Резервуар для воды со спиральной полостью насоса и опорой двигателя
Резервуар для воды, содержащий секцию дна и верхнюю поверхность, расположенную на расстоянии от секции дна, закрытой крышкой, по существу, цилиндрическую полость насоса, образованную в секции дна с вращательным перемещающимся элементом, расположенным вокруг приводного вала, расположенного перпендикулярно относительно секции дна, причем полость насоса закрыта круглым верхним тарельчатым элементом, поддерживаемым опорным элементом в непосредственной близости от верхней стороны полости насоса, опорную часть двигателя, проходящую от верхнего тарельчатого элемента к крышке, на которой поддерживается или, по меньшей мере, частично поддерживается двигатель, при этом двигатель соединен с перемещающимся элементом посредством приводного вала и расположен или, по меньшей мере, частично расположен в резервуаре через отверстие в крышке, имеющее диаметр, превышающий диаметр круглого верхнего тарельчатого элемента. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Настоящее изобретение относится к резервуару для воды для использования в устройстве для розлива напитков. Резервуар для воды содержит секцию дна и верхнюю поверхность, расположенную на расстоянии от секции дна, закрытой крышкой, по существу, цилиндрическую полость насоса, образованную в секции дна с вращательным перемещающимся элементом, расположенным вокруг вала, расположенного перпендикулярно относительно секции дна. Опорная часть двигателя проходит от верхнего тарельчатого элемента над перемещающимся элементом к крышке, на которой поддерживается или, по меньшей мере, частично поддерживается двигателем. Двигатель соединен с перемещающимся элементом посредством приводного вала и расположен или, по меньшей мере, частично расположен в резервуаре через отверстие в крышке.
В таком устройстве, например, вода перемещается из резервуара для воды с помощью насоса в нагревающее устройство, из которого теплая вода перемещается в распределитель. Теплая вода подается пользователю и/или на одно или несколько устройств для приготовления напитков через распределитель. Такое устройство описано, например, в патентах Нидерландов №6000164, №6000166.
Евразийский патент №1245013 и патент №0811345 описывают системы, которые работают на основе гравитационной силы и которые подают постоянное количество текучей среды. Такая система не является подходящей для подачи изменяющихся количеств текучей среды, например воды. Более того, только ограниченный объем текучей среды может подаваться за единицу времени, используя известные системы.
Другой недостаток известных систем состоит в том, что всегда требуется, чтобы различные части находились в более или менее зафиксированном положении относительно друг друга. Это означает, что постоянное пространство должно быть зарезервировано в устройстве с ограниченной свободой пространства для обеспечения возможности использования системы, таким образом, ограничивая возможные варианты конструкции устройства. В частности, в устройствах, для которых одно из требований заключается в том, что они подавали относительно небольшое количество напитка или воды (0,1-0,2 литра) и были способны быстро подавать 1,8 литра в кувшин, эти недостатки являются препятствием. Дополнительно, существуют требования того, что устройство должно быть настолько компактным (маленьким), насколько возможно, и такие устройства для розлива должны приготавливать множество напитков из нескольких разных ингредиентов. Комбинация требований, подача, приблизительно от 0,15 литра до приблизительно 1,8 или более литров за относительно короткий период от 10 до 90 секунд, несколько напитков из воды и нескольких ингредиентов и очень компактная конструкция означают, что резервуар и размеры системы должны быть достаточно большими, выполнены очень компактными и, таким образом, обеспечивать оптимальное использование любого пространства в устройстве.
Однако известные системы имеют некоторые недостатки.
Насос, например, требует довольно большого пространства для его установки в устройстве, особенно если требуется быстрая перекачка бόльших объемов, по меньшей мере, в случае автоматического устройства для розлива напитков. Это часто в некоторой степени вызывается тем, что требуется подходящий насос для перемещения текучей среды для потребления, которая, вероятно, также является горячей (>82°C).
Распределительное устройство, которое применяется в сочетании с насосом и должно быть приспосабливаемым к нему, также часто является относительно большим. Дополнительно, эти распределительные устройства обычно имеют проблемы с воздушными пузырями, которые могут препятствовать протеканию потока, если они используются для бόльших количеств, примерно 1,5 литра в минуту. Для этой цели разработана система деаэрации, раскрытая в Европейском патенте №1462040.
Следовательно, цель изобретения состоит в создании резервуара для воды, из которого вода с относительно большим расходом может подаваться в различные устройства для розлива напитков и/или к пользователям. Дополнительная цель изобретения состоит в создании резервуара для воды с относительно небольшими размерами. Также цель изобретения состоит в создании резервуара для воды, от которого насос и перемещающийся элемент могут быть легко отсоединены с целью обслуживания, проверки и/или замены.
Для достижения указанных целей резервуар для воды в соответствии с изобретением отличается тем, что рабочая полость насоса на верхней поверхности закрыта круглым верхним тарельчатым элементом, поддерживаемым опорным элементом в непосредственной близи от верхнего края рабочей полости насоса, причем отверстие в крышке имеет диаметр, превышающий диаметр круглого верхнего тарельчатого элемента.
