RU2812833C1 - Coffee machine, closing and/or tamping system and valve device suitable for use in coffee machine - Google Patents
Coffee machine, closing and/or tamping system and valve device suitable for use in coffee machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812833C1 RU2812833C1 RU2022120496A RU2022120496A RU2812833C1 RU 2812833 C1 RU2812833 C1 RU 2812833C1 RU 2022120496 A RU2022120496 A RU 2022120496A RU 2022120496 A RU2022120496 A RU 2022120496A RU 2812833 C1 RU2812833 C1 RU 2812833C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coffee
- water
- container
- water supply
- valve
- Prior art date
Links
- 235000016213 coffee Nutrition 0.000 title claims abstract description 297
- 235000013353 coffee beverage Nutrition 0.000 title claims abstract description 297
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 233
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 44
- 241000533293 Sesbania emerus Species 0.000 claims abstract description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 claims description 9
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 claims description 9
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 235000015114 espresso Nutrition 0.000 description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 description 19
- 238000013461 design Methods 0.000 description 16
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 230000009471 action Effects 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000013124 brewing process Methods 0.000 description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 235000003276 Apios tuberosa Nutrition 0.000 description 1
- 244000170226 Voandzeia subterranea Species 0.000 description 1
- 235000013030 Voandzeia subterranea Nutrition 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 235000007924 ground bean Nutrition 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD
Настоящее изобретение относится к кофемашинам или машинам для получения кофе эспрессо и системе закрытия и/или трамбовки и клапанным устройствам, пригодным для использования в таких машинах.The present invention relates to coffee or espresso coffee machines and a closing and/or tamping system and valve devices suitable for use in such machines.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART
Хорошо известно, что кофе, приготовленный из свежеизмельченных зерен, дает лучшее качество, чем предварительно измельченный кофе. Часто при приготовлении кофе эспрессо используются свежие зерна.It is well known that coffee made from freshly ground beans produces better quality than pre-ground coffee. Often fresh beans are used to make espresso coffee.
Существует множество различных типов коммерчески доступных эспрессо-кофемашин для использования в домашних условиях или в барах, ресторанах и гостиницах. Тип машины, который подходит для конкретных условий, например, зависит от объема использования и бюджета.There are many different types of commercially available espresso machines for use at home or in bars, restaurants and hotels. The type of machine that is suitable for a particular application, for example, depends on the volume of use and budget.
В ручной эспрессо-машине пользователь заполняет емкость для приема кофе, известную как рожок, молотым кофе. Затем пользователь должен выполнить трамбовку молотого кофе внутри рожка с достаточным усилием, например, около 200 Н, чтобы создать так называемую таблетку. Затем рожок устанавливают в кофемашину обычно посредством байонетного соединения. Далее, кофемашина пропускает горячую воду через таблетку в рожке, и полученный кофе выдается через носик, который обычно встроен в рожок. После заваривания пользователь должен извлечь и опорожнить рожок, выбрасывая использованную кофейную гущу.In a manual espresso machine, the user fills a coffee receptacle, known as a carafe, with ground coffee. The user must then tamp the ground coffee inside the cone with sufficient force, for example about 200 N, to create a so-called tablet. The cone is then installed into the coffee machine, usually using a bayonet connection. Next, the coffee machine forces hot water through a tablet in a cone, and the resulting coffee is dispensed through a spout, which is usually built into the cone. After brewing, the user must remove and empty the carafe, discarding the used coffee grounds.
В условиях бара ручной процесс проводит бариста. В домашних условиях ручные этапы процесса могут заставлять пользователя чувствовать себя более вовлеченным в процесс приготовления кофе, и, следовательно, могут создавать ощущение выполнения роли баристы.In a bar setting, the manual process is carried out by a barista. In a home setting, manual process steps can make the user feel more involved in the coffee making process, and therefore can create a sense of fulfilling the role of a barista.
Также существуют ручные эспрессо-машины со встроенным измельчителем. Пользователь переключает рожок между первым положением, в котором он принимает молотый кофе, и вторым положением, в котором кофе заваривается. Трамбовка может быть выполнена вручную или с помощью рычага с ручным управлением.There are also manual espresso machines with a built-in grinder. The user switches the horn between the first position, in which it receives ground coffee, and the second position, in which the coffee is brewed. Tamping can be done manually or using a hand-operated lever.
В полностью автоматической эспрессо-машине все вышеперечисленные этапы выполняются автоматически в одной и той же машине. Машина содержит емкость для зерен и измельчитель для приготовления молотого кофе. Этот молотый кофе транспортируется в заварочную камеру и трамбуется автоматически посредством поршня, который может быть приведен в действие гидравлически или с помощью электродвигателя. Затем горячую воду пропускают через молотый кофе в заварочной камере, заваривают и разливают кофе, а использованную кофейную гущу выбрасывают из заварочной камеры в мусорный бак внутри машины.In a fully automatic espresso machine, all the above steps are done automatically in the same machine. The machine contains a container for beans and a grinder for preparing ground coffee. This ground coffee is transported into the brewing chamber and compacted automatically by means of a piston, which can be driven hydraulically or by an electric motor. Hot water is then passed through the ground coffee in the brewing chamber, the coffee is brewed and poured, and the used coffee grounds are thrown out of the brewing chamber into a trash can inside the machine.
Этот процесс устраняет ручные этапы, необходимые для ручной эсспрессо-машины, и, следовательно, экономит время, а также обеспечивает более равномерные результаты.This process eliminates the manual steps required for a manual espresso machine and therefore saves time as well as providing more uniform results.
Ручная эспрессо-машина может быть изготовлена по более низкой цене, чем полностью автоматизированная эспрессо-машина, так как множество этапов транспортировки не нуждаются в автоматизации. Однако результаты могут быть менее однородными вследствие участия пользователя в процессе наполнения и трамбовки, в частности, участия пользователя в задании объема или веса молотого кофе, а также усилия и однородности (прямолинейности) трамбовки молотого кофе в таблетку. Ручная эспрессо-машина нуждается в меньшем обслуживании, так как кофейная таблетка удаляется после каждого заваривания потребителем в рамках процесса заваривания.A manual espresso machine can be manufactured at a lower cost than a fully automated espresso machine since many of the transport steps do not need to be automated. However, results may be less uniform due to the user's involvement in the filling and tamping process, particularly the user's involvement in setting the volume or weight of the ground coffee, and the force and uniformity (straightness) of tamping the ground coffee into the tablet. A manual espresso machine requires less maintenance since the coffee tablet is removed after each brew by the consumer as part of the brewing process.
Полностью автоматическая машина дает более стабильные результаты, но является более дорогостоящей. Она также избавляет баристу от ощущения использования ручной эспрессо-машины. Полностью автоматическая кофемашина также нуждается в большем обслуживании (заполнении кофейными зернами, подаче воды, удалении сточных вод и выбросе кофейных отходов в мусорный бак). Полностью автоматическая кофемашина также может быть более громоздкой.A fully automatic machine gives more consistent results but is more expensive. It also relieves the barista of the feeling of using a manual espresso machine. A fully automatic coffee machine also requires more maintenance (filling with coffee beans, dispensing water, removing waste water, and disposing of coffee waste in the trash can). A fully automatic coffee machine can also be more bulky.
Был предложен третий тип кофемашины, который объединяет элементы двух типов, описанных выше. В настоящем документе этот тип описан как гибридная эспрессо-машина.A third type of coffee machine has been proposed that combines elements of the two types described above. This type is described in this document as a hybrid espresso machine.
Например, в US 9 125 519 раскрыта кофемашина со съемным рожком, используемым в ручной эспрессо-машине, но которая также включает в себя емкость для зерен и кофейную мельницу для доставки кофейного порошка во вставленный рожок. Рожок рабоает в качестве заварочной камеры, а распределительный фильтр (образующий поршень) используется для автоматической трамбовки и, таким образом, уплотнения порошка кофе в рожке перед подачей горячей воды под давлением в рожок.For example, US 9,125,519 discloses a coffee machine with a removable cone used in a manual espresso machine, but which also includes a bean container and a coffee grinder for delivering coffee powder to the inserted cone. The horn acts as a brewing chamber, and the dispensing filter (forming a piston) is used to automatically tamp and thus compact the coffee powder in the horn before releasing pressurized hot water into the horn.
Таким образом, эта гибридная эспрессо-машина сочетает в себе элементы ручной эспрессо-машины и полностью автоматизированной эспрессо-машины. Таким образом, в машине этого типа пользователю необходимо только подключить пустой рожок к машине. Измельчение, дозирование молотого кофе в рожке, трамбовка молотого кофе, подача горячей воды и выдача кофе после всего этого автоматизированы как в полностью автоматической машине. После заваривания пользователь должен отсоединить рожок и выгрузить отходы кофе аналогично тому, как это выполняется при использовании ручной эспрессо-кофемашины.Thus, this hybrid espresso machine combines the elements of a manual espresso machine and a fully automatic espresso machine. Thus, in this type of machine, the user only needs to connect the empty horn to the machine. Grinding, dosing of ground coffee in the cone, tamping of ground coffee, supply of hot water and dispensing of coffee are then automated as in a fully automatic machine. After brewing, the user must detach the brewer and empty the coffee waste in the same way as when using a manual espresso machine.
Некоторые примеры в этом документе могут быть применимы к эспрессо-машине или кофемашине ручного, полностью автоматического и/или гибридного типа. Другие примеры относятся более конкретно к гибридному типу кофемашины, включая съемный рожок или сосуд для кофе, который работает в качестве заварочной камеры, емкость для кофейных зерен, измельчитель и обеспечение автоматической трамбовки.Some examples in this document may apply to a manual, fully automatic, and/or hybrid espresso machine or coffee machine. Other examples relate more specifically to the hybrid type of coffee machine, including a removable coffee carafe or vessel that functions as a brewing chamber, a container for coffee beans, a grinder, and provision of automatic tamping.
Хотя гибридная кофемашина может быть гораздо менее сложной, чем полностью автоматическая кофемашина, процесс закрытия и/или трамбовки все еще усложняет конструкцию кофемашины, в частности, с поршнем, который необходимо вводить в установленный рожок или сосуд для кофе. Желательно также упростить конструкции как ручных, так и полностью автоматических машин.While a hybrid coffee machine may be much less complex than a fully automatic coffee machine, the process of closing and/or tamping still adds complexity to the machine's design, particularly with a piston that must be inserted into the mounted coffee mug or container. It is also desirable to simplify the designs of both manual and fully automatic machines.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDISCLOSURE OF THE INVENTION
Изобретение определено формулой изобретения.The invention is defined by the claims.
