ЗАВАРОЧНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ НАПИТКОВ С ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ЗАКРЫВАЮЩЕЙ СИСТЕМОЙ
INFUSION UNIT FOR MAKING BEVERAGES WITH HYDRAULIC CLOSING SYSTEM

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к области машин для приготовления напитков, таких как машины для приготовления кофе эспрессо и им подобные.
Более конкретно настоящее изобретение относится к усовершенствованию заварочного узла для таких машин для приготовления напитков.
Предпосылки к созданию изобретения
В области машин для приготовления напитка и, в частности, машин для приготовления эспрессо известны устройства, в которых применяются капсулы или таблетки, содержащие ингредиенты для приготовления напитка, например порошок молотого кофе. Варочная камера закрыта и горячую воду под давлением пропускают сквозь капсулу или таблетку для экстрагирования кофе. Заварочное устройство, использующее капсулы такого типа, описано, например, в WO 00/49926. В этом известном устройстве имеется гидравлическая закрывающая система. Варочная камера образована двумя по существу симметричными частями варочной камеры, которые открываются и закрываются гидравлической системой. Между этими двумя частями варочной камеры имеется уплотняющая прокладка, которая уплотняет варочную камеру, обжимая ободок таблетки между двумя частями варочной камеры, когда варочная камера гидравлически закрыта.
В других известных машинах ингредиенты для приготовления напитка в сыпучей форме насыпают в варочную камеру. Например, зерна кофе перемалывают и порошок молотого кофе непосредственно загружают в варочную камеру для последующего выполнения автоматического варочного цикла. В других машинах порошок кофе вручную загружают в фильтр, который помещают в держатель фильтра, соединенный с узлом раздачи воды, и запирают на этом держателе. Затем горячую воду под давлением пропускают сквозь держатель фильтра и слой кофе, спрессованного в варочной камере.
Пример ручной машины, в которой применяется держатель для сыпучего материала, раскрыт в ЕР 20050370. Заварочное устройство для автоматического держателя фильтра и варочной камеры раскрыто в WO 2009/157025.
В некоторых известных машинах размеры варочной камеры можно менять, чтобы сварить одну или две чашки напитка. Например, в ручных машинах используют разные держатели фильтра для размещения большего или меньшего фильтра для приготовления альтернативно двух чашек кофе или только одной. В WO-А-2012/001592 раскрывается варочный узел для автоматической машины для приготовления напитка, выполненный с возможностью изменения объема варочной камеры на основе количества ингредиентов (например, порошка молотого кофе), загружаемых в варочную камеру. Электрический привод перемещает имеющую форму чаши часть варочной камеры из положения загрузки в положение варки. В положении загрузки порошок кофе или другой ингредиент загружается в имеющую форму чаши часть варочной камеры. В положении варки имеющая форму чаши часть варочной камеры перемещается в направлении закрывающего поршня, который входит в имеющую форму чаши варочную камеру и прессует находящиеся в ней ингредиенты. Поршень упруго поджат пружиной. Пружина сжата силой, прилагаемой к поршню подвижной, имеющей форму чаши частью варочной камеры и ингредиентами, загруженными в нее, под управлением электрического привода. Таким образом, поршень отводится назад, когда имеющая форму чаши часть варочной камеры движется к конечному положению варки. Когда имеющая форму чаши часть варочной камеры достигнет конечного положения варки, которое не зависит от количества заложенных в нее ингредиентов, поршень гидравлически запирается и начинается цикл варки. Обратный ход поршня зависит от количества ингредиентов, заложенных в варочную камеру. Движение поршня полностью пассивно, поскольку он движется назад под действием привода, который перемещает имеющую форму чаши часть варочной камеры вперед.
В зависимости от способа применения машины и/или от количества порошка молотого кофе каждый раз в варочную камеру можно загружать большее или меньшее количество порошка кофе. Это приводит к некоторым трудностям при закрывании варочной камеры. Если загружено слишком много порошка кофе, в автоматической машине закрывающая система испытывает перегрузки. Если машина является ручной, оператору приходится прилагать большую силу, чтобы закрыть варочную камеру. Особенно в случае ручной машины количество порошка кофе может меняться в зависимости от способностей оператора, а это может привести к проблемам при варке.
