СИСТЕМА БОЙЛЕР-ДОЗАТОР ДЛЯ ТОРГОВОГО АВТОМАТА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧИХ НАПИТКОВ
BOILER-DISPENSER SYSTEM FOR HOT DRINKS SLOT MACHINE

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение может быть включено в область техники, относящуюся к торговым автоматам для приготовления горячих напитков.
В частности, объект настоящего изобретения относится к системе бойлер - дозатор для торгового автомата для приготовления горячих напитков.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
Известные в настоящее время торговые автоматы для приготовления горячих напитков содержат бойлер, в котором происходит нагрев воды до заданных подходящих параметров, а также содержат средства для направления указанной горячей воды к дозатору, который, в свою очередь, направляет воду для приготовления напитка в зависимости от выбранного напитка. В зависимости от того, необходимо повышать давление воды или нет, различают два типа торговых автоматов для приготовления горячих напитков: автоматы для приготовления напитков из порошков и автоматы для приготовления растворимых напитков. Автоматы для приготовления растворимых напитков готовят только горячие напитки, для приготовления которых не требуется подача горячей воды под давлением, т.е. они готовят напитки из растворимых продуктов, таких как какао, растворимый кофе и т.п., а также завариваемые горячие напитки. Указанные автоматы для приготовления растворимых напитков характеризуются тем, что вода, применяемая для приготовления продукта, может быть применена при атмосферном давлении. Напротив, автоматы для приготовления напитков из порошков альтернативно или дополнительно готовят продукты, для приготовления которых необходима вода под давлением по меньшей мере 9 бар, такие как различные формы нерастворимого молотого кофе.
В автоматах для приготовления растворимых напитков бойлер может быть открытым бойлером большого объема из нержавеющей стали. В автоматах для приготовления напитков из порошков применяют более экономичный находящийся под давлением закрытый бойлер.
Один из присущих автоматам для приготовления горячих напитков недостатков заключается в том, что первый растворимый напиток или напитки, приготовленные после периода времени без приготовления, готовятся при температуре, которая ощутимо ниже обычной температуры. Это происходит из-за того, что после некоторого периода времени происходит остывание остаточной воды в трубах между бойлером и дозаторами, а также самих труб и других элементов, таких как гнезда клапанов, выполненных в основном из громоздких латунных корпусных деталей, в результате чего при первом приготовлении или приготовлении после этого периода часть энергии будет расходоваться для нагрева всех упомянутых выше элементов до расчетных параметров.
Были предложены решения этой проблемы, такие как, например, осуществление периодической или терморегулируемой циркуляции горячей воды. Эта система является недостаточно эффективной, поскольку на степень охлаждения большое влияние оказывают внешние условия, воздействующие на автомат, которые в значительной степени отличаются в зависимости от местонахождения указанного автомата, в результате чего для определения идеальных параметров циркуляции будет необходим чрезвычайно сложный механизм управления. По причине отсутствия указанного механизма управления упомянутая выше рециркуляция ослабляет эффекты охлаждения, но не может обеспечить полное и эффективное решение проблемы.
Альтернативное и более эффективное решение заключается в том, что выполняют дренаж труб с каждым приготовлением посредством поступления воздуха на последнем этапе каждого приготовления. Поскольку в трубах между двумя следующими друг за другом приготовлениями не остается остаточная вода, при использовании этой системы были достигнуты ощутимые улучшения. Для осуществления этого решения в верхней части бойлера располагают трехходовой электрический клапан. Один из путей является отверстием для впуска воды из бойлера, другой является отверстием для впуска наружного воздуха, а третий является отверстием для выпуска воды по направлению к дозатору.
Тем не менее это решение не является идеальным, поскольку при каждом приготовлении некоторое количество воды остается в гнездах электрического клапана между бойлером и трубами, и когда вода остывает, недостаток проявляется.
Техническая проблема заключается в создании торгового автомата для приготовления горячих напитков, в котором после каждого приготовления не происходит скапливания воды за пределами бойлера и в котором дополнительно минимизированы количество тепла, которое потребляют элементы за пределами бойлера после каждого приготовления, и количество дополнительного тепла, которое необходимо для поддержания приготовления горячих напитков при необходимой температуре.
Раскрытие настоящего изобретения
Настоящее изобретение решает изложенную проблему посредством системы бойлер - дозатор для торгового автомата для приготовления кофе, в которой бойлер представляет собой находящийся под давлением бойлер, содержащий первый трехходовой клапан, соединенный посредством первой трубы с дозатором, выполненным для приготовления растворимых напитков.
