ВСПЕНИВАТЕЛЬ МОЛОКА, СИСТЕМА ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ И МАШИНА ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ
MILK FROTHER, BEVERAGE PREPARATION SYSTEM AND BEVERAGE PREPARATION MACHINE

Настоящее изобретение относится к области устройств приготовления напитков. В частности, оно относится к устройству для изготовления молочной пены и молочных напитков, к системе приготовления напитков, а также к машине приготовления напитков.
Из уровня техники известны вспениватели молока, выполненные в виде встроенных в кофеварки модулей или отдельных устройств, которые могут быть присоединены к кофеваркам. В документе ЕР 2 047 779 раскрыта кофеварка с присоединяемым молочным модулем, причем горячий пар из кофеварки применяется для вспенивания молока, всасываемого из емкости молочного модуля в соответствием с эффектом Вентури. Вспененное молоко выпускается через поворотный рукав. В документе ЕР 2 220 973 раскрыта кофеварка с устройством для выдачи молочной пены. Принцип действия этого устройства также основан на эффекте Вентури, благодаря которому молоко всасывается из отдельной емкости за счет ввода горячего пара в сопло Вентури, завихряется посредством воздуха и, таким образом, вспенивается. Устройство раздачи встроено в кожух выпуска кофе, но оно расположено так, что отсутствует необходимость подводить молоко дальше внутрь кофеварки, что обеспечивает возможность раздельной очистки его частей. Однако этот принцип основан на том, что операции с молоком осуществляются внутри кофеварки, что усложняет ее чистку для пользователя.
Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить такое устройство для образования молочной пены, которое позволило бы преодолеть недостатки существующего уровня техники и при этом было бы оптимизировано для взаимодействия с устройством приготовления горячих напитков, в частности, с кофеваркой, и, в частности, имело бы преимущества в отношении простоты чистки для пользователя.
Эта задача может быть решена посредством устройства, определенного приложенной формулой изобретения.
Устройство для приготовления вспененного молока содержит емкость для вмещения молока и стыковочный элемент для присоединения к машине приготовления напитков, при этом упомянутый стыковочный элемент содержит:
- соединение для пара, передаваемого машиной приготовления напитков; и
- средство выпуска молочной пены для вспененного молока.
Упомянутое устройство дополнительно отличается тем, что стыковочный элемент содержит основную часть с множеством каналов для текучей среды и дополнительную часть, обратимо съемную с основной части; причем дополнительная часть содержит материал, более мягкий по сравнению с основной частью, а также является сплошной и содержит группу элементов, выполненных с возможность пропускания молока, пара, воды и/или воздуха и входящих в каналы для текучей среды.
Дополнительная часть, в частности, может быть выполнена в виде цельной детали из упруго и/или пластично деформируемого и сравнительно мягкого материала. В данном контексте "деформируемый" материал означает, например, что среднестатистический пользователь может вручную, без вспомогательных средств и чрезмерных усилий существенно деформировать упомянутый материал.
Например, дополнительная часть может быть выполнена в виде силиконовой части. Как известно, силиконы подходят для применения в пищевой отрасли, поскольку кроме того, что они способны деформироваться, они также инертны и могут подвергаться нагреву, и поэтому легко очищаются, например, в моечной машине.
Дополнительная часть, может быть расположена так, чтобы по меньшей мере частично охватывать основную часть, и выполнена с возможностью отведения от нее. Она может содержать плоское или двухмерное каркасное основание, на котором расположены проточные элементы. При этом основание дополнительной части расположено так, что оно изогнуто и/или сложено вокруг основной части.
Такое основание дополнительной части, в частности, может быть выполнено из плоских участков, между которыми расположены соединения. Такие соединения могут быть образованы выполненными в основании канавками и/или выемками и выполнены в виде поворотных соединений (шарниров) только с одной степенью свободы.
Направления, в которых поток может проходить через различные элементы, могут отличаться, например, вследствие того, что эти элементы расположены на различных сторонах основной части.
В вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительная часть, в частности, выполнена так, что она также прижата к основной части на двух противоположных сторонах и содержит, например, вышеописанные элементы.
В вариантах осуществления настоящего изобретения упомянутые элементы включают в себя по меньшей мере одно сопло и/или клапан, то есть дополнительная часть образует по меньшей мере одно сопло и/или клапан. Упомянутое сопло или клапан может полностью или частично выступать внутрь канала для текучей среды в основной части или содержать муфту, выступающую внутрь такого канала. Примером такого клапана является клапан типа "утиный нос".
Такие элементы в виде сопла и/или клапана образуют сужения ввиду своей функции, при этом чистка части канала для текучей среды, расположенной за таким сужением, является затруднительной. Однако регулярная тщательная чистка важна для элементов, контактирующих с молоком. Техническое решение согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность снятия и очистки этих элементов простым образом посредством отделения дополнительной части от основной части. Хоть дополнительная часть и содержит группу элементов, эти элементы остаются вместе как одно целое при чистке, и поэтому не теряются и могут снова быть вставлены простым способом, причем неправильная сборка при этом исключена.
Основная часть может быть изготовлена, например, из пластика, например, посредством инжекционного литья, однако также возможны и прочие материалы, например керамические материалы или нержавеющая сталь. Основная часть может быть цельной, но это не является обязательным условием. Например, основная часть может быть изготовлена из блока материала, причем каналы для текучей среды могут быть покрыты материалом, отличающимся от материала этого блока. Также не исключено, что в собранном состоянии проточные элементы дополнительной части входят в каналы для текучей среды настолько глубоко, что они также обеспечивают изоляцию этих каналов и по меньшей мере частично предотвращают контакт между текучей средой и основной частью.
Помимо преимущества, заключающегося в простоте осуществления чистки и повторной сборки после проведения чистки, упомянутое техническое решение также имеет преимущество, заключающееся в эффективной технологичности.
