RU2779770C1 - Coffee machine with integrated steam and hot water - Google Patents

Coffee machine with integrated steam and hot water Download PDF

Info

Publication number
RU2779770C1
RU2779770C1 RU2021121226A RU2021121226A RU2779770C1 RU 2779770 C1 RU2779770 C1 RU 2779770C1 RU 2021121226 A RU2021121226 A RU 2021121226A RU 2021121226 A RU2021121226 A RU 2021121226A RU 2779770 C1 RU2779770 C1 RU 2779770C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
outlet
water
steam
coffee machine
Prior art date
Application number
RU2021121226A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тим Герард ТИББЕ
Юке НОРДХЁЙС
Гертруда Ритте БАККЕР-ВАН ДЕР КАМП
Клас КОЭЙКЕР
Габриэль КОСТА ЭУФРАСИО
Петер ТЬЕРДСМА
Дауве ВЕЙТСМА
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Application granted granted Critical
Publication of RU2779770C1 publication Critical patent/RU2779770C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: coffee machines.
SUBSTANCE: coffee machine uses a valve device to control the connection of the water heater outlet to one of two or more outlets, such as a steam delivery nozzle and a brewing chamber outlet. The valve device contains an active valve located between the inlet channel and the first of the outlets, and a passive valve located downstream of the active valve from the outlet of the water heater, connected to the second of the outlets. The cam surface controls the active valve, with the angular position of the cam surface controlling the connection of the inlet to the first of the outlets. Rotation can be provided by a rotary connection to the brewing chamber motor. This coffee machine design uses a single valve arrangement to control the flow from the water heater.
EFFECT: invention provides a compact layout, few components and a simple control mechanism, and allows all valve mechanisms to be out of the water or steam flow.
10 cl, 7 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к кофемашинам и, в частности, кофемашинам, которые вырабатывают горячую воду для заваривания кофе и пар для использования при вспенивании молока.The present invention relates to coffee machines, and in particular coffee machines, which produce hot water for brewing coffee and steam for use in frothing milk.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Обычно полностью автоматическое оборудование для получения кофе эспрессо обеспечивает выполнение автоматизированного заваривания кофе с молочной пенкой. В большей части случаев пар используют для нагрева и вспенивания молока подобно тому, как это делает бариста.Typically, fully automatic espresso coffee equipment provides automated brewing of coffee with milk froth. In most cases, steam is used to heat and froth milk in a similar way to a barista.

В устройстве первого типа блок вспенивания молока соединен снаружи указанного оборудования с узлом сопряжения, который подает пар из оборудования в блок вспенивания молока. Блок вспенивания молока расположен в этом случае снаружи основного оборудования и, таким образом, выполнен с возможностью отсоединения от основного оборудования для улучшения удобства очистки. В частности, все части, находящиеся в контакте с молоком, должны быть очищены.In the device of the first type, the milk foaming unit is connected outside the specified equipment to the interface unit, which supplies steam from the equipment to the milk foaming unit. The milk frothing unit is located outside the main equipment in this case and is thus detachable from the main equipment in order to improve cleaning convenience. In particular, all parts in contact with milk must be cleaned.

Вход в блок вспенивания молока принимает пар и подает его к молоку, хранящемуся в блоке вспенивания молока. Это предотвращает загрязнение парового узла сопряжения молоком, так что после каждого использования необходимо очищать только блок вспенивания молока, а не все части самого оборудования. Выходное отверстие для пара в этом случае обычно встроено в гнездобразный узел сопряжения в корпусе устройства, и блок вспенивания молока вставляют в этот узел сопряжения.The inlet to the milk frothing unit receives steam and delivers it to the milk stored in the milk frothing unit. This prevents milk from contaminating the steam interface, so that only the milk frother needs to be cleaned after each use, and not all parts of the equipment itself. The steam outlet in this case is usually built into a socket-shaped interface in the body of the device, and the milk frothing unit is inserted into this interface.

В устройстве второго типа вспенивание молока обеспечено так называемым капучинатором, который представляет собой вспенивающую трубку, вставляемую потребителем в резервуар для молока.In the device of the second type, milk frothing is provided by the so-called cappuccinatore, which is a frothing tube inserted by the consumer into the milk tank.

Во всех этих кофемашинах может быть одиночный водонагреватель, выполненный с возможностью нагрева воды до достаточной температуры для выработки пара для функции нагрева и вспенивания молока и для функции заваривания кофе. Для сочетания различных функций необходимы различные клапаны и проточные каналы, такие как клапан для управления потоком к заварочной камере, клапан для управления выпуском потока и клапан для управления потоком пара. Эти соединения проточных каналов и регулирующие клапаны обуславливают значительную стоимость. Обычно системы подачи воды и пара образованы с использованием стандартных имеющихся в продаже компонентов, таких как электронные клапаны, пассивные клапаны избыточного давления, разветвители, шланги и шланговые соединители. Таким образом, степень интеграции функций ограничена, и гидравлические схемы являются весьма протяженными.All of these coffee machines may have a single water heater configured to heat water to a sufficient temperature to produce steam for the milk heating and frothing function and for the coffee brewing function. To combine different functions, different valves and flow paths are needed, such as a valve to control the flow to the brewing chamber, a valve to control the outlet flow, and a valve to control the steam flow. These flow path connections and control valves add significant cost. Typically, water and steam supply systems are formed using standard commercially available components such as electronic valves, passive overpressure valves, splitters, hoses, and hose connectors. Thus, the degree of function integration is limited, and the hydraulic circuits are quite lengthy.

Такой подход приводит к относительно высокой сложности гидравлической схемы.This approach leads to a relatively high complexity of the hydraulic circuit.

Обычные клапаны используют пружины для открытия или закрытия, используют кулачки для привода клапана или используют сочетание того и другого. Некоторые или все из этих компонентов находятся в потоке горячей воды или пара.Поэтому они могут подвергаться воздействию известкового налета, что потенциально может привести к функциональному отказу клапана или увеличению турбулентности потока.Conventional valves use springs to open or close, use cams to actuate the valve, or use a combination of both. Some or all of these components are in the hot water or steam stream. Therefore, they can be affected by lime scale, which can potentially lead to functional valve failure or increased flow turbulence.

В EP 2 062 512 раскрыта кофемашина, в которой три основные клапанные функции осуществлены клапанным блоком, который по существу содержит параллельное сочетание трех независимых клапанов. Такая конструкция уменьшает количество необходимых трубопроводов и обеспечивает более компактную систему, но все еще включает дублирование частей и множество различных компонентов, образующих клапанную систему.EP 2 062 512 discloses a coffee machine in which the three main valve functions are performed by a valve block which essentially comprises a parallel combination of three independent valves. This design reduces the amount of piping needed and provides a more compact system, but still involves duplication of parts and many different components that make up the valve system.

В EP 0 232 460 раскрыта кофемашина с многоходовым клапаном, в частности, керамическим клапаном дискового типа, который направляет поток горячей воды/пара к выбранному выходному отверстию, в зависимости от углового положения клапана.EP 0 232 460 discloses a coffee machine with a multi-way valve, in particular a disc-type ceramic valve, which directs the flow of hot water/steam to a selected outlet depending on the angle of the valve.

Существует потребность в конструкции кофемашины, которая обеспечивает дешевое и компактное клапанное устройство для управления различными путями потоков горячей воды и пара в машине.There is a need for a coffee machine design that provides a cheap and compact valve arrangement to control the various hot water and steam flow paths in the machine.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION

Изобретение определено формулой изобретения.The invention is defined by the claims.