Первый трехходовой клапан выполнен таким образом, чтобы выдерживать значения давления от 9 до 16 бар, и содержит две части: направляющую часть, предпочтительно выполненную из нержавеющей стали, и гнездо. Предпочтительно гнездо первого клапана составляет одно целое с бойлером, формируя часть указанного бойлера. Таким образом, первый путь указанного первого клапана соединен с отверстием для впуска воды из бойлера, второй путь соединен с отверстием для впуска наружного воздуха, а третий путь соединен с отверстием для выпуска воды или воздуха по направлению к дозатору для приготовления растворимых напитков. Согласно настоящему документу и в области техники, к которой относится настоящее изобретение, под «растворимыми напитками» понимают растворимые горячие напитки, такие как какао, растворимый кофе и т.д., а также завариваемые горячие напитки. Первый клапан позволяет выбрать между: а) выпуском воды из бойлера по направлению к дозатору для приготовления растворимых напитков; б) впуском для воздуха по направлению к дозатору для приготовления растворимых напитков таким образом, чтобы под действием силы тяжести происходил дренаж трубы между первым клапаном и дозатором для приготовления растворимых напитков.
Система согласно настоящему изобретению предназначена для применения в торговых автоматах, дозирующих только растворимые горячие напитки, а также для приготовления растворимых горячих напитков в автоматах, также содержащих приготавливаемые из порошков напитки. В случае автоматов для приготовления напитков из порошков система согласно настоящему изобретению содержит дополнительный второй клапан для приготовления получаемых из порошков напитков, который не является частью настоящего изобретения.
Поскольку гнездо клапана составляет одно целое с бойлером, остаточная вода не будет оставаться между бойлером и дозатором после дренажа первой трубы, выполняемого после каждого приготовления, тем самым раз и навсегда решая проблему охлаждения указанной остаточной воды. Кроме того, это приводит к уменьшению затрат, связанных с приобретением первого клапана, поскольку необходимо приобрести только направляющую часть для первого клапана, а не направляющую часть и гнездо в сборе.
Система согласно настоящему изобретению дополнительно содержит дозатор для приготовления растворимых напитков, снабжаемый водой, направляемой из первого клапана через первую трубу. Подаваемая из первого клапана через первую трубу вода достигает дозатора, содержащего несколько последовательно расположенных подающих элементов с тремя ответвлениями. Первое ответвление выполнено для получения подаваемой расположенным выше по потоку подающим элементом воды или, в случае подающего элемента, расположенного в начальном положении, подаваемой из бойлера через первую трубу воды, тогда как второе ответвление выполнено для направления воды к приготовлению выбранного горячего напитка, а третье ответвление выполнено для направления воды к первому ответвлению следующего подающего элемента. Третье ответвление последнего подающего элемента закрыто для того, чтобы закупорить указанный последний подающий элемент и предотвратить вытекание воды. Все первые и третьи ответвления подающих элементов формируют часть второй трубы. Каждый подающий элемент содержит закрывающие средства, причем выборочные открытия и закрытия указанных средств вызывают циркуляцию воды через вторую трубу по направлению к приготовлению выбранного горячего напитка.
Настоящее изобретение содержит плату управления, предназначенную для управления различными аспектами работы системы согласно настоящему изобретению, такими как впуск воды в бойлер, нагрев и повышение давления воды в бойлере, а также открытие и закрытие первого клапана и работа закрывающих средств.
Предпочтительно подающие элементы изготовлены посредством экструзии полимерного материала, устойчивого к существующим параметрам давления и температуры в автомате. Предпочтительно третье ответвление каждого подающего элемента соединено с первым ответвлением следующего подающего элемента посредством металлической муфты и водонепроницаемых уплотнений, устойчивых к упомянутым выше значениям давления и температуры. Предпочтительно последний подающий элемент изготавливают посредством пресс-формы, подходящей для изготовления последнего подающего элемента с закрытым третьим ответвлением.
Согласно предпочтительному варианту осуществления бойлер выполнен из штампованной латуни. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления бойлер состоит из двух одинаковых корпусных деталей, соединенных торцами друг с другом. Одна из корпусных деталей содержит просверленное отверстие в гнезде первого клапана, а вторая корпусная деталь содержит просверленное отверстие для впуска воды.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения первым клапаном управляет плата управления, причем указанный первый клапан содержит направляющую часть, содержащую ввинченный в гнездо элемент, внутри которого расположен подвижный цилиндрический металлический сердечник, выполненный с возможностью перемещения между положением, создающим канал для прохождения воздуха по направлению к первой трубе, закрывая отверстие для выпуска воды к первой трубе, и другим положением, создающим канал для прохождения воды, одновременно блокируя канал для прохождения воздуха.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения средства для закрытия подающих элементов содержат металлический стержень, герметично расположенный внутри указанных подающих элементов и выполненный с возможностью приведения в действие при помощи электромагнитного поля, создаваемого металлическим сердечником, стационарно установленным рядом с ним. Смещение сердечника позволяет выбрать канал для прохождения воды по направлению ко второму ответвлению подающего элемента, связанного с выбранным горячим напитком, без помех для циркуляции воды во второй трубе.