В примерах в соответствии с аспектом изобретения предложена кофемашина, содержащая:In the examples, in accordance with an aspect of the invention, there is provided a coffee machine comprising:
резервуар для воды;water tank;
водонагреватель;water heater;
водяной насос;water pump;
сосуд для кофе для приема молотого кофе;a coffee vessel for receiving ground coffee;
систему подачи воды, имеющую головку подачи воды для подачи нагретой воды в сосуд для кофе; иa water supply system having a water supply head for supplying heated water to the coffee vessel; And
систему закрытия и/или трамбовки для закрытия сосуда для кофе и/или уплотнения молотого кофе в сосуде для кофе путем обеспечения относительного перемещения между головкой подачи воды и сосудом для кофе;a closing and/or tamping system for closing the coffee container and/or compacting ground coffee in the coffee container by allowing relative movement between the water supply head and the coffee container;
при этом:wherein:
система закрытия и/или трамбовки содержит гидравлический исполнительный механизм;the closing and/or tamping system contains a hydraulic actuator;
выходное отверстие для воды из водяного насоса соединено с гидравлическим приводом посредством первого соединения по текучей среде; иa water outlet from the water pump is connected to the hydraulic drive through a first fluid connection; And
выходное отверстие для воды из водяного насоса соединено с головкой подачи воды посредством второго соединения по текучей среде, которое включает в себя пассивный встроенный клапан, причем пассивный встроенный клапан выполнен с возможностью открытия, когда давление достигает требуемого давления, например, давления закрытия или давления трамбовки.a water outlet from the water pump is connected to the water supply head through a second fluid connection that includes a passive integral valve, the passive integral valve being configured to open when the pressure reaches a desired pressure, such as a closing pressure or a tamping pressure.
В этой кофемашине водяной насос используется как для подачи воды (для заваривания), так и для нагнетания давления в процессе закрытия и/или трамбовки. Это уменьшает количество компонентов и, следовательно, снижает затраты. Это также может уменьшить размер машины.This coffee machine uses a water pump to both supply water (for brewing) and to apply pressure during the closing and/or tamping process. This reduces the number of components and therefore reduces costs. This can also reduce the size of the machine.
Пассивный встроенный клапан является клапаном, который открывается только тогда, когда достигнуто желаемое давление. Он остается закрытым до тех пор, пока не будет достигнуто желаемое давление. Желаемое давление может быть выбрано, например, таким образом, чтобы оно соответствовало давлению закрытия, т.е. давлению, необходимому для закрытия сосуда для кофе. Если кофемашина имеет функцию трамбовки, желаемое давление может быть выбрано таким образом, чтобы оно соответствовало желаемому давлению трамбовки.A passive inline valve is a valve that opens only when the desired pressure is reached. It remains closed until the desired pressure is reached. The desired pressure can be selected, for example, so that it corresponds to the closing pressure, i.e. pressure required to close the coffee container. If the coffee machine has a tamping function, the desired pressure can be selected to match the desired tamping pressure.
Таким образом, пассивный встроенный клапан может работать в качестве переключателя, управляемого давлением, для автоматического переключения при желаемом давлении между закрытием и/или трамбовкой, с одной стороны, и завариванием кофе, с другой стороны. Иными словами, пассивный клапан открывается, когда достигнуто желаемое давление, например, желаемое давление закрытия или трамбовки. Затем происходит подача воды. Пассивный встроенный клапан исключает необходимость взаимодействия с пользователем для переключения в нужный момент. Он также позволяет избежать необходимости в сложных и/или дорогих управляемых устройствах, датчиках (давления), активных клапанах и т.п. Тем не менее, он позволяет использовать один и тот же насос для заваривания и закрытия/трамбовки. Он также позволяет регулировать давление, что может способствовать надежным и повторяемым результатам заваривания, потому что правильное давление трамбовки и заваривания будет установлено автоматически, независимо от количества молотого кофе в сосуде для кофе и/или типа кофе, размера помола и т.п.Thus, the passive built-in valve can act as a pressure-controlled switch to automatically switch at the desired pressure between closing and/or tamping on the one hand and brewing coffee on the other hand. In other words, the passive valve opens when the desired pressure is reached, such as the desired closing or tamping pressure. Then water is supplied. The passive built-in valve eliminates the need for user interaction to switch when needed. It also avoids the need for complex and/or expensive controlled devices, (pressure) sensors, active valves, etc. However, it allows you to use the same pump for brewing and closing/tamping. It also allows for pressure adjustment, which can promote reliable and repeatable brewing results because the correct tamping and brewing pressure will be set automatically, regardless of the amount of ground coffee in the coffee vessel and/or the type of coffee, grind size, etc.
Эта концепция может быть применена к любой кофемашине с функцией автоматического закрытия и/или трамбовки и, таким образом, может быть применена к ручным, полностью автоматизированным или гибридным типам эспрессо-машин или кофемашин.This concept can be applied to any coffee machine with an automatic closing and/or tamping function and thus can be applied to manual, fully automatic or hybrid types of espresso or coffee machines.
В одном примере первое соединение по текучей среде может быть между резервуаром для воды или, более конкретно, водяным насосом и гидравлическим исполнительным механизмом, минуя водонагреватель. Таким образом, холодная вода может быть использована для закрытия и/или трамбовки, что может способствовать снижению энергопотребления машины.In one example, the first fluid connection may be between a water reservoir, or more specifically a water pump, and a hydraulic actuator, bypassing the water heater. In this way, cold water can be used for closing and/or compaction, which can help reduce the energy consumption of the machine.
Второе соединение по текучей среде может проходить через водонагреватель, так что для заваривания может быть использована горячая вода. Второе соединение по текучей среде может быть, например, расположено между резервуаром для воды или, более конкретно, водяным насосом и головкой подачи воды. В таком случае могут быть два параллельных канала из резервуара для воды или, более конкретно, водяного насоса, только один из которых включает в себя водонагреватель. Водяной насос используется в обеих соединениях по текучей среде, и это общее соединение разветвляется на два параллельных соединения в точке разветвления ниже по потоку относительно водяного насоса, но выше по потоку относительно водонагревателя.The second fluid connection may be through a water heater so that hot water can be used for brewing. The second fluid connection may, for example, be located between the water reservoir or, more specifically, the water pump and the water supply head. In such a case, there may be two parallel channels from the water tank, or more specifically the water pump, only one of which includes the water heater. The water pump is used in both fluid connections, and this common connection branches into two parallel connections at a branch point downstream of the water pump but upstream of the water heater.
В другом примере второе соединение по текучей среде может быть расположено между гидравлическим приводом и головкой подачи воды. Затем нагрев может происходить между гидравлическим приводом и головкой подачи воды, или, иными словами, водонагреватель может быть включен во второе соединение по текучей среде ниже по потоку относительно гидравлического привода. Это помогает избежать охлаждения воды во время процесса закрытия и/или трамбовки и может снизить потребление энергии.In another example, the second fluid connection may be located between the hydraulic actuator and the water supply head. Heating may then occur between the hydraulic actuator and the water supply head, or in other words, the water heater may be included in a second fluid connection downstream of the hydraulic actuator. This helps avoid cooling the water during the closing and/or compaction process and can reduce energy consumption.
В другом примере точка разветвления первого и второго соединений по текучей среде может быть расположена ниже по потоку относительно водонагревателя. В этом случае предпочтительно водонагреватель управляется таким образом, чтобы холодная вода использовалась для закрытия и/или трамбовки, а горячая вода использовалась для заваривания.In another example, the branch point of the first and second fluid connections may be located downstream of the water heater. In this case, preferably the water heater is controlled so that cold water is used for closing and/or tamping, and hot water is used for brewing.
Во всех вариантах реализации кофемашина может дополнительно содержать контроллер. Контроллер может быть выполнен с возможностью отключения водонагревателя во время приведения в действие гидравлического привода и включения водонагревателя во время подачи воды в головку подачи воды. В общем случае это может сэкономить электроэнергию. В примерах, когда как первое, так и второе соединения по текучей среде проходят через водонагреватель, контроллер может предотвращать нагрев воды, используемой для управления гидравлическим приводом. Это также может предотвратить превращение воды внутри водонагревателя в пар. Например, если водонагреватель остается включенным, пока вода не проходит через него, он может стать настолько горячим, что вода, которая в конечном итоге проходит через него, достигнет температуры кипения, даже при высоком давлении, и превратится в пар. Использование пара для заваривания кофе следует избегать, потому что это обычно снижает качество кофе. Это также может привести к тому, что пар будет выдуваться из выдачного носика.In all embodiments, the coffee machine may further comprise a controller. The controller may be configured to turn off the water heater during activation of the hydraulic drive and turn on the water heater while supplying water to the water supply head. In general, this can save energy. In examples where both the first and second fluid connections pass through the water heater, the controller may prevent heating of the water used to control the hydraulic actuator. This can also prevent the water inside the water heater from turning into steam. For example, if a water heater is left on while water is not passing through it, it can become so hot that the water that does eventually pass through it will reach boiling point, even at high pressure, and turn to steam. Using steam to brew coffee should be avoided because it usually reduces the quality of the coffee. This may also cause steam to be blown out of the dispensing spout.
Пассивный клапан может иметь систему определения состояния для определения, открыт клапан или закрыт. В таком случае контроллер может получать информацию о состоянии клапана от системы определения состояния. Эта информация о состоянии клапана может использоваться для управления временем работы водонагревателя и/или насоса и/или других функций управления.A passive valve may have a status detection system to determine whether the valve is open or closed. In such a case, the controller can obtain valve status information from the status detection system. This valve status information can be used to control water heater and/or pump operating time and/or other control functions.
Кроме того, кофемашина дополнительно может содержать систему стабилизации, выполненную с возможностью сохранения давления закрытия и/или трамбовки во время доставки воды к головке подачи воды. Таким образом, заданное давление или давление заваривания может поддерживаться в сосуде для кофе (т.е. заварочной камере) во время заваривания.In addition, the coffee machine may further comprise a stabilization system configured to maintain closing and/or tamping pressure while delivering water to the water supply head. In this way, a predetermined pressure or brewing pressure can be maintained in the coffee vessel (ie, brewing chamber) during brewing.
Система стабилизации может содержать, например, запорный клапан или механический фиксатор.The stabilization system may comprise, for example, a shut-off valve or a mechanical lock.
Головка подачи воды, например, содержит водораспределительный диск. Водораспределительный диск обеспечивает область подачи воды на молотый и, возможно, прессованный кофе. Головка подачи воды также может содержать фильтр. Фильтр обеспечивает прохождение воды, а также удержание молотого кофе, так что он может быть уплотнен.The water supply head, for example, contains a water distribution disc. The water distribution disc provides a water supply area for the ground and possibly pressed coffee. The water supply head may also contain a filter. The filter allows water to pass through and also holds the ground coffee so it can be compacted.
Головка подачи воды, например, неподвижно закреплена относительно основного корпуса кофемашины, а гидравлический исполнительный механизм системы закрытия и/или трамбовки предназначен для смещения сосуда для кофе относительно неподвижной головки подачи воды таким образом, чтобы обеспечить закрытие сосуда для кофе и/или трамбовку содержащегося в нем молотого кофе.The water supply head, for example, is fixedly fixed relative to the main body of the coffee machine, and the hydraulic actuator of the closing and/or tamping system is designed to displace the coffee container relative to the fixed water supply head so as to ensure the closing of the coffee container and/or tamping of the contents therein. ground coffee.
