APARATO PARA LA DISPENSACIÓN DE BEBIDAS QUE COMPRENDE UNA BOMBA DE SOLENOIDE Y MÉTODO PARA EL CONTROL DE LA BOMBA DE SOLENOIDE.

Aparato (100) para la dispensación de bebidas, que comprende:

una bomba de solenoide (106) acoplada entre una entrada de fluido (102) y una salida de fluido (104) para el bombeo del fluido desde dicha entrada a dicha salida,

comprendiendo dicha bomba un elemento de bombeo lineal (206) que recibe la acción de un resorte, siendo desplazable axialmente entre una posición de resorte tensado (240) y una posición final (230) de resorte liberado; y

un controlador (108) para la bomba de solenoide (106), reaccionando dicho controlador a una forma de onda de corriente que varía periódicamente alrededor de un valor cero,

estando caracterizado dicho aparato porque el controlador (108) está dispuesto para generar una señal de control (122) para controlar el elemento de bombeo (206) a partir de un semiperiodo rectificado de dicha forma de onda de corriente, al excluir una parte de la forma de onda de corriente de la señal de control (122), de manera que el elemento de bombeo (206) es activado a una posición intermedia (235) entre la posición final con resorte liberado (230) y la posición de resorte tensado (240).

Aparato para la dispensación de bebidas que comprende una bomba de solenoide y método para el control de la bomba de solenoide La presente invención se refiere a un aparato para la dispensación de bebidas que comprende una bomba de solenoide acoplada entre una entrada de fluido y una salida de fluido para el bombeo del fluido desde, dicha entrada hacia dicha salida, comprendiendo dicha bomba un elemento de bombeo lineal con resorte antagonista desplazable axialmente entre una posición de tope por acción de un resorte y una posición de liberación del resorte, y un controlador para la bomba de solenoide.

La presente invención se refiere además, a un método para el control de la bomba de solenoide en dicho aparato.

Los aparatos de dispensación de bebidas son habituales, tanto en entornos domésticos como comerciales. Estos aparatos son populares porque pueden dispensar bebidas según la demanda, tales como bebidas calientes, por ejemplo, café o te, en caso de que el aparato comprenda una etapa de calentamiento o bebidas frías, por ejemplo, bebidas carbónicas o agua, en el caso de que el aparato comprenda una etapa de refrigeración. Estos aparatos son bien conocidos en la técnica. Un ejemplo de dichos aparatos se puede encontrar, por ejemplo, en la solicitud de patente USA No. 2007/181004.

Las bombas de solenoide se utilizan habitualmente en dichos aparatos por su bajo coste y fiabilidad. No obstante, la utilización de una bomba de solenoide en un aparato de dispensación de bebidas no carece de problemas. Por ejemplo, la bomba de solenoide puede ser muy ruidosa, lo que puede ser objeto de distracción o poco agradable para el usuario del aparato de dispensación de bebidas. Esta polución sonora es provocada por el hecho de que el elemento de bombeo con resorte antagonista desplazable axialmente, de la bomba de solenoide, por ejemplo, un émbolo, impacta en su posición final, en la posición desactivada del elemento, es decir la posición a la que es forzado el elemento de bombeo desplazable al quedar liberado el resorte.

Se han realizado diferentes esfuerzos para reducir el ruido producido por las bombas de solenoide. Por ejemplo, la patente USA No. 5.073.095 y las menciones a una técnica anterior de la misma, dan a conocer una bomba electromagnética, en la que la posición final comprende una arandela anular para amortiguar el impacto del émbolo, reduciendo, por lo tanto, el ruido producido por la bomba electromagnética. Una disposición alternativa para reducir el ruido producido por la bomba se da a conocer en la solicitud de patente francesa FR 2.847.708 A1, en la que los circuitos de control de las bombas de solenoide están dispuestos para crear una fuerza antagonista a la fuerza generada por la liberación del resorte por la corriente generada en el solenoide por el desplazamiento del émbolo, provocado por el liberación del resorte, lo cual conduce a una reducción de la velocidad y/o un cambio (es decir, limitación) de la posición final del émbolo después de la liberación del resorte. No obstante, esto tiene la desventaja de que se requiere un inductor adicional en los circuitos de control para reciclar la corriente utilizada, para llevar el émbolo a la posición de resorte tensado.

El documento US 4.308.475, en el que se basan los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 12, da a conocer una bomba para fluidos accionada por solenoide, que tiene una armadura alternativa que puede funcionar por un circuito magnético y con una estructura en la trayectoria del flujo, en los intersticios de aire superior e inferior, para cambiar sustancialmente la reluctancia a través de los intersticios de aire al desplazarse la armadura más allá de una posición predeterminada. La armadura tiene ranuras para el paso de fluido a través de las mismas, y que tienen una sección transversal en forma de C para minimizar los intersticios de aire.

