блок-схема системы управления аппарата для приготовления напитков в соответствии с фигурой 1.
На фигуре 12 показан вид сбоку в поперечном разрезе осуществления капсулы для аппарата для приготовления напитков в соответствии с фигурой 1.
На фигуре 13 показан вид сбоку в поперечном разрезе осуществления альтернативной капсулы для аппарата для приготовления напитков в соответствии с фигурой 1.
На фигуре 14 показан вид в перспективе капсулы с фигуры 12 с изображением кода капсулы.
Осуществление изобретения
Система приготовления напитков
На фигуре 1 показано наглядное изображение системы приготовления напитков 2, которая содержит следующие элементы первого уровня: аппарат для приготовления напитков 4; капсулу 6; приемный контейнер 8.
Аппарат для приготовления напитков
Далее в соответствии с фигурой 1 сначала будет приведено описание аппарата для приготовления напитков 4. Функции аппарата для приготовления напитков 4 предусматривают извлечение одного или нескольких ингредиентов из капсулы 6 посредством впрыска жидкости в капсулу. При этом извлеченный ингредиент используется для приготовления по крайней мере части напитка, который поступает в приемный контейнер 8 (например, в чашку). Размеры аппарата для приготовления напитков 4, как правило, предусматривают установку на рабочей кухонной поверхности — длина, ширина и высота составляют менее 50 см. Примеры соответствующих аппаратов для приготовления напитков 4 описаны в EP 2393404 A1, EP 2470053 A1, EP 2533672 A1, EP 2509473 A1 и EP 2685874 A1, все они включены в настоящий документ в виде ссылки. Для полноты будет приведено более подробное описание такого аппарата для приготовления напитков 4. Можно считать, что на первом уровне аппарат для приготовления напитков 4 содержит внешний корпус 10; систему подачи жидкости 12; блок извлечения 14; блок обработки капсулы 16; систему управления 18. Далее будет приведено последовательное описание перечисленных компонентов.
Внешний корпус
Внешний корпус 10 служит для размещения и опоры вышеуказанных компонентов первого уровня и содержит следующие компоненты второго уровня аппарата для приготовления напитков 4: основание 20 и корпус 22. Основание 20 помещается на опорную поверхность. В корпусе 22 устанавливаются другие компоненты первого уровня.
Система подачи жидкости
Система подачи жидкости 12 обеспечивает подачу жидкости, как правило, нагретой воды, в блок извлечения 14. Система подачи жидкости 12, как правило, содержит следующие компоненты второго уровня аппарата для приготовления напитков 4: резервуар 24, в который помещается жидкость, причем в большинстве случаев объем резервуара составляет 1–2 литра; насос для жидкости 26, например поршневой или центробежный насос; нагреватель жидкости 28, обычно содержит нагреватель с термоблоком; выпускное отверстие для подачи жидкости в блок извлечения 14, описание которого будет приведено далее. Резервуар 24, насос для жидкости 26, нагреватель жидкости 28 и выпускное отверстие имеют гидравлическое сообщение друг с другом в любом подходящем порядке и формируют контур подачи жидкости. В альтернативном примере система подачи жидкости 12 может содержать соединение с внешним источником подачи жидкости, например с водопроводом.
Блок извлечения
Блок извлечения 14 обеспечивает получение и обработку капсулы 6 для извлечения из нее ингредиента. Блок извлечения 14, как правило, содержит следующие компоненты второго уровня аппарата для приготовления напитков 4: впрыскивающую головку 30; держатель для капсулы 32; механизм загрузки держателя для капсулы 34; канал для установки капсулы 36; канал для удаления капсулы 38. Описание данных компонентов приведено далее.
Впрыскивающая головка 30 впрыскивает жидкость в полость капсулы 6, которая удерживается держателем для капсулы 32. На впрыскивающей головке установлен инжектор 40, который имеет гидравлическое сообщение с выпускным отверстием системы подачи жидкости 12. Впрыскивающая головка 30, как правило, содержит трубку или другой подходящий компонент, к которому крепится инжектор 40, предназначенный для протыкания капсулы 6 для формирования впускного отверстия в полость капсулы.
Держатель для капсулы 32 предназначен для удержания капсулы в процессе извлечения. Для этого держатель имеет рабочее соединение с впрыскивающей головкой 30. Держатель для капсулы 32 перемещается между положением получения капсулы и положением извлечения капсулы, когда держатель для капсулы 32 находится в положении получения, капсула 6 может подаваться на держатель для капсулы 32 из канала для установки капсулы 36; когда держатель для капсулы 32 находится в положении извлечения, переданная капсула удерживается держателем, а впрыскивающая головка 30 может выполнить впрыск жидкости в удерживаемую капсулу, из которой может быть извлечен один или несколько ингредиентов. При перемещении держателя для капсулы 32 между положением получения и извлечения капсулы использованная капсула может быть удалена из держателя для капсулы 32 через канал для удаления капсулы 38. В приведенном примере держатель для капсулы 32 содержит полость 42 с основанием полости 44, содержащим закрепленную на нем впрыскивающую головку 30; стенку извлечения 46 с выпускным отверстием 48 для извлеченных ингредиентов. Для обеспечения положений получения и извлечения капсулы может быть предусмотрено перемещение стенки извлечения 46 и полости друг относительно друга. В другом примере полость может неподвижно прикрепляться к стенке извлечения, а для обеспечения положений получения и извлечения капсулы впрыскивающая головка может перемещаться относительно полости, пример такой системы приведен в WO 2009/113035, который включен в настоящий документ в виде ссылки.
Загрузочный механизм держателя для капсулы 34 обеспечивает перемещение держателя для капсулы 32 между положением получения и извлечения капсулы. Для этого загрузочный механизм держателя для капсулы 34, как правило, содержит линейное исполнительное устройство, например двигатель или соленоид, и механизм управления, например реечную передачу. В соответствии с другим техническим решением загрузочный механизм держателя для капсулы 34 может приводиться в действие механически, например с помощью узла рычажных передач, описанного в WO 2009/113035.
Блок извлечения 14 может обеспечивать впрыск жидкости под давлением в полость капсулы 6, как в приведенном примере. Он также может применять метод центрифугирования, описанный в EP 2594171 A1, который включен в настоящий документ в виде ссылки.
