MX2008016383A - Metodo para detectar la cantidad de granos en un dispositivo de molienda. - Google Patents

Abstract

Se describe un método para detectar una cantidad de granos dentro de un recipiente de un miembro de molienda giratorio, el método comprende los pasos de: suministrar (FORPI) una primera torsión de accionamiento al miembro de molienda giratorio durante un primer intervalo (TI) de un ciclo de molienda (CM); - que tiene (CTM100) un primer valor indicativo de un periodo de rotación del miembro en la primera torsión de accionamiento; suministrar (RP2) al miembro de molienda giratorio, durante un segundo intervalo (T2) del ciclo, con un segunda torsión de accionamiento menor que la primera torsión de accionamiento; - que mide (CTM5O) un segundo valor indicativo del periodo relativo de rotación del miembro a la segunda torsión de accionamiento, procesar (CDTR, CNFR) el primero y segundo valores para generar información (ALR) indicativa de una cantidad de granos que están dentro del recipiente.

Description

METODO PARA DETECTAR LA CANTIDAD DE GRANOS EN UN DISPOSITIVO DE MOLIENDA CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con dispositivos para moler granos alimenticios o similares, y de manera particular, pero sin limitarse a, dispositivos para moler granos de café.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Para los propósitos de la presente invención, por "grano" o "semilla" significa cualquier cuerpo o partícula sustancialmente redonda que se pretenda sirva para molerse hasta ser pulverizada. Los ejemplos de granos puedeif¾ ser semillas, legumbres, granos de trigo o granos de café y otras partículas, no necesariamente alimenticias. Con referencia particular a la molienda de café, un dispositivo de molienda de café convencional, comúnmente conocido como molino de café, usualmente está provisto con un recipiente, o una tolva, adecuada para contener los granos de café a ser molidos y trituradores giratorios que conviertan en polvo los granos. Durante la molienda, a medida que los granos de café disminuyen dentro de la tolva, se requiere que esta última sea llenada inmediatamente para asegurar que el molino de café opere a una potencia calibrada, y que se produzca una bebida de café buena. Para facilitar esta operación de llenado de la tolva, es muy útil tener una indicación representativa de que los granos de café están corriendo . Una máquina de café conocida proporciona el uso de un dosificador que está arreglo corriente debajo de un molino de café convencional, el cual es adecuado para recibir el polvo de café molido antes de que este último sea usado para producir la medida de café. Este dosificador está provisto típicamente con un resorte mecánico el cual es liberado, cuando resulta que el dosificador va a ser llenado con polvo de café, enviando de este modo una señal de orden al molino de café para detener la molienda. Además, se proporciona un sistema de control adecuado con el cual esta máquina de café evalúa cuando ésta liberación no ha sido detectada durante un periodo de tiempo preestablecido y traduce este evento en información representativa del hecho de que el polvo de café no puede ya alcanzar la parte superior del dosificador, y esto permite sacar la conclusión de que los granos de café se terminaron dentro de la tolva. En este caso, la detección de la ausencia/presencia de granos de café se lleva a cabo en una forma indirecta, verificando el dosificador por la presencia de polvo de café molido. Este tipo de máquina de café tiene una desventaja en el tamaño total del dosificador y en el costo extra tanto del dosificador como del sistema electrónico de detección y control. Para superar la desventaja anteriormente citada, en las llamadas máquinas de café semiautomáticas, el molino de café está provisto con un detector para detectar la corriente consumida por la operación tras la molienda del café. También en este caso, un sistema de control asociado con el molino de café compara el valor de la energía eléctrica con un umbral o valor de referencia. Típicamente, un molino de café consume la cantidad de energía eléctrica proporcional al esfuerzo hecho por este último para moler el café, y este esfuerzo tenderá a disminuir a medida que disminuyan los granos del café a ser molidos. Particularmente, la corriente consumida tiene un valor inferior que el valor umbral cuando el esfuerzo del molino de café es mínimo (es decir cuando los granos de café ya se terminaron) . Por el contrario, el consumo de corriente tiene un valor más alto que un valor umbral cuando el esfuerzo del volumen de café es aún alto debido a que la tolva aún contiene una cantidad aceptable de granos de café . Este segundo molino de café no es muy confiable dado que las variaciones en la corriente consumida no pueden ser bien diferenciadas para poder distinguir exactamente las dos condiciones (ausencia y presencia) de granos de café. Además, la selección del valor umbral para la corriente consumida resulta ser particularmente problemática e imprecisa dado que esta corriente eléctrica depende, por ejemplo, del voltaje de la red al cual la máquina de café pueda ser conectada. Además, deberá observarse que varios parámetros de diseño, inter alia, el valor umbral de la corriente consumida que pueden ser establecidos durante la fabricación son objeto, en algunos casos de desviaciones y variaciones que no pueden ser anticipadas pero que son descubiertas únicamente durante la vida de operación del molino de café. Además, deberá observarse que esos parámetros también pueden ser influenciados por el envejecimiento, principalmente debido al desgaste y condiciones de uso, a las cuales el molino de café se someta y que típicamente varían con cada dispositivo de molienda. Un aspecto desventajoso más es también, en el presente caso, el tamaño total del detector que detecta la corriente consumida, lo cual es en realidad equipo extra que, aunque sea de un tamaño normal, requiere un espacio de acomodo adecuado y también implica costos de fabricación e instalación adicionales.