Согласно различным вариантам реализации в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения обеспечена кофемашина, содержащая:In various embodiments, in accordance with one aspect of the present invention, a coffee machine is provided, comprising:

источник подачи воды;source of water supply;

водонагреватель для нагрева воды для выработки пара и горячей воды, имеющий выходное отверстие водонагревателя;a water heater for heating water for generating steam and hot water, having a water heater outlet;

насос для перекачивания нагретой воды и пара;pump for pumping heated water and steam;

сопло для доставки пара;steam delivery nozzle;

заварочную камеру для заваривания кофе горячей водой иbrewing chamber for brewing coffee with hot water and

клапанное устройство для управления выборочным соединением выходного отверстия водонагревателя с соплом для доставки пара и заварочной камерой,a valve device for controlling the selective connection of the outlet of the water heater with a nozzle for delivering steam and a brewing chamber,

причем клапанное устройство содержит:wherein the valve device comprises:

входной канал, соединенный с выходным отверстием водонагревателя;an inlet channel connected to the outlet of the water heater;

два или более выходных отверстий;two or more outlets;

активный клапан между входным каналом и первым из выходных отверстий;an active valve between the inlet and the first of the outlets;

пассивный клапан между входным каналом и вторым из выходных отверстий иa passive valve between the inlet and the second of the outlets, and

поверхность кулачка для управления установкой активного клапана в открытое или закрытое положение, так что угловое положение поверхности кулачка управляет соединением входного канала с первым из выходных отверстий, при этом пассивный клапан постоянно соединен между входным каналом и вторым из выходных отверстий.a cam surface for controlling the setting of the active valve to an open or closed position such that the angular position of the cam surface controls the connection of the inlet to the first of the outlets, while the passive valve is permanently connected between the inlet and the second of the outlets.

В кофемашине такой конструкции использовано одиночное клапанное устройство для обеспечения управления потоком от водонагревателя. Одиночный входной канал (для пара и горячей воды) соединен с требуемыми выходными отверстиями с использованием поворотного кулачка. Это обеспечивает компактное расположение с небольшим количеством компонентов. Установка клапана достигается простым вращением кулачка, и затем вода или пар во входном канале направляются к желательному выходному отверстию.This coffee machine design uses a single valve arrangement to control the flow from the water heater. A single inlet (for steam and hot water) is connected to the required outlets using a rotary cam. This provides a compact arrangement with few components. Valve setting is achieved by simply rotating a cam and the water or steam in the inlet is then directed to the desired outlet.

Предпочтительно вращение элемента выбора направления осуществлено посредством того же самого двигателя, который переводит заварочную камеру между ее различными положениями. Таким образом, отсутствует потребность в дополнительном приводном средстве. Это опять же обеспечивает компактную конструкцию с малым количеством компонентов, которая может легко вписаться в ограниченный объем кофемашины.Preferably, the rotation of the direction selection element is effected by the same motor which moves the brewing chamber between its various positions. Thus, there is no need for additional drive means. This again provides a compact design with few components that can easily fit into the limited space of the coffee machine.

Первое из выходных отверстий может быть выходным отверстием для пара, а второе может быть выходным отверстием заварочной камеры. Когда выходное отверстие для пара открывается активным клапаном, падение давления, вызванное открытием выхода пара, означает, что пассивный клапан автоматически закрывается, предотвращая поступление жидкости в заварочную камеру. Таким образом, необходим только один активно управляемый клапан. В частности, управление активным клапаном должно только открывать или закрывать активный клапан, а не обеспечивать реконфигурацию структуры каналов. Следует отметить, что выходное отверстие для пара может служить для подачи пара или горячей воды по желанию пользователя.The first of the outlets may be a steam outlet and the second may be a brew chamber outlet. When the steam outlet is opened by the active valve, the pressure drop caused by the opening of the steam outlet means that the passive valve closes automatically, preventing liquid from entering the brew chamber. Thus, only one actively controlled valve is needed. In particular, the control of the active valve should only open or close the active valve, and not provide a reconfiguration of the channel structure. It should be noted that the steam outlet can be used to supply steam or hot water as desired by the user.

Кофемашина также может содержать выпускное отверстие для сбора воды. Однако оно не обязательно должно быть выходом самого клапанного устройства. Например, выходное отверстие заварочной камеры может выборочно соединяться с заварочной камерой или выпускным отверстием для сбора воды в зависимости от положения заварочной камеры. Таким образом, клапанное устройство нуждается только в одном входе и двух выходах.The coffee machine may also include an outlet to collect water. However, it does not have to be the output of the valve device itself. For example, the outlet of the brew chamber may be selectively connected to the brew chamber or the outlet to collect water depending on the position of the brew chamber. Thus, the valve arrangement only needs one inlet and two outlets.

Активный клапан может содержать шток клапана для открытия или закрытия отверстия между входным каналом и первым из выходных отверстий, причем шток клапана связан с поверхностью кулачка. Шток клапана, например, имеет на своем конце седло клапана, которое просто открывает или закрывает отверстие.The active valve may include a valve stem for opening or closing an opening between the inlet port and the first of the outlets, the valve stem being in communication with the cam surface. A valve stem, for example, has a valve seat at its end that simply opens or closes an orifice.

Шток клапана, например, проходит через наружное отверстие (корпуса клапана), при этом весь механизм управления клапаном находится за пределами наружного отверстия. Таким образом, все части управления клапаном находятся вне потока, и только скользящий шток клапана находится в потоке (пара).The valve stem, for example, passes through the outer opening (of the valve body), with the entire valve operating mechanism outside the outer opening. Thus, all parts of the valve control are out of flow and only the sliding valve stem is in flow (steam).

Пассивный клапан, например, содержит мембранный клапан, причем мембрана имеет сторону текучей среды и сухую сторону, при этом клапанный механизм находится на сухой стороне. Таким образом, все части управления клапаном опять же находятся вне потока.A passive valve, for example, comprises a diaphragm valve, the diaphragm having a fluid side and a dry side, with the valve mechanism on the dry side. Thus, all parts of the valve control are again out of flow.

Двигатель, например, имеет выходной вал, соединенный (прямо или косвенно) с основным зубчатым колесом, которое управляет перемещением заварочной камеры, например, между исходным положением (в котором она принимает молотый кофе, и которое, таким образом, ниже также названо положением приема молотого кофе), промежуточным положением и положением заваривания. Установкой клапана также можно управлять соединением с указанным основным зубчатым колесом, хотя возможны другие соединения.The motor, for example, has an output shaft connected (directly or indirectly) to a main gear that controls the movement of the brewing chamber, for example, between a rest position (where it receives ground coffee, and which is thus also referred to below as the ground coffee receiving position). coffee), intermediate position and brewing position. The valve setting can also be controlled by a connection to said main gear, although other connections are possible.

Выходной вал двигателя заварочной камеры или любого редуктора, являющегося частью трансмиссии двигателя, может использоваться для управления установкой клапана.The output shaft of the brew chamber motor or any gearbox that is part of the motor transmission can be used to control the valve setting.

В исходном положении или положении приема молотого кофе указанный клапан соединяет входной канал с выходным отверстием заварочной камеры через пассивный клапан. Кроме того, положение заварочной камеры таково, что выходное отверстие заварочной камеры соединено с выпускным отверстием для сбора воды. Таким образом, если вода проходит через пассивный клапан, она направляется к выпускному отверстию для сбора воды.In the rest or ground coffee receiving position, said valve connects the inlet to the outlet of the brewing chamber via a passive valve. In addition, the position of the brewing chamber is such that the outlet of the brewing chamber is connected to the outlet to collect water. Thus, if water passes through the passive valve, it is directed to the water collection outlet.

В положении заваривания указанный клапан снова соединяет входной канал с выходным отверстием заварочной камеры через пассивный клапан. Кроме того, положение заварочной камеры таково, что выходное отверстие заварочной камеры в этом случае соединено с заварочной камерой. Таким образом, когда с помощью насоса создается достаточное давление, горячая вода направляется в заварочную камеру.In the brewing position, said valve again connects the inlet to the outlet of the brewing chamber via a passive valve. In addition, the position of the brewing chamber is such that the outlet of the brewing chamber is in this case connected to the brewing chamber. In this way, when sufficient pressure is generated by the pump, hot water is directed into the brewing chamber.

Между исходным положением и положением заваривания указанным клапаном управляют, например, для соединения входного канала с выходным отверстием для пара для обеспечения нагрева и/или вспенивания молока.Between the initial position and the brewing position, said valve is controlled, for example, to connect the inlet channel to the steam outlet to ensure heating and/or foaming of the milk.

Выпускное отверстие для сбора воды, например, соединено с каплесборником.The water collection outlet is for example connected to a drip pan.