Кроме того, стыковочный элемент согласно настоящему изобретению обеспечивает очень компактное, удобное в обслуживании и практичное соединение между машиной приготовления напитков и вспенивателем молока. Стыковочный элемент также содержит средство выпуска молочной пены, это средство выпуска, в частности, может быть расположено очень близко к машине приготовления напитков и может быть расположено рядом со средством для выпуска напитков упомянутой машины приготовления напитков в случае его соответствующей конструкции. Расстояние между средством выпуска молочной пены и средством выпуска напитков, в частности, может быть таким, что емкость для напитков обычных размеров, например, кофейная чашка или стакан для латте макиато, может быть размещена под обоими средствами выпуска.
Типичные емкости для горячих напитков с молоком имеют диаметр 6-8 см или более. Система приготовления напитков с вспенивателем молока и с машиной приготовления напитков предпочтительно выполнена так, что расстояние между средством для выпуска горячего напитка и средством для выпуска молочной пены настолько мало, что упомянутая емкость может наполняться и горячим напитком и вспененным молоком в одном положении. Таким образом, расстояние между средством выпуска горячего напитка и средством выпуска молочной пены предпочтительно не превышает 5 см, в частности не превышает 4 см или не превышает 3 см. Под вышеупомянутым расстоянием понимается расстояние в горизонтальном направлении, то есть расстояние между точками выхода напитка и вспененного молока в проекции по вертикали на горизонтальную плоскость. В отношении вспенивателя молока это может означать, что расстояние между средством выпуска молочной пены и торцовой поверхностью стыковочного элемента, содержащей соединение для пара и электрический интерфейс, составляет не более 2,5 см, в частности не более 2 см или не более 1,5 см.
В стыковочном элементе, содержащем основную часть и дополнительную часть, могут быть образованы каналы для молока и пара в виде каналов для текучей среды. Также он может содержать корпус в дополнение к основной части и дополнительной части.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения упомянутая машина содержит электрическое приводное средство для подачи и/или вспенивания молока, например, шестеренчатый насос. В этих вариантах осуществления изобретения стыковочный элемент также может иметь интерфейс для электрического тока, получаемого от машины приготовления напитков для приведения в движение упомянутое приводное средство.
Провода для электрического тока между упомянутым интерфейсом и приводным средством проходят, например, по корпусу, внутри корпуса и/или между корпусом и основной частью.
Электрический ток, получаемый через этот интерфейс, обеспечивает приведение в движение активного элемента вспенивателя молока, в частности насоса, например, шестеренчатого насоса, и в частности насоса, представляющего собой часть узла вспенивания молока для приготовления также пены из холодного молока. Шестеренчатый насос на входной стороне соединен с каналом подачи молока и каналом подачи воздуха, что обеспечивает возможность приготовления молочной пены.
Опционально блок вспенивания молока может быть сконфигурирован так, что рабочий параметр регулируется в зависимости от измеренной величины и/или данных, введенных пользователем. В данном контексте под регулировкой понимается воздействие на по меньшей мере один рабочий параметр блока вспенивания молока, влияющий на работу блока в активном режиме вспенивания молока. Таким образом, эта регулировка отличается от простого включения/выключения, известного из уровня техники. В частности эту регулировка осуществляется так, что параметр, заданный пользователем и/или средством управления, оказывает влияние на свойства и/или количество создаваемой молочной пены. В частности регулируемым рабочим параметром может являться частота вращения шестеренчатого насоса или количество подводимого воздуха (которое может быть отрегулировано, например, посредством кстыковаглапанного узла с регулируемым проходным сечением клапана).
В собранном состоянии системы приготовления напитков стыковочный элемент может проходить между машиной приготовления напитков и основной частью вспенивателя молока, и в частности над средством выпуска напитков. Торцевая поверхность стыковочного элемента может проходить, например, по существу, в вертикальном направлении, что обеспечивает возможность приведения ее в контакт с соответствующим участком машины приготовления напитков. Стыковочный элемент может иметь, по существу, цилиндрическую форму с горизонтальной осью цилиндра, расположенной перпендикулярно торцу, и любое, например, по существу, прямоугольное поперечное сечение.,
Вспениватель молока, например, содержит смесительное сопло, выполненное с возможностью соединения в нем пара с молоком и также, например, с воздухом в случае приготовления теплого вспененного молока. В вариантах осуществления настоящего изобретения смесительное сопло может быть расположено в стыковочном элементе. В частности, смесительное сопло может быть расположено непосредственно над средством выпуска молочной пены, то есть вспененное молоко попадает в средство выпуска молочной пены непосредственно из смесительного сопла.
В вариантах осуществления настоящего изобретения поток пара, поступающий в смесительное сопло из соединения для пара, известным образом обеспечивает всасывание воздуха и смешивание его с подаваемым в смесительное сопло молоком, в результате чего может быть приготовлено вспененное молоко, которое при этом является теплым вследствие теплоты, переданной паром в молоко по большей части, но не исключительно, в виде теплоты конденсации. Этот всасывающий эффект может быть основан на законе Бернулли (в этом случае смесительное сопло может быть выполнено, например, в виде трубки Вентури) и/или на передаче импульса, известной из уровня техники в области так называемых струйных насосов.
Вследствие такой конструкции, вышеописанный стыковочный элемент также подходит для вспенивателей молока, которые, в отличие от вариантов осуществления настоящего изобретения с электрическим приводным средством, не содержат молочного насоса и могут осуществлять вспенивание исключительно посредством пара.
В дополнение к упомянутому соединению для пара стыковочный элемент может содержать дополнительное соединение, например, для горячей воды и/или водяного пара, которые поступают из машины приготовления напитков и могут применяться для промывки и чистки. Из этого соединения для очистной воды или очистного пара может выходить канал, пересекающий стыковочный элемент. Этот канал выходит, например, в блок вспенивания молока и, в зависимости от определенной ситуации, может быть предназначен для промывки, а при определенных обстоятельствах, также для стерилизации шестеренчатого насоса, в том числе подводящих и отводящих каналов.
В вариантах осуществления настоящего изобретения машина приготовления напитков также может иметь вывод для воздуха, через который воздух может подаваться регулируемым образом к вспенивателю молока, например, при определенных обстоятельствах, в его шестеренчатый насос. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения стыковочный элемент может дополнительно содержать ввод для воздуха, поступающего из машины приготовления напитков и подаваемого в блок вспенивания молока.