Благодаря тому, что внутреннее пространство дозатора не подвержено давлению, нет необходимости изготавливать подающие элементы из металла, причем предпочтительным является использовать подающие элементы, выполненные из пищевых полимерных материалов, таких как полисульфон.
Преимущественно и предпочтительно дозатор не обязательно должен быть расположен в смежном с бойлером положении, наоборот, первая труба может характеризоваться достаточной длиной для обеспечения расположения дозатора внутри торгового автомата для напитков в удаленном от бойлера положении, что является более удобным для экономии пространства или по другим причинам. Следовательно, расстояние от дозатора до бойлера, т.е. длина трубы, больше не является критическим параметром, что обеспечивает преимущество гибкости конструкции, поскольку нет необходимости располагать дозатор рядом с бойлером.
Благодаря настоящему изобретению температура растворимых горячих напитков не будет зависеть ни от температуры последнего приготовления, ни от времени, прошедшего после указанного последнего приготовления.
Дополнительно настоящее изобретение обеспечивает большую гибкость при конструировании и сборке, устраняя конструкторские ограничения, связанные с необходимостью размещения дозатора рядом с бойлером, как ранее было отмечено.
Дренаж воды после каждого приготовления обеспечивает долговечность узла, поскольку при отсутствии воды в трубах между бойлером и дозатором не будут образовываться отложения извести в первом клапане и подающих элементах, тем самым продлевая их срок службы.
Благодаря тому, что необходимо приобретать только направляющие части первого клапана, поскольку гнезда составляют одно целое с бойлером, значительно снижается стоимость торгового автомата для приготовления горячих напитков. Применение подающих элементов из полимера, стоимость которых ниже стоимости металлических электрических клапанов, является еще одним источником снижения затрат.
Краткое описание чертежей
С целью дополнения последующего раскрытия предпочтительного иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения и лучшего понимания характеристик настоящего изобретения приведен ряд чертежей, являющихся неотъемлемой частью указанного раскрытия, исключительно в качестве примера и не для ограничения. На чертежах представлено:
на фиг.1 представлен вид в поперечном разрезе узла бойлер - дозатор;
на фиг.2 представлен вид в поперечном разрезе бойлера;
на фиг.3 представлен вид в поперечном разрезе дозатора.
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения
Согласно представленному на фиг.1 настоящее изобретение относится к системе бойлер (1) - дозатор (2), применяемой в торговом автомате для приготовления растворимых и/или завариваемых горячих напитков.
На фиг.2 представлено, что система бойлер (1) - дозатор (2) согласно настоящему изобретению содержит находящийся под давлением закрытый бойлер (1), состоящий из двух герметично соединенных одинаковых корпусных деталей (3), изготовленных из штампованной латуни, и дополнительно содержит дозатор (2), сконструированный с тем, чтобы направлять горячую воду из бойлера (1) для приготовления предварительно выбранного растворимого или завариваемого горячего напитка. Бойлер (1) дополнительно содержит отверстие (4) для поступления воды, подаваемой из заполненного питьевой водой резервуара (не показан).
Согласно фиг.2 система содержит первый трехходовой клапан (5), содержащий гнездо (6) и направляющую часть (7). Гнездо (6) предпочтительно составляет одно целое с одной из корпусных деталей (3) бойлера (1). Корпусные детали (3) являются по существу одинаковыми и взаимозаменяемыми с целью простоты изготовления и меньших затрат на пресс-формы. Таким образом, одна из корпусных деталей (3) механически содержит отверстие (4) для поступления воды для бойлера (1), а вторая корпусная деталь (3) механически содержит на гнезде (6) отверстия для выпуска воды и воздуха по направлению к дозатору и соединение с направляющей частью (7).
Таким образом, направляющая часть (7) может быть легко закреплена в гнезде (6) посредством резьбы или других механически и функционально эквивалентных средств. Первый клапан (5) присоединен к дозатору (2) посредством первой трубы (8), выполненной из политетрафторэтилена или функционально эквивалентного материала.
Первый клапан (5) является трехходовым электрическим клапаном. Первый путь соединен с отверстием (4) для поступления воды для бойлера (1), тогда как второй путь соединен с отверстием (13) для впуска наружного воздуха, а третий путь соединен с отверстием для выпуска воды к дозатору (2).
