Контрольний пристрій із перистальтичним клапаном для машини для приготування напоїв

Реферат: Машина для приготування напоїв, що містить резервуар (10), систему водопостачання (2), що містить принаймні відділення (5) для нагрітої води та відділення (6) для ненагрітої води, насос (4) для подачі води з резервуара через систему водопостачання (2), а також модуль (3) для приготування напою, і клапанний пристрій (7), виконаний таким чином, щоб контролювати, по вибору, відкриття або закриття відділень системи водопостачання (5, 6). Клапанний пристрій (7) є перистальтичною системою, що містить засоби компресії, які затискають трубу кожного відділення системи водопостачання і діють під впливом еластичних зворотних засобів. UA 97843 C2 (12) UA 97843 C2 UA 97843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до контрольного пристрою із перистальтичним клапаном, який дозволяє за своїм вибором відкривати та закривати труби для водопостачання, які підлягають контролю. Винахід можливо застосовувати, зокрема, у машинах для приготування напоїв, зокрема, для контролювання вибіркового відкриття та закриття декількох труб для постачання, наприклад, труб для постачання холодної та гарячої води. Пристрої із важільним управлінням, обладнані перистальтичним клапаном, розкриті у великій кількості заявок. В патенті US 3861421 розкрито міксер, який включає пристрій для вибіркового замикання двох труб із використанням кулачка, що взаємодіє із компресійними важелями. Патент US 4328834 відноситься до запірного клапану для праски, в якому коромисло застосовують для вибіркового стиснення двох труб напроти опуклої поверхні, для забезпечення проходу крізь них, за бажанням, води або пари. Патент US 4061142 відноситься до пристрою для контролювання потоку крові через два відрізки труби із застосуванням пари затискних рукояток, змонтованих таких чином, що вони є гнучкими на опорі і можуть закриватися центральним кулачком. Пристрій обладнаний еластичними засобами у формі пластинчастої пружини, натяг яких регулюється центральним кулачком. Однією з характеристик такого пристрою є високі сили натягу, які спричиняють значне стиснення труб, що може швидко їх пошкодити, так що вони не зберігатимуть своєї первинної еластичності, а також може призвести до недостатньої стабільності у різних положеннях та до недостатньої чутливості через вплив значних сил натягу або стиснення під дією натягу пластинчастих пружин. Зокрема, для застосування в установках для приготування напоїв, існує потреба в перистальтичному клапанному пристрої із більшою чутливістю при переході з одного положення в інше, та з кращою стабільністю в кожному з положень клапану. Для досягнення цієї мети, у винаході описано контрольний пристрій із перистальтичним клапаном для контролювання вибіркового відкриття та закриття першої та другої труб, що проходять крізь пристрій, який включає: - засоби керування, такі, як важіль або аналогічна деталь, нерухомо приєднані до корпусу коромисла; - основу, на якій змонтовано корпус, для переходу між принаймні одним нейтральним положенням (N), двома вибірковими положеннями «відкрито/закрито» (S1, S2) труб, а саме, положенням, при якому першу трубу закрито, а другу відкрито, та положенням, при якій першу трубу відкрито, а другу закрито, та - засоби компресії труби, змонтовані на основі і придатні для зміщення по відношенню до еластичних зворотних засобів за допомогою управління важелем. Еластичні засоби є еластичними зворотними засобами, виконаними для корпусу коромисла, з метою: - у нейтральному положенні - щоб утримувати засоби компресії у положенні «закрито» по відношенню до двох труб із достатнім зворотним натягом для утримання двох труб закритими, і - в обраних положеннях «закрито/відкрито» - щоб утримувати засоби компресії із більшим натягом на одній з обраних труб, так щоб закрити одну трубу і принаймні частково відкрити іншу трубу. Таким чином, однією з переваг винаходу є