Система приготовления напитков, помимо упомянутого вспенивателя, также содержит машину приготовления напитков, в частности кофеварку. Такая машина может быть выполнена в виде машины, которую часто называют капсульной кофеваркой и которая снабжена заварочной камерой, предназначенной для вставки порционной капсулы с экстракционным материалом и для заваривания из этого экстрагируемого материала и воды горячего напитка (кофе, или чая, или другого горячего напитка). Однако она может быть выполнена также, например, в виде автоматической кофеварки с кофемолкой или пресс-машины для кофе тонкого помола.
Машина приготовления напитков, например, содержит емкость для воды, водяной насос и водонагреватель. Кроме того, в ней имеется заварочная камера для приготовления горячего напитка из нагретой воды посредством экстракции из экстракционного материала.
Машина приготовления напитков выполнена с возможность стыковки с ней вспенивателя молока благодаря наличию выводу для пара и расположенного со стороны машины электрического подключения, расположенных относительно близко друг к друга таким образом, что стыковочный элемент может быть состыкован посредством одного определенного движения или последовательности движений (без перемещения частей относительно друг друга). Кроме того, в зависимости от конструкции вспенивателя молока, машина приготовления напитков может содержать вывод для воздуха вышеупомянутого типа, соединенный с расположенным внутри машины клапанным узлом, в частности клапанным узлом с электронным управлением.
Вывод стыковки, вывод для пара и расположенный со стороны машины электрический интерфейс (а также, в зависимости от определенного случая, вывод для воздуха), в частности, могут быть расположены в непосредственной близости от средства выпуска напитков. Расстояние между средством выпуска напитков и торцевой поверхностью вывода стыковки, в которую упирается соответствующая торцевая поверхность стыковочного элемента при его стыковке, может, например, составлять не более 2,5 см. не более 2 см или не более 1,5 см.
Машина приготовления напитков, как правило, имеет лицевую часть, из которой выступает подставка, предназначенная для сосуда для напитков, а над подставкой - кожух выпуска напитков, также выступающий из лицевой части машины, и с нижней стороны которой расположено средство выпуска напитка. В вариантах осуществления изобретения вывод стыковки расположен сбоку от кожуха выпуска напитков. Это, например, означает то, что вспениватель молока присоединен к кожуху выпуска напитков сбоку.
В собранном состоянии по меньшей мере стыковочный элемент и, например, весь вспениватель молока расположен перед лицевой частью машины приготовления напитков.
Вспениватель молока и машина приготовления напитков системы приготовления напитков согласованы друг с другом по размерам так, что вспениватель молока расположен на одном уровне с машиной, или на подставке вспенивателя молока, образованной машиной.
Кроме того, вспениватель молока и машина приготовления напитков могут быть согласованы друг с другом в отношении дизайна.
Примеры осуществления изобретения раскрыты далее посредством приложенных чертежей. Одинаковые или аналогичные элементы на чертежах обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
На фиг. 1 показано устройство приготовления вспененного молока (вспениватель молока);
на фиг. 2 в разобранном виде показан вспениватель молока;
на фиг. 3 в разобранном виде показан блок вспенивания молока вспенивателя молока;
на фиг. 4 показан блок вспенивания молока, разрезанный вдоль горизонтальной плоскости;
на фиг. 5 частично показано уплотнение блока смешивания молока с элементами шестеренчатого насоса;
на фиг. 6 показана верхняя часть основного корпуса блока вспенивания молока, разрезанная вдоль горизонтальной плоскости;
на фиг. 7 снизу показана упомянутая верхняя часть основного корпуса;
на фиг. 8 показана верхняя часть основного корпуса, разрезанная вдоль вертикальной плоскости;
на фиг. 9 показан клапанный узел блока вспенивания молока;
на фиг. 10 представляет собой изображение клапанного узла в разобранном виде;
на фиг. 11а-11с клапанный узел показан на видах сверху, сбоку и спереди;
на фиг. 12 на виде сверху показан блок вспенивания молока с клапанным узлом;
на фиг. 13 показан блок вспенивания молока, разрезанный вдоль плоскости, проходящей через клапанный узел;
на фиг. 14а-14b под углом сверху и снизу, соответственно, показан стыковочный элемент;
на фиг. 15a-15d показана дополнительная часть;
на фиг. 16а-16b показана основная часть;
на фиг. 17a-17d показан стыковочный элемент без наружного кожуха;
на фиг. 18а-18с показаны части упомянутого устройства, иллюстрирующие принцип действия стыковочного элемента;
на фиг. 19 показана система приготовления напитков с вспенивателем молока;
на фиг. 20 показана часть системы приготовления напитков, разрезанной вдоль вертикальной плоскости;
на фиг. 21 проиллюстрирована стыковка вспенивателя молока с машиной приготовления напитков;
на фиг. 22 показана часть вспенивателя молока;
на фиг. 23 показана схема системы приготовления напитков;
на фиг. 24 в поперечном сечении частично показан вспениватель молока вместе с альтернативным вариантом осуществления стыковочного элемента;
на фиг. 25 показан альтернативный вариант осуществления вспенивателя молока.
Устройство 1 для приготовления вспененного молока (вспениватель молока) в целом показано на фиг. 1, на фиг. 2 в разобранном виде показаны его детали.
Устройство 1 содержит емкость 3 для молока, блок 5 вспенивания молока и крышку 6.
В показанном варианте осуществления емкость 3 для молока выполнена с двойной стенкой для повышения теплоизоляции, однако возможны и конструкции с одной стенкой. Для возможности контролировать уровень молока, она может быть прозрачной или содержать смотровое окно.
Емкость 3 для молока и крышка 6 могут быть подходить друг к другу так, что крышка 6 может быть установлена непосредственно на емкости 3 для молока, без расположенного между ними блока 5 вспенивания молока, поэтому наполненная емкость для молока с крышкой может быть помещена, например, в холодильник, кроме того, емкость для молока и крышка могут быть очищены простым способом, и они, например, могут иметь конструкцию, позволяющую мыть их в посудомоечной машине.