Клапанное устройство может быть установлено на водонагревателе или в непосредственной близости к нему с его входным каналом, непосредственно соединенным с выходным отверстием водонагревателя без промежуточных шлангов.The valve device can be installed on the water heater or in close proximity to it with its inlet channel directly connected to the outlet of the water heater without intermediate hoses.

Кофемашина может содержать эспрессо-кофемашину полного цикла, которая в этом случае также содержит устройство для измельчения зерен и устройство для сжатия измельченных зерен.The coffee machine may comprise a complete espresso coffee machine, which in this case also includes a bean grinder and a bean grinder compression device.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Варианты реализации изобретения будут подробно описаны ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:Embodiments of the invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings, in which:

на ФИГ. 1 показаны компоненты известной полнофункциональной эспрессо-кофемашины и, в частности, показаны пути текучей среды в системе;in FIG. 1 shows the components of a known fully functional espresso coffee machine and in particular shows the fluid paths in the system;

на ФИГ. 2 показана компоновка кофемашины в соответствии с одним вариантом реализации изобретения;in FIG. 2 shows the layout of a coffee machine in accordance with one embodiment of the invention;

на ФИГ. 3 показан вариант реализации клапанного устройства на перспективном виде;in FIG. 3 shows an embodiment of a valve arrangement in a perspective view;

На ФИГ. 4 схематично показаны положения заварочной камеры;FIG. 4 schematically shows the positions of the brewing chamber;

на ФИГ. 5 показан один вариант реализации расположения двигателя на виде сбоку;in FIG. 5 shows one embodiment of the engine arrangement in side view;

на ФИГ. 6 показано расположение двигателя по ФИГ. 5 на виде с торца; иin FIG. 6 shows the location of the engine of FIG. 5 in end view; and

на ФИГ. 7 показано сочетание управления клапаном с зубчатой передачей привода заварочной камеры.in FIG. 7 shows the combination of the valve control with the brewing chamber drive gear.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION

Следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, в которых представлены примеры вариантов реализации аппарата, систем и способов, предназначены только для иллюстрации, а не для ограничения объема настоящего изобретения. Эти и другие признаки, аспекты и преимущества устройства, систем и способов согласно настоящему изобретению будут лучше поняты из следующего описания, приложенной формулы и сопроводительных чертежей. Следует понимать, что чертежи являются только схематическими и не вычерчены в масштабе. Также следует понимать, что одинаковые ссылочные номера используются на всех чертежах для указания одинаковых или подобных частей.It should be understood that the detailed description and specific examples, which provide exemplary embodiments of apparatus, systems and methods, are intended to be illustrative only and not to limit the scope of the present invention. These and other features, aspects and advantages of the apparatus, systems and methods of the present invention will be better understood from the following description, the appended claims and the accompanying drawings. It should be understood that the drawings are only schematic and are not drawn to scale. It should also be understood that the same reference numbers are used throughout the drawings to indicate the same or like parts.

Изобретение обеспечивает кофемашину, в которой использовано клапанное устройство для управления соединением выходного отверстия водонагревателя по выбору с одним из двух или более выходных отверстий, таких как сопло для доставки пара и выходное отверстие заварочной камеры. Клапанное устройство содержит активный клапан, расположенный между входным каналом и первым из выходных отверстий, и пассивный клапан, расположенный ниже по ходу потока активного клапана от выходного отверстия водонагревателя, соединенный со вторым из выходных отверстий. Поверхность кулачка управляет активным клапаном, причем угловое положение поверхности кулачка управляет соединением входного канала с первым из выходных отверстий. Вращение может быть обеспечено двигателем. Предпочтительно, вращение осуществляется за счет вращательного соединения с двигателем заварочной камеры. В кофемашине такой конструкции использовано одиночное клапанное устройство для обеспечения управления потоком от водонагревателя.The invention provides a coffee machine in which a valve device is used to control the connection of the water heater outlet to one of two or more outlets, such as a steam delivery nozzle and a brewing chamber outlet. The valve device contains an active valve located between the inlet channel and the first of the outlets, and a passive valve located downstream of the active valve from the outlet of the water heater, connected to the second of the outlets. The cam surface controls the active valve, with the angular position of the cam surface controlling the connection of the inlet to the first of the outlets. Rotation can be provided by a motor. Preferably, the rotation is effected by a rotational connection with the brewing chamber motor. This coffee machine design uses a single valve arrangement to control the flow from the water heater.

Оно обеспечивает компактное расположение, малое количество компонентов и простой механизм управления. Оно также позволяет всем механизмам клапана находиться вне потока воды или пара.It provides a compact layout, a small number of components and a simple control mechanism. It also allows all valve mechanisms to be out of the water or steam flow.

На ФИГ. 1 показаны компоненты известной полнофункциональной эспрессо-кофемашины и, в частности, показаны пути текучей среды в системе.FIG. 1 shows the components of a well known fully functional espresso machine and in particular shows the fluid paths in the system.

Кофемашина 10 содержит резервуар 12 для воды, водонагреватель 14 для нагрева воды для выработки пара и горячей воды, имеющий выходное отверстие водонагревателя, и водяной насос 18 для перекачивания нагретой воды и пара. Кроме того, имеется дозирующий воду расходомер 17.The coffee machine 10 includes a water tank 12, a water heater 14 for generating steam and hot water having a water heater outlet, and a water pump 18 for pumping the heated water and steam. In addition, there is a water dosing flow meter 17.

Насос подает воду в нагреватель 14. Кроме того, имеется клапан 20 избыточного давления между нагревателем и узлом 22 сбора воды для сбора или выпуска сточной воды в виде каплесборника.The pump supplies water to the heater 14. In addition, there is an overpressure valve 20 between the heater and the water collection unit 22 for collecting or discharging waste water in the form of a drip pan.

Нагретый пар подают к соплу 24 для доставки пара через первый электронный клапан 26. Имеется сопло 25 для доставки кофе встроенным клапаном для кремы. Нагретую воду подают к заварочной камере 28 через второй клапан 30 и затем через блок 32 управления. Блок 32 управления обеспечивает возможность выпуска воды в узел 22 сбора воды, например во время охлаждения нагревателя. Его работа подробно описана ниже.Heated steam is supplied to the steam delivery nozzle 24 through the first electronic valve 26. There is a coffee delivery nozzle 25 with an integrated crema valve. The heated water is supplied to the brewing chamber 28 through the second valve 30 and then through the control unit 32. The control unit 32 allows water to be discharged to the water collection unit 22, for example, during the cooling of the heater. His work is detailed below.

Заварочная камера 28 приводится в действие двигателем 34 для перевода заварочной камеры между различными положениями. Эти положения включают в себя по меньшей мере положение приема молотого кофе и положение заваривания кофе.The brew chamber 28 is driven by a motor 34 to move the brew chamber between different positions. These positions include at least a ground coffee receiving position and a coffee brewing position.

В кофемашине используется одиночный нагреватель 14 для выборочной подачи горячей воды с температурой примерно 100°C для заваривания кофе и пара с температурой примерно 140°C (или больше) для нагрева и/или вспенивания молока.The coffee machine uses a single heater 14 to selectively supply hot water at about 100°C to brew coffee and steam at about 140°C (or more) to heat and/or froth milk.

Машина может иметь систему для поддержания давления в заварочной камере. Она также может иметь резервуар для размещения кофейных зерен и измельчающее устройство, так что обеспечен полный цикл приготовления кофе. Согласно еще одному варианту реализации молотый кофе может поставляться в капсулах, таблетках или тому подобной порционной форме. Эти элементы не показаны, поскольку они не относятся к гидравлическим компонентам.The machine may have a system for maintaining pressure in the brewing chamber. It can also have a bean storage tank and grinder so that a complete coffee brewing cycle is provided. In yet another embodiment, the ground coffee may be supplied in capsules, tablets, or the like in portion form. These items are not shown as they are not hydraulic components.