Если в варочную камеру загружено недостаточное количество порошка кофе, получается слабый кофе и в конце варочного цикла поверх использованного порошка кофе остается большое количество воды.
В конце варочного цикла поверх израсходованного порошка кофе остается некоторое количество воды. Это количество воды затем удаляют из варочной камеры вместе с израсходованным кофе, что приводит к увеличению общего количества отходов, генерируемых в процессе варки. Энергия, расходуемая на нагрев такого количества воды, оказывается бесполезной для приготовления напитка и, таким образом, теряется впустую.
Таким образом, имеется потребность в усовершенствованном заварочном узле, в котором устранены или уменьшены один или более из описанных недостатков.
Краткое описание изобретения
Согласно настоящему изобретению предлагается заварочный узел для приготовления алкогольных или безалкогольных напитков, в частности горячих безалкогольных напитков, таких как кофе эспрессо, который содержит гнездо для приема по меньшей мере одного ингредиента в сыпучей форме для приготовления напитка, и варочный поршень, предназначенный для введения в гнездо и формирования вместе с ним варочной камеры. Варочный поршень имеет уплотняющее устройство для скольжения и уплотняющего взаимодействия с внутренней стенкой гнезда, когда варочный поршень находится в гнезде. Заварочный узел дополнительно содержит гидравлический привод, который управляет движением варочного поршня так, чтобы регулировать объем варочной камеры, перемещая варочный поршень в положение варки внутри гнезда. Гидравлический привод предпочтительно связан с варочным поршнем. Таким образом, варочное положение адаптируется к количеству ингредиента в варочной камере. Заварочное устройство также содержит контур подачи горячей воды для подачи горячей воды во внутреннее пространство варочной камеры. Вода течет сквозь ингредиент (ингредиенты), находящийся в варочной камере, для выполнения варочного цикла.
В некоторых вариантах горячая вода подается в варочную камеру через варочный поршень. Контур подачи горячей воды может содержать канал подачи горячей воды, сообщающийся по текучей среде с поверхностью варочного поршня, обращенной внутрь варочной камеры, когда варочный поршень находится внутри гнезда.
Гидравлический привод управляет движением варочного поршня внутри гнезда так, чтобы отрегулировать объем варочной камеры в соответствии с количеством ингредиентов, загруженных в варочную камеру. Регулировка объема варочной камеры может выполняться до начала варочного цикла. Затем варочный поршень можно удерживать в стационарном, т. е. фиксированном положении. В других вариантах положением варочного поршня можно управлять и непрерывно изменять, адаптируя объем варочной камеры, т. е. компенсируя изменение объема ингредиентов. Управление можно осуществлять, поддерживая постоянное давление в гидравлическом привода и, тем самым, поддерживая постоянное давление на ингредиенты, находящиеся в варочной камере.
Гидравлический привод перемещает варочный поршень внутри гнезда, пока не будет достигнуто требуемое давление. Ингредиенты в гнезде, таким образом, уплотняются до требуемой степени до начала цикла приготовления напитка. Ход, совершаемый варочным поршнем под управлением гидравлического привода, зависит от количества ингредиентов в гнезде. Постоянное окончательное уплотнение ингредиентов в гнезде может быть достигнуто независимо от количества загруженных в гнездо ингредиентов благодаря возможности управления движением варочного поршня в гнезде гидравлическим приводом. Объем варочной камеры, таким образом, может быть в значительной степени переменным и автоматически адаптируемым под количество ингредиентов, загруженных в варочную камеру.
В отличие от устройств для приготовления напитков по предшествующему уровню техники, в которых поршень выполнен подвижным под действием силы, прилагаемой электрическим приводом, пока на будет получено фиксированное конечное положение варочной камеры, в настоящем изобретении перемещением поршня положительно управляет гидравлический привод, чтобы переместить поршень в большей или меньшей степени внутри гнезда в зависимости от количества загруженных в нее ингредиентов.