утримання обох труб закритими у нейтральному положенні, для запобігання будь-якому витіканню. У такий спосіб зворотний натяг еластичних засобів може бути визначений так, щоб утримувати труби закритими під дією залишкового тиску у системі постачання. Ще однією перевагою є те, що еластичні зворотні засоби утворені принаймні однією зворотною пружиною, виконаною між корпусом коромисла та засобами компресії. Зворотна пружина переважно виконана таким чином, щоб забезпечувати стабільне положення засобів компресії в обраному положенні «закрито/відкрито», і переважно, також у нейтральному положенні труб «закрито». Більш детально, еластичні засоби включають дві пружини або два відрізки пружини, розташовані під перетином та симетрично, так, щоб діяти у протидії і утримувати засоби компресії принаймні при певному значенні натягу. Зокрема, більшої стабільності можна досягти, коли корпус коромисла встановлений на опорі на принаймні двох паралельних обертових пальцях. Так, кожен палець забезпечує обертове зміщення корпусу по відношенню до основи, по напряму до одного з обраних положень труб «відкрито/закрито». Інакше кажучи, корпус зміщують навколо або одного з обертових пальців, залежно від того, на якій стороні обертається палець, для приведення в дію засобів компресії. Крім того, в нейтральному положенні корпус коромисла залишається на двох обертових пальцях, що 1 UA 97843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дозволяє розподіляти навантаження і, таким чином, забезпечує більшу, стабільність. Переважно, засоби компресії труби включають дві затискні рукоятки, що обертаються на основі. Ці рукоятки розміщені на кожній стороні основи. Вони змонтовані таким чином, що можуть обертатися на основі. Засоби компресії затискують кожну трубу по відношенню до робочої поверхні основи. Зокрема, затискні рукоятки можуть рухатися по напряму до робочих поверхонь, які, переважно, нерухомо приєднані до основи. Затиснення труб, таким чином, відбувається як защіпання. Правильного затиснення труб переважно досягають, коли робоча поверхня основи і робоча поверхня затискних рукояток утворюють опуклі поверхні притискання, переважно, невеликого радіусу. Радіус кривизни поверхонь залежить, звичайно, від діаметру труб. Наприклад, радіус поверхні може становити від 2 до 8 мм. Ширину опуклих поверхонь обирають таким чином, щоб вона перевищувала ширину труб у стадії компресії. Наприклад, ширина опуклої поверхні може принаймні в 1,5 рази перевищувати ширину труб в компресії. Відповідно до однієї з ознак винаходу, затискні рукоятки приєднані до корпусу коромисла важеля за допомогою пружин, що являють собою еластичні зворотні засоби, які виконані таким чином, щоб займати стабільне положення при проходженні за віссю обертання під час ротаційного переміщення корпусу по відношенню до основи в одне з обраних положень труб «закрито/відкрито». При такій конфігурації по типу «колінчастого важеля», стабільність обраних положень труб значно збільшується. Це призводить до безпечного і більш приємного для споживача відчуття при управлінні пристроєм. Крім того, при великому діапазоні кутів гарантоване безпечне закриття труб у нейтральному положенні, а відкриття однієї з труб ефективно проводять при переході в обране положення. Пристрій також може функціонувати як запобіжний клапан при надмірному тиску у трубах, забезпечуючи випускання надлишкової пари. Відповідно до ще однієї ознаки, пружини мають точки приєднання до корпусу коромисла і до зазначених затискних рукояток у конфігурації, при якій вони перетинаються у повздовжній площині основи. Ця ознака також збільшує стабільність різноманітних положень пристрою «закрито». Пристрій відповідно до винаходу також містить принаймні один контрольний перемикач. Перемикач приєднаний до електричної мережі для управління насосом. Перемикач може бути виконаний таким чином, що засоби управління корпусом коромисла діють на перемикач в одному положенні