Кофе эспрессо обычно приготовляют, принуждая воду под давлением протекать сквозь количество молотого кофе. Заварочная камера, например, расположена с возможностью отсоединения для способствования опорожнению и чистке заварочной камеры.Espresso coffee is usually made by forcing water under pressure to flow through a quantity of ground coffee. The brew chamber, for example, is detachably disposed to facilitate emptying and cleaning of the brew chamber.

В течение процесса приготовления кофе эспрессо молотый кофе может быть сжат до некоторой степени. С этой целью машина может содержать, например, поршень, который с возможностью перемещения расположен в цилиндрической заварочной камере и выполнен с возможностью уплотнения открытой верхней стороны заварочной камеры.During the espresso coffee making process, the ground coffee may be compressed to some extent. To this end, the machine may include, for example, a piston which is movably located in the cylindrical brewing chamber and is configured to seal the open upper side of the brewing chamber.

Перемещение поршня управляет степенью сжатия молотого кофе. Когда молотый кофе сжимают все больше и больше, поток, преодолевающий сопротивление молотого кофе, увеличивается. В течение процесса приготовления кофе эспрессо давление заваривания, при котором осуществляют процесс, т.е. давление, при котором воду пропускают через молотый кофе, определено потоком, преодолевающим сопротивление молотого кофе.The movement of the piston controls the degree of compression of the ground coffee. As the ground coffee is compressed more and more, the flow that overcomes the resistance of the ground coffee increases. During the espresso coffee making process, the brewing pressure at which the process is carried out, i. the pressure at which water is passed through the ground coffee is determined by the flow overcoming the resistance of the ground coffee.

Давление заваривания является определяющим фактором для важных характеристик напитка кофе эспрессо, включая вкус и структуру слоя пены. Таким образом, давлением заваривания, например, управляет изменение положения поршня и/или потока воды.The brewing pressure is a determining factor for the important characteristics of the espresso coffee drink, including the taste and structure of the foam layer. Thus, the brewing pressure is, for example, controlled by a change in the position of the piston and/or the flow of water.

Работа машины при выработке напитка кофе эспрессо полностью традиционна, и общая работа кофемашины не будет описана подробно. Вместо этого, будут описаны только подробности, касающиеся управления потоком, протекающим через машину. Кроме того, эта полнофункциональная эспрессо-кофемашина представляет собой только один вариант реализации типа кофемашины, к которой может быть применено настоящее изобретение.The operation of the machine in producing an espresso coffee beverage is entirely conventional, and the general operation of the coffee machine will not be described in detail. Instead, only the details regarding the control of the flow through the machine will be described. In addition, this fully functional espresso coffee machine is only one embodiment of the type of coffee machine to which the present invention can be applied.

Когда машина должна приготовить кофе на основе молока, нагреватель 14 сначала нагревают до примерно 140°C (или больше) для подачи пара для нагрева и/или вспенивания молока. Затем нагреватель охлаждают до примерно 100°C для обеспечения горячей воды для заваривания кофе. Во время фазы охлаждения от 140°C до 100°C вода, поступающая из нагревателя, может быть все еще слишком горячей для заваривания кофе. Эту воду посредством блока 32 управления выпускают в узел 22 сбора воды. Для кофейного напитка, для которого не требуется вспененное молоко, нагреватель может быть нагрет только до 100°C, после чего подача начнется без задержки.When the machine is to make milk-based coffee, the heater 14 is first heated to about 140° C. (or more) to supply steam to heat and/or froth the milk. The heater is then cooled down to about 100° C. to provide hot water for coffee brewing. During the cooling phase from 140°C to 100°C, the water coming from the heater may still be too hot to brew coffee. This water is discharged through the control unit 32 to the water collection unit 22 . For a coffee drink that does not require frothed milk, the heater can only be heated up to 100°C, after which brewing will start without delay.

Блок 32 управления является соединением между клапаном 30 и заварочной камерой 28, но в зависимости от положения заварочной камеры. Таким образом, этот блок не выбирает между путями потока, но вместо этого он функционирует в качестве физического блока прерывания, который обеспечивает или прерывает соединение между клапаном 30 и заварочной камерой 28.The control unit 32 is the connection between the valve 30 and the brewing chamber 28, but depending on the position of the brewing chamber. Thus, this block does not choose between flow paths, but instead it functions as a physical interrupt block that makes or breaks the connection between the valve 30 and the brew chamber 28.

Когда заварочная камера находится в своем исходном положении (которое является нейтральным положением, в котором она расположена для приема кофе, например, от измельчающего устройства), клапан 30 не соединен с заварочной камерой 28, так что заварочная камера не соединена с системой подачи воды.When the brew chamber is in its home position (which is the neutral position in which it is positioned to receive coffee from, for example, a grinder), valve 30 is not connected to brew chamber 28 so that the brew chamber is not connected to the water supply system.

Когда заварочная камера переведена из исходного положения в положение заваривания, управляющий штифт нагревателя взаимодействует с блоком 32 управления, и тем самым переводит клапан 30 и конфигурирует его для обеспечения возможности сообщения по текучей среде. Когда заварочная камера находится в исходном положении, блок управления направляет воду в каплесборник, а когда заварочная камера находится в положении заваривания, вода направляется в заварочную камеру.When the brewing chamber is moved from the rest position to the brewing position, the heater control pin interacts with the control unit 32 and thereby moves the valve 30 and configures it for fluid communication. When the brewing chamber is in the home position, the control unit sends water to the drip tray, and when the brewing chamber is in the brewing position, the water is directed to the brewing chamber.

Различные клапаны, используемые в системе, являются дорогими и сложными.The various valves used in the system are expensive and complex.

Вместо этого, настоящее изобретение обеспечивает многоклапанную конструкцию для замены по меньшей мере указанных двух клапанов 26 и 30, описанных выше.Instead, the present invention provides a multi-valve design to replace at least the two valves 26 and 30 described above.

На ФИГ. 2 показана компоновка согласно одному варианту реализации настоящего изобретения. Для одинаковых компонентов используются те же позиционные номера, как и на ФИГ. 1. Можно заметить, что указанные выше два клапана заменены клапанным устройством 40 для управления соединением выходного отверстия водонагревателя по выбору с соплом 24 для доставки пара и заварочной камерой 28.FIG. 2 shows an arrangement according to one embodiment of the present invention. For the same components, the same reference numbers are used as in FIG. 1. It can be seen that the above two valves are replaced by a valve device 40 for controlling the connection of the outlet of the water heater optionally with the steam delivery nozzle 24 and the brewing chamber 28.

Клапан избыточного давления показан в виде отдельного компонента, как на ФИГ. 1, но вместо него эта функция может быть встроена в клапанный механизм в качестве части функции пассивного клапана, описанной ниже.The overpressure valve is shown as a separate component, as in FIG. 1, but this function may instead be built into the valve train as part of the passive valve function described below.

Клапанное устройство содержит входной канал 42, соединенный с выходным отверстием водонагревателя, выходным отверстием 44 для пара (которое также может быть использовано для подачи горячей воды) и выходным отверстием 46 заварочной камеры.The valve assembly includes an inlet 42 connected to a water heater outlet, a steam outlet 44 (which can also be used to supply hot water), and an infusion chamber outlet 46.

Внутри клапанного устройства имеется поворотный кулачок, при этом угловое положение указанного кулачка управляет соединением входного канала с одним (или обоими) выходным отверстием для пара и выходным отверстием заварочной камеры. Между кулачком и двигателем, в частности, двигателем заварочной камеры, обеспечено вращательное соединение 55.Inside the valve arrangement there is a rotary cam, the angular position of said cam controlling the connection of the inlet to one (or both) of the steam outlet and the outlet of the brewing chamber. A rotary connection 55 is provided between the cam and the motor, in particular the brewing chamber motor.

Конкретное преимущество этого устройства, в дополнение к тому, что оно является менее дорогим и сложным, состоит в том, что им могут управлять те же самые двигатель и/или зубчатая передача, которые используются для перевода заварочной камеры между ее различными положениями, т.е. ее исходным положением, когда она расположена для приема кофе, и ее закрытым положением для заваривания.A particular advantage of this device, in addition to being less expensive and complex, is that it can be driven by the same motor and/or gear train used to move the brew chamber between its various positions, i.e. . its initial position when it is positioned for receiving coffee, and its closed position for brewing.