Таким образом, гнездо можно поместить в фиксированное положение, например, оно может быть соединено в фиксированном положении с узлом раздачи воды. Варочный поршень затем перемещается в сторону гнезда и внутрь него, в большей или меньшей степени, пока не будет достигнуто окончательное положение, которое определяется количеством ингредиентов в гнезде, образующем варочную камеру. Таким образом, создана адаптивная варочная камера, т. е. варочная камера, объем которой автоматически адаптируется к количеству ингредиентов, заложенных в эту камеру. Автоматическая адаптация достигается простым гидравлическим управлением варочного поршня. Управляя или регулируя давление в гидравлическом приводе, можно добиться постоянной или регулируемой степени уплотнения ингредиентов в гнезде, независимо от фактического количества ингредиентов, загруженных в гнездо.
В некоторых вариантах объем варочной камеры можно регулировать и во время цикла приготовления. В некоторых вариантах гидравлический привод может быть приводом, содержащим поршень и цилиндр одностороннего действия. Цилиндр одностороннего действия является цилиндром, в котором гидравлическая жидкость генерирует силу только в одном направлении, а движение в противоположном направлении осуществляется упругим элементом, например, пружиной, работающей на сжатие. Гидравлический привод может быть выполнен с возможностью принимать горячую воду от того же канала подачи горячей воды, который подает горячую воду в варочную камеру. В предпочтительных вариантах в гидравлическом приводе используется холодная вода под давлением, поэтому сокращается количество необходимой теплоты.
В отличие от известных варочных устройств, в которых применяется гидравлический привод для закрывания варочной камеры, согласно настоящему изобретению варочный поршень находится в скользящем и уплотняющем зацеплении с внутренней поверхностью гнезда, в которое загружены ингредиенты. Закрытое положение варочного поршня, таким образом, может меняться в зависимости от условий варки, количества загруженных в варочную камеру ингредиентов, физического поведения ингредиентов, например уменьшения или увеличения объема ингредиентов.
В такой конструкции варочный поршень может проникать в варочную камеру в такой степени, которую требуют условия варки и количество и характер ингредиентов, загруженных в варочную камеру. Скольжение варочного поршня внутри варочной камеры поддерживает ингредиенты правильно спрессованными и предотвращает заливание в варочную камеру избыточного количества варочной воды.
Если гидравлический привод получает холодную, а не горячую воду, нагревать и подавать в варочную камеру требуется только то количество воды, которое требуется для приготовления напитка, что предотвращает бесполезный нагрев лишней воды. Количество израсходованных ингредиентов, извлекаемых из варочной камеры, сокращается. Флуктуации количества сыпучих ингредиентов, загружаемых в варочную камеру, компенсируются движением варочного поршня в гнезде. Меньшее количество ингредиентов, загруженных в варочную камеру, позволяет варочному поршню проникнуть в варочную камеру на большую глубину. Наоборот, если загружено большее количество сыпучих ингредиентов, варочный поршень проникнет в варочную камеру на меньшую глубину. Внутренний объем варочной камеры всегда будет задаваться правильно для того количества ингредиентов, которое каждый раз загружается в варочную камеру. В некоторых вариантах давление холодной воды в приводе может задаваться пользователем для влияния на условия варки и, тем самым, управления окончательными органолептическими характеристиками напитка.
В некоторых вариантах, если объем ингредиентов изменяется во время варки, например, из-за того, что часть ингредиентов растворяется в варочной воде, объем варочной камеры автоматически изменяется, компенсируя такое изменение объема ингредиентов и предотвращая появление лишней воды в варочной камере по окончании варочного цикла. Израсходованные ингредиенты, например израсходованный порошок кофе, выгружаемый из варочной камеры, будет содержать минимальное количество воды, поскольку вода выжимается из него подвижным варочным поршнем во время цикла варки.
