ДОЗАТОР СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ И МАШИНА, СОДЕРЖАЩАЯ УПОМЯНУТЫЙ ДОЗАТОР
LOOSE PRODUCT PROPORTIONER FOR DRINK PREPARATION AND MACHINE WITH SUCH PROPORTIONER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к дозатору для сыпучих продуктов, в частности, но не исключительно, порошковых продуктов и предпочтительно, но не исключительно, высушенных сублимацией порошковых продуктов для приготовления напитков или других жидких пищевых продуктов.
Уровень техники
Для приготовления напитков, например кофе, чая, а также бульона или других жидких или практически жидких пищевых продуктов, часто используются сыпучие порошковые продукты, обычно высушенные сублимацией, которые распределяются в заданных дозах из дозатора по направлению к области, в которой приготовляется напиток, внутри дозирующей машины, обычно автомата для продажи напитков.
Сыпучий продукт, например, в порошке, содержится в бункере, в основании которого находится шнековый питатель, который, вращаясь, подает некоторое количество порошкового или другого сыпучего продукта по направлению к дозирующему отверстию, из которого порошок подается в устройство для приготовления напитка добавлением горячей воды (см. WO 2006/079580).
В документе IT 1093232 В описана машина для автоматического распределения горячих напитков с использованием высушенных сублимацией порошков, в которой высушенный сублимацией порошок распределяется с помощью вращающегося цилиндра, помещенного внутри гнезда, расположенного в основании бункера. Вращающийся цилиндр имеет ряд ячеек заданных размеров, так что поворот упомянутого цилиндра на определенное число оборотов или долей оборота позволяет подавать заданную дозу порошкового продукта по направлению к каналу, в который также течет горячая вода, с дозирующей системой.
Эти устройства предшествующего уровня техники имеют существенные недостатки из-за присутствия пара, поступающего из области, в которой приготовляется напиток, непосредственно под дозирующим отверстием высушенного сублимацией порошка или другого сыпучего продукта. Пар поднимается по направлению к области дозирующего отверстия высушенного сублимацией порошка. Последний, будучи гигроскопичным, впитывает конденсирующуюся воду и образует комки порошка, что приводит к неисправной работе и засорению дозирующего устройства и остановке машины. Более того, устройство, раскрытое в итальянском патенте IT 1093232 В, имеет тот недостаток, что пар, который конденсируется на вращающемся цилиндре, переносится непосредственно внутрь бункера высушенных сублимацией порошков из-за вращения измерительного цилиндра.
Во многих машинах также необходимо дозировать дополнительные продукты помимо основных продуктов для приготовления напитка или другого пищевого продукта. Например, и обычно (хотя не исключительно), может быть необходимым распределять дозируемые количества сахара, подсластителей или других веществ.
Документ US 3710991 А описывает дозатор текучих материалов, включающий в себя контейнер для текучего материала и шнек для подачи упомянутого текучего материала по направлению к отверстию. Предусмотрена сдвижная крышка, которая удерживает выпускное отверстие закрытым. Первый двигатель управляет перемещением шнека, а второй двигатель управляет перемещением сдвижной крышки. Когда необходимо дозировать некоторое количество материала, включается первый двигатель и открывает сдвижную крышку. На валу второго двигателя расположен кулачок, и с упомянутым кулачком соединен толкатель. Устройство кулачок-толкатель вызывает включение первого двигателя, как только сдвижная крышка переведена в открытое положение. Это известное устройство не обеспечивает удовлетворительный барьер против влаги во время дозирования материала.
Другие дозирующие устройства сыпучих материалов, специально спроектированные для машин для приготовления напитков, описаны в ЕР 848925, US 4572060, ЕР 1176402, ЕР 331271.
Документ DE 10312013 А описывает дозатор гранулированного материала, который спроектирован для дозирования текучего материала из контейнера в газовый поток для транспортировки. Устройство включает в себя шнек и поворотный клапан в промежуточном положении вдоль осевого продолжения шнека. Поворотный клапан и шнек независимо приводятся в действие с помощью отдельных электрических двигателей, каждый из которых управляется с помощью специальных электронных устройств управления.
Существо изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание дозирующего устройства, которое преодолевало бы полностью или частично недостатки устройств предшествующего уровня техники. Применение изобретения позволит повысить надежность работы и производительность дозатора благодаря усовершенствованной конструкции, обусловленной наличием поворотного запорного клапана, обеспечивающего защиту сыпучих материалов от влаги во время дозирования.