Этот признак может быть в качестве преимущества применен к любой кофемашине с системой закрытия и/или трамбовки без ограничений пункта 1 формулы настоящего изобретения. Таким образом, согласно аспекту изобретения может быть обеспечена кофемашина, содержащая:This feature can advantageously be applied to any coffee machine with a closing and/or tamping system without limiting
сосуд для кофе;coffee container;
водонагреватель;water heater;
систему подачи воды, имеющую головку подачи воды для подачи нагретой воды в сосуд для кофе; иa water supply system having a water supply head for supplying heated water to the coffee vessel; And
систему закрытия и/или трамбовки;closing and/or compaction system;
при этом головка подачи воды позиционно неподвижна, например, относительно корпуса кофемашины, а система закрытия и/или трамбовки содержит приводное устройство для смещения сосуда для кофе или части сосуда для кофе относительно головки подачи воды таким образом, чтобы обеспечить закрытие сосуда для кофе и/или трамбовку молотого кофе, содержащегося в сосуде для кофе.wherein the water supply head is positionally stationary, for example, relative to the body of the coffee machine, and the closing and/or tamping system contains a drive device for displacing the coffee vessel or part of the coffee vessel relative to the water supply head in such a way as to ensure closing of the coffee vessel and/or tamping the ground coffee contained in the coffee container.
Таким образом, смещается сосуд для кофе, а не головка подачи воды, для реализации процесса закрытия сосуда для кофе и процесса трамбовки. Это означает, что не требуется перемещение каналов для текучей среды в машине, что упрощает конструкцию.In this way, the coffee vessel, rather than the water supply head, is moved to realize the coffee vessel closing process and tamping process. This means that there is no need to move the fluid passages in the machine, simplifying the design.
Предпочтительно смещение сосуда для кофе или его части является видимым, так что процесс закрытия и/или трамбовки становится видимой частью процесса приготовления кофе.Preferably, the displacement of the coffee vessel or part thereof is visible, so that the closing and/or tamping process becomes a visible part of the coffee preparation process.
Смещение сосуда для кофе или его части может быть смещением вверх и вниз. Это может быть простое линейное перемещение сосуда для кофе к неподвижной головке подачи воды и от нее. Однако возможны и другие смещения, например, поворотное перемещение или даже боковое перемещение. Приводное устройство может быть любым подходящим приводным устройством, например, электродвигателем или гидравлическим приводом, описанным выше.The displacement of the coffee vessel or part thereof may be an upward or downward displacement. This can be as simple as linear movement of the coffee container to and from a stationary water dispensing head. However, other displacements are also possible, such as rotational movement or even lateral movement. The drive device may be any suitable drive device, for example an electric motor or a hydraulic drive as described above.
Во всех примерах кофемашина может содержать основной корпус, имеющий наружное установочное отверстие, при этом сосуд для кофе предназначен для разъединяемого крепления к наружному установочному отверстию.In all examples, the coffee machine may include a main body having an external mounting hole, wherein the coffee container is designed to be releasably secured to the external mounting hole.
Сосуд для кофе работает в качестве заварочной камеры, но является внешним по отношению к машине (подробнее см. ниже). Он может быть заполнен машиной (в машине гибридного типа) или пользователем (в машине ручного типа). Он извлекается и опорожняется пользователем после заваривания. Таким образом, кофемашина может быть ручной или гибридной машиной, как объяснено выше, но со встроенной системой закрытия и/или трамбовки, так что закрытие и/или трамбовка могут быть надежно и с повторяемостью выполнены путем относительного перемещения между головкой подачи воды и сосудом для кофе. Таким образом, критические этапы (трамбовка, заваривание и при необходимости измельчение) выполняются машиной автоматически. Только некритический этап разгрузки использованной кофейной гущи должен выполняться вручную пользователем. В результате, кофе хорошего, стабильного качества может быть приготовлен надежным способом, но с помощью менее сложной и, следовательно, более доступной по цене машины, чем полностью автоматическая эспрессо-машина, потому что пользователь сам выгружает отходы кофе. Таким образом, нет необходимости в сложном разгрузочном устройстве или автоматическом перемещении заварочной камеры.The coffee vessel functions as a brewing chamber, but is external to the machine (see below for details). It can be filled by the machine (in a hybrid type machine) or by the user (in a manual type machine). It is removed and emptied by the user after brewing. Thus, the coffee machine may be a manual or hybrid machine as explained above, but with an integrated closure and/or tamping system, so that closure and/or tamping can be reliably and repeatably accomplished by relative movement between the water head and the coffee receptacle . In this way, the critical steps (tamping, brewing and, if necessary, grinding) are carried out automatically by the machine. Only the non-critical step of unloading used coffee grounds must be performed manually by the user. As a result, good, consistent quality coffee can be prepared reliably, but with a less complex and therefore more affordable machine than a fully automatic espresso machine, because the user unloads the coffee waste himself. Thus, there is no need for a complex unloading device or automatic movement of the brewing chamber.
Сосуд для кофе, например, содержит фильтр или корзинку для фильтра. Сосуд для кофе дополнительно может содержать опору для размещения фильтра или корзинки для фильтра. Фильтр или корзинка для фильтра могут быть смещены относительно опоры, или они могут быть смещены вместе.A coffee container, for example, contains a filter or filter basket. The coffee container may further comprise a support for placing a filter or filter basket. The filter or filter basket may be offset from the support, or they may be offset together.
Опора может иметь рукоятку. Она может способствовать присоединению сосуда для кофе к установочному отверстию.The support may have a handle. It can facilitate the connection of the coffee container to the installation hole.
Другой вариант заключается в том, чтобы фильтр или корзина для фильтра были отделены от сосуда для кофе, например, вставлены в корпус машины перед установкой сосуда для кофе. Таким образом, имеются различные варианты для сосуда для кофе. Он определяет заварочную камеру, и в нем хранится молотый кофе, подлежащий уплотнению и завариванию, но он может содержать или не содержать фильтр.Another option is to have the filter or filter basket separated from the coffee receptacle, for example inserted into the machine body before installing the coffee receptacle. Thus, there are various options for the coffee container. It defines the brewing chamber and holds the ground coffee to be compacted and brewed, but it may or may not contain a filter.
Во всех вариантах реализации кофемашина дополнительно может содержать емкость для зерен и измельчитель, имеющий выпускное отверстие для молотого кофе.In all embodiments, the coffee machine may further comprise a container for beans and a grinder having an outlet for ground coffee.
Приводное устройство или, более конкретно, гидравлический исполнительный механизм может быть выполнен с возможностью смещения сосуда для кофе между первым положением во время подачи молотого кофе ниже выпускного отверстия для молотого кофе и вторым положением с верхней частью сосуда для кофе выше выпускного отверстия для молотого кофе во время подачи нагретой воды в сосуд для кофе.The drive device, or more specifically the hydraulic actuator, may be configured to move the coffee receptacle between a first position during ground coffee dispensing below the ground coffee outlet and a second position with the top of the coffee receptacle above the ground coffee outlet during supplying heated water to the coffee container.
Таким образом, пар, поднимающийся из сосуда для кофе во время процесса варки, не поступает в измельчитель и емкость, тем самым сохраняя свежесть кофейных зерен. Благодаря обеспечению этой функции в качестве части перемещения сосуда для кофе вверх для процесса закрытия и/или трамбовки, перемещение сосуда для кофе доставляет множество преимуществ.Thus, the steam rising from the coffee vessel during the brewing process does not enter the grinder and container, thereby maintaining the freshness of the coffee beans. By providing this function as part of the upward movement of the coffee vessel for the closing and/or tamping process, moving the coffee vessel provides many advantages.
Сосуд для кофе или приводное устройство могут, например, физически блокировать или иным образом закрывать выпускное отверстие для молотого кофе во время подачи нагретой воды в сосуд для кофе. Это обеспечивает дополнительную изоляцию кофе в измельчителе и ескости для кофе от пара, образующегося во время заваривания.The coffee receptacle or drive device may, for example, physically block or otherwise obstruct the ground coffee outlet while heated water is being supplied to the coffee receptacle. This further insulates the coffee in the grinder and container from the steam generated during brewing.
Вышеупомянутый пассивный встроенный клапан с определением состояния может содержать:The above-mentioned passive inline valve with status detection may include:
входной канал;input channel;
выходной канал;output channel;
клапанный элемент между входным и выходным каналами, который смещен для изоляции входного и выходного каналов и выполнен с возможностью соединения входного и выходного каналов в ответ на давление, присутствующее во входном канале; иa valve element between the inlet and outlet channels, which is offset to isolate the inlet and outlet channels and configured to connect the inlet and outlet channels in response to pressure present in the inlet channel; And
встроенный детектор состояния клапана для обеспечения обратной связи по состоянию клапана.Built-in valve status detector to provide feedback on valve status.
Это обеспечивает пассивный клапан для использования в гидравлической схеме кофемашины со встроенным, а следовательно, компактным и недорогим, детектором состояния клапана. Это позволяет отслеживать состояние клапана, чтобы можно было выполнять действия по управлению, которые зависят от состояния клапана.This provides a passive valve for use in the hydraulic circuit of a coffee machine with an integrated, and therefore compact and inexpensive, valve status detector. This allows the status of the valve to be monitored so that control actions that depend on the condition of the valve can be performed.
Пассивный клапан (далее также называемый пассивным клапанным устройством) может содержать первый и второй выводы датчика, выполненные с возможностью перемещения в направлении друг к другу и друг от друга в ответ на перемещение клапанного элемента. Это позволяет образовать контактный датчик или емкостный датчик.A passive valve (hereinafter also referred to as a passive valve device) may include first and second sensor terminals configured to move toward and away from each other in response to movement of the valve element. This allows the formation of a contact sensor or a capacitive sensor.
Клапанный элемент, например, содержит мембрану клапана между впускным каналом и выпускным каналом и имеет открытое состояние и закрытое состояние, при этом пассивное клапанное устройство дополнительно содержит:The valve element, for example, includes a valve membrane between an inlet port and an outlet port and has an open state and a closed state, wherein the passive valve device further comprises:
приводной элемент, приводимый в движение вдоль оси приводного элемента смещением пружины, для приведения мембраны клапана в закрытое состояние, причем мембрана клапана выполнена с возможностью перемещения в открытое состояние против смещения пружины в ответ на давление, присутствующее во входном канале;a drive element driven along the axis of the drive element by the displacement of the spring to drive the valve membrane to a closed state, the valve membrane being movable to an open state against the displacement of the spring in response to pressure present in the inlet passage;
кулачок на приводном элементе;cam on the drive element;
первый и второй выводы датчика, каждый из которых установлен в одном и том же положении вдоль оси приводного элемента, при этом один из первого и второго выводов датчика выполнен с возможностью деформации или перемещения кулачком перпендикулярно оси приводного элемента, тем самым изменяя расстояние между первым и вторым выводами датчика, при этом первый и второй выводы датчика вместе образуют детектор состояния клапана.first and second sensor terminals, each of which is installed in the same position along the axis of the drive element, wherein one of the first and second sensor terminals is configured to be deformed or moved by a cam perpendicular to the axis of the drive element, thereby changing the distance between the first and second sensor terminals, wherein the first and second sensor terminals together form a valve condition detector.
Кулачок позволяет детектору состояния клапана работать с боковым перемещением, тем самым ограничивая пространство, занимаемое детектором.The cam allows the valve condition detector to operate with lateral movement, thereby limiting the space occupied by the detector.
Альтернативой является датчик перепада давления, в котором штырьки датчика перемещаются двумя различными приводными элементами.An alternative is a differential pressure sensor, in which the sensor pins are moved by two different drive elements.