В некоторых вариантах имеется промежуточный элемент для механического соединения варочного поршня с подвижным элементом гидравлического привода, например с приводным поршнем, установленным с возможностью скольжения во внешнем цилиндре. В других вариантах привод может содержать неподвижный поршень и подвижный цилиндр, механически соединенный с варочным поршнем промежуточным элементом. Промежуточный элемент отделяет варочный поршень от гидравлического привода, чтобы холодная вода, подаваемая в гидравлический привод, не отводила теплоту от варочной камеры.
В предпочтительном варианте канал подачи горячей воды по меньшей мере частично может проходить внутри промежуточного элемента.
Варочный поршень может быть выполнен как единое тело с приводным поршнем гидравлического привода. Термин "единое тело" следует понимать как механический компонент, образованный одним или более элементами, которые механически жестко соединены друг с другом для образования узла. В некоторых вариантах единое тело может быть монолитным телом, т. е. сформованным или отлитым как единая деталь.
Заварочный узел может содержать водяной насос и водонагреватель, сообщающийся по текучей среде с каналом подачи горячей воды. Водяной насос выборочно подает холодную воду на водонагреватель и сквозь него. В некоторых вариантах вода может засасываться водяным насосом из контейнера или резервуара.
В некоторых вариантах заварочный узел далее содержит устройство для управления давлением, соединяющее водяной насос с водонагревателем и гидравлическим приводом. Устройство для регулировки давления преимущественно может быть выполнено с возможностью сначала транспортировать большую часть воды под давлением, выдаваемой насосом, на гидравлический привод, чтобы закрыть варочную камеру и уплотнить ингредиент (ингредиенты), загруженный в варочную камеру, и затем уменьшить количество воды, подаваемой на гидравлический привод и увеличить количество воды, подаваемой сквозь водонагреватель и канал для подачи горячей воды в варочную камеру.
В некоторых вариантах устройство для регулирования давления может быть выполнено и расположено так, чтобы весь расход воды сначала подавался на гидравлический привод, пока не будет достигнуто некоторое пороговое давление. После достижения порогового давления часть расхода воды может быть подана через водонагреватель и из него в варочную камеру. Количество холодной воды, подаваемое на гидравлический привод, можно постепенно уменьшать, непрерывно или ступенчато, пока весь расход воды не будет подаваться через водонагреватель в варочную камеру. Можно установить датчик давления или автоматический клапан или любую подходящую систему управления для поддержания нужного давления в гидравлическом приводе и, следовательно, в варочной камере. Устройство для регулирования давления может быть выполнено и расположено так, что если давление в варочной камере уменьшается, например, из-за сокращения объема загруженных в нее ингредиентов, на гидравлический привод будет подаваться дополнительное количество холодной воды для компенсации уменьшения объема. Вода, поданная на гидравлический привод, будет толкать варочный поршень дальше в варочную камеру, поскольку такое движение допускается скользящим и уплотняющим взаимодействием между уплотняющим устройством, имеющимся на варочном поршне, и боковой поверхностью варочной камеры.
Гнездо может содержать фильтр или быть образовано фильтром и держателем фильтра. Держатель фильтра может быть частью автоматической машины для приготовления напитка. В других вариантах фильтр предназначен для ручного соединения с узлом раздачи воды, в котором с возможностью скольжения установлен поршень. Может иметься запирающий механизм для запирания держателя фильтра на узле раздачи воды. Например, может иметься запирающий механизм байонетного типа. В других вариантах держатель фильтра может быть введен в запирающее седло простым прямолинейным движением, а не запираться поворотом, как это происходит в запирающем механизме байонетного типа.
Поскольку уплотнение варочной камеры обеспечивается устройством бокового уплотнения, имеющимся на варочном поршне, и взаимодействием с боковой стенкой варочной камеры, образованной гнездом, в которое загружены ингредиенты, запирание держателя фильтра на заварочном узле требует лишь ограниченного усилия. Наоборот, в стандартных ручных машинах, содержащих фильтр, вставленный в держатель фильтра, последний приходится с усилием запирать на узле раздачи воды, что создает существенную силу контакта между передним уплотнением, имеющимся на узле раздачи воды, и держателем фильтра.