Согласно изобретению предложен дозатор, в котором шнековый питатель помещен в основании бункера, содержащего сыпучий продукт, для подачи сыпучего продукта по направлению к дозирующему отверстию. Более того, в противоположность тому, что происходит в традиционных дозирующих устройствах, дозирующее отверстие не свободно, что вызывало бы подъем и конденсацию пара в областях, в которых присутствует высушенный сублимацией порошок или другой продукт, например сахар или нечто подобное, а размещено в клапане, образующем, по меньшей мере, одну ячейку, которая закрывает дозирующее отверстие для предотвращения подъема в него пара и, таким образом, для предотвращения образования комков высушенного сублимацией порошка или другого сыпучего продукта, содержащегося в дозаторе, а также перемещается для подачи продукта по направлению к области, в которой приготовляется напиток или нечто подобное. Шнековый питатель предназначен для подачи сыпучего продукта в ячейку или ячейки клапана. Подвижный клапан может быть заслонкой с одной или более ячейками. Клапан предпочтительно представляет собой поворотный клапан с одной или, предпочтительно, несколькими ячейками.
Помимо предотвращения подъема пара по направлению к сыпучему продукту и проникновения также атмосферной влаги (особенно полезно в случае высушенных сублимацией порошков), подвижный клапан может обеспечивать дополнительные преимущества, например: предотвращение случайной подачи продукта, вызванной перемещениями бункера и вибрациями; предотвращение или снижение подверженности сыпучего продукта воздействию внешних веществ и проникновению, например насекомых, что обеспечивает улучшенную гигиену.
Преимущественно, когда клапан является поворотным клапаном, вращение клапана и шнекового питателя обеспечивает определенное соотношение, такое, что объем сыпучего продукта, подаваемого шнековым питателем, точно заполняет ячейки поворотного клапана, чем достигается эффективное измерение порошкового продукта.
Клапан может быть выполнен любым образом и, в частности, с вращающимся основанием и ячейками вдоль кольцеобразного продолжения основания. Однако согласно предпочтительному варианту осуществления, клапан выполнен в виде клапана отвала, т.е. с центральным основанием и радиальными лопастями, образующими между соседними парами лопастей соответствующие ячейки для сыпучего продукта.
Корпус поворотного клапана в дозирующем отверстии обеспечивает возможность образования подвижного барьера, который, с одной стороны, позволяет подавать сыпучий продукт, дозируемый шнековым питателем, по направлению к области, где дозируется напиток, и, с другой стороны, предотвращает подъем пара по направлению к области, в которой содержится сыпучий продукт.
В предпочтительном варианте осуществления клапан вращается вокруг оси, которая параллельна оси вращения шнекового питателя, и два элемента могут быть соединены друг с другом элементом механической передачи, например парой зубчатых колес. Однако каждый из двух элементов (шнековый питатель и поворотный клапан) мог бы быть оснащен соответствующим двигателем. Несмотря на это, предусмотрев элементы для передачи движения от одного элемента к другому, можно создать менее дорогостоящий дозатор, оснащенный одним двигателем и для вращения шнекового питателя и для вращения клапана. Предпочтительно, двигатель соединен с валом шнекового питателя напрямую или косвенно через кинематическую передачу, и шнековый питатель, в свою очередь, передает движение на поворотный клапан. В предпочтительном варианте осуществления механическая передача между шнековым питателем и клапаном такова, что скорость вращения шнекового питателя ниже, чем скорость вращения клапана.
Согласно возможному варианту осуществления клапан размещен в корпусе, который имеет сечение для входа сыпучего продукта по направлению к ячейкам клапана, которое больше, чем сечение для подачи сыпучего продукта, чем достигается улучшенный барьерный эффект против подъема пара по направлению к шнековому питателю.
Изобретение также относится к машине для приготовления напитков или подобных продуктов с использованием сыпучих продуктов, в частности, высушенных сублимированием продуктов или подобных, и горячей воды, содержащей дозатор описанного типа.
Дополнительные предпочтительные характеристики устройства согласно изобретению описаны ниже со ссылкой на возможное осуществление изобретения.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет более понятно из нижеследующего описания и прилагаемого чертежа, который иллюстрирует не ограничивающее практическое осуществление изобретения. Более конкретно:
фиг.1 - сечение в вертикальной плоскости бункера со шнековым питателем и дозирующим отверстием, содержащим распределительный клапан;
фиг.2 - вид в аксонометрии открытого дозирующего отверстия с установленным в нем клапаном;
фиг.3 - вид в аксонометрии шнекового питателя блока, содержащего дозирующее отверстие, и зубчатой передачи между шнековым питателем и поворотным клапаном.
