BR102018011849B1 - LIQUID LEVEL MEASUREMENT SYSTEM AND CALIBRATION METHOD - Google Patents
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Abstract
sistema de medição de nível de líquido, e método de calibração. a presente invenção se refere a um sistema de medição de nível de líquido em um reservatório de líquidos de um aparelho eletrodoméstico, em que o dito reservatório é removível, compreendendo: uma estrutura de distribuição de líquidos, compreendendo dois segmentos tubulares de saída; em que o primeiro segmento tubular de saída distribui líquido para o referido aparelho eletrodoméstico; em que o segundo segmento tubular de saída é pelo menos parcialmente preenchido com uma coluna de líquido, em comunicação fluida com o dito reservatório de líquidos; em que o dito segundo segmento tubular de saída compreende um sensor de pressão, que mede a pressão exercida sobre o ar interno ao dito segundo segmento tubular de saída pela dita coluna de líquido.liquid level measurement system, and calibration method. the present invention relates to a liquid level measurement system in a liquid reservoir of a household appliance, wherein said reservoir is removable, comprising: a liquid distribution structure, comprising two outlet tubular segments; wherein the first outlet tubular segment delivers liquid to said household appliance; wherein the second outlet tubular segment is at least partially filled with a column of liquid, in fluid communication with said liquid reservoir; wherein said second outlet tubular segment comprises a pressure sensor, which measures the pressure exerted on the air internal to said second outlet tubular segment by said liquid column.
Description
[0001] A presente invenção se refere a um sistema de nível de líquido em um reservatório de líquidos de um eletrodoméstico, particularmente uma máquina para preparar bebidas ou máquina de lavar roupas. O referido sistema é configurado de modo a permitir melhor interação ao usuário e menor custo de produção.[0001] The present invention relates to a liquid level system in a liquid reservoir of a household appliance, particularly a machine for preparing drinks or a washing machine. Said system is configured to allow better user interaction and lower production costs.
[0002] Como é de comum conhecimento do estado da técnica, máquinas para preparar bebidas costumam compreender reservatórios de líquidos, para armazenar e fornecer líquidos, que serão misturados a diversos ingredientes para o preparo de bebidas.[0002] As is common knowledge in the prior art, machines for preparing drinks usually comprise liquid reservoirs, to store and supply liquids, which will be mixed with various ingredients for preparing drinks.
[0003] Comumente, estes reservatórios são removíveis, de modo a permitir que o usuário reponha o conteúdo de líquidos regularmente.[0003] Commonly, these reservoirs are removable, in order to allow the user to replace the liquid content regularly.
[0004] Tanto para que o usuário seja informado da necessidade de reposição, quanto para evitar uma tentativa de funcionamento da máquina sem uma quantidade necessária de líquido, o que poderia causar danos aos seus componentes, as máquinas para preparar bebidas costumam compreender também meios para determinar o nível de líquido presente no reservatório.[0004] Both so that the user is informed of the need for replacement, and to avoid an attempt to operate the machine without a necessary amount of liquid, which could cause damage to its components, machines for preparing drinks usually also include means for determine the level of liquid present in the reservoir.
[0005] No estado da técnica, diversas soluções são direcionadas à utilização de meios flutuantes para determinação do nível de líquido, o que, apesar de tecnicamente eficiente, implica em resultados esteticamente indesejáveis, além de exigir equipamentos com custos onerosos.[0005] In the state of the art, several solutions are aimed at using floating means to determine the liquid level, which, despite being technically efficient, results in aesthetically undesirable results, in addition to requiring costly equipment.
[0006] Em particular, a instalação de meios flutuantes para determinação de nível exige modificações estruturais no reservatório, o que dificulta a produção da máquina para preparar bebidas como um todo.[0006] In particular, the installation of floating means for level determination requires structural modifications to the reservoir, which complicates the production of the machine for preparing drinks as a whole.
[0007] Uma solução alternativa é proposta no documento EP0840099, que revela uma chaleira ou garrafa térmica provida de um sistema de determinação de nível de líquido baseado em um sensor de pressão.[0007] An alternative solution is proposed in document EP0840099, which discloses a kettle or thermos provided with a liquid level determination system based on a pressure sensor.