Применение варочного поршня с боковым уплотняющим устройством в скользящем и уплотняющем контакте с боковой стенкой гнезда, содержащего ингредиенты для приготовления напитка, упрощает эксплуатацию заварочного узла и делает его более эффективным и дружественным к пользователю.
Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предлагается способ приготовления напитка путем инфузии, содержащий этапы, на которых:
загружают, по меньшей мере, один ингредиент в сыпучей форме в гнездо;
вводят в гнездо варочный поршень и формируют вместе с ним варочную камеру, при этом варочный поршень снабжен уплотняющим устройством для скользящего и уплотняющего взаимодействия с внутренней стенкой гнезда, когда варочный поршень находится в гнезде;
регулируют объем варочной камеры, перемещая варочный поршень в варочном положении внутри гнезда, при этом варочное положение адаптировано к количеству ингредиента в варочной камере;
подают горячую воду внутрь варочной камеры через варочный поршень и выполняют варочный цикл;
при котором варочным поршнем управляют гидравлическим приводом, соединенным с варочным поршнем.
Настоящее изобретение также относится к машине для приготовления напитка, в частности к машине для приготовления горячего напитка, например к машине для приготовления кофе эспрессо, содержащей описанный выше заварочный узел.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения изложены в нижеследующем описании иллюстративных вариантов изобретения и приложенной формуле, являющейся неотъемлемой частью настоящего описания.
Краткое описание чертежей
Более полное понимание изобретения и многих его преимуществ можно получить из нижеследующего подробного описания со ссылками на приложенные чертежи, иллюстрирующие один иллюстративный и неограничивающий пример изобретения. На чертежах:
фиг. 1 - схематическое представление машины для приготовления напитка с ее основными компонентами, полезное для понимания настоящего изобретения.
Фиг. 2 и 3 - сечение заварочного узла в открытом и закрытом положениях соответственно.
Описание вариантов изобретения
Нижеследующее подробное описание иллюстративных вариантов относится к приложенным чертежам. На чертежах одинаковыми позициями обозначены одинаковые или подобные элементы. Дополнительно чертежи не обязательно выполнены в масштабе. Кроме того, нижеследующее подробное описание не ограничивает настоящее изобретение. Объем изобретения определен приложенной формулой.
Ссылки в описании на "один вариант" или на "вариант" или "некоторые варианты" означают, что конкретный признак, структура или характеристика, описываемые в связи с каким-либо вариантом, включены по меньшей мере в один вариант предмета настоящего изобретения. Поэтому фраза "в одном варианте", "в варианте" или "в некоторых вариантах" в разных местах настоящего описания не обязательно относится к одному и тому же варианту (вариантам). Далее конкретные признаки, структуры или характеристики можно комбинировать любым подходящим способом в одном или более вариантах.
Далее конкретно упоминается кофе-машина. Однако следует понимать, что по меньшей мере некоторые из преимуществ настоящего изобретения могут быть получены, применяя изобретение к другим типам машин для приготовления напитков.
На фиг. 1 показаны основные компоненты машины для приготовления напитка по настоящему изобретению. Машина обозначена позицией 1 и содержит бак 3 для воды, насос 5, водонагреватель 7 и заварочный узел 9. Насос 5 соединен через первый канал 11 с водонагревателем и через второй канал 13 непосредственно с заварочным узлом 9. Канал 15 соединяет выход водонагревателя 7 через обратный клапан 17 с заварочным узлом 9.
Как более подробно описано ниже, вода, закачиваемая насосом 5, течет через систему 19 клапанов, которая управляет расходом воды через каналы 13 и 15 для того, чтобы закрыть варочную камеру, образованную в заварочном узле 9 с помощью гидравлической системы и для подачи горячей воды под давлением в варочную камеру и сквозь нее для варки кофе. Кофе раздается в чашку С, помещенную на опорную поверхность 21 или подобную.