корпусу коромисла по відношенню до основи. У винаході також описано машину для приготування гарячих або холодних напоїв, що містить вищеописаний пристрій. Впускні труби водопостачання можуть подавати воду різних температур. Машина може включати дві впускні труби водопостачання. Перша впускна труба водопостачання може бути трубою для нагрітої води, а друга - для ненагрітої води. У винаході також розкрито машину для приготування напоїв, яка включає: резервуар, систему водопостачання, що містить принаймні відділення для нагрітої води та відділення для ненагрітої води; насос для подачі води з резервуару через систему водопостачання, і модуль для приготування напою, і клапанний пристрій, виконаний таким чином, щоб контролювати відкриття та закриття відділень системи водопостачання, яка відрізняється тим, що клапанний пристрій є перистальтичною системою, що включає засоби компресії, які затискують трубу кожного відділення системи водопостачання під дією еластичних зворотних засобів. Винахід буде краще описаний із посиланням на додані фігури, на яких: Фігура 1 схематично зображує привідний блок машини, що містить пристрій відповідно до винаходу; Фігура 2 зображує загальний вид перистальтичного клапанного пристрою у нейтральному положенні; Фігура 3 показує загальний вид у перерізі по повздовжній вісі пристрою відповідно до винаходу у нейтральному положенні; Фігура 4 зображує загальний вид пристрою у перерізі по повздовжній вісі у першому положенні, в якому перша труба закрита, а друга - відкрита; Фігура 5 показує загальний вид пристрою у перерізі по повздовжній вісі у другому положенні, в якому друга труба закрита, а перша - відкрита; Фігура 6 показує вид пристрою у розібраному стані, і Фігура 7 зображує детальний вигляд зворотної пружини при натягуванні для затискання. Пристрій відповідно до винаходу можливо застосовувати у машині для приготування напоїв, 2 UA 97843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 такій, як машина для приготування кави, що зображена на фігурі 1. Машина, зображена на фігурі 1, звичайно має джерело води, наприклад, резервуар 10, що містить воду кімнатної температури. Система водопостачання 2 виконана із виходом із резервуару та веде до модуля заварювання 3, в якому заварюють такі інгредієнти, яка кава, чай тощо. Модуль заварювання може бути виконаний таким чином, щоб в нього можливо було вставляти капсулу, пакетик або будь-яку іншу упаковку з інгредієнтом. Модуль може бути виконаний таким чином, щоб піддаватися тиску рідини, що заварюється. Тиск у модулі та в упаковці може досягати декількох бар, наприклад, від 5 до 20 бар. Зважаючи на це, виконано насос 4 для постачання рідини під тиском у модуль. Прийнятний насос може бути поршневим насосом або діафрагмовим насосом, або іншим перистальтичним насосом. Система водопостачання включає два відгалуження від системи, що утворюють труби 5, 6, які ведуть до перистальтичного клапанного пристрою 7 відповідно до винаходу. Одне з відгалужень або відрізків труби 5 поєднують із водонагрівачем, таким, як термоблок або картридж нагрівання 8. Інше відгалуження або відрізок 6 сполучає насос, через наскрізну трубу від випускного отвору насосу, із перистальтичним клапанним пристроєм, для того, щоб постачати холодну воду у модуль. Система перемикання 40 приєднана до перистальтичного клапанного пристрою для забезпечування контролювання ввімкнення/вимкнення насосу, як буде пояснено нижче. Перистальтичний клапанний пристрій буде описано більш детально із посиланням на фігури 2-7. На фігурі 2 показано клапан у нейтральному положенні. Різноманітні складові клапана показані в перерізі на фігурі 6. Пристрій містить контрольний блок 9, що складається з важеля 10 та приєднаного до важеля корпусу коромисла 11. Корпус коромисла вставлений в основу 12, що є опорою для фіксації пристрою у машині для приготування напоїв. На кожній стороні основи виконані обертові пальці, на яких тримається корпус. Більш