Результат интеллектуальной деятельности: ИДЕНТИФИКАЦИЯ КАПСУЛ С ИНГРЕДИЕНТАМИ НАПИТКА

Изобретение относится к идентификации капсулы устройством для приготовления напитков.

В документе WO 2008/090122 описана капсула с ингредиентом напитка, содержащая идентификационный элемент, выполненный с возможностью физического контакта снаружи для управления параметрами работы соответствующего устройства для приготовления напитка. Идентификационный элемент имеет отверстия или углубления, соответствующие двоичному коду (0 или 1). Предпочтительно, чтобы идентификационный элемент был невидим снаружи, для чего он закрыт покрытием. Устройство для приготовления напитка содержит подвижный щуп, способный проникать в покрытие, деформировать или смещать его на участках, соответствующих отверстиям или углублениям. Степень смещения щупов в результате контактирования с отверстием или углублением связана с информацией, касающейся капсулы. Подвижные щупы подпружинены и располагаются на некотором расстоянии от электронной схемы блока управления устройством с возможностью выборочного контакта с упомянутой схемой в зависимости от их контакта с углублениями или отверстиями. При контакте щупа и схемы также генерируется двоичный код (0 или 1). Такие подвижные щупы помещаются на некотором расстоянии от схемы с возможностью перемещения с помощью упругого упорного элемента, связанного со схемой, для обеспечения упругости щупа, чтобы он мог возвратиться в положение, в котором контакт отсутствует, и изоляции схемы от влаги, поступающей из капсулы. Упругий упорный элемент может быть выполнен из эластомера, предпочтительно из силикона. Щупы могут быть образованы из штырей, основание которых заделано или вставлено в основание упругого упорного элемента. Блок управления может быть предназначен для регулирования какого-либо условия при приготовлении напитка в соответствии со считанной информацией, например для регулирования температуры, подаваемой внутрь капсулы жидкости.

В устройствах такого типа замечено, что после производства более 2000 единиц напитка влага может проходить через упругий упорный элемент даже в том случае, если он изготовлен из силикона. Влажность ухудшает характеристики электронной схемы блока управления устройства, что приводит к ошибочной идентификации капсулы.

Таким образом существует необходимость в решении данной проблемы путем создания устройства с описанным выше средством идентификации, в котором устранена возможность попадания на электронную схему блока управления влаги, образующейся во время технологического процесса изготовления напитка.

Первым объектом изобретения является система для приготовления напитка, включающая в себя капсулы с ингредиентами напитка, имеющие идентификационный элемент, и устройство для приготовления напитка, предназначенное для приема упомянутых капсул и содержащее контактное средство для физического контактирования с идентификационным элементом капсулы с целью считывания с него информации; блок управления, соединенный с контактным средством и предназначенный для управления работой устройства для приготовления напитка в соответствии со считанной информацией, при этом контактное средство содержит по меньшей мере один подвижный щуп, механически контактирующий с идентификационным элементом капсулы, упругий упорный элемент, с одной стороны контактирующий со щупом, а с другой стороны соединенный с электронной схемой, причем части указанного упругого упорного элемента, контактирующие со щупом, имеют форму, способную деформироваться; отдельные электропроводящие элементы, расположенные между упругим упорным элементом и электронной схемой, и слой водонепроницаемого материала, расположенный между упругим упорным элементом и отдельными электропроводящими элементами.