LA INVENCION El objetivo de la presente invención es proporcionar un método para detectar una cantidad de granos dentro de un recipiente de un dispositivo de molienda, el cual es más confiable y simple que los métodos de detección de la técnica anterior mencionados más arriba. El objetivo de la presente invención es logrado por medio del método de detección como se define y caracteriza en la reivindicación 1. Las modalidades preferidas del método de detección son como se definen en las reivindicaciones dependientes 2 a 28 anexas. El objetivo de la presente invención es también un dispositivo de molienda como el definido y caracterizado en la reivindicación 29. El objetivo de la presente invención es también un programa de computadora como el definido y caracterizado en la reivindicación 30.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La invención será comprendida mejor a partir de la descripción detallada siguiente de una modalidad de la misma, la cual se da a manera de ejemplo no limitante con referencia a las figuras 1 a 6 anexas, en las cuales: La figura 1 muestra esquemáticamente un dispositivo de molienda; Las figuras 2 y 3b muestran ejemplos de formas de onda representativas de la velocidad de rotación de un miembro de molienda que pueden ser procesadas por medio de un método de detección de acuerdo a un ejemplo de la presente invención; La figura 3a muestra un diagrama de la potencia de trabajo que puede ser proporcionada al dispositivo de molienda con el método de detección de acuerdo al ejemplo de la invención; La figura 4 muestra un diagrama de flujo de varios pasos de método de detección de acuerdo con el ejemplo de la presente invención; Las figuras 5a y 5b muestran los diagramas de potencia respectivos que pueden ser proporcionados al dispositivo de molienda de acuerdo a modalidades alternativas del método de acuerdo a la invención, y La figura 6 muestra una tabla de valores numéricos que pueden ser usados en un ejemplo adicional del método de acuerdo a la invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS DE LA INVENCION Un ejemplo de dispositivo de molienda 1 para granos de café, o de manera más simple, molienda de café será ahora descrito.

Con referencia al diagrama en la Figura 1, un molino de café 1 comprende un motor eléctrico M provisto con un miembro de molienda giratorio, por ejemplo un conjunto de trituradores MC, para pulverizar granos de café. Los trituradores o molinos MC, los cuales son conocidos per se, pueden ser cónicos o circulares y ser adecuados para recibir los granos de café a ser triturados o pulverizados provenientes de una torva (no mostrada en la Figura) que contiene los últimos y arreglados típicamente corriente arriba de las dos trituradoras. Típicamente, el motor eléctrico M es un motor DC que puede ser alimentado eléctricamente, preferiblemente a 230 V. Deberá notarse que un engrane de reducción MR puede ser interpuesto de manera ventajosa entre el motor M y los trituradores o moliendas MC. El engrane de reducción MR, el cual es conocido per se, tiene la función de ajusfar la variación en el número de revoluciones N de los trituradores o moliendas MC con relación a las del motor, variaciones en la energía suministrada al motor M. En efecto, siendo: K la relación del engrane de reducción MR; ?? la variación de la energía que puede ser suministrada al motor eléctrico; ?? la variación en le número de revoluciones N del motor, se aplica la siguiente relación: La relación del engrane K, es un valor constante mayor que 1 y tal que a una variación alta en la energía suministrada al motor (??) existe correspondencia, cualquiera que sea, una variación menor en el número de revoluciones del motor (??). El molino de café 1 comprende además un par de detectores SN, por ejemplo detectores de efecto de Hall conocidos, cada uno estando asociado con uno de los trituradores o molinos MC, para generar una señal, por ejemplo un impulso eléctrico, cuando el triturador o molino haya completado un período de rotación TR alrededor de un eje de referencia de rotación. De manera alternativa al par de detectores SN, también puede ser suficiente usar un detector individual asociado con uno de los trituradores o molinos, o cualesquier otros medios de detección conocidos (como detectores mecánicos, ópticos, electrónicos, codificadores) que sean adecuados para generar un impulso indicativo de que el período de rotación TR del elemento de molienda giratorio (triturador o molino) sea completado. El molino de café 1 está provisto además con un tablero de circuitos. Convencional per se, que comprende una unidad de procesamiento UE o microcontrolador programable, el cual incluye, a su vez un microprocesador MIC, y una memoria de almacenamiento de datos MM y en la cual puede ser instalado un programa de administración y control para el molino de café. En la interfaz de usuario se monta además el tablero de circuitos que puede ser controlado por la unidad de procesamiento UE. La funcionalidad y modo de uso de la interfaz de usuario será descrita más adelante. La unidad de procesamiento está asociado operativamente con el par de detectores SN para recibir y procesar los impulsos electrónicos adquiridos del mismo, y al motor eléctrico M, respectivamente, para ordenar y controlar la rotación de los trituradores o molinos. Para los propósitos de la presente invención, por "condición de ausencia granos", los granos de café en el ejemplo aquí descrito, significa la condición en la cual no se proporcionan o se proporcionan insuficientes granos a los trituradores o molinos MC, cuando se ponen a girar, para lograr una molienda satisfactoria. Por otro lado, por el "condición de presencia de granos" significa la condición en la cual se proporciona una cantidad suficiente de granos de café a los trituradores o molinos MC en movimiento, para lograr una molienda suficiente. Muy probablemente, la condición de ausencia de granos puede ser atribuida a que la tolva esté sustancialmente vacia, donde la condición de presencia de granos se deriva del hecho de que la tolva contiene una cantidad suficiente de éstos últimos para asegurar una operación a potencia calibrada del molino de café. Las Solicitante ha notado que, cuando los trituradores o molinos son puestos a girar por el motor eléctrico M para la molienda, adoptan una velocidad rotacional angular (d ángulo de dirección radial) la cual es de manera sustancial, inversamente proporcional a la cantidad de granos de café que son proporcionados progresivamente a los trituradores o molinos. De manera particular, un primer valor de copg de la velocidad angular de molienda ? corresponde de manera sustancial a la condición de presencia de granos de café y un segundo valor coag de la velocidad angular de molienda ? correspondiente a la condición de ausencia de granos puede ser definida. Durante la molienda, se proporciona un indicación sobre la cantidad de granos de café en el molino de café, por ejemplo el paso de la condición de presencia de granos a la condición de ausencia de granos puede ser representado por la variación ?? en la velocidad angular de molienda ? que puede obtenerse por la diferencia entre el segundo valor coag y el primer valor opg citados anteriormente copg) . Parece ser razonable que el primer valor copg resulte más bajo que el según . valor oag, en consecuencia la variación ?? presumiblemente será mayor de cero.