Блок обработки капсулы
Блок обработки капсулы 16 обеспечивает обработку капсулы 6 с целью считывания содержащегося на ней кода для передачи сигнала с кодом и перемещение капсулы 6 в блок извлечения 14. Как правило, блок обработки капсулы 16 устанавливается над блоком извлечения 14 и встраивается в корпус 22 аппарата для приготовления напитков 4 с различными вспомогательными компонентами, которые к нему крепятся. Тем не менее, в соответствии с альтернативным техническим решением блок обработки капсулы 16 может выполняться как отдельный блок, например он может содержать отдельный корпус, к которому прикрепляются его вспомогательные компоненты. Корпус должен иметь конструкцию, обеспечивающую перемещение капсулы в блок извлечения 14. Блок обработки капсулы 16 содержит следующие компоненты второго уровня аппарата для приготовления напитков 4: систему считывания кодов 50; механизм перемещения капсулы 64; исполнительный блок 112 и дополнительную систему определения капсулы 170, описание которых приведены далее.
Система считывания кодов блока обработки капсулы
Система считывания кодов 50 содержит устройство считывания кодов 52 и механизм считывания кодов 54. Устройство считывания кодов 52 обеспечивает считывание кодов в процессе относительного перемещения считывающей головки устройства считывания кодов 52 и кода, нанесенного на капсулу. Механизм считывания кодов 54 обеспечивает такое перемещение. Описание данного компонента будет приведено после описания устройства считывания кодов 52. Устройство считывания кодов 52 обеспечивает считывание кода, нанесенного на капсулу 6, для формирования сигнала с кодом. Сформированный сигнал с кодом может быть и аналоговым, и цифровым (например, когда устройство считывания кодов 52 предусматривает схему ASIC для цифрового преобразования). Устройство считывания кодов 52 может содержать считывающие устройства различного типа, в зависимости от способа нанесения кода на капсулу. Например: для кодов, нанесенных методом тиснения на металлическом участке капсулы, в качестве считывающего устройства может применяться индуктивный датчик; для кодов, нанесенных на капсулу методом печати, в качестве считывающего устройства может применяться оптический датчик. Например, из индуктивных датчиков для применения подходит датчик POSIC (www.posic.ch), идентификационный код 1301 000002. Для данного датчика предпочтительной является следующая конфигурация для считывания: скорость перемещения кода относительно датчика 0,137 м/с; глубина тиснения 0,3 мм; расстояние при считывании 0,5 мм. Еще одним примером подходящего индуктивного датчика может служить датчик серии Texas LDC 1000. В качестве подходящего оптического датчика может применяться источник света, линза и светочувствительный элемент для преобразования оптических импульсов в электрические.
На фигуре 1 показан пример устройства считывания кодов 52 с индуктивным датчиком. Индуктивный датчик устанавливается таким образом, чтобы считывающая головка находилась вблизи полости участка корпуса капсулы 6. Должно обеспечиваться выравнивание считывающей головки с осью вращения капсулы. Предпочтительным является решение, в котором конструкция устройства считывания кодов 52 варьирует в зависимости от способа нанесения кода на капсуле 6 и метода его считывания.
Механизм считывания кодов 54 обеспечивает необходимое перемещение считывающей головки устройства считывания кодов 52 относительно нанесенного на капсулу кода путем смещения капсулы для перемещения относительно устройства считывания кодов 52 или путем смещения устройства считывания кодов 52 для перемещения относительно капсулы. В обоих случаях относительное перемещение может быть вращательным, если код расположен относительно оси вращения капсулы; поступательным, если код расположен вдоль оси капсулы. Далее приведены примеры такого механизма считывания кодов.
В первом предпочтительном осуществлении механизма считывания кодов 54, который показан на фигурах 1 и 2, механизм считывания кодов 54 обеспечивает смещение капсулы 6 для ее перемещения относительно устройства считывания кодов 52. В частности, механизм считывания кодов 54 обеспечивает перемещение капсулы 6 для ее вращения вокруг оси вращения капсулы. Для этого механизм считывания кодов 54 содержит вращающийся приводной компонент капсулы 58 и дополнительный узел привода 60, который может содержать одну или несколько шестерней. При этом вращающийся приводной компонент капсулы 58 приводится в действие исполнительным блоком 112 (не показан на фигурах 1 и 2) посредством узла привода 60. Вращающийся приводной компонент капсулы 58 предназначен для введения в зацепление с участком капсулы 6 с целью вращения капсулы 6. В примере участком капсулы 6, вводимым в зацепление, является участок фланца, тем не менее желательно, чтобы в других примерах вращающийся приводной компонент капсулы 58 мог входить в зацепление с другими участками капсулы 6. В примере вращающийся приводной компонент капсулы 58 вращается в направлении против часовой стрелки, когда исполнительный блок 112 обеспечивает вращение узла привода 60 в первом направлении.
Во втором осуществлении механизма считывания кодов 54, которое показано на фигуре 3, механизм считывания кодов 54 обеспечивает смещение капсулы 6 для ее перемещения относительно устройства считывания кодов 52. В частности, механизм считывания кодов 54 обеспечивает перемещение капсулы 6 для поступательного движения вдоль оси капсулы. Для этого механизм считывания кодов 54 содержит канал опоры для капсулы 116, который служит для получения капсулы от пользователя и обеспечивает опору для капсулы; исполнительный компонент для капсулы 114, который приводится в действие исполнительным блоком 112 напрямую, например когда исполнительный блок 112 является исполнительным механизмом с линейным движением или посредством зубчатой передачи, которая может содержать коленчатый вал, например когда исполнительный блок 112 является исполнительным механизмом с вращательным движением. Устройство считывания кодов 52 соединено с участком канала опоры для капсулы 116, а исполнительный компонент для капсулы 114 обеспечивает перемещение капсулы 6 вдоль канала опоры для капсулы 116 с целью считывания кода капсулы.
В третьем осуществлении механизма считывания кодов 54 конструкция этого механизма аналогична конструкции механизма считывания кодов 54 в первом осуществлении, но обеспечивает смещение устройства считывания кодов 52 относительно капсулы. В частности, механизм считывания кодов 54 обеспечивает перемещение устройства считывания кодов 52 для его вращения вокруг оси вращения капсулы. Для этого, как показано на фигуре 4, механизм считывания кодов 54 содержит вращающийся приводной компонент устройства считывания кодов 178 с закрепленным на нем устройством считывания кодов 52. При этом вращающийся приводной компонент устройства считывания кодов 178 приводится в действие исполнительным блоком 112 посредством узла привода (оба компонента не показаны на фигуре 4). Вращающийся приводной компонент устройства считывания кодов 178 имеет конструкцию, обеспечивающую его вращение вокруг участка капсулы, который содержит код, например оси вращения.