Как будет описано со ссылками на фиг. 2 и 3, заварочный узел 9 содержит гидравлическую систему, принимающую от насоса 5 холодную воду под давлением по каналу 13 для закрывания варочной камеры и горячую воду под давлением по каналу 15 для приготовления напитка. Водонагреватель 7 может быть проточным или быстродействующим, т. е. нагревателем, который быстро нагревает возу во время цикла инфузии.
В нижеследующем подробном описании со ссылками на фиг. 2 и 3 будет упоминаться ручная машина для приготовления кофе или эспрессо, содержащая фильтр и держатель фильтра, которые вручную крепятся к узлу раздачи горячей воды, в который встроен заварочный узел 9.
В некоторых вариантах узел раздачи воды является узлом, в котором расположен заварочный узел и который соединен с контуром подачи воды машины для приготовления напитка. Узел раздачи воды обычно выполнен с возможностью крепления к нему гнезда для приема ингредиента. Узел раздачи воды обычно имеет соединительное средство для соединения держателя фильтра, в котором имеется гнездо для ингредиента. Как будет понятно из нижеследующего описания, узел раздачи воды может иметь канал раздачи горячей воды, варочный поршень, предназначенный для скользящего проникновения в гнездо в варочной камере, и гидравлический привод для управления варочным поршнем.
Некоторые из преимуществ настоящего изобретения могут быть получены также при использовании в полуавтоматических или полностью автоматических кофе-машинах.
На фиг. 2 и 3 позицией 23 обозначен узел раздачи горячей воды, который содержит заварочный узел 9 и который частично расположен в корпусе 1А кофе-машины 1. Нижняя часть узла 23 раздачи воды, обозначенная позицией 23А, может выступать из нижней панели корпуса 1А машины и предназначена для крепления к ней держателя 25 фильтра, в котором может быть расположен фильтр 27. Держатель 25 фильтра может иметь рукоятку 25А и седло 25В для фильтра 27. Фильтр 27 образует гнездо для порошка кофе, который может загружаться в него вручную пользователем.
Фильтр 27 может иметь форму чаши. В некоторых вариантах держатель фильтра имеет нижнюю стенку 27А и приблизительно цилиндрическую или коническую боковую стенку 27В. Нижняя стенка 27А имеет отверстия, чтобы напиток кофе мог течь сквозь эту нижнюю стенку 27А в камеру 25С, сформированную в держателе 25 фильтра и сообщающуюся по текучей среде с раздаточным носиком 25D, через который напиток кофе может раздаваться в чашку С. В других вариантах фильтр может состоять только из нижней стенки 27А и не иметь боковой стенки 27В.
Седло 25В держателя фильтра 25 может иметь запирающее средство 29, например, в форме байонетного запирающего элемента, взаимодействующего с запирающим седлом 31, сформированным в нижней части узла 23 раздачи горячей воды. Запирающие средства 29, 31 могут быть выполнены так, что фильтр 27, расположенный в держателе 25 фильтра, всегда вставал в одно и то же положение относительно раздаточного узла 23.
Заварочный узел 9 содержит варочный поршень 33, который выполнен и расположен с возможностью проникать в фильтр 27, тем самым формируя варочную камеру для экстракции напитка кофе.
Варочный поршень 33 имеет уплотняющее устройство 35, расположенное на окружности варочного поршня 33. В некоторых вариантах уплотняющее устройство 35 содержит уплотнительное кольцо круглого сечения, расположенное в канавке, сформированной в теле варочного поршня 33. В других вариантах уплотняющее устройство может содержать уплотнительную кромку любого другого уплотняющего устройства или прокладку, выполненную и расположенную с возможностью для скользящего и уплотняющего взаимодействия с внутренней боковой поверхностью 27В гнезда, образованного фильтром 27. Если фильтр 27 образован только нижней стенкой 27А и не содержит боковой стенки 27В, уплотняющее устройство 35 может вступать в скользящее и уплотняющее взаимодействие непосредственно с внутренней поверхностью седла 25В держателя 25В.