Para operar los trituradores o molinos MC, se requiere suministrar al motor eléctrico M una torsión de accionamiento correspondiente a una potencia de trabajo PF igual a, como es sabido, un porcentaje de la potencia nominal PN que puede ser proporcionada al molino de café. La Solicitante señala que, con la misma cantidad de granos de café, en comparación con el caso donde es suministrada una primera potencia de trabajo Pl al motor eléctrico que es por ejemplo el 100% de la potencia nominal, cuando una segunda potencia de trabajo P2 es menor que Pl es suministrada al motor, como el 50% de la potencia nominal, la velocidad anular de rotación ? se reduce y en consecuencia, el periodo de rotación TR del triturador o molino individual disminuirá. Además, la solicitante observa que cuando los trituradores o molinos MC trabajan a la primera potencia Pl, giran con una velocidad de rotación casi constante tras una variación en la cantidad de granos. En otras palabras, cuando los trituradores MC trabajan a una potencia mayor, tienen poca sensibilidad a la cantidad de granos a las cuales operan. Por otro lado, cuando los trituradores MC trabajan a la segunda potencia P2, giran a una velocidad de rotación la cual es afectada más por la cantidad real de granos sobre los cuales operan los trituradores. Esta diferente sensibilidad de los trituradores C a la presencia o ausencia de granos de café se debe a un equilibrio diferente entre la "torsión de resistencia" (es decir la torsión ejercida por los granos de café sobre los trituradores o molino) y "torsión de accionamiento o torsión disponible" (es decir la torsión suministrada por el motor M a los trituradores MC) lo cual ocurre cuando se trabaja a la primera potencia Pl o la segunda potencia P2. En efecto, cuando el molino de café 1 es operado para moler a la primera potencia Pl, se obtiene una torsión disponible la cual es mucho mayor que la torsión de resistencia que los trituradores o molinos MC tienen a una velocidad angular de rotación que es casi la misma tanto en presencia como en ausencia de granos de café. Cuando se trabaja a la segunda potencia P2, la torsión de resistencia se vuelve sustancialmente comparable a la torsión disponible, y de este modo la ausencia de granos de café produce una velocidad de rotación de los trituradores la cual resulta ser apreciablemente mayor que la velocidad de rotación que ocurre en presencia de café. En efecto, la solicitante ha observado que cuando se trabaja a la segunda potencia P2, ocurre una condición en la cual el equilibrio es inestable y depende fuertemente de la presencia o ausencia de granos de café en los trituradores o molinos. El hecho de que la velocidad angular dependa principalmente de la presencia o ausencia de café cuando se trabaja en la segunda potencia P2, es, de manera ventajosa, facilitado también por la acción del engrane de reducción MR. En efecto, la variación del número de revoluciones de los trituradores ?? es menor que la variación de potencia correspondiente ??=?1-?2 de acuerdo a la relación del engrane K. Esto permite a la solicitante concluir que la presencia o ausencia de café puede ser distinguida sobre la base de la velocidad angular de molienda ? de los trituradores o molinos MC en las dos condiciones de trabajo, es decir a la primera potencia Pl y la segunda potencia P2. La detección de la velocidad angular de molienda ? puede ocurrir en una forma indirecta, vía el par de detectores SN que son capaces de generar un impulso eléctrico que indica que se ha completado un periodo de rotación TR respectivo por los trituradores o molinos MC. Por lo tanto, puede ser generado un tren de impulsos eléctricos tras la molienda, como una onda cuadrada, en el cual los bordes delanteros y bordes traseros son generados por el par de detectores SN. Con referencia a la Figura 2, y particularmente la forma indicada con a) , el tren de impulso representado aquí tiene una amplitud igual a un voltaje V y un periodo de rotación TRa que es definido por la distancia entre un primero fdl y un segundo fd2 bordes trasero de la forma de onda a) o por la distancia entre el primero fsl y el segundo fs2 del borde delantero de la misma forma de onda. La detección del periodo de rotación TRa permite tener una indicación representativa de la velocidad angular de molienda ?. En la Figura 2, se muestran cuatro ejemplos de prueba de formas de onda (a-d) generadas por el par de detectores SN tras la molienda. Particularmente, la forma de onda a) , con el periodo TRa, se relaciona con el caso donde es suministrada una torsión de la primera potencia Pl al motor eléctrico M (potencia la cual es adecuada para llevar a cabo una molienda satisfactoria) y en la condición de ausencia de granos de café. La forma de onda b) , con el periodo TRb, se relaciona con el caso donde es suministrado una torsión de accionamiento a una primera potencia Pl al motor eléctrico M, y en la condición de presencia de granos de café. La forma de onda c) , con el periodo TRc, se relaciona con el caso donde es suministrada una torsión de accionamiento a la señal de potencia P2 al motor eléctrico M (igual a un valor adecuado para distinguir entre la presencia/ausencia de granos) y la condición de ausencia de granos de café. La forma de onda d) , con el periodo TRd, se relaciona con el paso donde es suministrado una torsión de accionamiento a la segunda potencia P2 al motor eléctrico , y en la condición de presencia de granos de café. Comparando la forma de onda a) con la forma de onda b) , y la forma de onda c) con la forma de onda d) respectivamente, puede observarse que la diferencia entre el periodo TRa y el periodo TRb es mucho menor que la diferencia entre el periodo TRc y el primer periodo TRd. Lo que ha sido señalado confirma que, cuando es suministrada una torsión de accionamiento al motor eléctrico M con la potencia de trabajo igual a la potencia nominal del 100%, la variación ?? en la velocidad angular de rotación tras una variación en la cantidad de grano es casi despreciable, es decir que no permite distinguir entre la condición de ausencia de café y la condición de presencia de café en una forma fácil. Por el contrario, cuando la torsión de accionamiento correspondiente a una potencia sustancialmente reducida es suministrada al motor eléctrico M, como igual al. 50% de la potencia nominal, ¦ la variación ?? en la velocidad angular de los trituradores o molinos, resulta alta para distinguir entre las condiciones de presencia de grano y ausencia de grano.