В четвертом осуществлении механизма считывания кодов 54 конструкция этого механизма аналогична конструкции механизма считывания кодов 54 во втором осуществлении, но обеспечивает смещение устройства считывания кодов 52 относительно капсулы. В частности, механизм считывания кодов 54 обеспечивает перемещение устройства считывания кодов 52 для его поступательного перемещения вдоль оси капсулы. Для этого механизм считывания кодов 54 содержит исполнительный компонент для устройства считывания кодов, который приводится в действие исполнительным блоком 112 напрямую, например когда исполнительный блок 112 является исполнительным механизмом с линейным движением или посредством зубчатой передачи, которая может содержать коленчатый вал, например когда исполнительный блок 112 является исполнительным механизмом с вращательным движением.
Возвращаясь к фигурам 1 и 2, в первом и третьем осуществлении механизма считывания кодов 54 этот механизм может также содержать датчик цикла считывания 62, который обеспечивает сигнал цикла считывания. Сигнал цикла считывания содержит информацию для определения количества циклов считывания, которое является количеством полных считываний кода, содержащихся в полученном фрагменте сигнала с кодом. Датчик цикла считывания 62 может, например, выполнять функции переключателя и исполнительного устройства переключателя, обеспечивающих один или несколько импульсов в сигнале цикла считывания для каждого вращения исполнительного блока 112 или другого компонента узла привода 60.
Механизм перемещения капсулы блока обработки капсулы
Далее приводится описание механизма перемещения капсулы 64, обеспечивающего перемещение обработанной капсулы в блок извлечения 14 (например, через канал для установки капсулы 36). Для этого он, как правило, исполняется отдельно от блока извлечения 14 и устанавливается над ним. Механизм перемещения капсулы 64 может, например, обеспечивать перемещение капсулы посредством удаления препятствия, удерживающего капсулу, или посредством смещения капсулы к каналу для установки капсулы 36. Далее приведено описание примеров осуществления.
Первое предпочтительное осуществление механизма перемещения капсулы 64, показанное на фигурах 1, 5, 6, 7, 8 и 9, предназначено для использования с первым или третьим осуществлением механизма считывания кодов 54. Механизм перемещения капсулы 64 содержит подвижную опору для капсулы 66; механизм привода опоры для капсулы 124, описание которого будет приведено далее.
Подвижная опора для капсулы 66 предназначается для получения капсулы от пользователя и вращается относительно корпуса 22. Это обеспечивает перемещение капсулы, располагающейся на опоре, в блок извлечения 14. В частности, выполняется перемещение между положением опоры для капсулы (фигура 5, 7) и положением перемещения капсулы (фигура 6), причем в положении опоры для капсулы может выполняться считывание кода капсулы 6 системой считывания кодов 50; в положении перемещения капсулы обеспечивается перемещение капсулы 6, располагающейся на опоре, в блок извлечения 14. Подвижная опора для капсулы 66 перемещается между данными положениями посредством механизма привода опоры для капсулы 124, который в свою очередь приводится в действие исполнительным блоком 112, описанным далее.
В примере, показанном на фигурах 5, 6, и 7, подвижная опора для капсулы 66 состоит из первой части 142 и второй части 144, которые разделяются после выхода из положения опоры для капсулы для обеспечения положения перемещения капсулы. Подвижная опора для капсулы 66 также может содержать кольцевую канавку для размещения фланца капсулы и прилегающий участок опоры для корпуса капсулы. Предпочтительным является вариант, когда конструкция опоры для капсулы 66 позволяет обеспечивать опору для капсул различной формы.
Механизм привода опоры для капсулы 124 содержит исполнительный компонент для опоры для капсулы 126 и механизм привода исполнительного компонента 134, описание которых приведено далее.
В частности, на фигурах 5, 6 и 7 исполнительный компонент для опоры для капсулы 126 содержит первый рычаг 128 и второй рычаг 130, перемещение которых позволяет перемещать подвижную опору для капсулы 66 между положением опоры для капсулы и положением перемещения капсулы. Для этого первый рычаг 128 и второй рычаг 130 предусматривают ближний конец, соединенный с подвижной опорой для капсулы 66, отходящей от него на значительное расстояние под прямым углом; дальний конец, имеющий шарнирное соединение с корпусом 22 (например, посредством промежуточного компонента) по оси шарнира, которая, как правило, выровнена относительно указанного перпендикулярного удлинения подвижной опоры для капсулы 66. В частности: ближний конец первого рычага 128 соединен с первой частью 142 подвижной опоры для капсулы 66; ближний конец второго рычага 130 соединен со второй частью 144 подвижной опоры для капсулы 66; дальний конец первого рычага 128 имеет шарнирное соединение с опорой для рычага корпуса 22; дальний конец второго рычага 130 имеет шарнирное соединение с опорой для рычага корпуса 22; рычаги 128 и 130 вращаются вокруг шарнирной опоры в плоскости, которая, как правило, перпендикулярна оси шарнира.
Ближние концы рычагов 128 и 130 соединены с помощью средств передачи крутящего момента 132, которые обеспечивают передачу соответствующего вращательного движения между рычагами. На фигурах в качестве примера показаны средства передачи крутящего момента 132, содержащие сцепленные зубья, установленные вокруг изогнутого края дальнего конца рычага. При этом допускается использовать другие средства, например фрикционную муфту. Кроме того, средства передачи крутящего момента 132 могут быть расположены иным образом относительно дальнего и ближнего концов рычагов, например сцепленные шестерни могут располагаться на конце валов, которые содержат шарнирную опору.
Исполнительный компонент для опоры для капсулы 126 перемещается между положением опоры для капсулы и положением перемещения капсулы с помощью механизма привода исполнительного компонента 134. Механизм привода исполнительного компонента 134 содержит соединительный компонент 136; коленчатый вал 138; узел привода 146. В соответствии с фигурами 5, 6 и 8 узел привода 146 содержит следующие компоненты: шестерни 148; муфту одностороннего вращения 150, например обгонную муфту или муфту свободного хода. Муфта одностороннего вращения 150 имеет рабочее соединение с исполнительным блоком 112 посредством шестерен 148. Муфта одностороннего вращения 150 предназначена для передачи крутящего момента на коленчатый вал 138, позволяя ему вращаться только в одном направлении (на фигуре, приведенной для примера, это направление по часовой стрелке).