[0008] Mais especificamente, um sensor de pressão é provido em tubo que é parcialmente preenchido com uma coluna de líquido em comunicação fluida com o reservatório de líquidos. O sensor mede a pressão exercida pela coluna de líquido sobre uma quantidade de ar aprisionado no tubo, que é proporcional à quantidade de líquido presente no reservatório. Dessa forma, o nível de líquido no reservatório pode ser determinado indiretamente.[0008] More specifically, a pressure sensor is provided in a tube that is partially filled with a column of liquid in fluid communication with the liquid reservoir. The sensor measures the pressure exerted by the liquid column on a quantity of air trapped in the tube, which is proportional to the quantity of liquid present in the reservoir. In this way, the liquid level in the reservoir can be determined indirectly.
[0009] Apesar de alternativa à solução convencional do estado da técnica que utiliza elementos flutuantes, a solução proposta no documento EP0840099 ainda carece de elementos essenciais para uma máquina para preparar bebidas.[0009] Despite being an alternative to the conventional prior art solution that uses floating elements, the solution proposed in document EP0840099 still lacks essential elements for a machine for preparing drinks.
[0010] Em particular, o reservatório do equipamento descrito não é removível, uma vez que os componentes do tubo preenchido com o líquido e sensor de pressão são dispostos em conjunto com o reservatório e a estrutura da chaleira em si. Dessa forma, a solução não permite que o usuário remova o reservatório para preenche-lo com líquido.[0010] In particular, the reservoir of the described equipment is not removable, since the liquid-filled tube and pressure sensor components are arranged together with the reservoir and the structure of the kettle itself. Therefore, the solution does not allow the user to remove the reservoir to fill it with liquid.
[0011] Evidentemente, máquinas de lavar roupas, particularmente aquelas que compreendem cestos de lavagem removíveis, também requerem meios de determinação de nível de água apropriados.[0011] Of course, washing machines, particularly those comprising removable washing baskets, also require appropriate water level determination means.
[0012] Sendo assim, resta claro que o estado da técnica carece de soluções apropriadas para permitir a determinação do nível de água em reservatórios de aparelhos eletrodomésticos, particularmente máquinas para preparar bebidas e máquinas de lavar roupas.[0012] Therefore, it is clear that the state of the art lacks appropriate solutions to allow the determination of the water level in reservoirs of household appliances, particularly machines for preparing drinks and washing machines.
[0013] É com base neste cenário que surge a invenção em questão.[0013] It is based on this scenario that the invention in question arises.
[0014] Portanto, a presente invenção visa, basicamente, solucionar o problema da determinação do nível de líquido em reservatórios removíveis, tais como de máquinas para prepara bebidas, ou máquinas de lavar roupas, por exemplo.[0014] Therefore, the present invention basically aims to solve the problem of determining the liquid level in removable reservoirs, such as machines for preparing drinks, or washing machines, for example.
[0015] Em particular, é objetivo da presente invenção prover um sistema de determinação de nível de líquido que facilite a interação com o consumidor, seja esteticamente e economicamente desejável.[0015] In particular, it is the objective of the present invention to provide a liquid level determination system that facilitates interaction with the consumer, is aesthetically and economically desirable.
[0016] Todos os objetivos da invenção em questão são alcançados por meio de um sistema de medição de nível de líquido em um reservatório de líquidos de um aparelho eletrodoméstico, em que o dito reservatório é removível, compreendendo: uma estrutura de distribuição de líquidos, compreendendo dois segmentos tubulares de saída; em que o primeiro segmento tubular de saída distribui líquido para o referido aparelho eletrodoméstico; em que o segundo segmento tubular de saída é pelo menos parcialmente preenchido com uma coluna de líquido, em comunicação fluida com o dito reservatório de líquidos; em que o dito segundo segmento tubular de saída compreende um sensor de pressão, que mede a pressão exercida sobre o ar interno ao dito segundo segmento tubular de saída pela dita coluna de líquido.[0016] All objectives of the invention in question are achieved by means of a liquid level measurement system in a liquid reservoir of a household appliance, in which said reservoir is removable, comprising: a liquid distribution structure, comprising two outlet tubular segments; wherein the first outlet tubular segment delivers liquid to said household appliance; wherein the second outlet tubular segment is at least partially filled with a column of liquid, in fluid communication with said liquid reservoir; wherein said second outlet tubular segment comprises a pressure sensor, which measures the pressure exerted on the air internal to said second outlet tubular segment by said liquid column.
