RU2015132171A - Устройство для нагрева жидкости и способ работы такого устройства - Google Patents

Claims (123)

1. Способ обеспечения функционирования аппарата, содержащего нагревательное средство и насос для диспенсирования заданного объема нагретой жидкости, включающий следующие операции:

измерение температуры жидкости до ее поступления к нагревательному средству;

расчет количества энергии, которое требуется нагревательному средству для нагрева заданного объема жидкости от измеренной температуры до желательной конечной температуры;

расчет периода "ВКЛЮЧЕНО", соответствующего подключению нагревательного средства к электропитанию для подачи на него рассчитанного количества энергии;

подключение нагревательного средства к электропитанию на рассчитанный период "ВКЛЮЧЕНО";

запуск насоса на первый временной интервал для диспенсирования на выходе из аппарата первого объема нагретой жидкости с заданной начальной температурой или с превышающей ее температурой, причем первый временной интервал по меньшей мере частично совпадает с указанным периодом "ВКЛЮЧЕНО";

отключение нагревательного средства от электропитания и

запуск насоса на второй временной интервал, последующий по отношению к первому временному интервалу, для диспенсирования на выходе из аппарата второго объема жидкости с отведением, тем самым, остаточной теплоты от нагревательного средства, причем первый и второй объемы в сумме составляют заданный объем,

при этом средняя температура для первого и второго объемов жидкости по завершении диспенсирования заданного объема является желательной конечной температурой.

2. Способ по п. 1, в котором нагревательное средство содержит проточный нагреватель, через который в процессе ее нагрева жидкость может проходить с выходом из нагревательного средства.

3. Способ по п. 2, в котором проточный нагреватель содержит канал для жидкости и трубку, в которую помещен закрытый нагревательный элемент, расположенные один рядом с другой.

4. Способ по п. 1, дополнительно включающий обработку жидкости перед поступлением ее в насос или в нагревательное средство.

5. Способ по п. 1, в котором операция расчета энергии, требуемой нагревательному средству для нагрева заданного объема жидкости от измеренной температуры до желательной конечной температуры, включает измерение температуры нагревательного средства или за нагревательным средством.

6. Способ по п. 1, дополнительно включающий обеспечение постоянного расхода жидкости через нагревательное средство.

7. Способ по п. 6, в котором насос является насосом прямого вытеснения, обеспечивающим постоянный расход жидкости через нагревательное средство.

8. Способ по п. 6, в котором используют установленный за насосом регулятор расхода для обеспечения постоянного расхода жидкости через нагревательное средство.

9. Способ по любому из пп. 6, 7 или 8, в котором постоянный расход задают составляющим 100-300 мл/мин, например 150-250 мл/мин, предпочтительно около 170 мл/мин.

10. Способ по п. 1, в котором заданная начальная температура превышает 60°С, например превышает 65°С, предпочтительно превышает 70°С.

11. Способ по п. 1, в котором заданная начальная температура превышает температуру окружающей среды, например превышает 25°С, 30°С, 40°С или 50°С.

12. Способ обеспечения функционирования аппарата, содержащего нагревательное средство и средство для диспенсирования заданного объема нагретой жидкости, включающий следующие операции:

измерение температуры жидкости до ее поступления к нагревательному средству;

расчет количества энергии, которое требуется нагревательному средству для нагрева заданного объема жидкости от измеренной температуры до желательной конечной температуры;

расчет периода "ВКЛЮЧЕНО", соответствующего подключению нагревательного средства к электропитанию для подачи на него рассчитанного количества энергии;

подключение нагревательного средства к электропитанию на рассчитанный период "ВКЛЮЧЕНО";

диспенсирование первого объема непосредственно нагретой жидкости на выходе из аппарата во время первого рассчитанного временного интервала, который по меньшей мере частично совпадает с указанным периодом "ВКЛЮЧЕНО";

отключение нагревательного средства от электропитания и

диспенсирование второго объема жидкости на выходе из аппарата в течение второго рассчитанного временного интервала, являющегося последующим по отношению к первому временному интервалу, причем второй объем жидкости нагревают косвенно, путем отведения остаточной теплоты от нагревательного средства, а первый и второй объемы в сумме составляют заданный объем, в котором средняя температура для первого и второго объемов жидкости является желательной конечной температурой по завершении диспенсирования заданного объема.

13. Способ по п. 1 или 12, в котором желательную конечную температуру выбирают составляющей 27-47°С, предпочтительно 32-42°С, более предпочтительно около 37°С.

14. Способ по п. 1 или 12, включающий подключение нагревательного средства к электропитанию таким образом, чтобы начать рассчитанный период "ВКЛЮЧЕНО", по существу, одновременно с запуском насоса для начала первого временного интервала.

15. Способ по п. 1 или 12, в котором начало рассчитанного периода "ВКЛЮЧЕНО" предшествует началу первого временного интервала.

16. Способ по п. 1 или 12, включающий подключение нагревательного средства к электропитанию на период предварительного нагрева, предшествующий запуску насоса и продолжающийся до достижения заданной температуры предварительного нагрева.

17. Способ по п. 16, в котором заданная температура предварительного нагрева нагревательного элемента превышает 200°С, например составляет 210°С.

18. Способ по п. 1 или 12, включающий периодический запуск насоса в течение первого временного интервала.

19. Способ по п. 1 или 12, в котором первый временной интервал заканчивается после окончания рассчитанного периода "ВКЛЮЧЕНО".

20. Способ по п. 1 или 12, включающий остановку насоса в период между первым и вторым временными интервалами.

21. Способ по п. 1 или 12, в котором отключение нагревательного средства от электропитания завершает первый временной интервал, а насос функционирует непрерывно, чтобы немедленно обеспечить начало второго временного интервала.

22. Способ по п. 1 или 12, в котором второй временной интервал является более продолжительным, чем первый временной интервал.

23. Способ по п. 1 или 12, в котором второй объем жидкости превышает первый объем жидкости.

24. Способ по п. 1 или 12, в котором первый объем жидкости составляет 20-100 мл, предпочтительно 20-60 мл.

25. Способ по п. 1 или 12, в котором заданный объем жидкости выбирается пользователем.

26. Способ по п. 1 или 12, в котором заданный объем жидкости выбирают в интервале 50-350 мл, предпочтительно между 60-300 мл, например равным 200 мл.

27. Способ по п. 1 или 12, дополнительно включающий сброс избыточного давления в зоне нагревательного средства.

28. Способ по п. 1 или 12, включающий расчет первого и второго временных интервалов запуска насоса для диспенсирования первого и второго объемов жидкости.

29. Способ по п. 1 или 12, дополнительно включающий измерение сетевого напряжения и регулирование функционирования нагревательного средства и/или насоса для учитывания сетевого напряжения.

30. Способ по п. 29, включающий учитывание измеренного значения сетевого напряжения при расчете периода подключения нагревательного средства к электропитанию.

31. Аппарат для диспенсирования заданного объема нагретой жидкости, содержащий нагревательное средство, насос, температурный датчик, способный воспринимать температуру жидкости до ее поступления к нагревательному средству, и управляющее средство, способное осуществлять

прием от температурного датчика данных об указанной температуре,

расчет количества энергии, которое требуется нагревательному средству для нагрева заданного объема жидкости от измеренной температуры до желательной конечной температуры;

расчет периода "ВКЛЮЧЕНО", соответствующего подключению нагревательного средства к электропитанию для подачи на него рассчитанного количества энергии;

подключение нагревательного средства к электропитанию на рассчитанный период "ВКЛЮЧЕНО";

запуск насоса на первый временной интервал для диспенсирования на выходе из аппарата первого объема нагретой жидкости с заданной начальной температурой или с превышающей ее температурой, причем первый временной интервал по меньшей мере частично совпадает с указанным периодом "ВКЛЮЧЕНО";

отключение нагревательного средства от электропитания и

запуск насоса на второй временной интервал, последующий по отношению к первому временному интервалу, для диспенсирования на выходе из аппарата второго объема жидкости с отведением, тем самым, остаточной теплоты от нагревательного средства, причем первый и второй объемы в сумме составляют заданный объем,

при этом средняя температура для первого и второго объемов жидкости выбирается как желательная конечная температура по завершении диспенсирования заданного объема.

32. Аппарат по п. 31, в котором нагревательное средство содержит проточный нагреватель, выполненный с возможностью прохождения через него, в процессе ее нагрева, жидкости с выходом из нагревательного средства.

33. Аппарат по п. 32, в котором проточный нагреватель содержит канал для жидкости и трубку, в которую помещен закрытый нагревательный элемент, расположенные один рядом с другой.

34. Аппарат по п. 31, содержащий резервуар для подачи жидкости к нагревательному средству.

35. Аппарат по п. 34, содержащий промежуточную камеру, помещенную между резервуаром и насосом, и средство для заполнения промежуточной камеры жидкостью из резервуара до заданного уровня.

36. Аппарат по п. 34, в котором температурный датчик находится в резервуаре или в промежуточной камере.

37. Аппарат по п. 31, содержащий средство для обработки жидкости перед поступлением ее в насос или в нагревательное средство.

38. Аппарат по п. 31, содержащий дополнительный температурный датчик, способный воспринимать температуру нагревательного средства или за нагревательным средством; при этом управляющее средство способно рассчитывать энергию, требуемую нагревательному средству для нагрева заданного объема жидкости от измеренной температуры до желательной конечной температуры, с использованием температуры, измеренной дополнительным температурным датчиком.

39. Аппарат по п. 31, содержащий средство для обеспечения постоянного расхода жидкости через нагревательное средство.

40. Аппарат по п. 39, в котором средство для обеспечения постоянного расхода жидкости установлено за насосом и до поступления жидкости к нагревательному средству.

41. Аппарат по п. 39, в котором средство для обеспечения постоянного расхода содержит насос прямого вытеснения.

42. Аппарат по любому из пп. 39, 40 или 41, в котором постоянный расход задан составляющим 100-300 мл/мин, например 150-250 мл/мин, предпочтительно около 170 мл/мин.

43. Аппарат по п. 31, в котором заданная начальная температура превышает 60°С, например превышает 65°С, предпочтительно превышает 70°С.

44. Аппарат по п. 31, в котором заданная начальная температура превышает температуру окружающей среды, например превышает 25°С, 30°С, 40°С или 50°С.

45. Аппарат для диспенсирования заданного объема нагретой жидкости, содержащий нагревательное средство, средство для диспенсирования жидкости, температурный датчик, способный воспринимать температуру жидкости до ее поступления к нагревательному средству, и управляющее средство, выполненное с возможностью

принимать от температурного датчика данные об указанной температуре,

рассчитывать количество энергии, которое требуется нагревательному средству для нагрева заданного объема жидкости от измеренной температуры до желательной конечной температуры,

рассчитывать период "ВКЛЮЧЕНО", соответствующий подключению нагревательного средства к электропитанию для подачи на него рассчитанного количества энергии,

подключать нагревательное средство к электропитанию на рассчитанный период времени,

рассчитывать первый временной интервал для диспенсирования первого объема непосредственно нагретой жидкости на выходе из аппарата, причем первый временной интервал по меньшей мере частично совпадает с указанным периодом "ВКЛЮЧЕНО",

отключать нагревательное средство от электропитания и

рассчитывать второй временной интервал, последующий по отношению к первому временному интервалу, для диспенсирования на выходе из аппарата второго объема жидкости, нагретого косвенно, путем отведения остаточной теплоты от нагревательного средства, причем первый и второй объемы в сумме составляют заданный объем;

при этом средняя температура для первого и второго объемов жидкости является желательной конечной температурой по завершении диспенсирования заданного объема.

46. Аппарат по п. 31 или 45, в котором желательная конечная температура выбрана составляющей 27-47°С, предпочтительно 32-42°С, более предпочтительно около 37°С.

47. Аппарат по п. 31 или 45, в котором начало рассчитанного периода "ВКЛЮЧЕНО" предшествует началу первого временного интервала.

48. Аппарат по п. 31 или 45, в котором управляющее средство способно подключить нагревательное средство к электропитанию, до запуска насоса, на период предварительного нагрева до достижения заданной температуры предварительного нагрева.

49. Аппарат по п. 48, в котором заданная температура предварительного нагрева нагревательного элемента превышает 200°С, например составляет 210°С.

50. Аппарат по п. 31 или 45, в котором нагревательное средство выполнено с возможностью подключения к электропитанию для начала рассчитанного периода "ВКЛЮЧЕНО", по существу, одновременно с запуском насоса для начала первого временного интервала.

51. Аппарат по п. 31 или 45, в котором управляющее средство выполнено с возможностью периодического запуска насоса в течение первого временного интервала.

52. Аппарат по п. 31 или 45, в котором первый временной интервал заканчивается после окончания рассчитанного периода "ВКЛЮЧЕНО".

53. Аппарат по п. 31 или 45, в котором управляющее средство выполнено с возможностью остановки насоса в период между первым и вторым временными интервалами.

54. Аппарат по п. 31 или 45, в котором отключение нагревательного средства от электропитания завершает первый временной интервал, а насос функционирует непрерывно, чтобы немедленно обеспечить начало второго временного интервала.

55. Аппарат по п. 31 или 45, в котором второй временной интервал является более продолжительным, чем первый временной интервал.

56. Аппарат по п. 31 или 45, в котором второй объем жидкости превышает первый объем жидкости.

57. Аппарат по п. 31 или 45, в котором первый объем жидкости составляет 20-100 мл, предпочтительно 20-60 мл.

58. Аппарат по п. 31 или 45, содержащий средство ввода, обеспечивающее возможность выбора заданного объема жидкости пользователем.

59. Аппарат по п. 31 или 45, в котором заданный объем жидкости выбран в интервале 50-350 мл, предпочтительно 60-300 мл, например равным 200 мл.

60. Аппарат по п. 31 или 45, содержащий клапан сброса давления, выполненный с возможностью снятия избыточного давления в зоне нагревательного средства.

61. Аппарат по п. 31 или 45, в котором управляющее средство способно рассчитывать первый и второй временные интервалы запуска насоса для диспенсирования первого и второго объемов жидкости.

62. Аппарат по п. 31 или 45, в котором управляющее средство выполнено с возможностью измерять сетевое напряжение и регулировать функционирование нагревательного средства и/или насоса для учитывания сетевого напряжения.

63. Аппарат по п. 62, содержащий контур измерения напряжения, подсоединенный к сети питания аппарата.

64. Аппарат по п. 62, в котором управляющее средство выполнено с возможностью учитывания измеренного значения сетевого напряжения при расчете периода подключения нагревательного средства к электропитанию.

65. Способ обеспечения функционирования аппарата, содержащего нагревательное средство и насос для диспенсирования заданного объема нагретой жидкости, включающий следующие операции:

измерение сетевого напряжения, подаваемого на нагревательное средство;

измерение температуры жидкости до ее поступления к нагревательному средству;

расчет количества энергии, которое требуется нагревательному средству для нагрева заданного объема жидкости от измеренной температуры до желательной конечной температуры;

расчет, с учетом измеренного значения сетевого напряжения, периода "ВКЛЮЧЕНО", соответствующего подключению нагревательного средства к электропитанию для подачи на него рассчитанного количества энергии;

подключение нагревательного средства к электропитанию на рассчитанный период "ВКЛЮЧЕНО" и

запуск насоса для диспенсирования заданного объема жидкости.

66. Способ по п. 65, включающий

запуск насоса на первый временной интервал, который по меньшей мере частично совпадает с указанным периодом "ВКЛЮЧЕНО", для диспенсирования первого объема жидкости,

отключение нагревательного средства от электропитания и

последующий запуск насоса на второй временной интервал для диспенсирования второго объема жидкости,

при этом первый и второй объемы в сумме составляют заданный объем жидкости.

67. Способ по п. 66, в котором по завершении диспенсирования заданного объема жидкости средняя температура для первого и второго объемов является желательной конечной температурой.

68. Способ по п. 66 или 67, включающий непрерывное функционирование насоса или его остановку на время паузы, наступающей после отключения нагревательного средства от электропитания.

69. Аппарат для диспенсирования заданного объема нагретой жидкости, содержащий нагревательное средство, насос, температурный датчик, способный воспринимать температуру жидкости до ее поступления к нагревательному средству, и управляющее средство, способное осуществлять

измерение сетевого напряжения, подаваемого на нагревательное средство;

прием от температурного датчика данных об указанной температуре,

расчет количества энергии, которое требуется нагревательному средству для нагрева заданного объема жидкости от измеренной температуры до желательной конечной температуры;

расчет, с учетом измеренного значения сетевого напряжения, периода "ВКЛЮЧЕНО", соответствующего подключению нагревательного средства к электропитанию для подачи на него рассчитанного количества энергии;

подключение нагревательного средства к электропитанию на рассчитанный период времени и

запуск насоса для диспенсирования заданного объема жидкости.

70. Аппарат по п. 69, в котором управляющее средство способно осуществлять

запуск насоса на первый временной интервал, который по меньшей мере частично совпадает с указанным периодом "ВКЛЮЧЕНО", для диспенсирования первого объема жидкости,

отключение нагревательного средства от электропитания и

последующий запуск насоса на второй временной интервал для диспенсирования второго объема жидкости,

при этом первый и второй объемы в сумме составляют заданный объем жидкости.

71. Аппарат по п. 70, в котором по завершении диспенсирования заданного объема жидкости средняя температура для первого и второго объемов является желательной конечной температурой.

72. Аппарат по п. 70 или 71, обеспечивающий возможность непрерывного функционирования насоса или его остановку на время паузы, наступающей после отключения нагревательного средства от электропитания.