При вращении коленчатого вала 138 в указанном направлении рычаг коленчатого вала 138 инициирует возвратно-поступательное движение соединительного компонента 136, который имеет шарнирное соединение с ним на ближнем конце соединительного компонента 136. Дальний конец соединительного компонента 136 имеет шарнирное соединение с удлинителем, установленным на ближнем конце первого рычага 128 исполнительного компонента для опоры для капсулы 126 (тем не менее желательно, чтобы соединительный компонент 136 был соединен с другими участками рычага). Соответственно, возвратно-поступательное движение, сообщенное соединительному компоненту 136, далее передается исполнительному компоненту для опоры для капсулы 126 с целью его перемещения между положением опоры для капсулы и положением перемещения капсулы. Соответственно, при выполнении коленчатым валом 138 половины оборота подвижная опора для капсулы 66 может перемещаться от положения опоры для капсулы в положение перемещения капсулы; при выполнении коленчатым валом 138 второй половины оборота в том же (или в обратном) направлении подвижная опора для капсулы 66 может перемещаться из положения опоры для капсулы в положение перемещения капсулы. Для правильной передачи возвратно-поступательного движения исполнительному компоненту для опоры для капсулы 126 соединительный компонент может иметь изгиб между ближним и дальним концами. Участок между ними обеспечивает упор удлинителя первого рычага 128.
Рычаги 128 и 130 могут наклоняться с помощью наклоняющего компонента в одно из положений опоры для капсулы и перемещения капсулы. На фигурах 5 и 6 наклоняющий компонент содержит удлинительную пружину 152, ближний конец которой прикреплен к ближнему концу второго рычага 130, а дальний конец — к корпусу 22 (например, посредством промежуточного компонента). Следовательно, рычаги 128 и 130 наклоняются в положение опоры для капсулы.
По усмотрению рычаги 128 и 130 могут направляться между положением опоры для капсулы и положением перемещения капсулы посредством направляющего компонента 154. На фигуре 5 направляющий компонент 154 может содержать удлинители, которые обеспечивают удлинение ближних концов рычагов 128 и 130 и перемещаются в соответствующих каналах, расположенных в корпусе 22 или соединенных с ним (например, посредством промежуточного компонента).
Когда комбинируются механизм считывания кодов 54 в первом осуществлении и механизм перемещения капсулы 64 в первом осуществлении для перемещения капсулы 6 в блок извлечения 14, в дополнение к указанной подвижной опоре для капсулы 66 между соответствующими положениями для опоры и перемещения капсулы могут перемещаться различные компоненты блока обработки капсулы 16.
В данном примере осуществления механизм привода исполнительного компонента 134, исполнительный блок 112 и механизм считывания кодов 54 перемещаются для обеспечения втягивания вращающегося приводного компонента капсулы 58 механизма считывания кодов 54 в указанное положение перемещения капсулы. Для этого блок обработки капсулы 16 может также содержать систему подвижной опоры 156, которая в соответствии с фигурами 6 и 9 содержит подвижную опору 158 и механизм привода подвижной опоры 160. Подвижная опора 158 на ближнем конце имеет шарнирное соединение с корпусом 22 (например, с помощью промежуточного компонента). Механизм привода подвижной опоры 160 обеспечивает перемещение подвижной опоры 158 между положениями для опоры и перемещения капсулы. В одном из примеров механизм привода подвижной опоры 160 содержит шарнир, кулачок 168 и компонент зацепления кулачка 162. Кулачок 168 имеет вращающееся соединение с механизмом привода исполнительного компонента 134, а в показанном примере еще и с коленчатым валом 138. Компонент зацепления кулачка 162 является частью корпуса 22 (или промежуточного компонента, соединенного с корпусом). Профиль кулачка 168 должен обеспечивать его вращение относительно компонента зацепления кулачка 162 для перемещения подвижной опоры 158 между указанными положениями для опоры и перемещения капсулы. Предпочтительным является вариант, когда кулачок 168 наклоняется для зацепления с компонентом зацепления кулачка 162 посредством компонента наклона кулачка 164. Подвижная опора 158 содержит соединенный с ней механизм привода исполнительного компонента 134, исполнительный блок 112, механизм считывания кодов 54, т. е. компоненты, которые имеют рабочее соединение с вращающимся приводным компонентом капсулы 58.
В другом осуществлении (не показано) перемещается только вращающийся приводной компонент капсулы 58. В данном осуществлении вращающийся приводной компонент капсулы 58 соединен с указанной системой подвижной опоры 156, которая приводится в действие указанным механизмом привода подвижной опоры 160. Вращающийся приводной компонент капсулы 58 может выходить из зацепления с узлом привода 60 и снова входить в него благодаря наличию вращающегося сцепления узла привода 60 и вращающегося приводного компонента капсулы 58 с помощью фрикционной муфты, которая смещается при указанном перемещении.
Механизм привода исполнительного компонента 134 может также содержать датчик положения, который передает сигнал положения. Сигнал положения содержит данные для определения положения компонентов механизма привода исполнительного компонента 134 или соединенных с ним компонентов, например подвижной опоры для капсулы 66. В примере, показанном на фигуре 8, датчик положения 166 содержит переключатель, управляемый кулачком, который имеет вращающееся соединение с коленчатым валом 138 для обеспечения одного или нескольких импульсов сигнала положения при каждом вращении вала.
Механизм привода исполнительного компонента 134 и механизм считывания кодов 54 в первом или третьем осуществлении имеют рабочее соединение, благодаря которому указанное вращение исполнительного блока 112 в первом направлении вызывает вращение вращающегося приводного компонента капсулы 58 механизма считывания кодов 54 с целью считывания кода. При этом муфта одностороннего вращения 150 выполняет изоляцию указанного вращения от коленчатого вала 138 и, соответственно, от подвижной опоры для капсулы 66. При этом вращение, инициированное исполнительным блоком 112 во втором направлении, передается посредством муфты одностороннего вращения 150 коленчатому валу 138 для обеспечения перемещения подвижной опоры для капсулы 66 между положениями для опоры и перемещения капсулы. Для механизма считывания кодов 54 в первом осуществлении следует отметить, что вращение исполнительного блока 112 во втором направлении также обеспечивает перемещение вращающегося приводного компонента капсулы 58 в обратном направлении: тем не менее это оказывает номинальный эффект на капсулу 6, поскольку ее втягивание может выполняться посредством указанной системы подвижной опоры 156.
Блок обработки капсулы 16, который содержит сочетание механизма считывания кодов 54 в первом или третьем осуществлении и механизма перемещения капсулы 64 в первом осуществлении, обеспечивает считывание кода на капсуле 6, когда исполнительный блок 112 вращается в первом направлении; перемещение капсулы 6 в блок извлечения 14, когда исполнительный блок 112 вращается во втором направлении.
Вышеуказанное первое осуществление механизма перемещения капсулы 64 может быть адаптировано различными способами. Например, подвижная опора для капсулы 66 может содержать только первую часть 142, соединенную с одним рычагом 128 или 130 исполнительного компонента для опоры для капсулы 126. Кроме того, или каждый рычаг 128, 130 исполнительного компонента для опоры для капсулы 126, или другой подходящий исполнительный компонент могут поступательно перемещаться относительно корпуса 22 и не перемещаться вращательно на шарнире, как в приведенном ранее примере. Например, поступательное перемещение может обеспечиваться посредством придания каналам направляющего компонента 154 линейной формы. При этом необходимо соответствующим образом отрегулировать механизм привода исполнительного компонента 134 путем приведения в соответствие соединительного компонента.