Таким образом, кулачок обеспечивает внешний привод, который перемещается вместе с работой клапана, так что добавление детектора состояния клапана не нарушает внутреннюю работу клапана. Выводы датчика находятся за пределами путей текучей среды.In this way, the cam provides an external drive that moves with the operation of the valve, so that adding a valve condition detector does not disrupt the internal operation of the valve. The sensor leads are outside the fluid paths.
Каждый из первого и второго выводов датчика, например, установлен в закрепленном положении вдоль оси приводного элемента. Это обеспечивает компактную конструкцию.Each of the first and second sensor leads, for example, is mounted in a fixed position along the axis of the drive element. This ensures a compact design.
Например, первый и второй выводы датчика выполнены с возможностью замыкания и размыкания контакта посредством действия кулачка. Таким образом, детектор состояния клапана является контактным/бесконтактным датчиком, выдающим двоичный выход, представляющий состояние клапана. Альтернативой является обеспечение аналогового сигнала, например, на основе изменения емкости или сопротивления в зависимости от смещения.For example, the first and second terminals of the sensor are configured to make and open a contact through the action of a cam. Thus, the valve status detector is a contact/non-contact sensor that provides a binary output representing the status of the valve. An alternative is to provide an analog signal, for example based on a change in capacitance or resistance as a function of bias.
Первый и второй выводы датчика, например, выполнены с возможностью замыкания контакта в разомкнутом состоянии и размыкания контакта в замкнутом состоянии. Таким образом, клапан нормально закрыт (т.е. при отсутствии давления на входе). Разомкнутый контакт обеспечивает нулевое потребление тока в этом нормально замкнутом состоянии, а также защищает контакты от коррозии.The first and second terminals of the sensor, for example, are configured to close the contact in the open state and open the contact in the closed state. Thus, the valve is normally closed (i.e. when there is no inlet pressure). The open contact ensures zero current consumption in this normally closed state and also protects the contacts from corrosion.
Первый вывод датчика может содержать контактный рычаг, который смещен внутрь для контакта со вторым выводом датчика, когда контактный рычаг не входит во взаимодействие с кулачком, и перемещен наружу от второго вывода датчика против смещения контактного рычага, когда контактный рычаг входит во взаимодействие с кулачком. Таким образом, кулачок перемещает контактный рычаг против смещения, когда язычок выталкивается наружу, и контактные рычаги отпружиниваются назад, когда кулачок удаляется.The first sensor terminal may include a contact arm that is biased inwardly to contact the second sensor terminal when the contact arm is not engaged with the cam, and moved outward from the second sensor terminal against the displacement of the contact arm when the contact arm is engaged with the cam. Thus, the cam moves the contact arm against displacement as the tongue is pushed outward, and the contact arms spring back when the cam is removed.
Например, первый вывод датчика содержит основной рычаг, соединенный с контактным рычагом пружинным изгибом. Таким образом, кулачок перемещает оба рычага вместе против смещения изгиба, когда язычок выталкивается наружу, и оба рычага отпружиниваются друг от друга, когда кулачок удаляется. Это обеспечивает цельный компонент для каждого вывода датчика. Те же выводы могут образовывать охватываемый соединитель на боковом наружном крае клапанного устройства.For example, the first terminal of the sensor includes a main lever connected to the contact lever by a spring bend. Thus, the cam moves both arms together against the bending displacement as the tongue is pushed outward, and both arms spring away from each other as the cam is removed. This provides a single component for each sensor pin. The same terminals may form a male connector on the lateral outer edge of the valve device.
Контактный рычаг может содержать наклонный язычок для взаимодействия с кулачком для выталкивания контактного рычага наружу.The contact lever may include an inclined tongue for engaging with the cam to push the contact lever outward.
Во всех приведенных выше примерах кофемашина может содержать контроллер, выполненный с возможностью управления по меньшей мере одним из:In all of the above examples, the coffee machine may include a controller configured to control at least one of:
нагревания воды;heating water;
измельчения кофейных зерен;grinding coffee beans;
дозирования молотого кофе в сосуд для кофе;dispensing ground coffee into the coffee container;
смещения сосуда для кофе относительно головки подачи воды иdisplacement of the coffee container relative to the water supply head and
подачи горячей воды.hot water supply.
Таким образом, процесс приготовления кофе может быть полностью или частично автоматизирован. В частности, могут быть автоматизированы критические этапы (трамбовки, заваривания и при необходимости измельчения).Thus, the coffee preparation process can be fully or partially automated. In particular, critical stages (tamping, brewing and, if necessary, grinding) can be automated.
В некоторых приведенных выше примерах используется наружное установочное отверстие для сосуда для кофе. Сосуд для кофе крепится к наружному установочному отверстию и извлекается из установочного отверстия пользователем, поэтому сосуд для кофе может считаться внешней частью кофемашины. Под этим подразумевается, что сосуд для кофе может быть установлен и извлечен из основного корпуса кофемашины вручную и без каких-либо инструментов. Вставка и удаление сосуда для кофе после этого является обычной частью процесса пользователя в управлении кофемашиной для каждой операции заваривания.Some of the examples above use an external mounting hole for the coffee receptacle. The coffee container is attached to the outer mounting hole and removed from the mounting hole by the user, so the coffee container can be considered an external part of the coffee machine. By this we mean that the coffee container can be inserted and removed from the main body of the coffee machine manually and without any tools. Inserting and removing the coffee receptacle thereafter is a normal part of the user's process in operating the coffee machine for each brewing operation.
Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны и разъяснены со ссылкой на вариант (варианты) осуществления, описанный ниже.These and other aspects of the invention will be obvious and explained with reference to the embodiment(s) described below.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Для лучшего понимания изобретения и более ясного представления о том, как его можно реализовать на практике, теперь исключительно для примера будет сделана ссылка на сопроводительные чертежи, на которых:For a better understanding of the invention and a clearer idea of how it may be practiced, reference will now be made, by way of example only, to the accompanying drawings, in which:
на ФИГ. 1 показана общая конструкция кофемашины, к которой могут быть применены различные варианты реализации изобретения;in FIG. 1 shows the general design of a coffee machine to which various embodiments of the invention can be applied;
на ФИГ. 2A-2C показаны три примера возможной гидравлической схемы;in FIG. 2A-2C show three examples of possible hydraulic circuits;
на ФИГ. 3 показаны этапы процесса закрытия и трамбовки;in FIG. Figure 3 shows the stages of the closing and compaction process;
на ФИГ. 4 показан пример альтернативного перемещения закрытия и трамбовки;in FIG. Figure 4 shows an example of an alternative closing and compaction movement;
на ФИГ. 5-8 показано, как подход закрытия и трамбовки по ФИГ. 3 реализован с использованием гидравлической схемы по ФИГ. 2;in FIG. 5-8 show how the closing and compaction approach of FIG. 3 is implemented using the hydraulic circuit of FIG. 2;
на ФИГ. 9 показан в схематическом виде пассивный клапан с детектором состояния клапана;in FIG. 9 is a schematic view of a passive valve with a valve status detector;
на ФИГ. 10 более подробно показана конструкция пассивного клапана;in FIG. 10 shows the design of the passive valve in more detail;
на ФИГ. 11 показаны выводы датчика; in FIG. 11 shows the sensor outputs;
на ФИГ. 12 показано, как происходит (левое изображение) и разрывается (правое изображение) контакт;in FIG. 12 shows how the contact occurs (left image) and breaks (right image);
на ФИГ. 13 показаны три возможные конструкции контактного выступа на виде сверху и в разрезе;in FIG. 13 shows three possible designs of the contact protrusion in a top view and in section;
на ФИГ. 14 показан кулачок приводного элемента;in FIG. 14 shows the cam of the drive element;
на ФИГ. 15 показан вид сверху корпуса клапана и показан боковой охватываемый соединитель, образованный двумя выводами датчика;in FIG. 15 is a top view of the valve body and shows the lateral male connector formed by the two sensor terminals;
на ФИГ. 16 изображен охватываемый соединитель более подробно; иin FIG. 16 shows the male connector in more detail; And
на ФИГ. 17 показано, как выводы датчика проталкиваются через отверстия с образованием охватываемого соединителя.in FIG. 17 shows how the sensor leads are pushed through the holes to form a male connector.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Далее описано изобретение со ссылкой на чертежи.The invention is described below with reference to the drawings.
Следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, указывающие на приведенные для примера варианты осуществления устройства, систем и способов, представлены только в целях иллюстрации и не предназначены для ограничения объема изобретения. Эти и другие признаки, аспекты и преимущества устройства, систем и способов настоящего изобретения станут более понятными из нижеследующего описания, приложенной формулы изобретения и сопроводительных чертежей. Следует понимать, что чертежи являются лишь схематическими и изображены без соблюдения масштаба. Кроме того, следует понимать, что одинаковые ссылочные обозначения использованы на всех фигурах для обозначения одинаковых или аналогичных деталей.It should be understood that the detailed description and specific examples indicating exemplary embodiments of the apparatus, systems and methods are presented for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention. These and other features, aspects and advantages of the apparatus, systems and methods of the present invention will become more apparent from the following description, the appended claims and the accompanying drawings. It should be understood that the drawings are schematic only and are not depicted to scale. In addition, it should be understood that the same reference symbols are used throughout the figures to designate the same or similar parts.
Настоящее изобретение, в частности, относится к кофемашине, которая содержит резервуар для воды, водонагреватель, водяной насос, сосуд для кофе для приема молотого кофе и систему подачи воды, имеющую головку подачи воды для подачи нагретой воды в сосуд для кофе. Система закрытия и/или трамбовки предназначена для закрытия сосуда для кофе и/или уплотнения молотого кофе в сосуде для кофе путем обеспечения относительного перемещения между головкой подачи воды и сосудом для кофе. Система закрытия и/или трамбовки содержит гидравлический исполнительный механизм, причем выходное отверстие для воды из водяного насоса соединено с гидравлическим исполнительным механизмом посредством первого соединения по текучей среде, а выходное отверстие для воды из водяного насоса соединено с головкой подачи воды посредством второго соединения по текучей среде, которое включает в себя пассивный встроенный клапан. Пассивный встроенный клапан открывается, когда давление достигает желаемого давления трамбовки.The present invention particularly relates to a coffee machine that includes a water tank, a water heater, a water pump, a coffee vessel for receiving ground coffee, and a water supply system having a water supply head for supplying heated water to the coffee vessel. The closing and/or tamping system is designed to close the coffee receptacle and/or compact ground coffee in the coffee receptacle by allowing relative movement between the water supply head and the coffee receptacle. The closing and/or tamping system comprises a hydraulic actuator, wherein a water outlet from the water pump is connected to the hydraulic actuator through a first fluid connection, and a water outlet from the water pump is connected to the water supply head through a second fluid connection , which includes a passive built-in valve. The passive built-in valve opens when the pressure reaches the desired tamping pressure.
На ФИГ. 1 показана общая конструкция кофемашины, к которой может быть применено изобретение. Примером по ФИГ. 1 может быть ручная эспрессо-машина или гибридная эспрессо-машина эспрессо, в зависимости от того, как осуществляется измельчение. Альтернативно изобретение может применяться в полностью автоматической машине (не показана).In FIG. 1 shows the general structure of a coffee machine to which the invention can be applied. The example of FIG. 1 can be a manual espresso machine or a hybrid espresso-espresso machine, depending on how the grind is done. Alternatively, the invention may be applied to a fully automatic machine (not shown).