[0017] Em uma realização preferencial, o sistema compreende adicionalmente um tubo de comunicação entre o dito segundo segmento tubular de saída e o sensor de pressão.[0017] In a preferred embodiment, the system additionally comprises a communication tube between said second outlet tubular segment and the pressure sensor.
[0018] Em outra realização preferencial, a dita estrutura de distribuição de líquido compreende meios de bloqueio de fluxo, que impedem a distribuição de líquido para a dita estrutura de distribuição de líquidos.[0018] In another preferred embodiment, said liquid distribution structure comprises flow blocking means, which prevent the distribution of liquid to said liquid distribution structure.
[0019] Em outra realização preferencial, o segundo segmento tubular de saída apresenta largura suficiente para evitar que a coluna de água atinja o sensor de pressão por capilaridade.[0019] In another preferred embodiment, the second outlet tubular segment is wide enough to prevent the water column from reaching the pressure sensor by capillary action.
[0020] Em outra realização preferencial, o primeiro segmento tubular de saída se conecta a uma bomba de distribuição de líquidos.[0020] In another preferred embodiment, the first outlet tubular segment connects to a liquid distribution pump.
[0021] Em outra realização preferencial, o sistema é disposto externamente ao dito reservatório de líquidos.[0021] In another preferred embodiment, the system is arranged externally to said liquid reservoir.
[0022] Em outra realização preferencial, o referido aparelho eletrodoméstico é uma máquina para preparar bebidas.[0022] In another preferred embodiment, said household appliance is a machine for preparing drinks.
[0023] Em outra realização preferencial, o referido aparelho eletrodoméstico é uma máquina de lavar roupas.[0023] In another preferred embodiment, said household appliance is a washing machine.
[0024] A presente invenção também se refere a um método de calibração de um sistema de medição de nível de líquido, conforme definido acima, compreendendo as etapas de: a) detectar o desligamento da bomba de distribuição de líquidos; b) após um intervalo de tempo pré-determinado, detectar o nível de líquido no reservatório de líquidos com base na medida do sensor de pressão; c) quando detectada uma variação no valor de pressão maior que um valor esperado pré- determinado, calibrar o sistema de medição de nível de líquido.[0024] The present invention also relates to a method of calibrating a liquid level measurement system, as defined above, comprising the steps of: a) detecting the shutdown of the liquid distribution pump; b) after a pre-determined time interval, detect the liquid level in the liquid reservoir based on the pressure sensor measurement; c) when a variation in the pressure value greater than a pre-determined expected value is detected, calibrate the liquid level measurement system.
[0025] A concretização preferencial da invenção em questão é detalhadamente descrita com base nas figuras listadas, as quais possuem caráter meramente exemplificativo e não limitativo, posto que adaptações e modificações podem ser feitas sem que, com isso, se fuja do escopo da proteção reivindicada.[0025] The preferred embodiment of the invention in question is described in detail based on the figures listed, which are merely exemplary and non-limiting in nature, as adaptations and modifications can be made without thereby escaping the scope of the claimed protection. .
[0026] As figuras 1A e 1B ilustram uma concretização preferencial do reservatório de líquidos da presente invenção, associado a uma máquina para preparar bebidas.[0026] Figures 1A and 1B illustrate a preferred embodiment of the liquid reservoir of the present invention, associated with a machine for preparing drinks.
[0027] A figura 2 ilustra uma visão explodida dos componentes do sistema de medição de nível de líquido da presente invenção.[0027] Figure 2 illustrates an exploded view of the components of the liquid level measurement system of the present invention.