На фиг. 3 в разобранном виде показаны части блока 5 вспенивания молока. Нижняя часть 11 основного корпуса обеспечивает опору для электродвигателя 13 шестеренчатого насоса, а также для верхней части 14 основного корпуса. В верхней части основного корпуса образовано боковое окно 12.
Верхняя часть 14 основного корпуса образует желоб в форме, в целом, круглого цилиндра, в котором расположены шестерни 17 шестеренчатого насоса. Шестерни 17 шестеренчатого насоса приводятся в движение посредством вала 19, соединенного с электродвигателем 13. Уплотнение 21 обеспечивает герметизацию упомянутого лотка снизу.
В дополнение к шестерням, валу и электродвигателю шестеренчатый насос также может иметь собственный корпус, или такой корпус может быть интегрирован в основной корпус или другие части, например, в крышку 16 блока вспенивания молока. В показанном варианте осуществления крышка 16 блока вспенивания молока имеет такую форму, что между уплотнением 21 и крышкой 16 за счет выпуклости 15 (также хорошо видна на фиг. 12) образована внутренняя полость насоса, содержащая шестерни 17.
Клапанный узел 20 также закреплен на основном корпусе 11, 14.
От уровня шестеренчатого насоса вниз проходит трубка 18 для всасывания молока (не показанная на фиг. 3), которая в собранном состоянии устройства 1 выступает внутрь емкости 3 для молока почти до ее основания.
Кроме того, с нижней стороны шестеренчатого насоса имеется формованная соединительная часть 22. Она герметизирует окно 12 и в то же время образует ввод для соединения каналов для молочной пены, присоединенных с одной стороны к основному корпусу, а с другой стороны -к стыковочному элементу.
На фиг. 3 также показаны проставка 23 и уплотнительная прокладка 24 для двигателя.
Стыковочный элемент содержит основную часть стыковочного элемента, защищенную корпусом 26 стыковочного элемента. Корпус стыковочного элемента образован из основной части 25 и дополнительной части 27, что более подробно описано ниже. Кроме того, на фиг. 3 показано, что дополнительная часть 27 имеет выступающее вниз средство 28 выпуска молочной пены.
На фиг. 4 на виде сверху показан блок 5 вспенивания молока, разрезанный вдоль плоскости, расположенной выше плоскости уплотнения, образованной уплотнением 21. На этом виде сверху более тонкими линиями показаны невидимые элементы, проходящие ниже.
Шестеренчатый насос установлен выше плоскости уплотнения. К шестеренчатому насосу подходит верхний жидкостный канал 3, который с одной стороны соединен с трубкой 18 для всасывания молока, а с другой стороны - с каналом 32 подачи горячей воды и/или пара посредством клапанов 42, 41 типа «утиный нос», которые образованы уплотнением 21 и видны также на фиг. 5. Аналогичным образом канал 34 подачи воздуха соединен с верхним жидкостным каналом, то есть с шестеренчатым насосом на стороне входе, посредством клапана 43 типа «утиный нос», который образован упомянутым уплотнением.
За шестеренчатым насосом установлен ввод 36 для молока, поданного и (в зависимости от выбранного рабочего режима) уже вспененного, по которому молоко снова направляется через плоскость уплотнения вниз, где оно через отводящий канал 35 поступает в стыковочный элемент.
На фиг. 6-8 показаны дополнительные изображения верхней части 14 основного корпуса, которая на фиг. 6 разрезана вдоль горизонтальной плоскости, на фиг. 8 - вдоль вертикальной плоскости, а на фиг. 7 - показана на виде снизу.
Нижние каналы образованы трубками формованной соединительной части 22, вложенными в соответствующие выемки верхней части 14 основного корпуса. Эти выемки, а именно выемка 51 для канала 32 подачи горячей воды и/или пара, выемка 52 для канала 34 подачи воздуха и выемка 53 для отводящего канала 35 особенно хорошо видны на виде снизу с фиг. 7.
Уплотнение 21 (показано на фиг. 8) зажато между верхней частью 14 основного корпуса и крышкой блока вспенивания молока (не показанной на фиг. 8). Вследствие наличия выпуклости 15 крышки блока вспенивания молока (фиг. 3, фиг. 12) между крышкой блока вспенивания молока и верхней частью основного корпуса образована рабочая камера шестеренчатого насоса, содержащая шестерни 17.
На фиг. 8 показан еще один опциональный признак. Ввод 36 для подаваемого и, в зависимости от выбранного рабочего режима, уже вспененного молока сужен в виде дросселя. В результате в шестеренчатом насосе автоматически создается определенное противодавление, благодаря которому расход саморегулируется. Это противодавление способствует эффективному вспениванию холодного молока.
На фиг. 9 показан клапанный узел 20, на фиг. 10 - клапанный узел в разобранном виде, а на фиг. 11а-11с на виде сверху показан клапанный узел, разрезанный вдоль линии Е-Е с фиг. 11а и вдоль линии D-D с фиг. 11а.
На фиг. 12 на виде сверху показан блок вспенивания молока с клапанным узлом 20 и без стыковочного элемента и трубки для всасывания молока, а фиг. 13 показан блок вспенивания молока, разрезанный вдоль вертикальной плоскости, проходящей через линию 213 с фиг. 12.
Клапанный узел 20 содержит два клапанных элемента в общей клапанной коробке 61. Каждый клапанный элемент имеет запорный элемент 62, на котором расположен уплотнительный элемент 63 и который может перемещаться вдоль оси (в выбранном монтажном положении - вдоль вертикальной оси). Перемещение вверх осуществляется посредством электромагнита 64, противодействуя усилию пружины 65, сжатой между этим электромагнитом (или корпусом клапана) и упорным кольцом 66. Головки клапанных элементов, образованные сверху запорными элементами и уплотнительными элементами, выступают через отверстия в верхней части 14 основного корпуса (как показано на фиг. 12 и 13). В закрытом состоянии уплотняющий участок 67 соответствующего уплотнительного элемента 63 посредством создаваемого пружиной усилия прижимается к поверхности верхней части 14 основного корпуса по периферии соответствующего отверстия.