Плата управления (не показана) управляет работой системы бойлер (1) - дозатор (2) и работой торгового автомата для приготовления горячих напитков в целом. В частности, плата управления посредством первого клапана (5) управляет выбором канала для прохождения воды из бойлера (1) к дозатору (2) через первую трубу (8) или канала для прохождения воздуха к дозатору (2) через первую трубу (8).
Благодаря каналу для прохождения воздуха через первую трубу (8) к дозатору (2) после каждого приготовления под действием силы тяжести происходит дренаж воды из первой трубы (8) ниже по потоку от бойлера (1). Таким образом, между двумя следующими друг за другом приготовлениями ни в одном из элементов, расположенных после бойлера, а именно в направляющей части (7), в первой трубе (8) и во второй трубе, не остается остаточной воды и, следовательно, не происходит охлаждения указанной остаточной воды, когда указанные следующие друг за другом приготовления разделены значительным периодом времени.
Направляющая часть (7) первого клапана (5) содержит ввинченный в гнездо (6) элемент (14), внутри которого расположен цилиндрический подвижный металлический сердечник (15), который выполнен с возможностью перемещения внутри указанного элемента (14) в результате электромагнитного возбуждения, индуцируемого катушкой (16). В результате индуцировании катушкой (16) электромагнитного поля происходит заполнение водой внутреннего пространства элемента (14) за исключением подвижного сердечника (15), причем подвижный сердечник (15) содержит желоб (не показан) вдоль образующей линии для снижения вязкого трения, что, таким образом, способствует вертикальному перемещению указанного подвижного сердечника (15). В отсутствие индуцирования электромагнитного возбуждения первая пружина (17) удерживает подвижный сердечник (15) в нижнем положении, блокируя канал для прохождения воды из бойлера (1) к первой трубе (8). В этом случае отверстие (13) для впуска наружного воздуха является открытым, в результате чего будет обеспечен канал для прохождения воздуха из внешнего пространства к первой трубе (8). При индуцировании электромагнитного возбуждения созданное катушкой (16) поле вызывает перемещение вверх подвижного сердечника (15), преодолевая сопротивление первой пружины (17), до тех пор пока указанный подвижный сердечник (15) не заблокирует канал для прохождения воздуха из внешнего пространства к первой трубе (8). Таким образом, канал для прохождения воды из бойлера (1) к первой трубе (8) будет оставаться открытым.
Согласно представленному на фиг.3 система согласно настоящему изобретению содержит дозатор (2), выполненный для направления горячей воды для приготовления выбранного растворимого или завариваемого горячего напитка. Горячая вода поступает в дозатор (2) через первую трубу (8). Дозатор (2) содержит несколько подающих элементов (18), соединенных последовательно друг с другом. Каждый из подающих элементов (18) содержит три ответвления (19, 20, 21). Первое впускное ответвление (19) выполнено для получения воды из расположенного выше по потоку подающего элемента (18) (из первой трубы (8) в случае расположения подающего элемента (18) в начальном положении), тогда как второе ответвление (20) выполнено для направления воды из первой трубы (8) для приготовления выбранного горячего напитка, а третье ответвление (21) выполнено для направления воды к первому ответвлению (19) следующего подающего элемента (18). Третье ответвление (21) последнего подающего элемента (18) закрыто для предотвращения вытекания воды. Все первые ответвления (19) и третьи ответвления (21) подающих элементов (18) образуют часть второй трубы. Каждый подающий элемент (18) содержит закрывающие средства (22), выборочные открытия и закрытия которых, регулируемые платой управления, вызывают циркуляцию воды через вторую трубу ко второму ответвлению (20), соответствующему приготовлению выбранного напитка.
Подающие элементы (18) изготовлены посредством экструзии полимерного материала, устойчивого к существующим параметрам давления и температуры в системе. Предпочтительным материалом является полисульфон. Третье ответвление (21) подающего элемента (18) соединено с первым ответвлением (19) следующего за ним подающего элемента (18) посредством металлической муфты (23) и вторичных уплотнительных элементов (11).
Закрывающие средства (22) содержат металлический стержень (24), герметично расположенный внутри подающих элементов (18) и выполненный с возможностью приведения в действие при помощи электромагнитного поля, созданного металлическим сердечником (25), стационарно установленным рядом с ним. Управляемое совместное смещение всех стержней (24), регулируемое платой управления, обеспечивает циркуляцию воды во второй трубе, а также выпуск воды только через второе ответвление (20) подающего элемента (18), связанного с выбранным горячим напитком. Вторая пружина (12) усиливает смещение стержня (24).