Во втором осуществлении (не показано) механизма перемещения капсулы 64 механизм перемещения капсулы 64 имеет конструкцию, аналогичную конструкции механизма перемещения капсулы 64 в первом осуществлении, то есть содержит подвижную опору для капсулы 66, состоящую из первой части 142 и второй части 144; механизм привода опоры для капсулы 124 с исполнительным компонентом для опоры для капсулы 126, содержащим первый рычаг 128 и второй рычаг 130 (которые имеют шарнирное соединение с корпусом 22), средства передачи крутящего момента 132, наклоняющий компонент 152, направляющий компонент 154; датчик положения 166; систему подвижной опоры 156.
При этом механизм привода исполнительного компонента 134 содержит узел привода 146, который в свою очередь содержит шестерни; клин; осевой компонент, дальний конец которого имеет резьбовое соединение с корпусом 22 (например, посредством промежуточного компонента). Шестерни обеспечивают вращательное движение осевого компонента, что, благодаря резьбовому соединению, вызывает линейное движение осевого компонента вдоль его оси вращения. Клин свободно вращается на ближнем конце осевого компонента. Соответственно, вращение осевого компонента в любом направлении вызывает противоположное линейное движение клина. Конструкция и расположение клина позволяют ему находиться в зацеплении с одним из рычагов 128, 130 исполнительного компонента для опоры для капсулы 126 с целью поворота данного рычага. Указанный рычаг может быть наклонен для зацепления с клином посредством наклоняющего компонента 152. Перемещение клина в первом направлении может вызывать перемещение подвижной опоры для капсулы 66 из положения опоры для капсулы в положение перемещения капсулы. Перемещение клина во втором (противоположном) направлении может вызывать перемещение подвижной опоры для капсулы 66 из положения перемещения капсулы в положение для опоры капсулы. Механизм привода исполнительного компонента 134 имеет конструкцию, которая при считывании кода капсулы системой считывания кодов 50 обеспечивает перемещение клина в первом направлении. После считывания кода клин входит в зацепление с указанным рычагом для перемещения капсулы. Впоследствии положение клина может быть повторно установлено перемещением во втором направлении.
Блок обработки капсулы 16, который содержит механизм перемещения капсулы 64 во втором осуществлении, может сочетаться с механизмом считывания кодов 54 в первом или третьем осуществлении. Соответственно, блок обработки капсулы должен обеспечивать считывание кода капсулы 6 при вращении исполнительного блока 112 в первом направлении; перемещение капсулы 6 в блок извлечения 14 при вращении исполнительного блока 112 в первом направлении.
В третьем осуществлении механизма перемещения капсулы 64, показанном на фигуре 3 и предназначенном для использования с механизмом считывания кодов 54 во втором или четвертом осуществлении, механизм перемещения капсулы 64 содержит подвижную опору для капсулы и механизм привода опоры для капсулы в виде канала опоры для капсулы 116 и исполнительного компонента для капсулы 114, который приводится в действие исполнительным блоком 112, описанным ранее. В частности, исполнительный блок 112 обеспечивает смещение капсулы вдоль канала опоры для капсулы 116 для перемещения капсулы в канал для установки капсулы 36. В случае механизма считывания кодов 54 во втором осуществлении при смещении капсулы выполняется считывание кода и перемещение. В случае механизма считывания кодов 54 в четвертом осуществлении исполнительный компонент для капсулы 114 выполняет перемещение до считывания кода, т. е. исполнительный компонент для капсулы 114 сначала обеспечивает задействование устройства считывания кодов 52 для считывания кода, а затем задействование капсулы для ее смещения и перемещения.
Следовательно, блок обработки капсулы 16, который содержит сочетание механизма считывания кодов 54 во втором или четвертом осуществлении и механизма перемещения капсулы 64 в третьем осуществлении, обеспечивает считывание кода на капсуле 6, когда исполнительный блок 112 поступательно перемещается в первом направлении; перемещение капсулы 6 в блок извлечения 14 при поступательном перемещении исполнительного блока 112 в первом направлении. Указанное сочетание также может быть адаптировано, чтобы обеспечивать считывание кода капсулы 6 при поступательном перемещении исполнительного блока 112 в первом направлении; перемещение капсулы 6 в блок извлечения 14 при поступательном перемещении исполнительного блока 112 во втором направлении. Например, исполнительный компонент для капсулы 114 выдвигается вокруг противоположных краев капсулы 6, благодаря чему он может проталкивать и вытягивать капсулу вдоль канала для опоры капсулы 116; капсула может упасть через исполнительный компонент для капсулы 114 при его расположении над каналом для установки капсулы 36. Приведенный пример также позволяет выполнять считывание кода при возвратно-поступательном движении.
В четвертом осуществлении (не показано) механизма перемещения капсулы 64 подвижная опора для капсулы 66 вращается вокруг оси вращения капсулы для перемещения между положением для опоры и перемещения капсулы. В частности: подвижная опора для капсулы 66 состоит из двух частей, каждая из которых соединена с опорой и свободно вращаются вокруг оси капсулы. Первая часть получает вращательное движение и передает вращательное движение через средства передачи крутящего момента (которые могут содержать средства передачи крутящего момента механизма перемещения капсулы 64 в первом осуществлении). Для перемещения из положения для опоры капсулы в положение перемещения капсулы первая и вторая часть расходятся в противоположных направлениях вокруг оси вращения капсулы, что обеспечивает перемещение капсулы, опирающейся на первую и вторую часть, через зазор между ними. Подвижная опора для капсулы 66 в указанной конструкции более детально приведена в WO 2014/056642, который включен в настоящий документ в виде ссылки. Подвижная опора для капсулы приводится в действие механизмом привода опоры для капсулы, который содержит узел привода.
Механизм перемещения капсулы 64 в четвертом осуществлении можно комбинировать с механизмом считывания кодов 54 в первом или третьем осуществлении. Вращательное движение подвижной опоры для капсулы может замедляться узлом привода относительно вращающегося приводного компонента капсулы (или вращающегося приводного компонента устройства считывания кодов) механизма считывания кодов 54, чтобы по мере постепенного перемещения подвижной опоры для капсулы к положению перемещения капсулы первым выполнялось считывание кода. Такое сочетание имеет такой же принцип действия исполнительного блока, как и механизм перемещения капсулы 64 во втором осуществлении, а именно: считывание кода капсулы 6 выполняется при вращении исполнительного блока 112 в первом направлении; перемещение капсулы 6 в блок извлечения 14 выполняется при вращении исполнительного блока 112 во втором направлении.