[0028] A figura 3 ilustra uma visão esquemática do sistema de medição de nível de líquido da presente invenção.[0028] Figure 3 illustrates a schematic view of the liquid level measurement system of the present invention.
[0029] A figura 4 ilustra uma visão em corte de uma construção preferencial da válvula da presente invenção.[0029] Figure 4 illustrates a sectional view of a preferred construction of the valve of the present invention.
[0030] A figura 5 ilustra uma visão esquemática da coluna de água que pressiona o ar, para a qual é medida a pressão pelo sensor.[0030] Figure 5 illustrates a schematic view of the water column that presses the air, for which the pressure is measured by the sensor.
[0031] Conforme ilustrado nas figuras, a presente invenção se refere a um sistema de medição de nível de líquido em um reservatório de líquidos (1) de um aparelho eletrodoméstico, que preferencialmente é uma máquina para preparar bebidas. As figuras 1A e 1B demonstram que o dito reservatório de líquidos (1) é removível, permitindo que o usuário reponha seu conteúdo sempre que necessário.[0031] As illustrated in the figures, the present invention relates to a liquid level measurement system in a liquid reservoir (1) of a household appliance, which is preferably a machine for preparing drinks. Figures 1A and 1B demonstrate that said liquid reservoir (1) is removable, allowing the user to replace its contents whenever necessary.
[0032] O referido sistema de medição compreende uma estrutura de distribuição de líquidos (2), que recebe líquido a partir do dito reservatório de líquidos (1) e o distribui entre dois segmentos tubulares de saída (3,4).[0032] Said measuring system comprises a liquid distribution structure (2), which receives liquid from said liquid reservoir (1) and distributes it between two outlet tubular segments (3,4).
[0033] O primeiro segmento tubular de saída (3) distribui líquido para o referido aparelho eletrodoméstico, preferencialmente uma máquina para preparar bebidas, preferencialmente ao se conectar a uma bomba de distribuição de líquidos (9).[0033] The first outlet tubular segment (3) distributes liquid to said household appliance, preferably a machine for preparing drinks, preferably when connecting to a liquid distribution pump (9).
[0034] Já o segundo segmento tubular de saída (4) é pelo menos parcialmente preenchido com uma coluna de líquido (5), em comunicação fluida com o dito reservatório de líquidos (1).[0034] The second tubular outlet segment (4) is at least partially filled with a liquid column (5), in fluid communication with said liquid reservoir (1).
[0035] Mais especificamente, a dita estrutura de distribuição de líquidos (2) permite que uma quantidade de líquido seja inserida no segundo segmento tubular de saída (4), formando uma coluna de líquido (5) que exerce pressão sobre o ar aprisionado no dito segundo segmento tubular de saída (4), conforme ilustrado na figura 5.[0035] More specifically, said liquid distribution structure (2) allows a quantity of liquid to be inserted into the second outlet tubular segment (4), forming a liquid column (5) that exerts pressure on the air trapped in the said second tubular outlet segment (4), as illustrated in figure 5.
[0036] Ainda, o dito segundo segmento tubular de saída (5) compreende um sensor de pressão (6), que mede a pressão exercida sobre o ar interno ao dito segundo segmento tubular de saída (4) pela dita coluna de líquido (5).[0036] Furthermore, said second outlet tubular segment (5) comprises a pressure sensor (6), which measures the pressure exerted on the air internal to said second outlet tubular segment (4) by said liquid column (5 ).
[0037] Dessa forma, como a coluna de líquido (5) está em comunicação fluida com o reservatório de líquidos (1), a pressão exercida sobre o ar interno e medida pelo sensor de pressão (6) é proporcional ao nível de líquido presente no reservatório de líquidos (1).[0037] Therefore, as the liquid column (5) is in fluid communication with the liquid reservoir (1), the pressure exerted on the internal air and measured by the pressure sensor (6) is proportional to the level of liquid present in the liquid reservoir (1).