Посредством закрывания рабочей полости насоса на верхней поверхности с помощью круглого тарельчатого элемента может быть обеспечена простая опора двигателя на дне резервуара, причем стенки полости насоса образованы дном резервуара. Круглый тарельчатый элемент может быть размещен через отверстие в крышке, таким образом, не требуется отсоединять крышку от резервуара для проверки, обслуживания или замены во время установки двигателя и его удаления. Предпочтительно, двигатель установлен рядом с отверстием и является снимаемым с крышки, например, посредством винтовой резьбы или соединения байонетного типа.
В одном варианте осуществления перемещающийся элемент содержит опорную пластину, соединенную с приводным валом и расположенную на стороне, обращенной к двигателю, отклоняющиеся лопасти, прикрепленные к опорной пластине. Посредством установки лопастей на опорную пластину вода, извлекаемая из резервуара и подаваемая в полость насоса, отводится в радиальном направлении к выпускному отверстию в дне рабочей полости насоса, при этом выпускное отверстие расположено на радиальном расстоянии от опорной пластины.
Предпочтительно, канал для потока образован в секции дна вокруг центральной секции, которая ограничена боковыми стенками, и имеет точку впуска и точку выпуска, которая соединена с выпускным отверстием, расположенным перпендикулярно относительно секции дна, причем поверхность поперечного сечения канала для потока увеличивается от точки впуска по направлению к точке выпуска. Таким образом, образуется спираль из тангенциального насоса, так что достигается относительно высокая производительность с использованием насоса небольшого объема.
Для направления потока воды рядом с точкой выпуска к направленному вертикально вниз выпускному отверстию отклоняющийся элемент может быть расположен в канале для потока сбоку относительно окружного направления канала для потока.
Вариант осуществления насоса в соответствии с изобретением ниже описан более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:
фиг.1 показывает схематичный вид устройства для розлива напитков, в котором может применяться распределитель в соответствии с изобретением;
фиг. 2 - сечение резервуара для воды в соответствии с фиг.1 по линии II-II на фиг.3;
фиг.3 - сечение резервуара для воды в соответствии с фиг.1 по линии III-III на фиг.2;
фиг.4 показывает перспективный вид отклоняющегося элемента, расположенного рядом с выпускным отверстием корпуса насоса.
На фиг.1 показана система 1 для розлива напитков, например кофеварки, с резервуаром 2 для воды и насосом, встроенным в дно резервуара, теплообменником 3, распределителем 5 и средствами 6 и 7 для приготовления напитков. При нагревании до температуры приблизительно 80°С в теплообменнике 3 вода в резервуаре 2 для воды подается посредством насоса 4 к впускному отверстию распределителя 5. Расход может составлять от 0,1 до 0,2 литров в минуту и подается непосредственно к пользователю через выпускное отверстие 8 или, например, на одно из устройств 6, 7 для приготовления напитков для приготовления кофе, или другого теплого напитка, аналогичного супу. Более высокие расходы могут подаваться непосредственно через выпускное отверстие 8, например, в кувшин (такой как 1,51 в минуту), или на устройства 6, 7 для приготовления напитков.
На фиг.2 показан резервуар 2 для воды с подающим средством 13. Резервуар закрыт на верхней поверхности крышкой 24. На дне 15 резервуара 2 образована полость 16 насоса с выпускным отверстием 17. Перемещающийся элемент 12 в виде ротора расположен в полости насоса 9, который приводится во вращение посредством вала 10 электродвигателем 11.
Насос 9 представляет собой насос центробежного типа и установлен рядом с дном 15 резервуара или на нем. Ротор 12 насоса и сам насос установлены в горизонтальной плоскости.
Закрывающий тарельчатый элемент 14 установлен над ротором 12 с опорами 18, 19, которые поддерживают вал 10 и частично двигатель, который расположен на некотором расстоянии снаружи резервуара над этим местом.
В дне 15 резервуара образованы полости в соответствии с формой рабочей полости насоса, требующейся для насоса.
Закрывающий тарельчатый элемент 14 над ротором 12 герметизирует полости на верхней поверхности. Для подачи текучей среды, например, воды, на ротор 12 закрывающий тарельчатый элемент 14 имеет отверстия вокруг проходного отверстия для вала. Уровень текучей среды в резервуаре поддерживается на соответствующей высоте над впускными отверстиями посредством использования общеизвестных средств, таким образом, они остаются постоянно ниже уровня текучей среды/воды и обеспечивают надлежащую (требующуюся) подачу текучей среды.
Ротор 12 содержит пластину 21, к которой прикреплено направленное вверх крепление для вала с несколькими лопастями 22, расположенными с кольцевой конфигурацией вокруг вала и направленными вверх. Так как пластина 21 расположена под ротором, обеспечивается надлежащее уплотнение с дном резервуара, расположенным снизу.
Полость на дне имеет канал 25 для потока, который имеет незначительно бόльший диаметр, чем у ротора, и расположен вокруг его внутренней поверхности с направленным вниз диаметром. Канал или канал для потока проходит от заданной начальной точки В (фиг.3), в которой диаметр является относительно небольшим, окружным образом к концевой точке Е, близкой к начальной точке, причем диаметр увеличивается, таким образом, образуя спираль.