Таким образом, клапанная камера 71 с двумя клапанными элементами образована между соответствующей стенкой верхней части 14 основного корпуса и уплотнением 68. Входное отверстие образуется при поднятии запорного элемента с уплотнительным элементом 63 вследствие воздействия электромагнита, причем через это отверстие воздух может поступать снаружи в соответствующую клапанную камеру 71, из которой может попасть в (общий) канал подачи воздуха по соединительному воздушному патрубку 73.
Оба клапанных элемента могут приводиться в действие независимо друг от друга и открываться по отдельности или вместе. Благодаря этому могут быть созданы различные состояния открытия клапана. В целом, могут быть получены четыре состояния открытия клапана: когда открыт только один из клапанных элементов и когда оба клапанных элемента открыты или закрыты.
В вариантах осуществления изобретения может иметь смысл выбрать размеры клапанных элементов и/или величины образуемого входного отверстия отличными друг от друга, чтобы воздух, впускаемый одним из клапанных элементов, испытывал значительно большее сопротивление, чем воздух, впускаемый другим клапанным элементом. Таким образом, упомянутые четыре различные состояния открытия различаются количественно. Например, входное отверстие одного из клапанных элементов может быть вдвое больше входного отверстия другого клапанного элемента, в этом случае могут быть выделены состояния: "0" (воздушный клапан полностью закрыт), "1/3" (открыт клапанный элемент меньшего размера), "2/3" (открыт клапанный элемент большего размера) и "1" (открыты оба клапанных элемента).
Ниже по потоку от клапанного узла по направлению воздушного потока может быть подключен регулятор воздушного потока, например, 3/2-ходовой клапан (не показан), посредством которого может обеспечиваться открытие прохода между клапанными камерами 71 и смесительным соплом или проход между клапанными камерами и входом шестеренного насоса и закрытие другого соответствующего прохода для выбора того, куда будет подаваться воздух - в смесительное сопло или в шестереночный насос. Тем не менее, такой регулятор воздушного потока может отсутствовать, причем в этом случае регулирование происходит автоматически при помощи соответствующих запорных элементов. Это достигается благодаря тому, что запорные элементы открываются только вследствие пониженного давлению с выходной стороны и, таким образом, предотвращают обратный поток вспененного молока в неиспользуемый канал.
Ниже со ссылками на фиг. 14а-18с раскрыты конструкция и принцип действия стыковочного элемента. На фиг. 14а и 14b под углом сверху и снизу соответственно показан стыковочный элемент. На фиг. 15а и 15b показана дополнительная часть 27 в раскрытом состоянии, а на фиг.15с и 15d - в сложенном состоянии. На фиг. 16а и 16b показана основная часть 25. На фиг. 17а, 17b и 17с показан стыковочный элемент в разрезе вдоль плоскостей А-А, В-В и С-С (с фиг. 17d). На фиг. 18а на виде сверху показано упомянутое устройство, на фиг. 18b и 18с показаны поперечные сечения детали вариантов осуществления устройства вдоль плоскостей А-А и В-В соответственно (с фиг. 18а).
При эксплуатации передний конец, который, например, расположен на фиг. 14а и 15с спереди, присоединяют к кофеварке, при этом противоположный конец может быть присоединен к блоку 5 вспенивания молока.
Основная часть 25 в целом может быть выполнена в виде формованного изделия из подходящего теплостойкого пластика и получена, например, инжекционным литьем. Дополнительная часть 27 изготовлена, например, из силикона. Она является сплошной и, в целом, имеет плоскую конструкцию с функциональными элементами, выполненными с ней как одно целое. Совокупность плоских секций обозначается далее, как "основа". Между плоскими участками 80 сформованы соединения 81, образованные отверстиями и углублениями в форме канавки, что обеспечивает возможность беспрепятственного сгибания вокруг основной части 25. Размеры плоских участков 80 между канавками совпадают с размерами основной части.
Функциональные элементы дополнительной части 27 образованы вводами 82-86 (кроме средства 28 выпуска молочной пены) и элементом 89 смесительного сопла.
Основная часть 25 образует вводный канал 96, проходящий от конца на стороне кофеварки до противоположного конца и предназначенный для очистной воды (холодной или нагретой кофеваркой) или очистного пара; при этом упомянутая вода или пар в случае необходимости поступает из вводного канала 96 в канал 32 подачи горячей воды или пара, и из канала 32 - в элементы, предназначенные для очистки, в частности, в шестеренчатый насос. Вводы 86, 84 дополнительной части предназначены для вводного канала 96 со стороны кофеварки и со стороны вспенивателя молока, соовтетственно.
Кроме того, образовано соединение для пара, через которое пар поступает из кофеварки в смесительное сопло. Соединение для пара образовано вводом 85, который имеет соответствующий клапан 87 дополнительной части 27 и выступает в отверстие 95 соединения для пара, выполненное в основной части 25.
На стороне вспенивателя молока в основной части выполнено по одному отверстию 92, 93 для подачи воздуха и молока, в которые выступают соответствующие вводы 82, 83 дополнительной части. Ввод 82 для воздуха снабжен соответствующим клапаном 88, который, как и паровой клапан 87, выполнен в виде клапана типа "утиный нос" и как одно целое с остальной дополнительной частью 27.
Для смесительного сопла в основной части 25 выполнено отверстие 99 для смесительного сопла, в которое выступает элемент 89 смесительного сопла. Кроме того, выступающая часть 91 средства выпуска молочной пены и окружающее ее позиционирующее кольцо 94 образованы на нижней части и взаимодействуют с соответствующей структурой 90 дополнительной части.
Смесительное сопло образовано между элементом смесительного сопла и камерами основной части 25, выполненными с соответствующими формами.