Далее будет рассмотрен исполнительный блок 112, исполнительный блок 112 может содержать линейное исполнительное устройство, например соленоид, или вращающееся исполнительное устройство, например электрический двигатель. Кроме того, исполнительный блок 112 может быть адаптирован и для линейного, и для вращательного движения, например линейное исполнительное устройство может быть адаптировано для вращательного движения посредством применения коленчатого вала и соединительного штока, который приводится в действие линейным исполнительным устройством; вращательное исполнительное устройство может быть адаптировано для линейного движения посредством применения соединительного штока и коленчатого вала, который приводится в действие вращательным исполнительным устройством.
Система определения капсулы блока обработки капсулы
В данном разделе приводится описание системы определения капсулы. Система определения капсулы служит для определения наличия и, при необходимости, типа капсулы 6 на опоре для капсулы, т. е. в первом осуществлении механизма перемещения капсулы 64 подвижная опора для капсулы 66, а в третьем осуществлении механизма перемещения капсулы 64 канал опоры для капсулы 116. Для краткости описание системы определения капсулы будет приведено в сочетании с первым осуществлением механизма перемещения капсулы 64. Тем не менее аналогичная система может быть использована в сочетании со вторым, третьим и четвертым осуществлением механизма перемещения капсулы 64. Система определения капсулы содержит один или несколько датчиков для определения наличия расположенной вблизи них капсулы. В предпочтительном примере применяются индуктивные датчики, хотя могут использоваться датчики и другого типа, например оптические. Кроме того, устройство считывания кодов 52 может само выполнять функцию датчика.
В предпочтительном осуществлении система определения капсулы содержит первый набор датчиков, который обеспечивает определение наличия участка капсулы, например фланца, крышки или корпуса; второй набор датчиков, который обеспечивает определение геометрического свойства капсулы, такого как длина отдельного участка капсулы, например длина участка корпуса. При этом геометрическое свойство может быть использовано для определения типа капсулы. И первый, и второй набор датчиков могут содержать один или несколько датчиков, которые имеют рабочее соединение с одним из компонентов аппарата для приготовления напитков 4. В примере с индуктивными датчиками несколько датчиков одного набора могут соединяться последовательно.
На фигуре 10 показан пример такого осуществления системы определения капсулы 170, где первый набор датчиков содержит датчики 172а, 172b, а второй набор датчиков содержит датчик 172c. Датчики 172a и 172b устанавливаются на подвижной опоре для капсулы 66, а именно на участках опоры для корпуса первой части 142 и второй части 144 опоры. Таким образом датчики обеспечивают определение наличия боковой стенки корпуса капсулы, установленной на подвижной опоре для капсулы 66. Датчик 172c соединен с корпусом 22 (например, посредством промежуточного компонента) аппарата для приготовления напитков 4 и расположен рядом с основанием корпуса капсулы 6. Таким образом, датчик обеспечивает определение близости основания корпуса капсулы 6, когда капсула 6 установлена на подвижной опоре для капсулы 66.
Рекомендуется применять несколько датчиков, например 172a, 172b, для определения наличия участка капсулы 6 (в данном случае корпуса). Это позволит определять наличие капсул, имеющих деформированные участки, когда один датчик не может выполнить точное определение.
В приведенном примере устройство считывания кодов 52 обеспечивает считывание кода, нанесенного на основание корпуса капсулы 6, приведенная конфигурация может быть адаптирована таким образом, чтобы устройство считывания кодов 52 также могло выполнять функцию второго набора датчиков или входить в его состав.
Первый набор датчиков может использоваться для определения наличия капсулы или, в частности, для определения наличия металлической капсулы, когда используются индуктивные датчики; второй набор датчиков может использоваться для определения длины участка корпуса капсулы или, в частности, для определения длины металлического участка корпуса, когда используются индуктивные датчики, с целью определения капсул различного типа. Для индуктивного датчика программа определения и идентификации 176, программа обработки капсулы 174 блока обработки 70 может содержать следующий программный код (или программируемую логику): ЕСЛИ сигнал от первого набора датчиков указывает на наличие капсулы, ТО обработать сигнал от второго набора датчиков, ИНАЧЕ капсула отсутствует (или присутствует неметаллическая капсула); ЕСЛИ сигнал от второго набора датчиков указывает на наличие капсулы, ТО определена капсула первого типа, ИНАЧЕ определена капсула второго типа.
После определения типа и/или наличия капсулы, выполняемого программой определения и идентификации 176, вызывается программа обработки капсулы 174 блока обработки 70, которая может содержать программный код (или программируемую логику) для обеспечения считывания кода капсулы 6 посредством системы считывания кодов 50 и/или перемещения капсулы в блок извлечения 14 посредством механизма перемещения капсулы 64. Например, программа обработки капсулы 174 может содержать следующий программный код (или программируемую логику): ЕСЛИ определена капсула первого типа, ТО выполнить считывание кода с помощью системы считывания кодов 50, И ЕСЛИ считывание кода выполнено успешно, ТО переместить капсулу в блок извлечения 14 посредством механизма перемещения капсулы 64, ИНАЧЕ ЕСЛИ определена капсула второго типа, ТО выполнить перемещение капсулы в блок извлечения 14 посредством механизма перемещения капсулы 64, ИНАЧЕ капсула отсутствует или определена неподходящая капсула.
Система управления
В данном разделе приведено описание системы управления 18 в соответствии с фигурами 1 и 11. Система управления 18 обеспечивает управление другими компонентами первого уровня для извлечения одного или нескольких ингредиентов из капсулы 6. Система управления 18, как правило, содержит следующие компоненты второго уровня аппарата для приготовления напитков 4: пользовательский интерфейс 68; блок обработки 70; блок памяти 72; один или несколько датчиков 56. Описание данных компонентов приведено далее.
Пользовательский интерфейс 68 обеспечивает получение команд от пользователя и передачу команд в блок обработки 70 для их исполнения. Например, команды могут содержать инструкцию для исполнения процедуры извлечения и/или настройки рабочего параметра аппарата для приготовления напитков 4. Пользовательский интерфейс 68 может также предоставлять пользователю информацию, например информацию о состоянии аппарата для приготовления напитков 4. Для этого пользовательский интерфейс 68 может содержать дисплей, например ЖК-дисплей и/или устройства выбора, например клавиши выбора или емкостный сенсорный экран на дисплее.
