СИСТЕМА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПОРЦИЙ НАПИТКА

Изобретение относится к системе для приготовления порций напитка и способу ее эксплуатации. В частности, изобретение относится к такой системе, имеющей устройство, выполненное с возможностью приготовления и выдачи порции напитка, и сменный картридж или питающий блок, выполненный с возможностью удержания и выдачи ингредиента, относящегося к напитку.

Такие системы для приготовления напитков, в целом, известны, и конкретный пример раскрыт в патентном документе US 6974052. Правильное функционирование таких известных систем зависит от соединения между выпускным портом для ингредиента сменного картриджа или питающего блока и соединителя для приема ингредиента. Часто эти соединения, необходимые для обработки жидких веществ и, по большей части, один из выпускного порта и приемного соединителя включает в себя эластичный уплотнительный элемент. Поскольку такие уплотнительные элементы предназначены для обеспечения плотный уплотнитель для текучей среды, они являются не только упруго гибкими, но также имеют прессовую посадку с соответствующим другим из приемного соединителя и выпускного порта. Иногда эта упругость и прессовая посадка затрудняет установку сменного картриджа или питающего блока относительно устройства. Даже когда установка успешно выполнена, операция установки все же может приводить к нарушению целостности эластичного уплотнительного элемента.

Соответственно, задача настоящего изобретения состоит в обеспечении усовершенствованной системы для приготовления порций напитка. В более общем смысле, задачей изобретения, таким образом, является преодоление или ослабление по меньшей мере одного из недостатков уровня техники. Задачей настоящего изобретения также является обеспечение альтернативных решений, менее трудоемких в сборке и эксплуатации и которые, кроме того, можно изготавливать относительно недорого. Альтернативно, задачей изобретения является обеспечение по меньшей мере полезной альтернативы.

Для этого изобретение предусматривает систему и способ, заданные в одном или более из пунктов нижеследующей формулы изобретения. В частности, изобретение может, преимущественно, включать в себя одну или более из следующих особенностей.

Система для приготовления порций напитка, в соответствии с изобретением, может содержать устройство, выполненное с возможностью приготовления и выдачи порции напитка; и по меньшей мере один сменный питающий блок, выполненный с возможностью удержания и выдачи ингредиента, относящегося к напитку. Устройство включает в себя загрузочный канал, выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного сменного питающего блока. По меньшей мере один сменный питающий блок снабжен контейнером для удержания ингредиента, относящегося к напитку, приводным портом для приема выступающего ведущего вала и выпускным портом для ингредиента. Загрузочный канал устройства имеет выступающий ведущий вал для передачи крутящего момента от устройства на по меньшей мере один сменный питающий блок и соединитель для приема ингредиента для транспортировки ингредиента, относящегося к напитку, от по меньшей мере одного сменного питающего блока на устройство. Устройство может включать в себя рычажное средство, выполненное с возможностью одновременного соединения приводного порта и выпускного порта для ингредиента по меньшей мере одного сменного питающего блока с ведущим валом и соединителя для приема ингредиента. Приводной порт включает в себя отверстие с вогнутой конусообразной внутренней стенкой, образующей форму воронки, выполненное с возможностью взаимодействия с выступающим ведущим валом для помощи в выравнивании выпускного порта для ингредиента относительно соединителя для приема ингредиента в ходе соединения по меньшей мере одного сменного питающего блока с устройством. В системе с по меньшей мере вышеупомянутыми особенностями признак выравнивания выступающего ведущего вала относительно конусообразного отверстия в приводном порту сменного питающего блока, преимущественно, способствует соединению выпускного порта и приемного соединителя и снижает любую опасность повреждения любых гибких уплотнительных элементов. В ходе соединения сменного питающего блока с устройством выступающий ведущий вал, прежде всего, оказывается в границах воронкообразного входного участка приводного порта. Затем выступающий вал касается конусообразной внутренней стенки воронкообразного входного участка приводного порта, чтобы, таким образом, дополнительно направляться в центральный канал ведущей шестерни в сменном питающем блоке. Направление продолжается выступающим валом и конусообразной внутренней стенкой приводного порта, пока не будет достигнуто зацепление выступающего ведущего вала с центральным каналом ведущей шестерни. Наконец выступающий вал полностью сцепляется с ведущей шестерней.