[0038] De maneira preferencial, o sistema compreende adicionalmente um tubo de comunicação (7) entre o dito segundo segmento tubular de saída (4) e o sensor de pressão (6), de modo a facilitar a disposição do sensor de pressão (6) internamente à estrutura do aparelho eletrodoméstico, preferencialmente uma máquina para preparar bebidas, bem como sua comunicação com o referido segundo segmento tubular de saída (4).[0038] Preferably, the system additionally comprises a communication tube (7) between said second tubular output segment (4) and the pressure sensor (6), in order to facilitate the arrangement of the pressure sensor (6 ) internally to the structure of the household appliance, preferably a machine for preparing drinks, as well as its communication with said second tubular output segment (4).
[0039] Como ilustrado nas figuras 2 e 3, de maneira preferencial, todos os elementos do sistema de medição de nível de fluido são dispostos externamente ao reservatório de líquidos (1), de modo a permitir a sua fácil remoção pelo usuário, além de garantir benefícios estéticos pela ausência de componentes visíveis ao usuário.[0039] As illustrated in figures 2 and 3, preferably, all elements of the fluid level measurement system are arranged externally to the liquid reservoir (1), in order to allow their easy removal by the user, in addition to guarantee aesthetic benefits due to the absence of components visible to the user.
[0040] Também preferencialmente, e como ilustrado na figura 4, a dita estrutura de distribuição de líquidos (2) compreende meios de bloqueio de fluxo (8), que impedem a distribuição de líquido para a dita estrutura de distribuição de líquidos, que permite a remoção do dito reservatório sem o vazamento de líquidos.[0040] Also preferably, and as illustrated in figure 4, said liquid distribution structure (2) comprises flow blocking means (8), which prevent the distribution of liquid to said liquid distribution structure, which allows the removal of said reservoir without leaking liquids.
[0041] De maneira preferencial, o segundo segmento tubular de saída (4) é composto por determinado material e apresenta largura suficiente para evitar que a coluna de água atinja e danifique o sensor de pressão (6) por capilaridade.[0041] Preferably, the second tubular outlet segment (4) is composed of a certain material and is wide enough to prevent the water column from reaching and damaging the pressure sensor (6) by capillary action.
[0042] A presente invenção também se refere a um método de calibração do sistema de medição de nível de líquido, conforme definido acima, para que seja constantemente atualizado o valor referência da ausência de líquido no reservatório, ou seja, o valor “zero”.[0042] The present invention also refers to a method of calibrating the liquid level measurement system, as defined above, so that the reference value for the absence of liquid in the reservoir is constantly updated, that is, the “zero” value .
[0043] O método de calibração da presente invenção compreende as etapas de:[0043] The calibration method of the present invention comprises the steps of:
[0044] a) detectar o desligamento da bomba de distribuição de líquidos (9);[0044] a) detect the shutdown of the liquid distribution pump (9);
[0045] b) após um intervalo de tempo pré-determinado, detectar o nível de líquido no reservatório de líquidos (1) com base na medida do sensor de pressão (6); e[0045] b) after a pre-determined time interval, detect the liquid level in the liquid reservoir (1) based on the measurement of the pressure sensor (6); It is
[0046] c) quando detectada uma variação no valor de pressão maior que um valor esperado pré-determinado, calibrar o sistema de medição de nível de líquido.[0046] c) when a variation in the pressure value greater than a pre-determined expected value is detected, calibrate the liquid level measurement system.
[0047] A etapa a) tem como principal objetivo evitar que a calibração ocorra enquanto a bomba de distribuição de líquidos (9) está em funcionamento, o que causaria oscilações no comportamento do líquido e, consequentemente, medidas não confiáveis.[0047] Step a) has the main objective of preventing calibration from occurring while the liquid distribution pump (9) is in operation, which would cause oscillations in the behavior of the liquid and, consequently, unreliable measurements.
[0048] Da mesma forma, a etapa b) evita que a calibração ocorra logo após o desligamento da bomba de distribuição de líquidos (9), o que também poderia resultar em medidas não confiáveis.[0048] Likewise, step b) prevents calibration from occurring immediately after turning off the liquid distribution pump (9), which could also result in unreliable measurements.