Могут быть определены три различных положения заварочной камеры:Three different positions of the brewing chamber can be defined:

Исходное положение, в котором клапанное устройство 40 и блок 32 управления установлены для выпуска воды в узел 22 сбора воды;The initial position in which the valve device 40 and the control unit 32 are set to discharge water into the water collection unit 22;

Положение заваривания, в котором клапанное устройство установлено для направления воды в заварочную камеру; иThe brewing position, in which the valve device is installed to direct water into the brewing chamber; and

Промежуточное положение, в котором клапанное устройство установлено для направления пара или горячей воды к соплу 24 для доставки пара.An intermediate position in which the valve arrangement is set to direct steam or hot water to the steam delivery nozzle 24.

На ФИГ. 3 показан вариант реализации клапанного устройства 40.FIG. 3 shows an embodiment of valve assembly 40.

Клапанное устройство содержит активно управляемый клапан 50 ("активный клапан") и пассивный клапан 60.The valve arrangement comprises an actively controlled valve 50 ("active valve") and a passive valve 60.

Входной канал 42 соединен с активным клапаном 50 входной трубкой 52. Активный клапан 50 управляет соединением входного канала 42 с выходным отверстием 44 для пара (и горячей воды). В частности, на конце входной трубки 52 находится отверстие 53, которое ведет к выходному отверстию для пара. Это отверстие либо открыто, либо закрыто в зависимости от установки активного клапана 50.The inlet 42 is connected to the active valve 50 by an inlet tube 52. The active valve 50 controls the connection of the inlet 42 to the steam (and hot water) outlet 44. In particular, at the end of the inlet tube 52 there is an opening 53 which leads to a steam outlet. This port is either open or closed, depending on the setting of the active valve 50.

Активный клапан 50 имеет шток 54 клапана, внутренний конец которого образует седло клапана. Когда шток клапана перемещается в наружном направлении, отверстие 53 открывается, а когда шток клапана втягивается, отверстие 53 закрывается седлом клапана, расположенном на конце штока клапана.The active valve 50 has a valve stem 54, the inner end of which forms the valve seat. When the valve stem is moved outward, port 53 opens, and when the valve stem is retracted, port 53 is closed by a valve seat located at the end of the valve stem.

Активный клапан 50 содержит приводную головку 56, расположенную на наружном конце штока клапана. Поверхность 70 кулачка имеет форму, обеспечивающую управление перемещением шток 54 клапана путем взаимодействия с приводной головкой 56. Поверхность 70 кулачка является наружной периферийной частью вращающегося диска 72. Поверхность кулачка проходит радиально за пределы клапанного устройства. Она находится снаружи корпуса клапанного устройства и, таким образом, обеспечивает внешнее управление клапанным устройством путем взаимодействия с приводной головкой. Диск 72, например, имеет фланец, который проходит перпендикулярно плоскости диска, и приводная головка перемещается вдоль этого фланца при вращении указанного кулачкового диска. Диск вращается, будучи соединенным с двигателем заварочной камеры. Вращение вращающегося диска направляется расположением штифта 74 и паза 76.The active valve 50 includes an actuator head 56 located at the outer end of the valve stem. The cam surface 70 is shaped to control movement of the valve stem 54 by engaging with the actuator head 56. The cam surface 70 is the outer peripheral part of the rotating disk 72. The cam surface extends radially outside the valve assembly. It is located on the outside of the body of the valve device and thus provides external control of the valve device through interaction with the drive head. Disc 72, for example, has a flange that extends perpendicular to the plane of the disc, and the drive head moves along this flange as said cam disc rotates. The disc rotates when connected to the brewing chamber motor. The rotation of the rotating disk is directed by the arrangement of pin 74 and slot 76.

Шток клапана проходит через наружное отверстие корпуса клапана. Весь механизм управления клапаном (т.е. кулачок) находится с наружной стороны наружного отверстия. Таким образом, пружины или другие компоненты не находятся в потоке.The valve stem passes through the outer bore of the valve body. The entire valve control mechanism (i.e. cam) is on the outside of the outer bore. Thus, springs or other components are not in the flow.

Поверхность кулачка используется как для вдавливания, так и для вытягивания штока 54 клапана за счет наличия фиксированного соединения между приводной головкой 56 и поверхностью кулачка. Например, приводная головка может быть размещена в канале поверхности кулачка, так что ее можно как толкать, так и втягивать в нужное положение. В качестве альтернативы, шток клапана смещается наружу пружиной, так что поверхность кулачка должна толкать шток клапана только внутрь. В таком случае нет необходимости в жесткой связи между ними. В этом случае пружина не находится в пути потока.The cam surface is used to both push in and pull out the valve stem 54 by having a fixed connection between the actuator head 56 and the cam surface. For example, the actuator head may be placed in a channel of the cam surface so that it can be both pushed and retracted into position. Alternatively, the valve stem is biased outward by a spring so that the cam surface only has to push the valve stem inward. In this case, there is no need for a rigid connection between them. In this case, the spring is not in the flow path.

Пассивный клапан содержит мембрану 62, которая смещена в закрытое состояние пружиной 64. В закрытом состоянии пассивный клапан 60 блокирует соединение между входным отверстием 66, которое соединено с входным каналом 42, и выходным отверстием 68, которое соединено с выходным отверстием 46 заварочной камеры. Когда давление становится достаточно высоким, указанный клапан открывается.The passive valve includes a diaphragm 62 which is biased closed by a spring 64. When closed, the passive valve 60 blocks the connection between inlet 66 which is connected to inlet 42 and outlet 68 which is connected to outlet 46 of the brewing chamber. When the pressure becomes high enough, said valve opens.

Пассивный клапан имеет ручку 69 управления. Ручка 69 управления позволяет принудительно открывать клапан путем ее оттягивания в радиальном в направлении наружу. Это происходит, когда диск 72 находится в правильном положении, в частности, повернут примерно на 90° против часовой стрелки по сравнению с положением, показанным на Фиг. 3. Увеличенный в радиальном направлении участок, который взаимодействует с приводной головкой 56 в положении, показанном на ФИГ. 3, затем взаимодействует с нижней частью ручки 69 управления. Это позволяет воде протекать к выходному отверстию 48 даже при отсутствии высокого давления.The passive valve has a control knob 69. The control knob 69 makes it possible to forcefully open the valve by pulling it radially outward. This occurs when the disc 72 is in the correct position, in particular rotated about 90° counterclockwise from the position shown in FIG. 3. The radially enlarged portion that engages with the drive head 56 in the position shown in FIG. 3 then interacts with the lower part of the control handle 69 . This allows water to flow to outlet 48 even in the absence of high pressure.

Эта функция может использоваться для удаления остатков (холодной) воды из клапана до образования пара. Это предотвращает начальные брызги холодной воды из выходного отверстия 44 для пара.This function can be used to remove residual (cold) water from the valve before steam is produced. This prevents an initial splash of cold water from the steam outlet 44 .

Мембрана 62 имеет сторону текучей среды и сухую сторону, а клапанный механизм полностью находится на сухой стороне.Membrane 62 has a fluid side and a dry side, and the valve mechanism is entirely on the dry side.

Таким образом, важные функциональные компоненты обоих клапанов, т.е. все клапанное устройство, находятся вне потока воды или пара, тем самым увеличивая надежность конструкции и функционирования клапана в течение всего срока службы.Thus, the important functional components of both valves, i.e. the entire valve arrangement is outside the flow of water or steam, thereby increasing the reliability of the design and operation of the valve during its entire service life.