El documento EP 0 288 216 A1 da a conocer una bomba accionada por la utilización de una armadura sometida a vibración electromagnética con un conducto central pasante y válvulas pasivas. La armadura tiene una extensión más estrecha para el accionamiento de las válvulas, a través de la que pasa también el conducto. A efectos de evitar la a cumulación de fluido entre la armadura y su guía y dificultar los movimientos de la armadura, por lo menos, uno de estos elementos tiene forma irregular, para proporcionar, en primer lugar, rutas pasantes longitudinales para dicho fluido, para su barrido y salida rápidos, y en segundo lugar, superficies de guía auxiliares que son evitadas por el fluido y no sometidas a una acumulación de fluido entre ellas.

El documento WO 02/061780 A1 da a conocer un control servo que utiliza un material de núcleo ferromagnético y arrollamientos eléctricos basados en el control de corrientes en los arrollamientos y voltajes, y generación de flujo magnético, indicación de fuerza e intersticio magnético.

La presente invención se propone dar a conocer un aparato para la dispensación de bebidas relativamente silencioso, de acuerdo con el párrafo inicial.

La presente invención está destinada además, a dar un conocer un método para el control de un aparato de dispensación de bebidas, de acuerdo con el párrafo inicial, tal que el aparato de dispensación de bebidas puede funcionar de manera relativamente silenciosa.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se da a conocer un aparato para la dispensación de bebidas que comprende una bomba de solenoide acoplada entre una entrada y una salida de fluido para el bombeo del fluido desde dicha entrada a dicha salida, comprendiendo dicha bomba un elemento de bombeo lineal accionado por un resorte, desplazable axialmente entre una posición en la que un resorte está tensado y una posición final en la que el resorte está liberado, y el controlador para la bomba de solenoide, reaccionando dicho controlador a una forma de onda de la corriente, caracterizándose dicho aparato porque el controlador está dispuesto para generar una señal de control para controlar el elemento de la bomba de dicha forma de onda de corriente, excluyendo una parte de la forma de onda de corriente de la señal de control, de manera que el elemento de bombeo es activado a una posición intermedia entre la posición final del resorte liberado y la posición de resorte tensado.

La presente invención se basa en la comprobación de que el impacto del elemento de bombeo sobre la posición final del resorte liberado de la bomba se puede reducir al reducir el desplazamiento axial del elemento de bombeo desde la posición final del resorte liberado. Esto limita la cantidad de energía almacenada en el resorte y, por lo tanto, limita el impacto del elemento de bombeo en la posición final, es decir, el tope de la bomba de solenoide.

Preferentemente, el controlador reacciona a una corriente alterna, y está dispuesto para proporcionar, a la bomba de solenoide, la señal de control sustancialmente en cada periodo de la corriente alterna.

En una realización, la señal de control es una señal senoidal con un ángulo de fase, en la que la cantidad de energía es definida por el ángulo de fase. Esto tiene la ventaja de que la señal de control puede ser deducida fácilmente de la corriente alterna al seleccionar la parte rectificada del semiperiodo relevante de la corriente alterna, tal como se ha definido por el ángulo de fase.

La activación de la bomba de solenoide, sustancialmente en cada periodo de la corriente alterna tiene ventajas con respecto a las bombas de solenoide, en el hecho de que son controladas por medio de un mecanismo de control del tipo llamado de ráfaga, en el que la bomba es activada en un subconjunto de un número predeterminado de periodos de corriente alterna, por ejemplo 3, de 10 periodos ó 5 de 10 periodos.

Se ha descubierto que un mecanismo de control de ráfagas provoca fluctuaciones sustanciales en el flujo de fluido a través del aparato de dispensación de bebida, que pueden tener un impacto desfavorable en la exactitud de la medición del flujo de fluido. Esto es especialmente cierto cuando el medidor de flujo de fluido del aparato de dispensación de bebida comprende una rueda de paletas, dado que la rueda de paletas es incapaz de adaptarse a los incrementos periódicos tipo ráfaga del flujo de fluido, lo que provoca que la rueda de paletas se dispare, reduciendo la exactitud de la medición del flujo de fluido por el medidor de flujo. Dichas fluctuaciones son evitadas al activar la bomba de solenoide, sustancialmente en cada periodo de la corriente alterna, lo que... [Seguir leyendo]

1. Aparato (100) para la dispensación de bebidas, que comprende:

una bomba de solenoide (106) acoplada entre una entrada de fluido (102) y una salida de fluido (104) para el bombeo del fluido desde dicha entrada a dicha salida, comprendiendo dicha bomba un elemento de bombeo lineal (206) que recibe la acción de un resorte, siendo desplazable axialmente entre una posición de resorte tensado (240) y una posición final (230) de resorte liberado; y un controlador (108) para la bomba de solenoide (106) , reaccionando dicho controlador a una forma de onda de corriente que varía periódicamente alrededor de un valor cero, estando caracterizado dicho aparato porque el controlador (108) está dispuesto para generar una señal de control (122) para controlar el elemento de bombeo (206) a partir de un semiperiodo rectificado de dicha forma de onda de corriente, al excluir una parte de la forma de onda de corriente de la señal de control (122) , de manera que el elemento de bombeo (206) es activado a una posición intermedia (235) entre la posición final con resorte liberado (230) y la posición de resorte tensado (240) .

2. Aparato (100) , según la reivindicación 1, en el que el controlador (108) reacciona a una corriente alterna y está

dispuesto para proporcionar a la bomba de solenoide (106) la señal de control (122) sustancialmente en cada periodo de la corriente alterna.

3. Aparato (100) , según la reivindicación 2, en el que el controlador (108) está dispuesto para ajustar la magnitud de energía de la señal de control (122) , como respuesta a una señal (124) de indicación de caudal de flujo. 25

4. Aparato (100) , según la reivindicación 3, en el que la señal de control (122) es una señal senoidal con ángulo de fase, con la cantidad de energía definida por el ángulo de fase (θ) .

5. Aparato (100) , según la reivindicación 4, en el que la señal senoidal con ángulo de fase es una parte con ángulo 30 de fase de un semiperiodo rectificado de la corriente alterna.

6. Aparato (100) , según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que el aparato comprende, además, un medidor de caudal (110) para producir la indicación de caudal de fluido (124) , estando dispuesto el controlador (108) para ajustar la señal de control (122) , basado en la discrepancia entre la señal (124) de indicación de caudal de fluido y el caudal de fluido requerido.

7. Aparato (100) , según la reivindicación 6, en el que el medidor de caudal (110) comprende una rueda de paletas.

8. Aparato (100) , según la reivindicación 6 ó 7, en el que el caudal requerido es definido por el usuario. 40

9. Aparato (100) , según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, una etapa (112) de ajuste de la temperatura entre la entrada de fluido (102) y la salida de fluido (104) .

10. Aparato (100) según la reivindicación 9, en el que la etapa (112) de ajuste de la temperatura del fluido

45 comprende una etapa de calentamiento, comprendiendo además el aparato, un soporte (118) entre la etapa de calentamiento y la salida de fluido (104) para recibir un producto de preparación de la bebida.

11. Aparato (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además, un procesador de señales (120) , en el que el controlador (108) es implementado con un software en el procesador de señales. 50

12. Método para el control de una bomba de solenoide (106) para el bombeo de un fluido desde una entrada de fluido (102) a una salida de fluido (104) de un aparato de dispensación de bebidas (100) , comprendiendo dicha bomba un elemento de bombeo lineal (206) que recibe la acción de un resorte, siendo desplazable axialmente entre una posición (240) con el resorte tensado y una posición final (230) con el resorte liberado, 55 caracterizándose el método por comprender:

generar una señal de control (122) para controlar el elemento de bombeo (206) de un semiperiodo rectificado de una forma de onda de corriente que varía periódicamente alrededor de un valor cero, al 60 excluir una parte de la forma de onda de corriente, de la señal de control (122) ; y proporcionar la señal de control (122) al elemento de bombeo (206) , activando de esta manera el elemento de bombeo (206) en una posición intermedia (235) entre la posición final (230) con el resorte liberado y la posición de resorte tensado (240) .

65 13. Método, según la reivindicación 12, en el que dicha etapa de proporcionar la señal de control comprende proporcionar a la bomba de solenoide (106) la señal de control (122) sustancialmente en cada periodo de una corriente alterna.

14. Método, según la reivindicación 13, en el que la etapa de proporcionar la señal de control (122) comprende proporcionar una señal senoidal con ángulo de fase con la cantidad de energía definida por el ángulo de fase (θ) .

15. Método, según la reivindicación 13 ó 14, que comprende, además, el ajuste de la señal de control (122) , basado 10 en la discrepancia entre la señal (124) de indicación del caudal de fluido y el caudal de fluido requerido.