Соответственно в одном варианте осуществления системы выпускной порт для ингредиента может иметь гибкий кольцевой уплотнитель. Соединитель для приема ингредиента того же варианта осуществления может дополнительно иметь воронкообразное отверстие, внутренняя стенка которого выполнена с возможностью захвата гибкого кольцевого уплотнителя.

В другом варианте осуществления или дополнительном развитии одного варианта осуществления по меньшей мере один сменный питающий блок может включать в себя дозатор для выброса дозированных объемов ингредиента, относящегося к напитку, из контейнера через выпускной порт для ингредиента. Удобно, чтобы приводной порт был частью дозатора и позволял передавать движущий крутящий момент от выступающего ведущего вала на насос в дозаторе. Дозатор также может выступать из контейнера. В связи с этим, загрузочный канал устройства может включать в себя полость, выполненную с возможностью приема выступающего дозатора сменного питающего блока, и при этом выступающий ведущий вал и соединитель для приема ингредиента связаны с полостью. Удобно также, чтобы приводной порт и порт для ингредиента размещался на нижней поверхности дозатора, и выступающий ведущий вал и соединитель для приема ингредиента размещались на нижней стенке полости.

Когда предусмотрено, рычажное средство может быть выполнено с возможностью зацепления дозатора для соединения приводного порта и выпускного порта для ингредиента по меньшей мере одного сменного питающего блока одновременно с ведущим валом и соединителем для приема ингредиента.

Внешний контур дозатора и внутренний контур полости могут иметь формы, дополнительные друг к другу, для дополнительной помощи в выравнивании выпускного порта для ингредиента относительно соединителя для приема ингредиента в ходе соединения по меньшей мере одного сменного питающего блока с устройством.

Дозатор может включать в себя противоположные поперечно выступающие цапфы, и рычажное средство выполнено с возможностью механического зацепления поперечно выступающих цапф для установки и перемещения дозатора.

Удобно, чтобы загрузочный канал был выполнен с возможностью перемещения дозатора между позицией, где дозатор сменного питающего блока входит в полость, и позицией, в которой сменный питающий блок полностью присоединен к устройству.

Средство датчика может быть дополнительно связано с полостью для обнаружения по меньшей мере одного из правильной установкой сменного питающего блока и наличия ингредиента, относящегося к напитку, в установленном сменном питающем блоке. Такое средство датчика может быть выполнено с возможностью осуществления связи с блоком управления для помощи в управлении по меньшей мере одним из цикла запуска и отдельных циклов дозирования.

Выступающий ведущий вал может включать в себя гибкий участок. Когда ведущий вал снабжен гибким участком, его выступающий конец может компенсировать незначительные нарушения выравнивания при приведении в движение шестерни насоса дозатора. В противном случае такое нарушение выравнивания может приводить к дополнительном трению и потерям энергии.

Выступающий ведущий вал также может выступать из выпуклой втулки на устройстве, причем выпуклая втулка выполнена с возможностью стыковки с вогнутой внутренней формой приводного порта, когда по меньшей мере один питающий блок полностью сцепляется с устройством после присоединения к нему.

В этом дополнительном усовершенствовании выступающий ведущий вал устройства окружен выпуклой втулкой, которая согласуется с вогнутым внутренним конусом приводного порта, когда выступающий вал полностью сцеплен с ведущей шестерней.

Контейнер может, по существу, задавать внешнюю границу по меньшей мере одного питающего блока, который может быть выполнен с возможностью стыковки с загрузочным каналом, и эффективен для дополнительной помощи в выравнивании выпускного порта для ингредиента относительно соединителя для приема ингредиента в ходе соединения по меньшей мере одного сменного питающего блока с устройством.

Контейнер может представлять собой гибкий мешок, заключенный в жесткой оболочке.

Ингредиент, относящийся к напитку, представляет собой жидкое вещество, которое может включать в себя, но без ограничения, кофейные экстракты, чайные экстракты, шоколадные напитки, молоко, ароматизаторы, соки и/или их концентраты.