Кофемашина 10 содержит основной корпус 12, имеющий наружное установочное отверстие 14 для приема сосуда 16 для кофе. Показанная машина дополнительно содержит сопло 24 для пара.The
Сосуд 16 для кофе может содержать фильтр или корзинку 17 для фильтра (см. ФИГ. 2 и 3). Он также может включать в себя опору 18 для размещения фильтра или корзинки для фильтра. Сосуд 16 для кофе дополнительно может содержать нижний носик 20 для выдачи заваренного кофе. Он дополнительно может содержать рукоятку 19. Таким образом, сосуд 16 для кофе может соответствовать обычному рожку, как показано на чертежах. При использовании сосуд 16 для кофе может быть установлен в наружное установочное отверстие 14, например, посредством байонетного соединения.The
Термин «сосуд для кофе» в настоящем описании обычно используется для обозначения контейнера, который заполнен молотым кофе и затем закрыт с образованием заварочной камеры, в которой заваривают кофе.The term "coffee vessel" as used herein is generally used to refer to a container that is filled with ground coffee and then closed to form a brewing chamber in which coffee is brewed.
В случае ручной машины эта заварочная камера может считаться «внешней», поскольку она образована наружной частью, т.е. съемным сосудом для кофе (который может иметь форму обычного рожка). В случае машины гибридного типа заварочная камера может рассматриваться как по меньшей мере частично внешняя, поскольку она образована внешней съемной частью. Тем не менее, молотый кофе доставляется внутри. Для машин обоих типов выгрузка таблетки после заваривания выполняется снаружи пользователем. В случае полностью автоматической машины заварочная камера может считаться внутренней. Сосуд для кофе представляет собой внутреннюю часть машины, которая не удаляется до и после каждого цикла заваривания.In the case of a manual machine, this brewing chamber can be considered "external" since it is formed by the outer part, i.e. a removable coffee container (which can be shaped like a regular cone). In the case of a hybrid type machine, the brewing chamber can be considered at least partially external, since it is formed by an external removable part. However, the ground coffee is delivered internally. For both types of machines, unloading of the tablet after brewing is done externally by the user. In the case of a fully automatic machine, the brewing chamber can be considered internal. The coffee vessel is an internal part of the machine that is not removed before and after each brew cycle.
Термин «сосуд для кофе» предназначен для охвата всех этих возможностей, так что фактическое название компонента зависит от типа используемой машины. Сосуд для кофе может включать в себя часть, которая уже содержит кофе. Он может включать в себя, например, фильтр или корзинку для фильтра.The term "coffee vessel" is intended to cover all of these possibilities, so the actual name of the component depends on the type of machine used. The coffee container may include a portion that already contains coffee. This may include, for example, a filter or filter basket.
Основной корпус 12 содержит гидравлическую схему, обеспечивающую соединения по текучей среде между источником воды (как правило, резервуаром для воды), внутренним водонагревателем и системой подачи воды, имеющей головку подачи воды для подачи нагретой воды в сосуд 16 для кофе.The
На ФИГ. 2A-2C показаны три примера возможной гидравлической схемы. На различных чертежах используются одинаковые ссылочные обозначения для обозначения одинаковых компонентов. На ФИГ. 2A-2C показаны примеры гидравлической схемы с внутренним измельчителем, но внешним сосудом для кофе, и, таким образом, все они пригодны для использования в кофемашине гибридного типа.In FIG. 2A-2C show three examples of possible hydraulic circuits. Throughout the various drawings, the same reference symbols are used to identify the same components. In FIG. 2A-2C show examples of hydraulic circuits with an internal grinder but an external coffee container, and are thus all suitable for use in a hybrid coffee machine.
На ФИГ. 2A показаны резервуар 30 для воды, расходомер 32 (для управления расходом и дозированием), водонагреватель 34, водяной насос 36 и контроллер 38. Расходомер 32 может обеспечивать измерение расхода для контроллера 38, а контроллер 38 может управлять нагревателем и насосом для выполнения процесса заваривания кофе. Водонагреватель может быть, например, проточным нагревателем, например, термоблоком. Расходомер 32 не является обязательным. Альтернативно управление дозированием и расходом может быть осуществлено с помощью подходящего управления насосом 36 (например, уровнем мощности и временем работы насоса).In FIG. 2A shows a
Система подачи воды содержит канал для текучей среды для подачи нагретой воды в головку 40 подачи воды, которая, в свою очередь, подает нагретую воду в сосуд 16 для кофе. Головка подачи воды содержит водораспределительный диск. Водораспределительный диск обеспечивает область подачи воды к молотому кофе. Головка подачи воды дополнительно может содержать фильтр, который обеспечивает прохождение воды, а также удерживает молотый кофе, так что он может быть уплотнен во время трамбовки.The water supply system includes a fluid passage for supplying heated water to the
Предусмотрена система закрытия и трамбовки для уплотнения молотого кофе в сосуде для кофе путем обеспечения относительного перемещения между головкой 40 подачи воды и сосудом 16 для кофе. Это относительное смещение закрывает сосуд для кофе с образованием закрытой камеры, т.е. заварочной камеры. Кроме того, оно прикладывает усилие к молотому кофе для выполнения трамбовки. В показанном конкретном примере относительное перемещение достигается перемещением сосуда 16 для кофе вместо перемещения головки 40 подачи воды.A closing and tamping system is provided to compact the ground coffee in the coffee container by allowing relative movement between the
Система закрытия и трамбовки включает в себя гидравлический исполнительный механизм 42, содержащий поршень, который приводится в действие гидравлическим давлением. Гидравлический исполнительный механизм также может содержать возвратную пружину (не показана) для способствования втягиванию поршня после заваривания.The closing and tamping system includes a
Выходное отверстие для воды из водяного насоса 36 соединено с гидравлическим исполнительным механизмом 42 посредством первого соединения 44 по текучей среде. Выходное отверстие для воды из водяного насоса также соединено с головкой 40 подачи воды посредством второго соединения 46 по текучей среде. Второе соединение по текучей среде включает в себя пассивный встроенный клапан 48. Пассивный встроенный клапан открывается, когда давление на впускной стороне гидравлического привода (т.е. в точке 50A разветвления) достигает желаемого давления, например, желаемого давления трамбовки.The water outlet from the
Ниже этого давления клапан 48 остается закрытым. В данном случае может иметь место гистерезис, так что клапан 48 открывается при первом пороговом давлении (давлении открытия), но закрывается повторно только тогда, когда достигается более низкое второе пороговое давление (давление закрытия). Альтернативно может быть только одно пороговое давление.Below this pressure,
Таким образом, водяной насос 36 используется как для подачи воды для заваривания, так и для подачи воды для закрытия и трамбовки. Пассивный встроенный клапан 48 автоматически переключается между этими двумя функциями подачи воды без необходимости взаимодействия с пользователем или электрическими приводами. Пассивный клапан 48 открывается, например, при достижении давления трамбовки, т.е. при завершении трамбовки. Затем подача воды осуществляется к головке подачи воды через открытый клапан 48. Во время подачи воды к головке подачи воды поддерживается давление трамбовки.Thus, the
В случаях, когда не требуется трамбовка молотого кофе, та же самая система может быть использована для простого сосуда 16 для кофе. В таком случае пассивный встроенный клапан 48 может открываться, когда достигнуто давление закрытия.In cases where tamping of ground coffee is not required, the same system can be used for a
Также возможно закрытие сосуда для кофе с помощью другого механизма, например, вручную. В таком случае вышеупомянутая система может быть использована только для трамбовки молотого кофе. Затем пассивный встроенный клапан 48 может снова открываться при достижении подходящего давления трамбовки, т.е. при завершении трамбовки.It is also possible to close the coffee container using another mechanism, for example manually. In such a case, the above system can only be used for tamping ground coffee. The passive
Пассивный клапан 48 работает в качестве системы с управлением по давлению в том смысле, что он реагирует на преобладающее давление. Таким образом, закрытие и/или трамбовка являются надежными и повторяемыми. При осуществлении управления по давлению желаемое давление закрытия и/или трамбовки может быть приложено к любому объему кофе в сосуде для кофе, что достигается с трудом, если используется управление по положению.
В примере, показанном на ФИГ. 2A, первое и второе соединения 44, 46 по текучей среде встречаются в точке 50A разветвления ниже по потоку относительно нагревателя 34. Вода направляется из одной и той же точки 50A разветвления либо к гидравлическому приводу 42, либо к головке 40 подачи воды. Чтобы избежать использования горячей воды для процесса закрытия и/или трамбовки, контроллер 38 может выключать в себя водонагреватель 34 во время приведения в действие гидравлического привода 42 и включать в себя водонагреватель во время подачи воды к головке 40 подачи воды.In the example shown in FIG. 2A, the first and
Для того чтобы знать, когда включать и выключать нагреватель, пассивный клапан 48 может включать в себя систему определения состояния (открыт/закрыт), а контроллер 38 может получать информацию 52 о состоянии клапана (открыт/закрыт) от системы определения состояния. Ниже описан подходящий пример пассивного клапана с системой определения состояния. Альтернативно гидравлический исполнительный механизм 42 может быть снабжен средством обнаружения для определения различия между закрытием/трамбовкой, с одной стороны, и завариванием, с другой стороны, например, на основании положения поршня внутри гидравлического привода.To know when to turn the heater on and off, the
На ФИГ. 2B показана модификация гидравлической схемы по ФИГ. 2A, в которой первое соединение 44 по текучей среде вместо показанного положения находится между резервуаром 30 для воды (или, более конкретно, водяным насосом 36) и гидравлическим исполнительным механизмом 42, минуя водонагреватель 34, поскольку горячая вода не требуется для приведения в действие гидравлического привода 42. Однако второе соединение 46 по текучей среде расположено между резервуаром 30 для воды (или, более конкретно, водяным насосом 36) и головкой 40 доставки воды с прохождением через водонагреватель 34.In FIG. 2B shows a modification of the hydraulic circuit of FIG. 2A, in which the
Таким образом, на ФИГ. 2B вода направляется из различных точек в гидравлической схеме. Первое соединение 44 по текучей среде включает насос 36, но находится между резервуаром 30 для воды и гидравлическим исполнительным механизмом 42 без прохождения через водонагреватель 34. Второе соединение 46 по текучей среде также включает насос 36, но находится между резервуаром 30 для воды и головкой 40 доставки воды и проходит через водонагреватель 34. Таким образом, существует два параллельных соединения по текучей среде из резервуара 30 для воды, только одно из которых включает в себя водонагреватель 34. Водяной насос 36 используется в обоих соединениях по текучей среде, и этот общий участок соединения по текучей среде разветвляется на два параллельных соединения по текучей среде в точке 50B разветвления ниже по потоку относительно водяного насоса, но выше по потоку относительно водонагревателя.Thus, in FIG. 2B water is directed from various points in the hydraulic circuit. The
На ФИГ. 2C первое соединение 44 по текучей среде находится между резервуаром 30 для воды и гидравлическим исполнительным механизмом 42 без прохождения через водонагреватель 34 и включает насос 36. Второе соединение 46 по текучей среде расположено между гидравлическим исполнительным механизмом 42 и головкой 40 подачи воды и проходит через водонагреватель 34. Таким образом, два соединения по текучей среде расположены последовательно, по одному с каждой стороны гидравлического привода 42. Насос 36 находится в первом соединении 44 по текучей среде, а нагреватель 34 находится во втором соединении 46 по текучей среде.In FIG. 2C, the
Холодная вода может быть снова использована для закрытия и/или трамбовки, а горячая вода может быть использована для заваривания. Нагрев осуществляется между гидравлическим исполнительным механизмом и головкой подачи воды. Это позволяет избежать охлаждения воды во время процесса закрытия и/или трамбовки и снижает энергопотребление.Cold water can be used again for capping and/or tamping, and hot water can be used for brewing. Heating is carried out between the hydraulic actuator and the water supply head. This avoids cooling the water during the closing and/or compaction process and reduces energy consumption.