конкретно, ці пальці включають два паралельні обертові шарнірні пальці 13, 14. Вони утворені циліндричними деталями, приєднаними до однієї з двох бічних пластин 15, 16 основи, в проекції до центру останньої. На корпусі коромисла, виконані два нижні заглиблення 17, 18, кожне з яких містить два гнізда в формі полих напівциліндрів, які розташовані напроти циліндричних частин основи, для підтримки і обертання. Вбачається, таким чином, що корпус коромисла може рухатися альтернативно - навколо одного чи іншого обертового пальця, залежно від того, на якій стороні він знаходиться під час приведення важеля в дію. Основа 12 містить, крім того, отвори на кожній бічній пластині, призначені для проходу крізь них відрізків труби 50, 60. Відрізки труби, таким чином, проходять через основу для вставляння у гніздо 20 на кожній стороні основи. Крім того, пристрій містить дві затискні рукоятки 21, 22 на кожній стороні основи, виконані таким чином, що вони можуть обертатися навколо центрального штиря - 23, який утворює обертовий палець для рукояток і приєднаний до основи. Штир 12 проходить крізь обидві бічні пластини основи або може бути виконаний литтям під тиском як їх невід'ємна складова. Дві затискні рукоятки розташовані напроти одна одної і паралельно до площини ходу важеля. Затискні рукоятки розташовані симетрично на кожній стороні штиря 23. Затискні рукоятки виконані аркоподібними і містять опуклу затискну частину 29. Нижній кінець рукоятки закінчується на відрізку, виконаному із відкритим вирізом 24, який утворює вісь обертання по відношенню до центрального штиря 23. Рукоятка, таким чином, може бути легко приєднана до штиря шляхом простого защіпання на ній. На основі виконано центральний блок, що включає робочі поверхні 25, якими затиснуті відрізки труби. Ці робочі поверхні мають опуклу поперечну частину із невеликим радіусом, що уможливлює однорідне затиснення відрізку труби вздовж всієї її поперечної частини. Наприклад, поперечна частина робочої поверхні може мати радіус між 3 та 10 мм. Затискні рукоятки 21, 22 приєднані до корпусу коромисла еластичними зворотними засобами. У цьому випадку, кожна із зворотних пружин 30, 31 сполучена, з одного боку, за допомогою пальця або засобів приєднання 33, із нижнім кінцем 26 кожної затискної рукоятки, а з іншого боку, із штирями 27, 28, приєднаними до корпусу коромисла. Пружини можуть бути спіральними або будь-якого іншого типу. Слід відзначити, що, аналогічним чином, може бути передбачена одна пружина, що складається з двох різних еластичних частин, розташованих у аналогічний вищезазначеному спосіб. Пружини розташовані так, що вони перетинаються у проекції повздовжньої площини. Таке виконання дозволяє координувати дію обох пружин у всіх положеннях і покращує стабільність у кожному положенні. Відносне положення пружин до обертових пальців 13, 14 також є важливим для забезпечення стабільності пристрою при різноманітних положеннях важеля. 3 UA 97843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Пристрій також містить принаймні один контрольний перемикач 40, виконаний на основі. Перемикач розміщений по відношенню до контрольної системи постачання машини, для того, щоб контролювати ввімкнення і вимкнення насосу. Контрольний перемикач приводять в дію за допомогою корпусу коромисла, що містить нерухому деталь активації 41. Відповідне положення корпусу коромисла визначає спосіб приведення в дію перемикача. На фігурі 3 пристрій виконано у так званому «нейтральному» положенні (N) або у збалансованому закритому положенні труб. В такий спосіб важіль розташований вертикально, і, таким чином, деталь 41, перебуваючи у спокої, не діє на перемикач. Контрольна система постачання вимкнена. Насос вимкнений, а рідина не надходить в труби. Верхній поток тиску у пристрої звичайно є залишковим тиском води, що утримує насос тільки готовим до дії. Компресія, досягнута на трубах пристрою, є достатньою для запобігання витіканню. Корпус