Варочный поршень 33 находится в сообщении по текучей среде с каналом раздачи горячей воды. Например, варочный поршень 33 может содержать трубный штуцер 37, соединенный со шлангом 39, который является частью канала раздачи горячей воды, например канала, схематически показанного позицией 15 на фиг. 1.
Трубный штуцер 37 находится в сообщении по текучей среде через обратный клапан, обозначенный позицией 17, и отверстия 41 с камерой 43 распределения воды, закрытой сверху дисковидным элементом 45 с отверстиями. Когда обратный клапан 17 открывается, горячая вода под давлением может течь по трубке, через штуцер 37, обратный клапан 17, отверстия 41, камеру 43 и отверстия в дисковидном элементе 45 и, наконец, в варочную камеру, образованную между фильтром 27 и варочным поршнем 33.
В варианте, показанном на чертежах, заварочный узел 9 далее содержит гидравлический привод, в целом обозначенный позицией 51. В варианте, показанном на чертежах, гидравлический привод 51 содержит привод на основе цилиндра-поршня одностороннего действия с цилиндром 53, в котором с возможностью скольжения установлен поршень 55. Между верхней поверхностью приводного поршня 55 и потолком цилиндра 53 сформирована нагнетательная камера 57. Нагнетательная камера 57 сообщается по текучей среде со шлангом или трубкой 59, которая может являться частью канала 13 подачи холодной воды под давлением, показанного на фиг. 1.
Упругие элементы, например цилиндрические пружины 61, работающие на сжатие, установлены между корпусом, образующим цилиндр 53, и приводным поршнем 55 гидравлического привода 51. Эти упругие элементы поджимают приводной поршень 55 в верхнее положение, противодействуя давлению воды, подаваемой по шлангу или трубке 59.
Приводной поршень 55 механически соединен с варочным поршнем 33. Предпочтительно эти два поршня 33 и 55 разнесены друг от друга, чтобы холодная вода, подаваемая в нагнетательную камеру 57 привода 51, не отводила теплоту от варочной камеры. В варианте, показанном на чертежах, приводной поршень 55 и варочный поршень 33 соединены промежуточным элементом 63. Более конкретно один конец (верхний конец на чертежах) промежуточного элемента 63 соединен с приводным поршнем 55, а другой конец (нижний конец на чертежах) соединен с варочным поршнем 33.
Для генерирования правильно сбалансированного гидравлического усилия во время закрывания варочной камеры поверхность 55А приводного поршня 55 больше, чем нижняя поверхность варочного поршня 33. Таким образом, даже если в шланге 59 и шланге 39 имеется одинаковое давление воды, варочная камера будет правильно закрыта варочным поршнем 33, поскольку закрывающая сила, создаваемая давлением воды на варочном поршне 33, будет меньше, чем сила, генерируемая давлением воды на большую поверхность 55А приводного поршня 55.
В преимущественных вариантах промежуточный элемент 63 является пустотелым и шланг 39 канала 15 подачи горячей воды проходит внутри промежуточного элемента 63, а в его внутреннем пустом объеме расположен трубный штуцер 37. В других вариантах шланг 39 может быть расположен снаружи промежуточного элемента 63.
Описанный заварочный узел работает следующим образом.
На фиг. 2 заварочный узел 9 находится в открытом положении, когда варочный поршень 33 отведен в крайнее верхнее положение, а держатель 25 фильтра отсоединен от узла 23 раздачи горячей воды. В гнездо, образованное фильтром 27, насыпают порошок кофе и немного уплотняют его.
Затем держатель 25 фильтра можно запереть с помощью устройства 29, 31 байонетного запирания на дне узла 23 раздачи воды. Вместо байонетного запирающего устройства можно использовать другие запирающие конструкции, например, конструкцию с ползуном и направляющими или резьбовую конструкцию и пр.
Теперь варочный цикл начинается с подачи холодной воды, закачиваемой насосом 5 через клапанную систему 9 и канал 13, 59 подачи холодной воды в нагнетательную камеру 57 гидравлического привода.