Дозатор системы согласно изобретению может включать в себя: внутренний насос, имеющий ведущую шестерню; приводной порт для передачи движущего крутящего момента на ведущую шестерню; выпускной порт для ингредиента; внешний контур, форма которого дополнительна к полости устройства; и противоположные поперечно выступающие цапфы, выполненные с возможностью зацепления рычажным средством устройства. В таком дозаторе удобно, чтобы приводной порт и выпускной порт для ингредиента были установлены на одной поверхности дозатора. Кроме того, приводной порт может иметь воронкообразное входное отверстие, и выпускной порт может быть снабжен гибким эластичным кольцевым уплотнителем. Такой дозатор, альтернативно, может быть обеспечен как восстанавливаемый блок, который можно отсоединять от использованного питающего блока и повторно использовать на свежем питающем блоке, который поступает без дозатора. Многоразовый дозатор может иметь преимущества для окружающей среды за счет экономии на отходах и сырье. Также контейнеры в виде питающего блока без выступающего дозатора могут иметь преимущества в упаковке и транспортировке.

Способ установки по меньшей мере одного сменного питающего блока, выполненного с возможностью выдачи ингредиента, относящегося к напитку, на устройстве для приготовления и выдачи напитка, может включать в себя этап установки по меньшей мере одного питающего блока в загрузочный канал устройства, этап оперирования рычажным средством устройства эффективно для одновременного соединения приводного порта и выпускного порта для ингредиента по меньшей мере одного питающего блока с выступающим ведущим валом и соединителем для приема ингредиента, и этап гарантирования, что отверстие с вогнутой конусообразной внутренней стенкой приводного порта образующий форму воронки взаимодействует с выступающим ведущим валом для помощи в выравнивании выпускного порта для ингредиента относительно приема ингредиента. Этот способ может осуществляться с использованием по меньшей мере одного питающего блока и устройства системы, имеющей одно или более из вышеперечисленных особенностей.

Дополнительные преимущественные аспекты изобретения явствуют из нижеследующего описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 демонстрирует устройство для приготовления порций напитка в соответствии с системой изобретения;

фиг. 2 - сменный питающий блок для ингредиента напитка для использования с системой согласно изобретению;

фиг. 3 - увеличенный подробный вид питающего блока, показанного на фиг. 2;

фиг. 4 - вид снизу дозатора питающего блока, показанного на фиг. 2 и 3;

фиг. 5 подробно демонстрирует загрузочный канал после открытия переднего лючка устройства, показанного на фиг. 1;

фиг. 6 - схематический вид сбоку, частично в разрезе, питающего блока, установленного в загрузочном канале для соединения с устройством;

фиг. 7 - вид сбоку, аналогичный фиг. 6, демонстрирующий питающий блок в ходе соединения с устройством;

фиг. 8 - вид сбоку, аналогичный фиг. 6, демонстрирующий питающий блок, полностью присоединенный к устройству;

фиг. 9 - вид в разрезе, который демонстрирует приводной порт дозатора в ходе соединения питающего блока, приближающегося к выступающему ведущему валу устройства;

фиг. 10 - вид, аналогичный фиг. 9, но демонстрирующий приводной порт дозатора в предварительном контакте с выступающим ведущим валом устройства;

фиг. 11 - вид, аналогичный фиг. 9, но с выступающим ведущим валом устройства, частично сцепленным с ведущей шестерней насоса дозатора;

фиг. 12 - подробный вид, соответствующий ситуации на фиг. 8 и демонстрирует выступающий ведущий вал устройства, полностью сцепленный с ведущей шестерней насоса дозатора;

фиг. 13 - подробный вид в перспективе, частично в разрезе, выпускного порта для ингредиента напитка до соединения;

фиг. 14 - увеличенный подробный вид, аналогичный фиг. 13, демонстрирующий выпускной порт для ингредиента напитка в ходе соединения;

фиг. 15 - вид спереди приводного агрегата устройства, демонстрирующий модифицированный ведущий вал;

фиг. 16 демонстрирует гибкое приводное соединение, используемое в модифицированном ведущем вале, показанном на фиг. 15.