Пар, вводимый через соединение для пара, через клапан 87 поступает в камеру 97 смесительного сопла, которую особенно хорошо видно, например, на фиг. 17с. В результате течения пара в камере 97 смесительного сопла образуется вакуум, обеспечивающий возможность всасывания воздуха и молока через соответствующие вводы 82, 83 (фиг. 17b, фиг 18b). В камере смесительного сопла образуется молочная пена, которая движется вниз через средство 28 выпуска молочной пены и затем в подготовленный сосуд для напитков. Благодаря отдаваемой паром теплоте конденсации вспененное молоко является теплым.
Таким образом, вследствие малого размера отверстия сопла, через которое с высокой скоростью выходит пар, смесительное сопло благодаря эффекту Вентури обеспечивает создание вакуума, что способствует перемещению молока из канала для молока даже тогда, когда оно активно перекачивается шестеренчатым насосом.
Если внутри камеры 97 смесительного сопла имеет место нормальное или слегка повышенное давление, клапаны 87, 88 типа «утиный нос» закрыты. Однако они автоматически открываются в ином случае, когда после поступления пара устанавливается пониженное давление благодаря эффекту Бернулли и/или передаче импульса.
Подача воздуха в камеру смесительного сопла может осуществляться непосредственно снаружи, например, через клапан типа «утиный нос», а не через клапанный узел, причем в этом случае образуются два независимых друг от друга прохода для воздуха: с одной стороны - для камеры смесительного сопла, и с другой стороны - для шестеренчатого насоса.
Такая конструкция с подачей воздуха непосредственно в камеру смесительного сопла, например, может быть выбрана также для вариантов осуществления изобретения, которые, в отличие от описанного здесь примера, не имеют электрического приводного средства (насос без электропривода), и в которых вспенивание обеспечивается только посредством пара с применением всасывающего эффекта смесительного сопла.
Стыковочный элемент выполнен так, что средство 28 выпуска молочной пены может располагаться рядом со средством выпуска горячего напитка, для чего оно расположено в непосредственной близости от концевой поверхности 29, примыкающей к соответствующей поверхностью машины приготовления напитков. Как упомянуто выше, расстояние составляет не более 2,5 см, предпочтительно даже меньше. Как обычно, это расстояние измеряют, как расстояние в перпендикулярном направлении между (вертикальной) плоскостью, образованной этим торцом, и центром выпускного отверстия средства выпуска молочной пены.
Еще один опциональный признак особенно хорошо виден на фиг. 17с.Выпускная камера 86, через которую течет вниз, в целом, вспененное молоко, сужается в средстве 28 выпуска молочной пены. Это, с одной стороны, обеспечивает эффект дополнительного пенообразования и однородности пены, с другой стороны направляет поток молока или молочной пены.
На фиг. 19 показана вся система 100 приготовления напитков, содержащая вспениватель 1 молока и кофеварку 101, с которой соединен вспениватель 1 молока. На фиг. 20 показана часть этой системы, при этом кожух выпуска показан в разрезе.
Как известно из уровня техники, кофеварка содержит емкость для воды, водяной насос и водонагреватель. При этом также имеется заварочная камера для приготовления кофе из нагретой воды посредством экстракции из молотого кофе, предоставляемого, например, в порционных капсулах, предварительно вставленных в кофеварку до начала приготовления. В качестве альтернативы системе, в которой применяются порционные капсулы, кофеварка также может быть выполнена в виде кофеварки с функцией помола, которая содержит кофемолку, и выполнена с возможностью порционно молоть кофе и подавать его в заварочную камеру. В еще одном альтернативном варианте - особенно в случае, если кофеварка выполнена в виде поршневой машины, то есть заварочная камера образована между неподвижной частью и съемным поршнем, - также может быть предусмотрена возможность загрузки молотого кофе в заварочную камеру в уже размолотом, но в рыхлом, состоянии.
Кроме того, упомянутая кофеварка может содержать приемник для использованных порций молотого кофе (в капсулах или в рыхлом состоянии, в зависимости от конструкции кофеварки).
На упомянутой кофеварке образована подставка 103 для размещения сосуда для напитков. Эта подставка может быть образована, например, решеткой, под которой находится поддон. В вариантах осуществления изобретения подставка может регулироваться по высоте соответствующим образом.
Над подставкой 103 находится средство 105 выпуска кофе, через которое может вытекать заваренный кофе и попадать в чашку или сосуд. Это средство выпуска находится под кожухом 108 выпуска, образующим часть корпуса кофеварки и по меньшей мере частично закрывающей средство выпуска спереди и с боков.
Кофеварка 101 образует лицевую часть 106, из которой, как известно в отношении других кофеварок, с одной стороны, выступает подставка 103, а с другой стороны - кожух 108 выпуска, расположенный выше.
Кроме того, в данном случае из лицевой части выступает подставка 107 для вспенивателя молока, на которую помещают состыкованный вспениватель 1 молока.
Соединительный узел 110 для присоединения стыковочного элемента к кофеварке расположен вблизи средства 105 выпуска кофе и (в данном случае) под кожухом выпуска. Этот соединительный узел содержит вывод 111 для пара, выполненный с возможностью надевания на соединение для пара стыковочного элемента, вывод 112 для горячей воды и/или пара для присоединения к вводному каналу 83. При необходимости, к выводу 111 для пара и выводу 112 для подачи горячей воды и/или пара может быть подведен пар или горячая вода от водонагревателя; причем многоходовой клапан внутри кофеварки обеспечивает возможность подвода нагретой жидкости или пара по выбору в заварочный модуль, или вывод для пара или вывод 112 для горячей воды и/или пара.
Кроме того, соединительный узел имеет электрические контакты 113, схематично показанные на фиг. 21. Эти электрические контакты 113 образуют интерфейс, расположенный со стороны машины приготовления напитков, и при присоединенном стыковочном элементе они образуют электрическое соединение с соответствующими контактами элемента электрического соединения, соединенными с проходящими через стыковочный элемент электрическими проводами или образованными ими. По этим электрическим проводам к элементам вспенивателя молока с электроприводом, в частности, к шестеренчатому насосу, подводится электрический ток и, в зависимости от случая, управляющие сигналы.