В концевой точке Е канала для потока выпуклый край 30 (фиг.4) расположен под прямым углом к диаметру таким образом, что поток воды отводится вниз по направлению к выпускному отверстию 17. Это выпускное отверстие дополнительно снабжено средством деаэрации, как описано в Европейском патенте №1462040. Благодаря направленному вниз выпускному отверстию 17 возможно выполнить резервуар из пластика, особенно дно с корпусом насоса, расположенным в нем, с помощью относительно простых матриц/пресс-форм и очень немногих дополнительных операций, используя широкодоступные производственные технологии. Это способствует эффективному и экономически выгодному изготовлению системы.
С точки зрения изготовления и обслуживания всего резервуара, включая насос, предпочтительный вариант осуществления, следовательно, может оставаться относительно простым.
В завершенном резервуаре, т.е. с нижними и верхними сторонами, установленными относительно друг друга, весь насос 9, включая верхний тарельчатый элемент 14, ротор 12 и опоры 18, 19, установлен через отверстие 35 в крышке 24 резервуара. Двигатель прикреплен к специально образованному фланцу 36, который также предусмотрен на его внешнем крае с соединением байонетного типа или винтовой резьбой 37, с помощью чего он может быть закреплен в отверстии крышки, которая снабжена для этой цели ответной частью соединения байонетного типа или винтовой резьбой.
Фланец 36 соединен посредством опор 18, 19 с закрывающим тарельчатым элементом 14 над ротором 12. Как только установлена, вся конструкция частично поддерживается закрывающим тарельчатым элементом 14, который, в свою очередь, опирается на край 38, проходящий вдоль внутренней части полости 16 насоса на дне 15, при этом она дополнительно жестко удерживается на месте фланцем 36 в отверстии 35 крышки 24 резервуара 2.
Выпускное отверстие 17 насоса 9 соединено непосредственно или косвенно с выпускным отверстием из устройства, или с ранее упомянутым распределителем с центральным выпускным отверстием. Это может представлять собой какую-либо одну из конфигураций, указанных в патенте Р1462040, и ее эквиваленты.
1. Резервуар (2) для воды, содержащий секцию (15) дна, верхнюю поверхность, расположенную на расстоянии от секции дна, закрытую крышкой (24), по существу, цилиндрическую полость (16) насоса, образованную в секции дна с вращательным перемещающимся элементом (12), расположенным вокруг вала (10), расположенного перпендикулярно относительно секции дна, причем полость (16) насоса закрыта на верхней стороне круглым верхним тарельчатым элементом (14), поддерживаемым опорным элементом (33), вблизи верхней стороны полости насоса, и опорная секция (18, 19) двигателя проходит от верхнего тарельчатого элемента (14) к крышке (24), на которой поддерживается или, по меньшей мере, частично поддерживается двигатель (11), при этом двигатель (11) соединен с перемещающимся элементом (12) посредством приводного вала (10) и расположен или, по меньшей мере, частично расположен в резервуаре через отверстие (35) в крышке (24), имеющее диаметр, превышающий диаметр круглого верхнего тарельчатого элемента (14).
2. Резервуар (2) для воды по п.1, в котором двигатель (11) разъемно соединен с ним посредством крепежных средств (36, 37), расположенных рядом с отверстием (35) в крышке (24).
3. Резервуар (2) для воды по п.1 или 2, в котором перемещающийся элемент (12) содержит опорную пластину (21), соединенную с приводным валом (10), и расположенные на стороне, обращенной к двигателю (11), отклоняющиеся лопасти (22), прикрепленные к опорной пластине.
4. Резервуар (2) для воды по п.1, в котором канал для потока образован в секции (15) дна вокруг центральной секции рабочей полости (16) насоса, ограниченной боковой стенкой (31), с точкой (В) впуска и точкой (Е) выпуска, соединенной с выпускным отверстием (17), расположенным перпендикулярно относительно секции дна, причем поверхность поперечного сечения канала для потока увеличивается от точки (В) впуска по направлению к точке (Е) выпуска.
5. Резервуар (2) для воды, содержащий секцию (15) дна с, по существу, цилиндрической полостью (16) насоса, расположенной в ней, с цилиндрической боковой стенкой (31) и центральной секцией (21), на которой перемещающийся элемент (12) расположен с возможностью вращения вокруг вала (10), расположенного перпендикулярно относительно секции дна, канал (25) для потока, образованный в секции дна вокруг центральной секции, проходящий в окружном направлении и ограниченный боковой стенкой (31), с точкой (В) впуска в первом окружном местоположении в полости (16), и точкой (Е) выпуска во втором окружном местоположении в полости (16), соединенной с выпускным отверстием (17), расположенным перпендикулярно относительно секции дна, причем поверхность поперечного сечения канала для потока увеличивается от точки (В) впуска по направлению к точке (Е) выпуска.
6. Резервуар (2) для воды по п.4 или 5, содержащий отклоняющийся элемент (30), расположенный в канале (25) для потока перпендикулярно относительно окружного направления канала для потока и в непосредственной близости от точки (Е) выпуска.