Каждый датчик 56 также обеспечивает передачу сигнала в блок обработки 70 для отслеживания процесса извлечения и/или состояния аппарата для приготовления напитков 4. Например, датчики могут включать датчики температуры; датчики расхода жидкости. В дополнение к датчикам 56, указанные ранее датчики 172 системы определения капсулы 170 также выполняют передачу сигнала в блок обработки 70.
Блок обработки 70 содержит память, компоненты системы ввода-вывода, установленные на интегральной схеме, обычно в виде микропроцессора или микроконтроллера. Блок обработки 70 обеспечивает получение входных данных, например команд от пользователя от пользовательского интерфейса 68 и/или сигнала от датчиков 56, 172; обработку входных данных в соответствии с кодом программы (или программируемой логикой), который хранится в блоке памяти 72; предоставление выходных данных, которые, как правило, относятся к процессу извлечения, например содержат последовательность рабочих операций блока обработки капсулы 16; системы подачи жидкости 12; блока извлечения 14.
Блок памяти 72 служит для хранения кода программы и, по усмотрению, данных. Для этого блок памяти, как правило, содержит энергонезависимое запоминающее устройство, например EPROM, EEPROM или Flash, для хранения программного кода и рабочих параметров; оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) для хранения данных. Блок памяти может одержать отдельную и/или интегрированную память (например, на полупроводниковом кристалле). Блок обработки 70 в предпочтительном случае может содержать один или несколько блоков управления и арифметико-логических устройств, т. е. несколько процессоров.
Блок обработки 70 может содержать другие соответствующие интегральные схемы, например ASIC; программируемое логическое устройство, например PAL, CPLD, FPGA, PSoC; однокристальную систему (SoC). Для этих устройств, в случае необходимости, вышеуказанный программный код может считаться программируемой логикой или дополнительно содержать программируемую логику.
Программы, хранящиеся в блоке памяти системы управления
В соответствии с фигурой 11 инструкции, которые хранятся в блоке памяти 72, в предпочтительном случае могут содержать основную программу приготовления напитка 74, содержащую различные подпрограммы. Программа приготовления напитка 74 содержит программный код, который выполняется блоком обработки 70 и позволяет блоку обработки 70 управлять вышеуказанными компонентами первого уровня с целью извлечения ингредиента из капсулы. Программа приготовления напитка 74 может выполняться в ответ на команду, поступившую от пользовательского интерфейса 68, и/или сигнал от датчика, например сигнал от датчика системы определения капсулы 170.
При выполнении программы приготовления напитка 74 может обеспечиваться управление вышеуказанными компонентами с использованием информации об извлечении, зашифрованной в коде капсулы 6, и/или другой информации, которая может храниться в блоке памяти 72 и/или данных, введенных через пользовательский интерфейс 68.
Для управления блоком обработки капсулы 16 с целью обработки капсулы, которую пользователь устанавливает на опору для капсулы, программа приготовления напитка 74 в предпочтительном случае может содержать программу обработки капсулы 174. Программа обработки капсулы 174 содержит программный код (или программируемую логику) для обеспечения управления системой считывания кодов 50 для предоставления сигнала с кодом 78, т. е. считывания кода устройством считывания кодов 52; управления механизмом перемещения капсулы 64 для перемещения капсулы в блок извлечения 14. Для определения и идентификации типа капсулы, которую пользователь устанавливает на опору для капсулы, программа обработки капсулы 174 в предпочтительном случае может содержать программу определения и идентификации капсулы 176. Для расшифровки информации об извлечении из информации, содержащейся в сигнале с кодом, программа обработки капсулы 174 в предпочтительном случае может содержать программу обработки кода 76.
Капсула системы приготовления напитков
В данном разделе приведено описание капсулы 6, которая содержит участок корпуса, ограничивающий полость для хранения порции извлекаемого ингредиента; участок крышки для закрытия полости; участок фланца для соединения участка корпуса и участка крышки, участок фланца может располагаться дистально относительно основания полости. Участок корпуса может иметь различную форму, например форму диска, коническую или прямоугольную форму в поперечном сечении. Капсула может изготавливаться из различных материалов, например из металла или пластика или их сочетания. Общими требованиями при выборе материала являются совместимость с пищевыми продуктами; устойчивость к давлению/температуре, применяемыми в процессе извлечения; возможность проделывания отверстия для введения инжектора 40 впрыскивающей головки 30; возможность разрыва для подачи извлеченного ингредиента в выпускное отверстие 48 стенки извлечения 46. Следовательно, капсулы 6 могут иметь различную форму, два примера которой приведено далее.
На фигуре 12 показан вид сбоку в поперечном разрезе первого примера капсулы 6, которая содержит участок корпуса 82, содержащий полость в форме усеченного конуса для получения порции ингредиента для извлечения; участок крышки 84 для закрытия полости участка корпуса; участок фланца 86 для соединения участка корпуса 82 и участка крышки 84.
На фигуре 13 показан вид сбоку в поперечном разрезе второго примера капсулы 6, которая содержит участок корпуса 88, содержащий полость в форме полусферы для получения порции ингредиента для извлечения; участок крышки 90 для закрытия полости участка корпуса; участок фланца 92 для соединения участка корпуса 88 и участка крышки 90.
Предпочтительным является вариант, когда форма капсулы 6 является осесимметричной относительно оси вращения капсулы 120, которая, как правило, перпендикулярна плоскости расположения участка фланца 86, 92.
Код капсулы
В данном разделе приведено описание кода 94 капсулы 6: сначала рассматривается общее расположение кода на капсуле. Положение кода на капсулу 6 должно обеспечивать считывание кода устройством считывания кодов 52 при относительном перемещении капсулы 6 и устройства считывания кодов 52.
Поэтому для считывания механизмами считывания кодов 54 в первом или третьем осуществлении код должен располагаться вокруг оси вращения капсулы. На фигуре 14 приведен пример кода 94. Код 94 располагается на основании полости участка корпуса 82, 88 капсулы 6 по окружности вокруг оси вращения капсулы 120. Это обеспечивает считывание кода 94 при вращении капсулы 6 вокруг оси вращения капсулы 120. В других примерах расположения кода, совместимых с первым или третьим осуществлением механизма считывания кодов 54, код может располагаться на других участках капсулы, например на участках фланца или крышки 84, 92.
При расположении для считывания механизмами считывания кодов 54 во втором или четвертом осуществлении код должен быть выровнен относительно оси капсулы. Например, код может располагаться на участке корпуса 82, 88 капсулы, вокруг оси вращения 120.