Входной канал 42 соединен с пассивным клапаном 60 рядом с выходным отверстием 44 для пара (и горячей воды), так что входное отверстие 66 может рассматриваться как находящееся ниже по ходу потока активного клапана в том смысле, что поток к выходному отверстию 66 обычно проходит через первое выходное отверстие 44. Таким образом, пассивный клапан в целом находится ниже по потоку от активного клапана, поскольку поток может выходить из первого выходного отверстия, а не протекать дальше к пассивному клапану. Таким образом, когда активный клапан 50 открыт, путь наименьшего сопротивления потоку проходит к выходному отверстию 44 для пара (и горячей воды). Входной канал 42 может быть соединен по текучей среде с обоими клапанами, но пассивный клапан будет закрываться во время подачи пара, так что указанное клапанное устройство в целом расположено выше для направления потока либо к выходному отверстию для пара, либо выходному отверстию 46 заварочной камеры.The inlet 42 is connected to the passive valve 60 adjacent to the steam (and hot water) outlet 44, so that the inlet 66 can be considered to be downstream of the active valve in the sense that the flow to the outlet 66 usually passes through the first outlet 44. Thus, the passive valve is generally downstream of the active valve because flow can exit the first outlet rather than flow further to the passive valve. Thus, when the active valve 50 is open, the path of least resistance to flow is to the steam (and hot water) outlet 44. The inlet 42 may be fluidly connected to both valves, but the passive valve will close during steam supply so that said valve arrangement is generally higher to direct flow towards either the steam outlet or the brew chamber outlet 46.

Пассивный клапан открыт, когда во входном канале имеется достаточное давление, которое создается, например, работой насоса 18. Когда насос работает, в заварочной камере создается повышенное давление, и клапан остается открытым до тех пор, пока не закончится заваривание, и насос остановится.The passive valve is open when there is sufficient pressure in the inlet channel, which is created, for example, by the operation of the pump 18. When the pump is running, an overpressure is created in the brewing chamber and the valve remains open until brewing is completed and the pump stops.

Когда шток 54 клапана вдавлен, соединение с выходным отверстием 44 для пара (и горячей воды) закрыто.When the valve stem 54 is pushed in, the connection to the steam (and hot water) outlet 44 is closed.

Во время начальной стадии нагрева для заваривания кофе создаваемое давление является недостаточным для открытия пассивного клапана 60. Объем воды удерживается таким образом, что можно обеспечивать правильные объемы дозирования.During the initial heating stage for coffee brewing, the pressure generated is not sufficient to open the passive valve 60. The volume of water is held in such a way that correct dosing volumes can be provided.

Во время заваривания насос полностью включен, создавая давление, достаточное для открытия пассивного клапана 60, и при соединении с заварочной камерой вода направляется в заварочную камеру.During brewing, the pump is fully turned on, creating enough pressure to open the passive valve 60, and when connected to the brewing chamber, water is directed into the brewing chamber.

Во время стадии нагрева для выработки пара давление пара может открывать пассивный клапан 60, в то время как активный клапан все еще закрыт (т.е. перед подачей пара). Если заварочная камера 28 в этот момент времени еще не подключена, вся вода сбрасывается в блок 22 сбора воды (каплесборник) через выпускное отверстие 48 для сбора воды перед парообразованием.During the heating stage to generate steam, the steam pressure may open the passive valve 60 while the active valve is still closed (ie, before steam is supplied). If the brewing chamber 28 is not yet connected at this point in time, all the water is discharged into the water collection unit 22 (drip collector) through the outlet 48 to collect water before vaporization.

Во время парообразования, когда шток клапана находится в открытом положении, насос работает с перерывами, чтобы создать более слабый поток воды и более низкое давление. Нагреватель установлен на более высокую температуру для создания пара, чем во время заваривания. Давление остается ниже давления открытия пассивного клапана 60, так что пар подается к выпускному отверстию 44 для пара (и горячей воды).During steam generation, when the valve stem is in the open position, the pump runs intermittently to create a weaker water flow and lower pressure. The heater is set to a higher temperature to create steam than during brewing. The pressure remains below the opening pressure of the passive valve 60 so that steam is supplied to the steam (and hot water) outlet 44.

Во время охлаждения после парообразования (при закрытом активном клапане), если насос включен, давление открывает пассивный клапан 60, и опять же, когда заварочная камера 28 не подключена, вода сливается в каплесборник. Это может происходить, когда температура воды снижается от предыдущей температуры 140°C до желаемой температуры примерно 100°C (например, 96°C). Это займет некоторое время, потому что нагреватель не нагрет и содержит лишь ограниченное количество воды. Прокачка холодной воды через нагреватель обеспечивает активное и, следовательно, более быстрое охлаждение, так что конечный объем пара и некоторое количество горячей воды направляются в каплесборник посредством клапана.During post-vapour cooling (with the active valve closed), if the pump is on, the pressure opens the passive valve 60, and again, when the brew chamber 28 is not connected, the water drains into the drip tray. This may occur when the water temperature drops from a previous temperature of 140°C to a desired temperature of about 100°C (eg 96°C). This will take some time because the heater is not heated and contains only a limited amount of water. The pumping of cold water through the heater provides active and therefore faster cooling, so that the final volume of steam and some hot water are directed to the drip pan by means of a valve.

Заварочная камера 28 представляет собой движущийся компонент, который перемещается между различными положениями, включая по меньшей мере положение приема молотого кофе и положение заваривания кофе.The brew chamber 28 is a moving component that moves between various positions, including at least a ground coffee receiving position and a coffee brewing position.

В положении заваривания кофе выходное отверстие 46 заварочной камеры соединено с заварочной камерой 28. Соединение между выходным отверстием 46 заварочной камеры и выпускным отверстием для сбора воды (которое ведет к каплесборнику) закрыто. В положении приема молотого кофе (или других положениях) выходное отверстие 46 заварочной камеры соединено с заварочной камерой 28. Соединение между выходным отверстием 46 заварочной камеры и выпускным отверстием для сбора воды (которое ведет к каплесборнику) открыто. Таким образом, перемещение заварочной камеры 28 управляет соединением выходного отверстия заварочной камеры либо с каплесборником, либо с заварочной камерой. Это перемещение осуществляется блоком 32 управления.In the coffee brewing position, the brew chamber outlet 46 is connected to the brew chamber 28. The connection between the brew chamber outlet 46 and the water collection outlet (which leads to the drip pan) is closed. In the ground coffee receiving position (or other positions), the brew chamber outlet 46 is connected to the brew chamber 28. The connection between the brew chamber outlet 46 and the water collection outlet (which leads to the drip pan) is open. Thus, the movement of the brew chamber 28 controls the connection of the outlet of the brew chamber to either the drip pan or the brew chamber. This movement is carried out by the control unit 32 .

На ФИГ. 3 показаны различные пути потока, включая путь 80 потока нагретой воды или пара от нагревателя 14, путь 82 пара для вспенивания молока, путь 84 потока к каплесборнику и путь 86 потока к заварочной камере 28 и потока 88 кофе.FIG. 3 shows various flow paths, including a flow path 80 for heated water or steam from heater 14, a steam path 82 for frothing milk, a flow path 84 to the drip pan, and a flow path 86 to the brew chamber 28 and coffee flow 88.

На ФИГ. 4 схематично показаны различные положения заварочной камеры. Заварочная камера 28 показана в исходном положении, в котором она может принимать молотый кофе 90, например, в форме таблетки или в капсуле, или, как изображено на чертеже, от измельчающего устройства. Таким образом, это положение является положением, в котором осуществлена подача молотого кофе. Это положение заварочной камеры 28 обнаружено выключателем 106 (ФИГ. 5).FIG. 4 schematically shows the various positions of the brewing chamber. The brewing chamber 28 is shown in its initial position, in which it can receive ground coffee 90, for example in the form of a tablet or in a capsule, or, as shown in the drawing, from a grinder. Thus, this position is the position at which ground coffee is supplied. This position of the brew chamber 28 is detected by the switch 106 (FIG. 5).

Заварочную камеру переводят в промежуточное положение 92 и, наконец, в положение 94 заваривания. В этом положении 94 заваривания осуществляется сжатие молотого кофе в качестве части процесса заваривания, и экстрагированный кофе подается к соплу 25 для доставки кофе.The brewing chamber is moved to the intermediate position 92 and finally to the brewing position 94. In this brewing position 94, ground coffee is compressed as part of the brewing process and the extracted coffee is fed to the coffee delivery nozzle 25.