Как упоминалось выше, после открытия клапана 48 необходимо удерживать давление закрытия или трамбовки во время подачи воды к головке 40 подачи воды. Для этой цели может быть использована система стабилизации. Как будет объяснено ниже более подробно, эта система стабилизации может содержать различные активные и/или пассивные компоненты потока, например, запорный клапан, механический фиксатор, обратный клапан 51 и/или ограничитель 53 потока. Кроме того, соотношение площадей поршня может играть определенную роль, как будет пояснено ниже. Все стабилизирующие компоненты могут быть настроены таким образом, чтобы поддерживать, например, желаемое усилие трамбовки (или закрытия), в то же время позволяя достаточному количеству воды протекать в заварочную камеру и через нее. Некоторые из вышеупомянутых клапанов могут быть реализованы в виде клапана избыточного давления для работы в качестве предохранительного устройства и ограничения величины усилия, прилагаемого во время закрытия, трамбовки и/или заваривания.As mentioned above, after opening the
Когда в гидравлический исполнительный механизм 42 закачивается вода, привод закрывается, так что давление может нарастать и перемещать поршень вверх. В конце цикла заваривания эту воду необходимо слить из привода, чтобы позволить поршню втянуться. При необходимости может быть обеспечена возвратная пружина (не показана) для содействия втягиванию поршня.When water is pumped into the
Для отвода воды из гидравлического привода может быть предусмотрен обратный путь между гидравлическим исполнительным механизмом 42 и резервуаром 30 для воды, как показано на ФИГ. 2A-2C. Для открытия или закрытия обратного пути может быть предусмотрен клапан 60. Клапан 60 может содержать, например, электронный запорный клапан. Однако такой клапан является относительно дорогим. Следовательно, предпочтительно клапан 60 реализован в виде механического фиксатора, который может быть приведен в действие либо отдельной ручкой, либо путем прикрепления/отсоединения сосуда 16 для кофе. Более конкретно, клапан 60 может быть закрыт, когда сосуд 16 для кофе прикреплен, и открыт, когда сосуд для кофе отсоединен. Таким образом, открытием и закрытием клапана 60 можно управлять в ответ на присоединение/отсоединение пользователем сосуда для кофе или во время него. Поскольку это действие пользователя уже является обязательной частью процесса заваривания кофе в любом случае, фактически от пользователя не требуется никаких дополнительных действий.To drain water from the hydraulic actuator, a return path may be provided between the
Во всех примерах по ФИГ. 2A-2C в дополнение к пассивному встроенному клапану 48 имеется только один активный клапан 60. Этот активный клапан может приводиться в действие вставкой и удалением сосуда для кофе, как описано выше. Гидравлические схемы по ФИГ. 2A-2C дополнительно могут включать одну или более пассивных частей, в частности, один или более обратных клапанов (односторонних клапанов) 51 и/или ограничителей 53 потока, как указано пунктирными линиями.In all examples of FIGS. 2A-2C, in addition to the passive
Показанные обратные клапаны 51 выполнены с возможностью предотвращения обратного потока от гидравлического привода 42. Такой обратный поток в противном случае может обеспечить опускание поршня и открытие заварочной камеры. Обратный поток может происходить, например, в кофемашинах, которые включают в себя этап предварительного заваривания. Во время такого этапа предварительного заваривания водяной насос 36 кратковременно включается для выдачи небольшого количества воды на молотый кофе, затем выключается, чтобы позволить молотому кофе распуститься, и затем снова включается, чтобы начать фактический процесс заваривания. В то время, когда насос выключен, давление может упасть, и может возникнуть обратный поток от гидравлического привода 42. В показанных примерах это предотвращается посредством обратного клапана (клапанов) 51.The
Обратный клапан (клапаны) 51 также может обеспечивать преимущество в случае, если соотношение площадей поршня является неоптимальным, т.е. отношение между площадью поперечного сечения внутренней части гидравлического привода 42, который подвергается давлению воды, подаваемой насосом, и площадью поперечного сечения внутренней части заварочной камеры, которая подвергается давлению заваривания во время заваривания. Если это соотношение площадей не является подходящим, усилие, прикладываемое к поршню давлением заваривания (и при необходимости возвратной пружиной), может быть больше усилия, прикладываемого к поршню давлением воды, подаваемым насосом. Благодаря предотвращению любого выхода воды из гидравлического привода 42 посредством обратного клапана 51, как описано выше, можно избежать того, что поршень начнет втягиваться. В таком случае предпочтительно также может быть обеспечен клапан избыточного давления, действующего в качестве предохранительного клапана, чтобы избежать достижения давлением внутри гидравлического привода 42 слишком высоких значений.The check valve(s) 51 may also provide an advantage if the piston area ratio is not optimal, i.e. the ratio between the cross-sectional area of the interior of the
Альтернативно или дополнительно соотношение площадей может быть оптимизировано. Ниже объяснена значимость этого соотношения площадей. Во время трамбовки молотый кофе сжимается. Чем сильнее сжат кофе, тем большее противодавление он генерирует, когда через него прокачивают воду. Поскольку вся система подключена к одному и тому же насосу, увеличение давления заваривания (создаваемого молотым кофе при пропускании воды) также увеличивает давление в гидравлическом приводе, используемом для трамбовки кофе. Это вызывает большее усилие, которое должно быть приложено к молотому кофе, еще сильнее сжимая его. Это, в свою очередь, увеличивает давление заваривания, в результате чего возрастает давление трамбовки, и т.д. Это может привести к блокировке самой системы по прошествии достаточного времени.Alternatively or additionally, the area ratio can be optimized. The significance of this area ratio is explained below. During tamping, the ground coffee is compressed. The more compressed the coffee is, the more back pressure it generates when water is pumped through it. Since the entire system is connected to the same pump, increasing the brewing pressure (created by the ground coffee as the water flows through) also increases the pressure in the hydraulic drive used to tamp the coffee. This causes more force to be applied to the ground coffee, compressing it even more. This in turn increases brewing pressure, resulting in increased tamping pressure, etc. This may lead to the system itself being locked after enough time has passed.
Путем регулировки соотношения площадей можно подстроить соотношение вышеупомянутых противодействующих сил, позволяя поршню небольшое перемещение во время заваривания. Это является одним из способов предотвращения блокировки системы. В таком случае предпочтительно также может быть обеспечено предохранительное устройство для предотвращения случайного открытия заварочной камеры, вызванного перемещением поршня.By adjusting the area ratio, the ratio of the aforementioned opposing forces can be adjusted, allowing the piston to move slightly during brewing. This is one way to prevent the system from locking up. In such a case, a safety device may also preferably be provided to prevent accidental opening of the brewing chamber caused by movement of the piston.
Альтернативно или дополнительно в схему может быть добавлен гидравлический ограничитель (сопротивление) 53, как показано на ФИГ. 2B пунктирными линиями. Этот ограничитель 53 создает перепад давления, зависящий от количества протекающей через него воды. Чем выше расход, тем больше перепад давления между давлением в заварочной камере и давлением в гидравлическом приводе 42 (при этом давление в гидравлическом приводе 42 выше). Если поршневые площади равны, усилие, прилагаемое давлением воды в гидравлическом приводе, станет больше, чем усилие, прилагаемое давлением в заварочной камере. Это создаст результирующее движение поршня вверх, что приведет к дальнейшему сжатию молотого кофе. Это, в свою очередь, приведет к увеличению давления в гидравлическом приводе и заварочной камере, поскольку насосу необходимо работать интенсивнее, чтобы протолкнуть воду через молотый кофе. Поскольку насосы в кофемашине имеют более низкий расход при более высоком давлении (и наоборот), увеличение давления приведет к более низкому расходу. В результате этого поток через ограничитель 53 также будет ниже, что приведет к уменьшению перепада давления и результирующего усилия, действующего на поршень. Таким образом, ограничитель 53 потока может способствовать уравновешиванию перепада давления, который может существовать на поршне, с заданным соотношением площадей.Alternatively or additionally, a hydraulic limiter (resistance) 53 may be added to the circuit, as shown in FIG. 2B with dotted lines. This restrictor 53 creates a pressure difference depending on the amount of water flowing through it. The higher the flow rate, the greater the pressure difference between the pressure in the brewing chamber and the pressure in the hydraulic drive 42 (the pressure in the
Из вышесказанного ясно, что давления и усилия, действующие на поршень во время использования, если они не сбалансированы хорошо, могут привести к непреднамеренному открытию заварочной камеры во время заваривания или к созданию поршнем такого усилия трамбовки, что вода не сможет проходить через молотый кофе, тем самым блокируя систему. Давления, усилия и расходы, преобладающие в системе, также могут зависеть от количества молотого кофе в заварочной камере и/или размера помола.It is clear from the above that the pressures and forces exerted on the piston during use, if not well balanced, can cause the brew chamber to inadvertently open during brewing or cause the piston to create such a tamping force that water cannot pass through the ground coffee, thereby thereby blocking the system. The pressures, forces and flow rates prevailing in the system may also depend on the amount of ground coffee in the brewing chamber and/or the grind size.
Давления, усилия и расходы могут быть уравновешены путем регулировки соотношения площадей поршня, усилия возвратной пружины поршня (если таковая имеется) и/или размера ограничителя 53. Кроме того, могут быть добавлены обратные клапаны 51 для предотвращения обратного потока из привода.Pressures, forces and flow rates can be balanced by adjusting the piston area ratio, piston return spring force (if present), and/or size of
На ФИГ. 2A-2C также показаны емкость 54 для зерен и измельчитель 56 зерен, имеющий выпускное отверстие 58 для молотого кофе. Таким образом, на ФИГ. 2A-2C показана конструкция гибридного типа с внутренним измельчителем зерен и заварочной камерой в виде сосуда 16 для кофе, который установлен с возможностью снятия в наружном установочном отверстии 14 и опорожняется снаружи пользователем в качестве части нормальной работы кофемашины.In FIG. 2A-2C also show a
На ФИГ. 3 показаны этапы процесса закрытия и трамбовки.In FIG. Figure 3 shows the stages of the closing and compaction process.