Con referencia a las Figuras 3a, 3b y 4, ahora será descrito un ejemplo del método para detectar una cantidad de granos a ser usados con el molino de café 1. En la Figura 3a se muestra un diagrama, el cual representa un curso ejemplar de la potencia de trabajo PF que puede ser proporcionada al motor como función del tiempo, y de manera precisa, durante el ciclo de molienda CM. Particularmente, la potencia de trabajo PS es expresada en términos del porcentaje de la potencia nominal PN proporcionable al motor M. "Ciclo de molienda" significa el intervalo de tiempo en el cual el molino de café es operado para moler una cantidad de granos de café suficiente para obtener una dosis requerida para prepara un café. Con referencia a la Figura 4, el ejemplo de método de acuerdo a la invención descrita aquí comienza con un paso de inicio simbólico STCM. Posteriormente, durante un primer intervalo TI del ciclo de molienda CM, la unidad de procesamiento UE proporciona al miembro de molienda una primera torsión de accionamiento CM1 (paso F0RP1) . Particularmente, la unidad de procesamiento envía una orden adecuada al motor eléctrico M para suministrar al motor el primer valor de potencia de trabajo Pl igual a, por ejemplo, 100% de la potencia nominal PN proporcionable.

En otros casos, por ejemplo dependiendo del tipo de molino de café, puede ser suficiente llevar el motor a una potencia de trabajo igual a, por ejemplo, 90% o a un 80% de la potencia nominal. Con referencia a la Figura 3a, el paso de la potencia de trabajo PF de un valor de cero al primer valor Pl ocurre en un periodo transitorio TT1 en el cual toma lugar una rampa de ascenso para permitir que la potencia de trabajo PF se incremente en una forma sustancialmente gradual hasta cuando se alcance un primer valor Pl, en el ejemplo igual al 100% de la potencia nominal PM proporcionable al motor. La unidad de procesamiento UE controla el motor eléctrico M de modo que mantenga la potencia de trabajo PF igual al primer valor Pl, preferiblemente, a través del primer intervalo TI del ciclo de molienda. La solicitante observa que, al final del periodo de transición TT1 y a través del primer intervalo TI la velocidad angular ? de los trituradores o molinos estabiliza a un valor casi constante, y de este modo también el periodo de rotación TR del mismo (el lapso de tiempo entre dos impulsos eléctricos que pueden ser generados del par de detectores SN) permanece sustancialmente sin cambio. Con referencia al ejemplo descrito aquí en una primera porción ??1 del primer intervalo TI, por ejemplo una porción final del mismo, la unidad de procesamiento UE adquiere, de manera ventajosa, una primera forma de onda b) (mostrado en la Figura 3b) que es generada por el par de detectores SN dentro del primer intervalo ??1. particularmente, la forma de onda e) tiene: un primer par de impulsos con bordes traseros recargados entre si por un primer periodo T100' , un segundo par de impulsos secuenciales con bordes delanteros retardados entre si con un segundo periodo T100", etc. La unidad de procesamiento UE adquiere los periodos (????' T100", ...) que pueden ser detectados dentro de la primera porción ??1 del primer intervalo TI y procede a calcular un primer valor medio TM100 del mismo (paso CTM100, por ejemplo, por medios de media aritmética) , sobre la base de dos o más periodos medidos. El primer valor medio TM100 resulta indicativo de un primer periodo de rotación respectivo de los trituradores o molinos cuando el molino de café suministrado con la primera porción de accionamiento CMl . Posteriormente, durante un segundo intervalo T2 del sitio de molienda CM, la unidad de procesamiento UE suministra a los trituradores una segunda porción de accionamiento CM2 menor que la primera porción de accionamiento CMl (paso RP2 ) . Para obtener la variación en la torsión de accionamiento, la unidad de procesamiento UE ordena la reducción en la potencia de trabajo PF suministrada al motor eléctrico M del primer valor de la potencia de trabajo Pl al segundo valor de potencia de trabajo P2 que es, de manera sustancial, preferiblemente igual al 50% de la potencia nominal. Deberá notarse que el segundo valor de la potencia de trabajo P2 deberá ser, por ejemplo, igual al 60 o 70% de la potencia nominal u otros valores adecuados para el propósito. Como se muestra en el diagrama en la Figura 3a, la reducción en la potencia de trabajo PF produce un segundo periodo transitorio TT2 que se debe, también en este caso, a una rampa descendente requerida para pasar el primer valor de potencia de trabajo Pl al segundo P2. La unidad de procesamiento UE mantiene de este modo la potencia de trabajo PF igual al segundo valor de potencia P2 a través de un segundo intervalo T2, y de manera preferible, hasta el final del ciclo de molienda CM. El segundo intervalo T2 resulta ser mucho menor que el primer intervalo Ti. La solicitante señala que esto permite, de manera ventajosa, tener un molino de café que opere a una potencia nominal (primer valor de potencia Pl - primera torsión de accionamiento CM1) casi para la totalidad (primer intervalo TI) del ciclo de molienda CM y la operación a potencia reducida (segundo valor de P2 segunda torsión de accionamiento CM2) durante un intervalo más corto con relación al ciclo de molienda (segundo- intervalo T2). Los ejemplos numéricos de posibles duraciones de los intervalos TI y T2 y los ciclos de molienda CM se expondrán más adelante. Durante una segunda porción ??2 del segundo intervalo T2, la unidad de procesamiento UE adquiere una segunda forma de onda f) (mostrada en la Figura 3b) generada por el par de detectores SN. Deberá notarse que, en el ejemplo descrito anteriormente, la segunda porción ??2 corresponde sustancialmente al segundo periodo T2. Con mayor detalle, la forma de onda f) tiene, por ejemplo, un primer par respectivo de impulsos secuenciales con bordes traseros retrasados entre si por un primer periodo respectivo T50' , un segundo par respectivo de impulsos secuenciales con bordes delanteros retrasados entre si por un segundo periodo respectivo T50", etc. Lo que ha sido establecido para los primeros dos pares de impulsos secuenciales puede ser expresado para todos los otros pares de impulsos que formen la forma de onda f ) . Aún en este caso, la unidad de procesamiento UE procede a calcular un segundo valor medio TM50 (paso CTM50) obtenido, por ejemplo, por la media aritmética de dos o más periodos detectables dentro de la segunda porción ??2 del segundo intervalo T2. La unidad de procesamiento mide de este modo el segundo valor medio TM50 indicativo de un segundo periodo de rotación respectivo de los trituradores o molinos cuando la segunda porción de accionamiento C 2 es suministrada al molino de café. En esta etapa, la unidad de procesamiento UE comienza a procesar el primer TM100 y el segundo TM50 valores medios para generar información indicativa de la cantidad de granos dentro del recipiente. Por ejemplo, la unidad de procesamiento UE implementa la siguiente fórmula (paso CDTR) : ATR= (G?50-G 100) .100 {2) TM50 Como puede observarse en la relación (2), la unidad de procesamiento comienza a evaluar la diferencia entre el primer TM100 y el segundo TM50 valores (numerador) para generar una cantidad ATR representativa de una desviación del periodo de rotación de la condición de trabajo a la primera potencia Pl con relación a la condición de trabajo a la segunda potencia P2. Particularmente, la cantidad ATR es una variación en porcentaje relacionada con el segundo valor medio TM50 (denominador) del periodo medio entre impulsos secuenciales generador por el par de detectores SN cuando el molino de café es suministrado con la primera torsión de accionamiento CM1 y posteriormente la segunda torsión de accionamiento C 2.