Система 1 согласно изобретению включает в себя устройство 3 приготовления и выдачи порций напитка. Устройство 3 для напитков включает в себя отделение для питающего блока для приема сменных питающих блоков с ингредиентами напитка. Отделение закрывается передним лючком 5, который можно открывать для обеспечения доступа к отделению. Помимо особенностей описанных ниже, устройство 3 относится к традиционному типу и может включать в себя смеситель водяных струй для смешивания, например, концентрированных жидких кофейных или молочных ингредиентов с горячей водой для выдачи либо через выпуск 7 для кофе, либо через выпуск 9 для молока. В основании устройства 3 может быть обеспечен лоток 11 для приема брызг.

Сменный питающий блок 13 для ингредиента напитка показан на фиг. 2. Удобно, чтобы питающий блок 13 для напитка относился к типу мешка в коробке, имеющего жесткий внешний корпус 15 контейнера и сменную защитную крышку 17 для защиты выступающего дозатора 19, который можно наблюдать в увеличенном подробном виде на фиг. 3. После удаления крышки 17 питающий блок 13 готов к вставлению в отделение для питающего блока устройства 3 после открытия переднего лючка 5. Как показано на фиг. 4, выступающий дозатор 19 имеет поперечные выступы цапфы 21, 23 на противоположных боковых сторонах. Также на фиг. 4 на нижней поверхности дозатора 19 наблюдаются приводной порт 25 и выпускной порт 27 для ингредиента. Выпускной порт 27 для ингредиента снабжен гибким эластичным кольцевым уплотнителем 29. Дозатор 19 дополнительно включает в себя выступающую отборную камеру 31.

На фиг. 5 подробно показан загрузочный канал 33 внутри отделения для питающего блока устройства 3. Этот загрузочный канал 33 обычно располагается позади переднего лючка 5 устройства 3, как показано на фиг. 1, и имеет, в общем случае, вертикальную стенку 34, проходящую по периметру, образующую заднюю и боковые стенки отделения для питающего блока. Загрузочный канал 33, проиллюстрированный на фиг. 5, выполнен с возможностью приема двух питающих блоков 13, расположенных рядом друг с другом. Внешний корпус 15 контейнера в ходе вставления в отделение для питающего блока, направляется одной из боковых стенок, образованных стенкой 34, проходящей по периметру. Каждый питающий блок 13 будет вставляться своим дозатором 19 в заднем положении и, как показано на фиг. 5, загрузочный канал 33 дополнительно имеет первую и вторую полости 35A, 35B на нижней поверхности для размещения соответствующего дозатора 19 питающего блока 13, вставленного в левую или правую часть загрузочного канала 33. Каждая параллельная часть загрузочного канала 33 имеет рычаг 37A, 37B, связанный с противоположной ему полостью 35A, 35B. Левый рычаг 37A показан в своем разблокированном положении, готовом для приема питающего блока 13, тогда как правый рычаг 37B показан в заблокированном положении, но без вставленного питающего блока. Каждая полость 35A, 35B имеет выступающий ведущий вал 39A, 39B (ведущий вал 39B на фиг. 5 скрыт рычагом 37B), и охватывающее соединение 41A, 41B для приема ингредиента. Эти ведущие валы 39A, 39B и охватывающие соединения 41A, 41B для приема ингредиента установлены для сцепления приводного порта 25 и выпускного порта 27 для ингредиента дозатора 19 соответствующего питающего блока 13. Каждая из полостей 35A, 35B расширяется выемкой для приема отборной камеры 31 дозатора 19. Датчики 43, 45 размещены в углубленных расширениях полостей 35A, 35B для обнаружения правильной установки питающего блока, а также наличия продукта в питающем блоке 13 через отборную камеру 31.