Код 94 на капсуле может повторяться один или несколько раз, например 2–6 раз. Каждое повторное нанесение кода 94 определяется здесь как повторение кода. В случае одного повторения кода его считывание может выполняться один раз, но в предпочтительном примере считывание одного повторения кода 94 выполняется несколько раз и блок обработки 70 проверяет, совпадают ли результаты считывания кода друг с другом. В альтернативном случае, когда код состоит из нескольких повторений, считывание каждого повторения кода может выполняться один или несколько раз, а блок обработки 70 проверяет, совпадают ли результаты считывания кода друг с другом.
Далее приведено общее описание кода. Предпочтительным является вариант, когда код образован последовательностью маркеров 96. Маркеры 96 имеют форму, обеспечивающую идентификацию маркера 96 (по сравнению с отсутствием маркера 96) в сигнале с кодом 78, предоставляемым устройством считывания кодов 52. Как правило, все маркеры 96 имеют в целом аналогичную форму, позволяющую создавать характерный признак (например, импульс) в сигнале с кодом 78 при считывании устройством считывания кодов 52. В предпочтительном примере маркеры 96 имеют форму полосы, хотя могут использоваться и другие формы, например квадраты или окружности. В примере, показанном на фигуре 14, маркеры 96 имеют форму полосы и расположены по окружности относительно оси вращения капсулы 120.
Маркеры 96 могут наноситься на капсулу 6 различными способами, например тиснением (например, для использования с индуктивным устройством считывания кодов 52) или печатью (например, для использования с оптическим устройством считывания кодов 52). В примере, показанном на фигуре 14, маркеры 96 нанесены тиснением и расположены на металлическом участке участка корпуса 82, 88 капсулы 14. Предпочтительным решением является применение тиснения с углублением, расположенным по нормали к поверхности капсулы и простирающемся в любом из двух направлений (т. е. маркеры 96 могут характеризоваться отсутствием или наличием данного углубления). В другом примере маркеры 96 могут наноситься на неметаллический участок капсулы, например на пластиковый участок, посредством применения металлических слоев. При этом отсутствие или наличие металлического слоя определяет маркер. Еще в одном примере маркеры 96 могут быть нанесены с помощью печати типографскими красками. При этом отсутствие или наличие краски определяет маркер.
Размеры маркеров 96 могут отличаться в зависимости от размеров капсулы 6 и разрешающей способности считывающей головки устройства считывания кодов 52. В предпочтительном примере маркеры 96 в форме полосы имеют следующие размеры: глубина 0,6–0,2 мм, предпочтительная глубина 0,4 мм; длина от 1,5 мм до радиуса капсулы, предпочтительная длина 2 мм; ширина 10–0,4 мм, предпочтительная ширина 0,7 мм. Расстояние между маркерами 96 может быть различным, как описано далее, но, как правило, оно находится в диапазоне 2–0,5 мм. В случае, когда маркеры 96 расположены по окружности, расстояние между маркерами 96 может определяться как максимальное, минимальное или среднее расстояние по окружности.
Маркеры 96 располагаются таким образом, чтобы обеспечить шифрование информации об извлечении. Несколько маркеров 96 могут применяться для шифрования данных 98, и каждый смежный маркер имеет конкретное удаление в качестве переменной для обеспечения кодирования по крайней мере части информации об извлечении. Пример такого кода имеется в PCT/EP14/055510, который включен в настоящий документ в виде ссылки.
В других осуществлениях код 94 может содержать штрихкод или оптически считываемый код, описанный в EP 2594171 A1, который включен в настоящий документ в виде ссылки.
Информация об извлечении, зашифрованная в коде, относится к капсуле и/или рабочим параметрам аппарата, которые могут применяться в процессе извлечения. Например, в информации об излечении могут быть зашифрованы один или несколько из следующих параметров: угловая скорость/ускорение (для центробежных блоков извлечения); температура воды (на впускном отверстии капсулы и/или выпускном отверстии аппарата); массовый/объемный расход воды; объем воды; последовательность операций извлечения, например время предварительного увлажнения; параметры капсулы (объем, тип, идентификатор капсулы, дата истечения срока годности). Эти параметры могут применяться, например, с целью отслеживания расхода капсул для заказа дополнительных капсул для аппарата.
Перечень обозначений
2 система приготовления напитков
4 аппарат для приготовления напитков
10 — внешний корпус
20 — основание
22 — корпус
12 — система подачи жидкости
24 — резервуар
26 — насос для жидкости
28 — нагреватель жидкости
14 — блок извлечения
30 — впрыскивающая головка
40 — инжектор
32 — держатель для капсулы
42 — полость
44 — основание полости
46 — стенка извлечения
48 —выпускное отверстие
34 — загрузочный механизм держателя для капсулы
36 — канал для установки капсулы
38 — канал для удаления капсулы
16 — блок обработки капсулы
50 — система считывания кодов
52 — устройство считывания кодов
78 — сигнал с кодом
54 — механизм считывания кодов
62 — датчик цикла считывания
Осуществление 1
58 — вращающийся приводной компонент капсулы
60 — узел привода
Осуществление 2
114 — исполнительный компонент для капсулы
116 — канал для опоры капсулы
Осуществление 3
178 — вращающийся приводной компонент устройства считывания кодов
64 — механизм перемещения капсулы
66 — подвижная опора для капсулы
142 — первая часть
144 — вторая часть
124 — механизм привода опоры для капсулы
126 — исполнительный компонент для опоры для капсулы
128 — первый рычаг
Ближний конец (подвижная опора для капсулы)
Дальний конец (средства передачи крутящего момента)
130 — второй рычаг
Ближний конец (подвижная опора для капсулы)
Дальний конец (средства передачи крутящего момента)
132 — средства передачи крутящего момента
152 — наклоняющий компонент
154 — направляющий компонент
134 — механизм привода исполнительного компонента
146 — узел привода
148 — шестерни
150 — муфта одностороннего вращения
136 — соединительный компонент
138 — коленчатый вал
166 — датчик положения
156 — система подвижной опоры
158 — подвижная опора
160 — механизм привода подвижной опоры
162 — компонент зацепления кулачка
164 — компонент наклона кулачка
168 — кулачок
112 — исполнительный блок
170 — система определения капсулы
172 — датчики
18 — система управления
68 — пользовательский интерфейс
70 — блок обработки
72 — блок памяти
74 — программа приготовления напитка
174 — программа обработки капсулы
76 — программа обработки кода
176 — программа определения и идентификации капсулы
56 — датчики (температуры, уровня воды, положения впрыскивающей головки)
6 — капсула
120 — ось вращения капсулы
Пример 1
82 — участок корпуса
94 — код
96 — маркеры
98 — данные
84 — участок крышки
86 — участок фланца
Пример 2
88 — участок корпуса
90 — участок крышки
92 — участок фланца
8 — приемный контейнер