Таким образом обеспечивается возможность управления этими элементами с электроприводом во вспенивателе молока (в этом случае вспениватель молока снабжен необходимыми электронными модулями и выполнен с возможностью приема управляющих сигналов от кофеварки или блока ввода вспенивателя молока), а также возможность размещения средств управления внутри самой кофеварки. В последнем случае по электрическим проводам передают, по существу, электрический ток, который в соответствии с параметрами, задаваемыми средством управления, обеспечивают управление элементами с электрическим приводом.
Стыковка вспенивателя 1 молока осуществляется сбоку кожуха 108 выпуска, и в частности так, чтобы вспениватель молока в целом располагался перед кофеваркой и сбоку от кожуха 108 выпуска. Например, стыковка может быть осуществлена посредством простого линейного перемещения вспенивателя молока в собранном состоянии в боковом направлении вдоль лицевой части 106.
Как показано фиг. 21 (где показан вспениватель 1 молока в отсоединенном состоянии) и в особенности на фиг. 22 (где показан вспениватель молока без кофеварки), электрические провода и соответствующие контакты 98 на стороне стыковочного элемента выполнены на корпусе 26 стыковочного элемента. Эти провода могут быть образованы изолированными, многожильными проводами, или полосковыми проводниками печатной схемы (печатной платы или гибкой печатной платы), или аналогичным образом.
Средство управления шестеренчатого насоса, в частности, сконфигурировано так, что частота вращения шестерен 17 может регулироваться, то есть является выбираемой. В результате пользователь может управлять скоростью подачи и, в зависимости от случая, процессом приготовление холодного вспененного молока, что описано более подробно ниже.
На фиг. 23 показана структурная схема вспенивателя молока и его присоединения к машине приготовления напитков (к кофеварке 101). На этой схеме буквой L обозначены каналы подачи воздуха. Буквой D обозначен канал для пара, K - канал для горячего напитка, R - канал для очистной воды или пара (опционально), S - электропитание.
В рассматриваемом примере средство 195 управления представлено в виде части электронного модуля 121 кофеварки 101. Электронный модуль 121, например, выполнен с возможностью, например, распознавать капсулу посредством измерений и/или принимать данные, вводимые пользователем посредством соответствующего модуля управления с соответствующей кнопкой, сенсорным экраном и/или тому подобным.
В рассматриваемом примере средство 195 управления сконфигурировано с возможностью управлять как шестеренчатым насосом 7, так и клапанным узлом 20, при этом обеспечена возможность регулирования рабочего параметра шестерней и/или клапанного узла (управление с обратной связью). Управляющие сигналы в клапанный узел 20 и/или шестеренчатый насоса 7 проходят непосредственно через соединительный узел 110.
В качестве альтернативы встраиванию управления полностью или частично в кофеварку, средство 195' управления полностью или частично может представлять собой часть вспенивателя молока. На фиг. 20 эта альтернатива показана пунктиром. В этом случае через альтернативный интерфейс 110' из электронного модуля в средство 195' управления передается электрическая энергия и, в зависимости от случая, сигналы передачи данных.
Ссылочной позицией 79 обозначено смесительное сопло в целом.
Вспениватель молока может эксплуатироваться следующим образом. Для приготовления холодного вспененного молока приводят в действие шестеренчатый насос, в то время как по меньшей мере один из запорных элементов клапанного узла 20 является открытым. Работа шестереночного насоса обеспечивает образование на его входной стороне вакуума, который обеспечивает всасывание как молока через трубку 18 для всасывания молока и соответствующий клапан 42 типа «утиный нос», так и воздуха через клапанный узел 20 и соответствующий клапан 43 типа «утиный нос». Таким образом, в шестеренчатом насосе образуется молочная пена, которая через ввод 36, суженность которого способствует образованию мелкопористой пены, отводящий канал и стыковочный элемент 25 поступает в средство 28 выпуска молочной пены и выпускается через него, причем обычно при этом на подставке 103 размещена емкость 200 для напитков.
Для приготовления теплого вспененного молока посредством шестеренчатого насоса высасывают, по существу, холодное молоко из емкости 3 для молока. Посредством шестеренчатого насоса молоко подают в смесительное сопло. Одновременно в смесительное сопло из кофеварки через соединение для пара подают пар. В соответствии с вышеприведенным описанием, пар образует вакуум, который, с одной стороны, обеспечивает дополнительное всасывание молока и способствует подаче через шестеренчатый насос, а с другой стороны, всасывает воздух подобным образом через по меньшей мере частично открытый запорный элемент 20. В камере 97 смесительного сопла молоко смешивается с водяным паром, что обеспечивает нагревание молока и смешивание с воздухом с образованием воздушных пузырьков и образованием молочной пены. Теплое, вспененное молоко выпускается через средство выпуска молочной пены.
Как упомянуто выше, в зависимости от ситуации 3/2-ходовой клапан или другое средство может по выбору соединять запорный элемент 20 с шестеренчатым насосом 7 или камерой 97 смесительного сопла для приготовления холодной и теплой молочной пены, соответственно. Кроме того, как упомянуто выше, подача воздуха в камеру смесительного сопла может осуществляться не через клапанный элемент 20, а напрямую - в этом случае подача воздуха не может регулироваться при помощи отдельного средства в процессе создания теплой молочной пены.
Может быть предусмотрена возможность того, что пользователем может быть предоставлено только холодное молоко. В этом случае шестеренчатый насос приводится в действие, но запорные элементы остаются закрытыми, и при этом пар не подводится.
Кроме того, может быть предусмотрена возможность того, что пользователь может приготовить теплое молоко. В этом случае клапанный элемент, через который воздух может поступать в смесительное сопло, закрыт. В случае наличия отдельного клапана для камеры смесительного сопла (в отличие от варианта осуществления, показанного на приложенных чертежах), данный клапан можно выполнить с возможностью закрытия. Закрытие клапана также может быть осуществлено пользователем механическим способом, например, вручную. Для приготовления теплого молока, молоко выкачивают из емкости 3 для молока посредством шестеренчатого насоса и одновременно в смесительное сопло 79 подводят пар, не подводя воздуха. В результате смешивания холодного молока с водяным паром получается теплое молоко, которое после этого выпускается через средство 28 выпуска молочной пены.