Фиг. 6-8 демонстрируют несколько стадий вставления и соединения питающего блока. Поскольку эти процедуры идентичны для левого и правого участков загрузочного канала 33, соответствующие полости, рычаги, выступающие ведущие валы, и охватывающие соединения для приема ингредиента повсеместно обозначаются 35, 37, 39 и 41 соответственно. Согласно фиг. 6, питающий блок 13 только что вставлен в границах загрузочного канала 33 и, в общем случае, вертикальной стенки 34, проходящей по периметру, образующей отделение для питающего блока, выступом 23 вала в выемку 47 на одной стороне рычага 37. Аналогичная выемка, но не видимая, обеспечивается на другой стороне рычага 37 и приняла соответствующий выступ вала 21. Рычаг 37 поворачивается вокруг оси 49 вращения. Из позиции, проиллюстрированной на фиг. 6, рычаг 37 перемещается вверх, как показано на фиг. 7. В результате, выступающая цапфа 23 и ее ответная часть 21, благодаря выемкам 47, перемещаются вниз для установки дозатора 19 на выступающий ведущий вал 39 (фиг. 6). В то же время, но не видимый на фиг. 7, выпускной порт 27 для ингредиента перемещается в направлении охватывающего соединения 41 для ингредиента. Установка и соединение питающего блока 13 завершается, как показано на фиг. 8, когда рычаг 37 находится в самой верхней позиции.

Как будет дополнительно объяснено со ссылкой на фиг. 9-14 специальное оборудование гарантирует, что приводной порт 25 и выпускной порт 27 для ингредиента дозатора 19 правильно и надежно согласуется с выступающим ведущим валом 39 и охватывающим соединением 41 для приема ингредиента 3. Как показано на фиг. 9, дозатор 19 касается границы полости 35 в левой стороне фиг. 9. Можно видеть, что выступающий вал 39 находится в границах воронкообразного участка приводного порта 25 дозатора 19. Можно заметить, что корпус 15 питающего блока 13 для наглядности удален из фиг. 9-14. Относительные положения питающего блока и устройства на фиг. 9, по существу, соответствует положениям на фиг. 6. Как показано на фиг. 10, рычаг 37 переместился, по существу, в позицию, показанную на фиг. 7. В этой позиции рычага 37 выступающий вал 39 касается конусообразной внутренней стенки воронкообразного входного участка приводного порта 25 для дальнейшего направления в центральный канал 50 ведущей шестерни 51 в дозаторе 19. Зацепление выступающего ведущего вала 39 с центральным каналом 50 ведущей шестерни 51 показан на фиг. 11, где рычаг 37 перемещается дальше за пределы позиции, показанной на фиг. 10. Наконец, когда рычаг 37 перемещается в позицию фиг. 8, выступающий вал 39 полностью сцеплен с ведущей шестерней 51, как подробно показано на фиг. 12.

На фиг. 13 и 14 соединение выпускного порта 27 для ингредиента дозатора 19 с охватывающим соединением 41 для ингредиента показано в поперечном сечении.

Поперечные сечения на фиг. 13 и 14 находятся в другом положении, чем поперечные сечения на фиг. 10-12, что можно понять из соответствующих положений выступающего ведущего вала 39 и охватывающего соединения 41 для ингредиента, как явствует из фиг. 5. Позиция рычага 37, как показано на фиг. 13, соответствует, по существу, позиции на фиг. 6, где дозатор 19 готов коснуться внутренней границы полости 35. При перемещении рычага 37 вверх, как показано на фиг. 14, выемка 47 рычага 37 перемещает выступающую цапфу 21 в направлении вниз, под управлением выступающего вала 39 и конусообразного приводного порта 25, как показано на фиг. 9-12. Это позволяет гарантировать, что кольцевой уплотнитель 29 входит в охватывающее соединение 41 для приема ингредиента с правильным выравниванием. Специалисту в данной области техники очевидно, что гибкий и эластичный кольцевой уплотнитель 29 сам не может оказывать никакой помощи в направлении выпускного порта 27 для ингредиента относительно охватывающего соединения 41 для приема ингредиента. Таким образом, понятно, что направление соединения для ингредиента осуществляется путем трехточечной кооперации между противоположными выступающими цапфами 21, 23 и дозатором 19, примыкающим к внутренней границей полости 35. Кроме того, направление продолжается выступающим валом 39 и конусообразной внутренней стенкой приводного порта 25.