La unidad de procesamiento UE comienza entonces comparando (paso CNFR) la cantidad ATR con un valor umbral predeterminado ATS almacenado en la memoria MM. Particularmente, el valor umbral ATS es adecuado para distinguir la condición de presencia de granos de café de la condición de ausencia de granos de café. Particularmente, la Solicitante establece que el valor umbral ATS es establecido tras el diseño del molino de café, y de manera más particular, seleccionado dentro de un intervalo de valores que fluctúan entre un valor limite superior ATP y un calor limite inferior ATA debidamente calculados . Por ejemplo, el valor de limite superior ATP es calculado por la unidad de procesamiento UE aplicando la ecuación (2) en la condición de presencia de granos de café : ?t?= (G?50-G?100) . 100 (3) TP50 El valor TA100 es el valor medio del periodo entre dos impulsos secuenciales generador por el par de detectores SN cuando es suministrada la primera potencia de trabajo Pl al motor. El valor TP100 es calculado sobre la base de impulsos eléctricos detectados en la primera porción ATl del primer intervalo TI del ciclo de molienda CM.

El valor TP50 es el valor medio del periodo entre dos impulsos secuenciales generados por el par de detector SM cuando el motor es suministrado con la segunda potencia de trabajo P2. El valor TP50 es calculado sobre la base de pulsos detectados por los detectores en la segunda porción ??2 del segundo intervalo T2 del ciclo de molienda CM. El valor del limite inferior ??? es obtenido aplicando la ecuación (2) en la condición de ausencia de granos de café: ???= (G?50-G?100) . i00 (4) TA50 El valor TP100 es el valor medio del periodo entre dos impulsos secuenciales generados por el par de detectores SN cuando es suministrada la primera potencia de trabajo al motor Pl. También en este caso, el cálculo de TA100 es llevado a cabo sobre la base de impulsos generados durante la primera porción ??1 del primer intervalo TI del ciclo de molienda CM. El valor TA50 es, en su lugar, el valore medio del periodo entre dos impulsos secuenciales generados por el par de detectores SN cuando el motor es provisto con la segunda potencia de trabajo P2. El valor TA100 es calculado sobre la base de los impulsos detectados en la segunda porción ??2 del segundo intervalo del ciclo de molienda CM.

Como se estableció anteriormente, el valor umbral es seleccionado de manera adecuada de modo que cumpla con la siguiente condición: ??? < ATS < ???. Cuando la cantidad ATR es menor que el valor umbral ATS, el molino de café está en la condición de ausencia de granos de café sustancial (opción N en la carta en la Figura 4). En este caso, la unidad de procesamiento UE señala (paso ALR) el estado de ausencia de granos de café sustancial via una interfaz de usuario proporcionada en el molino de café. Particularmente, la unidad de procesamiento UE activa, via la interfaz, un dispositivo de señalización para el usuario, como un dispositivo de visualización que esté asociado operativamente con la interfaz sobre el cual aparece un mensaje de advertencia, como "SIN CAFE". De manera alternativa a o en combinación con el dispositivo de visualización, otros dispositivos de señalización adecuados para el usuario son una alarma luminosa, por ejemplo un LED rojo que se ilumine cuando no exista café, o una alarma sonora, por ejemplo un zumbador, capaz de emitir un sonido cuando no existan granos de café. En el caso donde la cantidad ATR sea mayor que el valor umbral ATS, el molino de café esta en la condición de granos de café (opción Y en el diagrama en la figura 4) y la unidad de procesamiento UE no proporciona ninguna señal de alarma enviada.