Для оперативной очистки под средство 28 выпуска молочной пены устанавливают емкость, и через вводный канал 96 и канал 32 подачи горячей воды и/или пара подают теплую воду или пар. Одновременно приводят в действие шестеренчатый насос.
Однако вспениватель молока также может без труда быть очищен после его предварительного снятия. Емкость для молока 3 и крышку 6 могут быть выполнены с возможностью их мытья в посудомоечной машине. Блок 5 вспенивания молока также может быть разобран и промыт простым образом, чему способствует то, что уплотнение 21 выполнено как одно целое с клапанами 41, 42, 43 типа «утиный нос» и оканчивается на уровне поверхности верхней части 14 основного корпуса.
Наконец, простым способом может быть очищен и стыковочный элемент, поскольку контактирующие с молоком части (основная часть 25, дополнительная часть 27) могут быть легко сняты и выполнены с возможностью мытья их в посудомоечной машине, а также могут быть простым образом собраны только в одной (правильной) конфигурации.
На фиг. 24 и 25 показан альтернативный вариант осуществления изобретения. От вышеописанного варианта осуществления этот вариант отличается тем, что подача воздуха в канал подачи воздуха шестеренчатого насоса, то есть, например, к каналу 34 подачи воздуха, например, вышеописанного типа, или непосредственно в рабочую камеру насоса осуществляется не через клапанный узел вспенивателя молока, а из машины приготовления напитков. С этой целью машина приготовления напитков имеет, например, клапанный узел с электронным управлением. Этот клапанный узел может быть основан, по существу, на том же принципе действия, что и вышеупомянутый клапанный узел вспенивателя молока, в качестве альтернативы он может основан на другом принципе, например, вследствие того, что содержит только один клапанный узел.
С этой целью стыковочный элемент имеет соединение 151 для воздуха со стороны машины приготовления напитков. Воздух попадает в блок вспенивания молока через ввод 152 для воздуха, который в данном случае проходит через стыковочный элемент в горизонтальном направлении. В показанном примере варианта осуществления изобретения один участок ввода для воздуха образован трубчатой частью 155 корпуса 26 стыковочного элемента, что не является обязательным (при этом регулярно чистить ввод для воздуха не требуется в отличие от каналов, по которым течет молоко).
На фиг. 25 проиллюстрирована возможность образования электрических контактов посредством контактного модуля, при этом этот модуль может содержать, например, печатную плату или другую подобную деталь может вставляться в соответствующую выемку в корпусе 26 стыковочного элемента.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 24 и 25, клапанный узел, расположенный в блоке вспенивания молока, отсутствует.
Возможно множество дополнительных вариантов осуществления изобретения. Кроме уже рассмотренных вариантов также существует возможность сохранения раздельного расположения каналов для холодной молочной пены (идущих от насоса) и для теплой молочной пены (образованной в смесительном сопле) до самого средства выпуска, то есть, в этом случае холодную молочную пену не направляют в смесительное сопло. В этом случае средство выпуска молочной пены может иметь разделенные друг от друга отверстия для холодной и теплой молочной пены, например, расположенные концентрически относительно друг друга. Также возможны отдельные средства выпуска холодной и теплой молочной пены. В этом случае, например, справедливы вышеуказанные опциональные условия в отношении максимального расстояния между средством выпуска молочной пены и средством выпуска горячего напитка, предназначенным для выпуска теплой молочной пены, поскольку с горячим напитком часто смешивают теплую молочную пену.
Перечень ссылочных обозначений:
1 вспениватель молока
3 емкость для молока
5 блок вспенивания молока
6 крышка
7 шестеренчатый насос
11 нижняя часть основной части корпуса
12 окно
13 электродвигатель
14 верхняя часть основной части корпуса
15 выпуклость (в крышке блока вспенивания молока)
16 крышка блока вспенивания молока
17 шестерни
18 трубка для всасывания молока
19 вал
20 клапанный узел
21 уплотнение
22 формованная соединительная часть
23 проставка
24 уплотнительная прокладка для двигателя
25 основная часть (стыковочного элемента)
26 корпус стыковочного элемента
27 дополнительная часть
28 средство выпуска молочной пены
29 концевая поверхность
31 жидкостный канал
32 канал подачи горячей воды и/или пара
34 канал подачи воздуха
35 отводящий канал
36 ввод
41 клапан типа «утиный нос»
42 клапан типа «утиный нос»
43 клапан типа «утиный нос»
51 выемка для канала подачи горячей воды и/или пара
52 выемка для канала подачи воздуха
53 выемка для отводящего канала
61 клапанная коробка
62 затвор
63 уплотнительный элемент
64 электромагнит
65 пружина
66 упорное кольцо
67 уплотняющий участок
68 уплотнение
71 клапанная камера
73 соединительный воздушный патрубок
79 смесительное сопло
80 плоские участки
81 соединение
82 ввод для воздуха
83 ввод (для молока)
84 ввод для горячей воды или пара
85 ввод для пара
86 ввод для горячей воды или пара
87 клапан типа «утиный нос»
88 клапан типа «утиный нос»
89 элемент смесительного сопла
90 структура позиционирования кольца
91 выступающая часть средства выпуска молочной пены
92 отверстие для подачи воздуха
93 отверстие для подачи молока
94 позиционирующее кольцо
95 отверстие соединения для пара
96 вводный канал
97 камера смесительного сопла
98 (электрические) контакты
99 отверстие смесительного сопла
100 система приготовления напитков
101 кофеварка
103 подставка
105 средство выпуска кофе
106 лицевая часть
107 подставка для вспенивателя молока
108 кожух выпуска
110 соединительный узел
110' альтернативный интерфейс
111 вывод для пара
112 вывод для горячей воды и/или пара
113 электрические контакты
121 электронный модуль
151 соединение для воздуха
152 ввод для воздуха
155 трубчатая часть
195 средство управления
195' альтернативное средство управления
200 емкость для напитков