На ФИГ. 3A сосуд 16 для кофе показан в виде рожка с опорой 18, фильтром 17 и рукояткой 19. Сосуд 16 для кофе устанавливается пользователем в установочном отверстии 14. Затем измельченный кофе подается в сосуд для кофе посредством измельчителя 56, которым может управлять контроллер 38.In FIG. 3A, the
На ФИГ. 3B приводное устройство смещает сосуд 16 для кофе к головке 40 подачи воды. Это обеспечивает закрытие сосуда для кофе и уплотнение молотого кофе. Как минимум смещен фильтр 17, т.е. контейнер, непосредственно окружающий удерживаемый кофе, как показано на ФИГ. 3. Однако альтернативно может быть смещен весь сосуд 16 для кофе (соответствующий рожку в случае ФИГ. 3).In FIG. 3B, the drive device moves the
Головка 40 подачи воды может содержать впускной фильтр для сосуда для кофе, а фильтр 17 образует или содержит выпускной фильтр. Трамбовка происходит между этими двумя фильтрами. Сосуд для кофе может даже не включать в себя фильтр, поскольку оба фильтра могут быть выполнены в виде отдельных элементов, например, отдельно установленных в основном корпусе машины. Таким образом, возможно множество различных конфигураций.The
На ФИГ. 3C заваривание кофе происходит с помощью горячей воды, подаваемой в головку 40 подачи воды под давлением.In FIG. 3C, coffee is brewed using hot water supplied to the
На ФИГ. 3D приводное устройство возвращает фильтр 17 в исходное положение, так что сосуд 16 для кофе может быть извлечен для удаления кофейной таблетки.In FIG. The 3D drive device returns the
При перемещении сосуда для кофе, вместо головки подачи воды, для осуществления процесса закрытия и/или трамбовки не требуется перемещение каналов для текучей среды в машине, что упрощает конструкцию. В случае, когда сосуд для кофе виден снаружи, как это обычно бывает в гибридной и ручной эспрессо-машине, процесс закрытия и/или трамбовки может стать видимой частью процесса приготовления кофе, поскольку перемещение внешней емкости для кофе может быть видимым или почти видимым.By moving the coffee vessel instead of the water head to perform the closing and/or tamping process, no movement of the fluid passages in the machine is required, which simplifies the design. In the case where the coffee receptacle is visible from the outside, as is typically the case in a hybrid and manual espresso machine, the closing and/or tamping process may become a visible part of the coffee brewing process since movement of the outer coffee receptacle may be visible or nearly visible.
В показанном примере приводное устройство перемещает сосуд для кофе вверх и вниз. Это показано как простое линейное перемещение сосуда для кофе к неподвижной головке 40 подачи воды и от нее. Однако возможны и другие смещения, например, поворотное перемещение или даже боковое перемещение.In the example shown, the drive device moves the coffee container up and down. This is shown as a simple linear movement of the coffee container to and from the stationary
На ФИГ. 4 показан пример альтернативного перемещения с поворотным устройством. Возможны другие перемещения, в том числе горизонтальные и вертикальные.In FIG. Figure 4 shows an example of an alternative movement with a rotary device. Other movements are possible, including horizontal and vertical.
Однако имеется дополнительное преимущество, которое может быть достигнуто при смещении сосуда для кофе вверх и вниз. Это дополнительное преимущество можно видеть из ФИГ. 3, в частности из ФИГ. 3B и 3C.However, there is an additional benefit that can be achieved by moving the coffee container up and down. This additional advantage can be seen from FIG. 3, in particular from FIG. 3B and 3C.
Приводное устройство перемещает сосуд для кофе между первым и вторым положениями. В первом положении происходит подача молотого кофе, как показано на ФИГ. 3A. В это время верхняя часть сосуда 16 для кофе находится под выпускным отверстием 58 для молотого кофе, так что молотый кофе может быть доставлен под действием силы тяжести. Во втором положении происходит подача нагретой воды в сосуд для кофе через головку подачи воды, как показано на ФИГ. 3C. В это время верхняя часть сосуда для кофе находится над выпускным отверстием 58 для молотого кофе.The drive device moves the coffee container between the first and second positions. In the first position, ground coffee is supplied, as shown in FIG. 3A. At this time, the top of the
Таким образом, пар, поднимающийся из сосуда для кофе во время процесса заваривания по ФИГ. 3C, не может поступать в кофе в измельчителе 56 или емкости для кофейных зерен, тем самым сохраняя свежесть кофейных зерен. Это также предотвращает блокировку, которая может возникнуть в результате увлажнения кофейных зерен. Таким образом, перемещение сосуда для кофе во время закрытия и/или трамбовки обеспечивает множество преимуществ.Thus, the steam rising from the coffee vessel during the brewing process of FIG. 3C, cannot enter the coffee in the
Сосуд для кофе или приводное устройство также могут быть выполнены с возможностью физического закрытия выпускного отверстия 58 для молотого кофе во время подачи нагретой воды в сосуд для кофе через головку подачи воды. Это обеспечивает дополнительную изоляцию кофе в измельчителе и емкости от пара, образующегося во время заваривания.The coffee container or drive device may also be configured to physically close the
На Фиг. 5-8 показано, как этап закрытия и трамбовки реализуется с использованием гидравлической схемы по Фиг. 2A только в качестве примера.In FIG. 5-8 show how the closing and compacting step is implemented using the hydraulic circuit of FIG. 2A is for example only.
На ФИГ. 5 показана вставка сосуда 16 для кофе. В схеме отсутствует поток текучей среды и клапан 60 закрыт.In FIG. 5 shows the insert of a
На ФИГ. 6 показан процесс закрытия и трамбовки. Гидравлический исполнительный механизм 42 в данном примере поднимает весь сосуд 16 для кофе. Насос работает для создания давления в гидравлическом приводе 42, но нагреватель 34 остается выключенным. Клапан 60 остается закрытым.In FIG. Figure 6 shows the process of closing and compacting. The
На ФИГ. 7 достигнуто давление трамбовки. Пассивный клапан 48 открывается, нагреватель включается (например, на основании обнаружения того, что клапан 48 открылся), и происходит заваривание. Таким образом, заполняется чашка кофе.In FIG. 7 Tamping pressure has been reached.
На ФИГ. 8 клапан 60 открыт. Это может быть выполнено ручным действием пользователя, например, с помощью переключателя с ручным управлением, или путем выполнения начального этапа удаления сосуда 16 для кофе, например, вращения в его байонетном соединении, как описано выше. Таким образом, вода из гидравлического привода 42 может поступать обратно в резервуар 30 для воды через клапан 60. Слив воды из гидравлического привода приводит к тому, что поршень и сосуд 16 для кофе опускаются, а заварочная камера открывается. В этом случае может произойти утечка некоторого количества водяного пара. Этот водяной пар перемещается вверх от остатка молотого кофе в измельчителе.In FIG. 8
После полного опускания пользователь может извлечь сосуд для кофе и опорожнить его.Once completely lowered, the user can remove the coffee container and empty it.
Во всех приведенных выше примерах головка 40 подачи воды неподвижно закреплена относительно основного корпуса 12, а гидравлический исполнительный механизм 42 системы закрытия и/или трамбовки смещает сосуд 16 для кофе (или его часть) относительно головки 40 подачи воды для обеспечения закрытия заварочной камеры и трамбовки. В других примерах (не показаны) сосуд 16 для кофе может быть закреплен или неподвижен, а гидравлический исполнительный механизм 42 может быть выполнен с возможностью смещения головки 40 подачи воды или ее части (например, ее входного фильтра) относительно сосуда 16 для кофе для обеспечения закрытия и/или трамбовки.In all of the above examples, the
В других примерах кофемашина может быть кофемашиной ручного типа без емкости 54 для зерен и измельчителя 56.In other examples, the coffee machine may be a manual type coffee machine without
В других примерах кофемашина может быть полностью автоматической кофемашиной с сосудом для кофе, который установлен внутри, вместо съемного крепления к наружному установочному отверстию 14.In other examples, the coffee machine may be a fully automatic coffee machine with a coffee receptacle that is mounted internally instead of being removably attached to the outer mounting
На ФИГ. 9 схематически показан пассивный клапан с детектором состояния клапана, подходящий для использования в качестве клапана 48 в типовых схемах по ФИГ. 2A-2C и 5-8.In FIG. 9 is a schematic illustration of a passive valve with a valve status detector suitable for use as
Пассивный клапан, показанный на ФИГ. 9, основан на конструкции клапана, подробно описанной в WO 2018/122055.The passive valve shown in FIG. 9 is based on the valve design detailed in WO 2018/122055.
Пассивное клапанное устройство содержит корпус 90a, 90b, который образует впускной канал 92 и выпускной канал 94.The passive valve device includes a
Мембрана 96 клапана расположена между впускным каналом и выпускным каналом и имеет открытое состояние и закрытое состояние. В показанном примере мембрана 96 клапана имеет форму диска, при этом впускной канал 92 открывается к центральной части мембраны клапана, а выпускной канал открывается к краевой области мембраны клапана.The
Приводной элемент 98, в данном примере выполненный в виде поршня, приводится в движение вдоль оси 100 приводного элемента смещением пружины (не показана) для приведения мембраны клапана в закрытое состояние. Мембрана клапана перемещается в открытое состояние против смещения пружины в ответ на давление, присутствующее во впускном канале 92.The
В той мере, в какой это описано выше, конструктивное исполнение клапана соответствует описанию в WO 2018/122055, на которое дана ссылка.To the extent described above, the design of the valve corresponds to the description in WO 2018/122055, to which reference is made.
Эта конструкция может быть изменена путем включения чувствительного механизма, который может быть основан на емкостном измерении, оптическом обнаружении или магнитном распознавании, на основании нижнего и/или верхнего положения приводного элемента 98. Чувствительный механизм выбран для предотвращения любого существенного влияния на давление открытия клапана.This design may be modified by incorporating a sensing mechanism, which may be based on capacitance sensing, optical detection, or magnetic sensing, based on the lower and/or upper position of the
Одним из примеров подходящей модификации конструкции по WO 2018/122055 является обеспечение первого и второго выводов датчика, в целом обозначенных как 102. В этом примере они перемещаются друг к другу и друг от друга с перемещением приводного элемента 98.One example of a suitable modification to the design of WO 2018/122055 is to provide first and second sensor terminals, generally designated 102. In this example, they move towards and away from each other with the movement of the
Это может быть использовано для обеспечения контактного/бесконтактного распознавания для с получением двоичного сигнала обнаружения. Альтернативно емкостное измерение может быть использовано для получения диапазона значений обнаружения для расстояния открытия клапана.This can be used to provide contact/non-contact recognition to produce a binary detection signal. Alternatively, capacitance measurement can be used to obtain a range of detection values for the valve opening distance.
На ФИГ. 10 более подробно показан подход, основанный на контактном/бесконтактном распознавании. Приводной элемент 98 смещен к мембране 96 пружиной 103. Приводной элемент имеет кулачок 104 на наружной поверхности. Он используется для взаимодействия с конструкцией первого и второго выводов датчика.In FIG. 10 shows in more detail the approach based on contact/non-contact recognition. The
Каждый вывод датчика может быть установлен в закрепленном положении вдоль оси 100 приводного элемента. Один из первого и второго выводов датчика деформируется или перемещается перпендикулярно оси приводного элемента под действием кулачка. Это изменяет расстояние между первым и вторым выводами датчика.Each sensor lead may be mounted in a fixed position along the
Это обеспечивает пассивный клапан встроенным компактным и недорогим детектором состояния клапана. Это позволяет отслеживать работу клапана, так что могут быть предприняты действия по управлению, которые зависят от состояния клапана, как объяснялось выше. Кулачок 104 позволяет детектору состояния клапана работать с боковым перемещением, тем самым ограничивая пространство, занимаемое датчиком.This provides the passive valve with a built-in, compact and low-cost valve condition detector. This allows the operation of the valve to be monitored so that control actions can be taken that depend on the condition of the valve, as explained above.