В системе согласно настоящему изобретению капсула имеет идентификационный элемент, выполненный с возможностью физического контакта с наружной стороны. Таким образом, в идентификационных элементах информация закодирована при помощи конструктивных элементов (в противоположность визуальной кодировке в штрихкоде). Конкретнее, идентификационный элемент может содержать несколько расположенных определенным образом контактных приемных поверхностей, каждая из которых формирует альтернативно один из двух разных уровней, соответствующих наличию и отсутствию контакта с внешним щупом, то есть двоичный код (0 или 1). Например, уровень поверхности может соответствовать разнице глубин или высот ряда расположенных определенным образом углублений/отверстий или выступающих элементов. Как вариант могут быть выполнены первые и вторые контактные приемники. Первые контактные приемники могут представлять собой отверстия или углубления одной глубины, а вторые контактные приемники - отверстия или углубления меньшей глубины или же заполненные или незначительно выпуклые. Возможно выполнение первых контактных приемников в виде выступающих элементов одной высоты, а вторых контактных приемников - в виде выступающих элементов большей высоты. Предпочтительно идентификационный элемент до физического контакта с соответствующим щупом устройства для приготовления напитка невидим снаружи и не выступает наружу. С этой целью идентификационный элемент снаружи может закрываться покрытием, причем покрытие и/или идентификационный элемент могут переходить из закрытого состояния в состояние считывания идентификационной информации, например, в результате проникновения щупа соответствующего устройства для приготовления напитка или в результате деформации или смещения щупом соответствующего устройства для приготовления напитка. Предпочтительно идентификационный элемент кодируется модулированием структуры поверхности лицевой стороны капсулы, например выполнением на идентификационной лицевой стороне капсулы отверстий или углублений. Идентификационная лицевая сторона капсулы может закрываться смещаемой, деформируемой или протыкаемой мембраной, например слоем пластмассы, алюминия или слоистым материалом из пластмассы и алюминия. Таким образом, покрытие или выборочно протыкается снаружи, или деформируется на участках, совпадающих с углублениями и отверстиями. С другой стороны, за счет обеспечения упора на участках, не совпадающих с углублениями и отверстиями, покрытие способно противостоять определенной степени проникновения или деформации. Покрытие может оставаться неизменным, но можно манипулировать идентификационным элементом (например, он может быть смещен) для того, чтобы перевести капсулу из состояния, в котором идентификационный элемент закрыт, в состояние, в котором можно считывать информацию с идентификационного элемента. Предпочтительно идентификационный элемент может быть образован спереди крышки капсулы, которая соединена с чашеобразным корпусом капсулы для ограничения полости, содержащей ингредиенты, образующие напиток. Идентификационный элемент может быть выполнен за одно целое с крышкой. Например, крышка может быть выполнена из литой пластмассы, в которой сформовано идентификационное средство. Для уменьшения площади, необходимой для системы распознавания идентификационного элемента, спереди крышки может быть выполнено несколько расположенных заданным образом контактных приемников, не образующих прямую линию. Например, расположенные по поверхности крышки приемники могут быть сгруппированы по существу в виде прямоугольника, звезды или изогнутой линии или в виде по существу замкнутой линии, очерчивающей неправильную форму.

Согласно изобретению устройство для приготовления напитков предназначено для использования с описанной выше капсулой, содержащей ингредиент напитка. Устройство для приготовления напитка снабжено средством для физического контактирования с капсулой с целью считывания информации о ней. Дополнительно устройство для приготовления напитка имеет блок управления, соединенный с контактным средством и предназначенный для управления параметрами работы устройства для приготовления напитка в соответствии со считанной информацией.

Контактное средство содержит по меньшей мере один подвижный щуп, механически контактирующий с идентификационным элементом капсулы. Блок управления первоначально устанавливается с по меньшей мере одним щупом для распознавания идентификационной информации в зависимости от степени смещения щупа в результате его контакта с идентификационным элементом капсулы. Точнее, по меньшей мере один подвижный щуп располагается на некотором расстоянии от электронной схемы блока управления устройством с возможностью упругого смещения и выборочно, в зависимости от его контакта с капсулой перемещается так, что он входит в контакт с упомянутой схемой, причем контакт щупа и схемы определяет одно двоичное состояние (0 или 1), а отсутствие контакта между щупом и схемой определяет другое двоичное состояние.

Щупы могут быть образованы из штырей, имеющих основание. Предпочтительно основание опирается на упругий упорный элемент. Конец щупа может быть выполнен с возможностью протыкания покрытия, лежащего поверх идентификационного элемента. Контактное средство содержит ряд одинаковых подвижных штырей для контактирования с рядом расположенных заданным образом контактных приемников капсулы.

Контактное средство также содержит упругий упорный элемент, контактирующий с одной стороны с по меньшей мере одним щупом, а с другой стороны соединенный со схемой. Части упругого упорного элемента, контактирующие со щупом, имеют форму, способную деформироваться. Упругий упорный элемент обеспечивает упругость щупа для того, чтобы он мог возвратиться в положение, в котором контакт отсутствует, и изоляцию схемы от влаги, поступающей из капсулы. Упругий упорный элемент может, например, представлять собой элемент из эластомера, предпочтительно из силикона или каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера. Поскольку упругий упорный элемент другой стороной связан со схемой, смещение щупа может производиться таким образом, чтобы он выборочно размыкал соединенный контакт схемы блока управления.