Deberá notarse que al final del segundo -intervalo T2 del ciclo de molienda CM puede ser considerado terminado y la unidad de procesamiento UE detiene el suministro de la potencia de trabajo PF al motor eléctrico M que gradualmente pasa de segundo valor de potencia de trabajo P2 a un valor sustancialmente de 0 (paso EDCM) . En lo que se relaciona con la duración de los intervalos de tiempo descritos anteriormente, típicamente, el ciclo de molienda CM tiene una duración de 8-10 segundos correspondientes a aproximadamente un número de impulsos que fluctúa entre 90 y 120. El segundo intervalo T2 preferiblemente tiene una duración de varios milisegundos (aproximadamente 7-8 pulsos). Particularmente, la duración más reducida del segundo intervalo (unos cuantos milisegundos) con relación al primer intervalo TI (ligeramente menor de 8-10 segundos) permite que el molino de café trabaje, durante el ciclo de molienda CM a una potencia sustancialmente reducida únicamente durante un período breve, lo cual no afecta de manera ventajosa la calidad de la molienda y la obtención de una buena bebida de café. Además, en el ejemplo descrito aquí, el segundo intervalo T2 se arregla después del primer intervalo TI y corresponde a un intervalo final del ciclo de molienda CM. Esta situación es preferida, dado que, considerando que una reducción en la potencia de trabajo suministrada al molino de café puede dar como resultado la irradiación de calor, esto permite distinguir la disminución de la potencia de trabajo requerida para llevar a cabo el método de la invención como la disminución de potencia normal que ocurre al final del ciclo de molienda para apagar el molino de café . Además, en modalidades alternativas del método de acuerdo a la invención, el segundo intervalo T2 tampoco necesita ser secuencial al primer intervalo TI o durante un ciclo de molienda, pueden ocurrir más intervalos (de manera similar al primer intervalo TI) en los cuales el molino de café es llevado al primer valor de potencia Pl y también pueden ocurrir más intervalos (de manera similar al segundo intervalo T2) en los cuales el molino de café sea llevado a trabajar al segundo valor de potencia a P2. Con referencia a la Figura 5a, en un ejemplo adicional del método de acuerdo a la invención, la segunda torsión de accionamiento CM2 puede ser suministrada al miembro de molienda aplicando el segundo valor de potencia P2 para los intervalos respectivos T2' y T2'' que estén arreglados al final del ciclo de molienda C , respectivamente, y separados entre si por el primer intervalo TI durante el cual el miembro de molienda es suministrado con la primera torsión a accionamiento CM1, correspondiente al primer valor de potencia Pl . La división del ciclo de molienda en esos intervalos de tiempo permite proceder a la detección de la cantidad de granos de café en diferentes puntos del ciclo de molienda, como al inicio y al final del último. Particularmente, la unidad de procesamiento UE lleva a cabo una vez más los pasos de proceso descritos anteriormente con referencia al diagrama de flujo de la Figura 4. En este ejemplo, en la relación (2) aparece en segundo valor medio TM50 calculado sobre la base de los impulsos generados por el par de detectores dentro de una porción de detectores ??3, correspondiente sustancialmente al intervalo T2', cuando es aplicada la segunda torsión de accionamiento al motor CM2. Además, en (2), es usado el primer valor medio TM100 el cual es calculado sobre la base por los impulsos generados por los detectores en una cuarta porción ??4 colocadas sustancialmente al inicio del primer intervalo TI del ciclo de molienda. Por lo tanto, es posible tener una indicación representativa de la cantidad de granos de café muy al inicio del ciclo de molienda. En este ejemplo, la unidad de procesamiento lleva a cabo una vez más el método de acuerdo a la invención (Fig. 4) aún al final del ciclo de molienda. Particularmente, en (2) aparece un primer valor medio TM100 calculado con referencia a una quinta porción ??5 del primer intervalo TI, el cual es colocado sustancialmente al final de este último y que corresponde a la condición de la primera porción de almacenamiento CM1 suministrada al molino de café. Además, en (2) aparece un segundo valor medio TM50 calculado con referencia a una sexta porción ??6 correspondiente al intervalo T2" colocado al final del ciclo de molienda. La unidad de procesamiento es de este modo capaz de generar información representativa de la cantidad de granos también al final del ciclo de molienda. Esta modalidad del método de acuerdo a la invención, que combina la detección al inicio y al final del ciclo de molienda, permite incrementar de manera ventajosa la posibilidad de detectar la cantidad de café en la forma más correcta posible, y señalar de manera aún más inmediata cuando finalizó esta última. En la Figura 5b se muestra otro ejemplo del método de acuerdo a la invención. El miembro de molienda, durante un ciclo de molienda CM es llevado primero al primer valor de potencia Pl (100% de la potencia nominal) para suministrar la primera porción de accionamiento CM1 durante un primer intervalo respectivo TI' . Posteriormente, para un segundo intervalo T2' respectivo, el miembro de molienda es suministrado con la segunda torsión de accionamiento CM2 (segundo valor de potencia P2 - 50% de la potencia nominal) y entonces, para un primer intervalo TI" más el motor es llevado nuevamente al primer valor de potencia Pl. El ciclo de molienda finaliza con un segundo intervalo adicional T2" en el cual el miembro de molienda es suministrado una vez más con la segunda torsión de accionamiento C 2 correspondiente al segundo valor de potencia de trabajo P2. Lo que se ha establecido en el ejemplo anterior de método (Fig. 5a) también puede ser repetido con la división del ciclo de molienda como se mostró anteriormente (Fig. 5b). En este caso, es implementado (2) por primer vez, con el primer y segundo valores medios calculados con referencia a la tercera porción ??3, situada en una porción final del primer intervalo TI' respectivo, y la cuarta porción ??4 situada en el segundo intervalo T2' respectivo. La unidad de procesamiento implementa de este modo (2) por segunda vez con el primer y segundo valores medios calculados con referencia a la quinta porción ??5 situada al final del primer intervalo Ti" adicional y a la sexta porción ??6 situada en el segundo intervalo T2" adicional. También esta modalidad del método de acuerdo a la invención permite, de manera ventosa incrementar la posibilidad de detectar la cantidad de café en una forma más correcta y precisa posible, y producir una señal cuando esto haya finalizado. De manera general, la selección del número y frecuencia de intervalos del ciclo de molienda a los cuales la segunda porción va a ser suministrada al miembro de molienda depende de toda la duración del ciclo de molienda y de la precisión deseada de la detección. En una modalidad alternativa más de la invención, el método de detección de acuerdo a la invención puede proporcionar el primer valor TM100, indicativo del periodo de rotación del miembro de molienda a la primera torsión de accionamiento CM1 y no ser particularmente sensible a la presencia/ausencia de café, no detectada durante el ciclo de molienda CM definido tras el diseño del molino de café y almacenado en la memoria M asociada con la unidad de procesamiento UE. En este caso, puede decirse que el método de acuerdo a la invención comprende un paso de planear un primer valor medio TM100 indicativo del periodo de rotación del miembro de molienda a la primera torsión de accionamiento . La relación preferida (2) en los ejemplos del método de acuerdo a la invención que han sido considerados aquí anteriormente también puede ser reemplazada con otras fórmulas matemáticas que llevan a cabo otro tipo de normalización, o que, por ejemplo no obtengan valores expresados como porcentaje. En una modalidad alternativa más, considerando las cantidades ya usadas en (2), se aplican las siguientes relaciones como una alternativa a la relación (2) (TM 50 - TMI OO) ATR = TMI OO (5) Como puede observarse, con relación a (2), en la relación (5) la diferencia, en el numerador, entre el segundo TM50 y el primer TMIOO valores medios indicativos del periodo de rotación relacionados, en el denominador, con el primer valor medio TMIOO y no el segundo valor medio TM50. Particularmente, en (5), el por ciento de variación requerido como el primer valor medio TMIOO. En otra modalidad, en lugar de (2) o (3), considerando las mismas cantidades como en (2), puede escribirse también lo siguiente: TR _ (TM50 - TM\00) TM50 (6) En este caso, la diferencia entre el primero TM50 y el segundo TMIOO valores medios, reportados en el denominador al segundo valor medio TM50, es multiplicado por una constante K' (por ejemplo de valor 1, 10, 50 ó 1000 u otro valor determinable por aquellos expertos en la técnica sobre diseño sobre la base de las características mecánicas del aparato). Con relación a (2) o (5), la cantidad ATR no es, en consecuencia, una variación en porcentaje. 3 La selección de una relación matemática sobre otra entre (2), (5) y (6) depende, por ejemplo, del cálculo de potencia del microprocesador montado al tablero de circuitos y de tolerancias de diseño especificas del dispositivo de molienda. El ejemplo del método de detección descrito aquí también puede ser usado fuera del campo de los molinos de café, es decir que puede ser usado en cualquier dispositivo de molienda para granos o semillas de alimento o similares. En lo relacionado con la definición del presente valor umbral ATS, la solicitante nota que es posible definir un valor umbral dinámico ATSD, es decir capaz de variar durante la vida de operación del molino de café, el cual es calculado, por ejemplo, sobre la base del número de ciclos de molienda que hayan sido llevados a cabo. Con mayor detalle, tras el diseño del molino de café, es posible definir, en el modo de descrito anteriormente para el valor umbral ATS, más valores umbral, cada uno de los cuales será atribuido a un intervalo de valores correspondientes a los ciclos de molienda que hayan sido llevados a cabo por el molino de café. Con referencia a la Figura 6, la tabla reportada aqui tiene una primera columna que muestra el número de ciclos de molienda NCM del molino de café y la segunda columna muestra el valor umbral dinámico respectivo ATSD.