Холодная вода, поданная в гидравлический привод 51, приводит к движению варочного поршня 33 внутрь гнезда, образованного фильтром 27. Постепенное опускание варочного поршня 33 приводит к уплотнению порошка кофе в фильтре 27 и варочной камере, образованной фильтром 27 и варочным поршнем 33. Когда в варочной камере будет создано достаточное давление, соответствующее давлению в канале 13 подачи холодной воды, клапанная система 19 начинает подачу воды по каналу 11 на водонагреватель 7 и из него через канал 15 подачи горячей воды - на варочный поршень 33. Когда давление воды в канале 15 подачи горячей воды и в шланге 39 преодолеет силу пружины, закрывающей обратный клапан 17, горячая вода начинает течь в варочную камеру, приготавливая напиток кофе.
На этом этапе варочного цикла давление внутри нагнетательной камеры 57 поддерживается так, чтобы порошок кофе в варочной камере 27, 33 оставался уплотненным.
Если объем порошка кофе в варочной камере уменьшается вследствие протекания сквозь него горячей воды под давлением, давление холодной воды в нагнетательной камере 57 гидравлического привода 51 заставит варочный поршень 33 дальше проникнуть в гнездо, образованное фильтром 27. Таким образом, в варочной камере все время поддерживаются нужные объем и давление. Уплотнение варочной камеры обеспечивается боковым уплотняющим устройством 35, контактирующим с возможностью скольжения с внутренней поверхностью боковой стенки 27В гнезда, образованного фильтром 27. Такое скользящее зацепление между уплотняющим устройством 35 и поверхностью стенки 27В дает возможность движения варочного поршня 33 во время варочного цикла в соответствии с необходимостью. Если фильтр 27 не имеет боковой стенки 27В, тот же эффект достигается за счет взаимодействия уплотняющего устройства 35 с приблизительно цилиндрической внутренней поверхностью седла 25В держателя 25 фильтра.
Кроме того, положение варочного поршня в гнезде, образованном фильтром 27, можно регулировать автоматически, управляя давлением, в зависимости от количества порошка кофе, загруженного в фильтр 27. Таким образом, имеется возможность загружать в фильтр 27 большее или меньшее количество порошка кофе в зависимости от того, одну или две чашки кофе нужно приготовить, и/или в зависимости от органолептических характеристик кофе, которые нужны пользователю.
В конце варочного цикла объем варочной камеры, образованной варочным поршнем 33 и фильтром 27, соответствует минимальному объему, занимаемому израсходованным порошком кофе, без лишней воды на поверхности этого израсходованного порошка кофе, что уменьшает количество воды, которая выбрасывается из держателя фильтра, когда последний снимается с узла 32 раздачи горячей воды. Это становится возможным за счет того, что варочный поршень 33 при необходимости сдвигается внутри варочной камеры во время варочного цикла под действием гидравлического привода 51 с одной стороны, а с другой стороны за счет возможности скольжения поршня 33 внутри гнезда, образованного фильтром 27.
Хотя описанные выше варианты предмета настоящего изобретения были показаны на чертежах и полностью и подробно описаны в связи с некоторыми иллюстративными вариантами, специалистам понятно, что в изобретение могут быть внесены различные изменения, замены и исключения, которые по существу не выходят за пределы новых идей, принципов и концепций, изложенных выше, и преимуществ, изложенных в приложенной формуле. Поэтому истинный объем раскрытых инноваций следует определять только по самому широкому толкованию приложенной формулы так, чтобы это толкование охватывало все такие изменения, замены и исключения. Слово "содержащий" не исключает наличия элементов или этапов, не перечисленных в формуле. Описание какого-либо элемента в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов. В тех пунктах формулы, которые относятся к устройству, перечисление нескольких средств означает, что некоторые их этих средств могут быть реализованы как одно и то же аппаратное средство. Один только факт перечисления некоторых признаков в разных зависимых пунктах формулы не указывает на невозможность использования комбинации этих признаков.