На ФИГ. 5 показан двигатель 34, имеющий выходной вал 100 в форме червячного колеса. Он взаимодействует с первым зубчатым колесом 102, которое затем приводит в движение основное зубчатое колесо 104, которое управляет перемещением заварочной камеры 28 между указанными двумя конечными положениями (исходным положением и положением заваривания). Основное зубчатое колесо связано с выключателем 106 обнаружения, который обнаруживает конкретные угловые ориентации основного зубчатого колеса. Они соответствуют конкретным положениям заварочной камеры.FIG. 5 shows an engine 34 having an output shaft 100 in the form of a worm wheel. It interacts with the first gear 102 which then drives the main gear 104 which controls the movement of the brew chamber 28 between said two end positions (home position and brew position). The main gear is connected to a detection switch 106 which detects particular angular orientations of the main gear. They correspond to specific positions of the brewing chamber.

На ФИГ. 6 показано расположение по ФИГ. 5 на виде с торца. Основное зубчатое колесо 104 приводит во вращение основной приводной вал 110, который проходит вдоль оси вращения и управляет перемещением заварочной камеры.FIG. 6 shows the arrangement of FIG. 5 in end view. The main gear 104 drives the main drive shaft 110, which extends along the axis of rotation and controls the movement of the brewing chamber.

Переключатель 106 также используют для обнаружения, когда заварочная камера находится в положении заваривания. Таким образом, существует обратная связь для подтверждения того, что заварочная камера следует известному диапазону перемещения. Также имеется обнаружение промежуточного положения, которое, как описано выше, используют для задания положения клапанного устройства, в котором оно направляет пар к соплу для доставки пара.The switch 106 is also used to detect when the brew chamber is in the brew position. Thus, there is feedback to confirm that the brew chamber follows a known range of travel. There is also intermediate position detection, which, as described above, is used to set the position of the valve assembly in which it directs steam towards the steam delivery nozzle.

Обнаружение этого промежуточного положения может быть достигнуто, например, посредством синхронизации. При необходимости эту синхронизацию можно калибровать каждый раз при включении машины путем измерения времени, которое требуется для перевода между этими двумя крайними положениями и усреднением этого значения по последним 3 измерениям или около того. Согласно еще одному варианту реализации можно использовать второй выключатель обнаружения положения. Согласно еще одному варианту реализации можно использовать маркер среднего положения, который управляет существующим одиночным выключателем.The detection of this intermediate position can be achieved, for example, by means of synchronization. If necessary, this timing can be calibrated each time the machine is turned on by measuring the time it takes to move between these two extreme positions and averaging this value over the last 3 measurements or so. In yet another embodiment, a second position detection switch may be used. According to another implementation variant, a middle position marker can be used that controls an existing single switch.

Клапанным устройством 40 можно управлять на основании вращения основного зубчатого колеса 104. Действительно, клапанное устройство 40 может быть установлено над основным зубчатым колесом 104, как схематично показано на ФИГ. 7. Таким образом, существует соединение между клапаном и трансмиссией заварочной камеры непосредственно от основного (вращающегося) приводного вала 110 заварочной камеры и связанного с ним основного зубчатого колеса. Вместо этого может быть использована зубчатая передача между приводным валом 110 заварочной камеры и контроллером клапана. Вместо этого клапаном может управлять отдельное вращательное соединение с червячной передачей 100 двигателя.The valve device 40 may be controlled based on the rotation of the main gear 104. Indeed, the valve device 40 may be mounted above the main gear 104 as schematically shown in FIG. 7. Thus, there is a connection between the valve and the brewing chamber transmission directly from the main (rotating) brewing chamber drive shaft 110 and the associated main gear. Instead, a gear train may be used between the brewing chamber drive shaft 110 and the valve controller. Instead, the valve may be controlled by a separate rotary connection to the worm gear 100 of the motor.

Как описано выше, выходной пар обычно используют для нагрева и/или вспенивания молока. Блок вспенивания молока может быть частью общей машины. Такой блок может содержать резервуар для размещения в нем молока, вход для пара для приема пара и выход для вспененного молока. Блок вспенивания молока также может содержать паропровод, который принимает поток пара, и молокопровод, который может вытягивать молоко из резервуара за счет разностей давления на основании эффекта Вентури, создаваемого паропроводом. Кроме того, может быть обеспечена смесительная камера для смешивания пара, молока и при необходимости воздуха, который может быть втянут в смесительную камеру под действием эффекта Вентури. Конструкция и работа блока вспенивания молока являются обычными. Таким образом, другие подробности блока вспенивания молока не приведены.As described above, the outlet steam is typically used to heat and/or froth the milk. The milk frother can be part of the overall machine. Such a unit may include a reservoir for holding milk, a steam inlet for receiving steam, and an outlet for frothed milk. The milk frothing unit may also include a steam line that receives the steam flow and a milk line that can draw milk out of the tank due to pressure differences based on the Venturi effect created by the steam line. In addition, a mixing chamber can be provided for mixing steam, milk and, if necessary, air, which can be drawn into the mixing chamber by the Venturi effect. The structure and operation of the milk frother is conventional. Thus, other details of the milk frothing unit are not given.

Кофемашина может содержать водонагреватель любого подходящего типа для нагрева воды, например, термоблок или нагреватель сквозного потока.The coffee machine may include any suitable type of water heater for heating water, such as a thermoblock or throughflow heater.

Изобретение представляет особый интерес для полностью автоматических кофемашин, которые создают кофейный напиток путем автоматического измельчения кофейных зерен, сжатия кофе и прокачки горячей воды под давлением через кофе. Кроме того, в таких кофемашинах есть возможность создавать напитки на основе молока путем вспенивания молока с использованием пара. Эти машины известны как полнофункциональные эспрессо-кофемашины полного цикла. Однако настоящее изобретение может быть применено в целом может быть применено к любой машине для розлива напитков, которая имеет функцию выработки как горячей воды, так и пара, посредством совместно используемого нагревателя, и, например, с паром, используемым для вспенивания молока.The invention is of particular interest to fully automatic coffee machines which create a coffee beverage by automatically grinding coffee beans, compressing the coffee and forcing pressurized hot water through the coffee. In addition, in such coffee machines it is possible to create drinks based on milk by foaming milk using steam. These machines are known as full-featured full-cycle espresso machines. However, the present invention can be applied in general to any beverage filling machine that has the function of generating both hot water and steam with a shared heater and, for example, with steam used to froth milk.

Например, изобретение может быть применено к системе на основе капсул или таблеток, которая принимает капсулы или предварительно сжатые таблетки кофе, или машине, которая принимает предварительно смолотый кофе.For example, the invention can be applied to a capsule or tablet based system that accepts capsules or pre-compressed coffee tablets, or a machine that accepts pre-ground coffee.

Машина может иметь внутренний или внешний резервуар для воды или может быть подключена к магистрали водоснабжения.The machine may have an internal or external water tank or may be connected to a water main.

В примере, описанном выше, промежуточное положение клапана (т.е. когда штифт 74 находится в середине паза 76) используется для вспенивания. Однако порядок положений выходного отверстия может быть другим.In the example described above, an intermediate valve position (ie, when pin 74 is in the middle of slot 76) is used for frothing. However, the order of the outlet positions may be different.

Другие вариации описанных вариантов реализации могут быть поняты и реализованы специалистом в данной области техники при осуществлении настоящего изобретения на практике после ознакомления с чертежами, описанием и прилагаемой формулой изобретения. В пунктах формулы изобретения слово «содержащий» не исключает наличия других элементов или этапов, а грамматические показатели единственного числа не исключают множественного числа. Сам по себе тот факт, что некоторые меры перечислены во взаимно отличающихся зависимых пунктах, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть использована в качестве преимущества. Никакие ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие ее объем.Other variations of the described embodiments can be understood and implemented by a person skilled in the art in the implementation of the present invention in practice after reading the drawings, description and appended claims. In the claims, the word "comprising" does not exclude the presence of other elements or steps, and singular grammatical indicators do not exclude the plural. The mere fact that certain measures are listed in mutually distinct dependent clauses does not in itself indicate that a combination of these measures cannot be used to an advantage. No reference signs in the claims should be considered as limiting its scope.