En la primera linea de la tabla en la Figura 6, un primer intervalo de valores de ciclos de molienda (por ejemplo, 0-1000) se asocia con un valor umbral dinámico respectivo (ATSDl) . En la segunda linea de la tabla, se muestra la asociación entre el segundo intervalo de valores de ciclos de molienda (por ejemplo, 1001-3000) y un segundo valor umbral dinámico (por ejemplo ATSD2) y similares, para todas la otras lineas en la tabla. La tabla en la Figura 6 se construyó de este modo tras el diseño del molino de café en consideración del desgaste y envejecimiento de este último. Durante la vida de operación de un molino de café, el valor umbral ATS es sometido a variaciones que pueden hacer no óptimo el método de detección, el cual se basa en el uso de un valor umbral individual. Deberá notarse que, para implementar esta modalidad variante del método de acuerdo a la invención, la tabla necesita ser almacenada en la memoria MM y la unidad de procesamiento ser provista con un contador de los ciclos de molienda del molino de café.

Desde el punto de vista del método de acuerdo a al invención, la unidad de procesamiento, después de que ha sido calculada la cantidad en por ciento ATR (paso CDTR) , adquiere del contador el número de ciclos de molienda NCM que han sido llevados a cabo por el molino de café y comienza a consultar la tabla hasta cuando el valor umbral dinámico correspondiente ATSD es determinado. En uso de la tabla en la Figura 6 por la unidad de procesamiento UE permite, de manera ventajosa, tener una detección más precisa de la cantidad de granos, y puede tomar dinámicamente en cuenta variaciones de desempeño normales a las cuales el molino de café sea sometido debido al envejecimiento. Como puede ser observado, el objetivo de la invención es logrado completamente, dado que el ejemplo del método de detección descrito aquí permite obtener una evaluación precisa de la ausencia o presencia de granos a ser molidos o triturados y puede evitar proporcionar la adición de nuevo equipo, sino simplemente la programación adecuada de tarjetas de circuito con las cuales ya esté provisto un dispositivo de molienda convencional. Por ejemplo, deberá observarse que el par de detectores de efecto de forma usual son ya usados para detectar el periodo de rotación del miembro de molienda como información representativa de la cantidad y finura del café molido. Además, los contadores citados anteriormente comprenden ya dentro del microprocesador, el cual, como es sabido, está provisto con los llamados temporizadores y contadores integrados convencionales.

Deberá notarse además que, por ejemplo, el método descrito aquí implementa además una relación matemática simple (2), (5) o (6), y en la cual los tiempos de procesamiento con un microprocesador convencional son mínimos con relación a la duración de un ciclo de molienda. También los pasos posteriores de comparación y consulta de la tabla en la Figura 6 pueden ser implementados de manera económica por un microprocesador estándar. Finalmente, el método de detección de acuerdo a la invención no se basa en el análisis y detección de cantidades eléctricas inherentes del molino de café, como por ejemplo la corriente consumida, sino en cantidades, como variaciones en por ciento, relacionadas con la rotación del miembro de molienda y en su mayoría dependiendo de la cantidad presente de café en el molino de café, y no sobre el tipo de molino de café. Con mayor detalle, el uso de una relación matemática del tipo (2) , (5) o (6) que establece una relación entre las cantidades detectadas (TM50 y TM100) hace el método de acuerdo a la invención sustancialmente independiente del tipo y configuración física (motor, miembro de molienda, voltaje de suministro de energía) del molino de café.

Claims (30)