Осуществление изобретения
Ниже приводится подробное описание варианта осуществления изобретения с поворотным клапаном в виде клапана отвала. Хотя эта конфигурация имеет особые преимущества и является в настоящее время предпочтительной, возможны другие варианты осуществления изобретения, например с задвижкой, т.е. клапаном с предусмотренным альтернативным перемещением и оснащенным, например, только одной ячейкой или также с несколькими ячейками для приема дозируемого продукта.
На чертеже позиция 1 обозначает бункер, содержащий сыпучий продукт, например высушенный сублимированием порошок, сахар или подобный продукт, обозначенный буквой Р. Основание бункера имеет отверстие 3 в направлении отсека 5, внутри которого размещен шнековый питатель 7, вращающийся вокруг оси А-А, которая, когда дозатор 1 установлено в машине для приготовления напитков, расположена практически горизонтально.
Под дозатором 1 размещено устройство 9 для приготовления напитков смешиванием продукта Р, дозируемого устройством 1, с водой. Части машины для приготовления напитков, в которых происходит фактическое приготовление напитка, не представляют здесь интереса, известны и, следовательно, не изображаются и не описываются в подробностях.
Шнековый питатель 7 управляется двигателем 11, размещенным на одном его конце, в то время как на противоположном конце вал 7А шнекового питателя снабжен первым зубчатым колесом 13, зацепляющимся со вторым зубчатым колесом 15, расположенным ниже. Два зубчатых колеса 13, 15 установлены в камере 17, закрывающейся фронтально крышкой 19, отделенной посредством диафрагмы 21 от отсека 23, в который сыпучий продукт Р перемещается шнековым питателем 7, и от дозирующего отверстия 25, расположенного ниже. В дозирующем отверстии 25 размещен поворотный клапан 27 на валу, на котором закреплено зубчатое колесо 15.
Как можно видеть, в частности, на фиг.2, клапан 27 является по существу клапаном отвала, который имеет основную часть 27А, выполненную за одно целое с валом 27В, на котором закреплено зубчатое колесо 15. Клапан 27 размещен внутри седла 31, которое имеет прямоугольное входное сечение больших размеров по сравнению с выходным сечением под клапаном 27. Эта разница в сечении обеспечивается в этом варианте осуществления благодаря приданию соответствующей формы боковой стенке, образующей дозирующее отверстие 25. Возможно также выполнение входного и выходного сечений с одинаковыми формой и размерами.
Как очевидно из описания выше, вращение двигателя 11 вызывает вращение шнекового питателя 7 вокруг его оси А-А и, вследствие передачи движения через зубчатые колеса 13, 15, вращение дозирующего клапана 27 вокруг его оси В-В, параллельной оси А-А. Поскольку диаметр зубчатого колеса 13 больше, чем у зубчатого колеса 15, скорость вращения клапана 27 больше, чем скорость вращения шнекового питателя 7.
Шнековый питатель вращается для перемещения дозы сыпучего продукта Р по направлению к дозирующему отверстию 25, определяемой числом оборотов или долей оборота, выполняемых шнековым питателем 7 во время его работы. Этот продукт подается через дозирующее отверстие 25 к устройству 9, в котором приготовляется напиток, при вращении поворотного клапана 27. Радиальные лопасти 27С, которые выступают из центральной части или центрального стержня 27А клапана 27, образуют отсеки для приема сыпучего продукта и перемещения его по направлению к отверстию 25. Лопасти 27С закрывают сечение дозирующего отверстия 25, так что влажность не может проникать через них по направлению к области, содержащей сыпучий продукт Р. Любой пар, который конденсируется на лопастях 27С, присутствует в очень небольших количествах и в любом случае не может влиять на содержимое бункера 1, но остается ограниченным внутри области дозирующего отверстия 25.
Очевидно, что чертеж только показывает пример осуществления изобретения, который может менять формы и компоновки без отклонения, однако, от объема и сущности изобретения. Любые номера позиций в прилагаемой формуле изобретения предусмотрены для облегчения чтения формулы изобретения со ссылкой на описание и на чертежи и никоим образом не ограничивают объем защиты.