коромисла розміщений напроти двох пальців 13, 14. Навантаження, таким чином, збалансовано розподіляється між двома пальцями 13, 14 натяжними пружинами 30, 31. Дві пружини злегка натягнуті, але не зазнають такого натягу, щоб привести дві рукоятки в дію і симетрично затиснути дві труби. Натяг від 10 до 20 ньютонів є достатнім для герметичного закриття труб, коли останні знаходяться під низьким внутрішнім гідравлічним тиском (наприклад, від 1 до 7 бар), Натяг визначено як функцію жорсткості труб. Тиск під час вимкнення насосу є залишковим тиском, який є низьким в принципі. Однак, вищий тиск може спричинити відкриття пристрою, наприклад, в разі випадкового підвищення тиску у водонагрівачі для випускання надлишку пари. В такому випадку, пристрій діє як запобіжний клапан і запобігає перебуванню системи постачання при надто високій температурі протягом надто тривалого проміжку часу. На фігурі 4 важіль показано при положенні «закрито» (S1) труби 50 і при положенні «відкрито» труби 60 (під дією її власної еластичності та/або під дією внутрішнього гідравлічного тиску). У такому положенні корпус коромисла 11 обертається навколо обертового пальця 14. Перемикач, таким чином, приводять в дію, для ввімкнення насосу. Положення корпусу коромисла приводить в дію затискну рукоятку 22. Зворотна пружина 31 діє на затискну рукоятку, що рухається, із більшим зусиллям, дозволяючи трубі 50 закритися, щоб опиратися відносно високому внутрішньому гідравлічному тиску при роботі насоса. Протилежна пружина 30, відтак, знаходиться у положенні спокою або під меншим натягом, дозволяючи трубі відкритися, щоб дозволити пройти рідині під тиском. Сили закриття на трубі 50 можуть становити принаймні 45 ньютонів для створення опору гідравлічному тиску в принаймні 10 бар, наприклад, до 20 бар або більше, залежно від типу насосу. На фігурі 5 показане протилежне положення, тобто, важіль розташований у положенні «закрито» (S2) труби 60 і у положенні «відкрито» труби 50. Труба може бути відкрита завдяки її власній еластичності або під дією гідравлічних сил. У такому положенні, перемикач знов сполучений із деталлю 41, яка перебуває у стані спокою. Корпус коромисла 11 обертається навколо обертового пальця 13. Таким чином, рукоятка 21 притягнута зворотною пружиною 31. Фігура 7 показує стабільний ефект, якого досягають у положенні натягу, застосованого, коли одна з труб закрита. Така стабільність досягається положенням вісі пружини (І), що проходить через два пальці 28, 33, які знаходяться на віддаленій стороні від точки обертання 13 корпусу коромисла по відношенню до основи. Прохід вісі пружини через вісь обертання спричиняє максимальний натяг пружини. Це призводить до приведення пружиною рукоятки у дію в положенні, що посилює компресію (F) труби. Положення важеля є особливо стабільним, оскільки для початку повторного відкриття труби необхідно привести важіль у протилежне положення (до нейтрального положення) і здійснити максимальний натяг пружини в момент проходу через точку обертового пальця 13. Слід відзначити, що на кожній стороні основи може бути виконаний «обмежувач», для обмеження ходу блоку 9 до максимально можливого обраного положення «закрито/ відкрито». Іншою перевагою клапанного пристрою відповідно до винаходу є те, що він дозволяє рідині постійно знаходитися у гідравлічній системі водопостачання, та запобігає дренажу насоса. Слід зазначити, що винахід описаний на прикладі переважного втілення винаходу, однак, може мати численні варіанти втілення. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 1. Контрольний пристрій із перистальтичним клапаном для контролювання вибіркового закриття або відкриття першої та другої труб, що проходять крізь пристрій, який містить: - засоби керування, нерухомо приєднані до корпусу коромисла; - основу, до якої приєднаний корпус для пересування принаймні між одним нейтральним положенням (N), двома вибраними положеннями "закрито/відкрито" (S1, S2) труб, що 4 UA 97843 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 передбачають закрите положення першої труби та відкрите положення другої труби, а також відкрите положення першої труби і закрите положення другої труби, і - засоби компресії труби, приєднані до основи і придатні до переміщення за допомогою еластичних зворотних засобів, що приводять в дію важіль, який відрізняється тим, що еластичні засоби є еластичними зворотними засобами, виконаними відносно корпусу коромисла для того, щоб: - в нейтральному положенні - утримувати засоби компресії у закритому положенні відносно обох труб, із достатнім зворотним натягом для утримання двох труб закритими, а - у вибраному положенні "закрито/відкрито" - утримувати засоби компресії, за своїм вибором, із більшим натягом на одній трубі, так щоб закривати одну з труб і принаймні частково відкривати іншу трубу. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що еластичні зворотні засоби утворені принаймні однією зворотною пружиною, виконаною між корпусом та засобами компресії. 3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що зворотна пружина виконана для забезпечення стабільного положення засобів компресії у вибраному положенні труб "закрито/відкрито". 4. Пристрій за будь-яким з пп. 1, 2 або 3, який відрізняється тим, що корпус коромисла встановлений на основі на принаймні двох паралельних обертових пальцях, кожен палець спричиняє обертове зміщення корпусу відносно основи в одне з вибраних положень труб "закрито/відкрито". 5. Пристрій за п. 4, який відрізняється тим, що засоби компресії труби містять дві затискні рукоятки, що обертаються на основі. 6. Пристрій за п. 5, який відрізняється тим, що засоби компресії затискають труби відносно робочої поверхні основи. 7. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що робоча поверхня основи утворює опуклу поверхню. 8. Пристрій за будь-яким з пп. 5, 6 або 7, який відрізняється тим, що затискні рукоятки приєднані до корпусу коромисла важеля двома пружинами або двома відрізками пружини, що утворюють еластичні зворотні засоби, які виконані таким чином, щоб займати стабільне положення при проходженні за віссю обертання під час обертового переміщення корпусу відносно основи, в одне з вибраних положень труб "закрито/відкрито". 9. Пристрій за п. 8, який відрізняється тим, що пружини мають точки приєднання до корпусу коромисла і до затискних рукояток, виконані таким чином, що вони перетинаються у проекції повздовжньої площини основи. 10. Пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що він містить принаймні один контрольний перемикач для приведення в дію насоса, а також засоби для приведення в дію корпусу коромисла, що діють на зазначений перемикач. 11. Машина для приготування гарячих або холодних напоїв, яка містить пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, і яка містить першу впускну трубу для нагрітої води та другу впускну трубу для ненагрітої води, які взаємодіють у зазначеному пристрої. 12. Машина для приготування напоїв за п. 11, яка відрізняється тим, що містить насос, розташований таким чином, щоб вмикатися при виборі положень труб "закрито/відкрито" (S1, S2). 13. Машина для приготування напоїв, яка містить резервуар (10), систему водопостачання (2), що містить принаймні відділення (5) для нагрітої води та відділення (6) для ненагрітої води; насос (4) для подачі води з резервуара через систему водопостачання (2), модуль (3) для приготування напою, і клапанний пристрій (7), виконаний таким чином, щоб контролювати відкриття та закриття відділень системи водопостачання (5, 6), яка відрізняється тим, що клапанний пристрій (7) є перистальтичною системою, що містить засоби компресії, які затискають труби (50, 60) кожного відділення системи водопостачання під дією еластичних зворотних засобів (30, 31). 5 UA 97843 C2 6 UA 97843 C2 7 UA 97843 C2 8 UA 97843 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9