Чтобы значительно уменьшить размер идентификационной системы, ее схему можно выполнить печатной. Печатная схема может иметь ширину всего лишь несколько миллиметров и может устанавливаться на небольшом участке устройства рядом с корпусом капсулы. Например, толщина печатной схемы составляет от 0,5 до 3 мм. Печатная схема может содержать, например, ряд печатных схем, которые выборочно замыкаются и размыкаются рядом щупов и обеспечивают закодированное состояние.

Согласно изобретению контактное средство также содержит слой водонепроницаемого материала между упругим упорным элементом и отдельными электропроводящими элементами. Предпочтительно, чтобы этот слой был достаточно большим и закрывал все части упругого упорного элемента, контактирующие со щупом. Предпочтительно, чтобы этот слой был деформируемым, чтобы перемещение или деформацию контактирующих частей упругого упорного элемента можно было передавать через этот слой на электронные электропроводящие элементы. Этот слой водонепроницаемого материала может быть выполнен из силикона, пластмассы и слоистого материала из пластмассы и алюминия. Отдельные электропроводящие элементы, как правило, имеют форму, позволяющую замкнуть схему, когда они прижаты к ее участкам, на которых может производиться короткое замыкание.

В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения электропроводящие элементы могут быть прикреплены к слою водонепроницаемого материала. В этом варианте отдельные электропроводящие элементы прикреплены к стороне слоя водонепроницаемого материала, обращенной к схеме. Предпочтительно слой водонепроницаемого материала выполнен из эластомера, например из силикона или каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера, а отдельные электропроводящие элементы выполнены из графита. Графитовые элементы могут наноситься на слой элемента из эластомера методом печати.

В соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения отдельные электропроводящие элементы закреплены на пленке, а слой водонепроницаемого материала расположен между упругим упорным элементом и этой пленкой. В этом варианте пленка может представлять собой пластмассовую пленку, которая имеет несколько небольших отверстий для прохода воздуха. В этом случае слой водонепроницаемого материала состоит из слоистых материалов, таких как полиэтилентерефталат/алюминий/полипропилен, полиэтилен/сополимер этилена и виниловый спирт/полипропилен, полиэтилентерефталат/металлизированный слой/полипропилен, алюминий/полипропилен. Отдельные электропроводящие элементы прикреплены к стороне пленки, обращенной к схеме.

Блок управления предназначен для регулирования какого-либо параметра процесса приготовления напитка в соответствии со считанной информацией, например, для регулирования температуры жидкости, подаваемой внутрь капсулы. Контактное средство может содержать ряд подвижных штырей, расположенных в определенном порядке, которые выборочно механически контактируют с расположенными определенным образом контактными приемниками капсулы. Блок управления может быть предназначен для распознавания идентификационной информации на основе степени смещения штыря относительно капсулы. Предпочтительно блок управления предназначен для регулирования в зависимости от считанной информации температуры приготовления напитка и/или времени паузы в процессе заваривания. В частности, блок управления предназначен для изменения температурных параметров, расхода жидкости и/или времени паузы в процессе заваривания при заваривании разных типов чая в соответствии с типами листовых чаев, содержащихся в капсуле, которые имеют различные свойства и места происхождения.

Устройство для приготовления напитка может быть предназначено для приготовления чая, кофе и других напитков.

Изобретение позволяет улучшить изоляцию электронной схемы от влаги, образующейся на поверхности капсулы. Система согласно настоящему изобретению была использована для приготовления более чем 6000 единиц напитка, при этом не возникали проблемы, связанные с влажностью.

Особенности и преимущества изобретения станут более понятны из дальнейшего описания со ссылкой на чертежи.

На фиг.1 схематически показана система считывания идентификационной информации с капсулы, содержащей ингредиенты напитка, согласно первому варианту осуществления изобретения;

на фиг.2 схематически показана система считывания согласно второму варианту осуществления изобретения;

на фиг.3 показан упругий упорный элемент, который может быть использован в системе считывания согласно настоящему изобретению, вид в перспективе;

на фиг.4 показан слой согласно первому варианту осуществления изобретения, вид в перспективе;

на фиг.5 показана печатная плата, которая может быть соединена со щупом;

на фиг.6 показаны упругий упорный элемент и электропроводящее средство, закрепленное на пленке согласно второму варианту осуществления изобретения, вид в перспективе.