Теперь объясним дополнительное усовершенствование со ссылкой на фиг. 15 и 16. Как уже указано на фиг. 9-12, выступающий ведущий вал 39 устройства 3 окружен выпуклой втулкой 53, которая согласуется с вогнутым внутренним конусом приводного порта 25 (см. фиг. 12). Как показано на фиг. 15, выступающий ведущий вал 39 и охватывающее соединение 41 для приема ингредиента составляют часть приводного блока 55, который установлен внутри устройства 3 с помощью винтов 57. Приводной блок 55 также включает в себя шаговый электродвигатель 59, который получает питание через кабельное соединение 61. Как дополнительно показано на фиг. 15, выступающий вал 39 присоединен к электродвигателю 59 посредством соединения 63 гибким валом. Соединение 63 гибким валом, которое показано более подробно на фиг. 16, позволяет выступающему ведущему валу 39 изгибаться в ходе своего соединения с ведущей шестерней 51, а также компенсировать небольшие нарушения выравнивания после полного зацепления.

Соответственно, раскрыта система 1 для приготовления порций напитка, содержащая устройство 3 выполненное с возможностью приготовления и выдачи порции напитка; и по меньшей мере один сменный питающий блок 13, выполненный с возможностью удержания и выдачи ингредиента, относящегося к напитку. Устройство 3 включает в себя загрузочный канал 33, выполненный с возможностью приема по меньшей мере одного сменного питающего блока 13. По меньшей мере один сменный питающий блок 13 снабжен контейнером 15 для удержания ингредиента, относящегося к напитку, приводным портом 25 для приема выступающего ведущего вала и выпускным портом 27 для ингредиента. Загрузочный канал 33 устройства 3 имеет выступающий ведущий вал 39; 39A; 39B для передачи крутящего момента от устройства 3 на по меньшей мере один сменный питающий блок 13 и соединитель 41; 41A; 41B для приема ингредиента для транспортировки ингредиента, относящегося к напитку, от по меньшей мере одного сменного питающего блока 13 на устройство 3. Устройство 3 включает в себя средство, например рычаг 37; 37A; 37B, выполненное с возможностью направления соединения приводного порта 25 и выпускного порта 27 для ингредиента по меньшей мере одного питающего блока 13 одновременно с ведущим валом 39; 39A; 39B и соединителя 41; 41A; 41B для приема ингредиента 3. Приводной порт 25 включает в себя отверстие с вогнутой конусообразной внутренней стенкой, образующей форму воронки, выполненное с возможностью взаимодействия с выступающим ведущим валом 39; 39A; 39B для помощи в выравнивании выпускного порта 27 для ингредиента относительно соединителя 41; 41A; 41B для приема ингредиента в ходе соединения по меньшей мере одного питающего блока 13 с устройством 3.

Таким образом, предполагается, что принцип действия и конструкция настоящего изобретения будут очевидны из вышеприведенного описания и прилагаемых чертежей. Специалисту в данной области техники очевидно, что изобретение не ограничивается никаким описанным здесь вариантом осуществления, и что возможны модификации, которые следует рассматривать в объеме нижеследующей формулы изобретения. Также считаются, что кинематические инверсии раскрыты по существу и входят в объем изобретения. В формуле изобретения, никакие ссылочные позиции не следует рассматривать в порядке ограничения формулы изобретения. Используемый в этом описании или нижеследующей формуле изобретения термин 'содержащий' и ʹвключающий в себяʹ не следует интерпретировать в исключительном или исчерпывающем смысле, но, напротив, следует интерпретировать во включительном смысле. Таким образом, используемое здесь выражение ʹсодержащийʹ не исключает наличия других элементов или этапов помимо перечисленных в формуле изобретения. Кроме того, употребление названия в единственном числе не следует рассматривать в ограничительном смысле ʹтолько одинʹ, но, напротив, означает ʹпо меньшей мере одинʹ и не исключает множества. Особенности, конкретно или явно не описанные или не заявленные, могут быть дополнительно включены в структуру изобретения в его объеме. Такие выражения, как: "средство для...ʺ следует понимать в смысле: "компонент, выполненный с возможностью..." или "деталь, сконструированная для..." и предусматривают включение эквивалентов для раскрытых структур. Использование выражений наподобие: "критичный", "предпочтительный", "особенно предпочтительный" и т.д. не призвано ограничивать изобретение. В рамках своей компетенции, специалист в данной области техники может предложить дополнения, удаления и модификации, в общем случае, не выходящие за рамки сущности и объема изобретения, которые определяются формулой изобретения.