1. REIVINDICACIONES 1. Método para detectar una cantidad de granos en un recipiente de un miembro de molienda giratoria (MC) , el método se caracteriza porque comprende los pasos de: -suministrar (F0RP1) al miembro de molienda giratorio una primera porción de accionamiento durante un primer intervalo (TI) de un ciclo de molienda (CM) ; - tener (CTM100) un primer valor indicativo de un periodo de rotación del miembro de molienda giratorio a la primera torsión de accionamiento; suministrar (RP2) al miembro de molienda giratorio, durante el segundo intervalo (T2) del ciclo, una segunda torsión de accionamiento menor que la primera torsión de accionamiento; - medir (CTM50) un segundo valor indicativo del periodo de rotación relativo del miembro de molienda giratorio a la segunda torsión de accionamiento; procesar (CDTR, CNFR) el primer y segundo valores para generar información (ALR) indicativa de la cantidad de granos dentro del recipiente.
2. 2. Método de detección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de procesamiento comprende un paso de evaluar (CDTR) una diferencia entre el primero y segundo valores para generar una cantidad de (ATR) representativa de un valor de desviación entre el primer y segundo valores.
3. 3. Método de detección de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el paso de procesamiento comprende además un paso de comparar (CNFR) la cantidad (ATR) con un valor umbral (ATS) .
4. 4. Método de detección de conformidad, con la reivindicación 3, caracterizado porque comprende además el paso de señalar (ALR) un estado de ausencia sustancial de cantidad de grano cuando la cantidad (ATR) es menor que el valor umbral (ATS) .
5. 5. Método de detección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de suministro de la primera torsión de accionamiento comprende el paso de suministrar un primer valor de potencia de trabajo (Pl) a un motor eléctrico (M) que acciona el miembro de molienda giratorio.
6. 6. Método de detección de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque el paso de proporcionar una segunda torsión de accionamiento comprende un paso de llevar el motor eléctrico (M) del primer valor de potencia de trabajo Pl a un segundo valor de potencia de trabajo (P2), siendo el segundo valor de potencia de trabajo menor que el primer valor de potencia de trabajo.
7. 7. Método de detección de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el primero (Pl) y el segundo (P2) valores de potencia son un porcentaje de la potencia nominal proporcional al motor eléctrico M.
8. 8. Método de detección de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el primer valor de potencia de trabajo (Pl) es igual a aproximadamente el 100% de la potencia nominal.
9. 9. Método de detección de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el segundo valor de potencia de trabajo (P2) es igual a aproximadamente un porcentaje de potencia nominal que está en el grupo de: 50%, 60%, 70%.
10. 10. Método de detección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda torsión de accionamiento es tal que es cercana a la torsión de resistencia proporcionada por los granos cuando la cantidad de estos últimos dentro del recipiente es tal que permite la operación a la potencia nominal.
11. 11. Método de detección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de tener un primer valor indicativo del nivel de rotación del miembro comprende de molienda giratorio comprende el paso de medir el primer valor en una primera porción (??1) del primer intervalo (TI) del ciclo de molienda (CM) .
12. 12. Método de detección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de medir el segundo valor indicativo del periodo de rotación del miembro de molienda giratorio es llevado a cabo en una segunda porción (??2) del segundo intervalo (T2) del ciclo de molienda (CM) .
13. 13. Método de detección de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque. el paso de medir el primer valor comprende el paso de seleccionar la primera porción (??1) sustancialmente al final del primer intervalo (TI) del ciclo de molienda (CM) .
14. 14. Método de detección de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el paso de medición del segundo valor comprende el paso de seleccionar la segunda porción (??2) sustancialmente igual al segundo intervalo (T2) .
15. 15. Método de detección de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de seleccionar el segundo intervalo (T2) sustancialmente al final del ciclo de molienda (CM) .
16. 16. Método de detección de conformidad con la reivindicación 11 y 12, caracterizado porque el paso de medición del primer valor y el paso de medición del segundo valor son obtenidos usando medios de detección (SN) de un periodo de rotación del miembro de molienda giratorio (MC) , estando los medios de detección asociados con el miembro de molienda giratorio.
17. 17. Método de detección de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque los medios de detección (SN) comprenden al menos un detector adecuado para generar un impulso eléctrico o completar un periodo de rotación del miembro de molienda giratorio (MC) , siendo el periodo de rotación definido sobre la base de al menos dos impulsos eléctricos secuenciales .
18. 18. Método de detección de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque los medios de detección (SN) comprenden un par de detectores de efecto de Hall.
19. 19. Método de detección de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque comprende además un paso de seleccionar el valor umbral (ATS) dentro de un intervalo de valores que fluctúa entre un valor del limite inferior y un valor del limite superior.
20. 20. Método de detección de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque comprende además un paso de definir el valor del limite inferior, representando el valor del limite inferior una condición de ausencia de grado sustancial.
21. 21. Método de detección de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque comprende además el paso de definir el valor del limite superior, siendo el valor del limite superior representativo de la condición de presencia de grano.
22. 22. Método de detección de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el paso de señalización (ALR) de un estado de ausencia de cantidad sustancial de grano comprende un paso de activar, vía una interfaz de usuario, un dispositivo de señalización asociado con el miembro de molienda giratorio.
23. 23. Método de detección de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el dispositivo de señalización comprende además un dispositivo de visualización adecuado para visualizar un mensaje de advertencia respectivo.
24. 24. Método de detección de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el dispositivo de señalización comprende una alarma luminosa, como un diodo Led.
25. 25. Método de detección de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el dispositivo de señalización comprende una alarma sonora, como un zumbador.
26. 26. Método de detección de conformidad con al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los granos son granos de café.
27. 27. Método de detección de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque los granos son partículas de alimento en general.
28. 28. Método de detección de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el miembro de molienda giratorio es al menos un triturador o molino.
29. 29. Dispositivo de molienda, caracterizado porque comprende: un miembro de molienda giratorio (MC) ; un motor eléctrico (M) asociado operativamente con el miembro de molienda giratorio y adecuado para mover el miembro de molienda giratorio; medios de detección (SN) de un periodo de rotación del miembro de molienda giratorio, estando los medios de detección asociados operativamente con el miembro de molienda giratorio; un contenedor arreglado corriente arriba del miembro de molienda giratorio para contar los granos a ser molidos o triturados durante un ciclo de molienda; una unidad de procesamiento (UE) y de ordenes conectada a los medios de detección y el motor eléctrico; caracterizado porque los medios de detección en la unidad de procesamiento son tales que llevan a cabo la medición de los pasos de procesamiento de modo que el dispositivo de molienda lleve a cabo los pasos del método de detección de al menos una de las reivindicaciones 1 a 28.
30. 30. Programa de computadora que puede ser cargado en una memoria de la unidad de procesamiento de un dispositivo de molienda adecuado para permitir que la unidad de procesamiento intercambie señales con medios de detección de un periodo de rotación del miembro de molienda giratorio y con un motor de miembro de molienda giratorio para llevar a cabo los pasos del método de detección de conformidad con al menos una de las reivindicaciones 1 a 28.