[0049] Já a etapa c) é de fundamental importância, pois uma variação súbita e inesperada no nível de líquido medido pelo sensor de pressão (6) é um indicativo de que o reservatório de líquidos (1) foi removido. Com essa informação, e caso a máquina para preparar bebidas ou máquina de lavar roupas esteja em funcionamento, a bomba de distribuição de líquidos (9) pode ser desligada, evitando danos aos componentes internos da máquina.[0049] Step c) is of fundamental importance, as a sudden and unexpected variation in the liquid level measured by the pressure sensor (6) is an indication that the liquid reservoir (1) has been removed. With this information, and if the drink preparation machine or washing machine is in operation, the liquid distribution pump (9) can be turned off, avoiding damage to the machine's internal components.
[0050] Além disso, uma vez identificada a remoção do reservatório de líquidos (1), o sistema de medição de nível de líquido pode ser calibrado, já que o nível de líquido real, por definição, será “zero”.[0050] Furthermore, once the removal of the liquid reservoir (1) has been identified, the liquid level measurement system can be calibrated, as the actual liquid level, by definition, will be “zero”.
[0051] É importante perceber que a presente invenção fornece um sistema de medição de nível de fluido capaz de monitorar o nível de fluido, calibrar a posição “zero”, e detectar a remoção do reservatório de líquidos (1) pelo usuário, apenas com um sensor de pressão.[0051] It is important to realize that the present invention provides a fluid level measurement system capable of monitoring the fluid level, calibrating the “zero” position, and detecting the removal of the liquid reservoir (1) by the user, just with a pressure sensor.
[0052] Ou seja, a presente invenção dispensa a utilização de um sensor de presença comumente encontrado nas máquinas para preparar bebidas disponíveis e máquina de lavar roupas no estado da técnica, fornecendo uma solução simples e com menor custo de produção.[0052] In other words, the present invention eliminates the use of a presence sensor commonly found in machines for preparing available drinks and washing machines in the prior art, providing a simple solution with lower production costs.
[0053] É evidente que o presente sistema de medição, assim como seu método de calibração, se aplicam perfeitamente a uma máquina para preparar bebidas, conforme descrito acima, mas também a uma máquina de lavar roupas. Em especial, máquinas de lavar roupas que compreendem pelo menos um cesto removível são de particular interesse, uma vez que tanto a detecção do nível de líquido interno, quanto a calibração do método, são diretamente afetadas pela remoção do dito cesto, ou seja, do reservatório de líquidos conforme definido acima.[0053] It is clear that the present measurement system, as well as its calibration method, apply perfectly to a machine for preparing drinks, as described above, but also to a washing machine. In particular, washing machines that comprise at least one removable basket are of particular interest, since both the detection of the internal liquid level and the calibration of the method are directly affected by the removal of said basket, i.e. the liquid reservoir as defined above.
[0054] É importante ressaltar que a descrição acima tem como único objetivo descrever de forma exemplificativa a concretização particular da invenção em questão. Portanto, torna-se claro que modificações, variações e combinações construtivas dos elementos que exercem a mesma função substancialmente da mesma forma para alcançar os mesmos resultados, continuam dentro do escopo de proteção delimitado pelas reivindicações anexas.[0054] It is important to emphasize that the sole purpose of the above description is to describe in an exemplary way the particular embodiment of the invention in question. Therefore, it becomes clear that modifications, variations and constructive combinations of elements that perform the same function in substantially the same way to achieve the same results, remain within the scope of protection delimited by the attached claims.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
B25M | Entry on limitation or onus of patent assignment [chapter 25.13 patent gazette] |
Owner name: WHIRLPOOL S.A. (BR/SP) Free format text: REF.: PROCESSO SEI/INPI 52402.003620/2022-95 CONFORME SOLICITADO PELO DELEGADO DA RECEITA FEDERAL VICENTE BATTISTA JUNIOR, FICA ANOTADO, DE ACORDO COM O ART. 59, II, DA LPI, O ARROLAMENTO DO REFERIDO PEDIDO DE PATENTE. |
|
B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 12/06/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |