ЗАВАРОЧНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ АВТОМАТОВ ДЛЯ ПРОДАЖИ ЗАВАРЕННЫХ НАПИТКОВ
BREWING UNIT FOR BREWED DRINKS VENDING MACHINES

Область техники
Настоящее изобретение относится к заварочному узлу для торговых автоматов для приготовления заваренных напитков, в частности, помимо прочих, кофейных напитков, из заваривающегося материала в герметичных капсулах.
Уровень техники
Более конкретно, настоящее изобретение относится к заварочному узлу определенного типа, содержащему камеру заваривания, содержащую первую ось и приспособленную для приема герметичной капсулы заваривающегося материала; первое протыкающее средство, расположенное внутри упомянутой камеры заваривания, для протыкания дна капсулы; уплотняющий поршень, содержащий вторую ось, причем упомянутый уплотняющий поршень выполнен с возможностью перемещения вдоль второй оси в и из положения уплотнения, герметично уплотняя упомянутую камеру заваривания, причем упомянутая вторая ось является неподвижной; вторые протыкающие средства, приспособленные к упомянутому уплотняющему поршню, для протыкания уплотняющей стенки капсулы; первое выгружающее средство, выполненное с возможностью перемещения вдоль упомянутой камеры заваривания и упомянутой первой оси, для по меньшей мере частичного выталкивания капсулы из камеры заваривания; второе выгружающее средство, выполненное с возможностью перемещения относительно упомянутой камеры заваривания и поперек упомянутой первой оси, для захвата и выгрузки упомянутой по меньшей мере частично вытолкнутой капсулы наружу; первое и второе трубопроводные средства для подачи воды под давлением в камеру заваривания и приема заваренного напитка из камеры заваривания соответственно.
Заварочные узлы данного типа используются в небольших автоматах для продажи кофе эспрессо.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является усовершенствование вышеописанного заварочного узла, поэтому оно пригодно для использования в автоматах для продажи завариваемых напитков.
В соответствии с настоящим изобретением создан заварочный узел, который описан в п. 1 формулы изобретения и предпочтительно в любом из пунктов, зависящих прямо или косвенно от п. 1.
Краткое описание чертежей
Неограничивающий вариант осуществления настоящего изобретения будет описан в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, из которых:
Фиг. 1-4 представляют собой разрезы предпочтительного варианта осуществления заварочного узла в соответствии с настоящим изобретением в соответствующих рабочих конфигурациях;
Фиг. 5 и 6 представляют собой разрезы по линии V-V, показанной на фиг. 1, и по линии VI-VI, показанной на фиг. 2 соответственно;
Фиг. 7 и 8 представляют собой такие же разрезы, как на фиг. 5 и 6, первого варианта заварочного узла, показанного на фиг. 1-4;
Фиг. 9 представляет собой такой же разрез, как на фиг. 6, второго варианта заварочного узла, показанного на фиг. 1-4.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Ссылочная позиция 1 на фиг. 1 обозначает в целом заварочный узел для торговых автоматов для приготовления заваренных напитков, в частности, помимо прочих, кофейных напитков, из заваривающегося материала в герметичных капсулах 2, содержащих боковую стенку 3 в форме усеченного конуса, закрытую в одном конце вогнутой нижней стенкой 4 и содержащую, в другом конце, кольцевой фланец 5, поддерживающий уплотняющую стенку 6.
Заварочный узел 1 в значительной степени подобен заварочному узлу, описанному в WO/2009/007804 и ЕР 2241228, зарегистрированных данным заявителем, опубликованных 15 января 2009 г. и к которым отсылается читатель для подробного описания большей части его характеристик.
Более конкретно, заварочный узел 1 содержит раму 7, образованную посредством двух вертикальных выступов 8 (на фиг. 1-4 показан только один), выполненных за одно целое и расположенных на заданном расстоянии друг от друга для образования пространства, вмещающего удлиненный корпус 9 заваривания, который закреплен на выступах 8 с возможностью колебания, относительно рамы 7, около горизонтальной оси 10 (фиг. 5 и 6), перпендикулярной выступам 8.
Корпус 9 для заваривания содержит продольную ось 11, перпендикулярную оси 10, и содержит нижний трубчатый корпус 12, который является коаксиальным с осью 11, закрыт сверху стенкой 13, перпендикулярной оси 11, содержит нижнее отверстие 14 и с внешней стороны около отверстия 14 содержит два трубчатых отростка 15, коаксиальных с осью 10 и вставленных с возможностью вращения в раму 7, чтобы позволять трубчатому корпусу 12 колебаться при использовании около оси 10. Один из отростков 15 сообщается с выпускным каналом 16, образованным вдоль боковой стенки трубчатого корпуса 12 и через стенку 13, и вмещает в герметичном соединении трубчатую концевую вставку 17, содержащую на ее свободном конце за пределами отростка 15 носик 18.
Корпус 9 для заваривания также содержит верхний трубчатый корпус 19, цилиндрический нижний участок 20 которого установлен на нижнем трубчатом корпусе 12, а верхний участок которого содержит расходящуюся вверх нижнюю часть 21, которая является коаксиальной с осью 11, приспособлена для размещения капсулы 2 и вместе со стенкой 13 образует камеру 22 заваривания; и цилиндрическую верхнюю часть 23, которая представляет собой участок доступа в камеру 22 заваривания, является коаксиальной с осью 11, соединена с верхним краем нижней части 21 посредством кольцевого выступа 24 для поддержки кольцевого фланца 5 капсулы 2 и содержит на своем свободном конце наклонную переднюю пластину 25 и наклонную заднюю пластину 26.
Корпус 9 для заваривания также содержит известное протыкающее устройство 27, соединенное с верхней поверхностью стенки 13; и выталкиватель 28, содержащий стержень 29, который выполнен с возможностью скольжения аксиально по отверстию 30, образованному через стенку 13 и протыкающее устройство 27, и содержащий на своем нижнем конце ножку 31, выполненную с возможностью скольжения по отверстию 14 и содержащую боковые кулачковые следящие устройства 32, которые входят в контакт с системой 33 неподвижных и приводимых в движение подвижных управляющих кулачков. Система 33, за подробным описанием которой читатель отсылается к WO/2009/007804 и ЕР 2241228, связана с выступами 8 и обеспечивает колебание стержня 29 и посредством стержня 29 всего корпуса 9 для заваривания, около оси 10, а также перемещение стержня 29 аксиально вперед-назад относительно корпуса 9 для заваривания, между опущенным исходным положением (фиг. 1 и 3), в котором верхний конец стержня 29 расположен на одном уровне с протыкающим устройством 27, и поднятым положением выталкивания (фиг. 4), в котором верхний конец стержня 29 расположен на одном уровне со свободным краем верхней части 23.
Пространство между выступами 8 также вмещает уплотняющий поршень 34, содержащий неподвижную продольную ось 35, продолжающуюся радиально относительно оси 10. Поршень 34 содержит верхний поперечный элемент 36, который содержит ось 37, перпендикулярную оси 35 и параллельную оси 10, и в каждом конце трубчатый отросток 38, коаксиальный с осью 37; и цилиндрическую головку 39, коаксиальную с осью 35 и имеющую внешний диаметр, приблизительно равный, но не больше чем внутренний диаметр верхней части 23 трубчатого корпуса 19. Каждый трубчатый отросток 38 скользит поперечно, под фиксированным углом, внутри соответствующего направляющего паза 40, образованного параллельно оси 35 вдоль верхнего отростка 41 соответствующего выступа 8, чтобы позволять поршню перемещаться вперед-назад, вдоль оси 35 и радиально относительно оси 10, между поднятым исходным положением (фиг. 1 и 4) и опущенным рабочим положением (фиг. 2 и 3) в соответствии с управлением приводимой в движение системы 42 кулачков (фиг. 5 и 6), подробно описанной в WO/2009/007804 и ЕР 2241228.
Головка 39 содержит цилиндрический трубчатый корпус 43, который выступает вниз из поперечного элемента 36 и входит в контакт с верхней частью 23 трубчатого корпуса 19 в герметичном соединении посредством размещения уплотнения, вставленного в трубчатый корпус 43; и протыкающий поршень 44, который содержит цилиндрическую головку 45, содержащую протыкающие штыри 46 и выполненную с возможностью скольжения в герметичном соединении вдоль трубчатого корпуса 43, и шток 47, который является коаксиальным с осью 35 и скользит в герметичном соединении в сквозном отверстии 48, образованном через поперечный элемент 36 и коаксиальном с осью 35. Шток 47 удерживается в подвешенном состоянии от поперечного элемента 36 посредством размещения пружины 49, которая обычно удерживает головку 45 в поднятом исходном положении (фиг. 1 и 4) помещающейся целиком вместе с протыкающими штырями 46 внутри трубчатого корпуса 43, и которая выполнена с возможностью сжатия, чтобы позволить головке 45 перемещаться вниз в выдвинутое положение (фиг. 2 и 3), в котором протыкающие штыри 46 выступают наружу из трубчатого корпуса 43.
Головка 45, трубчатый корпус 43 и поперечный элемент 36 совместно образуют кольцевую камеру 50, которая с одной стороны сообщается с каналом, образованным через головку 45 и управляемым посредством клапана 52, выполненного с возможностью открытия при заданном давлении (4-5 бар), а с другой стороны сообщается с каналом 53, образованным в поперечном элементе 36 и сообщающимся с одним из трубчатых отростков 38. Данный трубчатый отросток 38 герметично соединен с внешней стороны с трубчатым коленом L-образного фитинга 54, другое колено 55 которого расположено за пределами соответствующего выступа 8 и выступает вниз, параллельно оси 35 и коаксиально с коленом 56 другого L-образного фитинга 57, установленного в фиксированном положении в соответствующем выступе 8 и содержащего дополнительное колено, продолжающееся наружу, параллельное оси 37 и образующее входное отверстие 58 для воды под давлением.
Колено 55 расположено так, чтобы герметично соединяться с коленом 56, когда поршень 34 находится в опущенном рабочем положении, и отсоединяться от колена 56, когда поршень 34 находится в поднятом положении.
В пространстве между выступами 8 установлено пассивное вспомогательное устройство 59 для выгрузки использованной капсулы 2, вытолкнутой из камеры 22 заваривания посредством выталкивателя 28.
Вспомогательное устройство 59 является U-образным, шарнирно соединено с выступами 8, впереди поршня 34, для колебания около оси 60, параллельной оси 10, и содержит промежуточный элемент, образованный посредством вспомогательного устройства 61, который является параллельным оси 10, расположен по существу по касательной к траектории, проходимой верхним концом корпуса 9 для заваривания, колеблющимся около оси 10, и продвигается посредством упругого средства (не показанного), чтобы нормально скользить, контактируя с упомянутым верхним концом.
Работа заварочного узла 1 подробно описана в ЕР 2241228, поэтому ниже будет описана только кратко, с конкретной ссылкой на воздействие на капсулу 2 последовательных положений, принимаемых корпусом 9 для заваривания во время цикла приготовления напитка, и в качестве рабочего положения, показанного на фиг. 1, которое представляет собой положение загрузки, в котором ось 11 является по существу вертикальной, верхняя часть 23 расположена между осью 35 и вспомогательным устройством 61, выталкиватель 28 находится в опущенном исходном положении, и поршень 34 сжатия и протыкающий поршень 44 находятся в их соответствующих поднятых исходных положениях.
Когда капсулу 2 вставляют нижней стенкой 4, обращенной вниз, в нижнюю часть 20 трубчатого корпуса 19, так что кольцевой фланец 5 опирается на кольцевой выступ 24, корпус 9 для заваривания вращают (против часовой стрелки на фиг. 1 и 2) вокруг оси 10, чтобы переместить камеру 22 заваривания в положение заваривания, в котором оси 11 и 35 совпадают и камера 22 заваривания совмещается с и расположена так, что обращена к поршню 34 сжатия, который может быть опущен (фиг. 2) в верхнюю часть 23 трубчатого корпуса 19, чтобы уплотнить камеру 22 заваривания и одновременно зажать кольцевой фланец 5 на кольцевом выступе 24. Во время данного перемещения протыкающий поршень 44 остается неподвижным в поднятом исходном положении относительно поршня 34 сжатия.
Перемещение вниз поршня 34 в верхнюю часть 23 трубчатого корпуса 19 одновременно перемещает фитинг 54 (фиг. 6) вниз к фитингу 57, чтобы соединить колено 55 с коленом 56; таким образом, к этому моменту времени поршень 34 сжатия полностью опущен, кольцевая камера 50 сообщается с входным отверстием 58 и соответственно с входящей водой под давлением, чтобы опускать протыкающий поршень 44 и извлекать протыкающие штыри 46 для протыкания уплотняющей стенки 6 капсулы 2.
Когда протыкающий поршень 44 задерживается в извлеченном положении, контактируя с капсулой 2, давление внутри кольцевой камеры 50 увеличивается, чтобы открывать клапан 52 и подавать воду под давлением в капсулу 2, нижняя стенка 4 которой деформируется наружу и протыкается посредством протыкающего устройства 27, таким образом позволяя заваренному напитку вытекать из капсулы 2 и наружу вдоль трубчатой вставки 17.
В этот момент уплотняющий поршень 34 удаляют из корпуса 9 для заваривания, таким образом отсоединяя колено 55 от колена 56, и корпус 9 для заваривания вращают по часовой стрелке, на фиг. 3, чтобы переместить ось 11 (фиг. 4) за вспомогательное устройство 61 в положение, в котором подвижная ось 11 образует с неподвижной осью 35 угол А, содержащий вспомогательное устройство 59. Данное вращение корпуса 9 для заваривания вокруг оси 10 сопровождается соответствующим перемещением выталкивателя 28 в поднятое положение выталкивания, таким образом частично выталкивая использованную капсулу 2 из камеры 22 заваривания и верхней части 23 трубчатого корпуса 19.
Когда затем корпус 9 заваривания поворачивают (против часовой стрелки на фиг. 4) в положение загрузки, показанное на фиг. 1, притом что выталкиватель 28 еще находится в поднятом положении выталкивания, использованная капсула 2 сталкивается с вспомогательным устройством 61 и полностью выталкивается и выпадает из корпуса 9 для заваривания.
На фиг. 7 и 8 показан заварочный узел 62, который отличается от заварочного узла 1 только тем, что вместо поршня 34 содержит уплотняющий поршень 63, в котором протыкающие штыри 46 извлекаются механически в отличие от гидравлического способа, как в заварочном узле 1, и в котором любые детали, общие с поршнем 34, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Подобно поршню 34 поршень 63 содержит верхний поперечный элемент 36, продолжающийся вдоль оси 37 и содержащий в каждом конце трубчатый отросток 38, коаксиальный с осью 37; и цилиндрическую головку 64, коаксиальную с осью 35 поршня 63 и пересекаемую каналом 53. Каждый трубчатый отросток 38 скользит поперек под фиксированным углом внутри соответствующего направляющего паза 40, образованного параллельно оси 35 вдоль верхнего отростка 41 соответствующего выступа 8, чтобы позволять поршню 63 перемещаться вверх и вниз вдоль оси 35 и радиально относительно оси 10, между поднятым исходным положением (фиг. 7) и опущенным рабочим положением (фиг. 8) в соответствии с управлением приводимой в движение системы 42 кулачков, подробно описанной в WO/2009/007804 и ЕР 2241228.
Головка 64 содержит цилиндрический верхний участок 65, продолжающийся через и выступающий вниз из поперечного элемента 36; и чашеобразный нижний участок 66, который закрыт внизу нижней стенкой 67, содержащей снизу протыкающие штыри 46 и поддерживающей трубчатый стержень 68, который продолжается вверх из нижней стенки 67, коаксиально с осью 35, и содержит верхний участок, выступающий вверх из поперечного элемента 36 и верхнего участка 65 и закрытый сверху фланцевым колпачком 69. Нижний участок 66 содержит цилиндрическую боковую стенку, которая по внешнему диаметру меньше верхнего участка 65 и соединена с верхним участком 65 посредством кольцевого выступа 70.
Поршень 63 также содержит цилиндрическую втулку 71 с внутренним кольцом 72, которая имеет по существу такую же длину, как нижний участок 66, имеет внутренний диаметр, приближающийся, но не меньше чем внешний диаметр боковой стенки нижнего участка 66, и входит в контакт посредством скольжения в герметичном соединении с внешней поверхностью нижнего участка 66.
Втулка 71 имеет внешний диаметр, приближающийся, но не больше чем внутренний диаметр верхней части 23 трубчатого корпуса 19, и содержит два аксиальных паза 73, каждый входящий в контакт посредством поперечного скольжения с соответствующим трубчатым отростком 38 поперечного элемента 36. Втулка 71 продолжается над поперечным элементом 36 и закрыта вверху круглой крышкой 74, которая выполнена за одно целое с втулкой 71, содержит центральное отверстие 75, находящееся в контакте посредством скольжения со стержнем 68, и нормально удерживается в контакте с поперечным элементом 36 посредством пружины 76, зажатой между крышкой 74 и фланцевым колпачком 69.
Как показано на фиг. 7, когда поршень 63 находится в поднятом исходном положении, а крышка 74 расположена так, что контактирует с поперечным элементом 36, втулка 71 находится в опущенном исходном положении, в котором кольцо 72 закрывает протыкающие штыри 46. И наоборот, когда поршень 63 опускают, втулка 71 все еще в опущенном исходном положении герметично соединяется с верхней частью 23 трубчатого корпуса 19 и представляет собой вставку кольцевого фланца 5. Когда поршень 63 перемещается дополнительно вниз, втулка 71 скользит вверх вдоль нижнего участка 66 головки 64 в поднятое положение, в котором кольцо 72 задерживается на кольцевом выступе 70 и одновременно извлекаются протыкающие штыри 46, чтобы протыкать уплотняющую стенку 6 капсулы 2.
На фиг. 9 показан заварочный узел 77, который отличается от заварочного узла 1 только тем, что трубчатый корпус 19 корпуса 9 для заваривания не содержит верхней части 23, а кольцевой выступ 24 заменен свободным кольцеобразным торцевым краем 78 нижней части 21.
В данном варианте в трубчатом корпусе 43 также отсутствует уплотнение между цилиндрической головкой 39 и цилиндрической верхней частью 23.
Как показано на фиг. 9, когда поршень 34 находится в полностью опущенном положении, вода под давлением, входящая в кольцевую камеру 50, перемещает головку 45 протыкающего поршня 44 в извлеченное положение, чтобы протыкать уплотняющую стенку 6 капсулы 2 и одновременно уплотнять камеру 22 заваривания, посредством периферии головки 45, герметично соединяющейся с кольцеобразным краем 78 нижней части 21, с промежуточным положением кольцевого фланца 5.