Одним из объектов настоящего изобретения является устройство 11 для приготовления напитка, предназначенное для приготовления напитка из капсулы 1, установленной в этом устройстве 11 в заданном положении приготовления напитка. Как показано на фиг.1, капсула имеет специальное отделение для ингредиентов 5 напитка. Жидкость 3, управляемая блоком 10 управления устройства 11 для приготовления напитка, вводится в капсулу 1 для взаимодействия с ингредиентами 5, содержащимися в этой капсуле. Затем результат такого взаимодействия, то есть приготовленный напиток или жидкий продукт питания, можно извлечь из устройства 11 для приготовления напитка. Типичными примерами взаимодействия между жидкостью 3 и ингредиентами 5 являются заваривание, смешивание, экстракция, растворение и т.п. В отделении для ингредиентов могут содержаться разные типы ингредиентов, а в капсуле могут происходить разные типы взаимодействия. Система, показанная на фиг.1, оснащена средством извлечения (считывания) идентификационных данных из капсулы 1 для их передачи в блок 10 управления для того, чтобы блок 10 управления мог управлять технологическим режимом устройства 11 в зависимости от содержания считанных идентификационных данных. Идентификационные данные могут относиться к параметрам капсулы и/или ингредиентов. Капсула 1 согласно настоящему изобретению имеет идентификационный элемент 6, в котором в кодированной форме содержится идентификационная информация. Предпочтительно, чтобы информация кодировалась модулированием структуры поверхности лицевой стороны капсулы 1, например, отверстие или углубление может представлять одно логическое состояние (например, «0»), а другое состояние поверхности («углубления нет» или «отверстия нет») - другое логическое состояние (например, «1»). Предпочтительно, чтобы идентификационный элемент 6 в капсуле 1 располагался таким образом, чтобы он не был открытым и, как правило, был невидим снаружи. С этой целью идентификационный элемент 6 может иметь покрытие 7. В отношении идентификационного элемента 6 покрытие 7 играет эстетическую и/или защитную роль. Покрытие 7 и идентификационный элемент 6 являются частями капсулы и располагаются таким образом, чтобы вначале идентификационный элемент находился в защищенном положении. В таком случае контактное средство 8 устройства 11 для приготовления напитка может управлять конструкцией покрытие/идентификационный элемент таким образом, чтобы система покрытие/идентификационный элемент переходила из закрытого состояния в состояние считывания идентификационной информации, в котором щуп визуально или посредством механического контакта мог считать информацию, закодированную в идентификационном элементе. Такое управление может осуществляться в отношении идентификационного элемента 6 и/или покрытия 7. Предпочтительно, чтобы покрытие 7 выполняло функцию полного закрывания только тогда, когда не проводится процесс распознавания идентификационного элемента. Наряду с процессом распознавания идентификационного элемента, как будет пояснено ниже, покрытие 7 может, например, по меньшей мере частично, сниматься, смещаться, деформироваться или в нем могут пробиваться отверстия. Покрытие 7 во время считывания информации может отклоняться, чтобы огибать контуры поверхности идентификационного элемента, установленного под покрытием. С этой целью покрытие 7 может быть выполнено гибким с возможностью отклонения от внешней поверхности, обеспечивая возможность считывания структуры поверхности идентификационного элемента 6, установленного под покрытием 7. Устройство 11 для приготовления напитка имеет контактное средство 8, которое предназначено для считывания идентификационной информации, закодированной модулированием структуры поверхности идентификационного элемента 6. Предпочтительно такое распознавание осуществляется посредством механического контакта. С этой целью контактное средство 8 может содержать ряд подвижных штырей 81, которые во время считывания информации смещаются в направлении идентификационного элемента 6 капсулы 1. В зависимости от формы поверхности идентификационного элемента 6 в области контакта между штырем 81 и идентификационным элементом 6 штырь 81 может выдвинуться в направлении капсулы 1 на большее или меньшее расстояние.

Штыри 81 изолируются от электронной печатной платы 9 посредством упругого упорного элемента 82, который предпочтительно образован слоем электроизоляционного материала, например силикона. Таким образом, элемент 82 создает усилие, необходимое для незначительного прижатия штырей 81 к капсуле, в результате чего пробиваются отверстия в покрытии, расположенном сверху идентификационного элемента капсулы, или это покрытие деформируется. Каждый штырь 81 может иметь фланец 83, контактирующий с частью упорного элемента 82. Предпочтительно, чтобы штыри были жестче, чем упругий упорный элемент 82. Штыри могут изготавливаться из металла или твердой пластмассы. Относительное смещение штырей 81 передается на упругий упорный элемент 82, контактирующий с лицевой стороны со штырями 81. Упругий упорный элемент 82 с тыльной стороны соединен со схемой 9. В этом случае механическое смещение штырей преобразуется в электрические сигналы. Полученные таким образом электрические сигналы распознавания могут затем обрабатываться блоком 10 управления. Блок 10 управления на основе считанных с капсулы идентификационных данных устанавливает параметры технологического процесса приготовления напитка, например расход или температуру подаваемой жидкости 3, а также время взаимодействия и т.д.