На ФИГ. 11 показаны выводы датчика.In FIG. Figure 11 shows the sensor outputs.
Первый вывод 110 датчика содержит контактный рычаг 112, который смещается внутрь (т.е. по направлению к оси 100) для контакта со вторым выводом 120 датчика, когда контактный рычаг 112 не взаимодействует с кулачком, и перемещается наружу от второго вывода 120 датчика против смещения контактного рычага, когда контактный рычаг взаимодействует с кулачком. Показанный контактный рычаг 112 имеет контактный выступ 113 и язычок 114. Кулачок взаимодействует с язычком 114 для перемещения контактного рычага против смещения, когда язычок 114 выдвинут наружу, и контактный рычаг возвращается назад, когда кулачок удаляется.The
Первый вывод датчика в показанном примере содержит базовый рычаг 116, соединенный с контактным рычагом 112 пружинным изгибом 118. Таким образом, кулачок сводит два рычага 112, 116 первого вывода датчика вместе против смещения изгиба, когда язычок вытолкнут наружу, и два рычага отпружинивают друг от друга, когда кулачок удаляется. Это обеспечивает возможность использования цельного компонента для каждого вывода датчика.The first sensor terminal in the example shown comprises a
Противоположные концы выводов 110, 120 датчика образуют охватываемый соединитель со встроенными соединительными штырьками 122. Этот охватываемый соединитель предпочтительно расположен на боковом наружном крае клапанного устройства.Opposite ends of the sensor leads 110, 120 form a male connector with integral connection pins 122. This male connector is preferably located on the lateral outer edge of the valve assembly.
Первый и второй выводы 110, 120 датчика устанавливают и разрывают контакт посредством действия кулачка 104. Таким образом, в данном примере детектор состояния клапана является контактным/бесконтактным датчиком, выдающим двоичный выход, представляющий состояние клапана. Альтернативой является обеспечение аналогового сигнала, например, на основе изменения емкости или сопротивления как функции смещения и, следовательно, расстояния между выводами датчика.The first and
На ФИГ. 12 показано, как устанавливается контакт (левое изображение) и разрывается контакт (правое изображение).In FIG. Figure 12 shows how contact is made (left image) and contact is broken (right image).
На ФИГ. 13 показаны три возможные конструкции контактного выступа 113 на виде сверху и в разрезе. Это может быть усеченная пирамида, полусфера с плоской вершиной или прямоугольный гребень. Контактный выступ может быть образован в виде выемки (которая затем выступает с противоположной стороны) или складки.In FIG. 13 shows three possible designs of
На ФИГ. 14 показан кулачок 104 приводного элемента 98. По периферии может быть расположен набор кулачковых элементов. Для взаимодействия с выводами датчика требуется только один. Однако множество кулачков позволяют приспосабливать приводной элемент в различных угловых положениях. Кулачки могут быть использованы в качестве элементов выравнивания для обеспечения правильного совмещения одного из кулачков с язычком 114 первого вывода 110 датчика. Они также могут использоваться в качестве направляющих, так что угловое положение приводного элемента закреплено, когда он скользит вверх и вниз (разумеется, это необходимо, только когда он является круговым). Например, направляющая стенка в корпусе 90a, 90b может проходить между парой кулачков.In FIG. 14 shows a
Пассивный клапан обычно закрыт, потому что при отсутствии входного давления пружина смещает приводной элемент 98 к мембране 96 клапана. Таким образом, приводной элемент проходит вниз (для ориентации, используемой на чертежах). Это означает, что кулачок 104 взаимодействует с язычком 114, так что контакт между выводами датчика нарушается. Это обеспечивает нулевое потребление тока датчиком в этом нормально закрытом состоянии пассивного клапана.The passive valve is typically closed because, in the absence of inlet pressure, the spring forces the actuator 98 against the
Это также означает, что контакты (контактный выступ 113) нормально разделены. При контакте коррозия материала происходит быстрее. Таким образом, ограничение количества времени контакта ограничивает коррозию и ограничивает величину расчетного усилия, необходимого для обеспечения коррозионной стойкости в течение срока службы устройства. Например, может быть достаточно более тонкого слоя золота или другого пассивирующего металла.This also means that the contacts (contact protrusion 113) are normally separated. Upon contact, corrosion of the material occurs faster. Thus, limiting the amount of contact time limits corrosion and limits the amount of design force required to provide corrosion resistance over the life of the device. For example, a thinner layer of gold or other passivating metal may be sufficient.
На ФИГ. 15 показан вид сверху корпуса 90a, 90b клапана и показан боковой охватываемый соединитель 150 с отверстиями 152 для штырьковифтов 122 соединителя двух выводов 110, 120 датчика. Охватываемый соединитель 150 может быть, например, разъемом JST. Разъем JST обычно имеет сплошные штырьки. Однако выводы 110, 120 датчика выполнены в виде листового металла. Для того чтобы их концы 122 работали как квадратные контактные штырьки, может быть использовано Г-образное поперечное сечение стержня выводов 110, 120, как показано на ФИГ. 11. Это противодействует изгибу. Для рычагов 112, 116 может быть использован плоский профиль.In FIG. 15 is a top view of the
На ФИГ. 16 показан охватываемый соединитель 150 более подробно, со штырьками 122 соединителя, вставленными через отверстия 152.In FIG. 16 shows
На ФИГ. 17 показано, как концы 122 выводов 110, 120 датчика выступают через отверстия 152 для образования охватываемого соединителя.In FIG. 17 shows how the ends 122 of the sensor leads 110, 120 protrude through the
Описание приведенных выше примеров гидравлической схемы и использование пассивного клапана относятся к кофемашине гибридного типа. Тем не менее, многие из приведенных выше концепций применимы также к кофемашинам ручного и полностью автоматического типов.The descriptions of the hydraulic circuit examples above and the use of a passive valve refer to a hybrid type coffee machine. However, many of the above concepts also apply to manual and fully automatic coffee machines.
Другие вариации описанных вариантов осуществления могут быть поняты и реализованы специалистом в данной области техники при осуществлении заявленного изобретения на практике после ознакомления с чертежами, описанием и прилагаемой формулой изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает других элементов или этапов, а грамматическая форма единственного числа не исключает наличия множества. Единственный процессор или иной модуль может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Тот факт, что некоторые средства описаны во взаимно различных зависимых пунктах формулы, не означает, что объединение этих средств не может быть использовано для обеспечения преимущества. Если термин "приспособлен для" используется в формуле изобретения или описании, то следует отметить, что термин "приспособлен для" предназначен для эквивалентного обозначения термина "выполнен с возможностью". Никакие ссылочные обозначения в формуле изобретения не следует рассматривать, как ограничивающие объем.Other variations of the described embodiments may be understood and implemented by one skilled in the art in putting the claimed invention into practice after reading the drawings, description and appended claims. In the claims, the word “comprising” does not exclude other elements or steps, and the grammatical form of the singular does not exclude the presence of the plural. A single processor or other module can perform the functions of several elements listed in the claims. The fact that certain agents are described in mutually different dependent claims does not mean that the combination of these agents cannot be used to provide an advantage. If the term "capable of" is used in a claim or description, it should be noted that the term "capable of" is intended to be equivalent to the term "capable of." No reference symbols in the claims should be construed as limiting the scope.
Claims (30)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19219800.0 | 2019-12-27 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2812833C1 true RU2812833C1 (en) | 2024-02-02 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3896280A (en) * | 1974-03-13 | 1975-07-22 | Us Army | Valve position indicator |
WO2002058523A1 (en) * | 2001-01-24 | 2002-08-01 | Monodor S.A. | Device for injecting water into an apparatus for preparing a beverage from a capsule |
RU2214147C2 (en) * | 2000-03-15 | 2003-10-20 | Фианара Интернэшнл Б.В. | Coffee machine (versions) and coffee machine valve |
WO2013117362A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | Wmf Württembergische Metallwarenfabrik Ag | Coffee maker and method for operating same |
RU2607542C2 (en) * | 2011-05-10 | 2017-01-10 | Бревилл Пти Лимитед | Apparatus and method for improved coffee maker |
WO2018122055A1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | Koninklijke Philips N.V. | Device for making a beverage |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3896280A (en) * | 1974-03-13 | 1975-07-22 | Us Army | Valve position indicator |
RU2214147C2 (en) * | 2000-03-15 | 2003-10-20 | Фианара Интернэшнл Б.В. | Coffee machine (versions) and coffee machine valve |
WO2002058523A1 (en) * | 2001-01-24 | 2002-08-01 | Monodor S.A. | Device for injecting water into an apparatus for preparing a beverage from a capsule |
RU2607542C2 (en) * | 2011-05-10 | 2017-01-10 | Бревилл Пти Лимитед | Apparatus and method for improved coffee maker |
WO2013117362A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | Wmf Württembergische Metallwarenfabrik Ag | Coffee maker and method for operating same |
WO2018122055A1 (en) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | Koninklijke Philips N.V. | Device for making a beverage |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6405637B1 (en) | Fluid delivery system for generating pressure pulses to make beverages | |
EP1658796A2 (en) | Coffee machine and method for producing a hot drink | |
US9259120B2 (en) | Brew beverage device with pressure release | |
US20080041231A1 (en) | Method and device for brewing beverages | |
CN103582440A (en) | Liquid heating apparatus | |
EP2040589B1 (en) | Beverage maker comprising a floating member for determining when a water pumping action needs to be terminated | |
CN105832151A (en) | Pump operated beverage maker | |
EP4081081B1 (en) | Coffee machine, closing and/or tamping system and valve arrangement suitable for use in a coffee machine | |
US20230044801A1 (en) | Coffee machine and valve arrangement suitable for use in a coffee machine | |
US20160183717A1 (en) | Improved apparatus for the preparation of one or a plurality of beverages | |
EP3082525A1 (en) | Set of consumables and beverage dispenser | |
RU2812833C1 (en) | Coffee machine, closing and/or tamping system and valve device suitable for use in coffee machine | |
WO2011018363A1 (en) | System, capsule, percolating machine, and method for making a brewed beverage of user-selectable concentration | |
RU2812802C1 (en) | Coffee machine and valve device suitable for use in coffee machine | |
CN113226128A (en) | System and method for dispensing edible product to a container through container adjustment | |
EP4081082B1 (en) | Coffee machine, tamping system and valve arrangement suitable for use in a coffee machine | |
CN115778184A (en) | Water vapor isolation method of coffee machine | |
RU2817345C1 (en) | Coffee machine | |
CN111904276B (en) | Beverage preparation machine provided with a water tank and a pressure sensor for measuring the quantity of water taken | |
AU2021221503A1 (en) | Apparatus for Preparing Beverages | |
JPS6247321A (en) | Quantitative hot water feeder of infusion apparatus of coffee | |
MX2008006474A (en) | Device for producing coffee |