Claims (10)

1. Кофемашина, содержащая: источник (12) подачи воды; водонагреватель (14) для нагрева воды для выработки пара и горячей воды, имеющий выходное отверстие водонагревателя; насос (18) для перекачивания нагретой воды и пара; сопло (24) для доставки пара; заварочную камеру (28) для заваривания кофе горячей водой и клапанное устройство (40) для управления соединением выходного отверстия водонагревателя по выбору с соплом (24) для доставки пара и заварочной камерой (28), причем клапанное устройство (40) содержит: входной канал (42), соединенный с выходным отверстием водонагревателя; два или более выходных отверстий (44, 46); и активный клапан (50) между входным каналом (42) и первым выходным отверстием (44) из указанных выходных отверстий; отличающийся тем, что клапанное устройство также содержит: пассивный клапан (60) между входным каналом (42) и вторым выходным отверстием (46) из указанных выходных отверстий, причем пассивный клапан находится ниже по потоку от активного клапана; и поверхность (70) кулачка для управления установкой только активного клапана в открытое или закрытое положение, так что угловое положение указанной поверхности кулачка управляет соединением входного канала (42) с первым выходным отверстием (44) из указанных выходных отверстий, и при этом пассивный клапан постоянно соединен между входным каналом (42) и вторым выходным отверстием (46) из указанных выходных отверстий.1. Coffee machine, containing: a source (12) of water supply; a water heater (14) for heating water to generate steam and hot water, having a water heater outlet; pump (18) for pumping heated water and steam; nozzle (24) for delivering steam; a brewing chamber (28) for brewing coffee with hot water and a valve device (40) for controlling the connection of the outlet of the water heater, optionally with a nozzle (24) for delivering steam and the brewing chamber (28), wherein the valve device (40) comprises: an inlet channel ( 42) connected to the outlet of the water heater; two or more outlets (44, 46); and an active valve (50) between the inlet (42) and the first outlet (44) of said outlets; characterized in that the valve arrangement also comprises: a passive valve (60) between the inlet port (42) and the second outlet (46) of said outlets, the passive valve being downstream of the active valve; and a cam surface (70) for controlling setting only the active valve to an open or closed position, so that the angular position of said cam surface controls the connection of the inlet (42) with the first outlet (44) of said outlets, and the passive valve is constantly connected between the inlet channel (42) and the second outlet (46) of the said outlets. 2. Кофемашина по п. 1, также содержащая двигатель (34) для перевода заварочной камеры между различными положениями, включая по меньшей мере положение приема молотого кофе и положение заваривания, и вращательное соединение (55) между двигателем (34) и поверхностью (70) кулачка.2. The coffee machine according to claim 1, also comprising a motor (34) for transferring the brewing chamber between various positions, including at least a position for receiving ground coffee and a brewing position, and a rotary connection (55) between the motor (34) and the surface (70) cam. 3. Кофемашина по п. 1 или 2, в которой первое из выходных отверстий является выходным отверстием (44) для пара, а второе из выходных отверстий является выходным отверстием (46) заварочной камеры.3. A coffee machine according to claim 1 or 2, wherein the first of the outlets is a steam outlet (44) and the second of the outlets is an outlet (46) of the brewing chamber. 4. Кофемашина по любому из пп. 1-3, также содержащая выпускное отверстие (48) для сбора воды.4. Coffee machine according to any one of paragraphs. 1-3, also containing an outlet (48) for collecting water. 5. Кофемашина по п. 4, в которой выходное отверстие (46) заварочной камеры соединено по выбору с заварочной камерой (28) или выпускным отверстием (48) для сбора воды в зависимости от положения заварочной камеры.5. The coffee machine according to claim. 4, in which the outlet (46) of the brewing chamber is optionally connected to the brewing chamber (28) or the outlet (48) to collect water, depending on the position of the brewing chamber. 6. Кофемашина по любому из пп. 4 или 5, также содержащая каплесборник (22), соединенный с выпускным отверстием (48) для сбора воды. 6. Coffee machine according to any one of paragraphs. 4 or 5, also containing a drip pan (22) connected to an outlet (48) to collect water. 7. Кофемашина по любому из пп. 1-5, в которой активный клапан содержит шток (54) клапана для открытия или закрытия отверстия (53) между входным каналом (42) и первым выходным отверстием (44) из указанных выходных отверстий, при этом шток клапана соединен с поверхностью кулачка.7. Coffee machine according to any one of paragraphs. 1-5, in which the active valve contains a valve stem (54) for opening or closing the hole (53) between the inlet channel (42) and the first outlet (44) of the specified outlet holes, while the valve stem is connected to the surface of the Cam. 8. Кофемашина по п. 7, в которой шток клапана проходит через отверстие во внешнем корпусе, при этом весь механизм управления клапаном находится за пределами указанного отверстия во внешнем корпусе.8. The coffee machine according to claim 7, wherein the valve stem extends through an opening in the outer housing, with the entire valve control mechanism outside said opening in the outer housing. 9. Кофемашина по любому из пп. 1-8, в которой пассивный клапан (60) содержит мембранный клапан, при этом мембрана (62) имеет сторону текучей среды и сухую сторону, причем клапанный механизм пассивного клапана находится на сухой стороне.9. Coffee machine according to any one of paragraphs. 1-8, in which the passive valve (60) comprises a diaphragm valve, wherein the diaphragm (62) has a fluid side and a dry side, the passive valve valving being on the dry side. 10. Кофемашина по любому предшествующему пункту, содержащая эспрессо-кофемашину полного цикла, содержащую устройство для измельчения зерен и устройство для сжатия измельченных зерен.10. The coffee machine according to any one of the preceding claims, comprising a full cycle espresso coffee machine comprising a bean grinder and a bean grinder compressor.
RU2021121226A 2018-12-17 2019-12-10 Coffee machine with integrated steam and hot water RU2779770C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18212998.1 2018-12-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2779770C1 true RU2779770C1 (en) 2022-09-13

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5307733A (en) * 1991-12-11 1994-05-03 Kazuo Enomoto Coffee maker
EP2062512A1 (en) * 2007-11-26 2009-05-27 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Coffee machine with valve arrangement
EP2098146A1 (en) * 2008-03-08 2009-09-09 WIK Far East Ltd. Coffee machine and distributing valve for a coffee machine
RU2527122C2 (en) * 2008-09-24 2014-08-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Coffee maker with system for cold coffee preparation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5307733A (en) * 1991-12-11 1994-05-03 Kazuo Enomoto Coffee maker
EP2062512A1 (en) * 2007-11-26 2009-05-27 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Coffee machine with valve arrangement
EP2098146A1 (en) * 2008-03-08 2009-09-09 WIK Far East Ltd. Coffee machine and distributing valve for a coffee machine
RU2527122C2 (en) * 2008-09-24 2014-08-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Coffee maker with system for cold coffee preparation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6108365B2 (en) Beverage preparation equipment
US20120118164A1 (en) Coffee machine
US8356551B2 (en) Apparatus and method for preparing milk under various temperature and consistency conditions in a coffee machine for forming various types of beverages
US20070243305A1 (en) Device for Producing a Milk-Based Drink
US20100126354A1 (en) Drinks preparation device
RU2722251C2 (en) Milk foaming system and method of operation
EP3727111B1 (en) A coffee machine with integrated steam and hot water generation
WO2017001012A1 (en) Valve assembly for a beverage dispenser and beverage dispenser comprising a valve assembly
EP3897316B1 (en) A coffee machine with integrated steam and hot water generation
CA2822918C (en) Pressure relief system for espresso maker
RU2779770C1 (en) Coffee machine with integrated steam and hot water
WO2021207450A1 (en) Air preheating of brew chamber
RU2774537C2 (en) Coffee machine with built-in generation of steam and hot water
RU2818889C1 (en) Beverage preparation machine with outlet device
WO2016062352A1 (en) Valve assembly for a beverage dispenser and beverage dispenser comprising a valve assembly
US20230012714A1 (en) Beverage maker having an outlet device
RU2805680C2 (en) Coffee machine
US20220395132A1 (en) Beverage machine with internal and external water reservoirs
WO2024145311A1 (en) Variable pressure outlet for beverage machine