В состоянии, показанном на фиг.1, на идентификационном элементе 6 имеется отверстие 61 только напротив одного показанного штыря 81. Во время считывания этот штырь не смещается назад и поэтому не активирует электрические микропереключатели, предназначенные для короткого замыкания определенных участков печатной платы 9. Напротив трех других штырей на идентификационном элементе 6 нет отверстий и они не могут продвигаться дальше в структуру поверхности идентификационного элемента 6, поэтому будут незначительно смещены назад (на фиг.1 влево), приводя части силиконового материала упругого упорного элемента 82 в контакт с фланцами 83 и активируя (то есть приводя в электропроводящее состояние) электропроводящий микропереключатель печатной платы 9. С этой целью между упругим упорным элементом 82 и печатной платой 9 вставлены электропроводящие элементы 121, которые способны на печатной плате 9 выборочно производить заданное короткое замыкание, соответствующее замыканию переключателя. Электропроводящие элементы 121 устанавливаются в местах, расположенных напротив способных к деформированию частей упругого упорного элемента 82 и участков печатной платы 9, на которых можно осуществить короткое замыкание. Кроме того, в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения электропроводящие элементы 121 прикреплены к слою 12 водонепроницаемого материала.

На фиг.2 показано то же устройство 11 для приготовления напитка, что и на фиг.1, за исключением того, что отдельные электропроводящие элементы 121 закреплены на пленке 13. Пленка позволяет устанавливать упомянутые элементы 121 спереди тех участков печатной платы 9, на которых можно осуществить короткое замыкание. Между упругим упорным элементом 82 и пленкой 13 имеется также слой 12 водонепроницаемого материала.

На фиг.3 показан упругий упорный элемент 82 согласно настоящему изобретению. Упругий упорный элемент 82 представляет собой плоский лист 823 упругого материала, имеющий восемь частей, которые могут контактировать со щупами со своей одной стороны 821 и могут соединяться с печатной платой 9 с показанной стороны 824. На этой стороне восемь частей 825 могут быть соединены с участками 91 схемы 9, на которых можно выборочно производить короткое замыкание.

На фиг.4 показаны отдельные электропроводящие элементы 121, прикрепленные к слою 12 водонепроницаемого материала согласно первому варианту осуществления изобретения. Восемь электропроводящих элементов 121 изготавливаются из электропроводящего материала, предпочтительно из графита, который наносится на восемь участков слоя 12, расположенных на показанной стороне 122 напротив участков схемы, на которых можно производить короткое замыкание, и на части упругого упорного элемента, контактирующие со щупом, которые имеют форму, способную деформироваться на другой рабочей стороне. Графит может наноситься на силикон методом печати. На стороне, обращенной к схеме, указанные восемь частей могут быть незначительно отодвинуты от боковой поверхности, чтобы не создавался контакт со схемой, кроме случаев, когда какой-либо штырь толкает гибкий упорный элемент, а следовательно, и слой на уровне одного из восьми электропроводящих элементов 121. Предпочтительно, чтобы слой изготавливался из эластомера, предпочтительно из силикона или каучука на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера.

На фиг.5 более детально показана печатная плата 9, которая может использоваться в настоящем изобретении. Позицией 91 обозначены участки, на которых можно выборочно производить короткое замыкание.

На фиг.6 показано расположение отдельных электропроводящих элементов 121 между упругим упорным элементом 82 и схемой согласно второму варианту осуществления изобретения, представленному на фиг.2. Эти отдельные электропроводящие элементы 121 прикреплены к пленке 13 (показанной штриховой линией) со стороны пленки 13, обращенной к схеме, чтобы они могли контактировать со схемой. Перемещение конусов 825 упругого упорного элемента 82 вызывает перемещение электропроводящих элементов 121 таким образом, что они контактируют с участками схемы, на которых можно производить короткое замыкание. Слой водонепроницаемого материала на фиг.6 не показан; он помещается между пленкой 13 и упругим упорным элементом 82.